用于使旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠工作在易爆環(huán)境中的內(nèi)部壓力衰減器件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及用于使旋轉(zhuǎn)電機(jī)能夠工作在易爆環(huán)境中的內(nèi)部壓力衰減器件，并且更具體地，涉及一種允許減小機(jī)器殼體的內(nèi)部壓力的新技術(shù)方案，以能夠顯著降低由于最終燃燒過程所導(dǎo)致的機(jī)器內(nèi)部的壓力水平。
【背景技術(shù)】
[0002]本領(lǐng)域中熟知旋轉(zhuǎn)電機(jī)，并且旋轉(zhuǎn)電機(jī)基本包括靜止部分(定子)和旋轉(zhuǎn)部分(轉(zhuǎn)子)。在簡化的方式中，定子由放置線圈或繞組的開槽磁芯構(gòu)成，并且轉(zhuǎn)子由可以填充有線圈或繞組或填充有液態(tài)金屬并且然后如此被封裝(socover if ied)的開槽磁芯組成。將該裝置安裝在軸桿上，從而制成轉(zhuǎn)子。
[0003]當(dāng)電機(jī)設(shè)置在被歸類為“易爆環(huán)境”的區(qū)域中時(shí)，該電機(jī)會存在用作點(diǎn)火源的風(fēng)險(xiǎn)。
[0004]易爆環(huán)境是除了氧之外還包含一定比例的氣體、蒸汽、灰塵或纖維的環(huán)境，其中來自電路火花或器件加熱的可以成為點(diǎn)火源或?qū)е卤?。例如，在石化工業(yè)、食品工業(yè)、制藥工業(yè)、造紙工業(yè)和紡織工業(yè)中存在這種環(huán)境。
[0005]“燃燒過程”的定義可以歸結(jié)于火焰?zhèn)鞑サ乃俾屎蜕傻膲毫?。通常，火焰?zhèn)鞑ニ俾蔬_(dá)到2m/s并且壓力在4bar以下的燃燒過程稱為“燃燒”。對于介于0.5m/s與4.0m/s之間的速度并且在4.0bar與10.0bar之間的范圍內(nèi)的壓力，使用術(shù)語“爆炸”。當(dāng)壓力超過10.0bar并且速度超過30m/s并且甚至超過超聲速時(shí)，采用術(shù)語“爆破”。
[0006]因此，應(yīng)該以避免或降低爆炸的風(fēng)險(xiǎn)的方式來構(gòu)建該電機(jī)，其中，該電機(jī)被設(shè)計(jì)為在這種環(huán)境下工作。通常，關(guān)于該主題的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)采用術(shù)語“爆炸”，以包括任何燃燒過程。
[0007]完成這件事情的一種已知的方式是將可以導(dǎo)致爆炸環(huán)境的點(diǎn)火的部分限制在殼體內(nèi)，其中，該殼體能夠承受由內(nèi)部爆炸而生成的壓力，而不允許爆炸蔓延至外部環(huán)境。即，機(jī)器殼體應(yīng)該能夠承受由內(nèi)部燃燒所生成的壓力波。
[0008]通常，為了使殼體能夠承受來自該爆炸過程的機(jī)械應(yīng)力，該方式通過增加殼體的厚度來實(shí)現(xiàn)。因此，目的在于限制效果(在這種情況下，由燃燒過程生成的壓力)，而不在于限制起因(最小化壓力)。
[0009]恰好，增加殼體的厚度會導(dǎo)致旋轉(zhuǎn)電機(jī)的重量和體積的增加，結(jié)果，增加了工作制約條件和成本。在一些情況下，需要執(zhí)行預(yù)先測試，以確保作為殼體的部分的元件能夠承受爆炸的發(fā)生?？梢栽谘b配之后對電機(jī)組件和/或?qū)﹄姍C(jī)執(zhí)行的這些測試，這些測試會導(dǎo)致更高的制造成本和更長的制造時(shí)間，從而直接影響產(chǎn)品的競爭力。
[0010]歐洲文獻(xiàn)EP0113628公開了具有形成有防護(hù)罩的防爆殼體的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。該防護(hù)罩包括與轉(zhuǎn)子的軸線基本垂直的表面、外部圓柱形表面和內(nèi)部圓柱形表面，其中，這些圓柱形表面的每一個(gè)都平行于轉(zhuǎn)子的軸線。防爆殼體由殼體和固定的防護(hù)罩(shield)、位于與防護(hù)罩平面相同側(cè)處的圓柱形表面和位于緊鄰殼體的位置處的外部圓柱形表面構(gòu)成。
