Взрывобезопасный светильник Советский патент 1974 года по МПК F21U25/12 

Изобретение относится к светотехник IB частности касается взрывобеэопасных светильников. Известно, что взрывобезопасность светильников может быть достигнута различными способами, а именно; а)наличием взрывонёцроницаемой оболочки; б)искробезопасностью (при которой возникающие при работ°е искрения не в состоянии поджечь взрывоопасную смесь в)заполнением оболочки специальны средствами, например маслом, предотвр щающими воспламенение взрывоопасной смеси; г)продуванием под нзбыточньщ давлением воздухом или инертным газом и использованием устройства автоматического отключения при недопустимом снижении давления. Если при наличии взрывобезопасной ( оболочки в нее может Проникать взрыво опасная смесь и взрываться ь оболочке, а горячие продукты взрыва, проходя через взрывозащищенные зазоры определенных размеров н конфигурации, охпансдаются и не способны восшгаменнть окруткагаШую взрывобезопасную смесь, то в выполнения оборудования продуваемым под избыточным давлением взрывоопасная смесь не может проникнуть внутрь н категорийность оборудования определяется только температурой его наружных чаотей. Если эта температура }шже J.OO°C, то оборудование может эксплуатироваться в средах всех групп и категорий. Изобретение решает вопрос повышения взрывобезопасности светишзника известным способом поддержания внутри него повышенного давления, в результате чего исключается попадание взрывоопасной смеси внутрь его к наиболее нагретым частям (лампе). Таким образом, светильник при определепной температуре наружных частей, зависящей от мощности лампы, может эксплуатироваться в срвдах всех групп и категорий.

(Г.ущность изобретения заключается в том, что для создания повышенного давления внутри оболочки используется н чистый воздух или инертный газ, нагнетаемый компрессором по трубам, а очищенные с помощью фильтров -продукты взрыва взрывоопасной смеси, закачиваем в специальную взрывонепроницаемую кам ру. Таким образом в предлагаемом светильнике для повышения давления газов внутри оболочки, препятствующего

проникновению взрывоопасной смеси внут этой оболочки, используется энергия локального (в отдельной камере) взрыва взрывоопасной смеси, взятой из окружающей среды, в результате чего оболочка становится взрывобезопасной.

Предлагаемый взрывобезопасный светильник содержит лампу накаливания, заключенную в состоящую из корпуса и светопропускающего койпака герметичную оболочку, в корпусе которой для создания повышенного давления установлена взрывонепроницаемая: герметичная камера с двумя ниппелями, один из которых пропускает воздух при нагреве камеры в оболочку светильника, а другой - при охлаждении камеры пропускает в нее наружный воздух.

Особенностью предлагаемого светильника, обеспечивающей снижение концентрации взрывоопасной смеси путем ее сжигания и, как следс..вие, повы).иение давления в оболочке светильника является то, что в ук 1занной камере установлены нагревательный 3(;1емент и контактная пластина из биметалла, замыкающая цепь питания нагревательного элемента в холодном состоянии камеры и отключающая его при нагреве камеры или воспламенений взрывоопасной смеси При этом для продувки оболочки светильника невзрывоопасными газами в нем установлена биметаллическая пластина с эластичной пробкой, закрывающей продувочное отверстие после прогрева светильника.

Изобретение поясняется чертежами, 1де на фиг.1 показан светильник в

продольном разрезе; на фиг, 2 - продольный разрез камеры; на фиг.З изображен узел блокировки в разрезе на фиг. 4 представлена принципиальная эпектричеокая схема предлагаемого светильника.

Взрывобезопасный светильник выполнен следующим образом. Лампа накаливания 1 заключена в герметичную оболочку, состоящую из корпуса 2 и защитного светопропускающего колпака 3. Напряжение к лампе 1 подводится с по мощью серийного патрона 4. Внутри корпуса 2 размещены взрывонепроницаемая |самера 5 ц узей блокировки 6. Все места сопряжения деталей герметизированы с помощью эластичных материалов.

