В.А. Тыртышный, С.А. Чебыкина

Новая концепция корпуса взрывозащищенного прибора

Tyrtyshnyy V., Chebykina S.

New concept of explosion-proof instrument housing

Аннотация. Предложены новые конструкции корпусов для взрывозащищенного прибора, позволяющие эффективно использовать современные виды взрывозащиты и более четко разграничить ответственность за возможные дефекты прибора между изготовителем и потребителем.

Annotation. New designs of enclosures for an explosion-proof device are suggested, which make it possible to use effectively modern types of explosion protection and more clearly distinguish responsibility between the manufacturer and the consumer for possible device defects.

 Ключевые слова: корпус прибора, взрывозащищенный прибор, отсеки прибора, виды взрывозащиты.

Key words: instrument housing, explosion-proof instrument, instrument compartments, the types of explosion protection.

 Типографский вариант статьи

Обзор конструкций продукции крупных российских производителей взрывозащищенных приборов [1, 2] показывает, что львиная доля изделий выпускается в корпусах с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемые оболочки «d» [3]. Типичная конструкция такого прибора представляет собой прочный, выдерживающий давление внутреннего взрыва, и металлоемкий корпус с одной крышкой, внутри которого размещены электронные платы с клеммами для подключения прибора к внешним линиям связи. Ежегодно, поставляя на рынок взрывозащищенного оборудования сотни тысяч таких металлоемких приборов, производители вносят свою посильную лепту в истощение природных ресурсов державы.

Предпосылками поиска новой конструкции корпуса для взрывозащищенного прибора, особенно, у которого имеются элементы воздействия на органы чувств человека (кнопки управления, световые и звуковые излучатели, датчики газов и тепла) явилось:

1.      Введение в действие в РФ новых международных стандартов серии ГОСТ Р МЭК 60079 на конструирование и эксплуатацию приборов для взрывоопасных зон, в частности, это достаточно революционные стандарты [4, 5], которые установили дополнительные требования и допустили использование электрооборудования с этими видами взрывозащиты в зонах, опасных по воспламенению взрывоопасных газов и пыли, классов 1 и 21 по [6, 7] , существенно снизив при этом требования к прочности корпуса и соответственно его металлоемкости.

2.      Жизненные производственные ситуации, когда вроде бы хорошо отработанная система менеджмента качества оказывается бессильной для корпуса с одной крышкой. Например, 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 монтажниками были повреждены и элементы электронной платы. 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, где-то на северных окраинах 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.

Для устранения выше описываемых проблем предложены технические решения [8, 9].

Основой концепции новых конструкций корпусов стало разделение корпуса прибора на отсеки (клеммный и приборный), развернутые на 180⁰, и использование днища жесткого коробчатого корпуса приборного отсека для установки элементов воздействия на органы чувств человека. Это позволяет эффективно, без дополнительной оснастки, использовать такой вид взрывозащиты, как заливку компаундом в соответствии с требованием стандарта [5] и еще более ограничить доступ в приборный отсек монтажным и эксплуатационным организациям. Справедливости ради надо отметить, что идея разделения корпус прибора на отсеки разного функционального назначения не нова, но имеющиеся технические решения [10, 11] располагают крышки отсеков с одной (лицевой) стороны корпуса. При этом размещение на крышке корпуса элементов воздействия на органы чувств человека обуславливает наличие петель свободно висящих проводников, приводящих к снижению надежности, виброустойчивости и вибропрочности прибора.

Суть предлагаемых решений поясняется рисунками и фотографиями приборов 1, 2 и 3 по техническому решению [8], 4 и 5 по техническому решению [9].

Рис.1 Конструкция корпуса прибора по техническому решению [8].

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 (стене). 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, размещенной 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. 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 закрепляет корпус прибора на стене, 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, закрепляет 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, а возможно, удалить еще и компаунд. Что уже никак не «спишешь» на брак изготовителя.

Однако, как и во всем новом, здесь есть свои 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 [12].

