Behuizingen ontwerpen die beschermen tegen water en vuil

Ik wilde wat van mijn ervaring en kennis delen over het ontwerpen van behuizingen die beschermen tegen water en vuil. Dit roept onvermijdelijk de kwestie van NEMA- of IP-normen op , maar soms is er verwarring over hoe deze werken. Ik schrijf dit om richting te geven aan ontwerpers die zich met dit onderwerp bezighouden. Voor het gemak ga ik me beperken tot NEMA, maar de principes zijn precies hetzelfde als je IP gebruikt, dus dit zou nog steeds relevant voor je moeten zijn.

Voordat ik begin, wil ik erop wijzen dat ontwerpers duidelijk moeten overwegen wat ze proberen te bereiken.

Zijn ze alleen op zoek naar milieubescherming? Of proberen ze te voldoen aan een formele eis om een ​​NEMA-norm te halen (die mogelijk is opgelegd door een klant of manager)?

Ik heb duizenden op maat gemaakte behuizingen door Protocase zien komen met vereisten voor milieubestendigheid, en de meeste van deze behuizingsbestellingen hebben alleen milieubescherming nodig. Onze klanten zullen vaak NEMA-normen gebruiken om uit te leggen wat hun behuizing moet doen, zoals een zekere weerstand bieden tegen stof, vuil of water, maar niet formeel aan de NEMA-normen hoeven te voldoen.

Af en toe zien we een klant die moet voldoen aan een formele NEMA-vereiste, waardoor testen noodzakelijk is. Hoewel Protocase geen testen van behuizingen aanbiedt om de NEMA-vereisten te verifiëren, zullen sommige van onze klanten hun behuizingen naar een externe testfaciliteit sturen om een ​​formele certificering te ontvangen dat ze aan de vereisten hebben voldaan. In dit geval zijn de principes die ik hieronder beschrijf hetzelfde.

NEMA-classificatie begrijpen

Het document "NEMA-behuizingstypen" is opgesteld om gestandaardiseerde productspecificaties voor elektrische apparaten te promoten. Kortom, de rol van NEMA-normen is om te specificeren hoe een behuizing moet presteren om aan de classificatie te voldoen. In het bijzonder hebben NEMA-normen betrekking op het volgende:

1. Bescherming van personeel tegen gevaarlijke interne onderdelen
2. Bescherming van apparatuur in de behuizing tegen gevaren voor het milieu

Wat NEMA niet doet, is voorschrijven hoe een behuizing moet worden ontworpen en vervaardigd om aan de prestatiespecificaties te voldoen; Ik zal dat bespreken in het volgende gedeelte van deze blog.

De NEMA-norm omvat een groot aantal behuizingstypen. Onze klanten hebben echter over het algemeen te maken met de volgende subset van veelvoorkomende typen:

• NEMA Type 1 – Algemeen gebruik is voor gebruik binnenshuis, biedt bescherming tegen menselijk contact met onder spanning staande delen en tegen vuil zoals stof.
• NEMA Type 2 – Over het algemeen binnen gebruikt en is druipwaterdicht. Dit type biedt dezelfde bescherming als Type 1, maar biedt extra bescherming tegen druppelen en licht opspattend water.
• NEMA Type 4, 4X – Dit type wordt over het algemeen zowel binnen als buiten gebruikt. Het is waterdicht, stofdicht en ijzelbestendig. Het biedt dezelfde bescherming als Type 1, 2 en beschermt tegen toegang van vallend vuil, regen, ijzel en sneeuw. Het beschermt ook tegen schade door externe ijsvorming en opspattend water en leidingwater. Het is roestbestendig (de "X" in 4X geeft corrosiebestendigheid aan).
• NEMA Type 5 – Doorgaans binnenshuis gebruikt, is dit type behuizing stofdicht. Het biedt dezelfde bescherming als Type 2, maar met toegevoegde pakkingen voorkomt het de toegang van neerslaand stof, pluisjes, vezels en rondvliegend materiaal.
• NEMA Type 6, 6P – Dit type kan binnen of buiten worden gebruikt en is onderdompelbaar. Het biedt dezelfde bescherming als Type 4, maar Type 6 voegt bescherming toe tegen incidentele tijdelijke onderdompeling, terwijl Type 6P bescherming biedt tegen langdurige onderdompeling op een beperkte diepte.

Houd er rekening mee dat al deze typen personeel beschermen tegen toegang tot gevaarlijke onderdelen.

Klik hier voor een volledige lijst met NEMA-behuizingstypen.

In het volgende gedeelte zal ik verschillende families van behuizingen bespreken en hoe ze kunnen beschermen tegen de gevaren voor het milieu die door NEMA worden aangepakt.

Behuizingstypen om te voldoen aan NEMA-vereisten

Behuizingen van plaatstaal op maat

Dit type behuizing is zeer goed in staat om te beschermen tegen stof, vuil en opspattend of druipend water. Behuizingen van plaatstaal kunnen worden ontworpen om te voldoen aan de vereisten van NEMA-types 1, 2, 4, 4X en 5. Als uw behuizing echter moet worden ondergedompeld in water, is dit niet de beste keuze voor u. Hier zijn enkele richtlijnen:

