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物位开关中玻璃视窗的隔爆设计要求

2017-07-14

　　在物位开关的玻璃视窗中，GB3836标准中要求透明件可以采用玻璃或者其他物理化学性能稳定且能有效承受设备额定条件下最高温度的材料制成。目前，玻璃视窗最常用的玻璃是钢化玻璃。由于工况环境的恶劣，为了能够具有爆炸危险的场景下正常工作，对物位开关玻璃视窗的隔爆设计有着较高的要求。那么，物位开关中玻璃视窗的防爆设计具体有哪些要求呢？一般说来，在玻璃视窗的隔爆设计在后盖压盘、钢化玻璃的强度和安装方面有以下具体要求：
　　一、后盖压盘方面的要求
　　为了紧固或防止意外冲击对壳体的影响，在金属衬垫结构和胶粘面结构中，一般会在透明件后设置橡胶衬垫和紧固压盘，从而达到隔爆的设计要求。
　　二、钢化玻璃安装方面的要求
　　钢化玻璃的安装要求主要有以下三种：
　　第一种是将衬垫直接紧固在外壳内，通过软的金属材料挤压填补结合面之间的空隙（如图一），从而达到防爆的目的。这种情况下，对衬垫金属的要求是厚度不小于2mm，结合面宽度和外壳容 积见下表：
  表一

外壳容积（cm³）

结合面宽度（mm）

V≥100

D≥10

10≤V≤100

D≥6

　　采用这种安装方式安装钢化玻璃，其优点是安装后的衬垫在结构上不易脱落，并在外壳内产生爆炸压力时也不会被挤出，但是这种结构对配合面的平面度、粗糙度要求较高，如果粗糙度过大，平面度较差，则在金属衬垫压紧后无法很好的起到防爆作用。
 物位开关中玻璃视窗的隔爆设计要求
图一
　　第三种是胶粘隔爆面（如图二），这种结构优点明显，一方面省去了金属垫圈，直接把透明件粘接在视窗座内，使得透明件和视窗座结合为一体。对于胶粘接合面，其最短距离参见表一。另一方面，这种结构与金属衬垫视窗结构相比，由于胶粘剂的使用，弥补了由于金属衬垫过于粗燥而形成间隙方面的缺陷。
物位开关中玻璃视窗的隔爆设计要求
图二
　　第四种是直接密封在外壳内与之形成整体（如图三），其优点是能通过外壳耐压、机械冲击、内部不传爆试验的考核；缺点是由于透明件和视窗座的材质不同，在热浇注时冷却速率不同，故工艺要求严格，过程复杂，成本较高。
 物位开关中玻璃视窗的隔爆设计要求
图三

　　三、钢化玻璃强度方面的要求

　　钢化玻璃的强度通常取决于其厚度，在物位开关玻璃视窗中，究竟应采用多少厚度的钢化玻璃，可根据下面的平面型端盖计算公式进行计算：

δ₃≥√((pr₃²)/(［σ］))  
　　其中
　　P：设计压力，Mpa

　　r₃：平面型端盖圆形平板的半径，cm

　　δ：圆形平板厚度，cm

　　σ：材料的许用应力


（深圳计为自动化技术有限公司研发中心2017年7月14日发布）

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