ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЙ СВЕТОВОЙ ПРИБОР Российский патент 2005 года по МПК F21V25/12 

Предлагаемое изобретение относится к светотехнике, в частности к взрывозащищенным световым приборам с высокоинтенсивными разрядными лампами.

Подобные световые приборы имеют взрывозащищенное пожаробезопасное исполнение и высокую степень защиты от воздействия окружающей среды.

Световые приборы предназначены для эксплуатации в открытом пространстве и на объектах или в помещениях с тяжелыми условиями работы, в том числе на нефтеперерабатывающих и химических заводах, нефте- и газодобывающих платформах, угольных шахтах и т.п., а также для освещения пороховых складов, нефтеналивных судов, автозаправочных станций, цехов и участков со взрывоопасной атмосферой.

Известен взрывозащищенный световой прибор [1], содержащий взрывозащищенную оболочку, включающую массивный корпус с установленной на нем взрывонепроницаемой вводной коробкой с клеммной колодкой и уплотненный в оправке оптически прозрачный защитный колпак, разрядную лампу с патроном, установленным в корпусе, и пускорегулирующий электромагнитный аппарат, собранный во взрывозащищенной камере вне корпуса прибора.

Недостатки аналога обусловлены сложностью и высокой материалоемкостью конструкции из-за необходимости применения взрывозащищенного корпуса, вводной коробки и камеры для размещения пускорегулирующего аппарата.

Известен взрывозащищенный световой прибор [2], содержащий взрывозащищенную оболочку в виде корпуса с оптически прозрачным защитным колпаком, герметизированным в кольцевой оправке с резьбой, установленной по ответной резьбе в корпусе с образованием резьбового взрыв-канала, и установленную в оболочке разрядную лампу типа ДРЛ с патроном и электромагнитным пускорегулирующим аппаратом, собранными в тыльной части корпуса. На наружной поверхности корпуса смонтирована взрывонепроницаемая вводная коробка с клеммной колодкой и, по крайней мере, одним сальниковым вводом для подключения прибора к промышленной питающей сети. Внутри корпуса установлен отражатель для получения направленного пучка излучения.

Недостатки прототипа обусловлены высокой сложностью и материалоемкостью прибора из-за необходимости выполнения защитного колпака и корпуса увеличенных габаритов для размещения лампы типа ДРЛ с увеличенной колбой, патрона и пускорегулирующего аппарата, а также сопрягаемой с ним вводной коробки. По этой причине диаметр открытой части корпуса и оправки с защитным колпаком не может быть уменьшен, что затрудняет уменьшение балластных объемов прибора и диаметра резьбового лабиринтового взрыв-канала, достигающего 250 мм и более для различных вариантов исполнения.

Последнее обстоятельство усложняет конструкцию и затрудняет обслуживание прибора при эксплуатации, т.к. требует свинчивания тяжелой оправки с защитным колпаком по резьбе большого диаметра для замены лампы. Кроме того, световой прибор имеет неудовлетворительные светотехнические характеристики из-за недостаточной световой отдачи лампы ДРЛ.

Целью предлагаемого изобретения является повышение взрывобезопасности, упрощение конструкции и обслуживания при одновременном снижениии материалоемкости, а также улучшение светотехнических характеристик светового прибора.

Поставленная цель достигается тем, что во взрывозащищенном световом приборе, содержащем взрывозащищенную оболочку с герметизированным в оправке оптически прозрачным защитным колпаком, разрядную лампу со светящим телом, патрон, пускорегулирующий аппарат и взрывонепроницаемую вводную коробку с, по крайней мере, одним кабельным вводом, крышкой, клеммной колодкой и проводами средств токоподвода, а также средства крепления прибора на объекте, указанная лампа с патроном установлена внутри защитного колпака на держателе из теплопроводного материала, находящегося в тепловом контакте с массивной оправкой в виде фланца из подобного материала с установленным на ней защитным колпаком и снабженной лабиринтовым взрыв-каналом, соединяющее внутреннюю полость защитного колпака с окружающей средой, причем держатель и оправка установлены на крышке вводной коробки с образованием переходной камеры для размещения свободной части проводов средств токоподвода, а пускорегулирующий аппарат смонтирован внутри вышеуказанной вводной коробки и подключен проводами средств токоподвода, проходящими через герметизированные отверстия в держателе и крышке вводной коробки, к патрону лампы.

