Доклад "Корпус для взрывозащищенных приборов пожарной автоматики"

Доклад "Корпус для взрывозащищенных приборов пожарной автоматики"

Доклад "Корпус для взрывозащищенных приборов пожарной автоматики"

Корпус для взрывозащищенных приборов пожарной автоматики.

Тыртышный В.А. Доклад на семинаре.

 Обзор продукции российских производителей взрывозащищенной пожарной автоматики, в частности оповещателей и извещателей пожарных (1), показывает, что в большинстве своем эти приборы используют взрывонепроницаемый корпус, сконструированный в соответствии с требованиями стандарта (2). Типовая конструкция таких взрывозащищенных приборов состоит из прочной (выдерживающей давление предполагаемого взрыва внутри) оболочки, с которой скреплены кабельные вводы, элементы управления и индикации и одна крышка. Внутри оболочки (корпуса) размещена электронная плата с клеммами для подключения прибора в шлейф пожарной сигнализации. Кроме высокой материалоемкости такого прочного корпуса имеется еще один незаметный сразу недостаток, как одна крышка , через которую доступ во внутрь оболочки имеют сразу как Производитель, так и Потребитель при монтаже, что создает эффект «коммунальной квартиры», когда трудно понять «кто насорил».

Любой руководитель предприятия не раз сталкивался с такой ситуацией: поступает рекламация на прибор, прибор отзывается на предприятие и служба качества проводит исследование причин отказа с оформление акта. Оказывается, что при монтаже проводов шлейфа сигнализации на клеммы были повреждены и элементы электронной платы Производителя. Казалось бы, что проще – направляй акт исследования со счетом на ремонт и жди оплаты. Но в жизни все не так. Прибор куплен давно, через цепочку посредников (дилеров), которыми Производитель дорожит, по тендеру для крупной компании, типа Газпром или Роснефть, где он хранился на нескольких складах, а потом отправлен на монтаж важного объекта – куда-то на северные окраины необъятной Родины. Рекламация приходит к Производителю через всю эту цепочку с актами звеньев с подписями и печатями ответственных работников. Срок пуска важного объекта под угрозой, переговоры с монтажной организацией об отзыве рекламации не дают результата, все в один голос заявляют, что «так и было» и дефект «проворонила» служба качества Производителя, денег на ремонт не запланировано, а если Производитель будет и дальше упираться, то ему светит «зиндан» в виде реестра недобросовестных Поставщиков. В такой ситуации часто руководитель принимает решение, что проще и мудрее отремонтировать прибор за собственный счет.

Описываемая ниже конструкция корпуса прибора (3) в какой-то мере позволит избежать подобных ситуаций за счет более четкого разделения ответственности между Производителем и Потребителем.

ris1.png

Рис. 1 – Конструкция корпуса прибора

Корпус прибора содержит общую боковую стенку 1, которая перегородкой 2 разделена на два отсека (приборный и клеммный), каждый отсек имеет собственное днище 3 и 4 и съёмные крышки 5 и 6, причем крышка 6 имеет элементы крепления корпуса, например, в виде сквозных отверстий 7, на объекте эксплуатации. Днище 3 расположено с одного торца боковой стенки 1, а днище 4 с другого торца. Съемные крышки 5 и 6 крепятся к боковой стенке 1 через резиновые уплотнители 8 и 9 винтами 10. В перегородке 2 выполнено одно или несколько сквозных отверстий 11 для прокладки проводов между отсеками. В клеммном отсеке, который закрывается крышкой 5, размещена клеммная колодка 12, а на боковой стенке 1 выполнены резьбовые отверстия 13 для установки кабельных вводов 14.

