ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННОЕ УСТРОЙСТВО С БЕЗОПАСНОЙ В ОТНОШЕНИИ ПРОРЫВА ПЛАМЕНИ ТРАЕКТОРИЕЙ ГАЗОВОГО ПОТОКА И РАДИАТОРОМ Российский патент 2023 года по МПК H02B1/28 H05K5/06 

Изобретение относится к взрывозащищенному устройству с взрывозащищенным корпусом. Корпус имеет несколько внешних стенок, которые охватывают внутреннюю полость корпуса и взрывозащищенным образом отделяют ее от взрывоопасной атмосферы в окружающей среде.

Подобное устройство известно из DE 102012110001 А1. Там предложен взрывозащищенный корпус, который создает газовый поток только внутри корпуса. Возникающее во внутренней полости корпуса тепло, которое генерируется вследствие эксплуатации электрических или же электронных устройств, посредством теплопередачи через корпусные стенки отдается наружу. Для этого внутри или снаружи на одной корпусной стенке могут присутствовать радиаторы.

Теплоотдача из внутренней полости взрывозащищенного корпуса в окружающую среду представляет собой чрезвычайно критический момент во взрывозащищенных устройствах. С одной стороны, расположенные и подлежащие охлаждению электрические и/или электронные устройства следует достаточно охлаждать, чтобы поддерживать их работоспособность. С другой стороны, инициирование взрыва взрывоопасной окружающей среды должно быть надежно исключено. Температура внешних стенок взрывозащищенного корпуса также не должна достигать критических температурных значений, т.к. внешние стенки корпуса в противном случае могут служить источником инициирования взрыва для окружающей взрывоопасной атмосферы.

Поэтому задачей данного изобретения можно считать совершенствование взрывозащищенного устройства таким образом, чтобы оно давало улучшенную взрывозащиту.

Эта задача решена посредством взрывозащищенного устройства с признаками п. 1 формулы изобретения.

Взрывозащищенное устройство имеет взрывозащищенный корпус с несколькими внешними стенками. Внешние стенки охватывают внутреннюю полость корпуса и отделяют ее от взрывоопасной атмосферы в окружающей среде взрывозащищенного корпуса. Взрывозащищенное устройство имеет устройство сброса давления по меньшей мере с одним газопроницаемым, безопасным в отношении прорыва пламени элементом сброса давления. К устройству сброса давления относится, кроме того, по меньшей мере одно отверстие сброса давления, которое полностью пронизывает по меньшей мере одну из внешних стенок взрывозащищенного корпуса. В каждом отверстии сброса давления расположен по меньшей мере один элемент сброса давления, причем по меньшей мере один элемент сброса давления таким образом газопроницаемо закрывает отверстие сброса давления, что образована безопасная в отношении прорыва пламени траектория газового потока через упомянутое отверстие сброса давления и элемент сброса давления. Элемент сброса давления может быть по меньшей мере частично расположен внутри сопряженного отверстия сброса давления и/или по меньшей мере частично вне сопряженного отверстия сброса давления. Например, элемент сброса давления может быть полностью установлен в отверстии сброса давления. В качестве альтернативы возможно также элемент сброса давления прикреплять рядом с отверстием сброса давления на участке внешней стенки, охватывающем упомянутое отверстие сброса давления, например, во внутренней полости корпуса или снаружи, так что он граничит с окружающей средой.

Кроме того, взрывозащищенное устройство имеет отдельное от устройства сброса давления охлаждающее устройство по меньшей мере с одним радиатором. Охлаждающее устройство предназначено для того, чтобы отдавать тепло из внутренней полости корпуса в окружающую среду. Например, одно или несколько электрических и/или электронных устройств выделяют тепло во внутренней полости корпуса, которое затем при помощи охлаждающего устройства отводится наружу в окружающую среду.

По меньшей мере один радиатор образует по меньшей мере часть по меньшей мере одной из внешних стенок корпуса. Следовательно, по меньшей мере один радиатор может или полностью образовывать по меньшей мере одну внешнюю стенку, или образовывать только часть по меньшей мере одной внешней стенки, и каждая образованная радиатором часть по меньшей мере одной внешней стенки обозначается для лучшей различимости как радиаторная часть соответствующей стенки. В противоположность этому, не образованная/образованные радиатором область/области одной или нескольких внешних стенок обозначается/обозначаются как корпусные части стенки. По меньшей мере одна радиаторная часть стенки и по меньшей мере одна корпусная часть стенки образуют вместе внешние стенки корпуса.

По меньшей мере одна радиаторная часть стенки граничит как снаружи с окружающей средой, так и внутри с внутренней полостью корпуса. Вследствие этого радиатор может посредством теплопередачи передавать тепло от своей обращенной к внутренней полости корпуса стороны на обращенную к окружающей среде сторону.

По меньшей мере один радиатор состоит из теплопроводящего материала, например из металла или металлического сплава, и может содержать, например, алюминий или медь. По меньшей мере один радиатор может состоять из керамики или другого материала. Теплопроводность по меньшей мере одного радиатора выше, чем теплопроводность не образованных радиатором частей внешних стенок, т.е. корпусных частей внешних стенок.

При этом теплопроводность по меньшей мере одного радиатора выше, чем теплопроводность не образованных радиатором частей внешних стенок.

По меньшей мере один радиатор может быть окрашен или анодирован.

