РАЗЪЕДИНИТЕЛЬ ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА Российский патент 2021 года по МПК H01H9/02 

Различные формы электронных устройств находят широкое применение в различных отраслях обрабатывающей промышленности. В частности, полевые устройства, такие как датчики и приводные механизмы, обычно задействуют на местах эксплуатации в технологической среде.

С учетом характера такого задействования, потенциально в качестве части сложных, трудоемких и дорогостоящих систем управления технологическим процессом, точность и надежность работы таких полевых устройств имеют первостепенное значение. Такие устройства обычно подвергаются широкому спектру сценариев тестирования при вводе в эксплуатацию и в течение их периода эксплуатации.

Любое такое тестирование устройства обычно требует отключения устройства от его линий питания/данных. Для предотвращения потенциальной опасности, которую устройство представляет для тестирующего персонала, а также для предотвращения повреждения устройства, необходимо безопасное и надежное средство для разъединения устройства, которое также может обеспечить четко видимую индикацию разъединения.

Такое разъединение может потребоваться по целому ряду причин, например, для защиты полевых устройств, для защиты устройств ввода/вывода, для целей тестирования, для целей настройки и для целей отключения устройства.

Для обеспечения такого надежного и четко видимого разъединения обычно используются так называемые разъединители ножевого типа.

Электронные устройства, такие как полевые устройства, но без ограничения, обычно подключены к соответствующим схемам обеспечения технологического процесса, относящимся к конкретной технологической среде, посредством функционального шкафа, в котором могут быть обеспечены соединительные элементы, обеспечивающие выполнение соответствующих электрических функций, таких как барьерная, изолирующая, или могут быть обеспечены другие функциональные устройства, по отдельности или в сочетании. При соединении полевых устройств с полевой стороной функционального шкафа, входная/выходная проводка с технологической стороны обеспечивает подключение к соответствующим технологическим схемам.

В качестве примера, при наличии множества электронных устройств в конкретной среде, например, множества полевых устройств в опасной технологической среде, возникает необходимость обеспечить соответствующие соединения от полевых устройств к подходящему барьерному, изоляционному или другому функциональному устройству в функциональном шкафу, чтобы обеспечивать непрерывные соединения с правильной проводкой ввода/вывода, ведущей к технологическим схемам.

Такая возможность соединения между множеством полевых устройств и функциональными устройствами, такими как барьерные и/или изоляционные устройства, обычно обеспечивается так называемым распределительным шкафом, содержащим надлежащим образом выполненную распределительную станционную проводку. Эта проводка соединяет соответствующее полевое устройство с соответствующим типом изоляционного устройства и/или барьерного устройства и далее для последующего соединения с соответствующей проводкой ввода/вывода к технологическим схемам.

Известные средства разъединения, такие как известные разъединители ножевого типа, устанавливают как часть клеммной колодки в распределительном шкафу и, таким образом, они выполняют функцию доступных средств для разъединения в точке, в которой проводка полевого устройства входит в распределительный шкаф, и для быстрой индикации того, какое проводное соединение и переключаемое полевое устройство разъединено.

Как указано выше, разъединение может потребоваться по целому ряду причин, например, для защиты полевых устройств, для защиты устройств ввода/вывода, для целей тестирования, для целей настройки и для целей отключения устройства, например, если такие устройства еще не были полностью введены в эксплуатацию.

Таким образом, такие известные разъединители ножевого типа включают в себя интегральные элементы функциональности в распределительных шкафах и тем самым увеличивают потенциальную важность и необходимость включения распределительных шкафов в систему управления технологическим процессом с использованием, например, множества полевых устройств, упомянутых выше.

Альтернативная известная схема отсоединения включает в себя отсоединение изолятора от его гнезда, но это полезно только в редких системах, в которых устройство было разработано для этой цели. Это решение все же не обеспечивает полную изоляцию между линиями одного полевого устройства.

Задача настоящего изобретения заключается в обеспечении разъединительного устройства для множества электронных устройств, имеющего преимущества над известными подобными конструкциями.

