DE69833931T2

DE69833931T2 - Installationsgerät zur Verwendung in einer Umgebung mit einem Explosionsrisiko

Info

Publication number: DE69833931T2
Application number: DE69833931T
Authority: DE
Inventors: Raphael Prina
Original assignee: Parker Lucifer SA
Current assignee: Parker Hannifin Manufacturing Switzerland SA
Priority date: 1997-09-25
Filing date: 1998-08-18
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2018-08-19
Also published as: EP0905820B1; EP0905820A1; CH691645A5; DE69833931D1; DK0905820T3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine elektrische Installation zur Verwendung in einer Umgebung mit einem Explosionsrisiko, hervorgerufen durch einen Lichtbogen, mit wenigstens einem inerten elektrischen oder elektronischen Bauteil, das zur Herstellung seiner galvanischen Verbindung mit der restlichen Installation einsteckbar ist und welches einen zylindrischen oder prismatischen Körper aufweist und mit Verbindungselementen sehen ist, die in Verbindungselemente der Installation einsteckbar sind.
Eine derartige Installation ist aus dem Dokument US-3,659,250 bekannt.
In der chemischen Industrie werden elektrische Installationen verwendet, die im wesentlichen Elektroventile zum Steuern eines Flüssigkeitskreislaufs sowie Sensoren zum Erfassen verschiedener Parameter aufweisen. In modernen Installationen sind die Spulen der Elektroventile einsteckbar, damit sie im Falle eines Durchschlags rasch ersetzt werden können. Das gleiche gilt für Sensoren. Diese Installationen arbeiten oft in einer Umgebung mit erhöhten Explosionsrisiken infolge eines Lichtbogens, auch wenn dieser nur sehr schwach ist. Um die elektrische Installation von der explosionsgefährdeten gasförmigen Umgebung zu isolieren, wird diese Installation in einem Schrank untergebracht, welcher mit einem inerten Gas, z. B. Luft, gefüllt ist, das unter einem Druck gehalten wird, der höher als der Atmosphä rendruck der Umgebung ist. Wenn eine Spule oder ein Sensor ersetzt werden muss, dann ist es erforderlich, den Schrank zu öffnen und die elektrische Speisung der Installation abzuschalten, was im allgemeinen beim Öffnen des Schranks automatisch erfolgt, um das zu ersetzende Bauteil zu entfernen und dafür ein neues einzusetzen, ohne dass ein Lichtbogen zwischen den Verbindungselementen entsteht, wobei die Isolation der Installation in bezug auf die Umgebung nicht mehr gewährleistet ist. Die Unterbrechung der elektrischen Speisung bedeutet jedoch den Abbruch des laufenden chemischen Prozesses, was für die Produktion einen Verlust von mehreren zehntausend Franken je Minute zur Folge haben kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Installation zu schaffen, in welcher ein inertes steckbares Bauteil, wie eine Spule oder ein Sensor, ausgewechselt werden kann, ohne die elektrische Speisung der Installation unterbrechen zu müssen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die elektrische Installation nach der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gekennzeichnet.
Der genannte Hohlraum wird z. B. in einem isolierenden Block gebildet, der mit einer Dichtungspackung versehen ist, welche eine dichte Verbindung zwischen dem Inneren der Installation und dem genannten Hohlraum sicherstellt.
Bei einer praktischen Ausführung trägt der isolierende Block die unter Spannung bleibenden Verbindungselemente.
Der mit dem Inneren der Installation verbundene Hohlraum ist mit einem inerten Druckgas gefüllt, welches durch das Spiel gemäss IP 40 zwischen der Wand des Hohlraums und dem Körper des steckbaren Bauteils ausströmt. Dieser Körper verlässt den Hohlraum erst nach dem Verschwinden des zwischen den Verbindungselementen entstehenden Lichtbogens.
Die Zeichnung veranschaulicht als Beispiel das Prinzip der erfindungsgemässen Verbindung.
Die einzige Figur ist eine Teilansicht im axialen Schnitt quer durch die Verbindungselemente, welche einen Teil der Installation mit einem inerten steckbaren Bauteil verbinden.
Die Zeichnung zeigt das Ende eines Gehäuses 1 aus isolierendem Material, im betrachteten Fall eine der Komponenten einer Batterie von Elektroventilen, wobei dieses Element mit quer verlaufenden Durchlässen versehen ist, welche mit Durchlässen einer benachbarten Komponente dicht verbunden sind; die Dichtheit wird durch Dichtungspackungen, wie die Dichtungspackung 2, gewährleistet. Das Gehäuse 1 hat eine Öffnung, in die ein Block 3 aus isolierendem Material eingepasst ist, welcher mit einer Dichtungspackung 4 versehen ist; diese Dichtungspackung stellt die Dichtheit in der Ebene der Stossfuge zwischen dem Block 3 und dem Gehäuse 1 sicher. Der ins Innere des Gehäuses 1 eingreifende Teil des Blocks 3 trägt Verbindungselemente 5, im betrachte ten Falle Klemmkontakte, die von einem am Block 3 mit einer Schraube 7 befestigten Kontakthalter 6 gehalten werden. Die Verbindungselemente 5 sind mit den im Gehäuse 1 angeordneten Komponenten verbunden.
Der Block 3 hat Durchlässe 8 und 9 für die Kabelschuhe 10 du 11 eines inerten steckbaren Bauteils 12, z.B. einer Spule eines Elektroventils, welches eine wenigstens über einem Teil seiner Höhe, auf der Seite der Kabelschuhe 10 und 11, eine äussere zylindrische Form hat. Der Block 3 hat in der Verlängerung der Durchlässe 8 und 9 einen zylindrischen Hohlraum 13 mit einem Querschnitt, der im wesentlichen gleich dem Querschnitt des Körpers des steckbaren Bauteils 12 ist, derart, dass das Spiel e zwischen der zylindrischen Wand des Hohlraums 13 und dem steckbaren Bauteil 12 der Norm IP 40 entspricht, das heisst kleiner als 1 mm ist.
Auf der Zeichnung bedeuten:

a: = maximale Länge des Lichtbogens zwischen den Verbindungselementen
d1: = Tiefe des Eingriffs der Kabelschuhe 10 und 11 in die Kontakte 5
d2: = Tiefe des Hohlraums 13 oder Tiefe des Eingriffs des Bauteils 12 in den Block
b: = Restlänge dieses Eingriffs nach Erlöschen des Lichtbogens

Die oben angegebenen Grössen erfüllen die folgenden Bedingungen: d2 (d1 + a) d2 = (d1 + a) + b
Das bedeutet, dass das steckbare Bauteil 12 den Hohlraum 13 nicht vor dem Verschwinden des Lichtbogens zwischen den Verbindungselementen verlässt. Umgekehrt wird das steckbare Bauteil 12 in den Hohlraum 13 eingeschoben, bevor sich ein Lichtbogen bilden kann.
Der Block 3 besteht vorzugsweise aus gegossenem Kunststoff, z. B. aus mit 30% Glasfasern verstärktem PA 6.6.
Die unter Spannung stehende Elektronik befindet sich im Inneren des Gehäuses 1 und, zum Beispiel, ein Bus, ein Mikroprozessor usw.
In das Gehäuse 1 wird ständig Druckluft eingeführt, so dass der Druck im Inneren des Gehäuses 1 stets grösser ist als der Umgebungsdruck. Der Hohlraum 13 steht mit dem Inneren des Gehäuses in Verbindung, er enthält ebenfalls Druckluft, welche die Verbindungselemente gegen aussen isoliert. Die Luft entweicht langsam durch das Spiel zwischen dem Hohlraum und dem steckbaren Bauteil.
Nach dem Entfernen des steckbaren Bauteils 12 entweicht die in der Installation enthaltene Druckluft durch die Durchlässe 8 und 9, deren Querschnitt genügend klein ist, um einen beträchtlichen Druckverlust zu erzeugen.
Dieser Druckverlust kann durch eine Einschnürung noch vergrössert werden.

Claims

Elektrisches Installationsgerät zur Verwendung in einer Umgebung mit einem Explosionsrisiko, hervorgerufen durch einen elektrischen Funken, mit wenigstens einem inerten elektrischen oder elektronischen Bauteil (12), das zwecks seiner galvanischen Verbindung mit der restlichen Installation einsteckbar ist, wobei dieses inerte Bauteil einen zylindrischen oder prismatischen Körper aufweist und mit Verbindungsteilen (10, 11) versehen ist, welche in steckbare Verbindungselemente (5) der Installation einsteckbar sind, die sich in einem zylindrischen (13) bzw. prismatischen Hohlraum befinden, in welchen der Körper des inerten steckbaren Bauteils (12) eingeführt ist, und wobei der Querschnitt des genannten Hohlraums dem Querschnitt des Körpers des inerten steckbaren Bauteils mit einem Spiel gemäss der Norm IP 40 entspricht und die Tiefe (d2) des Hohlraums grösser ist als die Länge (d1) des gegenseitigen Eingriffs der Verbindungsteile, vergrössert um die Höchstlänge (a) des elektrischen Lichtbogens, der sich bei der Trennung der Verbindungsteile ausbildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Installationsgerät, mit Ausnahme des inerten steckbaren Bauteils, in einem Gehäuse (1) untergebracht ist, welches mit einem Intertgas gefüllt ist, das unter einem Druck über dem umgebenden atmosphärischen Druck gehalten wird, und dass die unter Spannung stehenden Verbindungsteile (5) am Boden eines zylindrischen (13) bzw. prismatischen Hohlraums angeordnet sind, der mit dem Inneren des Gehäuses (1) in Verbindung steht.
Installationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der genannte Hohlraum (13) in einen isolierenden Block (3) eingearbeitet ist, der mit einer Dichtungspackung (4) ausgestattet ist, welche eine dichte Verbindung zwischen dem Block und dem Gehäuse (1) sicherstellt.
Installationsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am genannte Isolierblock (3) die unter Spannung stehenden Verbindungsteile angebracht sind.