Цель достигается и тем, что держатель лампы с патроном выполнен в форме стакана с отбортовкой, установленного скользящей посадкой по боковой поверхности, смонтированного в осевом отверстии массивной оправки в виде фланца, промежуточного кольцевого элемента с образованием лабиринтового взрыв-канала.

Цель достигается также тем, что держатель в форме стакана уплотнен на промежуточном кольцевом элементе, выполненном из теплопроводного материала, с резьбой на периферии и посаженном по ответной резьбе в осевом отверстии оправки с образованием резьбового лабиринтового взрыв-канала.

Поставленная задача решается также тем, что оправка в виде фланца механически соединена через уплотнение с дополнительным накидным фланцем, охватывающим торцевую часть защитного колпака.

Цель достигается также за счет того, что в качестве разрядной лампы использована металлогалогенная лампа, в частности керамическая металлогалогенная лампа или натриевая лампа высокого давления, установленная совместно с патроном коаксиально в защитном колпаке на донышке держателя в форме стакана.

Достижению цели способствует и то, что пускорегулирующий аппарат выполнен на основе электронных компонентов и имеет бескорпусное исполнение со встроенной безвинтовой колодкой WAGO, залит совместно с частью колодки теплопроводящим электроизоляционным компаундом, например, типа "Номакон".

Решению поставленной задачи способствует также то, что вводная коробка снабжена по меньшей мере одним резьбовым лабиринтовым взрыв-каналом, выполненным по резьбе в зоне сопряжения с ней кабельного ввода для подключения питающей сети.

Цель достигается и тем, что вводная коробка имеет в поперечном сечении форму оправки, установлена перпендикулярно оптической оси прибора, сопряжена с оправкой через кольцевое уплотнение и механически закреплена на ней стягивающими болтами.

Еще одним средством достижения цели изобретения является то, что на оправке в форме фланца установлен наружный диффузно или зеркально перераспределяющий поток оптического излучения отражатель со световым центром (или фокусом), совмещенным со светящим телом лампы.

И, наконец, поставленная задача решается и тем, что средства крепления прибора на объекте выполнены в виде кронштейна, установленного на тыльной части вводной коробки.

Наиболее предпочтительный вариант исполнения устройства согласно предлагаемому изобретению показан на чертежах.

Фиг.1. Взрывозащищенный световой прибор, вид сбоку, частично в разрезе.

Фиг.2. То же, что и на фиг.1, вид сверху, частично в разрезе (без отражателя).

Показанный на фиг.1 и 2 взрывозащищенный световой прибор содержит взрывозащищенную оболочку, образованную оптически прозрачным защитным колпаком 1 с торцевой частью, имеющей отбортовку 2, и массивной оправкой 3 в виде фланца с центральным отверстием, перекрытым промежуточным кольцевым элементом 4 и держателем 5 лампы 6 с патроном 7, пускорегулирующий аппарат 8 и взрывонепроницаемую вводную коробку 9 с крышкой 10, одним тупиковым или двумя транзитными кабельными вводами 11, клеммной колодкой 12 (см. фиг.2), проводами 13 средств токоподвода, а также средства 14 крепления прибора на объекте.

Лампа 6 с патроном 7 установлена внутри защитного колпака 1 на держателе 5, выполненном из теплопроводного материала на основе алюминиевого сплава, преимущественно из силумина, находящееся в тепловом контакте с массивной оправкой 3 в виде фланца из подобного материала. Оправка 3 примыкает через герметизирующий компаунд 15 типа «Эластосил» к торцевой части с отбортовкой 2 защитного колпака 1 и снабжена лабиринтовым взрыв-каналом, образованием в зоне сопряжения оправки 3 с кольцевым элементом 4, держателем 5 и крышкой 10 вводной коробки 9, соединяющим внутреннюю полость 16 защитного колпака 1 с окружающей средой.

