Магдеев В.Ш.

Извещатели охранные магнитоконтактные взрывозащищенные в трубчатом корпусе со сменным кабельным вводом.

V. Magdeev

Explosion proof security magnetic contact detectors in a tubular housing with a removable cable gland.

Аннотация

Предложены новые конструкции бюджетных взрывозащищенных охранных магнитоконтактных извещателей со сменными стандартными кабельными вводами в трубчатом корпусе с ассиметричным расположением геркона, не извлекаемого из корпуса при монтаже на объекте эксплуатации, с более надежным внутренним заземлением и повышенной надежностью.

Annotation

Proposed new designs of low-cost explosion-proof security magnetic contact detectors with replaceable standard cable glands in a tubular housing with an asymmetric reed switch, not removed from the housing when installed on the object of operation, with a more reliable internal grounding and increased reliability.

 

Ключевые слова: охранный магнитоконтактный извещатель, цилиндрический корпус, стандартный сменный кабельный ввод, взрывозащита, монтаж на объекте.

Keyword: security magnetic contact detector, cylindrical housing, standard replaceable cable gland, explosion protection, installation on site

Типографский вариант статьи

В работе [1] проанализированы конструктивные недостатки серийно выпускаемых взрывозащищенных магнитоконтактных извещателей [2] в трубчатом корпусе со сменным кабельным вводом в конструкции по патенту [3] и предложены более надежные конструкции извещателей в коробчатом корпусе. Предложенные извещатели не только устраняют эти недостатки, но и обладают большей перспективой создания на их основе охранных извещателей высоких классов защищенности для использования их на особо важных объектах [4].

Но рынок диктует свои условия. Цена изделия «правит бал» при тендерных закупках, а глубинные технические нюансы, которые обязательно возникнут и прибавят хлопот у эксплуатационников в будущем, отходят на задний план.

Специалистами предприятия ООО «Ех-прибор» [5] проведены работы по совершенствованию конструкций бюджетных охранных извещателей и в трубчатом корпусе с целью устранении недостатков конструкций по патенту [3] в следующих направлениях:

-повышение надежности внутреннего заземления взрывозащищенного извещателя за счет исключения его временных разрывов и загрязнений при монтаже и исключения его ненормируемого контакта с корпусом;

- исключения изъятия геркона из взрывонепроницаемого корпуса извещателя при монтаже на объекте с последующей «слепой» сборкой   этого узла обратно с тяжёлым кабелем;

-повышения виброустойчивости и чувствительности извещателя за счет исключения консольного и соосного расположения геркона в цилиндрическом корпусе;

- повышение надежности трубчатого охранного извещателя за счет установки в нем более одного геркона;

-исключения при изготовлении извещателя трудоёмких работ по расточке внутренней поверхности корпуса под уступ внутреннего заземления.

-снижение габаритов взрывозащищённых трубчатых охранных магнитоконтактных точечных извещателей со сменным кабельным вводом;

- расширение области применения извещателей за счет увеличения номенклатуры используемых кабельных вводов, которые выпускают серийно специализированные предприятия.

Предложено два технических решения [6,7], которые освоены в производстве.

Суть первого технического решения [6] поясняется рис.1, внешний вид извещателя в данной конструкции представлен на рис.2.

Рис.1. Конструкция взрывозащищенного охранного магнитоконтактного извещателя модели ЕхИО102-1/55 по патенту [6] без блока магнитов.

Рис.2 Внешний вид взрывозащищенного охранного магнитоконтактного извещателя модели ЕхИО102-1/55 по патенту [6] с блоком магнитов.

