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本質(zhì)安全型防爆加速器的研制

文檔作者：廖頌黃玉成胡彩鳳文檔來源：衡陽合力工業(yè)車輛有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2021年11月15日
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?防爆電器設(shè)計?本質(zhì)安全型防爆加速器的研制
本質(zhì)安全型防爆加速器的研制
廖頌，黃玉成，胡彩鳳
(衡陽合力工業(yè)車輛有限公司，湖南 衡陽 421008)
［關(guān)鍵詞］本質(zhì)安全型防爆加速器；電動工程車輛；本安電源；光電隔離；儲能元件
［摘 要］介紹了一種本質(zhì)安全型防爆加速器的設(shè)計要點(diǎn)及方法，加速器與本安電源及安
全柵電路板的符合性等。
［中圖分類號］TE834 ［文獻(xiàn)標(biāo)識碼］A ［文章編號11004 -9118(2019)01 -0017 -03
DOI：10. 14023/j. cnki. dqfb. 2019. 01.004
Design of Intrinsically Safe Explosion 一 Proof Accelerator
Liao Ting, Huang Yu - Cheng, Hu Cai 一 Feng
(HengYang Heli Industrial Vehicle Co.丄TD. , Hengyang Hunan 421008)
Key words: intrinsically safe explosion 一 proof accelerator ； battery engineering vehicles ； intrinsically
safe power ； photoelectric isolation ； energy storage element
Abstract: It introduces the design of a intrinsically safe explosion 一 proof accelerator, it also
describes the conformity of accelerator, Intrinsically Safe power and safety barrier circuit board.
o引言
隨著國家對環(huán)保的要求越來越嚴(yán)格，電動工
程車輛的應(yīng)用越來越廣泛，同時對危險區(qū)域車輛
的使用安全性的要求也越來越高，以滿足車輛在
爆炸性氣體環(huán)境、可燃性粉塵環(huán)境中的安全作業(yè)。
加速器作為車輛行駛速度的控制設(shè)備，易產(chǎn)生電
火花，通常只適宜在普通的環(huán)境中工作，如果在一
些特殊環(huán)境比如工礦爆炸性環(huán)境內(nèi)使用普通加速
器，可能會點(diǎn)燃爆炸性氣體發(fā)生爆炸，引起安全事
故。目前市場應(yīng)用于爆炸危險場所的加速器均設(shè)
計為隔爆型及澆封型，設(shè)備笨重、體積大、占用空
間多,人機(jī)工程差，維護(hù)成本高,外形不美觀。
針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本文介紹一
種本質(zhì)安全型防爆加速器，具有較高的安全性，可
適用于易燃易爆危險環(huán)境中，體積小,重量輕,外
形美觀，安裝方便。
1主要技術(shù)特點(diǎn)
本質(zhì)安全型防爆加速器適于安裝在防爆電動
工業(yè)車輛上,能工作合適的爆炸氣體環(huán)境或可燃
性粉塵環(huán)境的危險場所⑷。
加速器由本安電源供電，利用光電耦合原理
通過安全柵電路板實現(xiàn)本安電路與非本安電路的
電氣隔離。
工作原理：當(dāng)踩下加速器踏板時，支撐踏板
的前端通過滾輪在底板上滾動，固定滾輪的支
架繞固定軸旋轉(zhuǎn)，將踏板下壓的不同位置轉(zhuǎn)換
成不同的旋轉(zhuǎn)角度。電氣盒內(nèi)裝有一個帶有磁
性部件的旋轉(zhuǎn)軸，這個旋轉(zhuǎn)軸隨支架的軸一同
旋轉(zhuǎn),使電氣盒內(nèi)的磁場隨之旋轉(zhuǎn)，霍爾電子元
件檢測到磁場的旋轉(zhuǎn)，并輸出一個變化的電壓
信號，從而將踏板的位置信號轉(zhuǎn)換成電氣信號
輸岀⑵。同時，內(nèi)部的CPU單元實時對電壓信
［收稿日期J2018-11 -16
［作者簡介］廖頌（ 1968—），女，電氣工程師，主要從事防爆技術(shù)的研究與應(yīng)用工作。全國防爆電氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會非
電氣設(shè)備防爆分技術(shù)委員會委員。
17 —
《電氣防爆》2019年2月 第1期
號進(jìn)行檢測并計算處理，根據(jù)結(jié)果輸出一個開
關(guān)信號和一個0 ~5 V的電壓信號，此信號通過
安全柵電路板傳輸?shù)杰囕v控制器輸入端，從而
控制車輛的行走。
加速器防爆性能執(zhí)行GB 3836. 1—2010、GB
3836. 4—2010 和 GB 12476.4—2010 等標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)
定，防爆標(biāo)志為Ex il> D C T4 Gl>以及Ex ibD 21
T130P。
2結(jié)構(gòu)設(shè)計
加速器踏板底部設(shè)有聯(lián)動軸可帶動電氣軸旋
轉(zhuǎn)，電氣軸上設(shè)有滾輪組件,滾輪組件可在底板上
往復(fù)移動,從而帶動電氣軸旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致電器盒內(nèi)的
磁場隨之旋轉(zhuǎn)，霍爾元件檢測到磁場角度的變化,
輸出一個變化的電壓信號，當(dāng)踏板復(fù)位時,第二復(fù)
位彈簧也對滾輪支架和聯(lián)動軸進(jìn)行復(fù)位,從而使
電氣軸復(fù)位，使加速器的信號輸出中斷，見圖1。
1.踏板2.電器盒3.轉(zhuǎn)軸4.第一復(fù)位彈簧5.底板
6.滾輪7.滾輪支架&amp;amp;第二復(fù)位彈簧9.安裝支架
圖1本安加速器結(jié)構(gòu)圖
電器盒包括上電器盒和下電器盒，上電器盒
與下電器盒通過十字槽沉頭自攻螺釘連接構(gòu)成一
個盒體,十字槽沉頭自攻螺釘?shù)耐獠吭O(shè)有貼膜,保
證美觀，電器盒通過自攻螺釘與踏板固定，線路板
通過十字槽盤頭自攻螺釘固定在電器盒內(nèi)部，采
用三防漆進(jìn)行噴涂處理后，再使用環(huán)氧樹脂密封
膠灌封在電器盒內(nèi),電器盒外表面上設(shè)有銘牌，見
圖2。
3本安型電路板設(shè)計
設(shè)計線路板的PCB圖及焊接圖時遵循GB