Держатель 5 лампы с патроном имеет форму стакана с отбортовкой 17, примыкающей к оправке 3 с образованием зазоров 18, формирующих лабиринтовый взрыв-канал прибора. Держатель 5 и оправка 3 установлены на крышке 10 вводной коробки 9 через кольцевое уплотнение 19 круглого сечения, выталкиваемое из гнезда посадки при прохождении продуктов взрыва изнутри.

При этом упомянутые держатель 5 и крышка 10 образуют переходную камеру 20 для размещения витков свободной части проводов 13 средств токоподвода, подключенных к патрону 7 лампы 6 и к клеммной колодке 12 (см. фиг.2) пускорегулирующего аппарата 8. Провода 13 проходят через отверстия в держателе 5, а также через изоляционные втулки 21 в отверстиях крышки 10 вводной коробки 9 и герметизированы в них вышеупомянутым электроизоляционным компаундом. Витки свободной части проводов 13 располагаются также внутри вводной коробки 9.

Уложенные в переходной камере 20 витки свободной части проводов 13 средств токоподвода обеспечивают возможность откидывания на петлях 22 оправки 3 с собранным на ней оптическим блоком и вскрытия таким образом взрывозащищенной оболочки прибора для замены лампы 6, а витки проводов 13, располагаемые внутри вводной коробки 9, обеспечивают доступ к пускорегулирующему аппарату 8 при монтаже и эксплуатации.

Пускорегулирующий аппарат 8 выполнен на основе электронных компонентов и имеет бескорпусное исполнение со встроенной безвинтовой клеммной колодкой 12, например, типа WAGO, залит совместно с частью колодки теплопроводящим электроизоляционным компаундом, например, типа "Номакон" и установлен внутри вводной коробки 9 с подключением проводами 13 средств токоподвода, проходящими в изоляционных втулках 21, герметизированных в отверстиях 23 держателя, и крышке 10 вводной коробки 9, к патрону 7 лампы 6.

Выполненный в форме стакана с отбортовкой 17 держатель 5 установлен через уплотнение 24 и скользящей посадкой по боковой поверхности 25, смонтированного в осевом отверстии массивной оправки 3 в виде фланца промежуточного кольцевого элемента 4, с образованием лабиринтового взрыв-канала 18 по плоскостным и цилиндрическим щелям. При этом кольцевой элемент 4 выполнен из теплопроводного материала с резьбой 26 на периферии и посажен по ответной резьбе (не менее 5-ти витков) в осевом отверстии оправки 3 с образованием основного резьбового лабиринтового взрыв-канала 26, дополняющего взрыв-канал 18 по плоскостным и цилиндрическим щелям.

Для исключения «залипания» (стопорения) держателя 5 в кольцевом элементе 4 при длительной эксплуатации целесообразно последний выполнить из нержавеющих сплавов, например из латуни, имеющей меньший, чем у силумина коэффициент линейного расширения, исключающий стопорение держателя 5 в кольцевом элементе 4 при скользящем контакте рабочих поверхностей в холодном состоянии (при неработающем приборе). Ширина щелей взрыв-канала 18 регулируется глубиной ввинчивания кольцевого элемента 4 в оправку 3 и прокладкой 24.

Для надежной герметизации и механического крепления защитного колпака 1 в оправке 3 в виде фланца последняя соединена через кольцевое уплотнение 27 и герметизирующий компаунд 15 с дополнительным накидным фланцем 28, охватывающим отбортовку 2 торцевой части защитного колпака 1, и механически удерживая его на оправке 3 винтами 29 (см. фиг.2).

В качестве разрядной лампы 6 использована металлогалогенная лампа, в частности керамическая металлогалогенная лампа мощностью 30, 70 или 150 Вт, установленная совместно с патроном 7 коаксиально в защитном колпаке 1 на донышке держателя 5 в форме стакана. Может быть использована также натриевая лампа высокого давления мощностью 30, 70 Вт.

Вводная коробка 9 снабжена по меньшей мере одним резьбовым лабиринтовым взрывканалом 30, выполненным по резьбе в зоне сопряжения с ней одного или двух кабельных вводов 11 для подключения питающей сети, установленных через кольцевую уплотнительную прокладку 31 круглого сечения, выталкиваемую подобно прокладке 19 из гнезда посадки при возникновении взрыва внутри коробки. Указанная прокладка обеспечивает необходимую степень защиты коробки 9 от проникновения влаги и пыли (воздействие окружающей среды) в обычных условиях эксплуатации.