Основу конструкции извещателя составляет резьбовая втулка 1, во внутреннюю стандартную резьбу (М16х1.5, М20х1.5 или М25х1.5) которой вкручивается сменный , и сертифицированный отдельно, взрывозащищенный кабельный ввод 2 ,согласно заказа, а на наружную резьбу втулки 1 накручивается трубчатый корпус 3, который снимается при монтаже жил 4 кабеля сигнализации 5 на клеммы 6. Корпус 3, втулка 1 и кабельный ввод 2 образуют взрывонепроницаемую оболочку в соответствии с требованиями стандарта [8].Резьбовая втулка 1 скреплена с опорой 7 для крепления извещателя на объекте эксплуатации. С резьбовой втулкой 1 скреплен металлический швеллер 10, на котором размещена печатная плата 8 с герконом 9. Одна из клемм 6 (клемма внутреннего заземления) механически и электрически соединена с резьбовой втулкой 1, данное соединение не разрывается и не загрязняется при монтаже извещателя .как в конструкции по патенту [3], и образует надежное внутреннее заземление взрывозащищённого изделия в соответствии с обязательными требованиями п.15.1.1 стандарта [9]. Геркон 9 расположен на схемной плате 8 ассиметрично (ближе к блоку магнитов), и закреплен на плате 8 всеми своими выводами, что позволило снизить требования к силе блока магнитов и повысить виброустойчивость извещателя по сравнению с конструкцией по патенту [3]. Как известно качество системы сигнализации зависит не только от качества изготовления ее отдельных частей, но и от качества монтажа их в систему. Монтаж кабеля сигнализации 5 к извещателю в данной конструкции в отличии от конструкции по патенту [3] производится при полном визуальном контроле монтажника, причем тяжелый кабель 5 в начале закрепляется в кабельном вводе 2, а уже затем его жилы 4 спокойно монтируются на клеммы 6, причем без перегиба жил, а геркон 9 не изымается и не вставляется вслепую в корпус 3.

Суть второго технического решения [7] поясняет рис.3, внешний вид извещателя с креплением его на опоре представлен на рис.4, а с креплением за корпус на рис.5

Рис.3. Конструкция взрывозащищенного охранного магнитоконтактного извещателя моделей ЕхИО102-1/50, ЕхИО102-1/51 и ЕхИО102-1/53 по патенту [7] без блока магнитов.

Рис.4 Внешний вид взрывозащищенного охранного магнитоконтактного извещателя модели ЕхИО102-1/50 по патенту [7] с креплением его на опоре и боковым блоком магнитов.

Рис.5 Внешний вид взрывозащищенного охранного магнитоконтактного извещателя модели ЕхИО102-1/53 по патенту [7] с резьбовым креплением за корпус и торцевым блоком магнитов.

 Основу такого извещателя образуют трубчатый корпус 1 с завальцованным торцом и взрывозащищенный кабельный ввод 2, которые и образуют взрывонепроницаемое соединение по стандарту [8]. Крепление извещателя на объекте эксплуатации может быть выполнено с применением опоры 10, скрепленной с корпусом 1 (Модели ЕхИО102-1/50 и ЕхИО102-1/51. Рис.4) или посредством гаек на резьбовой части корпуса 1 (Модель ЕхИО102-1/53. Рис.5). Внутри корпуса 1 размещена печатная плата 4 на которой ассиметрично оси корпуса 1 установлены один или два геркона 5. Плата 4 ориентирована внутри корпуса 2 относительно опоры 10 таким образом, что один из герконов 5 занимает положение наиболее близкое к блоку магнитов извещателя, что повышает чувствительность извещателя по сравнению с соосной и консольной установкой только одного геркона в конструкции по патенту [3]. Решение по патенту [7] впервые дало возможность установки второго геркона трубчатом извещателе, что не только повышает его надежность за счет оптимального резервирования, но и дает возможность при установке герконов с разной чувствительностью получать два информационных сигнала с извещателя, например, «Предупреждение» и «Тревога», это позволяет снизить количество ложных срабатываний и повысить информативность системы сигнализации при саботажных действиях нарушителей. Внутренне заземление организовано непосредственным скрепление с внутренней полостью корпуса 1 одного конца гибкого провода 3 и не разрывается при монтаже жил кабеля сигнализации к извещателю. Также с платой 4 скреплены посредством пайки гибкие провода 8 соответствующие выводам герконов 5. Длина гибких проводов 3 и 8 такова, что они могут изыматься из корпуса 1 на величину (50-60 мм), достаточную для монтажа жил кабеля сигнализации к клеммам 9 электрически соединенными с их концами. Ориентированная в корпусе 1 плата 4 вместе с концами гибких проводов 3 и 8 залита компаундом 11, что наряду с двух сторонним креплением герконов 5 на печатной плате 4 повышает виброустойчивость извещателя по сравнению с консольной установкой геркона по патенту [3]. Опора 10 выполнена жесткой коробчатой формы, что по сравнению с плоской пластиной в извещателях в конструкциях по патенту [3] исключает ее деформацию и соответственно последующую рихтовку на объекте после нормированного усилия затяжки взрывозащищённого кабельного ввода (уже с установленным кабелем), которое достигает 50 и более ньютон на метр. Кроме того, опора 10 приподнимает герконы над монтажной поверхностью, что повышает чувствительность извещателя особенно при применении его на магнитопроводящих (стальных) объектах (дверях). Выполнение глухой взрывонепроницаемой внутренней полости корпуса 1 выполнено технологией вальцевания, а не приваркой донышка как в конструкциях по патенту [3], что позаимствовано из большого практического опыта по созданию и эксплуатации термопар. Такое решение хоть и увеличивает длину корпуса 1 на 2-3 мм, но делает извещатель более коррозионностойким и дешевым. В зависимости от заказа и бюджета потребителя в качестве клемм 9 используются изолированные гильзы типа ГСИ по стандарту [10] или современные клеммы для поверхностного монтажа моделей 2060 и 2061 фирмы Wago (Германия) [11], размещенные на отдельной, изымаемой из корпуса, печатной плате , что обеспечивает подключение жил кабеля сигнализации сечением до 1.5 мм.кв. Хочется особо отметить . что выполнение внутреннего заземления без организации внутреннего уступа в корпусе 1 взрывозащищённого охранного точечного магнитоконтатного извещателя в конструкции по патенту [7] наряду с достижениями технологии фирмы Wago (Германия) по созданию этих современных высокотехнологичных клемм , позволило в первые уменьшить наружный диаметр взрывозащищённого трубчатого извещателя с 32 до 22 мм ( модели ЕхИО102-1/50 и ЕхИО102-1/53) . Кроме того в данных моделях (как и в моделях по патенту [6]), удалось выполнить стандартную внутреннюю резьбу М20х1.5 для установки серийно выпускаемых специализированными российскими предприятиями [12,13] качественных сертифицированных взрывозащищенных кабельных вводов и адаптеров большой номенклатуры, что по сравнению с нестандартными исполнением кабельных вводов у извещателей по патенту [3], существенно расширяет область применения данных охранных извещателей за счет использования их с кабелями различной степени огнестойкости и диаметра и сокращает сроки поставки . Также впервые появилась возможность повысить надежность трубчатого охранного магнитоконтактного извещателя за счет установки в нем более одного геркона.