В частности, настоящее изобретение направлено на обеспечение разъединительного устройства, которое позволяет упростить соединение множества электронных полевых устройств, обычно используемых в искробезопасной технологической среде.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения обеспечено электронное функциональное устройство для технологического соединения ввода/вывода с множеством полевых устройств, причем указанное функциональное устройство включает в себя разъединительный элемент таким образом, чтобы быть сопряженным с ним и чтобы обеспечивать возможность разъединения между полевым устройством и функциональным устройством, причем разъединительный элемент функционального устройства дополнительно служит для обеспечения визуальной индикации полевого устройства, сопряженного с разъединительным элементом.

Путем установки множества разъединительных элементов на функциональное устройство, которое также обеспечивает возможность технологического соединения ввода/вывода, могут быть обеспечены надежные и легко видимые разъединительные устройства, с уменьшением сложности и количества проводки и соответствующих шкафов.

Преимущественно электронное функциональное устройство встроено непосредственно в месте, где проводка полевого устройства соединена с функциональным устройством.

В одном варианте реализации электронное функциональное устройство может выполнять функции зенеровского барьера.

В другом варианте реализации электронное функциональное устройство может выполнять функции изоляции и, в частности, функции универсального изолятора, который может быть соединен практически с любым полевым устройством любого типа.

Преимущественно изобретение обеспечивает электронный элемент системы, содержащий множество таких электронных функциональных устройств и сопряженное множество разъединительных элементов.

В частности, изобретение может обеспечивать шкаф функционального устройства, в котором установлены указанное множество электронных функциональных устройств и сопряженные разъединительные элементы.

Согласно одному конкретному аспекту изобретение содержит изоляционный и/или барьерный шкаф для использования при соединении множества полевых устройств с технологической проводкой ввода/вывода и технологическим электронным оборудованием.

Преимущественно разъединительный элемент может быть обеспечен каждой из линий полевого устройства, проходящих в шкаф функционального устройства.

В качестве одного примера, разъединительный элемент может содержать разъединительный элемент ножевого типа.

В частности, схема установки множества разъединительных элементов на функциональное устройство и, в частности, для универсального изолятора, может уменьшить функциональность, обеспечиваемую, например, распределительным шкафом и, следовательно, может преимущественно уменьшить потребность в дополнительном элементе системы, таком как распределительный шкаф.

Данное изобретение далее описано только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:

На фиг. 1А показано схематическое изображение возможности соединения между барьерным/изоляционным шкафом и распределительным шкафом для использования в общем известном сценарии соединения, соединяющем полевые устройства с электронными технологическими схемами;

На фиг. 1B показан подробный вид в увеличенном масштабе конструкции и возможности соединения в части шкафа, такого как на фиг. 1А;

На фиг. 2А показано схематическое изображение барьерного/изоляционного шкафа в соответствии с одним вариантом реализации настоящего изобретения; и

На фиг. 2B показан подробный вид в увеличенном масштабе, изображающий конструкцию и возможность соединения внутри части шкафа по фиг. 2А.

Сначала со ссылкой на фиг. 1А схематически изображена возможность соединения между множеством полевых устройств (не показанных на чертеже) и технологическим электронным оборудованием (также не показанным на чертеже). Устройство содержит функциональный шкаф 1, такой как, например, барьерный и/или изоляционный шкаф. Шкаф 1 на этой иллюстрации содержит множество изоляторов 4. Распределительный шкаф 3 соединен с изоляционным шкафом 1 посредством проводки 11 от распределителя к изолятору. Распределительный шкаф 3 соединен с множеством полевых устройств посредством проводки 14 полевого устройства. Предварительно определенная требуемая возможность соединения с различными полевыми устройствами посредством проводки 14 полевого устройства обеспечивается посредством распределительной станционной проводки 13, подключенная между клеммой 6 от распределителя к изолятору и клеммами 7 от распределителя к полевому устройству. Клемма 7 от распределителя к полевому устройству также содержит разъединители 8, 9 ножевого типа, обозначенные в настоящем документе номерным обозначением 8 в закрытом состоянии и 9 в открытом состоянии. Эти разъединители 8, 9 ножевого типа обеспечивают выборочное отсоединение полевых устройств от распределительного шкафа и, следовательно, от последующего соединения через изоляторы к технологическому электронному оборудованию для обеспечения возможности тестирования/удаления/замены полевых устройств при необходимости.

