Die Funktionen und Einführung explosionsgeschützter Tasten

Die Funktionen und umfassende Einführung explosionsgeschützter Tasten

In gefährlichen Umgebungen wie Erdöl-, Chemie-, Kohlebergbau und Metallurgie, in denen brennbare und explosive Gase oder Staub vorhanden sind, sind explosionsgeschützte Tasten zentrale Steuerungskomponenten, um den sicheren Betrieb elektrischer Steuerungssysteme zu gewährleisten. Ihre Konstruktion und Herstellung richten sich strikt nach nationalen und internationalen Explosionsschutznormen und verhindern wirksam die Entzündung umgebender explosiver Gemische durch elektrische Funken und hohe Temperaturen, die bei der Tastenbetätigung entstehen. Vermeiden Sie Explosionsunfälle von Grund auf.

I. Kernfunktionen explosionsgeschützter Tasten

(1) Grundlegende Steuerfunktionen

Die grundlegende Grundfunktion explosionsgeschützter Tasten ist die gleiche wie bei gewöhnlichen Industrietasten. Sie sind für die Ein-/Aus-Steuerung von Stromkreisen und die Übertragung von Signalbefehlen verantwortlich und dienen als „Befehlsschalter“ in elektrischen Steuerungssystemen.

1. Start-/Stopp-Steuerung: Im Motorantriebssystem von Ölbohrplattformen und der Pumpenkörperausrüstung in Chemiewerkstätten können Bediener den Motorkreis der Ausrüstung anschließen und sie durch Drücken der Starttaste des explosionsgeschützten Knopfes in Betrieb nehmen. Durch Drücken der Stopptaste wird der Stromkreis unterbrochen, wodurch die Ausrüstung nicht mehr funktioniert und eine präzise Start- und Stoppsteuerung der Produktionsausrüstung erreicht wird.

2. Signalschalt- und Anzeigefunktion: Einige explosionsgeschützte Tasten enthalten Signalschaltmodule, die zwischen verschiedenen Schaltkreisen umgeschaltet werden können, um den Modusumwandlungsanforderungen der Ausrüstung gerecht zu werden, z. B. dem Schalten von Rührgeschwindigkeitsgetrieben in chemischen Reaktionsgefäßen. Gleichzeitig können die explosionsgeschützten Tasten mit Kontrollleuchten Echtzeit-Feedback über den Ein-/Aus-Status des Schaltkreises oder die Betriebsbedingungen der Ausrüstung geben. Die Farben der Anzeigeleuchten entsprechen in der Regel Industriestandards – Rot steht für Stopp, Fehler oder Warnung, Grün für Start oder Normalbetrieb und Gelb für Standby oder Frühwarnung, sodass Bediener in komplexen Umgebungen schnell den Gerätestatus ermitteln können.

3. Not-Aus-Steuerfunktion: Der explosionsgeschützte Not-Aus-Taster ist eine Schlüsselkomponente für die Gewährleistung einer sicheren Produktion. Es ist normalerweise im Stil eines roten Pilzkopfes gestaltet und hat einen markanten visuellen Wiedererkennungswert. Einige Produkte verfügen auch über eine Selbsthemmungsfunktion. Nach dem Drücken muss es zum Zurücksetzen im Uhrzeigersinn gedreht werden. Wenn am Produktionsstandort Notfallsituationen wie ein Geräteausfall oder eine Gefahr für das Personal auftreten, können Bediener schnell den Not-Aus-Knopf drücken, um die Stromversorgung der Geräte gewaltsam zu unterbrechen und eine weitere Ausbreitung des Unfalls zu verhindern.

