CN102934304A - 具有扩大的环境温度范围的外壳 - Google Patents

Abstract

一外壳以一种符合防爆的防燃形式构成，它配有恒温装置。该恒温装置由盘管组成，它与至少一壁体良好地热耦联。通过循环泵可以使恒温流体通过盘管循环导引，根据使用情况，提高或降低外壳的温度。

Description

具有扩大的环境温度范围的外壳

技术领域

含有电子运行机构并且在爆炸危险氛围中运行的外壳必需满足防爆规范。最高和最低的外壳温度的定义也属于这些规范。确定最低外壳温度，因为随着温度的下降外壳材料的强度特性也变化。在一定的温度以下、例如-60°以下铝外壳的强度不再满足，承受在外壳内部可能的爆炸。

此外随着温度的下降外壳内部的气体量增加。增加的气体量提高在外壳内部可能爆炸时的气体压力并且使外壳爆裂。

此外要考虑，处于爆炸危险材料下的表面是潜在的点火源。源自它们的点火隐患受到爆炸危险材料的点火温度和表面温度的影响。最高允许温度根据爆炸危险的环境确定，对于这种环境设计外壳。在功能方面要保持嵌入件的专门使用温度。

因此最高外壳温度更少是外壳材料或气体量的问题，而更多是在外壳内部的电子运行机构通过外壳壁向外排热的问题。因为没有特殊的冷却措施，电子运行机构在外壳内部只能通过在那里存在的向着外壳壁的对流或导热冷却。如果外壳壁具有太高的温度，则存在危险，电子运行机构变得比允许地更热。它们本身可能过热或者可能点燃包围外壳或元器件的易燃气体。

发明内容

因此本发明的目的是，实现一外壳，它满足一种防燃形式并且实现向上或者向下扩大的环境温度范围。

这个目的按照本发明通过权利要求1或权利要求2所述特征的外壳得以实现。

如果涉及使环境温度范围向上扩大，使外壳配有冷却装置。借助于温度计检测外壳温度。将测得的值输送到控制装置，然后控制装置有选择地在达到临界温度时激活冷却装置。

由此保证，也在不利的条件下，例如强烈的太阳辐射，及时使外壳温度保持在这样的数值上，它们防止外壳内部里面的电子运行机构过热并且保证保持允许的表面温度。冷却装置无需持续地激活并因此只有在事实上需要冷却的时候，才消耗能量。

而如果涉及使环境温度向下扩大，使外壳配有加热装置，它对于至少一外壳壁是有效的。在这里仍然借助于测温装置和控制装置负责，只有担心低于允许的内部/外壳温度或嵌入件的使用温度时，才激活加热装置。

所述热技术装置可以直接与外壳壁耦联或者位于外壳内部，由此它们通过气隙与外壳壁共同作用。也可以设想，使加热装置与冷却装置相互连接，由此在极限范围对于外壳不仅扩大上允许温度，而且扩大下允许温度。

所述温度计可以以NTC电阻或辐射高温计的形式构成。它可以测量外壳里面的空气温度。另一可能性是，温度计或温度传感器直接与壁体连接，由此在其间没有气隙。哪个方案更好，要针对各自的使用情况。

所述加热和/或冷却装置可以直接与外壳壁耦联。在此它可以位于外壳里面或者其外侧面上。

所述加热和/或冷却装置可以通过传热流体工作，它通过加热和/或冷却装置循环。

所述冷却装置也可以包括帕尔贴元件，它安置在外壳壁外面，而且在通过环境空气能够良好排热的位置。

例如可以以电加热装置的形式构成加热装置，具有电阻加热丝或者以感应加热的形式，通过在相关壁体上固定铁磁板，它通过涡流损失加热。

所述外壳可以以一种可能的防燃形式构成。耐压罩、增加的安全性、沙罩或油罩、过压罩和类似部件属于这些防燃形式。

此外从属权利要求的内容是本发明的改进方案。

附图说明

下面的附图说明用于理解本发明的观点。专业人员可以以习惯的方式由附图中得出其它未描述的细节，它们是附图描述的补充。显然，能够实现各个实施例的一系列变化和组合。

下面的附图不是一定成比例的。为了表明细节可能使某些部位特别夸大地示出。此外附图揭示地简化并且不包括每个在实际的实施例中可能存在的细节。定义“上”和“下”或者“前”和“后”涉及一般的使用位置或在防爆外壳中的术语。