Рис.2. Пример выполнения оповещателя пожарного светозвукового взрывозащищенного в корпусе по рис.1 [13]. Маркировкой взрывозащиты оповещателя – 1Ex d е mb IIС T6 Gb/ Ех ta IIIC T85°С Da по стандарту [14]

Рис.3. Пример выполнения извещателя пожарного ручного взрывозащищенного [13] в корпусе по рис.1. Маркировка взрывозащиты извещателя – 1Ex d е mb IIС T6 Gb/Ех ta IIIC T85°С Da по стандарту [14].

Рис.4 Конструкция корпуса (блока корпусов) прибора по техническому решению [9].

Концепция построения корпуса (блока корпусов ) по техническому решению [9], аналогична [8]. В качестве исходных заготовок берутся два (или более) простых коробчатых корпуса 1, 2, которые соединяются между собой в различных комбинациях полыми электропроводящими ниппелями 5. По сравнению с реализацией корпуса по решению [8], затраты на реализацию требуемой конфигурации и объема корпуса в данной конструкции значительно меньше.

Рис.5. Пример выполнения оповещателя пожарного комбинированного (светозвукового) взрывозащищенного [13] в блоке корпусов по рис.3. Маркировка взрывозащиты оповещателя 1Ex d е mb IIС T6 Gb/Ех ta IIIC Т85°С Da по стандарту [14].

Рис.6. Пример выполнения табло комбинированного (светозвукового) взрывозащищенного в блоке корпусов по рис.3. Маркировка взрывозащиты табло – 1Ex d е mb IIС T6 Gb/Ех ta IIIC Т85°С Da по стандарту [14].

Описанные выше конструкции корпусов освоены в производстве на предприятии ООО «Ех-прибор», г. Волгодонск в рамках технических условий [15] и сертифицированы на соответствие регламенту [16]. С более подробными техническими характеристиками поставляемых корпусов, как Ех-компонентов [14], можно ознакомиться на сайте предприятия [17].

Литература.

1.    Каталог продукция завода Горэлтех. http://завод-орэлтех.рф/?yclid=18180616912087294

2.    Каталог продукции компании ВЭЛАН . https://www.velan.ru/production/

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

4.    ГОСТ Р МЭК 60079-7-2012. Взрывоопасные среды. Часть 7. Оборудование. Повышенная защита вида «е»

5.    ГОСТ Р МЭК 60079-18-2012. Взрывоопасные среды. Часть 18. Оборудование с видом взрывозащиты «герметизация компаундом «m»

6.    ГОСТ IEC 60079-10-1-2013 Взрывоопасные среды. Часть 10-1. Классификация зон. Взрывоопасные газовые среды

7.    ГОСТ IEC 60079-10-2-2011 Взрывоопасные среды. Часть 10-2. Классификация зон. Взрывоопасные пылевые среды.

8.    Патент РФ на полезную модель №160 166

9.    Патент РФ на полезную модель №163 013

10.    Патент РФ на полезную модель №48 239

11.    Корпуса серии CombiCard 5000-7000 компании Bopla (ФРГ) (https://www.bopla.de/fileadmin/products/Katalog-Pdfs/CombiCard_5000-7000_RUS.pdf)

12.    Патент РФ на полезную модель № 171 064

13.    ГОСТ Р 53325-2012 Техника пожарная. Технические средства пожарной автоматики. Общие технические требования. Методы испытаний.

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

15.    РПБЦ.425113.002 ТУ Корпуса, блоки корпусов, коробки клеммные взрывозащищенные и сигнализаторы их вскрытия.

16.    ТР ТС 012/2011 О безопасности оборудования для работы во взрывоопасных средах.

17.    Сайт предприятия ООО «Ех-прибор» https://ex-pribor.ru

Авторы:

Тыртышный Виктор Александрович, Директор ООО «Ех-прибор»,

e-mail:ex-pribor@list.ru, тел. +7(918)505-29-42

Чебыкина Светлана Анатольевна, Директор ООО «Абрис»,

e-mail: kb@kb-abris.ru, тел. +7(904)345-09-96