(2) Explosionsgeschützte Sicherheitsfunktionen

Die explosionsgeschützte Sicherheitsfunktion ist das Kernmerkmal, das explosionsgeschützte Tasten von gewöhnlichen Tasten unterscheidet. Sein Design konzentriert sich auf die „Unterdrückung der Entstehung von Zündquellen“ und die „Begrenzung des Explosionsbereichs“, die im Einzelnen in die folgenden zwei Arten von Funktionen unterteilt werden können, die den Prinzipien des Explosionsschutzes entsprechen:

1. Sicherheitsfunktion vom Typ „Druckfeste Kapselung“ (Ex d): Der druckfeste explosionsgeschützte Knopf verfügt über ein hochfestes Metallgehäuse (z. B. Aluminiumgusslegierung oder Edelstahl), das über ausreichende mechanische Festigkeit verfügt, um dem durch die Explosion des explosiven Gemischs im Inneren erzeugten Druck standzuhalten. Mittlerweile sind die Verbindungsflächen jeder Komponente des Gehäuses mit druckfesten Verbindungsflächen ausgestattet. Durch strikte Kontrolle der Spalt- und Längenparameter wird sichergestellt, dass die Flamme und das durch die interne Explosion erzeugte Hochtemperaturgas beim Durchgang durch die Verbindungsoberfläche vollständig abgekühlt werden, wodurch die Temperatur unter die Zündtemperatur des umgebenden explosiven Gemischs gesenkt wird und dadurch verhindert wird, dass die Flamme aus dem Gehäuse austritt und das externe gefährliche Medium entzündet.

2. Sicherheitsfunktion des erhöhten Sicherheitstyps (Ex e): Der explosionsgeschützte Knopf des erhöhten Sicherheitstyps reduziert die Betriebstemperatur elektrischer Komponenten und die Möglichkeit der Erzeugung elektrischer Funken durch Optimierung des internen Strukturdesigns. Das Gehäuse ist in der Regel abgedichtet, um zu verhindern, dass explosive Gase oder Staub in den Innenraum gelangen. Gleichzeitig werden die Isolationsleistung und die mechanische Stabilität der Komponenten gestärkt, um sicherzustellen, dass im Normalbetrieb und unter bestimmten Fehlerbedingungen keine Zündquelle entsteht, die ausreicht, um gefährliche Medien zu entzünden.

3. Eigensichere (Ex ia/ib) Sicherheitsfunktion: Eigensichere explosionsgeschützte Taster sind eigensichere elektrische Geräte. Ihre internen Schaltkreise sind mit Strombegrenzung und Energiebegrenzung ausgestattet. Selbst bei Fehlerbedingungen wie Kurzschlüssen und offenen Stromkreisen liegen Energie und Temperatur der vom Stromkreis erzeugten elektrischen Funken weit unter der Mindestzündenergie explosionsfähiger Gemische, wodurch die Entstehung von Zündquellen grundsätzlich ausgeschlossen ist. Eigensichere explosionsgeschützte Taster werden normalerweise in Verbindung mit zugehörigen Geräten (z. B. Sicherheitsbarrieren) verwendet und eignen sich für explosionsgefährdete Umgebungen mit hohem Risiko wie Zone 0 und Zone 1.

(3) Umweltanpassungsfähigkeitsfunktion

Explosionsgeschützte Tasten müssen in rauen Industrieumgebungen mit starker Korrosivität, hoher Luftfeuchtigkeit und viel Staub lange funktionieren und weisen daher eine hervorragende Anpassungsfähigkeit an die Umgebung auf.

1. Korrosionsbeständigkeit: Das Gehäusematerial besteht hauptsächlich aus einer Aluminiumgusslegierung und Edelstahl und wurde einer Oberflächenspritz- und Passivierungsbehandlung unterzogen. Es widersteht der Erosion korrosiver Medien wie Säuren, Laugen und Salznebel und eignet sich für Umgebungen wie Chemiefabriken und Offshore-Plattformen.

2. Staub- und Wasserbeständigkeit: Der Schutzgrad explosionsgeschützter Tasten liegt normalerweise nicht unter IP65, und einige Produkte können IP67 erreichen, wodurch das Eindringen von Staub in den Innenraum wirksam verhindert werden kann. Gleichzeitig hält es kurzzeitigem Eintauchen in Wasser stand und erfüllt so die Einsatzanforderungen in Außen- und Feuchtwerkstätten.

