本安防爆型雷电流分流器的制作方法

本实用新型属于浮顶储罐的雷电分流技术领域，具体涉及一种本安防爆型雷电流分流器。

背景技术：

大型原油贮罐一般为浮顶储罐，使用时其浮盘漂浮在原油上面。目前，为了防止原油油汽从浮盘的边缘处泄漏，通常将其密封，这种密封由非导电性材料完成，一般是丁腈橡胶，此材料能使浮盘与罐壁之间电气绝缘，使浮盘成为孤立的导体。由于原油电阻率较高，在雷电发生及原油快速装罐时原油均能产生大量静电荷，这些电荷将逐渐地转移到一个带有相反电荷的有引力的导体上。由于受罐壁低电位影响，浮盘将收集原油静电荷，该静电荷的感应电压可达上百甚至上千伏，空气击穿电压约为500kV/m，标准浮盘与罐壁间隙约为200mm，由于密封材料老化及工艺偏差，浮盘与罐壁间隙会缩小，两者之间的静电荷感应电压约为100kV时即可形成引燃性的飞弧放电，一旦密封材料老化油汽溢出，即可引起火灾事故。国家标准《石油库设计规范》(GB 50074-2002)及《石油与石油设施雷电安全规范》(GB15599-95)对浮盘防雷、防静电接地均有明确规定：“浮顶油罐或内浮顶油罐不应装设避雷针，但应将浮顶与罐体用2根导线做电气连接。浮顶油罐连接导线应选用横截面不小于25mm²的软铜复绞线。对于内浮顶油罐，钢质浮盘油罐连接导线应选用横截面不小于16mm²的软铜复绞线；铝质浮盘油罐连接导线应选用直径不小于1.8mm的不锈钢钢丝绳”。传统的原油贮罐浮盘防雷、防静电接地方式普遍采用两条25mm²的软铜复绞线由贮罐罐壁顶段按大于罐高的长度与浮盘连接，当浮盘随液位升高时软铜复绞线散落在浮盘上，由于原油油气含硫及风吹雨打的因素使该软铜复绞线极易腐蚀，因而存在安全隐患。为了消除这种安全隐患，多在浮顶储罐上加装雷电流分流器。雷电流分流器是外浮顶油罐浮盘中低频雷电流泄流装置，通过分流装置连接浮盘与罐壁，无论浮盘在任何位置，中低频雷电流分流器的导线总处于最小伸出状态，从而具有最小的电感，及时有效的将雷电流和束缚电荷导入大地，抑制浮盘和罐壁之间的瞬时过电压，防止密封环形间距出现闪络（电弧），实现分流器与罐壁低阻抗的电气连接，确保浮盘上的中低频雷电流得到及时释放，从而避免浮盘由于雷电流通过时出现间隙打火现象。

现有的国内外浮顶罐雷电流分流器均采用平面涡卷弹簧固定在壳体和转轴一端上，铜线编织带固定缠绕在转轴另一端，铜线编织带的伸缩靠平面涡卷弹簧的弹力来控制。这种结构在实际使用中，由于铜线编织带与罐壁之间是通过雷电流分流器主体结构导通，而且雷电流分流器主体结构为了提供稳定的支撑作用，并不被雷电流击穿，采用较厚的不锈钢板，这就大大增加了导流电阻，在结构上雷电流分流器主要是装配式连接，旋转部分通过轴承与主轴连接，组成运动部分。由于运动部分存在间隙，在进行雷电流导流时，可能会产生电弧甚至打火现象。为了避免这种情况，一些产品在运动部分增加了碳刷，以便于雷电流导流，但是由于长期使用形变和环境影响，其稳定性也受到很大的影响，存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本实用新型提供一种本安防爆型雷电流分流器，该分流器能有效降低导流电阻，能有效避免在雷电流导流过程中易出现的电弧、打火等安全隐患，同时，该分流器整体的结构更加稳定，能有效延长平面涡卷弹簧的使用寿命。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种本安防爆型雷电流分流器，包括安装固定架、位于安装固定架左侧的卷盘组件和垂直于卷盘组件设置的主轴，所述安装固定架的右侧固定连接有卷簧壳体，所述卷簧壳体内部具有卷簧腔，所述卷簧腔中设置有平面涡卷弹簧；

所述卷盘组件包括铜线编织带及平行设置的内卷盘和外卷盘，其中内卷盘和外卷盘的中心通过固定环固定连接；所述铜线编织带绕设在固定环的外部，且其里端与固定环外表面固定连接，其外端位于卷盘组件的外部；

还包括设置在固定环内环面间的外轴套和内轴套，其中外轴套和内轴套分别固定连接在外卷盘和内卷盘的相向内侧面；外轴套与固定环之间通过导线导电连接；

所述主轴的左端在依次穿过内卷盘和固定环的中心后抵接在外轴套侧端板的中心，且主轴与外轴套和内轴套均固定连接；主轴的右端在依次穿过左轴承座中的轴承、安装固定架、卷簧腔中心和卷簧壳体后插装于右轴承座中的轴承中，左轴承座、右轴承座分别和安装固定架、卷簧壳体之间固定连接，主轴通过左轴承座中的轴承、右轴承座中的轴承进行轴向限位；在主轴的轴心处设置有轴向贯穿设置的轴腔，所述轴腔中插装有导流柱；

