增安电机及其准正压电机吹扫装置

技术领域

本申请涉及防爆电机吹扫装置技术领域，尤其是涉及增安电机及其准正压电机吹扫装置。

背景技术

随着电机工业的快速发展，行业内关于防爆电机产品的技术标准逐步完善，对防爆电机的安全性和可靠性要求也越来越严格。根据不同的防爆原理，防爆电机可分为隔爆型电机、增安型电机、正压型电机、无火花型电机及粉尘防爆电机等。针对不同类型的防爆电机，行业内有不同的安全防护要求，例如，国标GB3836.3-2010《爆炸性气体环境第3部分由增安型“e”保护的设备》中明确规定增安型电机在启动前需进行吹扫换气，以确保电机启动时内腔不含有爆炸型混合气体。

作为一种常用的防爆电机，增安型电机通常配备有吹扫装置，通过吹扫装置实现电机内腔的吹扫换气。

现有技术中，如授权公告号CN218733575U的专利文献公开了一种防爆电机，与电机内腔连接的通风装置(即吹扫装置)包括电机启动前对电机内腔输入气体的吹扫气路和电机启动后对电机内腔输入气体的压力补偿气路，能够确保电机在启动前以及启动后稳定运行的过程中内腔没有爆炸型气体残留，从而使电机具有较高的防爆性能。

另外，现有技术中，如授权公告号CN202943055U的专利文献公开了一种电机正压吹扫控制装置，通过气路P2在预定时间段内向电机内腔部吹扫，定时结束后，由气路P3为电机提供压力保持气源，使电机内腔部处于稳定的压力值，从而实现电机启动前和运行过程中的正压保持。

然而，上述现有技术在经过较长时间的实际应用后，研究者(本发明的发明人)发现，电机在启停的瞬间，电机内腔的气压会突然发生变化，采用上述吹扫装置后，电机内腔仍有可能形成负压，出现电机壳体外部的爆炸型混合气体向电机内腔倒灌的现象，此时一旦电机产生火花、电弧或者高温外放，就可能引发爆炸事故，带来极大的安全危险。从而上述现有技术的吹扫装置仍然存在在电机启停瞬间内腔出现瞬间负压的问题，具有较大的安全隐患。另外，这种确保电机内腔的压力恒定的补气方式(即恒压补气)虽然能够维持内腔的压力保持恒定，安全性也更高，但是由于增安电机壳体的气体泄露量较大，而且电机内腔的恒定正压也间接促进了气体的泄露，导致气体泄漏量更多，使得吹扫装置需要吹送更多的气体才能维持内腔的恒压状态，这种方式消耗气体量较多，浪费较严重，经济成本较高。

发明内容

本申请提供准正压电机吹扫装置，以解决上述现有技术中增安电机启停瞬间腔体内部形成负压导致的安全性和可靠性不高的技术问题，同时提供使用该准正压电机吹扫装置的一种增安电机。

第一方面，本申请提供的准正压电机吹扫装置采用如下技术方案：

准正压电机吹扫装置，包括气源、吹扫气路，还包括补气支路以及用于切换吹扫气路和补气支路的换向阀；

所述吹扫气路的进气端与气源连接，吹扫气路的出气端连接在换向阀上；

所述补气支路的进气端与气源连接，补气支路的出气端连接在换向阀上，补气支路包括补气支路一和补气支路二，补气支路一与补气支路二并联布置；

所述补气支路二上设有用于控制补气支路二开闭的气动薄膜调节阀。

通过采用上述技术方案，本申请的准正压电机吹扫装置能够在增安电机气动前通过吹扫气路向增安电机腔体内部吹扫气体，吹扫一定时间后，换向阀切换吹扫气路至补气支路，补气支路一能够在增安电机稳定运行时向腔体内部补气以维持腔体内部的微正压状态，补气支路二上的气动薄膜调节阀能够根据增安电机腔体内部的压力控制补气支路二的开闭。通过设置补气支路二能够避免在增安电机启停的瞬间向腔体内部补气，防止腔体内部形成负压，提高了增安电机的安全性和可靠性。

可选的，所述吹扫气路和补气支路上均设置有球阀。

通过采用上述技术方案，通过调节球阀的开度，能够调节单位时间内通过吹扫气路和补气支路的气体流量，从而对进入增安电机内腔的气体量进行控制。而且，补气支路一上布置的球阀开度不发生改变时，单位时间内通过补气支路一的气体流量恒定。

