CZ298019B6 - Spínací zarízení, skrínová rozvodna a zpusob prípravy spínacího zarízení - Google Patents

Abstract

Spínací zarízení je provedeno s alespon jedním krytem, s elektrickou výkonovou cástí, s elektronickou rídicí jednotkou a s príslušnými elektrickými vedeními. Kryt sestává z alespon dvou jednotek (1, 2). V první jednotce (1) krytu je umístena výkonová cást a elektrická prípojná vedení jsou pro provoz výkonové cásti sdružena do alespon jednoho vícepólového zástrckového dílu (6a, 6b), v druhé jednotce (2) krytu je umístena rídicí jednotka a elektrická prípojná vedení pro provoz výkonové cásti jsousdružena do alespon jedné vícepólové zásuvky. První jednotka (1) krytu obsahuje prizpusobovací desku (3) opatrenou zástrckovým dílem (6a, 6b) a druhájednotka (2) krytu obsahuje prizpusobovací rám (4) opatrený zásuvkou. Druhá jednotka (2) krytu s prizpusobitelným rámem (4) je upevnitelná na první jednotce (1) krytu s prizpusobovací deskou (3) pri soucasném elektrickém pripojení zástrckového dílu (6a, 6b) k zásuvce. Skrínová rozvodna má uvnitr skrínového rozvadece (50) usporádáno více spínacích zarízení (100) a na skrínové rozvodne je usporádána pocítacová jednotka (61). Uvádí se i zpusob prípravy spínacího zarízení (100).

Description

Spínací zařízení, skříňová rozvodna a způsob přípravy spínacího zařízení

Oblast techniky

Vynález se týká spínacího zařízení, například stykače, zejména pro hornictví, s alespoň jedním krytem, s elektrickou výkonovou částí, s elektrickou/elektronickou řídicí jednotkou a s příslušnými elektrickými vedeními. Vynález se dále týká skříňové rozvodny a způsobu přípravy spínacího zařízení.

Dosavadní stav techniky

Spínací zařízení a skříňové rozvaděče se používají pro umístění elektrických spínačích a řídicích prvků, které jim poskytují případnou ochranu proti nebezpečím v důsledku možných explozí nebo jiný druh ochrany, přičemž uvedené prvky sestávají z výkonové části, jako stykače, a řídicí části, jako elektrických nebo elektronických řídicích prvků.

V hornictví, zejména v hlubinném hornictví, se používají stroje, které mají poměrně velký elektrický příkon. Protože zejména v hlubinném hornictví jsou v důsledku výskytu třaskavých plynů kladeny velké požadavky na bezpečnost, musí být veškeré stroje zajištěny spínacími zařízeními.

Ze spisu DE 43 32 814 C2 je například znám skříňový rozvaděč, jehož kryt, vyplněný například přetlakovým plynem, je opatřen otevíratelnými a uzavíratelnými klapkami, přičemž elektrické, popřípadě elektronické, konstrukční prvky jsou sdruženy v moduly a upevněny na deskách, které jsou usazeny na vodicích ústrojích a lze je vyjmout ze skříňového rozvaděče v různých směrech. Za tím účelem je skříňový rozvaděč rozdělen ve dvě svislé montážní vestavné roviny, přičemž výkonové části, jako stykače, jsou vzhledem ke klapce umístěny v zadní oblasti skříňového rozvaděče a elektrické nebo elektronické řídicí části jsou vzhledem ke klapce uspořádány v přední oblasti skříňové rozvodny. Vedení výkonových částí, popřípadě řídicích modulů, se sbíhají dohromady jako kabelový strom v takzvaném seřaďovacím prostoru.

Spínací zařízení použitá pod zemí jsou z velké části poměrně stará a musí se tudíž v blízké budoucnosti na základě stávajících bezpečnostních předpisů vyměnit. K tomu je několika výrobci navrhováno stávající stará spínací zařízení nahradit zcela novými spínacími zařízeními. Tento postup je pro báňské podniky, kterých se to týká, nepřijatelný z existenčních důvodů, neboť jejich rozpočty jsou na samé hraně únosnosti a vysoké náklady na spínací zařízení by zcela podlomily jejich konkurenční schopnost uplatnit se na světových trzích. Současně se musí všechny řídicí prvky použité pod zemí přezkušovat v časových intervalech, předepsaných zákonem, zdali nejsou technicky překonány. U shora uvedeného postupu existuje riziko, že po uplynutí časového intervalu se opět budou muset vynaložit náklady na jejich opětovné opatření.