Сборка и монтаж прибора в корпусе производится следующим образом. В приборном отсеке корпуса со съемной крышкой 6 монтируется схемная плата (на чертеже не показана), а на днище 4 монтируются элементы воздействия на органы чувств человека, например, световые и звуковые излучатели, кнопки управления (на чертеже не показаны). Днище 4 с крышкой 5 другого клеммного отсека образуют лицевую поверхность корпуса. В заводских условиях производится монтаж и настройка схемной платы с излучателями, размещенных в приборном отсеке, закрываемом крышкой 6 и провода линий связи от схемной платы (на чертеже не показаны) через отверстие 11 подключаются к клеммной колодке 12. Надо отметить, что такая конструкция приборного отсека (размещение излучателей и кнопок на днище 4 в коробе приборного отсека), позволяет эффективно применить вид взрывозащиты, как «герметизация компаундом «m» по стандарту (4), не используя дополнительной оснастки для его заливки. После проведения контрольных операций прибора отсек со схемной платой (возможно уже залитый компаундом) закрывается крышкой 6 с резиновым уплотнителем 9 посредством винтов 10 и пломбируется заводом изготовителем. На объекте эксплуатации прибора монтажник только крепит к стене корпус прибора, например, дюбелями через сквозные отверстия 7, уже установленной на заводе крышки 6, подводит провода линий связи и питания прибора (на чертеже не показаны) через кабельные вводы 14 к клеммной колодке 12, крепит крышку 5 через резиновое уплотнение 8 винтами 10 к боковой стенке 1 и пломбирует клеммный отсек.

Для доступа к отсеку, который опломбирован заводом изготовителем, монтажнику или другому любопытному необходимо снять корпус с объекта, снять опломбированную заводом крышку 6 и возможно удалить и компаунд.

При такой конструкции корпуса, монтажникам уже труднее что-то испортить и безответственно писать рекламацию на прибор (совесть-то имеется), а руководителю предприятия изготовителя обосновывать и принимать решение.

Однако, как и во всем новом есть технологические трудности. Возможны следующие технологии изготовления такого корпуса: фрезерованием из цельной заготовки, что дорого, и литьем под давлением, что гораздо дешевле. Но при создании пресс-формы для литья такого корпуса трудности создают литейные уклоны, которые у приборного и клеммного отсеков корпуса направлены в разные стороны, что существенно усложняет конструкцию пресс-формы. Долгие поиски талантливых российских конструкторов пресс-форм и литейщиков увенчались успехом и корпус (модель ЕхБКРл) освоен в серийном производстве. Для устранения такой трудности как разнонаправленность литейных уклонов предложено техническое решение (5).

Описываемый корпус реализован как Ех-компонент с характеристиками по техническим условиям (6) и сертифицирован на соответствие требования регламента (7) в двух модификациях ЕхБКРл-1 и ЕхБКРл-2. Модификации отличаются противоположным назначением приборного и клеммного отсека в корпусе и соответственно крышкой крепления его к стене, что предполагает разное использование корпуса при создании будущего прибора.

ris2.png

Рис.2 – Блок корпусов ЕхБКРл -1 с максимально возможным количеством кабельных вводов. Габаритные и присоединительные размеры.

ris3.png

Рис.3 – Блок корпусов ЕхБКРл-2 с максимально возможным количеством кабельных вводов. Габаритные и присоединительные размеры.

 Блок корпусов модели ЕхБКРл-1 предназначен в основном для создания взрывозащищенных извещателей и оповещателей пожарной автоматики с техническими характеристиками по стандарту (1), блок корпусов модели ЕхБКРл-2 предназначен для создания клеммных коробок с «секретной» схемой коммутации, недоступной эксплуатирующей организации, для чего в меньшем по размеру отсеке выполняется секретная схема коммутации, которая заливается компаундом и пломбируется, а монтажная организация только монтирует жилы кабелей в большем по размеру отсеке на заранее обозначенные клеммы. Примеры возможного использования корпусов ЕхБКРл-1 при выполнении в нем взрывозащищенных светозвукового оповещателя, дымового и ручного извещателя приведены на рисунках 4, 5 и 6.

ris4.jpg

Рис.4. Оповещатель пожарный светозвуковой взрывозащищенный модели ЕхОК-1, с маркировкой взрывозащиты 1Ex d е mb IIС T6 Gb/Ех ta IIIC 85°С Da

ris5.png

Рис.5 Извещатель пожарный дымовой взрывозащищенный, с маркировкой взрывозащиты 1Ex е mb [ib] IIС T6 Gb/Ех ta IIIC 85°С Da

ris6.png

Рис.6. Извещатель пожарный ручной взрывозащищенный с маркировкой взрывозащиты 1Ex d е mb IIС T6 Gb/Ех ta IIIC 85°С Da.

