用于可燃性冷媒设备中的电气元件旋转式试验装置的制作方法

1.本发明涉及一种试验设备领域，特别涉及一种用于可燃性冷媒设备中的电气元件旋转式试验装置。


背景技术：

2.冷媒(r32)作为一种制冷剂，它是一种透明、无味、无毒、微易燃和化学性稳定的制冷剂，环保性能显著，r32制冷剂的gwp值(全球变暖潜能值)适中，r410a仅为2.5％，在co2减排方面r32制冷剂明显优于r410a制冷剂。在当前国际对冷媒环保特性要求的大前提下,r32环保型冷媒的研究已经渐渐为制冷行业所重视。而制约着r32发展应用的一个重要因素是其具有微可燃特性，生产与使用安全性问题已成为比较关注的焦点。在很多工业领域中对冷媒已广泛应用，而往往在这些工业电气应用中布置着多种可能引起点燃或爆炸可能性的打火器件，如制冷机柜、空调中使用的转换开关、跷板开关、触头开关等，触点在闭合或断开时产生的火花存在点燃气体的风险。基于目前市场现状，在各大专业领域生产此类电气的企业试验室、检验检测机构等均无专门测试gb3836.8-2014标准中第22.4条非点燃元件的专业的检测装置。既能用于标准规定的预处理功能也可直接用于点燃性能测试的一体式的试验设备目前更是空白。