Монтаж жил кабеля сигнализации к данному извещателю в отличии от технологии монтажа по патенту [3] осуществляется без изъятия герконов 5 из корпуса и без временных разрывов цепи внутреннего заземления, которые снижают его надежность за счет загрязнения и истирания токопроводящей дорожки платы, контактирующей с внутренним уступом корпуса. Технология монтажа кабеля к извещателю следующая:

- выкручивается кабельный ввод 2 из корпуса 1 и разбирается на составные части, включая эластичное кольцо 6 кабельного ввода, которые надеваются на кабель сигнализации;

- гибкие провода 3 и 8 измываются их корпуса (пинцетом) вместе со скрепленными с ними клеммами 9 и производится монтаж жил кабеля сигнализации на эти клеммы:

- гибкие провода 3 и 8 с уже присоединенными жилами кабеля сигнализации возвращаются обратно в полость корпуса и производится нормируемое закручивание (без эластичного кольца 6) штуцера 7 кабельного ввода, гибкие провода 3 и 8 при этом не перекручиваются, клеммы 9 занимают свое первоначальное положение в корпусе 1;

- далее эластичное кольцо 6 ввода для обжима кабеля по поясной изоляции устанавливается на свое штатное место в полость штуцера 7 кабельного ввода 2 и производится полная сборка и нормируемая затяжка всех частей сменного (под заказ) взрывозащищенного кабельного ввода 2 в зависимости от его исполнения (для круглого или бронированного кабеля, для кабеля в металлорукаве, для прокладки кабеля в трубах).

В таблице 1 приведены основные технические характеристики моделей, взрывозащищенных охранных точечных магнитоконтактных извещателей, выполненных по вышеупомянутым техническим решениям [6 и 7], серийно выпускаемых предприятием ООО «Ех-прибор» [5].