Для принятия решения Потребителями о возможности размещения своих будущих приборов в предлагаемом к продажам корпусе модели ЕхБКРл ниже приведены его внутренние размеры.

Возможные варианты наполнения клеммного отсека блоков корпусов по техническим условиям (6) приведены в Таблице 1.

Максимальная мощность, рассеиваемая блоком корпусов – Ррас.=5,5Вт (1,8Вт – меньший по размеру (клеммный) отсек и 3,7Вт больший по размеру (приборный) отсек). Масса (без кабельных вводов и клемм/платы) - не более 0,7кг.

ris7.png

Рис.7 Блоки корпусов ЕхБКРл-1 и ЕхБКРл-2. Внутренние и установочные размеры

Таблица 1 - Варианты наполнения клеммного отсека

Модель и исполнение блока корпусов с условной маркировкой взрывозащиты

 Маркировка     взрывозащиты 

Допустимое сечение подключаемых проводников, мм2

Электрические характеристики

Возможное наполнение клеммного отсека

ЕхБКРл-1(еmU)

Ex e mb II Gb U/

Ех ta IIIC Da U

0,25-2,5

U≤60В

I≤2А

плата - Схема И.1

плата - Схема И.2

ЕхБКРл-1(еU)

Ex e II Gb U/

Ех ta IIIC Da U

(с/без клемм)

0,5-2,5

U≤630В

I≤22А

9х2пров. клемм

5х4пров. клемм

ЕхБКРл-2(еU)

10х2пров. клемм

5х4пров. клемм

ЕхБКРл-1(iU)

Ex ia II Gb U/

Ех ta IIIC Da U

(с/без клемм)

0,5-2,5

Ui≤30В

Ii≤100мА

Pi≤3Вт

Li≤10мкГн

Ci≤100пФ

9х2пров клемм

5х4пров. клемм

ЕхБКРл-2(iU)

10х2пров клемм

5х4пров. клемм

U – максимально допустимое напряжение,
I – максимально допустимый ток,
Ui – максимально допустимое напряжение питания в искробезопасной цепи,
Ii – максимально допустимый ток в искробезопасной цепи,
Pi – максимально допустимая мощность искробезопасной цепи,
Li – максимальное значение внутренней индуктивности ,
Ci – максимальное значение внутренней емкости .

Теперь подробнее о платах со схемами И1 и И2, которые по заказу могут устанавливаться в клеммном отсеке корпуса ЕхБКРл-1(еmU).

Схема И.1

Схема И.1 предназначена для создания на основе корпуса ЕхБКРл-1 взрывозащищенных светозвуковых оповещателей, соответствующих требованиям ГОСТ Р 53325, питание которых осуществляется постоянным током, с контролем целостности питающего шлейфа, или без оного. Схема выполнена на печатной плате, на которой установлены 6 однопроводных Ех-е клемм, от которых проложены два одножильных провода в приборный отсек на всю его длину с герметизацией их прохода между отсеками (Рис.И.2). Коммутационная плата исполнения И.1 допускает установку Потребителем одного навесного элемента (резистора Rк) в клеммном отсеке для контроля целостности питающего шлейфа (диод, резистор R1=800 Ом и термопредохранитель установлены на плате Производителем). Установка Rк производится потребителем непосредственно в клеммы 5 и 6 платы (см. Рис. И.2). Проверка целостности питающего шлейфа осуществляется кратковременной подачей напряжения обратной полярности относительно рабочего, с последующим контролем наличия этого обратного напряжения или величины обратного тока приемно-контрольным прибором (ППК). Открытые части резистора Rк необходимо поместить в термоусадочную трубку (Рис. И.1). Номинал резистора Rк выбирается согласно требованиям ППК, используемого Потребителем, в соответствии с руководством эксплуатации на используемый ППК.

ris i1.png

Рис. И.1. Контрольный резистор Rк в термоусадочной трубке

Комментарий к схеме И.1.