Посредством по меньшей мере одной безопасной в отношении прорыва пламени траектории газового потока создана возможность сброса давления в случае взрыва во внутренней полости корпуса. Давление газа или же взрыва, которое корпус, включая внешние стенки, а также по меньшей мере один радиатор, должен выдержать, существенно снижено посредством устройства сброса давления. Вследствие этого возможно, по меньшей мере одну часть стенки корпуса выполнять посредством стандартного радиатора, который, например, может быть выполнен как экструдированная профильная деталь. Такие недорогие радиаторы имеются на рынке. Подгонки по меньшей мере одного радиатора для повышения прочности, чтобы он мог быть частью взрывозащищенного корпуса, согласно изобретению не требуется. Поперечное сечение потока одной или нескольких траекторий газового потока устройства сброса давления выбрано таким образом, чтобы давление взрыва во внутренней полости корпуса было ограничено заданным значением максимального давления.

Часть охлаждающего действия может происходить посредством конвекции, когда воздух из внутренней полости корпуса по меньшей мере по одной траектории газового потока устройства сброса давления течет наружу. Предпочтительно, доля тепла, отдаваемая посредством газового или же воздушного потока посредством устройства сброса давления наружу, значительно меньше, чем тепло, отводимое наружу через по меньшей мере один радиатор путем кондукции. Например, доля отведенного наружу через по меньшей мере один радиатор тепла может составлять по меньшей мере 80-90% генерированного во внутренней полости корпуса тепла.

При помощи охлаждающего устройства и отвода тепла из внутренней полости корпуса в окружающую среду предотвращается, кроме того, чтобы на внешних стенках корпуса имели место локально высокие температуры стенок, которые могут служить источником инициирования взрыва для взрывоопасной атмосферы в окружающей среде корпуса.

В предпочтительной форме выполнения по меньшей мере один радиатор или же по меньшей мере один радиатор из одного или нескольких присутствующих радиаторов вставлен в сопряженном стенном вырезе в одной из внешних стенок. Такой стенной вырез пронизывает внешнюю стенку полностью. Оставшаяся корпусная часть стенки может образовывать раму или кромку стенного выреза и его полностью охватывать. Радиатор может быть, например, посредством обеспечивающего адгезию соединения в стенном вырезе соединен с окружающей или же граничащей корпусной частью стенки одной или нескольких внешних стенок.

Радиаторная часть стенки может быть соединена с корпусной частью стенки посредством обеспечивающего адгезию соединения. Поскольку между по меньшей мере одним радиатором и по меньшей мере одной корпусной частью стенки никакого теплопроводящего соединения не требуется, может быть получено простое обеспечивающее адгезию соединение, прежде всего клеевое соединение. Возникающий вследствие этого тепловой барьер не является проблемой. Меры для получения теплопроводности между по меньшей мере одним радиатором, т.е. по меньшей мере одной радиаторной частью стенки, и по меньшей мере одной корпусной частью стенки не требуются.

По меньшей мере один радиатор может быть расположен на упомянутой корпусной части стенки с силовым замыканием и/или с геометрическим замыканием, и/или неразъемно, или же посредством обеспечения адгезии, например посредством винтов и/или зажимов, и/или склеивания, и/или скоб, и/или сварки.

По меньшей мере один радиатор может быть выполнен цельным или из нескольких частей. Например, по меньшей мере один радиатор может быть выполнен как экструдированный профиль.

По меньшей мере один радиатор может иметь расположенные во внутренней полости корпуса охлаждающие ребра и/или расположенные в окружающей среде охлаждающие ребра. Вследствие этого поглощение тепла во внутренней полости корпуса или же теплоотдача в окружающей среде улучшается.

Предпочтительно, охлаждающие ребра ориентированы в вертикальной плоскости, прежде всего таким образом, что ограниченный между двумя соседствующими охлаждающими ребрами зазор проходит по существу вертикально. Вследствие этого нагретый восходящий вертикально вверх газ может лучше протекать между охлаждающими ребрами.

По меньшей мере один радиатор может быть выполнен таким образом, что его граничащая с окружающей средой или с внутренней полостью корпуса охлаждающая поверхность по меньшей мере в 2 или 3, или 4 раза больше, чем плоскость поперечного сечения образованной по меньшей мере одним радиатором радиаторной части стенки.

Одна из внешних стенок корпуса может быть по меньшей мере частично выполнена как дверца, заслонка или крышка, чтобы обеспечивать доступ к внутренней полости корпуса. По меньшей мере один радиатор может быть расположен в или на какой-либо из внешних стенок и, например, в или на дверце, заслонке или крышке. Предпочтительно, если, например, образованная посредством одного радиатора радиаторная часть стенки образует дверцу, заслонку или крышку корпуса.

Охлаждающая поверхность по меньшей мере одного радиатора может быть окрашена или анодирована. Вследствие этого может быть повышен коэффициент излучения.

По меньшей мере один газопроницаемый, безопасный в отношении прорыва пламени элемент сброса давления имеет в одном варианте осуществления граничащую непосредственно с внутренней полостью корпуса внутреннюю сторону и граничащую непосредственно с окружающей средой внешнюю сторону. По меньшей мере один элемент сброса давления может иметь на внутренней и/или внешней стороне площадь, которая больше, чем оставшаяся площадь упомянутой внешней стенки или же упомянутой корпусной части стенки. Элемент сброса давления может также образовывать всю внешнюю стенку.

