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在工业自动化控制领域,防爆开关与行程开关是两类常见且重要的装置。它们虽然名称相似,但在功能和应用场景上有着明确的区分。理解它们的原理、结构和选用要点,对于保障特定环境下的设备安全与稳定运行至关重要。
防爆开关,顾名思义,是一种设计用于存在潜在爆炸性危险环境的电气开关设备。这类环境可能充斥着易燃气体、蒸汽、粉尘或纤维,一个微小的电火花就可能引发严重的爆炸事故。因此,防爆开关的核心设计目标并非防止外部爆炸摧毁开关本身,而是确保开关在正常通断或发生内部故障时,不会产生足以引燃周围爆炸性混合物的电火花或高温。其防爆性能主要通过多种技术手段实现。

1、隔爆型外壳是常见的一种方式。这种外壳异常坚固,能够承受内部可能发生的爆炸压力,并且能阻止内部的火焰和高温气体传播到外壳之外,从而避免点燃外部环境。壳体各部件之间的接合面通常采用精密的止口或螺纹结构,缝隙长度和宽度都经过严格计算,使得内部爆炸产生的火焰在通过这些缝隙时被充分冷却,无法点燃外部环境。
2、本安型是另一种重要的防爆型式。它不依赖于坚固的外壳,而是通过限制电路中的能量来实现防爆。在正常工作或规定的故障状态下,电路无论是电压还是电流值都被限制在一个非常低的水平,使其产生的电火花或热效应均无法引燃指定的爆炸性气体环境。这类设备通常需要与关联设备(如安全栅)配合使用。
3、增安型、浇封型等也是常见的防爆措施。增安型是对在正常运行条件下不会产生电弧、火花的电气设备采取附加措施,如提高绝缘等级、加大电气间隙和爬电距离,以防止其表面过度发热和产生电火花。浇封型则是将可能产生电弧、火花或过热部件的电气部分用树脂等固化材料封装起来,使其与爆炸性混合物隔离。
防爆开关的选型多元化严格依据设备所处环境的危险区域等级、气体或粉尘的组别和温度组别来进行。错误选型或安装不当,即使开关本身质量合格,也无法保证安全。
行程开关,又称限位开关,是用于检测物体位置或行程的一种控制电器。它不属于防爆电器的范畴,其核心功能是机械触发和信号转换。当运动部件上的撞块压到行程开关的触头(如滚轮、按钮)时,其内部微动开关快速动作,常开触点闭合,常闭触点断开,从而发出一个开关量信号。这个信号被传递到控制系统,用于控制机械的行程、变换运动方向或速度,或作为终端保护,防止设备越位。
1、基本结构与工作原理。典型的行程开关由操作头、触点系统和外壳组成。操作头是直接感受机械部件撞击的部分,形式多样,如直动、滚轮直动、滚轮摇臂等,以适应不同的撞击方向和速度。触点系统通常采用瞬动机构,能确保触点快速通断,减少电弧磨损,提高电气寿命。
2、主要应用场景。行程开关广泛应用于机床、起重机、自动化生产线、电梯等设备中。例如,在龙门刨床中,行程开关用于控制工作台的自动往复运动;在起重机上,它被安装为上升和下降的极限位置保护,防止吊钩冲顶或过度下放;在自动化流水线上,用于检测工件是否到位,以触发下一工序。
3、类型与特点。除常见的机械式行程开关外,还有非接触式的接近开关,如电感式、电容式和光电式。它们无需与被测物体直接接触,通过感应其接近来动作,具有寿命长、响应快、可靠性高的优点,适用于高频次、高精度的检测场合。

防爆开关与行程开关在实际应用中并非完全割裂。在一些存在爆炸性危险的自动化设备上,常常需要用到具备防爆功能的行程开关。这时,普通的行程开关因其内部动作时可能产生电火花,不能直接应用于危险区域。解决方案通常有两种:一是选用专门设计的防爆型行程开关,这类产品将整个行程开关的机械和电气部分都封装在符合防爆标准的坚固外壳内;二是将普通行程开关安装在危险区域之外,通过加长连杆、凸轮等机械机构将危险区域内的位置信号传递出来。后一种方法需要对传动机构的可靠性和精度进行仔细评估。
在工业系统的设计与维护中,清晰地区分防爆开关和行程开关的概念是十分必要的。防爆开关强调的是在特定危险环境下的整体安全性,是一种安全型设备;而行程开关强调的是位置检测与控制功能,是一种功能型设备。当功能型设备需要在危险环境中使用时,就多元化为其赋予安全属性,即选择或改造为防爆型产品。
总结来说:

1、防爆开关的核心价值在于其安全特性,通过隔爆、本安等多种技术手段,确保在易燃易爆环境中使用时不会成为点火源,选型多元化严格匹配环境危险等级。
2、行程开关的核心功能是机械位置检测与信号转换,通过物理接触或非接触方式,为自动化控制系统提供准确的位置反馈,实现行程控制、方向变换或安全保护。
3、在存在爆炸风险的工业场景中,用于位置检测的行程开关需要具备防爆资质,可通过选用本质防爆型号或通过机械结构将信号引出至安全区两种方式实现,确保整个系统的功能与安全统一。