[发明专利]用于使旋转电机能够工作在易爆环境中的内部压力衰减器件

说明书

技术领域

本发明涉及用于使旋转电机能够工作在易爆环境中的内部压力衰减器件，并且更具体地，涉及一种允许减小机器壳体的内部压力的新技术方案，以能够显著降低由于最终燃烧过程所导致的机器内部的压力水平。

背景技术

本领域中熟知旋转电机，并且旋转电机基本包括静止部分(定子)和旋转部分(转子)。在简化的方式中，定子由放置线圈或绕组的开槽磁芯构成，并且转子由可以填充有线圈或绕组或填充有液态金属并且然后如此被封装(socoverified)的开槽磁芯组成。将该装置安装在轴杆上，从而制成转子。

当电机设置在被归类为“易爆环境”的区域中时，该电机会存在用作点火源的风险。

易爆环境是除了氧之外还包含一定比例的气体、蒸汽、灰尘或纤维的环境，其中来自电路火花或器件加热的可以成为点火源或导致爆炸。例如，在石化工业、食品工业、制药工业、造纸工业和纺织工业中存在这种环境。

“燃烧过程”的定义可以归结于火焰传播的速率和生成的压力。通常，火焰传播速率达到2m/s并且压力在4bar以下的燃烧过程称为“燃烧”。对于介于0.5m/s与4.0m/s之间的速度并且在4.0bar与10.0bar之间的范围内的压力，使用术语“爆炸”。当压力超过10.0bar并且速度超过30m/s并且甚至超过超声速时，采用术语“爆破”。

因此，应该以避免或降低爆炸的风险的方式来构建该电机，其中，该电机被设计为在这种环境下工作。通常，关于该主题的技术标准采用术语“爆炸”，以包括任何燃烧过程。

完成这件事情的一种已知的方式是将可以导致爆炸环境的点火的部分限制在壳体内，其中，该壳体能够承受由内部爆炸而生成的压力，而不允许爆炸蔓延至外部环境。即，机器壳体应该能够承受由内部燃烧所生成的压力波。

通常，为了使壳体能够承受来自该爆炸过程的机械应力，该方式通过增加壳体的厚度来实现。因此，目的在于限制效果(在这种情况下，由燃烧过程生成的压力)，而不在于限制起因(最小化压力)。

恰好，增加壳体的厚度会导致旋转电机的重量和体积的增加，结果，增加了工作制约条件和成本。在一些情况下，需要执行预先测试，以确保作为壳体的部分的元件能够承受爆炸的发生。可以在装配之后对电机组件和/或对电机执行的这些测试，这些测试会导致更高的制造成本和更长的制造时间，从而直接影响产品的竞争力。

欧洲文献EP0113628公开了具有形成有防护罩的防爆壳体的旋转电机。该防护罩包括与转子的轴线基本垂直的表面、外部圆柱形表面和内部圆柱形表面，其中，这些圆柱形表面的每一个都平行于转子的轴线。防爆壳体由壳体和固定的防护罩(shield)、位于与防护罩平面相同侧处的圆柱形表面和位于紧邻壳体的位置处的外部圆柱形表面构成。

虽然该文献示出了比仅涉及具有更大厚度的壳体的方法更加经济的解决方案，但是所提出的解决方案在于使用围绕定子的加强防护罩，这会导致总体质量的显著增加。

发明内容

鉴于上述方法和本领域技术人员已知的其他方法的缺点，本发明提供一种新的旋转电机，允许机器壳体的内部压力衰减，从经济角度上提供了更有吸引力的选择，以及使得机器能够工作在易爆环境中。

本发明的另一目的在于提供一种内部压力衰减解决方案，该方案不需要增加旋转电机壳体的厚度和质量。

本发明的又一目的在于提供一种内部压力衰减解决方案，该方案可以用于多种不同类型的旋转电机。

本发明的又一目的在于提供一种内部压力衰减解决方案，该方案能够避免火焰传播至壳体外部。

发明的简要描述

本发明包括一种用于旋转电机的压力衰减器件，该类型的旋转电机具有限定腔体的壳体。压力衰减器件放置在腔体内并且包括具有多个开口的屏蔽件，该多个开口将从点火源传播的火焰前缘进行分隔，由源于腔体的燃烧过程形成该点火源。火焰前缘的分隔防止火焰前缘前面的还未燃烧的气体在其燃烧之前被压缩。气体燃烧之前的压缩会导致腔体内部的压力增加。

应该注意，假如开口允许火焰前缘的分隔，术语“开口”包括具有任何几何形状或尺寸的任何不连续材料，诸如器件中的槽、孔、口或中空间隙。

在本发明的第一实施例中，屏蔽件包括由圆柱形壁限定的圆环，并且多个开口设置在环形壁上。优选地，开口具有圆形几何形状。

在本发明的第二实施例中，屏蔽件是由多个侧壁限定的多面体形状的壁，并且多个开口设置在侧壁上。

在本发明的第三实施例中，屏蔽件是由平壁和从平壁突出的斜壁限定的盘，并且多个开口设置在斜壁上。

优选地，开口具有圆形几何形状。