RU2799710C2 - Explosion-proof housing - Google Patents
Explosion-proof housing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2799710C2 RU2799710C2 RU2021105754A RU2021105754A RU2799710C2 RU 2799710 C2 RU2799710 C2 RU 2799710C2 RU 2021105754 A RU2021105754 A RU 2021105754A RU 2021105754 A RU2021105754 A RU 2021105754A RU 2799710 C2 RU2799710 C2 RU 2799710C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- flow channel
- explosion
- insert
- flow
- housing
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к взрывозащищенному корпусу. Корпус предназначен для размещения во внутренней полости корпуса устройств, которые во взрывоопасной атмосфере могут служить источниками инициирования взрыва. Взрывозащищенный корпус отделяет внутреннюю полость корпуса взрывозащищенным образом от взрывоопасной атмосферы в окружающей среде. The invention relates to an explosion-proof housing. The housing is designed to be placed in the internal cavity of the housing of devices that can serve as sources of explosion initiation in an explosive atmosphere. The explosion-proof housing separates the internal cavity of the housing in an explosion-proof manner from the explosive atmosphere in the environment.
Подобный корпус известен, например, из публикации US 4180177 А. В этом корпусе во внешней стенке имеется вставка для сброса давления, посредством которой может происходить газообмен между внутренней полостью корпуса и окружающей средой. Вследствие этого давление взрыва во внутренней полости корпуса может уменьшаться, так что целостность корпуса сохраняется даже в случае взрыва. Снаружи вставка закрыта заслонкой. Крышка открывается только в случае явного избыточного давления во внутренней полости корпуса.Such a housing is known, for example, from the publication US 4180177 A. In this housing in the outer wall there is a pressure relief insert, through which gas exchange between the internal cavity of the housing and the environment can take place. As a consequence, the explosion pressure in the interior of the housing can be reduced so that the integrity of the housing is maintained even in the event of an explosion. Outside, the insert is closed with a shutter. The lid opens only in the event of a clear excess pressure in the internal cavity of the housing.
Проблематичным во взрывозащищенных корпусах является отведение тепла из внутренней полости корпуса в окружающую среду, если в корпусе расположены источники тепла, такие как, например, электрические и/или электронные устройства. Следует предотвращать, что устройства вследствие слишком высоких температур становятся неработоспособными. Кроме того, следует предотвращать, что внешние стенки корпуса имеют температуру, которая, в свою очередь, могла бы служить источником инициирования взрыва для взрывоопасной атмосферы. Приспособлений сброса давления для такого отведения тепла недостаточно.Problematic in explosion-proof enclosures is the removal of heat from the internal cavity of the enclosure to the environment if heat sources such as, for example, electrical and/or electronic devices are located in the enclosure. It must be prevented that the devices become inoperable due to too high temperatures. In addition, it should be prevented that the outer walls of the housing have a temperature, which, in turn, could serve as a source of initiation of an explosion for an explosive atmosphere. Pressure relief devices for such heat removal are not enough.
Отведение тепла из взрывозащищенного корпуса является, как правило, трудоемким и дорогим. Могут применяться, например, теплообменники, чтобы переносить тепло посредством взрывозащищенного циркуляционного контура из внутренней полости корпуса наружу. Вследствие таких мер наряду с высокими затратами на изготовление или же приобретение возникают дополнительные затраты на техническое обслуживание и текущий ремонт.Removing heat from an explosion-proof enclosure is generally labor intensive and expensive. For example, heat exchangers can be used to transfer heat via an explosion-proof circulation circuit from the inside of the housing to the outside. As a result of such measures, in addition to high manufacturing or acquisition costs, additional maintenance and repair costs arise.
Поэтому задачей изобретения можно считать создание взрывозащищенного корпуса, который простыми средствами делает возможным теплообмен между внутренней полостью корпуса и окружающей средой.Therefore, it can be considered as an object of the invention to provide an explosion-proof housing which, by simple means, allows heat exchange between the internal cavity of the housing and the environment.
Эта задача решена посредством взрывозащищенного корпуса с признаками п. 1 формулы изобретения.This problem is solved by means of an explosion-proof housing with the features of paragraph 1 of the claims.
Взрывозащищенный корпус имеет несколько внешних стенок, которые охватывают внутреннюю полость корпуса и взрывозащищенным образом отделяют ее от взрывоопасной атмосферы в окружающей корпус среде. Внутренняя полость корпуса при этом герметично не изолирована. Напротив, по меньшей мере в одной внешней стенке предусмотрена по меньшей мере одна газопроницаемая и безопасная в отношении прорыва пламени вставка. Вставка обеспечивает безопасный в отношении прорыва пламени газообмен между внутренней полостью корпуса и окружающей средой. Таким образом, она образует безопасный в отношении прорыва пламени сквозной канал для газового потока. Безопасная в отношении прорыва пламени вставка может, например, содержать пористый или ячеистый конструктивный элемент, например конструктивный элемент с неориентированным расположением волокон. В другом варианте осуществления один или несколько решетчатых слоев могут располагаться друг над другом, чтобы образовывать решетку для конструктивного элемента. Газопроницаемая, безопасная в отношении прорыва пламени вставка может иметь средний размер ячеек или пор в диапазоне приблизительно 80-250 мкм. Толщина газопроницаемой, безопасной в отношении прорыва пламени вставки в направлении газового потока составляет, например, по меньшей мере 5 мм или по меньшей мере 10 мм. Предпочтительно, газопроницаемая, безопасная в отношении прорыва пламени вставка изготовлена из материала, термостойкость которого составляет по меньшей мере 400°С. Например, вставка может быть изготовлена из легированной хромом стали, например высококачественной стали. Вставка может иметь структуру с неориентированным расположением волокон и/или решетчатую структуру, и/или другую пористую структуру, чтобы, с одной стороны, допускать газообмен, и, с другой стороны, предотвращать прохождение горячих газов, искр или пламени, которые могли бы вызвать инициирование взрыва во взрывоопасной атмосфере.The explosion-proof housing has several outer walls that surround the internal cavity of the housing and separate it in an explosion-proof manner from the explosive atmosphere in the environment surrounding the housing. The internal cavity of the housing is not hermetically sealed. On the contrary, at least one gas-permeable and flame-break-proof insert is provided in at least one outer wall. The insert ensures a safe gas exchange between the internal cavity of the housing and the environment in relation to the breakthrough of the flame. Thus, it forms a through passage for the gas flow, which is safe with respect to the breakthrough of the flame. The flamebreak-safe insert may, for example, comprise a porous or cellular structure, such as a non-oriented fiber structure. In another embodiment, one or more lattice layers may be placed on top of each other to form a lattice for the structural element. The gas-permeable, flame-break-proof insert may have an average cell or pore size in the range of approximately 80-250 microns. The thickness of the gas-permeable, flame-break-proof insert in the direction of the gas flow is, for example, at least 5 mm or at least 10 mm. Preferably, the gas-permeable, flame-break-proof insert is made from a material with a heat resistance of at least 400°C. For example, the insert may be made of chromium-alloyed steel, such as stainless steel. The insert may have a random fiber structure and/or a lattice structure and/or other porous structure in order to allow gas exchange on the one hand and on the other hand to prevent the passage of hot gases, sparks or flames which could cause initiation. explosion in an explosive atmosphere.