Interní záznamy a výzkumy přihlašovatele tohoto vynálezu prokázaly, že téměř ve všech případech bylo selhání shora uvedených spínacích zařízení způsobeno vadami v řídicích prvcích, respektive v řídicí části, zatímco výkonové části, jako stykače, pracovaly celá léta bez poruchy.

Úkolem vynálezu je vytvořit taková spínací zařízení, aby se jejich renovace, popřípadě inspekce, mohly provádět jednoduše a s vynaložením co nejmenších nákladů. Úkolem vynálezu dále je vylepšit skříňovou rozvodnu a způsob přípravy spínacího zařízení.

-1 CZ 298019 B6

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje spínací zařízení, například stykač, zejména pro hornictví, s alespoň jedním krytem, s elektrickou výkonovou částí, s elektrickou/elektronickou řídicí jednotkou a s příslušnými elektrickými vedeními, podle vynálezu, jehož podstatou je, že kryt sestává z alespoň dvou jednotek, to jest z první jednotky krytu a druhé jednotky krytu, přičemž v první jednotce krytu je umístěna výkonová část a elektrická přípojná vedení jsou pro provoz výkonové části sdružena do alespoň jednoho vícepólového zástrčkového dílu, v druhé jednotce krytu je umístěna řídicí jednotka a elektrická přípojná vedení pro provoz výkonové části jsou sdružena do alespoň jedné vícepólové zásuvky, přičemž první jednotka krytu obsahuje přizpůsobovací desku opatřenou zástrčkovým dílem a druhá jednotka krytu obsahuje přizpůsobovací rám opatřený zásuvkou, a přičemž druhá jednotka krytu s přizpůsobitelným rámem je upevnitelná na první jednotce krytu s přizpůsobovací deskou při současném elektrickém připojení zástrčkového dílu k zásuvce.

Vynález spočívá na té interní zkušenosti, že výkonové části nevyžadují téměř žádnou údržbu. Jeho provedení je uspořádáno tak, že pro spínací zařízení je použit dvoudílný kryt, přičemž v jedné jednotce krytu je umístěna výkonová část, zatímco v druhé jednotce krytu jsou umístěny všechny řídicí složky, které způsobují ochrannou funkci spínacího zařízení, a jsou sdruženy do jednoho bloku. Obě jednotky krytu jsou prostřednictvím přizpůsobovací desky, respektive přizpůsobovacího rámu, navzájem k sobě připojitelné, přičemž elektrické napojení se realizuje prostřednictvím zástrčkového spojení.

Taková konstrukce spínacích zařízení má za následek to, že řídicí deska, spojovací prvky a montážní deska se nemusí použít. Na základě zástrčkového dílu a zásuvky se podstatně zjednoduší spojení vodičů a realizuje se s malými náklady.

Vytvořením podle vynálezu vynikne ta jeho přednost, že výkonové části téměř všech dosud pod zemí používaných spínacích zařízení, skříňových rozvaděčů a stykačů se mohou nadále používat. Protože rozměry krytu pod zemí používaných spínacích zařízení jsou navzdory různým výrobcům poměrně stejné, musí se přizpůsobovací deska přizpůsobit na spínací zařízení jen na straně přivrácené k výkonové části, zatímco u všech spínacích zařízení podle vynálezu se může použít stejná jednotka krytu.

Uvedený úkol dále splňuje skříňová rozvodna, podle vynálezu, jehož podstatou je, že uvnitř skříňového rozvaděče je uspořádáno více spínacích zařízení podle vynálezu, přičemž na skříňové rozvodně je uspořádána počítačová jednotka, která je spojena s jednotlivými spínacími zařízeními pro přenos dat, zejména prostřednictvím světlovodů.

