Вибухонепроникна оболонка

Реферат: UA 90870 U UA 90870 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до машинобудівного устаткування та може використовуватись, наприклад, у конструкції акумуляторних батарейних ящиків, зокрема, для забезпечення живлення рудникових електровозів, що експлуатуються у підземних виробках шахт у вибухонебезпечних для електрообладнання умовах. Заявнику відомо багато аналогічних вибухонепроникних оболонок, серед яких найближчими за сукупністю суттєвих ознак є наступні. Відомий вибухозахисний контейнер, що включає розміщений на основі корпус, який сполучений байонетним з'єднанням з кришкою. Корпус виконаний у вигляді циліндра з еліптичними днищами, одне з яких забезпечено горловиною, на торці якої виконані елементи герметичного байонетного з'єднання корпусу з кришкою (патент Російської Федерації № 133278 на корисну модель, опублікований 10.10.2013, бюлетень № 28, 2013 р.). Недоліком даної корисної моделі є те, що байонетне з'єднання загалом вимагає певної точності при з'єднанні корпусу і кришки. Крім того, байонетне з'єднання являє собою з'єднання деталей за допомогою осьового переміщення і повороту однієї з них відносно іншої, що прийнятно лише для циліндричних, сферичних конструкцій, та не можливе при використанні інших видів вибухозахисних пристроїв. Відома вибухонепроникна оболонка "d", описана в ДСТУ 7114:2009 (ДСТУ 7114:2009. Вибухонебезпечні середовища. Частина 1. Електрообладнання. Вид вибухозахисту: вибухонепроникна оболонка "d" (ІЕС 60079-162007, MOD). - Київ, Держспоживстандарт України, 2012 р. - ст. 5, рис. 1). Відповідно до ДСТУ 7114:2009, вибухонепроникна оболонка "d" - це оболонка, що містить частини, здатні підпалити вибухонебезпечне середовище, яка витримує тиск, що розвивається під час внутрішнього вибуху вибухонебезпечної суміші, та запобігає передаванню вибуху в навколишнє вибухонебезпечне середовище. Недоліком даної оболонки є застосування вибухонепроникних з'єднань, які за своєю суттю являють собою фланцеві з'єднання, які потребують: - певної кількості кріпильних елементів (болтів, гайок, притисків тощо); - великої точності в обробці сполучених фланців для утворення гарантованого зазору ширини щілини вибухонепроникного з'єднання. В результаті при конструюванні оболонок потрібно посилювати вимоги до ширини та довжини щілини вибухонепроникного з'єднання, кількості кріпильних елементів та ступеня обробки поверхонь, які утворюють вибухонепроникне з'єднання. При цьому збільшуючи кількість кріпильних елементів, збільшується час, який потрібен для обслуговування (відкриття/закриття) вибухонепроникних оболонок. Найбільш близькою за технічною суттю є вибухонепроникна оболонка, яка містить корпус, з'єднаний з кришкою, всередині якого встановлено обладнання. З'єднання кришки і корпусу при цьому здійснюється за допомогою гвинтів та ущільненого матеріалу. На внутрішню поверхню корпусу і кришки нанесено балістичний матеріал, виконаний з демпфуючими шарами, з числом шарів не менше двох, при цьому зовнішні шари балістичного матеріалу виконані з металевої фольги (патент Російської Федерації № 121361 на корисну модель, опублікований 20.10.2012, бюлетень № 29, 2012 р.). Недоліком даної оболонки є застосування вибухонепроникних з'єднань, які потребують певної кількості кріпильних елементів, зокрема гвинтів, при цьому збільшується час, який потрібен для обслуговування (відкриття/закриття) оболонки. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення надійності вибухонепроникного з'єднання та збереження необхідного рівня надійності під час експлуатації з одночасним спрощенням встановлення, знімання та фіксації кришки до стінок вибухонепроникної оболонки та, відповідно, зменшення часу для доступу до внутрішнього об'єму оболонки, наприклад до акумуляторної батареї. Поставлена задача вирішується таким чином, що у вибухонепроникній оболонці, що являє собою порожнину, обмежену вибухостійкими стінками, з вхідним отвором та щонайменше одну кришку, відповідно до корисної моделі, щонайменше одна кришка виконана у формі засувки, а оболонка по краях отвору оснащена засобами, які разом з кришкою в закритому вигляді формують вибухонепроникне з'єднання у формі лабіринту. При цьому вибухонепроникне з'єднання виконано у вигляді шпунта. При цьому вибухонепроникна оболонка може містити засоби фіксації кришки з утворенням вибухонепроникного з'єднання у формі лабіринту. При цьому вибухонепроникна оболонка може містити дві або більше кришок. При цьому сполучення двох або більше кришок виконується з утворенням вибухонепроникного з'єднання у формі лабіринту між ними. 1 UA 90870 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Між сукупністю