موتور ضد انفجار

تعریف موتور ضد انفجار

طبقه بندی مناطق چگونه انجام می شود؟

با تشخیص برخی مناطق کارخانه یا سایت به عنوان منطقه خطر، مشخص می کنیم که چه ناحیه ای خطرناکتر است و یا تجهیزات بیشتری نیاز دارد و چه منطقه ای کم خطرتر است. همچنین متوجه می شویم که چه مناطقی ایمن هستند.

طبقه بندی مناطق الکتریکی به ما خاطر نشان می کند که چه نوع تجهیزاتی باید در آن مناطق به کار گرفته شود و از چه تجهیزاتی نمی توان استفاده کرد.

توجه به این نکته مهم است که تجهیزات الکتریکی ضد انفجار تنها در برخی نواحی به کار گرفته می شوند. این تجهیزات شناسنامه و شناسه های ویژه ای دارند که به ما می گوید که آیا می توان از آنها در نواحی خطرناک خاصی استفاده کرد یا نه؟ بر این اساس ما می توانیم از این تجهیزات در مناطق پر خطر بدون نگرانی استفاده کنیم.

بنابراین برخی تجهیزات و ابزارهای الکتریکی را تنها می توان در ناحیه ۲ به کار گرفت، در حالیکه برخی دیگر در ناحیه خطر ۱ نیز کاربرد دارند. طبقه بندی بر اساس نواحی خطر را در ادامه توضیح می دهیم. هزینه این تجهیزات بسته به نوع محافظت و مناسب بودن برای استفاده در نواحی مختلف فرق می کند. بنابراین اگر مهندس طراح به اشتباه ناحیه ای امن را خطرناک طبقه بندی کند، و یا حتی اگر ناحیه ای را که باید در ناحیه خطر ۲ طبقه بندی کند خطر ۱ بداند ناگزیر باید هزینه بیشتری برای خرید تجهیزات ضد انفجار با قابلیت بیشتر پرداخت کنید. چنین تجهیزاتی هزینه نگهداری بیشتری نیز در بردارند. بنابراین در دوره عمر خود نیز هزینه بیشتری را به شرکت تحمیل می کنند.

از سوی دیگر، اگر منطقه خطری به اشتباه جزو مناطق ایمن طبقه بندی شود هزینه آن بسیار بالاست چرا که ممکن است به انفجار ناخواسته ای منجر شود که پیامدهایی مالی و جانی در پی داشته باشد و تصویر شرکت را نیز مخدوش سازد. چنین اتفاقاتی ممک است حیات شرکت را نیز به خطر اندازد.

بنابراین طبقه بندی درست مناطق خطر از نظر هزینه نیز همانند موضوع مهندسی ایمنی اهمیت دارد برخی مفاهیم اساسی درباره مواد خطرناک را باید بدانیم تا بتوانیم درک بهتری از طبقه بندی مواد و نیز انتخاب الکترو موتور ضدانفجاری که با آن شرایط مناسب را داشته باشیم.

برای دسته بندی موتورهای ضدانفجار, سازندگان نیاز دارند که آزمایشگاه های متعهد و نظامنامه ملی برق National Electrical Code (NEC) آنها را به رده (CLASS)  و گروه (Group) تقسیم کرده و محدودیت های قانونی درجه حرارت را برایشان مشخص کنند.

طراحی موتورهای ضد انفجار در محیط های بسته

این نوع موتورهای ضدانفجار برای محیط های بسته طراحی می شوند. ملاحظات اساسی برای این موتورها این است که باید از بروز جرقه در محیطی که می تواند حاوی بخارات و گازهای قابل اشتعال باشد خودداری کند. موتورهای ضد انفجار برای محیط های بسته سنگین و پر حجم هستند. آنها به گونه ای طراحی شده اند که در حد توانایی موتور در برابر خوردگی و محدوده درجه حرارت و گرم شدن بیش از اندازه مقاوم می باشد. سازندگان اتصالات این و فلنج های آنها را به گونه ای می سازند که در برابر نفوذ شعله مقاوم باشد. و محفظه ای باریکی داشته باشند که به هنگام وقوع انفجار داخلی گازهای داغ حاصل از انفجار رها شده و امکان سرد شدن پیدا کنند و به اندازه سرد شوند که باعث انفجار مجدد نشوند.

دسته بندی موتورهای ضدانفجار

موتور ضدانفجار اساساً در دسته بندی موتورهای محصور و سربسته قرار می گیرند که بر پایه حفاظت در برابر شرایط محیط و نیز سرد شدن ساخته شده اند.

بطورکلی موتورهای محصور که توسط موسسه ملی سازندگان تجهیزات برقی National Electrical Manufacturers Association (NEMA) و نیز کمیته بین المللی الکتروتکینیکال International Electrotechnical Commission (European standard) که استانداردی اروپایی است طراحی شده اند در دو گروه کلی قرار می گیرند:

  1. موتور با پوسته باز open enclosures
  2. موتور با پوسته کاملاً محصور شده ally enclosed enclosures

موتور با پوسته باز

نوع پوسته باز آن دارای دریچه هایی است که امکان تهویه هوا در اطراف سیم پیچ های موتور را می دهد. که چهار نوع از این موتور های پوسته باز وجود دارند

  • Drip-proof = مقاوم در برابر قطره
  • Splash-proof = مقاوم در برابر پاشش
  • Guarded = محافظت شده
  • Weather protected = مقاوم در برابر شرایط آب و هوایی

