Пристрій для забезпечення вибухобезпечності приладів

Реферат: Пристрій для забезпечення вибухобезпечності приладів, що містить джерело живлення, корпус або шафу, причому в корпус або шафу введено не менш одного вибухозахищеного датчика загазованості, з'єднаного з не менш одним вибухозахищеним ключем, які з'єднані з не вибухозахищеним приладом, встановленим також у корпусі, а між датчиком і ключем встановлено пристрій керування, причому при введені до корпусу більш ніж одного ключа, вони з'єднані послідовно. UA 68567 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ ВИБУХОБЕЗПЕЧНОСТІ ПРИЛАДІВ UA 68567 U UA 68567 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі забезпечення вибухобезпечності приладів і шаф з електричною і радіоелектронною апаратурою і може використовуватися в газовій, нафтовій і інших областях промисловості, де робота цієї апаратури відбувається у вибухонебезпечних середовищах. Підприємства нафтохімічної, хімічної, газопереробної промисловості, а також деякі підприємства харчової промисловості пред'являють особливі вимоги до апаратури, зокрема до приладів і пристроїв систем управління технологічними процесами. Особливістю таких виробництв є постійна або тимчасова наявність вибухонебезпечних газоповітряних сумішей на деяких виробничих установках. Таким чином, на подібних об'єктах несправності електричних ланцюгів систем управління, такі як замикання сигнальних ланцюгів або попадання високого потенціалу на сигнальні ланцюги може викликати іскріння і спровокувати пожежу або вибух. Саме тому раніше для управління вибухонебезпечними об'єктами в основному застосовувалися пневматичні системи, які унеможливлювали виникнення іскри у вибухонебезпечних зонах, але в той же час були дорогі і мали невисоку точність. Зі збільшенням долі електричних приладів в промисловості поширення отримав вид захисту вибухонепроникною оболонкою. Вид вибухозахисту виду d - "вибухонепроникна оболонка" [1] полягає в тому, що частинки, здатні запалити вибухонебезпечні суміші, поміщаються у вибухонепроникну оболонку, яка витримує тиск вибуху усередині неї і виключає його передачу у вибухонебезпечне довкілля в нормальному і аварійних режимах роботи. У останнє десятиліття все більше поширення отримав вид вибухозахисту "іскробезпечний електричний ланцюг" [2]. Цей вид заснований на обмеженні електричної енергії, що передається у вибухонебезпечну зону, а також на обмеженні енергії, що запасається самим ланцюгом таким чином, що ланцюг втрачає можливість генерувати іскру, потужності якої вистачає для займання вибухонебезпечної суміші. У пристроях цього виду вибухозахисту патентуються різні рішення, спрямовані на оптимізацію контролю за переданою енергією. Так, в [3] пропонуєтья комбінований контроль по струму в навантаження, напрузі на навантаженні і потужності і наводяться різні схемні рішення по їх реалізації, в [4] пропонується двоступінчата реалізація бар'єру для поєднання вимоги гальванічної ізоляції і розділення вибухонебезпечного і безпечного приміщень, в [5] застосовується секціонування функціональних частин пристрою, що захищається. У [6] енергообмежуючі властивості розділового вузла - бар'єру обумовлені максимальною енергією передачі. При збільшенні енергії, що підводиться до розділового вузла, вище за максимальну, відбувається його насичення і енергопропускна здатність вузла обмежується тим самим на розрахунковому рівні, а також забезпечується одночасний прийомпередача сповіщень від іскробезпечних ланцюгів до іскронебезпечних і у зворотному напрямі (від джерела живлення до іскробезпечного ланцюга). Недоліками пристроїв, побудованих на виді "іскробезпечний електричний ланцюг" є істотні обмеження по допустимих напрузі і потужності пристроїв. Значення цих параметрів, характерні для вибухозахисту "іскробезпечний електричний ланцюг", приведені в [3]. Це значення напруги до 30В і потужності в 10-20Вт. Найбільш близькими до пристрою, що заявляється, видаються пристрої, що здійснюють вибухобезпечне виконання за рахунок заповнення або продування оболонки під надмірним тиском (вибухозахист виду "р" по ГОСТ, 7], при цьому в пристрої тиск в оболонці підтримується і контролюється під час роботи електроустаткування, що виключає утворення вибухонебезпечної суміші в нормальному і аварійному режимах роботи. Приклад такого рішення наведено у [8], в якому представлена сукупність датчиків, контролюючих тиск у внутрішньому об'ємі приладу або шафи, датчик в контролюючих потік трубках подання негорючого газу, детекторів, клапанів і регуляторів, пристроїв керування, що реалізують алгоритми взаємодії між пристроями. Недоліки: передбачається використання додаткового обладнання для забезпечення надмірного тиску усередині оболонки і контролю перевищення тиску, потрібне також подання негорючого газу (повітря з невибухонебезпечної зони, наприклад), що гарантовано не містить вибухонебезпечних добавок. Як бачимо з приведених вище відомостей, усі пристрої мають свої серйозні недоліки. Головні з них - це громіздкість і істотні матеріальні витрати на їх виконання, що збільшує їх собівартість. Задачею корисної моделі, що заявляється, є ліквідація недоліків і розширення функціональних можливостей і сфери застосування вибухобезпечного обладнання. Поставлена задача вирішується тим, що пристрій для забезпечення