В одном варианте осуществления в верхней внешней стенке корпуса предусмотрено по меньшей мере одно отверстие сброса давления с одним элементом сброса давления. Дополнительно или в качестве альтернативы, в по меньшей мере одной боковой внешней стенке может присутствовать по меньшей мере одно отверстие сброса давления с одним элементом сброса давления. Дополнительно или в качестве альтернативы, в нижней внешней стенке может присутствовать по меньшей мере одно отверстие сброса давления с одним элементом сброса давления. Прежде всего предпочтительно, если в соответственно двух противолежащих друг другу внешних стенках предусмотрено соответственно по меньшей мере одно отверстие сброса давления с элементом сброса давления.

Предпочтительно, на одной внешней стенке предусмотрен или один радиатор, или один элемент сброса давления. В этой форме выполнения упомянутая внешняя стенка служит или для того, чтобы иметь часть траектории газового потока, или для того, чтобы подготовить теплопередачу посредством по меньшей мере одного радиатора.

В предпочтительной форме выполнения во внутренней полости корпуса предусмотрена по меньшей мере одна монтажная поверхность для подлежащего охлаждению электрического и/или электронного устройства. Монтажная поверхность, или в случае нескольких монтажных поверхностей по меньшей мере одна монтажная поверхность, в одном варианте осуществления образована на обращенной к внутренней полости корпуса стороне по меньшей мере одного радиатора. За счет этого электрическое и/или электронное устройство может быть расположено непосредственно на монтажной поверхности по меньшей мере одного радиатора, так что может быть достигнута особенно хорошая теплопередача от электрического и/или электронного устройства к радиатору.

В качестве альтернативы или дополнительно, во внутренней полости корпуса может присутствовать по меньшей мере одна монтажная стенка, на которой образованы одна или несколько монтажных поверхностей. В случае такой формы выполнения по меньшей мере один радиатор может быть соединен с монтажной стенкой теплопроводящим образом, прежде всего непосредственно или при помощи теплопроводящего промежуточного слоя. Такой промежуточный слой может представлять собой, например, термопрокладку или теплопроводящую пасту. Термопрокладка может состоять, например, из слюды и/или силоксанового каучука, и/или полиимида. Прежде всего опосредованное или непосредственное соединение между по меньшей мере одной монтажной стенкой и по меньшей мере одним радиатором таково, что при этом нет газового или воздушного зазора между по меньшей мере одним радиатором и по меньшей мере одной монтажной стенкой. Как пояснено, факультативно, для улучшения теплопроводящего контакта могут присутствовать теплопроводные промежуточные слои.

В одном варианте осуществления охлаждающее устройство имеет по меньшей мере один вентилятор. Вентилятор расположен, прежде всего, во внутренней полости корпуса. Вследствие этого охлаждение посредством конвекции может быть дополнительно улучшено.

В предпочтительной форме выполнения корпус выполнен с типом взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка (Ех-d)" согласно DIN EN 60079-1.

Предпочтительные формы выполнения взрывозащищенного устройства следуют из зависимых пунктов формулы изобретения, описания и чертежей. Ниже предпочтительные варианты осуществления детально поясняются на основании прилагаемых чертежей. Показано на:

фиг. 1 - схематическое изображение наподобие блок-схемы варианта осуществления взрывозащищенного устройства,

фиг. 2 и 3 - соответственно схематическое изображение наподобие блок-схемы для расположения по меньшей мере одного радиатора во внешней стенке взрывозащищенного корпуса,

фиг. 4 - вид внешней стенки взрывозащищенного корпуса по меньшей мере с одной частью устройства сброса давления,

фиг. 5 - схематическое изображение в поперечном разрезе через внешнюю стенку согласно фиг. 4,

фиг. 6 и 7 - соответственно схематическое изображение в перспективе конструкции или же структуры для образования газопроницаемого, безопасного в отношении прорыва пламени элемента сброса давления,

фиг. 8-12 - соответственно вариант осуществления взрывозащищенного устройства с взрывозащищенным корпусом в перспективе.

На фиг. 1 показан в разрезе вариант осуществления взрывозащищенного устройства 20, имеющего взрывозащищенный корпус 21. Взрывозащищенный корпус 21 может быть выполнен с типом взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка (Ех-d)" согласно DIN EN 60079-1. Он охватывает внутреннюю полость 22 корпуса и отделяет ее от окружающей среды 23, в которой существует взрывоопасная атмосфера. Во внутренней полости 22 корпуса могут располагаться одно или несколько электрических и/или электронных устройств 24. Поскольку подобные устройства 24 могут служить возможными источниками инициирования взрыва для взрывоопасной атмосферы в окружающей среде 23, их устанавливают взрывозащищенным образом во внутренней полости 22 корпуса.

Взрывозащищенный корпус 21 имеет несколько внешних стенок 25-29, охватывающих внутреннюю полость 22 корпуса. Например, взрывозащищенный корпус 21 выполнен параллелепипеидальным. Он имеет верхнюю внешнюю стенку 25 (см. фиг. 4 и 8-12), расположенную напротив нижней внешней стенки 26. Верхняя внешняя стенка 25 и нижняя внешняя стенка 26 соединены между собой посредством задней внешней стенки 27, передней внешней стенки 28 и двух боковых внешних стенок 29. Задняя внешняя стенка 27 и передняя внешняя стенка 28 расположены напротив друг друга. Обе боковые внешние стенки 29 также расположены напротив друг друга и соединяют заднюю внешнюю стенку 27 с передней внешней стенкой 28. Верхняя внешняя стенка 25 вследствие изображения в горизонтальном разрезе на фиг. 1 не видна.