技术实现要素：

3.针对电气元件在可燃气体中进行安全测试问题，提出了一种用于可燃性冷媒设备中的电气元件旋转式试验装置，为冷媒环境中测试点燃性能的专用检测装置。
4.本发明的技术方案为：一种用于可燃性冷媒设备中的电气元件旋转式试验装置，包括爆炸试验单元和电气控制单元，爆炸试验单元包括隔爆腔体、隔爆腔盖、步进电机、转接轴套和被测元件的安装支架；爆炸试验单元的隔爆腔体的顶部设步进电机，步进电机端轴通过转接轴套与在隔爆腔体内的被测元件的安装支架转动连接；隔爆腔盖通过隔爆腔紧固螺栓锁紧并密封隔爆腔体；转接轴套与隔爆腔体上的隔爆腔盖之间采用圆筒隔爆面处理，电气控制单元与步进电机进行联控，控制步进电机的正反转转换和转速，同时检测步进电机旋转角度及旋转周期。
5.优选的，所述隔爆腔体采用金属外壳，为镁钛总含量不大于7.5％的高强度铝合金压铸一体式结构。
6.优选的，所述圆筒隔爆面处理为在转接轴套、安装支架连接面与隔爆腔盖之间形成一个隔离腔体。
7.优选的，所述步进电机上装有角度调节旋钮和角度盘，角度调节旋钮对照角度盘上刻度调节被检电气部件的旋转角度范围；角度调节旋钮和角度盘之间设有光电传感器，用于记录反馈步进电机每个旋转周期的次数。
8.优选的，所述隔爆腔体上分别有4个引入端口，分别为用于被测元件通电的负载引入端、用于将测试内部爆炸压力值的压力传感器引入的检测装置引入端、可燃气进气端、用
于废气排出的排气口。
9.优选的，所述电气控制单元包括保险丝开关、继电器、计数器、编码器、步进电机驱动板和隔离开关电源，市电的零线和火线分别通过两个保险丝与手动开关一端连接，手动开关另一端接入计数器和继电器k1两幅触点的两个公共端、继电器线圈；计数器分别与光电传感器的输入脚和信号反馈脚连接，对接收的光电传感器信号进行计数；继电器k1两个常闭端分别接隔离开关电源输入端火线和零线，隔离开关电源输出正负极分别接启动开关一端两脚和编码器直流输入正、负极；编码器输出信号送至步进电机驱动板，启动开关另一端两脚分别接步进电机驱动板正、负极，步进电机驱动板输出控制步进电机。
10.本发明的有益效果在于：本发明用于可燃性冷媒设备中的电气元件旋转式试验装置，模拟使用环境，对旋转使用的带电电气元件进行安全测试，设计装置安全性高，测试方便。解决电气元件在冷媒环境中的安全使用功能测试，也为中国工业后序发展提供助力和快速稳步发展。
附图说明
11.图1为本发明试验装置中爆炸试验单元结构示意图；
12.图2为本发明用于可燃性冷媒设备中的电气元件旋转式试验装置连接示意图；
13.图3为本发明试验装置中电气控制单元电路图。
14.附图标识：1、爆炸试验单元；101、角度调节旋钮；102、光电计算器传感器；103、步进电机；104、支架；105、被测元件的安装支架；106、隔爆腔体；107、负载引入端；108、角度盘；109、检测装置引入端；110、可燃气进气端；111、电机固定螺钉；112、转接轴套；113、隔爆腔盖；114、隔爆腔紧固螺栓；115、排气口；116、隔离腔室；2、电气控制单元；201、电源指示灯；202、编码器；203、计数器；204、带灯开关按钮；205、开关；206、电缆引入装置；207、电源输入。
具体实施方式
15.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
16.根据安规标准对可燃性冷媒设备中电气部件需进行非点燃元件的测试，在点燃爆检测前，在进行非点燃元件的测试前应对受检部件触点进行规定次数的闭合疲劳预处理，经该处理后使电气触点处形成一个粗糙接触面，在有负载情况该接触面在闭合或断开时会产生最大火花，然后在触点处接通规定的模拟额定负载，放置在试验装置中并充入规定的易燃易爆气体进行往复旋转运动工作状态，考核其电气部件触点在有负载状况下，其触点在闭合或断开时产生的火花是否能点燃检测的气体，来判定该电气部件是否符合规定的要求。
17.对于非点燃元件，应在额定电气负载条件下，触头以每分钟大约6次的速率进行6000次操作进行预处理，然后，在元件内及周围充满爆炸性混合物，在100％的正常负载下触头应动作50次，每次试验均利用新鲜的气体混合物，应重复进行3次通、断试验，装置周围的爆炸性混合物不能被点燃。根据对受检冷媒电气元件的工作运动方式设计用于可燃性冷
媒设备中的电气元件旋转式试验装置。
18.用于可燃性冷媒设备中的电气元件旋转式试验装置包括爆炸试验单元和电气控制单元，爆炸试验单元用于实现被测电气元件的预处理过程和元件点燃试验时的安全保护措施，爆炸试验单元的隔爆腔体的顶部专设步进电机，与电气控制单元进行联控，控制步进电机的正反转转换，此设计是专门针对有旋转电气部件而设计待测旋转电气部件安装在隔爆腔体的内部，电气部件的旋转通过顶部的步进电机轴端连接的转接轴套来带动隔爆腔体内的旋转受检电气部件。转接轴套与隔爆腔体上的隔爆盖之间采用圆筒隔爆面处理，以防止内部危险气体点燃后传爆的风险。隔爆腔体采用金属外壳，采用镁钛总含量不大于7.5％的高强度铝合金压铸而成的一体式结构，有效控制镁钛含量，避免在试验过程中出现无意碰撞产生机械火花引燃爆炸性环境。电气控制单元用于实现控制步进电机正反转，旋转部件的运转角度和正反的旋转间隔可在电气控制单元中的编码器中进行调整，同时，电气控制单元中的计数器上记录并显示旋转时间及旋转次数。
19.用于可燃性冷媒设备中的电气元件旋转式试验装置包括爆炸试验单元和电气控制单元，如图1所示试验装置中爆炸试验单元结构示意图，隔爆腔盖113通过隔爆腔紧固螺栓114锁紧并密封隔爆腔体106，隔爆腔体106的顶部专设步进电机103，步进电机103上装有角度调节旋钮101和角度盘108，角度调节旋钮101对照角度盘108上刻度调节被检电气部件的旋转角度范围。角度调节旋钮101和角度盘108之间设有光电传感器102，用于记录反馈步进电机103每个旋转周期的次数。支架104支撑步进电机103，步进电机10转轴与转接轴套112转动连接，转接轴套112与隔爆腔体106内的被测电气元件的安装支架105转动连接。被测电气部件安装于内部的安装支架105上，采用螺钉固定，跟随步进电机103转动而转动。隔爆腔盖113通过数个隔爆腔紧固螺栓114锁紧并密封隔爆腔体106。转接轴套112穿过隔爆腔盖113，转接轴套112和隔爆腔盖113之间采用圆筒隔爆面处理，以防止内部危险气体点燃后传爆的风险，如图1所示，在转接轴套112、安装支架105连接面与隔爆腔盖113之间形成一个隔离腔体116。如图2所示，隔爆腔体106上分别有4个引入端口，分别为负载引入端107为接入的电气负载、检测装置引入端109将压力传感器引入用于测试内部爆炸压力值，并能按照一定的规律将压力信号转换成可用的输出的电信号、可燃气进气端110提供r32进气、排气口115-为提供爆炸后清扫内部废气的排出口。电气控制单元2上装有电源指示灯201-开关打开时电源指示灯亮起，为绿色、编码器202-用来调节运转角度和正反的旋转间隔之用、计数器203-用来记录并显示旋转周期时间及旋转次数、带灯开关按钮204-操作开启/带显示状态指示灯、开关205-电源开关控制。电缆引入装置206，作为电缆引入的夹紧功能，防止电缆受外力的拔脱，控制单元2上共设计共3个。一个用于电源输入207，另一个为步进电机控制输入，中间的为预留使用。
20.如图3所示电气控制单元电路图，市电220v的零线和火线分别通过保险丝f1、f2与联动的手动开关(sw1)一端连接，手动开关另一端接入计数器和继电器k1两幅触点的两个公共端、继电器线圈。计数器分别与光电传感器的输入脚和信号反馈脚连接，对接收的光电传感器信号进行计数。继电器k1两个常闭端分别接隔离开关电源输入端火线和零线，隔离开关电源输出正负极分别接启动开关sw2一端两脚和编码器直流输入正、负极。编码器输出信号送至步进电机驱动板，启动开关sw2另一端两脚分别接步进电机驱动板正、负极，步进电机驱动板输出控制步进电机。
21.电气控制原理：
22.1)当电源输入端ac l和ac n有交流220v电压时，手动旋转开关到导通“on”位置，使计数器带电，且计数器内部继电器4脚与2、3脚为常开状态，继电器k1线圈为通电，隔离开关电源通过继电器k1常闭触点接入220v市电，此时隔离开关电源有直流电压输出，使编码器通电并处于待设定状态；
23.2)计数器带电后，给光电传感器供电的同时可以预设步进电机旋转目标次数；
24.3)编码器带电后，可以通过界面按钮设定各种模式；待开启启动开关sw2后，步进电机驱动板与编码器建立通讯并根据编码器预先设置指令使直流步进电机m1开始工作。
25.4)当计数器通过光电传感器检测到直流步进电机m1正反转累积次数，达到预设目标次数后，计数器内部继电器4脚与2、3脚内部导通，控制电路继电器k1和k2线圈带电，使触点吸合，使隔离开关电源、编码器、步进电机驱动板及步进电机停止工作的同时，使控制电路面板红色指示灯接通电源亮起。
26.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。