Камера 5 состоит из основания 7, в котором укреплены токоведущке стержни 8,9 и 1О. На стержне 1О своей средней частью укреплена Ш-образная биметаллическая пластина 11, которая своими крайними выступами с определенным натягом упирается в выступы 12 керамической панели 13, Т)аким образом, что при комнатной температуре пластина 11 занимает фиксированное положение, при котором через нее и контакт 14 стержня 9 йода- ется напряжение на нагревательный элрмент 15, расположенный в углублениях панели 13, снабженной отверстиями 16 для прохода взрывоопасной смеси в непосредственной близости от нагревательного элемента 15.

Под панелью расположен внутренний ниппель, состоящий из крыщки 17, фильтра 18, ввинченного в основание 7, корпуса 19, внутри которого находится эластичная прокладка 20, поджимаемая к отверстию диском 21 с помощью пружины 22, усилие которой можно регулировать гайкой 23 Для создания герметичности соединения между корпусом19 ниппеля и основанием 7 проложена уплотнительная прокладка 24.

На основание. 7 камеры навинчена крыщка 25, прикрепленная к корпусу 2 светильника наружным ниппелем аналогич- ной конструкции через уплотнительные прокладки 26 и 27.

Узел блокировки в , состоит из мембранной камеры 28, прикрепленной с помощью втулки 29 и гайки 3Q к корпус) 31 через уплотнительную прокладку 32, и штока 33, прикрепленного к наружной мембране 34, и проходящего через втулку 29 отверстия .биметаллической пластины 35, отверстия корпуса 36 взрывонепрорйцаёьлой камеры выключателя. Шток 33 через ввинченный в него регулировочный винт 37упирается в Ш-обраануюпластину 38 выключателя, размыкая его с контактом 39. На корпус 36 камеры выключателя навинчена крышка 4О. На штоке 33 имеется регулировочная гайка 41, предназначенная для регулирования положения биме таплической пластины 35, на конце котор укреплена пластичная пробка 42, преднааначенная для закрывания отверстия 43 в корпусе 31, соединяющего внутренн1цю полость светильника через отверстие 44 в крышке 45 с наружной средой. Мембран ная камера поджимается регулировочной пружиной 46 (регулировочный винт не показан), Принципиальная электрическая схема св(тияьника имеет следующие обозначения КЛ1,КЛ2 - контакты клеммных колодок, НЭ нагревательный элемент, М - мембранная камера, Л - лампа накаливания. Номера контактов соответствуют номерам деталей в описании. В исходном состоянии (после монтажа перед началом эксплуатации) давление во всех полостях равно атмосферному, причем предполагается, что во всех этих полостя имеется взрывоопасная смесь. Предполагается также, что герметизация оболочки светильника и взрывонепроницаемой каме ры 5 весьма надежна. Для нормальной эксплуатации светильника.необходимо продуть его полость невзрывоопасным газом и создать в ней некоторое избыточ ное давление, достаточное для включения лампы. В дальнейшем необходимо поддерживать это избыточное давление в извес ных пределах. С этой целью необходимо подать на светильник напряжение, после чего произойдет следующее. Ток через биметаллическую пластину 11 и контакт 14 стержн 9 поступает на нагревательный элемент 15, раскаляет его до температуры воспла менения присутствующих взрывоопасных газов, в результате чего последние воспламеняются и в камере в течение небольшого промежутка времени поддеркживается высокая температура и давление При этом наружный ниппель, слегка поджатый пружиной, а потом и давлением газов остается закрытым, а внутренний ниппель открывается, в результате чего избыток газов через фильтр 18 и взрывонепроницаемый зазор между корпусом 19 и гайкой 23 проникает в оболочку светильника, вытесняя оттуда взрывоопас ные газы через открытое в холодном состоянии светильника отверстие 43. Одновременно под действием высокой температуры биметаллическая пластина 1 изгибаясь, скачком занимает противоположноё фиксированное положение, при котором она замыкается на стержень 8. При этом нагревательный элемент обесточивается, а напряжение со стержня 8 подается на контакт 39, который в это время разомкнут щтоком 33 под действием пружины 46 вследствие отсутствия разности давлений между полостью мембранной камеры 28 и наружной средой. В дальнейшем при отключенном нагре.вательном элементе 15 камера охлаждается, давление в ней со значения примерно атмосферного падает до некоторо)Ч вели чиньг, зависящей от ее объема. В процессе падения давления в камере .открывается наружный вентиль н пропус- кает в камеру наружный воздух (илп Bapiiiвоопасную смесь), который еще бодее ускоряет охлаждение камеры. В момент примерноЬо выравнивания давления в камере и окружающей среде охладившаяся биметаллическая пластина 11 занимает исходное положение, вновь подавая напряжение на нагревательный элемент. Описанный цикл воспламенения газов и продувки светильника невзрывоопасными продуктами горения повторяется до тех пор, пока светильник не прогреется настолько, что биметаллическая пластина 35 изогнется и пробкой 42 закроет отверстие 43. Прогрев оболочки светильника до температуры срабатывания биметаллической пластины 35 означает полное вытеснение находящихся в оболочке светильника взрывоопасных газов. После закрытия отверстия 43 циклы воспламенения горючих газов способствуют наполнению оболочки светильника газом и созданию в ней избыточного давления. Вследствие избыточного давления в мембранной камере 2 8 она расширяется, увлекая за собой шток 33, который регулировочной гайкой 41 давит на биметаллическую пластину 35, еше сильнее прижимая пробку 42 к отверстию 43. Одновременно регулировочный винт 37, ввернутый в конец штока 33, освобояудает пластину 38 и она замыкается с контактом 39, через него подавая напряжение на лампу. Лампа загорается и этот момент означает око1иание периода подготовки светильника к эксплуатации. В случае выключения лампы и охлаждеия оболочки светильника давление в ней