3836. 1—2010 及 GB 3836.4—2010 標(biāo)準(zhǔn)要
求st ,印刷線路板的板材為環(huán)氧玻璃纖維板FR
-4,厚度為1. 6 mm；銅箔厚度為1盎司（35 um）；
走線寬度為0. 25 - 3 mm；最小線間距為
0. 38 mm；絕緣材料CTI值大于1750
元器件裝配完成后，在線路板的雙面涂覆三
防漆,晾干后再次涂覆,三防漆型號為SF - 577。
I.電氣軸2.電路板3.銘牌4.十字槽沉頭自攻螺釘
5.密封圈6.線束組件
圖2電器盒結(jié)構(gòu)圖
4電器盒設(shè)計及安裝
電器盒包括上電器盒和下電器盒，線路板用
三防漆進(jìn)行噴涂處理后，用環(huán)氧樹脂密封膠將線
路板灌封在下電器盒中，防護(hù)等級可達(dá)到
IP65 5-6!,再與上電器盒對接，用自攻螺釘緊固裝
配成一個盒體。如圖3所示。
圖3電器盒外觀
5加速器及安全柵電路板與本安電
源的符合性設(shè)計
加速器的工作電源由MSP102Ex型本安電源
提供，開關(guān)信號與0~5 V模擬量輸出的本安-非
本安光耦隔離由BBX201 -A1 -安全柵電路板來
實現(xiàn)。
本質(zhì)安全的主要防爆措施是限制電路中的能
量，使產(chǎn)生的火花的能量小于相應(yīng)的最小點(diǎn)燃能
量，即限制電容、電感等儲能元件的電容、電感值,
以保證加速器的安全性。在進(jìn)行本安型防爆系統(tǒng)
設(shè)計時，必須選用相應(yīng)防爆等級的本安電源及安
18 一
?防爆電器設(shè)計?本質(zhì)安全型防爆加速器的研制
全柵，并且進(jìn)行本安元件和本安電源的參數(shù)認(rèn)
證叫
6結(jié)束語
隨著工程車輛的廣泛應(yīng)用,人們對工程車輛
在使用過程中的安全性的要求也越來越高，同時
對操作的舒適性也提出了更高的要求，本安型防
爆加速器的使用，既能滿足車輛在爆炸性環(huán)境操
作的安全性,又具有廣泛的通用性，輕便、簡單，可
滿足各種車輛的配套要求。
參考文獻(xiàn)
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家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.外殼防護(hù)等級（IP代碼）：GB
4208—2008[S].北京沖國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2009 = 1.
[7 ]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國
家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.爆炸性環(huán)境第4部分：由本質(zhì)
安全型“i”保護(hù)的設(shè)備:GB 3836.4—2010[S],北京:
中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,201 1 ：8,
（上接第16頁）
設(shè)計和選型。本文主要從LED芯片的發(fā)光原理
出發(fā),結(jié)合相應(yīng)防爆結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和實際設(shè)計工作經(jīng)
驗，論述了典型隔爆型LED燈具的結(jié)構(gòu)設(shè)計、散
熱處理、殼體壁厚設(shè)計等要求。由于LED芯片發(fā)
熱量的問題，目前防爆LED燈具的功率都不是很
大,還不能完全替代傳統(tǒng)類光源，但是LED芯片
由于其本身的優(yōu)越性，特別是我國自主研發(fā)的藍(lán)
光LED芯片取得了突破性的成功丄ED芯片在防
爆照明領(lǐng)域?qū)懈蟮陌l(fā)展前景。
參考文獻(xiàn)
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[5] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國
家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.爆炸性環(huán)境第4部分：由本質(zhì)
安全型“i”保護(hù)的設(shè)備：GB 3836.4—2010[S],北京：
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[6] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國
家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.爆炸性環(huán)境第2部分：由隔爆
外殼“d”保護(hù)的設(shè)備:GB 3836.2—2010：S],北京：中
國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2011 ： &amp;amp;
[7] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國
家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.爆炸性環(huán)境第1部分:設(shè)備通
用要求：GB 3836. 1—2010[S],北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版
社,2011=8.
[8 ]中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國國家
標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.GB 15763—2005：建筑用安全玻璃第
2部分:鋼化玻璃[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社.2006:3.
[9] 劉鴻文.材料力學(xué)（第四版）[M].北京:高等教育出版
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[10] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局，中國
國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.鑄造鋁合金：GB/T1173—
2013[>].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2014:6.
19——

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