在附图中示出本发明内容的实施例。

具体实施方式

附图示出一用于外壳恒温的结构。一外壳1属于该结构，该外壳以防燃形式构成，该形式满足防爆规范。外壳具有总共四个侧面的框架2，其中只能看到侧面3和4。向前指向观察者的开孔5利用盖6封闭。盖6利用看不到的沉降螺栓旋紧在框架2上。螺栓插进法兰沉孔7里面。框架2和盖6由金属制成，例如压铸铝或由焊接的钢板制成，它例如在包围开孔5的边缘上通过切屑方法形成平面。

此外一恒温系统9属于该结构。它包括一盘管10，它安置在向左指向观察者的壁体4上。盘管10通过微小的传热位于壁体4的外侧面上。盘管10例如可以钎焊或焊接在外壳壁4上，用于在各种情况下建立与壁体非常良好的热接触。

盘管10具有进入接头11以及流出接头12。进入接头11通过软管或管系统13与循环泵14的输出连接，循环泵同样属于恒温系统9。循环泵14的抽吸端配有恒温系统9的恒温装置15，如同由以后的解释给出的那样，它由加热装置或者由冷却装置构成。恒温装置15的输入端通过另一软管16与出口12连接。

泵14的运行通过控制装置17控制。控制装置17还提供用于泵14运行的能量。控制装置17具有控制输入18，在其上通过导线19连接温度计21，它位于外壳1内部里面。

为了解释本发明的观点首先要假设，外壳1以防燃形式的耐压罩构成。因此外壳要防止，火花在外壳1内部同样可能点燃位于外壳1周围的易燃气体。因此框架2与盖6之间的缝隙由防点火击穿的缝隙构成。用于连接温度传感器21的电缆过孔也以防燃形式的耐压罩构成。

防点火击穿的缝隙不是完全密封的，而是可以通过缝隙实现与外部大气的压力匹配。由此得到的协调性是，随着下降的温度增加气体从环境进入到外壳1的内室里面。在此对于潜在危险的考虑源于涉及易燃的气体。现在夹杂的气体量越大，在点火情况下产生的压力越大。

为了减小气体量，利用温度传感器21检测外壳1内部的气体温度。温度传感器通知温度作为电信号给控制装置17。当外壳1里面的温度下降到给定的值以下时，控制装置17接通循环泵14，它接着通过盘管10泵浦流体。流体在恒温装置15里面加热并因此负责，同样加热框架2的壁体4。由此提高外壳壁上的温度并且在外壳1内部的气体量对应于温度减小。因此使外壳1在对于它测量的温度范围里面运行。由此通过加热装置负责，使外壳例如通过-30°的最小允许温度还在-50°的范围中使用并且满足许用规范。

此外要强调，一旦温度传感器21已经检测到温度足够高地上升到所需的值，则断开循环泵14。同样也适用于加热装置15，它可能同样通过控制装置17一起激活或无效。

上述的用于防燃形式的耐压罩的外壳结构按照意义也适用于沙罩防燃形式的外壳。

如果外壳1以提高防燃形式的安全性构成，在外壳内部或者存在从房屋开始满足提高防燃形式安全性的装置，或者可以在外壳里面也存在其它外壳，它们本身以防燃形式的耐压罩构成。这种外壳以25简示。这个外壳25只允许在对于它允许的环境温度范围中运行。在更低温度时气体量将变得太大并且在爆炸情况下不足以抵制压力升高。为了防止这一点仍然必需在环境中负责足够高的温度。这个足够高的温度仍然利用外壳1和恒温系统9实现。如果温度传感器21获得对于外壳25太低的环境温度，如上所述，使加热装置投入运行。利用循环泵14通过盘管10泵浦加热到相应温度上的流体，用于加热外壳1。

在所述情况下外壳1由防爆外壳25的观点如同空调室起作用，它满足防爆规范。

两种应用情况的工作原理相互间的差别是微小的，但是在两种情况下的结构在原则上是相同的。在外壳1是耐压罩结构的情况下有利的是，盘管10安置在外壳的外侧面上。由此避免构成防燃形式的耐压罩。

