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防爆行程開關(guān)工作原理與防爆機制
  • 發(fā)布日期：2025-11-19      瀏覽次數(shù)：81
      • 在石油、化工、天然氣、制藥、煤礦及粉塵加工等工業(yè)領(lǐng)域，生產(chǎn)環(huán)境中常彌漫著易燃易爆的氣體（如甲烷、氫氣、丙烷）、蒸氣或可燃性粉塵。在這些危險場所（Hazardous Locations），任何微小的電火花、高溫表面或機械摩擦都可能成為引爆源，引發(fā)災(zāi)難性事故。因此，所有電氣與機械設(shè)備必須采用符合嚴格防爆標準的安全裝置。其中，防爆行程開關(guān)作為監(jiān)測設(shè)備運動位置、限位保護和聯(lián)鎖控制的核心元件，雖體積小巧，卻承擔(dān)著“關(guān)鍵時刻切斷動力、防止超限運行”的重任，被譽為危險區(qū)域設(shè)備安全運行的“關(guān)鍵哨兵”。

      一、工作原理與防爆機制

      行程開關(guān)（又稱限位開關(guān)）是一種通過機械觸點動作來檢測物體位置的機電式傳感器。當(dāng)移動部件（如閥門閥桿、起重機吊鉤、輸送帶擋板）觸發(fā)其操作頭（滾輪、杠桿、撥叉等）時，內(nèi)部觸點閉合或斷開，向控制系統(tǒng)發(fā)送信號，實現(xiàn)啟停、換向或報警功能。

      而防爆行程開關(guān)在此基礎(chǔ)上，通過特定防爆結(jié)構(gòu)設(shè)計，確保在爆炸性環(huán)境中使用時不會成為點火源。主流防爆型式包括：

      1.隔爆型（Ex d）

      原理：開關(guān)外殼采用高強度鑄鋁或不銹鋼制成，具有精確計算的隔爆間隙（通常≤0.2mm）。即使內(nèi)部因觸點拉弧產(chǎn)生爆炸，火焰在通過狹長縫隙時被冷卻至低于外部環(huán)境引燃溫度，從而阻止爆炸傳播。

      適用：Zone 1/2（氣體）或Zone 21/22（粉塵）等高風(fēng)險區(qū)域。

      2.增安型（Ex e）

      原理：在正常運行條件下不產(chǎn)生火花，通過提高絕緣等級、密封接線端子、限制溫升等方式增強安全性，適用于輔助控制回路。

      特點：結(jié)構(gòu)相對簡單，成本較低。

      3.本安型（Ex i，較少見）

      通常用于低功率信號回路，需配合安全柵使用，確保能量不足以點燃爆炸性混合物。

      二、核心結(jié)構(gòu)與性能特點

      現(xiàn)代防爆行程開關(guān)具備以下關(guān)鍵特性：

      1.堅固可靠的機械結(jié)構(gòu)

      外殼厚度≥4mm，抗沖擊、耐腐蝕；操作頭采用不銹鋼或工程塑料，適應(yīng)頻繁機械沖擊；內(nèi)部觸點為銀合金材質(zhì)，耐電弧、壽命長（可達100萬次以上）。

      2.多重密封與防護

      電纜引入口配備防爆格蘭頭（如G1/2"、NPT），配合密封膠泥防止氣體滲入；O型圈密封蓋板，確保IP66以上防護，防塵防水；所有緊固件帶防松脫設(shè)計，避免振動導(dǎo)致松動。

      3.靈活的動作形式

      滾輪式：適用于直線或曲線運動物體；杠桿式：長力臂設(shè)計，適合遠距離觸發(fā)；撥叉式：用于旋轉(zhuǎn)軸位置檢測；可調(diào)式撞塊：便于現(xiàn)場安裝對位。

      4.電氣參數(shù)適配性強

      額定電壓：AC 250V/DC 24V；觸點容量：5A–10A，滿足繼電器、PLC輸入模塊驅(qū)動需求；雙觸點配置（常開+常閉），支持冗余控制。

      三、典型應(yīng)用場景

      1.石油化工裝置

      監(jiān)測反應(yīng)釜攪拌器是否到位；控制儲罐進料閥門全開/全關(guān)位置；緊急切斷系統(tǒng)（ESD）中的位置反饋。

      2.天然氣輸配站

      在壓縮機、調(diào)壓撬中檢測執(zhí)行機構(gòu)行程，確保閥門在火災(zāi)或泄漏時可靠關(guān)閉。

      3.煤礦井下設(shè)備

      用于礦用提升機、皮帶輸送機的極限位置保護，防止過卷或跑偏引發(fā)事故。

      4.噴涂與制藥車間

      在存在溶劑蒸氣的環(huán)境中，監(jiān)控烘箱門是否關(guān)閉、傳送帶是否就位，聯(lián)動通風(fēng)系統(tǒng)。

      5.糧食與飼料加工廠

      粉塵防爆型（Ex tD）行程開關(guān)用于斗式提升機、粉碎機蓋板聯(lián)鎖，防止設(shè)備在未封閉狀態(tài)下啟動。

      四、選型與安裝規(guī)范

      正確選型是安全前提：

      確認區(qū)域等級：依據(jù)GB 50058《爆炸危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》確定Zone分類；

      匹配介質(zhì)類型：IIC級適用于氫氣、乙炔等最危險氣體；粉塵環(huán)境選用Ex tD；

      考慮機械負載：操作頻率、撞擊力、環(huán)境溫度（-40℃～+70℃）；

      認證齊全：必須提供防爆合格證、檢測報告及銘牌標識。

      安裝時須遵守：

      禁止在通電狀態(tài)下開蓋接線；

      電纜外徑與格蘭頭匹配，密封膠填充嚴密；

      所有金屬外殼可靠接地，接地電阻≤4Ω；

      定期檢查操作頭磨損、觸點氧化情況。 
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