вибухобезпечності приладів, що містить джерело живлення, корпус або шафу, відрізняється тим, що в корпус або шафу введено не менш одного вибухозахищеного датчика загазованості, з'єднаного з не менш 1 UA 68567 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ніж одним вибухозахищеним ключем, які з'єднані з невибухозахищеним приладом, встановленим також у корпусі, а між датчиком і ключем встановлено пристрій керування, причому при введені до корпусу більш ніж одного ключа вони з'єднані послідовно. На Фіг.1 приведена схема пристрою, що пропонується. На Фіг.2 - приклад конкретного виконання пристрою. Запропонований пристрій містить (Фіг.1) зону 1,: в якій можлива наявність вибухонебезпечної суміші газів; корпус 2, що має певну міру ІР-захисту по ГОСТ 14254-96, в якому встановлені умовно згруповані вибухозахищені прилади 3: датчик (датчики) загазованості 5, пристрій керування 4, електронний ключ (пускач) 6. Лінія зв'язку 8, яка підводить живлення в прилад (шафу) виконана у вибухобезпечному виконанні, лінія зв'язку 9 подає живлення на невибухозахищені пристрої і модулі 7. При наявності більш ніж одного датчика 5 і ключа 6 кожний датчик з'єднано з відповідним ключем, які, в свою чергу, розташовані послідовно, а між датчиком 6 і ключем 6 встановлено вибухозахищений пристрій керування. Пристрій працює таким чином. Після подання живлення на лінію 8 відбувається ініціалізація датчика (датчиків) загазованості. Ключ 6 закритий. За відсутності загазованості датчики (датчики) 5 видають сигнали дозволу на пристрій керування 4, який, у свою чергу, відкриває ключ (пускач) 6. Далі датчики проводять моніторинг повітряного середовища усередині корпусу приладу (шафи) і при перевищенні порогу (зазвичай це 10 % нижньої концентраційної межі поширення полум'я - НКПП - для вибухонебезпечного газу) відключають невибухозахищені пристрої і модулі 7 і видають сигнали сповіщення (на схемі не показані). Було проведено тестування пілотного екземпляра пристрою з датчиками загазованості типу МИП ВГ-02, а також сигналізатором загазованості типу СЗ-1. Тестування показало реалізовуваність пристрою і можливість створення цілої групи пристроїв з пропонованою структурою. Розглянемо, зокрема, приклад (Фіг.2) застосування пропонованого пристрою для електрообладнання зони "0" (обладнання особливо вибухобезпечного виконання). Для цього необхідно: - застосувати корпус з мірою захисту ІР87, це означає, що він пиловологонепроникний і відповідає вимогам ГОСТ 22782.3-77 (Спеціальний вид захисту). - використати пристрій, що заявляється, який виключає займання вибухонебезпечного середовища (виключення силових ланцюгів), що також є однією з вимог ГОСТ Р 52330.014-2006; - реалізувати структуру (Фіг.2), де 1 - зона (приміщення), в якому можлива наявність вибухонебезпечної суміші газів; 2 - корпус приладу (шафи), що має певну міру IP-захисту за ГОСТ 14254-96, в прикладі ІР67; 3 - умовно згруповані вибухозахищені пристрої: датчики загазованості 51, 52, 53, послідовно розташовані електронні ключі (пускачі) 61, 62, 63, що дозволяє забезпечити необхідну надійність за рахунок їх резервування. Лінія зв'язку 8, яка підводить живлення в прилад (шафа) виконана у вибухобезпечному виконанні, лінія зв'язку 9 подає живлення на не вибухозахищені пристрої і модулі 7. Приведена схема відповідає вимогам стандарту ГОСТ Р 52350 11-2005 "Іскробезпечних ланцюгів" (введення двох ушкоджень, що враховуються). Ми бачимо, що не в одному з перерахувань немає обмовок про обмеження потужності, напруги, струмів, а це нині є актуальним. Забезпечується можливість використання електрообладнання загального призначення з мінімальними доопрацюваннями у вибухонебезпечних зонах І і ІІ. Таким чином, в пристрої забезпечується прямий вимір загазованості усередині об'єкту, що захищається, і, залежно від результатів виміру загазованості, виконуються комутації силового обладнання, що знаходиться в захищеному корпусі (шафі). Перевагами даної способу є: можливість використання у вибухонебезпечному середовищі електрообладнання загального призначення; - зняття обмежень на величини напруги, струму і потужності приладів (шаф) у вибухозахищеному виконанні; - мінімізація матеріальних витрат на виконання засобів вибухозахисту, основну роль гратиме в ній корпус самого електроустаткування, виконаний по ГОСТ 14254-96. Джерела інформації: 1. ГОСТ Р 52350.1-2005. (МЭК 60079-1-2003) 2. ГОСТ Р 52350.11-2005 (МЭК 60079-1 1-2006) 3. Патент US №6751076 МКИ Н02Н9/00, 2004) 4. Патент US №7898786 МКИ Н02Н1/00. 2011) 5. Патент US №611738 МКИ Н02Н3/20, 2000) 2 UA 68567 U 6. Патент РФ № 2195023 МКИ G08B17/00. 2000) 7. ГОСТ Р 52350.2-2006 (МЭК60079-2:2007) 8. Патент US №7456753. МКИ G08B21/00, 2008 5 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Пристрій для забезпечення вибухобезпечності приладів, що містить джерело живлення, корпус або шафу, який відрізняється тим, що в корпус або шафу введено не менш одного вибухозахищеного датчика загазованості, з'єднаного з не менш одним вибухозахищеним ключем, які з'єднані з невибухозахищеним приладом, встановленим також у корпусі, а між датчиком і ключем встановлено пристрій керування, причому при введені до корпусу більш ніж одного ключа, вони з'єднані послідовно. Комп’ютерна верстка Н. Лисенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3