3. Anti-Schock- und Vibrationsfunktion: Die internen Komponenten verfügen über eine stoßfeste feste Struktur, und das Gehäuse verfügt über eine hervorragende Anti-Schock-Leistung, die mechanischen Vibrationen und Kollisionen während des Produktionsprozesses standhält und einen stabilen Betrieb in Umgebungen mit starken Vibrationen wie Minen und Metallurgie gewährleistet.

Ii. Struktureller Aufbau explosionsgeschützter Knöpfe

Der konstruktive Aufbau explosionsgeschützter Taster konzentriert sich auf „Sicherheit und Zuverlässigkeit“ und besteht hauptsächlich aus folgenden Teilen:

1. Gehäusebaugruppe: Das Gehäuse ist die zentrale Schutzkomponente des explosionsgeschützten Tasters und besteht aus zwei Teilen: dem Gehäuse und der Abdeckung. Zu den Materialien gehören Gussaluminiumlegierungen, Edelstahl, technische Kunststoffe usw. Verschiedene Materialien eignen sich für unterschiedliche Umgebungen und explosionsgeschützte Qualitäten. Die Verbindungsfläche des Gehäuses von druckfesten Produkten muss strikt den Anforderungen an den druckfesten Spalt entsprechen, während bei Gehäusen mit erhöhter Sicherheit und eigensicheren Produkten der Schwerpunkt auf der Dichtleistung liegt.

2. Betriebskomponenten: Dazu gehören Knopfköpfe, Betätigungsstangen, Rückstellfedern und andere Teile. Die Formen der Knopfköpfe sind vielfältig, etwa rund, quadratisch und pilzförmig. Ihre Oberflächen bestehen in der Regel aus rutschfesten und verschleißfesten Materialien, was dem Bediener den Pressvorgang erleichtert. Das pilzförmige Design des Not-Aus-Tasters vergrößert den Druckbereich und erleichtert so eine schnelle Betätigung in Notsituationen.

3. Elektrische Komponenten: Sie sind die Kernfunktionsteile explosionsgeschützter Tasten, einschließlich Kontaktsystemen, Anzeigelampenmodulen, Klemmenblöcken usw. Das Kontaktsystem besteht aus einem Silberlegierungsmaterial, das eine gute elektrische Leitfähigkeit und Lichtbogenbeständigkeit aufweist und häufigen Ein-Aus-Vorgängen standhält. Das Anzeigelichtmodul verwendet eine LED-Lichtquelle und zeichnet sich durch geringen Stromverbrauch, lange Lebensdauer und hohe Helligkeit aus. Der Klemmenblock ist mit einer Anti-Lockerungs-Struktur ausgestattet, um eine feste Verbindung des Stromkreises zu gewährleisten und einen durch Vibrationen verursachten schlechten Kontakt zu verhindern.

4. Explosionsgeschützte Dichtungskomponenten: einschließlich Dichtungsringen, Dichtungen und anderen Teilen, die Materialien bestehen größtenteils aus ölbeständigem und alterungsbeständigem Gummi. Sie dienen dazu, die Lücken zwischen dem Gehäuse und der Betätigungsstange sowie den Kabelanschlüssen zu füllen, um das Eindringen explosiver Gase und Staub in den Innenraum zu verhindern, und spielen gleichzeitig eine Rolle bei der Wasser- und Staubdichtigkeit.

III. Klassifizierung explosionsgeschützter Knöpfe

(1) Klassifizierung nach Explosionsschutzprinzip

1. Druckfester Typ (Ex d): Der am häufigsten verwendete explosionsgeschützte Typ, geeignet für explosionsgefährdete Umgebungen der Zonen 1 und 2. Es verfügt über eine hohe Gehäusefestigkeit und starke Explosionsschutzfähigkeit und kann in den meisten Gefahrenbereichen wie der Erdöl- und Chemieindustrie eingesetzt werden.