所述平面涡卷弹簧的外端与卷簧壳体内侧壁固定连接，其里端与主轴外部固定连接；

所述导流柱的左端插装于设置在外轴套侧端板右侧中心的盲孔中，其右端从右轴承座中心的导向孔中穿出，导流柱可在导向孔中轴向滑动；导流柱的在导向孔以左的部分设置有外径小于轴腔内径的限位凸环；在限位凸环和右轴承座之间的导流柱外侧套装有压缩弹簧。

在该技术方案中，导流柱在压缩弹簧的弹性力作用下可以实现左端与外轴套侧端板的紧密接触，能保证导流柱与外轴套之间具有良好的接触状态，这样在安装时使导流柱的右端接触罐壁即可以在雷电导通时，使雷电流通过导流柱直接导流到罐壁上，并通过与罐壁相连接的接地装置与大地形成回路；通过导流柱的设置，解决了雷电流分流器的雷电流导流问题，使雷电流在导流时不通过雷电流分流器主体结构，能实现罐壁与铜线编织带之间导电通路的直接导通，所以能有效避免在雷电流导流过程中易出现的电弧、打火等安全隐患。同时，进一步有效地降低了导流电阻，使雷电流分流器具有本安防爆型的特点，更加安全可靠。通过使主轴通过左轴承座和右轴承座连接于卷簧腔的左右两侧，并在横向上形成限位配合，能使主轴的运动结构更加稳定，进而增加平面涡卷弹簧的稳定性，有效延长平面涡卷弹簧的使用寿命。盲孔的设置能保证导流柱里端始终保持与外轴套侧端板紧密接触的状态。

进一步，为了保证在卷盘组件转动过程中，铜线编织带能够有序地缠绕于固定环、外卷盘和内卷盘之间的环形腔体中；还包括与安装固定架固定连接的束线架，所述束线架在卷盘组件的下方具有左右相对设置的左弧形挡杆和右弧形挡杆，左弧形挡杆和右弧形挡杆分别设置在外卷盘和内卷盘的下方，左弧形挡杆和右弧形挡杆之间通过多根间隔设置的连杆固定连接；铜线编织带的外端由位于卷盘组件下方相邻的两个连杆之间穿出。

进一步，为了实现主轴在横向上稳定的限位结构，以使主轴在旋转过程中更加平稳，进而也能使平面涡卷弹簧的动作过程中可以更平稳，所述主轴在左轴承座中轴承的右侧设置有用于对主轴进行左限位的限位凸肩，主轴在与右轴承座中轴承连接的左侧位置设置有用于进行右限位的定位轴肩。

进一步，为了使外轴套的耐磨性能较好，且具有良好的导电性，所述外轴套采用不锈钢制成。

进一步，为了避免在使用过程中有雨水或者杂物进入外卷盘和内卷盘之间的空间中，所述安装固定架的左侧还固定连接有罩体，所述罩体罩设在卷盘组件上部的外侧。

进一步，为了降低导电电阻，所述外卷盘、内卷盘和导流柱均采用铜材质。

本实用新型有效增加了平面涡卷弹簧的稳定性，提高了平面涡卷弹簧的使用寿命，使整体结构更加稳定，并设置了导流装置，并进一步减少了导流电阻，保证了雷电流导流过程的安全性。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是图1中A部的局部放大图；

图4是图1中B部的局部放大图。

图中： 1、安装固定架，2、卷盘组件，3、主轴，4、铜线编织带，5、内卷盘，6、外卷盘，7、固定环，8、罩体，9、外轴套，10、内轴套，11、导线，12、卷簧壳体，13、卷簧腔，14、左轴承座，15、右轴承座，16、平面涡卷弹簧，17、轴腔，18、导流柱，19、限位凸环，20、盲孔，21、导向孔，22、压缩弹簧，23、限位凸肩，24、定位轴肩，25、左弧形挡杆，26、右弧形挡杆，27、束线架，28、连杆。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

在以下文字中提到的“上”、“下”、“左”和“右”，以观看者面向图1时所看到的上下左右相一致。

如图1和图2所示，一种本安防爆型雷电流分流器，包括安装固定架1、位于安装固定架1左侧的卷盘组件2和垂直于卷盘组件2设置的主轴3，所述安装固定架1的右侧固定连接有卷簧壳体12，所述卷簧壳体12内部具有卷簧腔13，所述卷簧腔13中设置有平面涡卷弹簧16；

所述卷盘组件2包括铜线编织带4及平行设置的内卷盘5和外卷盘6，其中内卷盘5和外卷盘6的中心通过固定环7固定连接；所述铜线编织带4绕设在固定环7的外部，且其里端与固定环7外表面固定连接，其外端位于卷盘组件2的外部；