通过所述结构不仅使外壳1的温度范围向下扩大，而且也向上扩大。在这种情况下恒温系统9作为冷却装置工作并且相应地向下冷却通过盘管10循环的流体，用于从外壳排出热量。仍然根据通过温度传感器21检测的温度激活冷却系统。如果外壳1内部的温度提高到允许极限值以上，激活循环泵14和冷却装置。冷却外壳1并由此同时从外壳1内部排出热量。因此使表面温度保持在给定的界限以内。

例如当外壳处于特别的太阳辐射下的时候，可能产生这种不利的超温。如果包含在空调的Ex-e-外壳里面的仪器随机地同时产生非常多的损失热量的时候，也可能产生类似的条件。

在以防燃形式提高安全性的外壳的情况下盘管10也可以容易地设置在外壳1内部，因为无需特别的过孔。

如果只涉及到加热，也可以设想感应地加热外壳，类似于感应炉。

因此通过所述的结构能够实现一种方法，用于使温度范围向上和/或向下扩大。为此提供一外壳，它配有恒温系统。与外壳里面的温度有关地使恒温系统以冷却器或加热器的意义投入运行。通过加热使环境温度范围向下扩大，通过加热使外壳里面的易爆气体量保持在低的值上。在冷却情况下实现对于位于外壳里面的且产生损失热量的部件实现空调的环境。可以保持嵌入件或外壳1的许用表面温度。冷却不局限于提高防燃形式安全性的外壳，这种外壳类型只示例地提及。同样能够实现耐压罩、沙罩、油罩或过压罩等防燃形式的外壳。

温度传感器21可以检测外壳里面的气体温度，或者可以与外壳壁可靠地热耦联，用于初始地检测外壳温度。

以按照防爆防燃形式构成的外壳配有恒温装置。恒温装置由盘管组成，它与至少一壁体热耦联。通过循环泵必要时通过盘管循环导引恒温流体，根据使用情况，提高或降低外壳的温度。

Claims (11)

1.一种结构，具有满足防爆规范的防燃形式的外壳（1），它具有外壳壁（3,4），该结构还具有用于外壳（1）的恒温系统，包括：

-至少一温度计（21），用于检测外壳温度和/或内部温度，

-一冷却结构（10,14,15）和

-一控制装置（17），用于有选择地激活或断开冷却结构（10,14,15）。

2. 一种结构，具有满足防爆规范的防燃形式的外壳（1），它具有外壳壁（3,4），该结构还具有用于外壳（1）的恒温系统，包括：

-至少一温度计（21），用于检测外壳温度和/或内部温度，

-一加热结构（10,14,15）和

-一控制装置（17），用于有选择地激活或断开加热结构（10,14,15）。

3. 如权利要求1或2所述的结构，其特征在于，所述温度计（21）没有空气气隙地与一外壳壁（3,4）热耦联。

4. 如权利要求1或2所述的结构，其特征在于，所述温度计（21）与外壳壁间隔地设置。

5. 如权利要求1或2所述的结构，其特征在于，所述恒温系统（9）的加热或冷却结构（10）没有气隙地与至少一外壳壁（4）耦联或者位于外壳内部里面。

6. 如权利要求2所述的结构，其特征在于，所述加热系统（9）的加热结构（10）位于外壳内部里面并且与外壳壁（3，4）分开。

7. 如权利要求1或2所述的结构，其特征在于，所述加热或冷却结构（10）通过传热流体工作，它通过管状管道（13,16）输入和排出。

8. 如权利要求2所述的结构，其特征在于，所述加热结构（10）包括一电的加热盘管（10）或者感应加热器。

9. 如权利要求1或2所述的结构，其特征在于，所述外壳（1）以一种防燃形式构成，例如耐压罩、增加的安全性、沙罩或油罩。

10. 如权利要求1或2所述的结构，其特征在于，所述结构具有一热交换器（10），它与外壳耦联。

11. 一种用于扩大外壳温度范围的方法，该外壳以一种防燃形式构成，其中该方法包括：

-设有一用于外壳的加热和/或冷却装置，

-设有一控制装置，

-设有一用于获得外壳温度的温度测量装置，

-根据在外壳里面或上面测得的温度通过控制装置调节/控制加热和/或冷却装置。