Z výše uvedeného vyplývá, že pro první rekonstrukci se musí provést rekonstrukce celého spínacího zařízení, aby se výkonová část a řídicí část mohly umístit v různých jednotkách krytu. Protože alespoň jedna část z původního spínacího zařízení se může použít v nových spínacích zařízeních a pro příští práce spojené s renovací, nebude se muset provést práce spojené s vytvořením drátových spojů řídicí části a amortizují se náklady vynaložené na tyto pracovní operace již po prvním uvedení spínacího zařízení do provozu. Ke snížení nákladů přispívá dále i to, že na skladu je třeba mít podstatně méně náhradních dílů, neboť u všech spínacích zařízení je použitelná stejná druhá jednotka krytu, která je vyměnitelná.

Uvedený úkol dále splňuje způsob přípravy spínacího zařízení podle vynálezu, přičemž jeho podstatou je, že stávající stykač se upraví tak, že do první jednotky krytu se umístí v podstatě pouze výkonová část s příslušnými vedeními, potom se vedení připojí k zástrčkovému dílu, načež se k první jednotce krytu připojí přizpůsobovací deska, potom se do druhé jednotky krytu umístí přizpůsobovací rám se zásuvkou, načež se do druhé jednotky krytu se umístí řídicí zařízení a/nebo komponenty vyvolávající obvyklé ochranné funkce.

-2CZ 298019 B6

Do rámce vynálezu spadá také to, že nová spínací zařízení, která se mají instalovat, se upraví podle vynálezu. Také všechny konstrukční části, které jsou navzájem sobě přizpůsobeny, jako zástrčkový díl zásuvka nebo přizpůsobovací rám přizpůsobovací deska, se mohou uspořádat vždy na druhé jednotce krytu.

Na konstrukční části, které se mají použít podle vynálezu, se nevztahují žádné zvláštní předpisy, pokud se týká jejich velikosti, tvaru provedení, volby materiálu a technické koncepce, takže obvyklá známá kritéria v oblasti použití příslušných konstrukčních částí nejsou ničím omezena.

Další podrobnosti, znaky a přednosti předmětu vynálezu vyplývají ze závislých patentových nároků a jsou uvedeny i v další části popisu, v níž bude vynálezu blíže vysvětlen na příkladech provedení, znázorněných na výkresech.

Přehled obrázků na výkresech

Na obr. 1 jsou v perspektivním pohledu znázorněny obě jednotky krytu spínacího zařízení v rozloženém stavu,

Na obr. 2a je schematicky znázorněn řez skříňovým rozvaděčem s více spínacími zařízeními.

Na obr. 2b je znázorněn skříňový rozvaděč podle obr. 2a v pohledu ze strany.

Na obr. 3a je znázorněn přizpůsobovací rám.

Na obr. 3b je znázorněna přizpůsobovací deska.

Příklady provedení vynálezu

Na obr. 1 jsou znázorněna spínací zařízení 100, u kterých jednotka 1 krytu a jednotka 2 krytu nejsou ještě navzájem smontovány. V první jednotce 1 krytu je umístěna výkonová část, například stykač. Ve druhé jednotce 2 krytá jsou umístěny řídicí prvky, jako kontrolní zařízení, řídicí transformátor, respektive měřicí transformátor, a jiné komponenty, které v hornictví vykonávají obvyklé ochranné funkce. Protože z hlediska podstaty vynálezu je důležité rozdělení komponentů a na jejich vytvoření nebo jejich celkový počet, nejsou znázorněny všechny elektrické nebo elektronické prvky označované jako řídicí jednotka.

Rozměry první jednotky 1 krytu vyplývají zpravidla z rozměrů před rekonstrukcí řídicí jednotky, tj. před jejím vyjmutí ze stykače. Hmotnost výkonové části je ve srovnání s hmotností řídicí jednotky a tím i hmotností druhé jednotky 2 krytu, která je asi 10 kg, podstatně vyšší. Při inspekci spínacího zařízení, popřípadě výměně k vadám náchylné řídicí jednotky, je tudíž nutné nést případně velmi dlouhými chodbami šachty jen druhou jednotku 2 krytu a tím i menší hmotnost.