Более подробная информация об изоляционном шкафе 1 и распределительном шкафе 3 в возможности внутреннего соединения показана на фиг. 1В.

Здесь показано множество изоляторов 4 и их соответствующих пар входных/выходных линий 10 к технологическим схемам, а также соответствующие пары линий 11 от распределителя к изолятору, отходящие от клемм 6 от распределителя к изолятору распределительного шкафа 3.

Конкретная выбранная схема возможности соединения между проводкой 14 полевого устройства и, соответственно, соответствующими полевыми устройствами, и клемма 6, соединенная с проводкой 11 от разъединителя к изолятору, дополнительно проиллюстрированы посредством ссылки на распределительную станционную проводку 13 в распределительном шкафу 3 по фиг. 1В.

Также более подробно на фиг. 1B показано соответствующее множество разъединителей 8, 9 ножевого типа, расположенных на клеммной колодке соединения от распределителя к полевому устройству и для каждой из полевых линий 14. Переключатели снова изображены в закрытом состоянии 8 или в открытом состоянии 9.

Множество разъединителей 8, 9 ножевого типа обеспечивают готовое средство для обеспечения отсоединения каждого из полевых устройств таким способом, при котором каждое соответствующее полевое устройство может быть надежно выбрано, и его разъединение достигнуто и четко отображено визуально посредством сопряжения разъединителя ножевого типа с соответствующими элементами проводки 14 полевого устройства.

Однако схема, проиллюстрированная со ссылкой на фиг. 1А и фиг. 1В, требует наличия отдельного распределительного шкафа и распределительной станционной проводки и т.д., и таким образом устанавливает требование сохранения этого элемента системы в виде промежуточного шкафа между полевыми устройствами и технологическим электронным оборудованием.

Со ссылкой на фиг. 2А представлено схематическое изображение примера настоящего изобретения, выполненного в пределах изоляционного шкафа 101.

Как и в случае основной схемы по фиг. 1А, схема, изображенная на фиг. 2А, обеспечивает возможность соединения посредством проводки 110 ввода/вывода для технологического электронного оборудования (не показано) и обеспечивает соединение посредством проводки 114 полевого устройства с множеством полевых устройств (также не показаны).

Этот аспект изобретения осуществлен в изоляционном шкафу 101, включающем в себя множество изоляторов 104, и в котором разъединительные элементы 108, 109 ножевого типа обеспечены непосредственно на изоляторах 104 и в этом примере по существу выполнены за одно целое с ними, и предпочтительно расположены в точке соединения проводки 114 полевого устройства с изолятором 104. Разъединительный элемент 108 ножевого типа показан при нахождении в закрытом состоянии, а разъединительный элемент 109 ножевого типа показан при нахождении в открытом состоянии.

Дальнейшие подробности части шкафа 101 по фиг. 2А показаны в увеличенном масштабе на фиг. 2В.

Здесь, по сравнению с фиг. 1В, эта показанная часть изоляционного шкафа 101 содержит множество последовательностей изоляторов 104, каждый из которых обеспечивает возможность соединения посредством проводки 110 ввода/вывода с технологическим электронным оборудованием (не показано) и посредством проводки 114 полевого устройства с множеством полевых устройств (не показанных).

Разъединительные элементы 108, 109 ножевого типа выполнены с возможностью легкого переключения между закрытым 108 и открытым 109 положениями при необходимости для обеспечения соответствующего отсоединения одного или более полевых устройств.