Вводная коробка 9 имеет в поперечном сечении форму оправки 3 и накидного фланца 28, установлена перпендикулярно оптической оси z прибора, сопряжена с оправкой 3 через кольцевое уплотнение 19 и механически закреплена на ней стягивающими винтами 32, уплотняющими также крышку 10 с коробкой 9 через прокладку 33.

Уплотнение коробки 9 и оправки 3 на крышке 10 может быть выполнено независимыми средствами механического крепления.

Для перераспределения светового потока прибора в пространстве, в том числе для создания взрывозащищенного светового прибора прожекторного типа на оправке 3 в форме фланца установлен наружный диффузно или зеркально перераспределяющий поток оптического излучения отражатель 34 со световым центром (фокусом) F, совмещенным со светящим телом 35 лампы 6.

Средства крепления прибора на объекте целесообразно выполнить в виде кронштейна 14, установленного на тыльной части вводной коробки 9. Оправка 3 в виде фланца, повторяющего форму крышки 10 вводной коробки 9, устанавливается на корпусе последней при помощи двух кольцевых петель 22, обеспечивающих откидывание (открывание) оправки 3 и/или крышки 10 при замене лампы или пускорегулирующего аппарата путем отвинчивания винтов 32 при монтаже и эксплуатации прибора.

Внутри вводной коробки 9 на приливе устанавливается также винт заземления 34.

Световой прибор работает следующим образом.

При подключении прибора к промышленной сети на клеммной колодке 12 (см. фиг.2) пускорегулирующий аппарат генерирует пачки высоковольтных импульсов (не более 2,5 кВ) для зажигания лампы 6 и преобразует напряжение промышленной сети (220 В, 50 Гц) в необходимое питающее напряжение и разрядный ток в лампе при выходе ее на установившийся режим.

При этом лампа 6 генерирует оптическое излучение, которое может быть перераспределено в пространстве при помощи отражателя 34.

Преимущества предложенного взрывозащищенного прибора заключаются в том, что за счет предложенного варианта конструкции минимизированы габариты и масса при одновременной оптимизации условий теплообмена, повышении взрывобезопасности и улучшении светотехнических характеристик. Прибор удобен в эксплуатации.

Взрывобезопасность повышается за счет минимизации балластных объемов во взрывозащищенной оболочке и в камере ввода питающей сети, а также за счет применения комбинированного взрыв-канала, включающего резьбовой лабиринтовый канал и канал по плоскостным и цилиндрическим щелям, образованными узлами взрывозащищенной оболочки.

Светотехнические характеристики прибора-улучшены за счет применения высокоэффективных разрядных ламп, обладающих высокой световой отдачей.

Литература.

1. Авт. св. СССР №1158820, кл. Р 21 V 25/12. Опубл. Б.И. №20 от 30.05.85 г.

2. «Взрывоопасные светильники и комплектующие». Каталог-справочник 2002 г. Изд. ЗАО «Техносвет», Санкт-Петрбург, 199178, В.О., 8-ая линия, д.78, стр.9.