Montáž druhé jednotky 2 krytu na první jednotku 1 krytu je umožněna pomocí přizpůsobovací desky 3, popřípadě přizpůsobovacího rámu 4. Druhá jednotka 2 krytu a přizpůsobovací rám 4 jsou vytvořeny stejně jako všechny druhy provedení. Příklad provedení přizpůsobovací desky 3 a přizpůsobovacího rámu 4 je znázorněn na obr. 3a a 3b. Na obr. 3b znázorněná přizpůsobovací deska 3 sestává z kovové desky nebo z desky z plastu, v níž jsou vytvořena dvě obdélníková vybrání 5a, 5b pro uložení dvou zástrčkových dílů 6a, 6b viz obr. 3b. Dále jsou v přizpůsobovací desce 3 vytvořeny otvory 7 se závitem, do kterých jsou zašroubovatelné upevňovací šrouby 8, viz obr. 1, pro upevnění druhé jednotky 2 krytu, vodicí kolíky 9 a dvojice upevňovacích otvorů 10, 11, popřípadě 12. Uspořádání více dvojic upevňovacích otvorů 10, 11, 12 umožňuje, že se stejná přizpůsobovací deska 3 může namontovat na stykače různých výrobců. Pro upevnění slouží neznázoměné rozpěrky, které byly uspořádány v původním stykač, popřípadě první jednotce 1

-3 CZ 298019 B6 krytu, a nyní byly znovu použity. Přizpůsobovací deska 3 se upevní prostřednictvím upevňovacích otvorů 10, 11, 12 šrouby se zápustnou hlavou.

Na obr. 3a znázorněný přizpůsobovací rám 4 je svými rozměry přizpůsoben přizpůsobovací desce 3 tak, že ji utěsňuje. V přizpůsobovacím rámu 4 jsou uspořádány průchozí otvory 13 pro průchod upevňovacích šroubů 8, vybrání 14, ve kterém je uspořádána zásuvka, do níž se zavedou při montáži zástrčkové díly 6a, 6b, a vodicí otvory 15 uzpůsobené pro zavedení vodicích kolíků 9. Vodicí otvory 15 jsou tedy vytvořeny v přizpůsobovacím rámu 4 proti vodicím kolíkům 9 na přizpůsobovací desce 3.

Vodicí kolíky 9 a vodicí otvory 15 slouží pro přesné nasazení druhé jednotky 2 krytu na první jednotku 1 krytu. Protože v podzemí je nejčastěji tma, a protože druhou jednotku 2 krytu nejde snadno zvednout, je zapotřebí navzdory omezenému montážnímu prostoru, který je k dispozici, zabránit poškození jednotek 1, 2 krytu, což usnadňují vodicí prvky, tvořené vodícími kolíky 9 a vodícími otvory 15.

Přenos dat do druhé jednotky 2 krytu se provádí, respektive může provádět, prostřednictvím světlovodů 54, které mohou vstupovat do druhé jednotky 2 kiytu vstupními otvory 16, jak je znázorněno na obr. 1. Na druhé jednotce 2 krytu mohou být uspořádána rovněž kontrolní zařízení a nastavovací tlačítka 17, zejména na jeho přední desce 20.

Na obr. 2a a 2b je znázorněno použití spínacího zařízení ve skříňovém rozvaděči 50 s více navzájem na sobě nezávisle působícími spínacími zařízeními 100. Jednotlivá spínací zařízení 100 jsou prostřednictvím světlovodů 54, popřípadě svazku světlovodů 54, spojena s počítačovou jednotkou 56. Jednotka 60 skříňového rozvaděče 50 a skříň 61 počítačové jednotky 56 jsou prostorově navzájem od sebe odděleny. Přívod světlovodů 54, popřípadě svazku světlovodů 54, se provádí prostřednictvím průchodky 55 světlovodů 54· Pro nezávislé řízení spínacích zařízení 100 má počítač displejový ukazatel 57 včetně klávesnice 58.