суттєвих ознак корисної моделі і технічним результатом, що досягається при застосуванні вибухонепроникної оболонки, є наступний причинно-наслідковий зв'язок. Існує велика кількість видів вибухозахисту відповідно до державних стандартів України в сфері електрообладнання у вибухонебезпечних середовищах. Один з них викладено в ДСТУ 7114:2009 (ДСТУ 7114:2009. Вибухонебезпечні середовища. Частина 1. Електрообладнання. Вид вибухозахисту: вибухонепроникна оболонка "d" (IEC 60079-162007, MOD). - Київ, Держиспоживстандарт України, 2012 р.), де встановлені вимоги до конструкції та випробовування електрообладнання з видом вибухозахисту "вибухонепроникна оболонка "d", призначеного для застосування у вибухонебезпечних газових середовищах. Для досягнення поставленої задачі під час проведених випробувань встановлено, що найголовнішим при створенні вибухонепроникної оболонки є забезпечення надійного вибухонепроникного з'єднання в конструкції оболонки між її частинами (оболонкою та кришкою). В результаті винахідниками встановлено, що таке з'єднання повинно бути у формі лабіринту, забезпечуючи максимально складний шлях виходу газу. Під час проведення випробувань було встановлено, що використання саме лабіринтного типу з'єднання дозволяє покращити параметри вибухозахисту при виникненні тиску внаслідок вибуху у внутрішньому об'ємі оболонки. Саме використання лабіринтного з'єднання дозволяє позбавитись необхідності застосування кріпильних елементів для сполучення оболонки та кришки. Створення лабіринтного з'єднання може досягатися виконанням вибухонепроникного з'єднання у вигляді шпунта. При цьому довжина зовнішньої стінки паза може бути виконана більшою, ніж довжина внутрішньої стінки паза. Таким чином, досягають зменшення залежності вимог до ширини та довжини щілини вибухонепроникного з'єднання відповідно до зазначеного вище ДСТУ. Додатково винахідником під час випробування оболонки з лабіринтним з'єднанням було виявлено, що відмова від використання кріпильних елементів при обслуговуванні оболонки в декілька разів пришвидшує доступ до вибухонепроникної оболонки та дозволяє зменшити час при відкритті/закритті кришки. Винахідниками передбачено можливість збільшувати кількість кришок в залежності від умов та середовища використання вибухонепроникної оболонки. При цьому сполучення двох або більше кришок забезпечують з утворенням вибухонепроникного з'єднання у формі лабіринту між ними, що також сприяє вирішенню завдання корисної моделі - підвищення вибухонепроникності в оболонці. Застосування засобів фіксації кришки, які разом з оболонкою утворюють вибухонепроникне з'єднання у формі лабіринту, сприяє також підвищенню вибухонепроникності в оболонці. Засоби фіксації кришки можуть бути виконані у формі планки, яка також містить паз для утворення разом з кришкою вибухонепроникного з'єднання у формі лабіринту. Застосування кріпильних елементів в даному випадку відбувається лише для фіксації планки до стінок оболонки. Така конструкція вибухонепроникної оболонки разом з вибухонепроникним з'єднанням дозволить забезпечити надійність захисту при вибуху, а також зменшити час відкриття/закриття кришки. Заявлена корисна модель ілюструється наступним прикладом виконання вибухонепроникної оболонки, а також відповідними кресленнями, а саме: - фіг. 1 - загальний вигляд вибухонепроникної оболонки; - фіг. 2 - загальний вигляд вибухобезпечного ящика для акумуляторної батареї як прикладу виконання вибухонепроникної оболонки; - фіг. 3 - збільшений вибухонепроникного з'єднання у перерізі; - фіг. 4 - загальний вигляд кришок вибухонепроникного ящика та їх сполучення між собою. Зображувальні матеріали, що ілюструють заявлену корисну модель, а також наведений приклад конкретного виконання вибухонепроникної оболонки ніяким чином не обмежують обсяг домагань, викладений у формулі, а тільки пояснюють суть корисної моделі. Вибухонепроникна оболонка може бути виконана у формі паралелепіпеда та містить вибухостійкі стінки 1 з вхідним отвором 2 та кришку 3. При цьому вибухонепроникна оболонка може мати різні варіанти виконання. На вибухостійких стінках 1 розташовані пази 4 для входження в них кришки 3. Кришка 3 виконана у вигляді засувки. Сполучення пазів 4 разом з краями кришки утворюють вибухонепроникне з'єднання у формі лабіринту з зовнішньою стінкою паза 5 та внутрішньою стінкою паза 6. Запропонована вибухонепроникна оболонка додатково може мати дві або більше кришок та засоби кріплення кришки до стінок оболонки. 