Рассмотрим Рис.И.3.(б). В режиме работы оповещателя (звучание и/или световая индикация) на клемму 1 подаётся минус питания, на клемму 2 – плюс. Протекание тока по цепи контроля (V1-FU1-R1-RK) блокируется диодом V1, поэтому какое-либо влияние этой цепи на работу приборов в рабочем режиме отсутствует. Ток, протекающий в шлейфе, определяется током потребления оповещателей, подключенных к шлейфу. В режиме молчания (ожидания подачи на него напряжения) оповещателя, для проверки целостности шлейфа кратковременно от ППК на клемму 1 подаётся плюс питания, на клемму 2 – минус. Диод V1 перестаёт блокировать протекание тока, и через шлейф начинает течь ток, равный f1.jpg, где U – напряжение в шлейфе, R1 - внутренне токоограничивающее сопротивление Схемы И.1, номиналом 800 Ом, Rд = R1+Rк – добавочное сопротивление, номинал которого определяется Потребителем в соответствии с руководством по эксплуатации на используемый потребителем приемно-контрольный прибор (ППК), после чего из полученного значения вычитается R1=800 Ом. Например, если в результате расчёта тока контроля для ПКП получен номинал резистора Rд=4700 Ом, то потребитель должен использовать для установки в клеммы 5 и 6 резистор номиналом Rк=4700‑800=3900 Ом. Рекомендуется использовать резистор с рассеиваемой мощностью не менее 0,25Вт.

Схемы электрические подключения коммутационных плат исполнения И.1 приведены на Рис. И.3.

Из особенностей стоит отметить наличие термопредохранителя FU1 на температуру 80°С, находящегося в тепловом контакте посредством компаунда с токоограничивающим резистором R1. При длительной подаче напряжения обратной полярности (например, при ошибке подключения или поломке ППК), ток, текущий через R1 и Rк, начнёт разогревать эти резисторы и термопредохранитель разорвет эту электрическую цепь.

ris i2-1.png

ris i2-2.png

Рис. И.2. Коммутационная плата исполнения И.1 в блоках корпусов с разным расположением кабельных вводов

ris i3-1.png

a)

ris i3-2.png

б)

Рис. И.3. Подключение коммутационных плат Схемы И.1.
а) подключение плат в качестве проходных,
б) подключение плат как оконечных с контролем целостности шлейфа.

Схема И.2

Схема реализуется на плате, размещаемой в клеммном (меньшем по размеру) отсеке блока корпусов, и предназначена для создания в дальнейшем на основе этих блоков корпусов взрывозащищенных пожарных извещателей (ручных, дымовых, пламени и т.д.) или им подобных приборов, соответствующих требованиям ГОСТ Р 53325, питание которых осуществляется по двухпроводному знакопостоянному или знакопеременному шлейфу пожарной сигнализации при последовательном (Рис. И.5, Рис. И.6) или параллельном (Рис. И.7, Рис. И.8) включении извещателей. Режим работы шлейфа (знакопеременный или знакопостоянный) определяется наличием перемычки J1 на плате, выполненной пайкой отрезка проводника.

По умолчанию коммутационная плата исполнения И.2 рассчитана на включение в знакопеременный шлейф (перемычка присутствует). В случае, если используется знакопостоянный шлейф, перемычку следует удалить любым удобным Потребителю способом (например, выкусить кусачками).

Коммутационная плата исполнения И.2 представляет собой печатную плату, на которой установлены 9 двухпроводных Ех-е клемм. От платы в приборный отсек на всю его длину заводятся 4 провода с герметизацией перехода между отсеками, через который они проходят (Рис. И.4). На плате размещены все необходимые для работы со знакопеременными шлейфами блокировочные диоды (выполняют все свои функции при выборе потребителем режима работы со знакопеременным шлейфом), что позволяет отказаться от внешних диодов в оконечном и добавочном элементах, и использовать в качестве навесных элементов только резисторы.