可选的，所述气动薄膜调节阀在单独使用、无外力作用时为常开阀；在接入补气支路二，电机稳定运行状态下使用时为常闭阀。

可选的，所述气动薄膜调节阀的流量特性曲线为快开特性曲线。

通过采用上述技术方案，能够在气动薄膜调节阀阀门部分开启时，就能够有较大的流量从气动薄膜调节阀通过对增安电机内腔进行补气，使得气动薄膜调节阀能够对增安电机内腔的压力变化作出灵敏和快速的反应，有效避免了因吹扫装置对压力变化反应缓慢而导致的增安电机内腔出现瞬间失压的状况。

可选的，所述气动薄膜调节阀内设有膜片、弹性部件和阀片，膜片与阀片之间通过连接杆固定连接，弹性部件套设在连接杆上，阀片受到的来自弹性部件的作用力与膜片受到的气体压力方向相反。

可选的，所述气动薄膜调节阀为二位二通阀，包括一个进气口、一个出气口和气动控制口；所述气动控制口用于与设置在增安电机外壳上的压力检测口连接，以使气动薄膜调节阀与增安电机内腔相连通。

第二方面，本发明提供的一种增安电机采用如下技术方案：

一种增安电机，包括增安电机本体、外壳、内腔，还包括如权利要求1-6任一项所述的准正压电机吹扫装置，所述准正压电机吹扫装置的换向阀的出气口与内腔连通，用于输入气体至内腔。

通过采用上述技术方案，能够使增安电机内腔在稳定运行以及启停瞬间始终能够维持在微正压状态，提高了增安电机的安全性和可靠性。

可选的，所述增安电机的外壳上设有补气口、压力检测口、排气口，所述补气口、压力检测口、排气口均与电机内腔连通。

可选的，所述压力检测口开设在增安电机本体上位于输出轴一侧的前端盖上。

通过采用上述技术方案，补气支路二能够及时地感应到增安电机内腔的气压变化并作出反应，提高了准正压电机吹扫装置的灵敏性，进而提高了增安电机的安全性能。

可选的，所述压力检测口与输出轴之间的距离大于前端盖半径的一半。

通过采用上述技术方案，能够在提高准正压电机吹扫装置的灵敏性的同时减少对前端盖的结构强度的影响。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本申请示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本申请的若干实施方式，并且相同或对应的标号表示相同或对应的部分，其中：

图1为本申请实施例1的增安电机的结构示意图；

图2为图1中的气动薄膜调节阀的结构示意图；

图3为图2中的气动薄膜调节阀的流量特性曲线示意图。

附图标记说明：

1、增安电机本体；11、外壳；12、内腔；13、前端盖；14、输出轴；15、补气口；16、压力检测口；

2、准正压电机吹扫装置；21、气源；22、分水排水器；23、减压阀；24、压力计；251、进气管路；252、出气管路；253、补气管路；254、控制管路；26、吹扫气路；27、补气支路；271、补气支路一；272、补气支路二；273、球阀；274、气动薄膜调节阀；2741、膜片；2742、弹性部件；2743、阀片；2744、进气口；2745、出气口；2746、气动控制口；275、气动微压控制传感器；28、换向阀；29、计时器。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，本领域技术人员应知，下面所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

参照图1-图3，本申请的一种增安电机的实施例1，包括增安电机本体1及准正压电机吹扫装置2。增安电机本体1包括外壳11、内腔12、前端盖13和输出轴14。准正压电机吹扫装置2包括气源21、进气管路251、出气管路252、补气管路253、控制管路254、吹扫气路26、补气支路27、换向阀28和计时器29。

准正压电机吹扫装置2与增安电机本体1相连接，增安电机的外壳11上设有补气口15、压力检测口16、排气口(图中未示出)。具体地，准正压电机吹扫装置2通过补气口15和压力检测口16连接在增安电机本体1上，压力检测口16开设在增安电机本体1上位于输出轴14一侧的前端盖13上，补气口15、压力检测口16、排气口均与电机内腔12连接。

气源21与进气管路251连接，用以提供吹扫气体。为防止增安电机启动时引发爆炸事故，气源21所使用的气体为不可燃气体，优选地，气源21气体为惰性气体中的一种。

进气管路251上设置有分水排水器22、直动式减压阀23和压力计24。分水排水器22能够对气源21中吹出的气体中的水分进行过滤，防止带有水雾的气体进入增安电机内腔12对增安电机造成损坏。气源21气体从进气管路251通过时，首先经过过滤、调压，随后通过吹扫气路26或补气支路27进入增安电机壳体内对增安电机内腔12进行吹扫。

吹扫气路26的进气端通过进气管路251与气源21连接，出气端连接在换向阀28上。吹扫气路26上设置有球阀273。通过调节球阀273的开度，能够调节单位时间内通过吹扫气路26的气体流量，从而对进入增安电机内腔12的气体量进行控制。