موتور با پوسته کاملا محصور

استفاده از موتورهایی که در پوسته آنها باز است Open enclosures برای مکانهای مخاطره آمیز مناسب نیست. برای این کار باید از موتورهایی که بطور کامل در پوسته محصور شده اند Totally enclosed enclosures استفاده شود. موتورهای کاملاً محصور از جریان هوا از داخل به بیرون از موتور و به محیط اطراف جلوگیری می کنند اما آنها گازها را کاملاً نشت بندی نمی کنند چهار نوع موتور کاملاً محصور وجود دارد که عبارتند از:

  • موتورهای کاملاً محصور بدون تهویه هوا Totally Enclosed, Non Ventilated (TENV)
  • موتورهای کاملاً محصور با پروانه خنک کننده Totally Enclosed, Fan Cooled (TEFC)
  • موتور کاملاً محصور با هوای بیش از اندازه Totally Enclosed, Air Over (TEAO)
  • موتورهای ضد انفجاری Explosion Proof

دسته بندی موتورهای ضد انفجار برای محیط های مخاطره آمیز

موتورهای ضدانفجار برای محیط های مخاطره آمیز توسط آزمایشگاههای بیمه Underwriters Laboratories (UL) و نیز نظام نامه ملی برق بشرح زیر تعریف شده است.

کلاس I: گازها بخارات و مایعات

  • گروه A : استیلن
  • گروه B : هیدورژن
  • گروه C : اتر
  • گروه D : هیدروکربن ها، سوخت ها، حلال ها

دسته بندی ۱ : مخاطرات انفجاری معمول

دسته بندی ۲ : مخاطراتی که بطور معمول در هوا وجود ندارند ولی بطور غیر مترقبه ممکن است بروز کنند

کلاس II : گردو غبارها

  • گروه E : غبار فلزات ( هادی و منفجر کننده)
  • گروه F : غبار کربن ( که برخی از آنها هادی بوده و همه آنها قابل انفجارند)
  • گروه G : آرد , نشاسته , حبوبات , پلاستیک های قابل احتراق یا غبارات شیمیایی ( قابل انفجار)

دسته بندی ۱: مقادیر قابل اشتعال غبار که بطور معمول وجود دارند و یا ممکن است بصورت معلق وجود داشته باشند و یا غبارهای هادی که وجود دارند

دسته بندی ۲: غباری که بطور معمول به مقداری که باعث اشتعال شوند در هوا معلق نیستند ( اما ممکن است که بطور اتفاقی رها شوند ) لایه های غباری که حضور دارند

کلاس III : الیاف

  • گروه H : منسوجات، مصنوعاتی چوبی و موارد مشابه که بسادگی قابل اشتعال هستند اما تمایلی به انفجار ندارند

دسته بندی ۱: مورد استفاده و یا جابجا شدن توسط تولید کنندگاه

دسته بندی ۲: نگهداری و یا جابجایی درانبار ( منحصراً برای سازندگان )

موتورهای ضد انفجار بسته با محیط های که هستند : به کلاس و دسته تقسیم می شوند ( مثلاً کلاس I دسته بندی ۲ یا کلاس ۱ و دسته بندی ۲ )

تفاوت در کلاس آنها بستگی به محدودیت درجه حرارت و برای روش های محافظت در برابر مواد از گروه استفاده می شود.

ساختار موتورهای ضد انفجاری

موتورهای ضد انفجاری با قطعات و موادی ساخته می شوند که توانایی مقاومت در برابر مناطق مخاطره آمیز را داشته باشد این شرایط شامل:

  • عایق های کلاس F
  • محورهای و زنجیرهای مسی ضد جرقه
  • کاندویت ها و جعبه های به ابعاد بزرگ که سوراخهایی که رزوه دارند .
  • فن های خنک کننده مقاوم در برابر خوردگی و نیز ضد جرقه
  • درپوش های فن و صفحات انتهایی از چدن
  • تخلیه و تنفس ها از جنس فواد ضد زنگ
  • استفاده از بلبرینگ های نشت بندی شده و ضد اصطکاک با پوشش دوگانه و بزرگتر از اندازه با گریس های حرارت بالا
  • لابه های فولاد ضد زنگ با تلفات کم برای کارایی بیشتر
  • بالانس دقیق دینامیک
  • آرمیچرهایی که با لاک های پلی استر در درجه حرارت بالا اشباع شده اند
  • بالانس دینامیکی برای کاهش لرزش

عایق های سیم پیچ کلاس F نسبت به سایر کلاس عایق ها بیشترین محافظت را در برابر درجه جرارت دارا می باشند.

عایق های کلاس H که با لاک پلی استر پوشش داده شده اند و در آرمیچر موتور مورد استفاده هستند نیز بیشترین حفاظت در برابر درجه حرات را ارائه می دهند.

ورقه های انتهایی موتور از جنس چدن هستند تا ضمن اینکه استحکام خوبی دارند بتوانند فشار بالای ناشی از انفجار را تحمل کرده و در برابر خوردگی هم مقاوم باشند. همه بخش ها ماشین کاری شده اند تا درزهای آنها خیلی کم باشد و مانع از خروج گازهای ناشی از انفجار به بیرون بشوند تا زمانی که موتور به اندازه کافی سرد شود و امکان مشتعل کردن اتمسفر محیط را نداشته باشد.

نگهدارنده های برنجی و ضد جرقه محور موتور این امکان را می دهند که نشت بندی محور بخوبی صورت گیرد.

جعبه اتصالات و لوله های هدایت کننده کابل برق باید به آن اندازه بزرگ انتخاب شوند تا بتوانند سیم ها و کابلهای متصل به موتور را در خود جای دهند همان گونه که قبلاً یادآوری شد این لوله ها باید از جنس چدن ساخته شوند تا ضمن اینکه استحکام بیشتری دارند در برابر خوردگی هم مقاوم باشند.