ITFI20090122A1 - "quadro elettrico industriale con sportelli di sicurezza" - Google Patents

Description

“QUADRO ELETTRICO INDUSTRIALE CON SPORTELLI DI SICUREZZAâ€

DESCRIZIONE

Campo tecnico

La presente invenzione riguarda il campo delle installazioni per la connessione di impianti industriali ad una rete elettrica e più in particolare ha per oggetto un quadro elettrico industriale del tipo per alta, media o bassa tensione dotato di opportuni accorgimenti tecnici per ridurre il rischio di ferimento di persone nel caso di guasti esplosivi che occorrono internamente al quadro e dovuti a fenomeni d’arco elettrico. Stato della tecnica

Come à ̈ noto, le utenze elettriche sono generalmente separate dalla rete elettrica (o da generatori elettrici) mediante dei quadri elettrici di distribuzione che consentono di isolare le utenze se necessario, allo scopo di proteggere le utenze a valle o di compiere manutenzioni su queste.

A livello industriale, i quadri di distribuzione lavorano con potenze elettriche non trascurabili. Essi sono composti generalmente da una carcassa esterna formata da elementi in lamiera di opportuno spessore e forma, all’interno della quale sono definite delle camere di alloggiamento per la componentistica elettrica. E’ possibile accedere a tali camere mediante relativi sportelli.

Per differenti motivazioni, può capitare che all’interno delle camere della carcassa si formino archi elettrici accidentali (definiti “archi interni†). Vista la potenza elettrica in gioco, tali archi possono raggiungere temperature altissime in brevissimo tempo, anche superiori a 7000 °C, provocando un incendio esplosivo che, viste le dimensioni relativamente ridotte delle camere della carcassa, porta a sovrapressioni interne che possono sfondare le pareti della camera e della stessa carcassa, con estremo pericolo per chiunque si trovi nei pressi del quadro.

Per questo motivo, gli sportelli sono dotati di sistemi di chiusura particolarmente robusti, tali da evitare che un’esplosone all’interno della relativa camera provochi l’eiezione dello sportello verso gli operatori che sostano intorno al quadro.

In particolare, gli sportelli sono incernierati per un lato alla carcassa del quadro e presentano lungo tutto il perimetro, ad eccezione di quello con le cerniere, una pluralità di collegamenti filettati (ad esempio dei bulloni) che vincolano lo sportello alla carcassa.

Tale sistema di chiusura dello sportello presenta però inconvenienti nel suo utilizzo. In particolare si à ̈ verificato che gli operatori addetti alla manutenzione dei quadri elettrici spesso dimenticano di serrare adeguatamente tutti i bulloni di chiusura dello sportello. Ciò che si verifica à ̈ in pratica l’applicazione una forza di chiusura dello sportello che risulta inferiore a quella di progetto, ovvero a quella dimensionata per resistere al massimo carico esplosivo ipotizzabile in quel quadro, con conseguente possibilità che lo sportello, nel caso di guasto, possa staccarsi dalla carcassa ed essere pericolosamente proiettato nell’ambiente circostante.

Scopo e sommario dell’invenzione

Scopo della presente invenzione à ̈ quello di mettere a punto un quadro elettrico industriale dotato di struttura tale da ovviare alla problematica di chiusura sopra evidenziata.

In particolare, importante scopo della presente invenzione, à ̈ quello di realizzare un quadro elettrico industriale dotato di sportelli con chiusure robuste che possano azionate con semplicità e sicurezza.

Questi ed altri scopi, che saranno più chiari in seguito, sono raggiunti con un quadro elettrico industriale comprendente una carcassa in cui sono definite camere di alloggiamento di componentistica elettrica; di tali camere, almeno una presenta un rispettivo sportello di accesso a cui sono associati rispettivi mezzi di chiusura sulla carcassa. Secondo l’invenzione, i mezzi di chiusura comprendono un meccanismo di azionamento atto a realizzare con un’unica manovra tipo “aperto/chiuso†, il vincolo di almeno due contrapposti lati dello stesso sportello alla carcassa.