2. Erhöhter Sicherheitstyp (Ex e): Explosionsschutz wird durch die Reduzierung der Temperatur der Komponenten und die Verbesserung der Isolationsleistung erreicht. Es eignet sich für explosionsgefährdete Umgebungen in Zone 2 und wird hauptsächlich in Steuerkreisen, Signalkreisen und anderen Fällen eingesetzt, bei denen keine drastischen Ein-Aus-Vorgänge erforderlich sind.

3. Eigensicherer Typ (Ex ia/ib): Eigensicherer Typ, geeignet für explosionsgefährdete Umgebungen in Zone 0, Zone 1 und Zone 2, mit höchster Sicherheit. Es muss in Verbindung mit Sicherheitsbarrieren verwendet werden und wird häufig an Orten mit hohem Risiko und hohen Konzentrationen brennbarer und explosiver Gase eingesetzt, beispielsweise in der Gasumgebung in Untertagebergwerken.

4. Gekapselter Typ (Ex m): Elektrische Komponenten sind in Isoliermaterialien wie Epoxidharz eingekapselt, um den Kontakt mit externen gefährlichen Medien zu isolieren. Es eignet sich für explosionsgefährdete Umgebungen in Zone 1 und Zone 2 und weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit auf.

(2) Klassifizierung nach Funktion

Explosionsgeschützte Start- und Stopp-Taster: Der einfachste Typ, unterteilt in Schließerkontakte und Öffnerkontakte, wird für die routinemäßige Start- und Stoppsteuerung von Geräten verwendet.

2. Explosionsgeschützter Not-Aus-Knopf: Roter Pilzkopf mit Selbsthemmungsfunktion, der in Notsituationen zum Unterbrechen der Stromversorgung dient, um die Sicherheit von Personal und Ausrüstung zu gewährleisten.

3. Explosionsgeschützter Knopf mit Licht: Integrierte Kontrollleuchte, verfügt über Kontroll- und Statusanzeigefunktionen, sodass Bediener den Stromkreisstatus in Echtzeit verfolgen können.

4. Explosionsgeschützte Auswahltaste: Auch bekannt als explosionsgeschützte Umschalttaste, verfügt sie über mehrere Positionen und kann eine Stromkreisschaltsteuerung erreichen, die für die Modusumwandlung von Geräten geeignet ist.

(3) Klassifizierung nach Installationsmethode

1. An der Wand montierter explosionsgeschützter Knopf: Er wird mit einer Halterung an der Wand oder am Gerätegehäuse befestigt, ist einfach zu installieren und für den Betrieb vor Ort geeignet.

2. Explosionsgeschützte Tasten vom Panel-Typ: Eingebettet und installiert auf den Panels von Schaltschränken und Bedienkonsolen sind sie ästhetisch ansprechend und ordentlich und eignen sich für zentralisierte Steuerungsszenarien.

IV. Vorsichtsmaßnahmen bei der Auswahl und Verwendung explosionsgeschützter Tasten

(1) Auswahlgrundsätze

1. Wählen Sie den Typ anhand des explosionsgefährdeten Bereichs aus: Für Zone 0 sollten eigensichere explosionsgeschützte Taster Vorrang haben. Für Zone 1 kann zwischen druckfester Ausführung und eigensicherer Ausführung gewählt werden. Für Zone 2 kann entweder die Ausführung mit erhöhter Sicherheit oder die Ausführung mit druckfester Kapselung gewählt werden.

2. Wählen Sie basierend auf dem gefährlichen Medium aus: Für verschiedene explosive Gase oder Stäube sollten Produkte ausgewählt werden, die ihren Zündtemperaturen und Explosionsschutzklassen entsprechen. Beispielsweise sollten in einer Wasserstoffumgebung explosionsgeschützte Knöpfe der Klasse ⅡC ausgewählt werden, was höher ist als die Anforderungen der Klasse ⅡB in einer Acetylenumgebung.

