礦用防爆型螺旋式喇叭嘴防松裝置設(shè)計(jì)

張 凱

（山西高河能源有限公司機(jī)電部 ，山西 長(zhǎng)治 046000）

0 引 言

煤礦井下在生產(chǎn)過(guò)程中存在著瓦斯、煤塵等具有爆炸性的物質(zhì)，為了安全生產(chǎn)，防止瓦斯及煤塵發(fā)生爆炸事故，除了要控制瓦斯和煤塵的含量外，還要杜絕一切易引起爆炸的點(diǎn)火源和高溫?zé)嵩碵1]。據(jù)相關(guān)權(quán)威部門統(tǒng)計(jì)：電火花在煤礦瓦斯爆炸引燃火源的眾多因素中高居榜首，約為70%[2-3]。所以，防止“電氣失爆”產(chǎn)生電火花對(duì)于防止瓦斯爆炸最為重要。其中，電纜引入裝置所采用的防爆型螺旋式喇叭嘴極易產(chǎn)生松動(dòng)失爆，給安全生產(chǎn)帶來(lái)極大的隱患，如何采用有效的放松措施已顯得尤為重要。

1 防爆喇叭嘴結(jié)構(gòu)

防爆電機(jī)、開關(guān)等都需要配有電纜引入裝置；其從外到內(nèi)依次是喇叭嘴、擋圈、防爆密封圈和喇叭口座，電纜從他們中間穿過(guò)，然后擰緊[4]。喇叭嘴為六邊形柱體，形似六角螺帽，通過(guò)螺紋與喇叭口座聯(lián)接，中間為空心，可以引入電纜，從而實(shí)現(xiàn)電氣功能。如果喇叭嘴未擰緊或發(fā)生松動(dòng)，防爆開關(guān)即失去防爆性能，其內(nèi)部瓦斯點(diǎn)燃，會(huì)引起防爆開設(shè)備外部瓦斯爆炸。

根據(jù)山西省《煤礦安全質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)及考核評(píng)級(jí)辦法》（晉煤安發(fā)[2012]715 號(hào)）檢查標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：螺旋式喇叭嘴應(yīng)有防松裝置，螺旋式喇叭嘴最少入扣數(shù)不得低于6 扣，擰緊程度應(yīng)以8N.m 力矩扳手順壓緊方向擰緊到位，如果用三個(gè)指頭順壓緊方向用力擰動(dòng)超過(guò)半圈為失爆[5]。由于螺旋式喇叭嘴外露不受其他約束，工作一定時(shí)間后，容易自然松動(dòng)；而且一些非專業(yè)人員對(duì)螺旋式喇叭嘴經(jīng)常采用人工扭動(dòng)檢查是否松動(dòng)，這種操作很容易造成喇叭嘴滑絲而失爆；更有甚者出現(xiàn)人為丟失。目前，這些情況都沒有較好的防患手段。

圖1 電纜引入裝置

2 放松裝置設(shè)計(jì)

2.1 總體設(shè)計(jì)思路

放松裝置要適用于煤礦井下及其地面爆炸性混合物氣體環(huán)境的電氣設(shè)備。市場(chǎng)上電氣開關(guān)生產(chǎn)廠家眾多，其喇叭嘴的布置狀態(tài)各不不相同，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮其通用性。其次，必須具備下列功能：

1）能夠長(zhǎng)期有效地防止螺旋式喇叭嘴的松動(dòng)現(xiàn)象；

2）含閉鎖功能不易從喇叭嘴脫落；

3）配備專用鎖具，只有專用鑰匙才可打開；

4）具有一定的強(qiáng)度，耐沖擊；不易被外力破壞，失去其功能；

5）結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單、體積小、重量輕，便于加工制作和安裝。

3.2 放松裝置設(shè)計(jì)

結(jié)合當(dāng)前電氣開關(guān)不同螺旋式喇叭嘴排列方式，防松裝置結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)為單組、雙組或多組等類型。其主要結(jié)構(gòu)包括上鎖體、下鎖體、鎖芯及鎖鑰等組成，如圖 2、圖 3 所示。

圖2 單組合結(jié)構(gòu)

圖3 多組合結(jié)構(gòu)

上、下鎖體形狀為半圓形管體，采用碳鋼整體制成。上鎖體和下鎖體內(nèi)部均設(shè)有防滑卡槽；安裝時(shí)，將卡槽置于喇叭嘴與開關(guān)進(jìn)出線管之間，可以防止鎖體從喇叭嘴脫落而失效。圖示中防松裝置左部上、下鎖體采用齒狀嵌合，配合到位后打入銷軸，并在銷軸兩端采用螺釘或者鉛絲密封固定，防止銷軸退出。下鎖體設(shè)有與鎖芯配合的螺孔，鎖芯通過(guò)上鎖體的通道進(jìn)行鎖定。上鎖體和下鎖體連接后形成一圈狀，上鎖體平面和下鎖體平面緊靠六邊形的喇叭嘴的兩個(gè)平行面，限制了喇叭嘴的旋轉(zhuǎn)，任何工具不能操作。拆卸時(shí)，必須用專用工具打開閉鎖后才能進(jìn)行。

4 應(yīng)用效果及推廣

按照防松裝置的設(shè)計(jì)方案，已經(jīng)完成了多臺(tái)份的制造與應(yīng)用。其中，對(duì)某品牌400A 礦用隔爆型真空饋電開關(guān)就進(jìn)行了防松裝置的設(shè)計(jì)與安裝，如圖4 所示。從而近一年的運(yùn)行來(lái)看，使用效果良好。

目前，多數(shù)防爆開關(guān)或者井下重要設(shè)備電控箱設(shè)計(jì)螺旋喇叭嘴較為集中且呈一字型分布，結(jié)合本裝置的防松原理，可根據(jù)不同布置設(shè)計(jì)不同防松機(jī)構(gòu)。所以本裝置可廣泛用于井下重要設(shè)備 (如局部通風(fēng)機(jī)、關(guān)鍵部位水泵、采掘設(shè)備）配套使用的專用饋電開關(guān)和專用磁力啟動(dòng)器，也可以大批量成套制作用于礦井同種型號(hào)具有一定數(shù)量的防爆開關(guān)。綜上所述，螺旋式喇叭嘴防松裝置具有一定市場(chǎng)推廣前景。

圖4 防松裝置應(yīng)用案例

5 結(jié) 論

所研究設(shè)計(jì)的防松裝置結(jié)構(gòu)緊湊，制造工藝簡(jiǎn)單，適于大批量生產(chǎn)。安裝使用與維護(hù)簡(jiǎn)潔，可有效地預(yù)防礦用開關(guān)螺旋式喇叭嘴的自然和人為松動(dòng)，又可預(yù)防螺旋式喇叭嘴人為丟失等。大大減少了檢修人員的巡查次數(shù)，杜絕了人為“失爆”現(xiàn)象，提高了機(jī)電安全生產(chǎn)效率。