Внешние стенки 25-29 могут быть соединены между собой, например, посредством сваривания, склеивания или другим подходящим способом соединения. По меньшей мере некоторые из внешних стенок 25-29 могут также быть выполнены цельными, например, за счет того, что они изготовляются цельными, например посредством литья, по меньшей мере некоторых или всех внешних стенок 25-29.

Разумеется, что взрывозащищенный корпус 21, в отличие от параллелепипеидальной конфигурации, может принимать также другие формы, например цилиндрическую форму.

К взрывозащищенному устройству 20 относится, кроме того, охлаждающее устройство 43. Охлаждающее устройство 43 предназначено для того, чтобы отводить тепло из внутренней полости 22 корпуса в окружающую среду 23 для поддержания температуры во внутренней полости 22 корпуса достаточно низкой, чтобы была обеспечена работоспособность по меньшей мере одного электрического и/или электронного устройства 24. Кроме того, охлаждающее устройство 43 предназначено для того, чтобы поддерживать температуру внешних стенок 25-29 ниже предельного значения, так что внешние стенки 25-29 не представляют собой источник инициирования взрыва для взрывоопасной атмосферы в окружающей среде 23.

Охлаждающее устройство 43 имеет по меньшей мере один радиатор 44. Предпочтительно, для увеличения его охлаждающую поверхность радиатор 44 на его обращенной к окружающей среде 23 внешней стороне имеет одно или несколько охлаждающих ребер 45 и/или охлаждающих пластин, и/или охлаждающих гребней. Радиатор 44 образует по меньшей мере одну часть сопряженной внешней стенки 25-29, которая называется радиаторной частью 47 стенки. Радиатор 45 может или образовывать всю упомянутую стенку 25-29, или быть расположен в стенном вырезе 46 сопряженной внешней стенки 25-29. Следовательно, по меньшей мере один радиатор 44 представляет собой по меньшей мере одну радиаторную часть 47 стенки, соединенную с оставшейся корпусной частью 48 стенки, охватывающей упомянутый стенной вырез 46. Между по меньшей мере одним радиатором 44 и окружающей его корпусной частью 48 стенки может существовать обеспечивающее адгезию соединение, например клеевое соединение.

Предпочтительно, по меньшей мере один радиатор 44 состоит из материала, теплопроводность которого больше, чем теплопроводность оставшейся корпусной части 48 стенки. В предпочтительном варианте осуществления по меньшей мере один радиатор 44 изготовлен из металлического материала и/или металлического сплава и выполнен, предпочтительно, как экструдированная деталь. По меньшей мере один радиатор 44 может, например, состоять из алюминия или меди или по меньшей мере содержать их. В другом варианте осуществления по меньшей мере один радиатор 44 может состоять из керамики. По меньшей мере один радиатор 44 может быть окрашен или анодирован.

Такие радиаторы как стандартные радиаторы имеются в продаже и согласно изобретению могут просто и с оптимальными затратами применяться для взрывозащищенного устройства 20. Меры для повышения механической прочности или стабильности по меньшей мере одного радиатора 44 не требуются.

В одном варианте осуществления охлаждающие ребра 45 ориентированы по существу вертикально таким образом, что промежутки между двумя непосредственно соседствующими охлаждающими ребрами 45 образуют вертикальный открытый кверху и книзу канал (фиг. 9-12). Вследствие этого естественная конвекция при восходящем теплом газе или же теплом воздухе может использоваться для хорошего протекания через промежутки между охлаждающими ребрами 45. В вариантах осуществления, при которых по меньшей мере один радиатор 44 закреплен, например, на верхней внешней стенке 25 или на нижней внешней стенке 26, охлаждающие ребра 45 могут иметь также другую ориентацию (ср., например, фигуру 8).

Дополнительно к схематическому чертежу на фиг. 1 по меньшей мере один радиатор 44 может иметь одно или несколько охлаждающих ребер 45, обращенных к внутренней полости 22 корпуса (ср., например, фиг. 2, 9, 11 и 12).

В модификации показанных вариантов осуществления охлаждающие ребра 45 не должны проходить по существу прямо и параллельно друг к другу, а могут также быть расположены под углом и/или изогнуты. Дополнительно или в качестве альтернативы, возможно также, что одно или несколько охлаждающих ребер 45 имеют Т-образное или Y-образное поперечное сечение.

Во внутренней полости 22 корпуса предусмотрена по меньшей мере одна монтажная поверхность 51 для по меньшей мере одного электрического и/или электронного устройства 24. Как изображено на фиг. 1-3 в качестве примера, по меньшей мере один радиатор 44 может иметь по меньшей мере одну монтажную поверхность 51. Электрическое и/или электронное устройство 24 может быть расположено непосредственно и прежде всего без газового или же воздушного зазора на монтажной поверхности 51, чтобы создать по возможности хороший плоскостной теплопроводящий контакт. Поэтому, генерированное упомянутым электрическим и/или электронным устройством 24 тепло может кондуктивно передаваться в упомянутый радиатор 44 и отводиться от него в окружающую среду 23. Непосредственное тепловое сопряжение между по меньшей мере одним электрическим и/или электронным устройством 24 и упомянутой монтажной поверхностью 51 на радиаторе 44 показано в качестве примера на фиг. 1.