3. Wählen Sie den Typ basierend auf der Nutzungsfunktion aus: Wählen Sie für den regulären Start und Stopp eine gemeinsame explosionsgeschützte Taste; Wählen Sie für Notsituationen einen Not-Aus-Knopf. Wählen Sie für die Statusanzeige eine Schaltfläche mit einem Licht aus.

4. Wählen Sie den Typ basierend auf den Umgebungsbedingungen aus: Wählen Sie für korrosive Umgebungen Edelstahlgehäuse; Wählen Sie für feuchte Umgebungen Produkte mit der Schutzart IP67. Wählen Sie für Umgebungen mit starken Vibrationen feuerfeste Produkte mit guter Schlagfestigkeit.

(II) Vorsichtsmaßnahmen für den Gebrauch

1. Installationsspezifikationen: Bei der Installation ist darauf zu achten, dass die Passflächen des Gehäuses sauber und unbeschädigt sind, die Dichtungskomponenten intakt sind, die Anschlussklemmen fest sind und die Erdung zuverlässig ist. Die Gehäuseschrauben druckfester Produkte müssen mit dem vorgeschriebenen Drehmoment angezogen werden und dürfen nicht beliebig demontiert werden.

2. Tägliche Wartung: Überprüfen Sie regelmäßig das Aussehen der Tasten, den Status der Kontakte und die Helligkeit der Anzeigeleuchten und entfernen Sie umgehend Staub- und Ölflecken auf der Oberfläche. Wenn Schäden am Gehäuse, ein Versagen der Dichtung oder eine Erosion der Kontakte festgestellt werden, stellen Sie die Verwendung sofort ein und ersetzen Sie es.

3. Verstöße gegen Betriebsabläufe sind strikt zu verbieten: Zerlegen Sie explosionsgeschützte Tasten nicht nach Belieben in explosionsgefährdeten Umgebungen. Ersetzen Sie keine Komponenten, die nicht der Explosionsschutzklasse entsprechen. Bevor Sie den Not-Aus-Taster zurücksetzen, überprüfen Sie ihn auf Fehler und bestätigen Sie die Sicherheit, bevor Sie ihn in Betrieb nehmen.

V. Anwendungsgebiete explosionsgeschützter Taster

Explosionsgeschützte Tasten mit ihrer hervorragenden Sicherheitsleistung und Anpassungsfähigkeit an die Umwelt werden häufig in verschiedenen Industriestandorten mit Explosionsgefahr eingesetzt

1. Petrochemische Industrie: In Ölraffinerien, Chemiefabriken, Tankstellen und Öldepots wird es zur Steuerung des Starts und Stopps von Pumpenkörpern, Kompressoren, Förderbändern und anderen Geräten verwendet und ist eine unverzichtbare Steuerungskomponente im Produktionsprozess.

2. Bergbauindustrie: In unterirdischen Kohlebergwerken, Metallbergwerken und anderen Orten werden eigensichere explosionsgeschützte Tasten zur Steuerung von Teilschnittmaschinen, Kohleschermaschinen, Hebezeugen usw. verwendet, wodurch Gasexplosionen wirksam verhindert werden können.

3. Metallurgische Industrie: In Stahlwerken, Nichteisenmetallhütten und anderen Orten wird es zur Steuerung von Öfen, Ventilatoren, Fördergeräten usw. verwendet, um rauen Umgebungen wie hohen Temperaturen, Staub und Vibrationen standzuhalten.

4. Pharma- und Lebensmittelindustrie: Es wird in Produktionswerkstätten für brennbare und explosive Lösungsmittel von Pharmafabriken, Staubwerkstätten von Lebensmittelfabriken und anderen Orten eingesetzt, um Produktionsanlagen zu kontrollieren und die Sicherheit des Produktionsprozesses zu gewährleisten.