Вставка имеет обращенную к внутренней полости корпуса внутреннюю сторону и обращенную к окружающей среде внешнюю сторону. Корпус снабжен по меньшей мере одним направляющим устройством, образующим рядом с соответствующей внешней стороной по меньшей мере одной вставки проточный канал с возможностью поступления в этот проточный канал газа, проходящего через по меньшей мере одну вставку. Через по меньшей мере одну вставку газы поступают из внутренней полости корпуса или из окружающей среды в проточный канал. За счет этого или теплый газ, или же теплый воздух может протекать из внутренней полости корпуса наружу в проточный канал. В качестве альтернативы более холодный газ или более холодный воздух может поступать извне во внутреннюю полость корпуса. Направляющее устройство или каждое направляющее устройство выполнено с возможностью образования в проточном канале основного газового потока, движущегося в направлении вдоль граничащей с соответствующим проточным каналом внешней стороны по меньшей мере одной вставки. Направление основного газового потока при этом ориентировано наклонно или перпендикулярно к тому направлению, в котором газ поступает через по меньшей мере одну вставку в проточный канал. Направление основного газового потока является по существу параллельным соответственно граничащей с потоком внутренней стороне или внешней стороне по меньшей мере одной вставки и/или параллельным соседней внешней стороне корпуса.The insert has an inner side facing the internal cavity of the housing and an outer side facing the environment. The housing is provided with at least one guiding device forming a flow channel near the corresponding outer side of at least one insert with the possibility of entering this flow channel of gas passing through at least one insert. Through at least one insert, gases flow from the internal cavity of the housing or from the environment into the flow channel. As a result, either warm gas or warm air can flow from the inside of the housing to the outside into the flow channel. Alternatively, colder gas or colder air may be introduced from outside into the interior of the housing. The guiding device or each guiding device is configured to form the main gas flow in the flow channel, moving in the direction along the outer side adjoining the corresponding flow channel, at least one insert. The direction of the main gas flow in this case is oriented obliquely or perpendicularly to the direction in which the gas flows through at least one insert into the flow channel. The direction of the main gas flow is essentially parallel to the inner side or outer side of the at least one insert adjoining the flow, respectively, and/or parallel to the adjacent outer side of the casing.
Проточный канал имеет вход и выход, расположенный по вертикали выше входа на расстоянии от него в направлении основного газового потока, причем вход и выход проточного канала выходят в окружающую среду, а по меньшей мере одна вставка расположена между входом и выходом проточного канала в направлении основного газового потока.The flow channel has an inlet and outlet located vertically above the inlet at a distance from it in the direction of the main gas flow, wherein the inlet and outlet of the flow channel go into the environment, and at least one insert is located between the inlet and outlet of the flow channel in the direction of the main gas flow. flow.
Направляющее устройство или каждое направляющее устройство имеет направляющие стенки, охватывающие, по меньшей мере на отдельных участках, проточный канал по периметру только с трех сторон вокруг направления основного газового потока и совместно с соседней внешней стенкой ограничивающие соответствующий проточный канал.The guiding device or each guiding device has guide walls covering, at least in separate sections, the flow channel along the perimeter only from three sides around the direction of the main gas flow and, together with the adjacent outer wall, limiting the corresponding flow channel.
Посредством такой компоновки в проточном канале возникает эффект тяги или дымовой трубы. За счет этого без дополнительных активных потокосоздающих приспособлений (таких, как вентиляторы, насосы или т.п.) может создаваться эффективный газовый поток, который в свою очередь улучшает газообмен и, тем самым, теплообмен между окружающей средой и внутренней полостью корпуса. По меньшей мере, факультативно, предусмотренные активные потокосоздающие приспособления могут быть выбраны очень малых размеров. Вследствие этого улучшается энергоэффективность и генерируется меньше дополнительного тепла. Ведь каждое активное потокосоздающее приспособление обладает потерями и генерирует дополнительное тепло, которое опять же должно отводиться в окружающую среду. Если устройства расположены за пределами внутренней полости корпуса, они должны быть выполнены взрывозащищенными.By means of such an arrangement, a draft or chimney effect is produced in the flow channel. As a result, without additional active flow-generating devices (such as fans, pumps or the like), an efficient gas flow can be created, which in turn improves gas exchange and thus heat exchange between the environment and the interior of the housing. At least optionally, the active flow generating devices provided can be chosen to be very small. As a result, energy efficiency is improved and less additional heat is generated. After all, each active flow-creating device has losses and generates additional heat, which, again, must be removed to the environment. If the devices are located outside the internal cavity of the housing, they must be made explosion-proof.
Предпочтительно, взрывозащищенный корпус не имеет циркуляционных контуров с хладагентом.Preferably, the explosion-proof housing does not have refrigerant circulation circuits.
Газовые потоки создаются или исключительно посредством конвекции и/или посредством факультативно дополнительных вентиляторов.The gas flows are generated either exclusively by convection and/or by optional additional fans.
Предпочтительно, если проточный канал ориентирован таким образом, что направление основного газового потока ориентировано параллельно вертикали или по меньшей мере имеет вертикальную компоненту направления, причем вертикальная компонента направления, предпочтительно, больше, чем горизонтальная компонента направления.Preferably, the flow channel is oriented such that the direction of the main gas flow is oriented parallel to the vertical, or at least has a vertical direction component, the vertical direction component preferably being greater than the horizontal direction component.