На фиг. 2 и 3 схематически изображены альтернативные варианты осуществления. В показанном на фиг. 2 варианте осуществления между по меньшей мере одним электрическим и/или электронным устройством 24 и монтажной поверхностью 51 предусмотрен промежуточный слой 52. Этот промежуточный слой 52 служит для получения теплопроводящего соединения и может быть образован теплопроводящей пастой или термопрокладкой.

В случае показанного на фиг. 3 видоизмененного варианта осуществления монтажная поверхность 51 предусмотрена не непосредственно по меньшей мере на одном радиаторе 44, а на отдельной расположенной во внутренней полости 22 корпуса монтажной стенке 53 или же монтажной пластине. Монтажная стенка 53 или же монтажная пластина соединена теплопроводящим образом по меньшей мере с одним радиатором 44. Это теплопроводящее соединение может происходить с помощью непосредственного плоскостного теплопроводящего контакта и/или при помощи промежуточного слоя 52, как в качестве примера показано на фиг. 3.

На фиг. показана, кроме того, еще одна возможная форма выполнения с одним или несколькими дополнительными радиаторами 54, которые могут быть расположены во внутренней полости 22 корпуса и, например, могут быть теплопроводящим образом непосредственно соединены с электрическим и/или электронным устройством 24. Такие дополнительные радиаторы 54 могут присутствовать в случае всех вариантов осуществления.

В случае всех вариантов осуществления по меньшей мере один радиатор 44 пронизывает сопряженную стенку 25-29 корпуса полностью и таким образом доступен как из внутренней полости 22 корпуса, так и из окружающей среды 23. Вследствие этого может быть получено очень эффективное теплопроводящее соединение между внутренней полостью 22 корпуса и окружающей средой 23 независимо от газового или воздушного потока.

Выполнение одной или нескольких внешних стенок 25-29 с радиаторной частью 47 соответствующей стенки, образованной посредством упомянутого радиатора 44, отрицательно влияет на конструктивную целостность корпуса 21. Это имеет место прежде всего в том случае, если в качестве радиатора 44 или же радиаторной части 47 стенки применяются стандартные радиаторы без механического усиления, например экструдированные профильные детали. Чтобы ограничить существующее при возможном взрыве во внутренней полости 22 корпуса давление взрыва, по этой причине согласно изобретению предусмотрено устройство 32 сброса давления, которое в случае взрыва обеспечивает достаточно большой объемный расход газового потока из внутренней полости 22 корпуса в окружающую среду 23.

Факультативно, охлаждающее устройство 43 может иметь вентилятор 55, который может быть расположен во внутренней полости 22 корпуса, чтобы улучшать охлаждение.

Устройство 32 сброса давления имеет по меньшей мере один расположенный по меньшей мере в одном отверстии 33 сброса давления корпуса 21 газопроницаемый, безопасный в отношении прорыва пламени элемент 34 сброса давления. По меньшей мере один элемент 34 сброса давления расположен в или на сопряженном отверстии 33 сброса давления одной внешней стенки 25-29, так что получена безопасная в отношении прорыва пламени траектория газового потока через по меньшей мере одно отверстие 33 сброса давления и по меньшей мере один элемент 34 сброса давления между внутренней полостью 22 корпуса и окружающей средой 23. Каждое отверстие 33 сброса давления пронизывает одну внешнюю стенку 25-29 полностью. Как показано на фиг. 1, несколько отверстий 33 сброса давления могут быть расположены в только одной внешней стенке (например, боковой внешней стенке 29) или в нескольких внешних стенках 25-29. В или на каждом присутствующем отверстии 33 сброса давления расположен по меньшей мере один элемент 34 сброса давления, чтобы создать стойкость к прорыву пламени траектории газового потока. Несколько отверстий 33 сброса давления при этом могут быть закрыты общим элементом 34 сброса давления или же быть выполнены безопасным в отношении прорыва пламени образом.

В случае показанного на фиг. 1 примера соответственно несколько отверстий 33 сброса давления с соответственно по меньшей мере одним элементом 34 сброса давления расположены на обеих боковых внешних стенках 29. В их модификации может присутствовать по меньшей мере отверстие 33 сброса давления с соответственно по меньшей мере одним элементом 34 сброса давления также в или на какой-либо из других внешних стенок 25-29. Располагаются ли и на какой из внешних стенок 25-29 одно или несколько отверстий 33 сброса давления или же элементов 34 сброса давления, можно определять в зависимости от применения, чтобы оптимизировать газовый поток по траектории газового потока для ограничения давления взрыва. Газовый поток по траектории газового потока, общий через все устройство 32 сброса давления, на фиг. 1 схематически показан пунктирными стрелками.

По меньшей мере один элемент 34 сброса давления может быть опосредованно или непосредственно соединен с силовым замыканием и/или с геометрическим замыканием, и/или неразъемно, или же посредством клеевого соединения в и/или на соответствующем отверстии 33 сброса давления или же окружающей соответствующее отверстие 33 сброса давления области упомянутой внешней стенки 25-29. Он может, например, посредством резьбового соединения и/или склеивания, и/или сварки, и/или аналогичным образом быть соединен с упомянутой внешней стенкой 25-29.