Допускается установка навесных элементов в клеммы платы - оконечного, добавочного резисторов для согласования линии связи (шлейфа) с приемно-контрольным прибором. Схемы электрические подключений приведены на Рис. И.5 - Рис. И.8.

При подключении к пожарно-охранному шлейфу единственным источником энергии, поступающей в коробку/извещатель, является входной шлейф. В случае неправильной установки навесных элементов, вызвавшей короткое замыкание в шлейфе (характерным признаком короткого замыкания является резкий рост значения тока, текущего в электрической цепи), и отсутствием реакции ППК на данное событие, возможен разогрев клемм и проводников, до температур, превышающих допустимые.

Для предотвращения такой ситуации на входе коробки/извещателя используется не возвращающийся в исходное состояние термопредохранитель с температурой срабатывания 800С, с током срабатывания 2 ампера (заведомо большим максимального тока, выдаваемого ППК в шлейф (для большинства современных ППК это 50-70 мА), который в случае возникновения короткого замыкания сработает, разрывая шлейф, и тем самым прекращая поступление энергии в коробку/извещатель, что позволит избежать разогрева клемм и проводников. Кроме того, использование термопредохранителя позволит избежать негативных последствий при любой аварии, ведущей к разогреву элементов клеммного отсека.

ris i4-1.png

ris i4-2.png

Рис. И.4. Коммутационная плата исполнения И.2 в блоках корпусов с разным расположением кабельных вводов

ris i5-1.png

а)

ris i5-2.png

б)

Рис. И.5. Последовательное подключение в знакопостоянный шлейф коммутационной платы исполнения И.2:
а) включение без оконечного элемента,
б) включение с оконечным элементом

ris i6-1.png
a)
ris i6-2.png
б)

Рис. И.6. Последовательное включение в знакопеременный шлейф коммутационной платы исполнения И.2:
а) включение без оконечного элемента,
б) включение с оконечным элементом

ris i7-1.png
a)
ris i7-2.png

б)

Рис. И.7. Параллельное подключение в знакопостояный шлейф коммутационной платы исполнения И.2:
а) включение без оконечного элемента,
б) включение с оконечным элементом

ris i8-1.png
a)
ris i8-2.png
б)

Рис. И.8. Параллельное подключение в знакопеременный шлейф коммутационной платы исполнения И.2.
а) включение без оконечного элемента,
б) включение с оконечным элементом

 

И в заключение приведу обозначение при заказе описываемых корпусов. Порядок формирования записи при заказе блоков корпусов модели ЕхБКРл из алюминиевого сплава с плоскими крышками:

Блок корпусов Х - (Х) Х (Х Х (Х)); Х (Х Х (Х))-Х х Х (Х) РПБЦ.425113.002 ТУ
          1                   2     3      4   5 6 7     4   5   6   7    8   9   10                 11