Модель извещателя	ЕхИО102-1/55	ЕхИО102-1/50, ЕхИО102-1/53	ЕхИО102-1/51
Патент РФ	ПМ № 168163	ПМ № 190447
Возможные маркировки взрывозащиты по ГОСТ 31610.0 при заказе	1Ех d IIC Т6 Gb Ех ta IIIC Т85°С Da 0Ех ia IIC Т6 Ga или 1Ех d IIC Т5 Gb. Ех ta IIIC Т100°С Da, 0Ех ia IIC Т5 Ga или РВ Ех d I Мb,РО Ех ia I Ma
Диаметр корпуса ,мм	32	22 или М20х1.5	32
Возможное количество герконов	Один	Один или два
Диапазон возможных значений коммутируемого напряжения, тока и мощности в зависимости от применяемого геркона	от 0,01 до 250 В от 5х10-6 до 3 А                                            до 250 Вт
Диапазон возможных расстояний срабатывания/восстановления по ГОСТ Р 54832-2011 в зависимости от примененного блока магнитов и геркона	Срабатывание от 5 до 130 мм Восстановление от 7 до 160 мм
Температура эксплуатации	от минус 60 до 85°С для группы газов Т6 от минус 60 до 100°С для группы газов Т5
Материал корпуса	Коррозионностойкая (нержавеющая) сталь
Возможные исполнения взрывозащищенного кабельного ввода ( по заказу)	К – для небронированного кабеля Б – для бронированного кабеля ТН – для кабеля, проложенного в трубе (наружная резьба G1/2”-B) ТВ – для кабеля, проложенного в трубе (внутренняя резьба G1/2”-B) Р – для кабеля в металлорукаве
Возможные диаметры присоединяемого кабеля ( без адаптеров, по заказу) мм	3-8 6-11 11-14	3-8 6-11 11-14	3-8 6-11 11-14 13-19,5
Степень защиты от пыли и воды по ГОСТ 14254	IP 67
Тип атмосферы по ГОСТ 15150	II, III, IV

На основе двухблочных извещателей ЕхИО102-1/50 и ЕхИО102-1/51 разработаны внешне такие же и с такими же маркировками взрывозащиты одноблочные взрывозащищенные извещатели моделей ЕхИО102-3/50 и ЕхИО102-3/51 с диаметрами корпуса 22 и 32 мм соответственно, у которых магнит размещен в полости корпуса с герконом и которые реагируют на приближение магнитоактивных поверхностей, что удобно для контроля перемещений стальных тел типа лифтов и вагонов. В отличии от подобных одноблочных взрывозащищенных извещателей в конструкции по патенту [14], реализованной в модели извещателя ЕхИО102-1В-03 [15], данные извещатели менее металлоемкие, обладают большим диапазоном электрических характеристик и большим диапазоном расстояний восстановления/ срабатывания, которое составляет порядка 5/20 мм, что удобно при монтаже их на объекте эксплуатации.

 

Список литературы:

1.      Чебыкина С.А., Тыртышный В.А. Новые конструкции взрывозащищенных охранных магнитоконтактных извещателей, журнал «Приборы», №9,2018, с.6-12.

2.      ГОСТ Р 54832-2011 Извещатели охранные точечные магнитоконтактные. Общие технические требования и методы испытаний.

3.      Патент РФ на полезную модель № 123219 .

4.      Рябцев Н.А., Федин А.Н., Метелева Н.Г. Особенности применения средств безопасности на объектах высоких категорий. журнал «Алгоритм безопасности» №5 ,2018. с.32-34.

5.      Каталог продукции предприятия «Ех-прибор» https://ex-pribor.ru

6.      Патент РФ на полезную модель № 168163

7.      Патент РФ на полезную модель № 190447

8.      ГОСТ IEC 60079-1-2013. Взрывоопасные среды. Часть 1. Оборудование с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемые оболочки «d»

9.      ГОСТ 31610.0-2014(IEC 60079-0:2011). Взрывоопасные среды. Часть 0. Оборудование. Общие требования

10. ГОСТ 23469.3-79 Гильзы кабельные соединительные медные, закрепляемые опрессовкой. Конструкция и размеры (с Изменениями N 1-3)

11. Каталог фирмы Wago (Германия) https://wgspb.ru/catalog/circuit-board/

12. Каталог продукции предприятия «Блок» http://block-ex.ru/

13. Каталог продукции предприятия «НордЭкс» https://nord-ex.ru/   

14. Патент РФ на полезную модель № 124044

15. Каталог продукции предприятия «НПК Эталон» https://npk-etalon.ru/

 

Магдеев Виктор Шамсутдинович

Кандидат технических наук

Директор ООО «Ех-прибор» г. Волгодонск.

e-mail: ex-pribor@mail.ru ; т. (+7)9184424469