По меньшей мере один элемент 34 сброса давления образован, например, пористой и/или ячеистой структурой материала, которая делает возможным газообмен через структуру материала и, с другой стороны, устраняет пламя, искры и горячие газы и препятствует тому, чтобы они попадали в окружающую среду 23. Структура материала обеспечивает тем самым стойкость к прорыву пламени траектории газового потока и допускает одновременно газовый поток по траектории газового потока с высоким объемным расходом, в том числе для конвекционного охлаждения. Толщина по меньшей мере одного элемента 34 сброса давления в направлении газового потока составляет, например, по меньшей мере 5 мм или по меньшей мере 10 мм. В случае описанного здесь варианта осуществления каждый элемент 34 сброса давления имеет непосредственно граничащую с внутренней полостью 22 корпуса внутреннюю сторону 34а и непосредственно граничащую с окружающей средой внешнюю сторону 34b. Толщина элемента 34 сброса давления при этом измеряется по кратчайшему пути между внутренней стороной 34а и внешней стороной 34b.

Предпочтительно, элемент 34 сброса давления 34 изготовлен из материала, термостойкость которого составляет по меньшей мере 400°С. Например, элемент 34 сброса давления может быть изготовлен из легированной хромом стали, к примеру, высококачественной стали. Элемент 34 сброса давления может иметь структуру с неориентированным расположением волокон и/или решетчатую структуру, и/или другую пористую структуру, или ячеистую структуру. В случае схематически показанного на фиг. 6 примера пористый элемент 36 имеет, например, спутанные между собой, беспорядочно расположенные волокна, чтобы образовать структуру с неориентированным расположением волокон пористого элемента 36. Волокна могут иметь диаметр 70-130 мкм. Пористый элемент 36 может в модификации быть образован из пористой металлокерамики и/или пористого материала, или т.п.Размер пор пористого элемента 36 может составлять минимально 80 мкм и максимально 250 мкм. Пористость пористого элемента 36 лежит в варианте осуществления в диапазоне 60-80%.

Другая возможная структура материала для применения в качестве элемента 34 сброса давления схематически показана на фиг. 7. Там изображен решетчатый элемент 37, состоящий из нескольких решетчатых слоев 38, расположенных один над другим или же, так сказать, стопкой. Отдельные решетчатые слои 38 могут соединяться между собой с силовым замыканием и/или с геометрическим замыканием, и/или неразъемно, или же посредством обеспечения адгезии. Вследствие этого в целом может получаться решетчатый элемент 37 с эффективным размером ячеек, который составляет минимально 80 мкм и максимально 250 мкм. Стержни решетки отдельных решетчатых слоев 38 могут быть ориентированы со смещением и/или наклонены под углом друг к другу, чтобы достичь эффективного размера ячеек решетчатого элемента 37. Количество отдельных решетчатых слоев 38 может варьироваться в зависимости от формы выполнения каждого отдельного решетчатого слоя 38, чтобы достичь требуемого эффективного размера ячеек решетчатого элемента 37 и указанной выше толщины.

Для образования элемента 34 сброса давления может применяться пористый элемент 26 и/или решетчатый элемент 37. На фиг. 6 и 7 показаны цилиндрические формы выполнения элементов 36, 37, что имеет место только в качестве примера для пояснения соответствующей структуры. Наружный контур зависит от требуемого наружного контура подлежащего изготовлению элемента 34 сброса давления. По меньшей мере один элемент 34 сброса давления может быть выполнен цилиндрическим, призматическим, параллелепипеидальным, пластинчатым или с любым другим контуром.

На фиг. 4 и 5 изображен вариант осуществления внешней стенки с элементом 34 сброса давления, при котором почти вся внешняя стенка, и, например, боковая внешняя стенка 29, образована посредством элемента 34 сброса давления. Элемент 34 сброса давления в этом варианте осуществления расположен между двух имеющих проемы удерживающих элементов 39. Оба удерживающих элемента 39 вмещают элемент 34 сброса давления между собой наподобие сандвича. Удерживающие элементы 39 выполнены, например, решетчатыми.

Охлаждающее устройство 43. На фиг. 8-12 изображены различные формы выполнения устройства 20 с соответственно взрывозащищенным корпусом 21. Область внешней стенки 25-29 по меньшей мере с одним отверстием 33 сброса давления и по меньшей мере одним элементом 34 сброса давления схематически показана штриховкой крест-накрест и может быть образована аналогично показанному на фиг. 4 и 5 выполнению. В качестве альтернативы в этой области может присутствовать только один элемент 34 сброса давления без удерживающих элементов 39 в отверстии 33 сброса давления, который, например, в области своего наружного контура соединен с окружающей внешней стенкой 25-29, прежде всего неразъемно или же посредством обеспечения адгезии.

В вариантах осуществления согласно фиг. 8-12 передняя внешняя стенка 28 выполнена как поворотная дверца 59. В качестве альтернативы в передней внешней стенке 28 может быть расположена поворотная дверца 59. Предпочтительно, дверца 59 выполнена с возможностью поворота вокруг по существу вертикальной оси вращения между открытым положением (фиг. 9-12) и закрытым положением (фиг. 8).