补气支路27的进气端通过进气管路251与气源21连接，出气端连接在换向阀28上。补气支路27包括补气支路一271和补气支路二272，补气支路一271和补气支路二272协同配合工作，共同为增安电机内腔12补气。补气支路一271和补气支路二272上均设置有球阀273，通过调节补气支路一271和补气支路二272中球阀273的开度，能够对增安电机内腔12的气压进行调节。

补气支路一271的进气端与进气管路251连接，出气端与补气管路253连接。补气支路一271常开设置，在补气支路一271上布置的球阀273开度不发生改变时，单位时间内通过补气支路一271的气体流量恒定。

本发明中采用上述恒流补气的方式向增安电机补气，并通过调节球阀273的开度，使增安电机在稳定运行时，恒定气流能够维持增安电机内腔12处于微正压状态。使用恒定气流补气时，增安电机内腔12的压力变化并不会对补气支路一271的补气量造成影响，降低了气体的消耗量。为避免增安电机启停的瞬间导致内腔12形成负压，本发明中还设置有补气支路二272自动在增安电机启停工况下向增安电机内腔12部补气。

补气支路二272与补气支路一271并联布置，补气支路二272的进气端与进气管路251连接，出气端与补气管路253连接。补气支路二272上还设置有气动薄膜调节阀274，补气支路二272的开闭由气动薄膜调节阀274阀门的开闭决定。

参照图2，气动薄膜调节阀274为二位二通阀，包括一个进气口2744、一个出气口2745和气动控制口2746。气动控制口2746通过控制管路254与增安电机外壳11上的压力检测口16连接。气动薄膜调节阀274为现有技术，故以下仅对其结构及工作原理进行简单描述。

气动薄膜调节阀274内设有膜片2741、弹性部件2742和阀片2743，膜片2741与阀片2743之间通过连接杆固定连接，连接杆为“工”字形结构，弹性部件2743套设在连接杆上，阀片2743受到的来自弹性部件2742的作用力与膜片2741受到的来自气动控制口2746的气体压力方向相反。优选地，弹性部件2742为弹簧。

控制管路254上设置有气动微压控制传感器275，气动微压控制传感器275能够对增安电机内腔12的气体压力进行放大，并将压力放大后的气体输出至气动薄膜调节阀274，经气动薄膜调节阀274的气动控制口2746作用到膜片2741上。

由于增安电机内腔12的气体压力较小时，气动薄膜调节阀274的膜片2741形变较小，通过设置气动微压控制传感器275，能够确保膜片2741在增安电机内腔12的气体压力较小时也能有较大的形变，从而使得气动薄膜调节阀274对增安电机内腔12的气体压力变化反应更加灵敏、迅速，提高了装置的安全性能。气动微压控制传感器275为现有技术，授权公告号CN103423496A的专利文献说明书中第0034-0037段对其结构和工作原理均有详细的记述，在此不再赘述。

增安电机内腔12的气体能够通过控制管路254作用到气动薄膜调节阀274的膜片2741上，从而使得气动薄膜调节阀274的膜片2741受到来自增安电机内腔12的经气动微压控制传感器275放大后的气体压力，膜片2741在气体压力的作用下发生形变，带动膜片2743上下运动，实现对气动薄膜调节阀274的阀门开闭的控制，即增安电机内腔12的压力能够控制气动薄膜调节阀274的阀门的开闭状态，从而控制补气支路二的开闭状态。

气动薄膜调节阀274单独使用、无外力作用时，阀片2743在弹性部件2742的作用下远离阀门，使阀门处于开启状态，即气动薄膜调节阀274为常开阀。

当把气动薄膜调节阀274接入补气支路二272使用，且电机稳定运行时，阀片2743受到的来自增安电机内腔12的经气动微压控制传感器275放大后的气体压力大于弹性部件2742的作用力，此时阀片2743压紧在阀门上，使阀门处于关闭状态，即气动薄膜调节阀274在准正压电机吹扫装置2中使用时为常闭阀。当增安电机内腔12的气体压力减小时，阀片2743受到的来自增安电机内腔12的经气动微压控制传感器275放大后的气体压力小于弹性部件2742的作用力，此时阀门处于开启状态，补气支路二272开启，对增安电机补气，使增安电机内腔12的气体压力增大。

在本实施例中，当增安电机内腔12的气压大于2.5mbar时，气动薄膜调节阀274处于完全关闭的状态，此时补气支路二272关闭，仅由补气支路一271向增安电机补气；当增安电机内腔12的气压小于2.0mbar时，气动薄膜调节阀274处于完全开启的状态，此时补气支路二272开启，和补气支路一271协同配合，在补气支路一271向增安电机补气的基础上增大补气量；当增安电机内腔12的气压介于2.0mbar和2.5mbar时，气动薄膜调节阀274处于部分开启的状态。