Однако путем размещения разъединительных элементов, в показанном примере содержащих разъединители 108, 109 ножевого типа, непосредственно на изоляторах 104 или связанные с ними, преимущества надежного и четко визуально обозначенного отсоединения для полевых устройств могут быть сохранены, но без дополнительной необходимости включения дополнительного системного элемента, такого как распределительный шкаф. Конкретное разъединительное устройство согласно настоящему изобретению, как показано на фиг. 2B, позволяет обеспечить эффективную/надежную открываемую/закрываемую возможность соединения между полевыми устройствами и технологическим электронным оборудованием таким образом, который не влияет/ не сказывается на возможности исключения распределительного шкафа. Следовательно, та же функциональность, проиллюстрированная со ссылкой на фиг. 1B, может также быть обеспечена посредством более простого, более экономичного по площади, менее дорогостоящего соединительного устройства, показанного со ссылкой на фиг. 2B. По существу, функциональные возможности предшествующего уровня техники могут быть достигнуты в проиллюстрированных примерах без распределительного шкафа 3, который присутствует в предшествующем уровне техники, что может обеспечивать особенно преимущественную экономию пространства и затрат, и общую, в целом, более простую схему соединений, которая по своей сути гораздо менее подвержена ошибкам проводки/соединения.

Разумеется, следует понимать, что изобретение не ограничено деталями изображенного варианта реализации. В частности, интегрированное расположение разъединительных элементов, таких как разъединители ножевого типа, может быть обеспечено в отношении любого подходящего функционального элемента, который может быть расположен в соответствующем функциональном шкафу, таком как барьерные устройства/шкафы, барьерно-изоляционное устройство/шкафы и любое другое соответствующее функциональное устройство и соответствующий шкаф функционального устройства. Изобретение также может быть снабжено любым подходящим количеством проводных соединений ввода/вывода с технологическим электронным оборудованием и относительно возможности соединения с любым подходящим/требуемым количеством и выбором полевых устройств.

Изобретение относится к изоляционному устройству для соединения технологического ввода/вывода с полевыми устройствами и содержит изолятор, встроенный разъединительный элемент для обеспечения возможности разъединения электрического соединения между полевым устройством и изоляционным устройством, причем разъединительный элемент изоляционного устройства также обеспечивает визуальную индикацию полевого устройства, сопряженного с разъединительным элементом, при этом указанный разъединительный элемент представляет собой разъединитель ножевого типа, встроенный в указанный изолятор. Изобретение также относится к соединительной системе для подключения полевых устройств и к изоляционному шкафу, содержащему множество указанных изоляционных устройств. Техническим результатом является обеспечение надежного и четко видимого разъединения. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Изоляционное устройство для соединения технологического ввода/вывода с полевыми устройствами, содержащее изолятор и разъединительный элемент, выполненный с возможностью обеспечения возможности разъединения электрического соединения между полевым устройством, из указанных полевых устройств, и указанным изоляционным устройством, и обеспечения визуальной индикации, является ли указанное полевое устройство, сопряженное с указанным разъединительным элементом, отсоединенным или нет, при этом указанный разъединительный элемент представляет собой разъединитель ножевого типа, встроенный в указанный изолятор в месте, где проводка указанного полевого устройства непосредственно соединяется с указанным изоляционным устройством, для обеспечения указанной визуальной индикации.

2. Соединительная система для подключения полевых устройств, содержащая множество изоляционных устройств по п. 1, которые составляют компоновку, обеспечивающую по меньшей мере часть возможности соединительной системы по подключению.

3. Изоляционный шкаф, содержащий множество изоляторов, отличающийся тем, что содержит множество изоляционных устройств по п. 1 или множество систем по п. 2.

4. Шкаф по п. 3, который является изоляционным шкафом для использования при соединении множества полевых устройств с технологической проводкой ввода/вывода и технологическим электронным оборудованием.

5. Шкаф по п. 4, в котором разъединительные элементы относятся к электрическим линиям полевых устройств, проходящим в шкаф.