In questa maniera, l’operatore che agisce sullo sportello, nella fase di chiusura realizza in un’unica manovra di chiusura, il vincolo degli opportuni lati dello sportello alla carcassa, eliminando di fatto la molteplicità di operazioni di serraggio dei singoli bulloni ed eliminando di conseguenza il rischio di dimenticare un bullone aperto. Breve descrizione dei disegni

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno dalla descrizione di una sua forma realizzativa preferita ma non esclusiva, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nelle allegate tavole di disegni, nelle quali

la figura 1 rappresenta una vista assonometria di una porzione di colonna di un quadro elettrico industriale secondo l’invenzione, con uno sportello mostrato aperto; la figura 2 rappresenta una vista assonometria dello sportello di figura 1, mostrato sulla sua faccia interna;

la figura 3 mostra una vista frontale sezionata, semplificata, dello sportello appoggiato in chiusura sulla rispettiva camera del quadro; in questa vista la sagoma esterna dello sportello à ̈ rappresentata da una linea in tratteggio; dello sportello à ̈ in pratica visibile solamente il meccanismo di apertura/chiusura in assetto di apertura;

la figura 4 rappresenta una porzione ingrandita della figura 3;

la figura 5 rappresenta una porzione del quadro delle figure 3 e 4, sezionata secondo la linea V-V di figura 3;

la figura 6 mostra una vista frontale sezionata, semplificata, dello sportello appoggiato in chiusura sulla rispettiva camera del quadro; in questa vista la sagoma esterna dello sportello à ̈ rappresentata da una linea in tratteggio; dello sportello à ̈ in pratica visibile solamente il meccanismo di apertura/chiusura in assetto di chiusura;

la figura 7 rappresenta una porzione ingrandita della figura 6;

la figura 8 rappresenta una porzione del quadro delle figure 6 e 7, sezionata secondo la linea VIII-VIII di figura 6;

la figura 9 rappresenta una vista frontale schematica di uno sportello secondo l’invenzione variante rispetto alla forma realizzativa indicata nelle figure precedenti. Descrizione dettagliata di una forma realizzativa dell'invenzione

Con riferimento alle figure precedentemente citate, una colonna di quadro elettrico industriale secondo l’invenzione viene complessivamente indicata con il numero 10.

Tale colonna di quadro elettrico 10 comprende una carcassa 11, prevalentemente realizzata in lamiera metallica, in cui sono definite camere 12 di alloggiamento di componentistica elettrica, per semplicità non rappresentata nelle figure ma di per sé di tipo noto.

A tali camere 12 sono associati rispettivi sportelli 13. In figura 1 due camere sono chiuse dal rispettivo sportello, mentre una, quella centrale, Ã ̈ mostrata aperta, con il relativo sportello 13 mostrato prevalentemente sulla sua faccia interna.

Tale sportello à ̈ sostanzialmente di sagoma quadrata e un suo lato, qui definito lato cerniera 14, presenta tre cerniere 14A ad asse verticale, di vincolo alla carcassa 11. Ovviamente, in altre forme realizzative, il numero e la tipologia delle cerniere potranno essere differenti, a seconda delle esigenze tecniche.

Lo sportello 13 presenta mezzi di chiusura sulla carcassa, che, secondo l’invenzione, comprendono un meccanismo di azionamento formato da un attuatore 15 disponibile sulla faccia esterna 13A dello sportello 13 ed un cinematismo 16 (figure dalla 3 alla 8) connesso all’attuatore 15 che realizza il vincolo alla carcassa. Tale cinematismo 16 à ̈ disposto sulla faccia interna 13B dello sportello.

L’attuatore 15 à ̈ ad esempio costituito da un tamburo girevole su cui realizzata un’impronta per un opportuna chiave da utilizzare per agire sul tamburo.

Il tamburo à ̈ connesso al cinematismo 16, il quale à ̈ formato da leverismi che terminano con tre barre di supporto per elementi chiavistello atti a vincolare lo sportello alla carcassa.

In particolare, il cinematismo comprende una prima barra 17 vincolata a traslare verticalmente in vicinanza del lato superiore dello sportello, sulla quale sono realizzati integralmente cinque primi elementi chiavistello 17A. Il cinematismo comprende anche una seconda barra 18 vincolata a traslare verticalmente in vicinanza del lato inferiore dello sportello, sulla quale sono realizzati integralmente cinque secondi elementi chiavistello 18A. Ulteriormente, cinematismo comprende anche una terza barra 19 vincolata a traslare verticalmente in vicinanza del lato dello sportello opposto al lato cerniera 14, sulla quale sono realizzati integralmente cinque terzi elementi chiavistello 19A.

I primi e i secondi elementi chiavistello 17A e 18A presentano uno sviluppo parallelo allo sviluppo planare dello sportello 13, mentre i terzi elementi chiavistello 19A presentano uno sviluppo sostanzialmente ortogonale a questo.