В случае альтернативного варианта осуществления направление основного газового потока может также проходить горизонтально или по существу горизонтально. В этом случае предпочтительно, если газовый поток через по меньшей мере одну вставку ориентирован по существу вертикально.In the case of an alternative embodiment, the direction of the main gas flow may also be horizontal or substantially horizontal. In this case, it is preferable if the gas flow through at least one insert is oriented essentially vertically.
В случае предпочтительного варианта осуществления направляющее устройство расположено за пределами внутренней полости корпуса и имеет закрывающую верх крышку. Это позволяет предотвращать проникновение осадков или т.п.в проточный канал.In the case of a preferred embodiment, the guide device is located outside the internal cavity of the housing and has a top-closing cover. This makes it possible to prevent precipitation or the like from entering the flow channel.
Предпочтительно, длина проточного канала в направлении основного газового потока составляет 50-75% длины граничащей с ним внешней стенки корпуса в направлении основного газового потока. Например, проточный канал может распространяться в направлении основного газового потока по существу вдоль всей граничащей внешней стенки или же еще дальше.Preferably, the length of the flow channel in the direction of the main gas flow is 50-75% of the length of the outer wall of the housing adjacent to it in the direction of the main gas flow. For example, the flow channel may extend in the direction of the main gas flow substantially along the entire adjacent outer wall, or even further.
Предпочтительно, если поперечное сечение проточного канала в каждом пространственном направлении в пределах плоскости поперечного сечения имеет меньший размер, чем длина проточного канала перпендикулярно к плоскости поперечного сечения.Preferably, the cross section of the flow channel in each spatial direction within the plane of the cross section is smaller than the length of the flow channel perpendicular to the plane of the cross section.
Предпочтительно, если поперечное сечение проточного канала меньше, чем сумма всех внешних поверхностей вставок, граничащих с проточным каналом, или меньше, чем граничащая с проточным каналом внешняя поверхность, если предусмотрена только одна вставка.Preferably, the cross section of the flow channel is less than the sum of all outer surfaces of the inserts adjacent to the flow channel, or less than the outer surface adjacent to the flow channel, if only one insert is provided.
Как указано выше, проточный канал имеет вход и выход, расположенный на расстоянии от входа в направлении основного газового потока.As stated above, the flow channel has an inlet and an outlet located at a distance from the inlet in the direction of the main gas flow.
Предпочтительно, вход проточного канала и выход проточного канала в направлении основного газового потока отстоят один от другого как можно дальше.Preferably, the inlet of the flow channel and the outlet of the flow channel in the direction of the main gas flow are separated from each other as far as possible.
Как указано выше, вход проточного канала и выход проточного канала выходят в окружающую среду. При этом по меньшей мере одна вставка расположена в направлении основного газового потока между входом и выходом проточного канала. Вследствие этого в проточном канале возникает основной поток, который течет от входа проточного канала вдоль всех предусмотренных вставок до выхода проточного канала. При таком варианте возникает хорошее всасывающее действие, чтобы вызывать газовые потоки через вставки.As stated above, the inlet of the flow channel and the outlet of the flow channel open to the environment. In this case, at least one insert is located in the direction of the main gas flow between the inlet and outlet of the flow channel. As a result, a main flow occurs in the flow channel, which flows from the inlet of the flow channel along all provided inserts to the outlet of the flow channel. With this variant, a good suction action occurs in order to cause gas flows through the inserts.
В другом варианте осуществления вход проточного канала и/или выход проточного канала могут также быть образованы с помощью одной, нескольких, или всех предусмотренных вставок. Проточный канал при таком выполнении, например, только в одном месте открыт в окружающую среду, причем это место образует или вход проточного канала, или выход проточного канала.In another embodiment, the flow channel inlet and/or the flow channel outlet may also be formed with one, more, or all of the provided inserts. The flow channel in such an embodiment, for example, is only open to the environment at one point, this point forming either the inlet of the flow channel or the outlet of the flow channel.
Прежде всего, предпочтительно, если газ течет в проточный канал или из него только через вставку, предусмотренную между входом и выходом проточного канала. Вследствие этого достигается, что добавочный воздух не всасывается из окружающей среды и что достигается достаточно сильное разрежение для газообмена через по меньшей мере одну вставку.First of all, it is preferable if the gas flows into or out of the flow channel only through an insert provided between the inlet and outlet of the flow channel. As a result, it is ensured that additional air is not sucked in from the environment and that a sufficiently strong vacuum is achieved for gas exchange through the at least one insert.
А именно, направляющее устройство может быть открыто с одной стороны по меньшей мере к одной вставке, чтобы создать соединение по газовому потоку между вставкой и проточным каналом. Дополнительно, проточный канал может иметь одно или несколько отверстий, чтобы образовывать вход проточного канала или выход проточного канала, или как вход проточного канала, так и выход проточного канала. За исключением этих указанных отверстий для газового потока, проточный канал при других обстоятельствах, предпочтительно, закрыт.Namely, the guiding device can be opened on one side to at least one insert in order to create a gas flow connection between the insert and the flow channel. Additionally, the flow channel may have one or more openings to define a flow channel inlet or a flow channel outlet, or both a flow channel inlet and a flow channel outlet. With the exception of these said gas flow openings, the flow channel is, under other circumstances, preferably closed.
Под термином "закрыт" следует понимать не только, но в том числе и герметичный вариант. Могут быть предусмотрены небольшие утечки газа пренебрежимо малого по сравнению с основным потоком в проточном канале объемного расхода или массового расхода, например побочные потоки вследствие утечек газа с объемным или массовым расходом, которые составляют не более 10% объемного или массового расхода основного газового потока в проточном канале.The term "closed" should be understood not only, but also the hermetic version. Small gas leaks, negligible compared to the main flow in the flow channel of volume flow or mass flow, can be provided, for example, side flows due to gas leaks with volume or mass flow, which are not more than 10% of the volume or mass flow of the main gas flow in the flow channel .
Предпочтительно, если предусмотрены несколько отдельных проточных каналов, так что может достигаться хороший теплообмен в нескольких местах, например на противолежащих внешних стенках корпуса.Preferably, several separate flow channels are provided, so that good heat exchange can be achieved at several locations, for example on opposite outer walls of the housing.