В показанном на фиг. 8 варианте осуществления часть верхней внешней стенки 25 образована при помощи радиатора 44 как радиаторной части 47 внешней стенки. В обеих боковых внешних стенках 29 соответственно предусмотрено по меньшей мере одно отверстие 33 сброса давления по меньшей мере с одним элементом 34 сброса давления.

Во всех вариантах осуществления согласно фиг. 8-12 соответственно на или же в одной из внешних стенок 25-29 предусмотрено или по меньшей мере одно отверстие 33 сброса давления по меньшей мере с одним элементом 34 сброса давления, или один радиатор 44. Комбинация как по меньшей мере одного отверстия 33 сброса давления по меньшей мере с одним элементом 34 сброса давления, так и одного радиатора 44 на или же в одной общей внешней стенке 25-29, например, не предусмотрена, однако также могла бы быть реализована в не изображенных вариантах осуществления.

В случае показанного на фиг. 9 выполнения в дверце 59 расположен радиатор 44. Также, возможно всю дверцу 59 образовать посредством радиатора 44. Охлаждающие ребра 45 присутствуют на обращенной к внутренней полости корпуса стороне. Как показано на фиг. 10 и 11, дополнительно или в качестве альтернативы, могут также присутствовать граничащие с окружающей средой 23 охлаждающие ребра 45.

Расположение по меньшей мере одного радиатора 44 может в случае вариантов осуществления согласно фиг. 8-12 происходить таким образом, как было пояснено выше в связи с фиг. 1-4.

В случае всех вариантов осуществления возле внешней стенки 25-29, в или же на которой предусмотрен по меньшей мере один элемент 34 сброса давления, может быть образован проточный канал 56. С каждым проточным каналом 56 граничит по меньшей мере одно из присутствующих отверстий 33 сброса давления по меньшей мере с одним элементом 34 сброса давления. Соответствующие внешние стороны 34b элемента 34 сброса давления обращены к проточному каналу 56, так что газ или же воздух может протекать из внутренней полости 22 корпуса по траектории газового потока через по меньшей мере один элемент 34 сброса давления и дальше по проточному каналу 56. Проточный канал 55 поперек своего продольного направления ограничивается посредством соответствующего направляющего устройства 57 и по меньшей мере частично посредством соседствующей внешней стенки 25-29, или же, по меньшей мере, внешней стороны 34b по меньшей мере одного элемента 34 сброса давления. Проточный канал 56 по своей протяженности открыт на противоположных концах. Проточный канал 56 проходит, предпочтительно, по существу вертикально, так что в проточном канале 56 теплый воздух или же теплый газ вследствие естественной конвекции может протекать снизу вверх. В случае по существу вертикальной ориентации проточного канала 56 он на своем верхнем открытом конце может быть закрыт при помощи колпака 58 от попадания пыли и/или воды (фиг. 5).

Изобретение относится к взрывозащищенному устройству 20 с взрывозащищенным корпусом 21 и охлаждающим устройством 43. Взрывозащищенный корпус 21 имеет несколько внешних стенок 25-29, охватывающих внутреннюю полость 22 корпуса взрывозащищенным образом относительно окружающей среды 23. Устройство 32 сброса давления охлаждающего устройства 43 имеет по меньшей мере одно отверстие 33 сброса давления по меньшей мере с одним газопроницаемым, безопасным в отношении прорыва пламени элементом 34 сброса давления. По меньшей мере одно отверстие 33 сброса давления пронизывает по меньшей мере одну из внешних стенок 25-29. За счет этого между внутренней полостью 22 корпуса и окружающей средой 23 образована безопасная в отношении прорыва пламени траектория газового потока. Кроме того, охлаждающее устройство 43 имеет по меньшей мере один радиатор 44, который образует по меньшей мере одну радиаторную часть 47 одной из внешних стенок 25, 26, 27, 28, 29 и который в качестве радиаторной части 47 этой внешней стенки 25, 26, 27, 28, 29 граничит снаружи с окружающей средой 23, а внутри непосредственно граничит с внутренней полостью 22 корпуса. Из-за ограничения давления взрыва посредством устройства 32 сброса давления для образования радиаторной части 47 стенки может применяться стандартный радиатор, который образован, например, посредством экструдированной профильной детали.

Перечень ссылочных обозначений:

20 взрывозащищенное устройство

21 взрывозащищенный корпус

22 внутренняя полость корпуса

23 окружающая среда

24 электрическое и/или электронное устройство

25 верхняя внешняя стенка

26 нижняя внешняя стенка

27 задняя внешняя стенка

28 передняя внешняя стенка

29 боковая внешняя стенка

32 устройство сброса давления

33 отверстие сброса давления

34 элемент сброса давления

35 вентилятор

36 пористый элемент

37 решетчатый элемент

38 решетчатый слой

39 удерживающий элемент

43 охлаждающее устройство

44 радиатор

45 охлаждающее ребро

46 стенной вырез

47 радиаторная часть стенки

48 корпусная часть стенки

51 монтажная поверхность

52 промежуточный слой

53 монтажная стенка

54 дополнительный радиатор

55 вентилятор

56 проточный канал

57 направляющее устройство

58 крышка

59 дверца.