还包括设置在固定环7内环面间的外轴套9和内轴套10，其中外轴套9和内轴套10分别固定连接在外卷盘6和内卷盘5的相向内侧面；如图3所示，外轴套9与固定环7之间通过导线11导电连接；

所述主轴3的左端在依次穿过内卷盘5和固定环7的中心后抵接在外轴套9侧端板的中心，且主轴3与外轴套9和内轴套10均固定连接；主轴3的右端在依次穿过左轴承座14中的轴承、安装固定架1、卷簧腔13中心和卷簧壳体12后插装于右轴承座15中的轴承中，左轴承座14、右轴承座15分别和安装固定架1、卷簧壳体12之间固定连接，主轴3通过左轴承座14中的轴承、右轴承座15中的轴承进行轴向限位；在主轴3的轴心处设置有轴向贯穿设置的轴腔17，所述轴腔17中插装有导流柱18；

所述平面涡卷弹簧16的外端与卷簧壳体12内侧壁固定连接，其里端与主轴3外部固定连接；

如图4所示，所述导流柱18的左端插装于设置在外轴套9侧端板右侧中心的盲孔20中，其右端从右轴承座15中心的导向孔21中穿出，导流柱18可在导向孔21中轴向滑动；导流柱18的在导向孔21以左的部分设置有外径小于轴腔17内径的限位凸环19；在限位凸环19和右轴承座15之间的导流柱18外侧套装有压缩弹簧22。

为了实现主轴在横向上稳定的限位结构，以使主轴在旋转过程中更加平稳，进而也能使平面涡卷弹簧的动作过程中可以更平稳，所述主轴3在左轴承座14中轴承的右侧设置有用于对主轴3进行左限位的限位凸肩23，左轴承座14中轴承由与左轴承座14固定连接的轴承压盖进行限位；主轴3在与右轴承座15中轴承连接的左侧位置设置有用于进行右限位的定位轴肩24。

为了保证在卷盘组件转动过程中，铜线编织带能够有序地缠绕于固定环、外卷盘和内卷盘之间的环形腔体中，还包括与安装固定架1固定连接的束线架27，所述束线架27在卷盘组件2的下方具有左右相对设置的左弧形挡杆25和右弧形挡杆26，左弧形挡杆25和右弧形挡杆26分别设置在外卷盘6和内卷盘5的下方，左弧形挡杆25和右弧形挡杆26之间通过多根间隔设置的连杆28固定连接；铜线编织带4的外端由位于卷盘组件2下方相邻的两个连杆28之间穿出。

为了使外轴套的耐磨性能较好，且具有良好的导电性，所述外轴套9采用不锈钢制成。

如图1所示，为了避免在使用过程中有雨水或者杂物进入外卷盘和内卷盘之间的空间中，所述安装固定架1的左侧还固定连接有罩体8，所述罩体8罩设在卷盘组件2上部的外侧。

作为一种优选，该电流分流器除外轴套9为不锈钢材质外，其它部件均采用铜材质。

该用于雷电流分流器使用时，将安装固定架1通过螺栓固定连接在浮顶储罐的内壁上，并使导流柱18的右端抵靠在罐壁上，并涂导电胶，位置在浮顶能够达到的最高位置上方约1米处，将铜线编织带4的下端通过螺栓固定在储罐内浮顶上，并保证铜线编织带4拉出后与对应在外卷盘6和内卷盘5之时的腔体空间的下部，保证在浮顶在上下滑动过程中没有其他物体对铜线编织带4的干涉，以保证铜线编织带4能够自动收回。如果储罐内液体接近罐容，浮顶位于储罐最上方、安装固定架1下方约1米处，此时铜线编织带4伸出1米，其余部分缠绕在固定环7和外卷盘6及内卷盘5之间形成的环形腔体中；如果罐内液面下降，浮顶随之下降，其重力拉动卷盘组件2转动，铜线编织带4被拉出至适当长度；如果浮顶上升，卷盘组件2会通过卷簧腔13内部的平面涡卷弹簧16的回复力带动卷盘组件2反向转动，将铜线编织带3收回，缠绕在固定环7的外部。导流柱18在压缩弹簧22的弹力作用下，其左端始终与外轴套9的侧端板紧密接触，其右端在安装过程中保证了可以始终与罐壁接触，这样，无论浮顶处在何处，该雷电分流器都能保证浮顶与罐壁之间的接地电缆处于可能的最小长度，由于电缆的长度越长，其阻抗越高，所以该雷电分流器能够保证浮盘与罐壁之间的连接阻抗处于最小值。另外，导流柱18始终保持外轴套9与罐壁之间的直接导电连接，而外轴套9又通过导线11与固定环7连接，进而能使导流柱18直接连接铜线编织带4与罐壁。使雷电流在导流时不通过雷电流分流器主体结构，避免了雷电流导流过程中的电弧、打火等安全隐患，并进一步减少了导流电阻，使雷电流分流器具有本安防爆型的特点，更加安全可靠。