DE2937218A1 - Vorrichtung zur ableitung des in eigensicheren elektrischen betriebsmitteln im stroerungsfall an den strombegrenzungswiderstaenden auftretenden waermestaus - Google Patents

Description

• Vorrichtung zur Ableitung des in eigensicheren
• elektrischen Betriebsmitteln im Störungsfall an den Strcmbegrenzuncswiderständen auftretenden Wärme staus Die erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ableitung des in eigensicheren elektrischen Betriebsmitteln, insbesondere Transmittern. im C+ör ngsfall an den Strombegrenzungswiderstanden auftretenden Barmestaus.
• In der chemischen Verfahrenstechnik ist es üblich, die gegen Störungen empfindlichen Signale von Meßwertgebern, wie z.B. Thermoelementen und Widerstandsthermometern durch Verstärker, auch Transmitter genannt, auf einen Signalpegel anzuheben, der nur eine geringe Störempfindiichkeit hat, so daß dieses Signal über große Entfernungen übertragen werden kann. So ist es zum Beispiel üblich, als zu iibertragendes Signal einen durch den Transnitter je nach Meßsignalgröße eingeprägten Strom zu verwenden.
• Zur Verminderung der Störsignale ist es zweckmäßig, die Leitungsverbindung zwischen Meßwertgeber und Transmitter so kurz wie möglich zu halten. Deshalb werden üblicherweise solche Transmitter in unmittelbarer Nähe der Anschlußarmatiir ton z.B. Thermoelementen, montiert. Ideal ist es, den Transmitter in die Anschlußarmatur selbst einzubauen.
• Dies setzt eine kleine Bs form ~#or#'.'s, ##as z'3 e er Reihe technischer Schwierigkeiten führt. i .shesondere wenn Forderungen der Explosionssicherheit erfüllt werden müssen. Eine besonders orte lhafte Lösung dafür ist Gegenstand der Erfindung.
• In chemischen Anlagen, besonders der organischen Chemie, besteht häufig Explosionsgefahr. Die in diesen Bereichen eingesetzten Betriebsmittel dürfen daher keine unerwinschten Zündquellen enthalten. Hierüber gibt es eine Reihe entsprechender gesetzlicher Vorschriften (z.B.
• VDE 0171). In explosionsgefährdeten Räumen einzusetzende Betriebsmittel bedjirfen der behördlichen Genehmigung.
• Für den Explosionsschutz elektrischer Betriebsmittel sind verschiedene Schutzarten zugelassen; für Meßgeräte, wie z.B. Transmitter, hat sich besonders die Schutzart fleigen sicher" eingebürgert. Bei dieser Schutzart muß dafür gesorgt werden, daß die in einem Betriebsmittel im explosionsgefährdeten Raum auftretenden Spannungen und Ströme so klein gehalten werden, daß ihre Energie für eine Zündung nicht ausreicht.
• Dies wird erreicht durch entsprechende, außerhalb des explosionsgefährdeten Bereichs angebrachte Betriebsmittel (z.B. Zenerbarrieren), die Strom und Spannung für das angeschlossene Betriebsmittel im explosionsgefährdeten Bereich auch im Falle einer Störung sicher begrenzen.
• Außerdem muß dafür gesorgt werden, daß es im Betriebsmittel im explosionsgefährdeten Bereich nicht zu lokalen Überhitzungen kommen kann, die eine Explosion auslösen würde, wenn sie mit dem ziinderfähigen Gemisch in Kontakt kämen. Deshalb iZ es üblich, solche Betriebsmittel dicht mit speziellen Vergußmassen zu vergießen.
• Eine solche lokale Uberhitzung muß aber auch sicher vermieden werden, wenn ein Störungsfall vorliegt, wenn z.B.
• in dem Betriebsmittel ein teilweiser oder vollständiger Kurzschluß vorliegt. Es ist aaher z.B. üblich, für diesen Fall als besonders zuverlässig angesehene Strombegrenzungswiderstände in die Vergußmasse mit einzubetten.
• Im Störungsfall werden in diesen Widerständen Leistungen umgesetzt, die zu übertemperaturen am Widerstand führen, die an sich zu einer Zündung ausreichen. Durch den Verguß wird aber das zündfähige Gemisch vom heißen Widerstand ferngehalten. Es muß aber dafür gesorgt werden, daß die AuE,entemperatur der Vergußmasse an keiner Stelle die Zündgrenze erreicht, und daß die Vergußmasse an keiner Stelle durch die hohe Übertemperatur des Begrenzungswiderstandes so geschädigt werden kann, daß z.B.
• Risse entstehen und das ziindfähige Gemisch den heißen Widerstand erreicht. Dies macht besonders bei kleinen Bauformen, bei denen es leicht zu einem Wärmestau kommt, Schwierigkeiten, wie z.B. bei Transmittern, die in Anschlußköpfen von Armaturen montiert werden sollen.
• Es wurde nun gefunden, daß sich die im Strombegrenzungs widerstand erzeugte Wärme dadurch auf eine große Fläche verteilen läßt, daß eine oder mehrere Begrenzungsflächen des vergossenen Betriebsmittels als gut wärmeleitende Kühlfläche, z.B. aus gut wärmeleitenden Metallen ausgeführt sind, wodurch sich keine lokalen überhitzungen mehr ausbilden können.
• Gegenstand der Erfindung ist demgemäß eine Vorrichtung zur Ableitung des in eigensicheren elektrischen Betriebsmitteln im Störungsfall auftretenden Wärmestaues, wobei zur Vermeidung lokaler Uberhitzungen Strombegrenzungswiderstände vorgesehen sindsdie in Vergussmasse eingebettet sind, und welche dadurch gekennzeichnet ist, dass das die vergossennen Strombegrenzungswiderstände enthaltende Betriebsmittel mit einer oder mehreren gut wärmeleitenden Be- -grenzungsflächen versehen ist.
• Hierbei werden vorteilhaft die Begrenzungswiderstände nahe an die wärmeleitenden Begrenzungsflächen gebracht und vorteilhaft durch eine Schelle mit diesen verbunden.
• Die wärmeleitenden Begrenzungsflächen werden am besten aus Metall, insbesondere sehr gut wärmeleitenden Metallen, wie Kupfer oder Aluminium, gebildet. Sie können aber auch aus gut wärmeleitender Keramik, wie Sinteraluminiumoxid, bestehen. Nach einer Variante der Erfindung ist lediglich die Bodenfläche als gut wärmeleitende Begrenzungsfläche ausgebildet, wodurch eine besonders kostengünstige Lösung erreicht wird.
• Es kann aber auch die Bodenfläche und eine Seitenfläche als wärmeleitende Begrenzungsfläche ausgebildet sein, wobei sich als besonders einfach herzustellendes Bauelement eine Winkelkonstruktion ergibt.
• Eine maximale Wärmeabfuhr und den Verguß vor mechanischen Schäden besonders gut schützende Ausführungsform sieht vor, daß die Bodenfläche und sämtliche Seitenflächen als wärmeleitende Begrenzungsflächen ausgebildet sind, so daß sich eine topfähnlishe Konstruktion ergibt, welche sich, sofern sie in Metall ausgeführt wird, durch Tiefziehen herstellen läßt.
• Eine Steigerung der Wärmeabfuhrwirkung kann erzielt werden, indem an die wärmeleitenden Begrenzungsflächen zusätzlich Kühlrippen angebracht werden.
• Die Erfindung läßt sich insbesondere auf die Ausführung von Transmittern anwenden. Dabei kann der Transmitter im- Anschlußkopf der Armatur eines Meßfühlers untergebracht sein. Als Meßfühler können Thermoelemente oder Widerstandsthermometer eingebaut sein.
• Die Erfindung wird durch die belegende Zeichnung, bestehend aus den Figuren 1 - 4 näher erläutert.
• Gemäß Fig. 1 ist ein vergossener Transmitter 1 mit den Anschlußklemmen 2 mit einer wärmeleitenden Xupferscheibe 3 als Bodenplatte arersehen.
• Bei den Beispielen nach Fig. 2 greift das Kühlblech als Winkel über eine Seite.
• Bei dem Beispiel nach Fig. 3 sind sämtliche Seiten in das Kühlblech mit einbezogen, so daß es sich besonders vorteilhaft als tiefgezogene Schale, in die der Verguß eingebracht ist, herstellen läßt.
• Fig. 4 zeigt beispielhaft den Einbau eines solchen Transrnitters 1 in den Meßkopf 2 einer Meßarmatur 3 mit Meßeinsatz 4.
• Leerseite