参照图3，气动薄膜调节阀274的流量特性曲线为快开特性曲线，即单位时间内通过气动薄膜调节阀274的流量与气动薄膜调节阀274的开度的关系是：当气动薄膜调节阀274的阀门开度较小时，就有较大的流量，且随阀门开度的增大，流量很快就达到最大。

当增安电机启停瞬间内腔12的气体压力发生变化时，由于电机启停的时间较短，就要求吹扫装置在感应到压力变化时能够迅速对增安电机补气。为此，本发明中使用具有快开特性曲线的气动薄膜调节阀274，能够在气动薄膜调节阀274阀门部分开启时，就能够有较大的流量从气动薄膜调节阀274通过对增安电机内腔12进行补气，使得气动薄膜调节阀274能够对增安电机内腔12的压力变化作出灵敏和快速的反应，有效避免了因吹扫装置对压力变化反应缓慢而导致的增安电机内腔12出现瞬间失压的状况。

上述准正压电机吹扫装置2所使用的换向阀28为二位三通阀，包括两个进气口、一个出气口和控制口。换向阀28的一个进气口与吹扫气路26连接，换向阀28的另一个进气口与补气管路253连接，换向阀28的出气口通过出气管路252与增安电机外壳11上的补气口15连接，换向阀28的控制口与计时器29连接。通过将计时器29与换向阀28连接，能够实现换向阀28的定时切换。换向阀28的定时切换为现有技术，在此不再赘述。

本发明中通过在增安电机上配备上述准正压电机吹扫装置2，在使用增安电机时，使用较少的补充气体即可维持增安电机内腔12的微正压，从而达到准正压的效果；而且，在增安电机启停的瞬间，也能迅速向内腔12补气，避免了增安电机内腔12出现瞬间负压的现象，提高了增安电机的安全性和可靠性。

本实施例中，压力检测口16开设在前端盖13上。本领域中，增安电机输出轴14与前端盖13之间通常经过密封处理，但在长时间使用后，密封的效果变差，输出轴14的外周面与相对应的前端盖13的内周面的配合处会形成间隙。由于增安电机在正常运行状态下内腔12始终处于微正压状态，导致输出轴14与前端盖13的配合处气体的泄漏量较大，当增安电机内腔12气压发生变化时，输出轴14处的气压变化相对于其他位置更加明显。通过将压力检测口16设置在输出轴14的一侧，补气支路二272能够及时地感应到增安电机内腔12的气压变化并作出反应，提高了准正压电机吹扫装置2的灵敏性，进而提高了增安电机的安全性能。

另外，具体地，本发明中压力检测口16与输出轴14之间的距离大于前端盖13半径的一半。由于增安电机稳定工作时，输出轴14高速运转，在输出轴14附近开设接口不可避免地会对前端盖13的结构强度造成影响，本发明中使压力检测口16与输出轴14之间的距离大于前端盖13半径的一半，在提高了准正压电机吹扫装置2的灵敏性的同时减少了对前端盖13的结构强度的影响。

本申请实施例1在使用时的工作过程如下：

增安电机启动前，先打开气源21，使吹扫气路26导通进行预吹扫，同时计时器29开始对吹扫换气时间进行计时。通过控制吹扫换气时间，快速吹扫壳体内部可能存在的可燃性气体，使电机启动前壳体内可能存在的可燃气体浓度降到安全线以下。

计时器29定时结束后，换向阀28切换至补气管路253，此时吹扫气路26关闭，补气支路一271导通，由补气支路一271向增安电机补气。作为应急处理方案，在电机启停时(电机启停时是指电机启动的瞬间、在电机不断电停机的瞬间、在电机不断电停机后再次启动的瞬间)，电机内腔12的气压突然减小，补气支路二272导通，对电机进行补气，避免电机启停瞬间在壳体内部形成负压，发生气体倒灌；当电机内腔12的气压稳定后，补气支路二272关闭。

增安电机使用结束后，使增安电机断电停机，然后关闭气源21，准正压电机吹扫装置2停止吹扫。

本申请的一种准正压电机吹扫装置2的实施例，其结构与上述的增安电机的实施例中的准正压电机吹扫装置2的结构相同，不再赘述。

根据本说明书的上述描述，本领域技术人员还可以理解如下使用的术语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“宽度”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示方位或位置关系的术语是基于本说明书的附图所示的方位或位置关系的，其仅是为了便于阐述本申请的方案和简化描述的目的，而不是明示或暗示所涉及的装置或元件必须要具有所述特定的方位、以特定的方位来构造和进行操作，因此上述的方位或位置关系术语不能被理解或解释为对本申请方案的限制。另外，在本说明书的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个或更多个等，除非另有明确具体地限定。