Claims (12)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Spínací zařízení, například stykač, zejména pro hornictví, s alespoň jedním krytem, s elektrickou výkonovou částí, s elektrickou/elektronickou řídicí jednotkou a s příslušnými elektrickými vedeními, vyznačující se tím, že kryt sestává z alespoň dvou jednotek (1, 2), to jest z první jednotky (1) krytu a druhé jednotky (2) krytu, přičemž v první jednotce (1) krytu je umístěna výkonová část a elektrická přípojná vedení jsou pro provoz výkonové části sdružena do alespoň jednoho vícepólového zástrčkového dílu (6a, 6b), v druhé jednotce (2) krytu je umístěna řídicí jednotka a elektrická přípojná vedení pro provoz výkonové části jsou sdružena do alespoň jedné vícepólové zásuvky, přičemž první jednotka (1) krytu obsahuje přizpůsobovací desku (3) opatřenou zástrčkovým dílem (6a, 6b) a druhá jednotka (2) krytu obsahuje přizpůsobovací rám (4) opatřený zásuvkou, a přičemž druhá jednotka (2) krytu s přizpůsobitelným rámem (4) je upevnitelná na první jednotce (1) krytu s přizpůsobovací deskou (3) při současném elektrickém připojení zástrčkového dílu (6a, 6b) k zásuvce.
2. 2. Spínací zařízení podle nároku 1,vyznačující se tím, že jednotky (1,2) krytu tvoří ve smontovaném stavu kryt odolný proti povětrnostním vlivům.
3. 3. Spínací zařízení podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že ve druhé jednotce (2) krytu jsou uspořádány další elektrické/elektronické součásti, jako kontrolní zařízení a/nebo v hornictví obvyklé komponenty s ochrannou funkcí.

   -4CZ 298019 B6
4. 4. Spínací zařízení podle jednoho z nároků 1 až 3, vyznačující se tím, že obsahuje prostředky pro přenos dat do druhé jednotky (2) krytu.
5. 5. Spínací zařízení podle nároku 4, vyznačující se tím, že prostředky pro přenos dat jsou tvořeny alespoň jedním světlovodem.
6. 6. Spínací zařízení podle jednoho z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že přizpůsobovací deska (3) a přizpůsobovací rám (4) obsahují mechanické vodicí prvky.
7. 7. Spínací zařízení podle nároku 6, vyznačující se tím, že mechanické vodicí prvky jsou tvořeny vodícími kolíky (9) a odpovídajícími vodícími otvory (15).
8. 8. Spínací zařízení podle jednoho z nároků 1 až 7, vyznačující se tím, že přizpůsobovací deska (3) je připojitelná k různým stykačům používaným v hornictví.
9. 9. Spínací zařízení podle nároku 8, vyznačující se tím, že přizpůsobovací deska (3) je opatřena upevňovacími otvory (11, 12, 13) rozmístěnými po její ploše pro upevnění přizpůsobovací desky (3) na různých stykačích.
10. 10. Spínací zařízení podle jednoho z nároků 1 až 9, v y z n a č u j í c í se t í m , že pro stykač na stejnosměrné napětí je v druhé jednotce (2) krytu uspořádán usměrňovač se zapojeným varistorem.
11. 11. Skříňová rozvodna, vyznačující se tím, že uvnitř skříňového rozvaděče (50) je uspořádáno více spínacích zařízení (100) podle jednoho z nároků 1 až 9, přičemž na skříňové rozvodně je uspořádána počítačová jednotka (61), která je spojena s jednotlivými spínacími zařízeními (100) pro přenos dat, zejména prostřednictvím světlovodů (54).
12. 12. Způsob přípravy spínacího zařízení (100) podle jednoho z nároků 1 až 8, vyznačující se t í m , že stávající stykač se upraví tak, že do první jednotky (1) krytu se umístí v podstatě pouze výkonová část s příslušnými vedeními, potom se vedení připojí k zástrčkovému dílu (6a, 6b), načež se k první jednotce (1) krytu připojí přizpůsobovací deska (3), potom se do druhé jednotky (2) krytu umístí přizpůsobovací rám (4) se zásuvkou, načež se do druhé jednotky (2) krytu umístí řídicí zařízení a/nebo komponenty vyvolávající obvyklé ochranné funkce.