В еще одном варианте осуществления может быть предусмотрен отдельный газовый канал, сообщающийся с внутренней полостью корпуса безопасным в отношении прорыва пламени образом и подающий во внутреннюю полость корпуса или отсасывающий из внутренней полости корпуса воздух или газ. Для этого газовый канал может быть соединен с вентилятором, который может быть расположен или во внутренней полости корпуса, или за пределами внутренней полости корпуса. Газовый канал может выходить либо во взрывоопасную атмосферу, либо в невзрывоопасную атмосферу.In yet another embodiment, a separate gas channel may be provided that communicates with the internal cavity of the housing in a manner that is safe in relation to the breakthrough of a flame and supplies air or gas into the internal cavity of the housing or sucks out from the internal cavity of the housing. To do this, the gas channel can be connected to a fan, which can be located either in the internal cavity of the housing, or outside the internal cavity of the housing. The gas duct can exit either into an explosive atmosphere or a non-explosive atmosphere.
Корпус в предпочтительной конструктивной форме выполнен с типом взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка" (Ex-d) согласно одному из стандартов EN 60079- 1 или IIС 60079-1.The housing in the preferred structural form is made with the type of protection "flameproof enclosure" (Ex-d) according to one of the standards EN 60079-1 or IIC 60079-1.
В конструктивной форме в верхней внешней стенке корпуса расположена по меньшей мере одна вставка. В другой конструктивной форме по меньшей мере в одной боковой внешней стенке расположена по меньшей мере одна вставка. Прежде всего в противолежащих друг другу боковых внешних стенках могут быть предусмотрены одна или несколько вставок. Также выгодна комбинация по меньшей мере одной вставки в верхней внешней стенке и по меньшей мере одной вставки по меньшей мере в одной боковой внешней стенке. Вообще, по меньшей мере одна вставка может быть предусмотрена в соответственно любой комбинации предусмотренных внешних стенок. Внутри или снаружи к упомянутой внешней стенке корпуса может примыкать соответственно проточный канал или факультативно дополнительно газовый канал.In a constructive form, at least one insert is located in the upper outer wall of the housing. In another constructive form, at least one insert is located in at least one side outer wall. In particular, one or more inserts can be provided in the side outer walls opposite each other. Also advantageous is the combination of at least one insert in the top outer wall and at least one insert in at least one side outer wall. In general, at least one insert may be provided in any combination of the provided outer walls, respectively. A flow channel or, optionally, an additional gas channel can adjoin said outer wall of the housing either internally or externally.
В еще одном варианте осуществления проточный канал расположен во внутренней полости корпуса. Направляющее устройство имеет при этом монтажную поверхность для подлежащего охлаждению устройства, которое расположено во внутренней полости корпуса, например электрическое и/или электронное устройство. Дополнительно или в качестве альтернативы, участок проточного канала или же направляющего устройства может быть образован посредством стенки расположенного во внутренней полости корпуса устройства. За счет этого достигается особенно хорошая передача тепла между стенкой расположенного во внутренней полости корпуса устройства и газовым потоком в проточном канале.In another embodiment, the flow channel is located in the internal cavity of the body. The guide device in this case has a mounting surface for the device to be cooled, which is located in the inner cavity of the housing, for example an electrical and/or electronic device. Additionally or alternatively, the section of the flow channel or the guiding device can be formed by means of a wall located in the internal cavity of the device body. This achieves a particularly good heat transfer between the wall of the device housing located in the inner cavity and the gas flow in the flow channel.
Предлагаемый в изобретении корпус дополнительно может быть снабжен по меньшей мере одним направляющим устройством, образующим рядом с соответствующей внутренней стороной по меньшей мере одной вставки проточный канал с возможностью поступления в этот проточный канал газа, проходящего через по меньшей мере одну вставку. Тогда проточный канал может быть расположен во внутренней полости корпуса, и направляющее устройство может иметь монтажную поверхность для подлежащего охлаждению устройства, или участок направляющего устройства может быть образован посредством стенки расположенного во внутренней полости корпуса устройства. Выход проточного канала может быть образован посредством по меньшей мере одной вставки.The housing according to the invention can additionally be provided with at least one guiding device, which forms a flow channel near the corresponding inner side of at least one insert, with the possibility of gas passing through the at least one insert into this flow channel. Then the flow channel can be located in the inner cavity of the housing, and the guiding device can have a mounting surface for the device to be cooled, or the section of the guiding device can be formed by the wall of the device located in the inner cavity of the housing. The outlet of the flow channel may be formed by at least one insert.
Предпочтительные варианты изобретения следуют из зависимых пунктов формулы изобретения, описания и чертежей. Ниже предпочтительные варианты осуществления изобретения детально поясняются на основании прилагаемых чертежей. Показано на:Preferred embodiments of the invention follow from the dependent claims, the description and the drawings. Below preferred embodiments of the invention are explained in detail on the basis of the accompanying drawings. Shown on:
фиг. 1 - схематическое изображение наподобие блок-схемы варианта осуществления взрывозащищенного корпуса,fig. 1 is a schematic representation like a block diagram of an embodiment of an explosion-proof enclosure,
фиг. 2 - частичное представление в перспективе другого варианта осуществления взрывозащищенного корпуса,fig. 2 is a partial perspective view of another embodiment of an explosion proof enclosure,
фиг. 3 - схематическое изображение наподобие блок-схемы другого варианта осуществления взрывозащищенного корпуса,fig. 3 is a schematic representation like a block diagram of another embodiment of an explosion-proof enclosure,
фиг. 4 - изображение в перспективе варианта осуществления согласно блок-схеме на фиг. 3,fig. 4 is a perspective view of an embodiment according to the block diagram of FIG. 3,
фиг. 5 - изображение в перспективе еще одного варианта осуществления взрывозащищенного корпуса,fig. 5 is a perspective view of another embodiment of an explosion-proof enclosure,
фиг. 6 частичное представление варианта осуществления на фиг. 5, вид в перспективе,fig. 6 is a partial representation of the embodiment of FIG. 5, perspective view,
фиг. 7 - изображение в перспективе еще одного варианта осуществления взрывозащищенного корпуса,fig. 7 is a perspective view of another embodiment of an explosion-proof enclosure,
фиг. 8 - изображение в разрезе варианта осуществления в перспективе на фиг. 7, иfig. 8 is a sectional perspective view of the embodiment of FIG. 7, and
фиг. 9 и 10 - соответственно схематическое изображение в перспективе газопроницаемой, безопасной в отношении прорыва пламени структуры для вставки, которая может применяться при каком-либо варианте осуществления взрывозащищенной корпуса.fig. 9 and 10 are, respectively, a schematic perspective view of a gas-permeable, flame-breakthrough-proof insertion structure that can be used with an embodiment of an explosion-proof enclosure.