Взрывозащищенный световой прибор предназначен для эксплуатации на нефтеперерабатывающих и химических производствах, угольных шахтах, пороховых складах, автозаправочных станциях и других объектах со взрывоопасной атмосферой. Прибор содержит разрядную лампу с патроном, которая установлена внутри защитного оптически прозрачного колпака на держателе из теплопроводного материала, находящегося в тепловом контакте с массивной оправкой в виде фланца из подобного материала, в котором установлен и герметизирован указанный колпак. Оправка снабжена лабиринтовым взрыв-каналом, соединяющим внутреннюю полость колпака с окружающей средой и совместно с держателем установлена на крышке вводной коробки для прибора с образованием переходной камеры для размещения свободной части токоведущих проводов. Пускорегулирующий аппарат смонтирован внутри вводной коробки и подключен указанными токоведущими проводами, проходящими через герметизированные отверстия в держателе и крышке вводной коробки, к патрону лампы. Держатель лампы с патроном выполнен в форме стакана с отбортовкой, установленного скользящей посадкой по боковой поверхности смонтированного в осевом отверстии оправки промежуточного кольцевого элемента, снабженного резьбой на периферии и посаженного по ответной резьбе в осевом отверстии оправки с образованием резьбового лабиринтового взрыв-канала. Технический результат - повышение взрывобезопасности, уменьшение габаритов и массы, улучшение светотехнических характеристик. 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Взрывозащищенный световой прибор, содержащий взрывозащищенную оболочку с герметизированным в оправке оптически прозрачным защитным колпаком, разрядную лампу со светящим телом, патрон, пуско-регулирующий аппарат и взрывонепроницаемую вводную коробку с по крайней мере одним кабельным вводом, крышкой, клеммной колодкой и проводами средств токоподвода, а также средства крепления прибора на объекте, отличающийся тем, что лампа с патроном установлена внутри защитного колпака на держателе из теплопроводного материала, находящегося в тепловом контакте с массивной оправкой в виде фланца из подобного материала, с установленным на ней защитным колпаком и снабженной лабиринтовым взрыв-каналом, соединяющим внутреннюю полость защитного колпака с окружающей средой, причем держатель и оправка установлены на крышке вводной коробки с образованием переходной камеры для размещения свободной части проводов средств токоподвода, а пуско-регулирующий аппарат смонтирован внутри вышеуказанной вводной коробки и подключен проводами средств токоподвода, проходящими через герметизированные отверстия в держателе и крышке вводной коробки, к патрону лампы.2. Взрывозащищенный световой прибор по п.1, отличающийся тем, что держатель лампы с патроном выполнен в форме стакана с отбортовкой, установленного скользящей посадкой по боковой поверхности смонтированного в осевом отверстии массивной оправки в виде фланца промежуточного кольцевого элемента с образованием лабиринтового взрыв-канала.3. Взрывозащищенный световой прибор по п.1, отличающийся тем, что держатель в форме стакана с отбортовкой уплотнен на промежуточном кольцевом элементе, выполненном из теплопроводного материала с резьбой на периферии и посаженном по ответной резьбе в осевом отверстии оправки с образованием резьбового лабиринтового взрыв-канала.4. Взрывозащищенный световой прибор по п.1, отличающийся тем, что оправка в виде фланца механически соединена через уплотнение с дополнительным накидным фланцем, охватывающим торцевую часть защитного колпака.5. Взрывозащищенный световой прибор по п.1, отличающийся тем, что в качестве разрядной лампы использована металлогалогенная лампа, в частности, керамическая металлогалогенная лампа или натриевая лампа высокого давления, установленная совместно с патроном коаксиально в защитном колпаке на донышке держателя в форме стакана.6. Взрывозащищенный световой прибор по п.1, отличающийся тем, что пуско-регулирующий аппарат выполнен на основе электронных компонентов и имеет бескорпусное исполнение со встроенной безвинтовой колодкой WAGO, залит совместно с частью колодки теплопроводящим электроизоляционным компаундом, например, типа «Номакон».7. Взрывозащищенный световой прибор по п.1, отличающийся тем, что вводная коробка снабжена по меньшей мере одним резьбовым лабиринтовым взрыв-каналом, выполненным по резьбе в зоне сопряжения с ней кабельного ввода для подключения питающей сети.8. Взрывозащищенный световой прибор по п.1, отличающийся тем, что вводная коробка имеет в поперечном сечении форму оправки, установлена перпендикулярно оптической оси прибора, сопряжена с оправкой через кольцевое уплотнение и механически закреплена на ней стягивающими винтами.9. Взрывозащищенный световой прибор по п.1, отличающийся тем, что на оправке в форме фланца установлен наружный диффузно или зеркально перераспределяющий поток оптического излучения отражатель со световым центром (или фокусом), совмещенным со светящим телом лампы.10. Взрывозащищенный световой прибор по п.1, отличающийся тем, что средства крепления прибора на объекте выполнены в виде кронштейна, установленного на тыльной части вводной коробки.