Lo sportello 13 presenta perimetralmente un bordo flangiato 13C che si sviluppa ortogonalmente allo sviluppo planare dello stesso sportello. Quando o sportello à ̈ richiuso sulla relativa camera 12, il bordo perimetrale 13C à ̈ atto a circondare una costola perimetrale 12A ricavata attorno all’apertura della camera 12.

Su parti della costola perimetrale 12A contrapposte rispetto all’apertura della camera 12 sono ricavate prime e seconde fessure di ingaggio 21 e 22 rispettivamente per i primi ed i secondi elementi chiavistello 17A e 18A. Inoltre, in corrispondenza di questi ultimi, sullo sportello 13 sono presenti due rispettive nervature 23, di rinforzo, su cui sono definite ulteriori fessure di ingaggio 23A attraverso le quali i primi e secondi elementi chiavistello 17A e 18A sono atti ad essere inseriti quando lo sportello à ̈ chiuso; ovviamente tali ulteriori fessure 23A corrispondono alle corrisponden ti prime e seconde fessure 21 e 22 presenti sulla carcassa.

Sulla carcassa 11 sono presenti anche terze fessure di ingaggio 24 per i rispettivi terzi elementi chiavistello 19A presenti sul lato dello sportello opposto a quello di cerniera 14. In particolare, i terzi elementi chiavistello 19A presentano una porzione a forcella 19A’atta ad accoppiarsi con un’estremità della relativa terza fessura 24 quando lo sportello à ̈ chiuso, così come ben visibile in figura 5 (sportello accostato alla camera, ed in assetto aperto) ed in figura 8 (sportello chiuso).

Sulla faccia interna 13B dello sportello, il cinematismo 16 Ã ̈ coperto da un carter di protezione 25.

La chiusura dello sportello avviene nel modo seguente. L’operatore accosta lo sportello sulla camera 12 e, tramite opportuna chiave, agisce sull’attuatore 15 mettendo in rotazione il tamburo. Così facendo, il cinematismo 16 fa traslare verticalmente tutti gli elementi chiavistello 17A, 18A e 19A da una posizione rientrata nello sportello (figure, 3, 4 e 5) ad una posizione inserita nelle rispettive fessure di ingaggio 21, 22 e 24 (figure 6, 7 e 8).

L’azione sull’attuatore 15 à ̈ effettuata in un’unica manovra che da aperto porta lo sportello ad essere serrato sulla carcassa, ovvero l’attuatore presenta esclusivamente due posizioni, una posizione di apertura ed una posizione di chiusura.

Si noti come l’invenzione così descritta, porti a compimento gli scopi ad essa preposti. Infatti, grazie ad un meccanismo che viene azionato secondo un’unica manovra, lo sportello risulta chiuso sui lati necessari, ovvero almeno due lati contrapposti, senza che l’operatore debba svolgere ulteriori operazioni di serraggio.

Va da sé che il numero di lati da vincolare dipende dal dimensionamento dello sportello e dalla potenza esplosiva massima ipotizzabile all’interno del quadro a cui lo sportello à ̈ associato.

Ad esempio, in figura 9 à ̈ mostrato uno sportello 113 in cui all’attuatore 115 à ̈ associato un cinematismo 116 formato solamente da due contrapposte barre 117 e 118 (sono anch’esse in pratica degli elementi chiavistello) che fuoriescono dai lati superiore ed inferiore dello sportello 113 per inserirsi nella carcassa. Tali barre 117 e 118 si sviluppano rispettivamente verso l’alto e verso il basso e sono posizionate in prossimità del lato opposto al lato di cerniera 114. Dal lato opposto al lato di cerniera non fuoriesce alcun elemento chiavistello.

Risulta evidente pertanto come anche il numero di elementi chiavistello per lato sia variabile al seconda delle necessita di progettazione.

Anche la tipologia di cinematismo ed attuatore possono essere i più vari, a seconda delle esigenze, così come le forme degli elementi chiavistello e la loro direzione di inserimento nella carcassa.

E’ inteso che quanto illustrato rappresenta solo possibili forme di attuazione non limitative dell’invenzione, la quale può variare nelle forme e disposizioni senza uscire dall’ambito del concetto alla base dell’invenzione. L’eventuale presenza di numeri di riferimento nelle rivendicazioni allegate ha unicamente lo scopo di facilitarne la lettura alla luce della descrizione che precede e degli allegati disegni e non ne limita in alcun modo l’ambito di protezione.