На фиг. 1 показан вариант осуществления взрывозащищенного корпуса 10 с несколькими внешними стенками 11, которые охватывают внутреннюю полость 12 корпуса. В варианте осуществления корпус 10 имеет верхнюю внешнюю стенку 11а, нижнюю внешнюю стенку lib несколько, например четыре, боковые внешние стенки 11с, которые соединяют между собой верхнюю внешнюю стенку 11а и нижнюю внешнюю стенку 11b. Внутренняя полость 12 корпуса выполнена по существу в форме параллелепипеда, причем могут применяться также любые другие конструктивные формы корпуса, такие как, например, другие призматические формы корпуса или цилиндрические формы корпуса.In FIG. 1 shows an embodiment of an explosion-
Взрывозащищенный корпус 10 в случае описанного здесь варианта осуществления выполнен с типом взрывозащиты "взрывонепроницаемая оболочка" (Ex-d).The explosion-
Внешние стенки 11 отделяют внутреннюю полость 12 корпуса безопасным в отношении прорыва пламени образом от окружающей среды 13 с взрывоопасной атмосферой. Между внутренней полостью 12 корпуса и окружающей средой 13 происходит газообмен, чтобы отводить тепло из внутренней полости 12 корпуса посредством газового потока или воздушного потока наружу в окружающую среду 13. Во внутренней полости 12 корпуса расположено по меньшей мере одно устройство 14, прежде всего электрическое и/или электронное устройство 14, которое может служить источником инициирования взрыва для взрывоопасной атмосферы в окружающей среде 13. Поэтому, устройство 14 охвачено корпусом 10, так что пламя или горячие газы из внутренней полости 12 корпуса не могут попадать в окружающую среду 13. При эксплуатации по меньшей мере одного устройства 14 во внутренней полости 12 корпуса образуется тепло, которое посредством газообмена может отводиться в окружающую среду 13.The outer walls 11 separate the
Для обеспечения возможности газообмена по меньшей мере одна внешняя стенка 11 корпуса 10 имеет по меньшей мере одну газопроницаемую, безопасную в отношении прорыва пламени вставку 15. Как схематически показано на фиг. 1, в одной внешней стенке 11 и, например, в двух боковых внешних стенках 11с могут быть предусмотрены соответственно также несколько таких вставок 15. Возможно также вместо нескольких вставок 15 с небольшой площадью применять большую вставку 15, которая посредством подходящих удерживающих средств, например удерживающей решетки, удерживается в выемке в упомянутой внешней стенке 11. В случае механической компоновки по меньшей мере одной вставки 15 в упомянутой внешней стенке 11 имеется множество возможностей. Либо по меньшей мере одна вставка 15 может механически крепиться посредством удерживающих средств, вставка 15 опосредованно, либо непосредственно может быть соединена посредством силового замыкания и/или с геометрическим замыканием, и/или неразъемно, или же посредством клеевого соединения с окружающей областью внешней стенки 11.To enable gas exchange, at least one outer wall 11 of
По меньшей мере одна вставка 15 выполнена, например, пористой и/или ячеистой структурой материала, которая делает возможным газообмен через структуру материала и, с другой стороны, устраняет пламя, искры и горячие газы. Таким образом, структура материала реализует безопасность в отношении прорыва пламени и, тем не менее, делает возможным газовый поток через структуру материала. Например, структура материала может быть образована посредством пористого конструктивного элемента 16. Пористый конструктивный элемент 16 может иметь материал с неориентированным расположением волокон. Он имеет при этом спутанные между собой, беспорядочно расположенные волокна, которые могут иметь диаметр 70-130 мкм. Пористый конструктивный элемент 16 может в качестве альтернативы иметь пористую металлокерамику и/или пенопласт, или т.п.Размер пор пористого конструктивного элемента 16 может составлять минимально 80 мкм и максимально 250 мкм. Пористость пористого конструктивного элемента 16 лежит, предпочтительно, в диапазоне 60-80%.The at least one
На фиг. 10 показана другая конструктивная форма структуры материала, которая может применяться как вставка 15. Структура материала согласно фиг. 10 выполнена как ячеистый или решетчатый конструктивный элемент 17. Размер ячеек составляет приблизительно минимально 80 мкм и максимально 250 мкм. Для получения размера ячеек несколько отдельных слоев 18 могут располагаться один над другим и опосредованно или непосредственно соединяться между собой. При этом ориентации стержней решетки каждого слоя 18 относительно другого слоя располагаются под другим углом и/или со смещением, чтобы получить требуемый эффективный размер ячеек решетчатого конструктивного элемента 17. Количество слоев 18 может варьироваться в зависимости от выполнения каждого отдельного слоя.In FIG. 10 shows another structural form of the material structure which can be used as
Каждая вставка может также иметь комбинацию пористого конструктивного элемента 16 и решетчатого конструктивного элемента 17.Each insert may also have a combination of a porous
Каждая вставка 15 имеет обращенную к внутренней полости корпуса внутреннюю сторону 25, а также обращенную к окружающей среде внешнюю сторону 26. На одной внешней стенке Пи, например, боковых внешних стенках 11 с, в который предусмотрена соответственно по меньшей мере одна вставка 15, корпус 10 имеет соответственно направляющее устройство 27, которое, гранича со вставкой 15, образует проточный канал 28. В случае показанного на фиг. 1 варианта осуществления проточные каналы 28 и направляющее устройство 27 расположены за пределами внутренней полости 12 корпуса и снаружи прикреплены к соответствующим внешним стенкам 11 с. С одной стороны соответствующий проточный канал 28, по меньшей мере, частично ограничен внешней стенкой 11. В каждом проточном канале 28 образуется основной газовый поток G, который течет в направлении R. Направление R основного газового потока в случае предпочтительного варианта осуществления может быть ориентировано вертикально или иметь вертикальную компоненту, которая, предпочтительно, больше, чем горизонтальная компонента направления R основного газового потока.Each