1 – наименование изделия: Блок корпусов;
2 – модель блока корпусов и вариант исполнения: ЕхБКРл-1 или ЕхБКРл-2;
3 – условная маркировка взрывозащиты согласно таблице 1 - (eU) – для блоков корпусов с клеммами или без, (emU) – для блоков корпусов с коммутационной платой; 
4 – условное обозначение сторон корпуса (А1, Б1, Б2, В2, Г1, Г2) в соответствии с рис. 1 и 2
5 – количество кабельных вводов на данной стороне в соответствии с рис. 1 и 2
Примечание – Если кабельный ввод на данной стороне только один, то количество вводов не указывается;
6 – исполнение кабельных вводов на данной стороне блока корпусов: 
      К – для открытой прокладки кабеля,
      Б – для бронированного кабеля, 
      Р – для кабеля в металлорукаве, 
      Т G1/2, Т G3/4, Т G1 – для трубной прокладки кабеля, 
Примечание – Совместимость кабельных вводов типа Р с металлорукавами:
Р(4-8) диаметр кабеля 4-8 мм – металлорукав Р3-Ц-12, Р3-Ц-Х-12, Герда-МГ-12-П,
Р(8-12) диаметр кабеля 8-12 мм – металлорукав Р3-Ц-15, Р3-Ц-Х-15, Герда-МГ-15-П,
Р(12-14) диаметр кабеля 12-14 мм – металлорукав Р3-Ц-18, Р3-Ц-Х-18, Герда-МГ-18-П,
7 – диапазон диаметра присоединяемого кабеля по поясной изоляции (4-8, 8‑12, 12-14);
Примечание – Возможна установка сертифицированных кабельных вводов с другими диапазонами диаметра присоединяемого кабеля;
8 –количество клемм определенного типа в клеммном отсеке или номер схемы согласно таблице 1;
9 – тип клемм в клеммном отсеке: 2 пров. или 4 пров.;
Примечание – По умолчанию устанавливаются проходные пружинные клеммы. При заказе винтовых контактных зажимов дополнительно указать «винт», например, 2пров.винт.
10 – максимальное сечение проводника, вставляемого в клеммы – 2,5мм2,
11 – Обозначение настоящих технических условий: РПБЦ.425113.002 ТУ и в скобках цвет корпуса по таблице RAL, в случае отличия от RAL 7035 (светло-серого).
Примечание – Пункты 4-7 указываются для каждой стороны блока корпусов, на которой необходимо размещение кабельных вводов. Сторона без кабельных вводов в перечислении не указывается.     

Примеры записи при заказе:

1) Блок корпусов модели ЕхБКРл исполнения 1 с маркировкой взрывозащиты Ex e II Gb U/Ех ta IIIC Da U, с расположенными на сторонах Б2 и Г2 по одному кабельному вводу для открытой прокладки кабеля (К) диаметром 8-12 мм (К(8-12), без внутреннего наполнения отсека

Блок корпусов ЕхБКРл-1(еU)-Б2(К(8-12);Г2(К(8-12) РПБЦ.425113.002ТУ;

2) Тоже, что и 1, но в клеммном отсеке размещена электрическая плата коммутации по схеме И.1 (маркировка взрывозащиты Ex e mb II Gb U/Ех ta IIIC Da U)

Блок корпусов ЕхБКРл-1(еmU)-Б2(К(8-12);Г2(К(8-12)-Сх.И.1 РПБЦ.425113.002 ТУ;

4) Блок корпусов модели ЕхБКРл исполнения 2 с маркировкой взрывозащиты Ex e II Gb U/Ех ta IIIC Da U с расположенными на сторонах Б1 и Г1 по одному кабельному вводу для открытой прокладки кабеля диаметром 8-12 мм и установленными внутри клеммного отсека четырьмя четырехпроводными клеммами, блок не окрашен

Блок корпусов ЕхБКРл -2(еU)-Б2(К(8-12);Г2(К(8-12)-4х4пров РПБЦ.425113.002 ТУ (не окрашенный)


Литература

1. ГОСТ Р 53325-2012 Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования. Методы испытаний
2. ГОСТ IEC 60079-1-2013. Взрывоопасные среды. Часть 1. Оборудование с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемые оболочки «d»
3. Патент РФ № 160166
4. ГОСТ Р МЭК 60079-18-2012. Взрывоопасные среды. Часть 18. Оборудование с видом взрывозащиты «герметизация компаундом «m»
5. Патент РФ № 171064
6. РПБЦ.425113.002 ТУ Корпуса, блоки корпусов, коробки клеммные взрывозащищенные и сигнализаторы их вскрытия
7. ТР ТС 012/2011 О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах



Наша продукция

Часы взрывозащищенные

Табло взрывозащищенные

Оповещатели взрывозащищенные

Нажимая на кнопку "Подписаться на рассылку", вы даете согласие на обработку персональных данных

Контакты

ООО "Ех-Прибор".

г. Волгодонск, Ростовская область, 347360
ул. 9-ая Заводская, 37 «б»

E-mail :ex-pribor@list.ru
Тел/факс . 8(8639)277557
Тел: +7(989)5275306

Карта