[0011 ]雖然該文獻(xiàn)示出了比僅涉及具有更大厚度的殼體的方法更加經(jīng)濟(jì)的解決方案，但是所提出的解決方案在于使用圍繞定子的加強(qiáng)防護(hù)罩，這會導(dǎo)致總體質(zhì)量的顯著增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]鑒于上述方法和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他方法的缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種新的旋轉(zhuǎn)電機(jī)，允許機(jī)器殼體的內(nèi)部壓力衰減，從經(jīng)濟(jì)角度上提供了更有吸引力的選擇，以及使得機(jī)器能夠工作在易爆環(huán)境中。
[0013]本發(fā)明的另一目的在于提供一種內(nèi)部壓力衰減解決方案，該方案不需要增加旋轉(zhuǎn)電機(jī)殼體的厚度和質(zhì)量。
[0014]本發(fā)明的又一目的在于提供一種內(nèi)部壓力衰減解決方案，該方案可以用于多種不同類型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)。
[0015]本發(fā)明的又一目的在于提供一種內(nèi)部壓力衰減解決方案，該方案能夠避免火焰?zhèn)鞑ブ翚んw外部。
[0016]發(fā)明的簡要描述
[0017]本發(fā)明包括一種用于旋轉(zhuǎn)電機(jī)的壓力衰減器件，該類型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)具有限定腔體的殼體。壓力衰減器件放置在腔體內(nèi)并且包括具有多個(gè)開口的屏蔽件，該多個(gè)開口將從點(diǎn)火源傳播的火焰前緣進(jìn)行分隔，由源于腔體的燃燒過程形成該點(diǎn)火源?；鹧媲熬壍姆指舴乐够鹧媲熬壡懊娴倪€未燃燒的氣體在其燃燒之前被壓縮。氣體燃燒之前的壓縮會導(dǎo)致腔體內(nèi)部的壓力增加。
[0018]應(yīng)該注意，假如開口允許火焰前緣的分隔，術(shù)語“開口”包括具有任何幾何形狀或尺寸的任何不連續(xù)材料，諸如器件中的槽、孔、口或中空間隙。
[0019]在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，屏蔽件包括由圓柱形壁限定的圓環(huán)，并且多個(gè)開口設(shè)置在環(huán)形壁上。優(yōu)選地，開口具有圓形幾何形狀。
[0020]在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，屏蔽件是由多個(gè)側(cè)壁限定的多面體形狀的壁，并且多個(gè)開口設(shè)置在側(cè)壁上。
[0021 ]在本發(fā)明的第三實(shí)施例中，屏蔽件是由平壁和從平壁突出的斜壁限定的盤，并且多個(gè)開口設(shè)置在斜壁上。
[0022]優(yōu)選地，開口具有圓形幾何形狀。
[0023]優(yōu)選地，屏蔽件被設(shè)置為與轉(zhuǎn)子-定子裝置的定子線圈的中心同心并且共徑向。然而，在可選實(shí)施例中，屏蔽件在徑向上被設(shè)置在轉(zhuǎn)子-定子裝置的定子線圈端的下方或上方。
[0024]本發(fā)明還涉及一種旋轉(zhuǎn)電機(jī)，該類型的旋轉(zhuǎn)電機(jī)包括具有限定腔體的蓋體的殼體和殼體內(nèi)部的轉(zhuǎn)子-定子裝置，電機(jī)包括腔體內(nèi)部的壓力衰減器件，器件包括具有多個(gè)開口的屏蔽件，該多個(gè)開口將從點(diǎn)火源傳播的火焰前緣進(jìn)行分隔，該點(diǎn)火源由源于腔體的燃燒過程形成。