Каждое направляющее устройство 27 имеет несколько направляющих стенок 29, которые охватывают проточный канал 28 по периметру вокруг направления R основного газового потока по меньшей мере на отдельных участках только с трех сторон и совместно с соседней боковой внешней стенкой 11 с ограничивают проточный канал 28. В случае показанных на фиг. 1 и 2 вариантов осуществления каждый проточный канал 28 сообщается на двух противоположных в направлении R основного газового потока концах с окружающей средой 13, причем на одном конце выполнен вход 30 проточного канала, а возле другого конца выполнен выход 31 проточного канала. Вход 30 проточного канала расположен, например, по вертикали ниже выхода 31 проточного канала. Рядом с входом 30 проточного канала и/или рядом с выходом 31 проточного канала в каждом проточном канале 28 может быть расположен вентилятор 31, как очень схематически показано на фиг. 1.Each guiding
Вход 30 проточного канала в показанном на фиг. 1 схематическом варианте осуществления выполнен открытым вниз. В качестве альтернативы вход 30 проточного канала может иметь одно или несколько впускных отверстий, которые предусмотрены по меньшей мере в одной из направляющих стенок 29 направляющего устройства 27, как в качестве примера показано на фиг. 2.The
Для предотвращения попадания осадков, таких, как дождевая вода, снег или т.п. в проточные каналы, рядом с выходом 31 проточного канала может быть предусмотрена крышка 35. Крышка 35 отводит осадки в сторону мимо проточного канала 28. Крышка 35 относится к направляющему устройству 27. Направляющее устройство 27 может быть предназначено как для ориентации направления R основного газового потока в соответствующем проточном канале 28, так и для реализации степени защиты IP для корпуса 10.To prevent precipitation such as rain water, snow or the like. into the flow channels, a
В варианте осуществления согласно фиг. 1 направление R основного газового потока образовано вдоль соответствующей боковой стенки 11 с и, следовательно, вдоль внешних поверхностей 26 вставок 15. Протекающий мимо вставок 15 основной газовый поток G создает таким образом эффект тяги, чтобы уносить с собой газ из внутренней полости 12 корпуса. Посредством такого газообмена тепло может транспортироваться из внутренней полости 12 корпуса в окружающую среду 13. Поэтому, устройства 14 охлаждаются посредством конвекции. Действие тяги или дымовой трубы в случае показанного на фиг. 1 варианта осуществления улучшается далее посредством того, что направление R основного газового потока ориентировано по существу вертикально.In the embodiment according to FIG. 1, the direction R of the main gas flow is formed along the corresponding side wall 11 c and, therefore, along the
На фиг. 1, кроме того, схематически показано, что также во внутренней полости 12 корпуса факультативно может быть предусмотрен по меньшей мере один вентилятор 32. По меньшей мере один вентилятор 32 во внутренней полости 12 корпуса дополнительно по меньшей мере к одному вентилятору 32 или в качестве альтернативы может быть предусмотрен в каждом проточном канале 28. Расположение вентилятора 32 во внутренней полости 12 корпуса имеет то преимущество, что сам вентилятор 32 не должен быть выполнен взрывозащищенным.In FIG. 1, in addition, it is schematically shown that at least one
Варианты осуществления согласно фиг. 1 и 2 являются по существу идентичными. В случае показанного на фиг. 1 варианта осуществления входы 30 проточного канала расположены на высоте нижней корпусной стенки 11b или немного выше нижней корпусной стенки 11b. В отличие от этого входы 30 проточного канала могут также путем удлинения соответствующего проточного канала 28 посредством направляющих стенок 29 располагаться ниже нижней внешней стенки 11b. В обоих вариантах осуществления выходы 31 из каналов расположены выше верхней корпусной стенки 11а. В их модификации выходы 31 из каналов могут также быть расположены на такой же высоте, как верхняя внешняя стенка 11а, или ниже ее.The embodiments of FIG. 1 and 2 are essentially identical. In the case shown in FIG. 1 of the embodiment, the
На фиг. 3 и 4 показан следующий вариант осуществления корпуса 10, причем на фиг. 3 показано изображение наподобие блок-схемы, а на фиг. 4 показано изображение варианта осуществления в перспективе. В этой конструктивной форме предусмотрена еще одна вставка 15 в верхней внешней стенке 11а или в другом месте, причем вставка расположена не граничащей с проточным каналом 28. Точнее, вставка 15 обеспечивает гидродинамическое соединение между внутренней полостью 12 корпуса и отдельным газовым каналом 36. Отдельный газовый канал 36 выполнен в этом варианте осуществления как подводящий канал и соединен с источником давления 37, например внешним вентилятором. Посредством источника давления 37 находящийся под давлением газ, прежде всего воздух, подается для охлаждения во внутреннюю полость 12 корпуса. Посредством вставки 15 создается безопасное в отношении прорыва пламени соединение между газовым каналом 36 и внутренней полостью 12 корпуса.In FIG. 3 and 4 show a further embodiment of the
Как и в случае предыдущих вариантов осуществления, на двух противоположных боковых внешних стенках 11 с соответственно проточные каналы 28 образованы посредством направляющего устройства 27. Созданное во внутренней полости 12 корпуса избыточное давление вследствие подачи газа посредством газового канала 36 приводит к газовому потоку через несколько вставок или же по меньшей мере одну вставку 15 в нескольких или в одном проточном канале 28. Проточные каналы 28, в отличие от предыдущих вариантов осуществления, имеют только непосредственное гидродинамическое соединение с окружающей средой 13 посредством соответствующего выхода 31 проточного канала. Выход 31 проточного канала в варианте осуществления расположен в области нижней внешней стенки 11b. В области верхней внешней стенки 11а проточные каналы 28 отделены, например, направляющим устройством 27.As in the case of the previous embodiments, on the two opposite side outer walls 11 c, respectively,
В остальном, можно сослаться на пояснения к предшествующим вариантам осуществления.For the rest, reference may be made to the explanations of the previous embodiments.