2 UA 90870 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Для кращого розкриття суті корисної моделі виконання вибухонепроникної оболонки показано на прикладі конструкції вибухобезпечного ящика для акумуляторної батареї (Фіг. 2, Фіг. 3 та Фіг. 4). Вибухобезпечний ящик для акумуляторної батареї містить корпус 7 з встановленими у ньому кришками 8. Кількість кришок 8 залежить від габаритів вибухобезпечного ящика. Корпус 7 має переважно форму паралелепіпеда з двома боковими стінками 9, 10 та двома торцевими стінками 11, 12. При цьому корпус може бути виконаний також іншої форми, яка містить паралельні поверхні. На внутрішніх поверхнях стінок 9, 10 корпуса 7, а також на внутрішній поверхні торцевої стінки 11 розташовані напрямні 13, виконані у вигляді пазів. Напрямні 13 можуть бути сформовані кутиками 14, 15, прикріпленими до стінки корпусу 7 з його внутрішньої та зовнішньої сторони з утворенням пазів. При цьому кришки 8 розташовані у пазах таким чином, що їх краї утворюють разом з пазом плоске вибухонепроникне з'єднання з шириною щілини 16. Кришки 8 встановлені у пазах по рухомій посадці. Сполучення кришок 8 між собою виконане у вигляді шпунта 17 для забезпечення утворення вибухонепроникного з'єднання у формі лабіринту. Тобто кожна наступна кришка 8 входить в паз попередньої кришки 8 (фіг. 4). Фіксація останньої кришки 8 до корпусу батарейного ящика відбувається за рахунок засобу фіксації, виконаному у вигляді планки 18, прикріпленої до торцевої стінки 11 корпусу 7 за допомогою кріпильних елементів 19. Кріпильними елементами 19 в даному випадку можуть слугувати різьбові кріпильні елементи - болти, гвинти, а також затискачі та їм подібні. Планка 18 з внутрішньої її сторони також містить пази 20 для входження кришки 8 та її фіксації з утворенням вибухонепроникного з'єднання у формі лабіринту. Крім того, на зовнішніх поверхнях кришок розміщені вибухобезпечні вентиляційні пристрої 21, які слугують для виходу газів, які можуть накопичуватися у процесі експлуатації вибухобезпечного ящика для акумуляторної батареї. Додатково кришки можуть бути обладнанні ручками 22 вздовж їх коротших сторін. Вибухонепроникну оболонку використовують наступним чином. Спочатку встановлюють будь-яке обладнання, наприклад акумулятори, усередині оболонки. Потім першу кришку 3 вставляють у пази 4 та просувають до повного входження у паз 4. Далі можуть вставлятись у пази 4 додаткові кришки 3 та просуватись до входження у паз шпунта кожної попередньої кришки 3. В звичайному стані кришка 3 лежить на внутрішній стінці паза 6 і таким чином забезпечується сполучення кришки 3 з оболонкою. При виникненні вибуху всередині оболонки, його тиск розповсюджується рівномірно та діє на всі стінки 1 вибухонепроникної оболонки. Сила тиску Fp притискає кришку 3 до зовнішньої стінки паза 5. Таким чином, забезпечується утворення вибухонепроникного з'єднання у формі лабіринту. Крім цього, для додаткової фіксації кришок, хоча це являється і не обов'язковим, можуть застосовуватись засоби фіксації кришки 3. Вони можуть бути представлені планкою, яка фіксує кришку 3 до стінок оболонки, аналогічно планці 18 в описаному вище вибухобезпечного ящика для акумуляторної батареї. В конструкції планки також можуть бути передбачені виступи чи паз для сполучення з кришкою з метою забезпечення вибухонепроникного з'єднання. Фіксація планки з стінками оболонки може здійснюватись за рахунок різьбових кріпильних елементів. Таким чином, використання запропонованої вибухонепроникної оболонки дозволить підвищити надійність вибухонепроникного з'єднання та забезпечити збереження необхідного рівня надійності під час експлуатації з одночасним спрощенням встановлення, знімання та фіксації кришки в стінках оболонки та, відповідно, зменшення часу для доступу до внутрішнього об'єму оболонки. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 50 55 60 1. Вибухонепроникна оболонка, що являє собою порожнину, обмежену вибухостійкими стінками, з вхідним отвором та щонайменше одну кришку, яка відрізняється тим, що щонайменше одна кришка виконана у формі засувки, а оболонка по краях отвору оснащена засобами, які разом з кришкою в закритому вигляді формують вибухонепроникне з'єднання у формі лабіринту. 2. Вибухонепроникна оболонка за п. 1, яка відрізняється тим, що вибухонепроникне з'єднання виконано у вигляді шпунта. 3. Вибухонепроникна оболонка за п. 1, яка відрізняється тим, що містить засоби фіксації кришки з утворенням вибухонепроникного з'єднання у формі лабіринту. 4. Вибухонепроникна оболонка за п. 1, яка відрізняється тим, що містить дві або більше кришок. 3 UA 90870 U 5. Вибухонепроникна оболонка за п. 4, яка відрізняється тим, що сполучення двох або більше кришок виконується з утворенням вибухонепроникного з'єднання у формі лабіринту між ними. 4 UA 90870 U Комп’ютерна верстка В. Мацело 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 5