Claims (11)

1. Vorrichtung zur Ableitung des in eigensicheren elektrischen Betriebsmitteln im Störungsfall an den Strombegrenzungswiderständen auftretenden Wärme staus.

   PATENTANS PRÜCHE 9 Vorrichtung zur Ableitung des in eigensicheren elektrischen Betriebsmitteln im Störungsfall auftretenden Wärmestaus, wobei zur Vermeidung lokaler Überhitzungen Strombegrenzungswi ders tände orgesehen sind,die in ergussmasse eingebettet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das die vergossenen Strombeerenzunoswiderstände enthaltende Betriebsmittel mit einer oder mehreren gut wärmeleitenden Begrenzungsflächen #ersehen ist.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Strombebrenzungsidersznde durch eine Schelle mit den wärmeleitenden Begrenzungsflächen verbunden sind.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch. 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeleitenden Begrenzungsflächen aus Metall, insbesondere sehr glt wärmeleitenden Metallen, vorzugsweise Kupfer, Aluminium gebildet werden.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1 nder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die wärmeleitenden Begrenzungsflächen aus gut wärmeleitender Keramik Vorzugsweise aus Sinteraluminiumoxid bestehen.
5. 5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß lediglich die Bodenfläche als gut wärmeleitende Begrenzungsfläche ausgebildet ist.
6. 6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche und eine Seitenfläche als wärmeleitende Begrenzungsfläche ausgebildet sind, wobei sich als Bauelement eine Winkelkonstruktion ergibt.
7. 7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenf1äche und sämtliche Seitenflächen als wärmeleitende Begrenzungsfläche ausgebildet sind, so daß sich eine topfahnliche Konstruktion ergibt, die sich in Metallausführung tiefziehen läßt.
8. 8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 - 7. dadurch gekennzeichnet, daß an die wärmei eitenden Begrenzungs flächen zusätzlich Kiihlrinpen angebracht sind.
9. 9. Vorrichtung nach den Anspriichen 1 - 8, dadurch gekennzeichnet, daß Transmitter auf diese Weise ausgeführt sind.
10. 10. Vorrichtung nach Anspruch °, dadurch gekennzeichnet, daß der Transmitter im Anschlußkopf der Armatur eines Meßfühlers untergebracht ist.
11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß als Meßfühler Thermoelemente oder Widerstandsthermometer eingebaut sind.