В случае показанного на фиг. 5 и 6 варианта осуществления корпуса 10 направляющее устройство 27 расположено снаружи на верхней внешней стенке 11а. В верхней внешней стенке 11а расположена по меньшей мере одна вставка 15. Во внутренней полости корпуса восходящее тепло может вследствие этого через по меньшей мере одну вставку 15 поступать в образованный направляющим устройством 27 проточный канал 28. Направляющее устройство 27 перекрывает вверх по меньшей мере одну вставку 15, так что достигается не только ведение основного газового потока G, но и дополнительно достигается защита IP. Направление R основного газового потока в примыкающем к верхней внешней стенке 11а проточном канале 28 ориентировано приблизительно параллельно, например приблизительно горизонтально.In the case shown in FIG. 5 and 6 of the embodiment of the
Оба других проточных канала или же направляющие устройства 27 на боковых внешних стенках 11 с факультативны и могут в случае варианта осуществления согласно фиг. 5 и 6 могут также отсутствовать.The two other flow channels or else the guiding
На фиг. 7 и 8 показан корпус 10, у которого направляющее устройство 27 расположено во внутренней полости 12 корпуса. Направляющая стенка 29 обеспечивает монтажную поверхность 40 для установки устройства 14, прежде всего электрического и/или электронного устройства. Направляющая стенка 29 по существу параллельна противолежащей в проточном канале 28 боковой внешней стенке 11с. В ограничивающей снаружи проточный канал 28 боковой внешней стенке 11 с выполнены вход 30 проточного канала и выход 31 проточного канала посредством расположения соответственно по меньшей мере вставки 15 в боковой внешней стенке 11 с. Между входом 30 и выходом 31 заключен проточный канал 28. Проточный канал 28 имеет в этом варианте осуществления гидродинамическое соединение с внутренней полостью 12 корпуса. В его модификации проточный канал 28 относительно внутренней полости 12 корпуса мог бы быть, по меньшей мере на отдельных участках, открытым. Посредством закрывания проточного канала 28 во внутреннюю полость 12 корпуса может достигаться улучшенный основной газовый поток G. Как показано на фиг. 7 и 8, выход 31 проточного канала расположен по вертикали выше входа 30 проточного канала. Вход 30 проточного канала, например, расположен в области нижней внешней стенки 11b, тогда как выход 31 проточного канала расположен в области верхней внешней стенки 11а.In FIG. 7 and 8 show a
Монтажная поверхность 40 в этом варианте осуществления охлаждается посредством основного газового потока G в проточном канале 28. За счет этого тепло от устройства 14 может отводиться в основной газовый поток G и оттуда в окружающую среду 13.The mounting surface 40 in this embodiment is cooled by the main gas stream G in the
В измененном варианте осуществления часть монтажной поверхности 40 может отсутствовать, и ограничение проточного канала может реализовываться не с помощью направляющей стенки 29, а непосредственно посредством стенки или внешней поверхности устройства 14. Дополнительно, эта стенка или внешняя поверхность устройства 14 может также иметь ребра охлаждения.In a modified embodiment, part of the mounting surface 40 may be omitted, and the restriction of the flow channel may not be realized by the
Во всех вариантах осуществления для улучшения отведения тепла из корпуса по меньшей мере на одном расположенном во внутренней полости корпуса устройстве 14 могут быть прикреплены один или несколько радиаторов.In all embodiments, one or more heatsinks may be attached to at least one
Во всех вариантах осуществления предусмотрен по меньшей мере один проточный канал 28, однако могут быть выполнены также несколько, например два или три, проточных канала 28 посредством соответствующего отдельного направляющего устройства 27. Предпочтительно, предусмотренные проточные каналы 28 расположены граничащими к различным внешним поверхностям 11 корпуса 10. Каждый проточный канал 28 может проходить внутри или снаружи рядом с внешней стенкой 11.In all embodiments, at least one
В некоторых вариантах осуществления направление R основного газового потока G по меньшей мере в одном или в нескольких из предусмотренных проточных каналов 28 ориентировано вертикально или имеет вертикальную компоненту направления, которая больше, чем горизонтальная компонента направления. В одном или нескольких вариантах осуществления предусмотрен по меньшей мере один проточный канал 28, при котором направление R основного газового потока ориентировано по существу горизонтально.In some embodiments, the direction R of the main gas flow G in at least one or more of the provided
В каком-то из описанных выше вариантов осуществления по меньшей мере один проточный канал между входом 30 проточного канала и выходом 31 проточного канала, помимо газового потока через по меньшей мере одну вставку 15, при других обстоятельствах может быть выполнен закрытым. В этих вариантах осуществления по меньшей мере одна вставка 15 расположена, предпочтительно, между входом 30 проточного канала и выходом 31 проточного канала.In one of the embodiments described above, at least one flow channel between the
Предпочтительно, длина по меньшей мере одного проточного канала в направлении R основного газового потока больше, чем его размер в обоих пространственных направлениях в пределах плоскости поперечного сечения перпендикулярно к основному направлению R потока. Другими словами, ширина и высота в плоскости поперечного сечения проточного канала 28 меньше, чем длина перпендикулярно к этой плоскости поперечного сечения. Предпочтительно, длина по меньшей мере одного проточного канала 28 по меньшей мере составляет 50-75% длины непосредственно граничащей внешней стенки 11 корпуса в направлении R основного газового потока.Preferably, the length of at least one flow channel in the direction R of the main gas flow is greater than its size in both spatial directions within the cross-sectional plane perpendicular to the main direction R of the flow. In other words, the width and height in the cross-sectional plane of the
Описанные выше варианты осуществления могут комбинироваться между собой. Например, в случае варианта осуществления согласно фиг. 5 и 6 на боковых внешних поверхностях 11 с могут быть предусмотрены также направляющие устройства 27 согласно одному из вариантов осуществления согласно фиг. 1 или 2. Кроме того, возможно, что предусмотренный во внутренней полости 12 корпуса проточный канал 28 согласно фиг. 7 и 8 предусмотрен в случае какого-то другого варианта осуществления в качестве альтернативы или дополнительно.The embodiments described above can be combined with each other. For example, in the case of the embodiment of FIG. 5 and 6 on the lateral outer surfaces 11 c can also be provided