7 не. падает (или падает очень медленно) вследствие ранее оговоренного высокого качества уплотнений, а также потому, что шток 33 своей регулировочной гайкой 41 надежно удерживает биметаллическую пластину 35 в положении, при котором отверстие 43 закрыто. Если при выключ& нии и охпаукр.ешш светильника давление в камере 5 установится ниже атмосферного, то при следующем включении светильника биметаллическая пластина 11 подает сначала напряжение на нагревател пый элемент 15, последний воспламеняет проникитую в камеру взрывоопасную смесь и пополняет продуктами взрыва оболочку светильника. Лишь после этого пластина J. 1, заьюв противоположное положение, подает напряжение на узел блокировки 6 и при нал1гчии достаточного избыточного давления в оболочке - на лампу, которая, загоревшись, поддерживает требуемую температуру в камере 5, при которой пластина 11 будет все время поджата к контакту стержня 9. Таким образом, естественные перерывы в работе светильника лишь способствуют поддержайию необходимого давления в оболочке, Таким образом достигается максимальшла безопасность при работе светильника, поскольку падение давления ниже допустимого ггри отключенном светильнике, не позволяет включить ламну прежде, благода чему будет создано необходимое давление, а любое незначительное повреждение уплотнения приводит к тому, что лампа либо не загорается, либо периодически вспыхивает, сигнализируя о недостатках герме -изации. Повреждение защитного кодпака или любой детали оболочки, при8водящее к падению давления ьнутри оболочки, отключает лампу до того, как взрывоопасные газы проникнут в оболочку. Перегорание нагревательного элемента также препятствует включению лампы даже при наличии избыточного давления в болочке. П-редмет изобретения 1.Взрывобезопасный светильник с лам- пой накаливания, заключенной в состоящую из корпуса и светопропускаюшего коллака герметичную оболочку, в корпусе которой для создания повышенного давления установлена взрывонепроницаемая герметичная камера с двумя ниппелями, один из которых пропускает воздух при нагреве камеры в оболочку светильника, а другой - при охлаждении камеры пропускает в нее наружный воздух, ,отл,ичающийся тем, что, с целью снижения концентрации взрывоопасной смеси путем ее сжигания и за счет этого повышения давления в оболочке светильника, в указанной камере установлены нагревательный элемент и контактная пластина из биметалла, замьшаюшая цепь питания нагревательного элемента в холодном состоянии камеры и отключающая его цри нагреве камеры или воспламенвнни взрывоопаоной смеси. 2.Светильник по п.1,о т л и ч а, ю - Щ и и с я тем, что, с целью продувки оболочки светильника невзрывоопасными газами, в нем устанрвлена биметалличес .i кая пластина с эластичной пробкой, закрывающей продувочное отверстие после прогрева светильника. ФИ1 1 .-...Ф.иг 2 /в 5ff 35 2 30 3 1/г J W /

8 11 О

W

3§

39

S

) Ъ

v-v./-..

X...N..XX.

7777 777

кл.г 0Фиг.