• NEMA Type 1:We raden een eenvoudige tweedelige behuizing aan die volledig bedekt is aan de bovenkant van de behuizing. (Een L-vorm, U-vorm of geëxtrudeerde behuizing zou werken).
• NEMA Type 2:We raden overlappende flenzen aan op alle open naden van de behuizing, met behulp van hecht-, punt- of pluglassen om de naden vast te maken. Afhankelijk van de zwaarte van de omgeving heeft u mogelijk volledig gelaste naden nodig. Een U-vormige behuizing zou het beste werken, omdat er minder naden hoeven te worden gelast.
• NEMA Type 4,4X:Wij adviseren volledig gelaste naden en het gebruik van pakkingen. Pakkingen worden aanbevolen voor alles met water in de buurt van of gericht op dit geval. In de meeste toepassingen van deze categorie behuizingspakkingen zijn schuimstrips in stijl of een volledig pakkingstuk voldoende. Afdichting van bevestigingsmiddelen is vereist zodra u water in de vergelijking brengt, dus we raden aan om de bevestigingsmiddelen af ​​te dichten. Afdichting van bevestigingsmiddelen kan op vele manieren worden gedaan, waaronder:

• • Strategische plaatsing van bevestigingsmiddelen zodat ze niet in de behuizing uitsteken.
  • Montage met afdichtingsschroeven (deze worden standaard verkocht en hebben een O-ring onder de kop van de schroef. Uw accountmanager kan u meer informatie geven).
  • Een grendel of slot gebruiken om de behuizing dicht te maken. Scharnieren zijn ook populair in deze stijl van behuizing.

Om Type 4X te bereiken, kiest u een corrosiebestendig materiaal zoals roestvrij staal, aluminium of galvanneal en volgt u de bovenstaande aanbevelingen.

• NEMA Type 5:We raden overlappende flenzen aan op alle open naden van de behuizing of volledig gelaste naden, afhankelijk van de omgeving. Nogmaals, een U-vormige behuizing zou het beste werken voor dit ontwerp.

Aangepaste CNC-gefreesde behuizingen

Als u op zoek bent naar een behuizing die in water kan worden ondergedompeld, dan is dit het. Een CNC-gefreesde behuizing kan worden ontworpen om te voldoen aan de NEMA-types 1, 2, 4(X) en 5. Hij kan ook volledig worden afgedicht en met de juiste O-ringen of pakkingen, waterdicht gemaakt, voldoende om te beschermen tegen diepe onderdompeling in vloeistof en daarmee aan NEMA Type 6(P).

Houd rekening met het volgende bij het ontwerpen van dit type behuizing voor onderdompeling in water:

• De behuizing moet zo zijn ontworpen dat het aantal af te dichten naden tot een minimum wordt beperkt, met minder onderdelen en naden; er is minder kans dat er water in de behuizing komt.
• Omdat deze worden bewerkt, is aluminium veruit de beste optie. Het is mogelijk om met roestvrij staal te werken, maar de bewerkingskosten zouden veel hoger zijn. Andere opties zijn niet voldoende corrosiebestendig.
• Als u een O-ring in het ontwerp opneemt, houdt u de O-ring naar de binnenkant van de gaten die zijn gebruikt om de behuizing te monteren, om lekkage door bevestigingsmiddelen te voorkomen.
• Voor de eindmontage wordt aanbevolen om een ​​gelijkmatig koppel op de schroeven aan te brengen om een ​​gelijkmatige compressie van de O-ring te garanderen. De schroefmaat voor montage moet groter worden naarmate de behuizing groter wordt.
  • Opmerking: Houd rekening met de schroefafstand bij het ontwerpen van uw behuizing. Als de schroeven te ver uit elkaar staan, kan de afdichting worden aangetast, waardoor de effectiviteit van het vermogen van uw behuizing om waterdicht te zijn in gevaar komt

Off the Shelf (OTS) gegoten behuizingen met CNC-gefreesde aanpassingen

We bieden ook een reeks aanpasbare gegoten behuizingen, die kant-en-klaar (OTS) gegoten behuizingen zijn en ze voor u aanpassen. Ze kunnen waterdicht zijn met het juiste ontwerp en de juiste afdichtingen en lijken erg op onze op maat gemaakte CNC-gefreesde behuizingen. Met minimale aanpassingen of uitsparingen, samen met de juiste pakkingen of O-ringen, zou dit type behuizing kunnen voldoen aan NEMA Type 6(P). Dit type behuizing voldoet ook gemakkelijk aan de NEMA-types 1, 2, 4(X) en 5.

Er zijn echter twee grote verschillen tussen OTS Cast en op maat gemaakte behuizingen:

• Als u OTS Cast gebruikt, gaan we uit van een vooraf gemaakte behuizing, dus u bent beperkt tot het gebruik van een standaardformaat en -vorm.
• OTS is aanzienlijk minder duur (dit komt omdat er geen materiaal wordt verspild bij het vervaardigen van de Cast OTS-behuizing, terwijl de op maat bewerkte behuizing is gemaakt van een massief blok materiaal).

Als u dus kunt leven met de beperkingen op het gebied van afmetingen en vorm, is een aanpasbare gegoten behuizing de voordelige keuze.

Als u bij deze behuizing, net als bij op maat bewerkte behuizingen, waterdichtheid wilt bereiken, moet u ervoor zorgen dat elk item dat de behuizing binnendringt (connectoren, schakelaars, enz.) voldoende waterdicht is en indien nodig is voorzien van een pakking of verzegeld.

Zoals ik hierboven al zei, voert Protocase geen NEMA/IP-tests uit binnen onze productiefaciliteit, maar sommige klanten kiezen ervoor om hun behuizingen elders te laten testen. Klik hier om te zien waar u uw behuizing kunt laten testen.

Als dit u interesseert en u vragen heeft over NEMA of behuizingstypes, aarzel dan niet om ons deze te stellen door een e-mail te sturen naar [email protected] of door hieronder een opmerking te plaatsen.