При всех вариантах осуществления по меньшей мере в одном предусмотренном проточном канале 28 и/или во внутренней полости 12 корпуса может быть расположен по меньшей мере один вентилятор 32 для улучшения характеристик потока. В качестве альтернативы, все варианты осуществления могут этому также не иметь вентиляторов 32.In all embodiments, at least one provided
Изобретение относится к взрывозащищенному корпусу 10 с внешними стенками 11, которые безопасно в отношении прорыва пламени охватывают внутреннюю полость 12 корпуса относительно взрывоопасной атмосферы. По меньшей мере в одной внешней стенке 11 расположена по меньшей мере одна вставка 15. Вставка 15 делает возможным газовый поток между внутренней полостью 12 корпуса и окружающей средой 13 вокруг корпуса 10. По меньшей мере одна вставка 15 выполнена таким образом, что допускается газовый поток с достаточным массовым и объемным расходом, однако создано безопасное в отношении прорыва пламени гидродинамическое соединение. К внешней стенке 11 по меньшей мере с одной вставкой 15 прикреплено направляющее устройство 27, которое вместе с упомянутой внешней стенкой 11 ограничивает проточный канал 28. Проточный канал 28 задает направление R основного газового потока G в проточном канале 28 по существу параллельно к непосредственно граничащей внешней стенке 11. За счет этого может улучшаться газообмен между окружающей средой 13 и внутренней полостью 12 корпуса, и могут охлаждаться расположенные во внутренней полости 12 корпуса устройства 14.The invention relates to an explosion-
Перечень ссылочных обозначений:List of reference designations:
10 корпус10 building
11 внешняя стенка11 outer wall
11а верхняя внешняя стенка11a upper outer wall
11b нижняя внешняя стенка11b lower outer wall
11с боковая внешняя стенка11c side outer wall
12 внутренняя полость корпуса12 internal cavity of the body
13 окружающая среда13 environment
14 устройство14 device
15 вставка15 insert
16 пористый материал16 porous material
17 решетчатый материал17 lattice material
18 слой18 layer
25 внутренняя сторона25 inside
26 наружная сторона26 outer side
27 направляющее устройство27 guide
28 проточный канал28 flow channel
29 направляющая стенка29 guide wall
30 вход проточного канала30 flow channel input
31 выход проточного канала31 flow channel outputs
32 вентилятор32 fan
35 крышка35 cover
36 газовый канал36 gas channel
37 источник давления37 pressure source
40 монтажная поверхность40 mounting surface
G основной газовый потокG main gas flow
R направление основного газового потокаR main gas flow direction
Claims (21)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018120877.4 | 2018-08-27 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2021105754A RU2021105754A (en) | 2022-09-29 |
RU2799710C2 true RU2799710C2 (en) | 2023-07-10 |
Family
ID=
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2817418A1 (en) * | 1978-04-18 | 1979-10-25 | Krone Gmbh | Distribution board gas outflow arrangement - uses at least one outflow duct with filtering unit provided at upper and lower ends and has large additional filter |
US4484690A (en) * | 1982-03-08 | 1984-11-27 | Service Machine Co. | Flame arresting ventilated wall for an explosion-proof enclosure |
SU1165802A1 (en) * | 1982-12-06 | 1985-07-07 | Институт проблем комплексного освоения недр АН СССР | Arrangement for cleaning mine workings from methane |
US20130312948A1 (en) * | 2009-05-05 | 2013-11-28 | Joseph Michael Manahan | Explosion-proof enclosures with active thermal management using sintered elements |
RU2593837C2 (en) * | 2011-04-01 | 2016-08-10 | КОУНКРЭЙНС Глобал Корпорейшен | Explosion-proof housing |
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2817418A1 (en) * | 1978-04-18 | 1979-10-25 | Krone Gmbh | Distribution board gas outflow arrangement - uses at least one outflow duct with filtering unit provided at upper and lower ends and has large additional filter |
US4484690A (en) * | 1982-03-08 | 1984-11-27 | Service Machine Co. | Flame arresting ventilated wall for an explosion-proof enclosure |
SU1165802A1 (en) * | 1982-12-06 | 1985-07-07 | Институт проблем комплексного освоения недр АН СССР | Arrangement for cleaning mine workings from methane |
US20130312948A1 (en) * | 2009-05-05 | 2013-11-28 | Joseph Michael Manahan | Explosion-proof enclosures with active thermal management using sintered elements |
RU2593837C2 (en) * | 2011-04-01 | 2016-08-10 | КОУНКРЭЙНС Глобал Корпорейшен | Explosion-proof housing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11969613B2 (en) | Explosion-proof housing | |
JP4504385B2 (en) | Equipment assembly | |
US6304444B1 (en) | Underground centralized power supply/battery vault | |
US10141554B2 (en) | Enclosures and methods for removing hydrogen gas from enclosures | |
JP6559799B2 (en) | Cooling unit for cooling the air received inside the switch cabinet and corresponding switchgear cabinet assembly | |
US20110253413A1 (en) | Power supply having breathable water repelling membrane structure | |
US10028414B2 (en) | Passive cooling features for electronics equipment cabinets | |
US12029001B2 (en) | Explosion-proof apparatus with a flameproof gas flow path and heat sink | |
EP2428106B1 (en) | A cabinet | |
RU2799710C2 (en) | Explosion-proof housing | |
ES2523806B1 (en) | Modular Data Processing Center | |
JP4839149B2 (en) | Distribution board | |
WO2014191533A1 (en) | Cooling module for data processing centre | |
US10797359B2 (en) | Cooled containment compartments for packaged battery cells | |
JP2019040968A (en) | Electric device | |
US20150373874A1 (en) | Systems and methods for exhausting gas from enclosures | |
JP2005098572A (en) | Cooling device | |
JP2009212401A (en) | Rack for loading electronic equipment and cooling mechanism thereof | |
US10631433B2 (en) | Door cooler | |
JP2022136522A (en) | Electric equipment housing board | |
JPS6233291A (en) | Cooling device for hermetically closed box | |
RU2812271C1 (en) | Air-cooled radio-electronic unit | |
RU2806056C2 (en) | Explosion-proof device with gas flow trajectory and radiator safe with respect to flame breakthrough | |
JP2023027561A (en) | battery device | |
JP5201611B2 (en) | Electronic equipment cooling structure |