[0025]屏蔽件可以是:由圓柱形壁限定的圓環(huán)，并且多個(gè)開口設(shè)置在環(huán)形壁上；由平壁和從平壁突出的斜壁限定的盤，并且多個(gè)開口設(shè)置在斜壁上;或由通過多個(gè)側(cè)壁限定的多面體形狀的壁限定的屏蔽件，并且多個(gè)開口設(shè)置在側(cè)壁上。
[0026]在本發(fā)明的實(shí)施例中，壓力衰減器件附接至旋轉(zhuǎn)電機(jī)的一個(gè)蓋體。然而，在可選實(shí)施例中，器件可以附接至腔體內(nèi)部的任何位置，例如，附接至旋轉(zhuǎn)電機(jī)的線圈或軸桿。
[0027]在本發(fā)明的實(shí)施例中，屏蔽件被設(shè)置為與轉(zhuǎn)子-定子裝置的定子線圈的中心同心并且共徑向。然而，在可選實(shí)施例中，屏蔽件在徑向上被設(shè)置在轉(zhuǎn)子-定子裝置的定子線圈端的下方或上方。
【附圖說明】
[0028]基于附圖中表示的執(zhí)行實(shí)例，下文將更加詳細(xì)地描述本發(fā)明。附圖如下示出:
[0029]圖1A至圖1D是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的腔體內(nèi)部的火焰前緣和壓力隨時(shí)間變化的示圖；
[0030]圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的壓力衰減器件的立體圖；
[0031]圖3是根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的具有壓力衰減器件的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的截面圖；
[0032]圖4A至圖4F是示出根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例的包括器件的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的腔體內(nèi)部的火焰前緣和壓力隨時(shí)間變化的示圖；
[0033]圖5是根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的壓力衰減器件的立體圖；
[0034]圖6是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的壓力衰減器件的立體圖；
[0035]圖7是根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的具有壓力衰減器件的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]圖1A和圖1D是示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)的腔體內(nèi)部的火焰前緣和壓力隨時(shí)間變化的示圖。因此，點(diǎn)P對應(yīng)于點(diǎn)火點(diǎn)，左圖示出了2000K的溫度下的火焰前緣，右圖示出了腔體內(nèi)部的以bar為單位的壓力。
[0037]該圖不出了蓋體內(nèi)部的腔體和旋轉(zhuǎn)電機(jī)(如，電動機(jī))殼體的一部分。
[0038]如在圖中可以看出的，在腔體中的燃燒過程中，火焰前緣趨于從點(diǎn)火點(diǎn)(圖中的點(diǎn)P)球形傳播。由于存在潛在能量的集中，所以火焰前緣的傳播過程趨于壓縮還未燃燒的氣體混合物，導(dǎo)致在大量壓縮氣體經(jīng)歷燃燒過程時(shí)出現(xiàn)峰值壓力。
[0039]為了避免事故發(fā)生，已知在現(xiàn)有技術(shù)的旋轉(zhuǎn)電機(jī)中，必須確定殼體的尺寸以承受峰值壓力。
[0040]本發(fā)明提出一種新的解決方案，該方案允許火焰前緣的傳播分隔為多個(gè)不同前緣，以避免還未燃燒的氣體的局部集中。
[0041]通過設(shè)置在旋轉(zhuǎn)電機(jī)的腔體內(nèi)的壓力衰減器件1來實(shí)現(xiàn)該解決方案，該器件包括具有能夠分隔火焰前緣的開口的屏蔽件(screen，或者分隔件)。
[0042]圖2示出了壓力衰減器件的第一實(shí)施例。在該實(shí)施例中，器件1包括由圓柱形壁限定的