Claims (11)

1. “QUADRO ELETTRICO INDUSTRIALE CON SPORTELLI DI SICUREZZA†RIVENDICAZIONI 1) Quadro elettrico industriale comprendente una carcassa (11) in cui sono definite camere (12) di alloggiamento di componentistica elettrica, almeno una detta camera (12) presentando un rispettivo sportello (13, 113) di accesso al quale sono associati rispettivi mezzi di chiusura sulla carcassa, caratterizzato dal fatto che detti mezzi di chiusura comprendono un meccanismo di azionamento (15, 16, 115, 116) atto a realizzare con un’unica manovra tipo aperto/chiuso, il vincolo di almeno due contrapposti lati dello stesso sportello (13, 113) alla carcassa (11).
2. 2) Quadro elettrico industriale secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detto meccanismo di azionamento comprende un attuatore (15, 115) disponibile sulla faccia esterna (13A) dello sportello (13, 113) ed un cinematismo (16, 116) connesso a detto attuatore (15), detto cinematismo (16) essendo disposto sulla faccia interna (13B) dello sportello (13, 113) e presentando almeno un primo elemento chiavistello (17A, 117) ed almeno un secondo elemento chiavistello (18A, 118) disposti in corrispondenza di rispettivi lati contrapposti dello sportello (13) distinti dal lato (14) di incernieramento alla carcassa (11).
3. 3) Quadro elettrico industriale secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che detto cinematismo (16) comprende almeno un terzo elemento chiavistello (19A) disposto in corrispondenza del lato dello sportello opposto al lato (14) di incernieramento alla carcassa (11).
4. 4) Quadro elettrico industriale secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detti almeno un primo ed un secondo elemento chiavistello (17A, 18A) presentano uno sviluppo parallelo allo sviluppo planare dello sportello (13), mentre detto almeno un terzo elemento chiavistello (19A)presenta uno sviluppo sostanzialmente ortogonale allo sviluppo planare di detto sportello (13).
5. 5) Quadro elettrico industriale secondo una o più delle rivendicazioni dalla 2 alla 4, caratterizzato dal fatto di comprendere una pluralità di detti elementi chiavistello (17A, 18A, 19A) lungo ciascun rispettivo lato dello sportello (13) distinto dal lato (14) di incernieramento alla carcassa (11).
6. 6) Quadro elettrico industriale secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che ciascuna detta pluralità di elementi chiavistello (17A, 18A, 19A) à ̈ integrata in un comune supporto (17, 18, 19) che compone detto cinematismo (16).
7. 7) Quadro elettrico industriale secondo una o più delle rivendicazioni dalla 2 alla 6, caratterizzato dal fatto che ciascun detto elemento chiavistello (17A, 18A, 19A) presenta una fessura (21, 22, 24) di ingaggio sulla carcassa (11).
8. 8) Quadro elettrico industriale secondo una o più delle rivendicazioni dalla 2 alla 7, caratterizzato dal fatto che detto sportello (13) presenta perimetralmente un bordo flangiato (13C) che si sviluppa ortogonalmente allo sviluppo planare dello stesso sportello (13), detto bordo perimetrale flangiato (13C) essendo atto a circondare una costola perimetrale (12A) ricavata attorno all’apertura della camera (112) del quadro (10) a cui lo sportello (13) à ̈ associato, su detta costola perimetrale (12A) essendo ricavati almeno parte di dette fessure di ingaggio (21, 22, 24) per detti elementi chiavistello (17A, 18A, 19A).
9. 9) Quadro elettrico industriale secondo una o più delle rivendicazioni dalla 2 alla 8, caratterizzato dal fatto che su detto sportello (13), in corrispondenza dei lati su cui sono presenti detto almeno un primo ed almeno un secondo elemento a chiavistello (17A, 18A), sono presenti nervature (23) su cui sono definite ulteriori fessure (23A) attraverso le quali gli elemento chiavistello (17A, 18A) sono atti ad essere inseriti quando lo sportello (13) à ̈ chiuso, dette ulteriori fessure (23A) corrispondendo a relative fessure (21, 22) presenti sulla carcassa (11).
10. 10) Quadro elettrico industriale secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto cinematismo (116) à ̈ formato solamente da due contrapposte barre (117, 118) che fuoriescono dai lati superiore ed inferiore dello sportello (113) per inserirsi nella carcassa, dette barre (117, 118) si sviluppano rispettivamente verso l’alto e verso il basso e sono posizionate in prossimità del lato opposto al lato di cerniera (114).
11. 11) Quadro elettrico industriale secondo una o più delle rivendicazioni dalla 2 alla 9, caratterizzato dal fatto che detto cinematismo (16) à ̈ coperto sulla faccia interna (13B) di detto sportello (13) da un carter di protezione (25).