Изобретение относится к области врывозащиты, в частности к взрывозащищенному устройству (20) с взрывозащищенным корпусом (21) и охлаждающим устройством (43). Технический результат заключается в повышении взрывозащиты. Взрывозащищенный корпус (21) имеет несколько внешних стенок (25-29), охватывающих внутреннюю полость 22 корпуса взрывозащищенным образом относительно окружающей среды (23). Устройство (32) сброса давления охлаждающего устройства (43) имеет по меньшей мере одно отверстие (33) сброса давления по меньшей мере с одним газопроницаемым, безопасным в отношении прорыва пламени элементом (34) сброса давления. По меньшей мере одно отверстие (33) сброса давления пронизывает по меньшей мере одну из внешних стенок (25-29). За счет этого между внутренней полостью (22) корпуса и окружающей средой (23) образована безопасная в отношении прорыва пламени траектория газового потока. Кроме того, охлаждающее устройство (43) имеет по меньшей мере один радиатор 44, который образует, по меньшей мере, часть (47) радиаторной стенки одной из внешних стенок (25, 26, 27, 28, 29) и который как часть (47) радиаторной стенки этой внешней стенки (25, 26, 27, 28, 29) граничит снаружи с окружающей средой (23), а внутри непосредственно граничит с внутренней полостью (22) корпуса. Из-за ограничения давления взрыва посредством устройства 32 сброса давления для образования части 47 радиаторной стенки может применяться стандартный радиатор, который образован, например, посредством экструдированной профильной детали. 13 з.п. ф-лы, 12 ил.

1. Взрывозащищенное устройство (20), имеющее:

- взрывозащищенный корпус (21), который имеет несколько внешних стенок (25, 26, 27, 28, 29), которые охватывают внутреннюю полость (22) корпуса и взрывозащищенным образом отделяют ее от взрывоопасной атмосферы в окружающей среде (23),

- устройство (32) сброса давления по меньшей мере с одним газопроницаемым, безопасным в отношении прорыва пламени элементом (34) сброса давления, который расположен в и/или на по меньшей мере одном отверстии (33) сброса давления корпуса (21), чтобы образовать безопасную в отношении прорыва пламени траекторию газового потока между внутренней полостью (22) корпуса и окружающей средой (23),

- отдельное от устройства (32) сброса давления охлаждающее устройство (43) по меньшей мере с одним радиатором (44), который образует по меньшей мере радиаторную часть (47) одной из внешних стенок (25, 26, 27, 28, 29) и который в качестве по меньшей мере радиаторной части (47) этой внешней стенки (25, 26, 27, 28, 29) граничит снаружи с окружающей средой (23), а внутри непосредственно граничит с граничащей внутренней полостью (22) корпуса, причем теплопроводность по меньшей мере одного радиатора (44) выше, чем теплопроводность не образованных радиатором частей внешних стенок (25, 26, 27, 28, 29).

2. Взрывозащищенное устройство по п. 1, отличающееся тем, что по меньшей мере один радиатор (44) вставлен в соответственно сопряженный стенной вырез (46) одной из внешних стенок (25, 26, 27, 28, 29), причем стенной вырез (51) полностью пронизывает внешнюю стенку (25, 26, 27, 28, 29).

3. Взрывозащищенное устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что по меньшей мере один радиатор (44) по меньшей мере также посредством обеспечивающего адгезию соединения соединен с одной или несколькими внешними стенками (25, 26, 27, 28, 29).

4. Взрывозащищенное устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что по меньшей мере один радиатор (44) имеет расположенные во внутренней полости (22) корпуса охлаждающие ребра (45) и/или расположенные в окружающей среде (23) охлаждающие ребра (45).

5. Взрывозащищенное устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что по меньшей мере один радиатор (44) представляет собой экструдированную деталь.

6. Взрывозащищенное устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что по меньшей мере один газопроницаемый, безопасный в отношении прорыва пламени элемент (34) сброса давления имеет обращенную к внутренней полости (22) корпуса внутреннюю сторону (34а) и обращенную к окружающей среде (23) внешнюю сторону (34b).

7. Взрывозащищенное устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что во внутренней полости (22) корпуса предусмотрена по меньшей мере одна монтажная поверхность (51) для подлежащего охлаждению электрического и/или электронного устройства (24).

8. Взрывозащищенное устройство по п. 7, отличающееся тем, что по меньшей мере один радиатор (43, 44) имеет по меньшей мере одну из по меньшей мере одной монтажной поверхности (51).

9. Взрывозащищенное устройство по п. 7 или 8, отличающееся тем, что предусмотрена по меньшей мере одна монтажная стенка (53), которая имеет по меньшей мере одну из по меньшей мере одной монтажной поверхности (51).

10. Взрывозащищенное устройство по п. 9, отличающееся тем, что по меньшей мере один радиатор (44) соединен по меньшей мере с одной монтажной поверхностью (53) теплопроводящим образом.

11. Взрывозащищенное устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что в двух противолежащих друг другу внешних стенках (25, 26; 27, 28; 29) предусмотрено соответственно по меньшей мере одно отверстие (33) сброса давления с соответственно элементом (34) сброса давления.

12. Взрывозащищенное устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что внешняя стенка (25, 26, 27, 28, 29), которая имеет по меньшей мере один радиатор (44), выполнена без отверстия (33) сброса давления и элемента (34) сброса давления.

13. Взрывозащищенное устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что охлаждающее устройство (43) имеет по меньшей мере один вентилятор (55), который расположен во внутренней полости (22) корпуса.

14. Взрывозащищенное устройство по одному из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что корпус (21) выполнен с типом взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка (Ex-d)".