天津费加罗电子有限公司300457
摘要：本文涉及可燃气体和有毒气体的环境安全检测领域，更具体地说，是涉及一种用于可燃气体和有毒气体检测的防爆型气体传感器结构的改进和创新问题，主要涉及产品防水、密封和结构的改进和创新，以及密封件材质的合理选择。
关键词：防水、密封、结构的改进和创新
参考文献：1实用机械工程材料手册--辽宁科学技术出版社
2.机械设计师手册—机械工业出版社
3.密封设计手册—化学工业出版社
前言
随着社会不断发展，我国燃气管道已经遍布全国各地，井下无线远传管路检测设备也越来越多，而防爆型气体传感器就安装在井下无线远传管路检测设备上，它是整套检测设备的关键元器件，是用来检测可燃气体和有毒气体环境的。但是目前绝大部分防暴型气体传感器结构不具有防水功能，这种安装在井下的防爆型气体传感器一旦进水，就会损坏，从而使整套井下无线远传管理检测设备不能正常工作，并且井下更换传感器很不方便，还存在很多其它问题，为了解决这些问题，我们研发一种新型的具有防水功能的防爆型气体传感器。
一、现有防爆型气体传感器的结构及主要缺点
1.现有防爆型气体传感器的结构：
目前市场上大部分防暴型传感器的结构包括4个部分：
（1）探测头主体（2）传感器（3）密封胶圈（4）防爆罩
结构说明：将传感器安装固定到探测头主体上，然后将防爆罩和探测头主体通过螺纹扣锁紧，中间用密封胶圈进行密封。
防爆罩顶部是带孔隙的颗粒式烧结金属或不锈钢防爆网，具有良好的透气性。这种结构虽然能保护内部的传感器，还有很好的透气性。但在井下的话具有一个致命的缺点，就是不防水。
2.现有防爆型气体传感器的主要缺点：
（1）井下湿气重，防爆型气体传感器寿命大大缩短
（2）防爆型气体传感器不具有防水性能：当产品被放入水中时，水就会立刻通过防爆罩的颗粒式烧结金属或不锈钢防爆网进入到结构内部，这样就会造成气体传感器损坏，失去其检测功能，使整个报警设备失效。
（3）更换防爆型气体传感器工作量大：为了恢复设备的报警功能，工作人员就要及时更换新的防爆型气体传感器，以防止可燃气体和有毒气体对人类造成伤害，但由于数量多，且不易操作，所以工作量也非常大。
（4）管路系统存在巨大的安全隐患：一旦传感器损坏，井下的管路系统就会处于无监管的状态，管路有气体泄漏的情况也不被人知道，并且当泄漏气体达到一定浓度时，还会造成爆炸，给管路系统和工作人员带来严重威胁。
（5）给企业造成损失巨大：由于传感器的数量较多且价格比较贵，如果全部更换，会给相关企业造成巨大的经济损失。
为了解决这些问题，我公司在新产品的研发过程中对原有结构进行了改进和创新，设计了一种具有防水功能的防爆型气体传感器结构，从而使我们的产品能更好的适应市场的需求。
二、具有防水功能的防爆型气体传感器的结构、密封件的选择及主要优点
1.具有防水功能的防爆型气体传感器的结构如下图1：
本防爆型气体传感器的防水结构，通过下述技术方案予以实现，将2传感器安装固定到1探测头主体上，然后将4防爆罩和1探头主体通过螺纹扣锁紧，中间用3密封胶圈进行密封，再将4防爆罩和6中间连接密封套通过螺纹固定连接，中间用5密封圈进行密封，6中间连接密封套顶部上方依次设置7防水膜、8密封圈和9压紧盖。9压紧盖通过螺钉与6中间连接密封套进行固定连接，它们之间通过密封圈进行密封。由于我们选择的防水膜是一种非常特殊的材质，从而确保了我们整个产品的防水性能和透气性能。
2.产品的结构固然很重要，但密封件的选择也至关重要。
产品密封性的革新:对于产品的密封性，我们从以下两点着手解决：
①确定密封胶圈材质：
密封胶圈材质的选择很重要，像普通橡胶或硅胶材质的密封产品是不合格的，因为它们的材料有的防腐性能不好，有的不能防油，有的对温度的耐受性不好（如-40º~70º环境），综合这些因素，我们将产品密封圈的材质定为了氢化丁晴橡胶，这种材质的优点在于：1）产品耐腐蚀性能好；2）耐油性能好；3）对自然环境的高低温耐受性好。这种密封圈，使我们的产品能够长时间适应井下较恶劣的环境。从而使整个产品的使用寿命大大提高，
②确定密封结构：
目前的主要密封方式有：卡扎里密封和平垫式密封。
我们采用的是平垫式密封的原理，平垫式密封是在连接表面间放有软材料或金属制成的垫片，在螺栓预紧力作用下，接触面的不平处(即介质可能漏出的间隙或孔道)，被挤压后塑性变形的垫片材料所填充，因而达到密封的目的。
为了使密封性能更好，我公司特别将产品两个件的接合面表面加工成精度很高的隔爆平面，并且在6中间连接密封套的顶端表面加工出一个深2.5厘米的凹槽，用来放置7防水膜和8密封胶圈。在安装的过程中，将7防水膜和8密封胶圈放入槽内，最后用螺栓将9压紧盖用螺钉锁紧即可。密封圈在这一过程中变形起到了防水作用。
3.具有防水功能的防爆型气体传感器结构的优点：
（1）防爆型气体传感器的使用寿命更长：井下环境比较恶劣，湿气很重，传感器容易损坏，但加入防水结构后，我们产品的使用寿命更长。
（2）防爆型气体传感器增加了防水性能：增加防水结构后，我们的防爆型气体传感器淹没在1.5米深的水里时也不会进水，并且持续时间在48小时以上，具有非常好的防水性。这种结构使用起来更加的安全，使产品在有水环境中的损坏率，由原来的100%，降低到现在的20%。
（3）被水浸泡后不用再大批量更换传感器：由于传感器具有防水功能，被水浸泡后，绝大部分也不会损坏，省去了更换传感器的庞大工作量。
（4）管路系统更安全可靠：没有损坏的传感器，可以时时监控井下管理系统，使我们的管路系统更加安全可靠。
（5）给相关企业节省了很多人力和财力：不用更换传感器，这样就会给相关企业节省了很多人工成本和更换新传感器所需要的巨大开销。
（6）该结构已经取得了国家专利，受到国家知识产权局的保护。
结束语
上述结构的改进和创新及零件材质的选择和确定，已在我们新产品中得到了实施，并且经过了大量的实验和严格检测。这款产品一定会为我们的井下管路检测系统带来巨大的变革，会使井下气体管路和井下工作人员更加安全。也希望我们能给需要的企业和社会提供更多更好的产品！