NL1009187C2 - Explosieveilig armatuur van hoge veiligheidsklasse. - Google Patents

Description

Korte aanduiding: Explosieveilig armatuur van hoge veiligheidsklasse.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een explosieveil ig armatuur dat is voorzien van een kabeldoos, bevestigingsor-5 gaan, een lichtdoorlatend scherm en een omhulling die de lamp en de daartoe benodigde elektronica bevat.

Een dergelijk explosieveil ig armatuur is een armatuur dat bij voorkeur in gebieden met explosiegevaar en in gebieden met een zeer moeilijk milieu, zoals bijvoorbeeld een corroderend, zuurbevattend 10 of zoutbevattend milieu, of een ander agressief milieu, kan worden toegepast. Een dergelijk armatuur kan binnen of buiten op verschillende locaties worden toegepast, zoals petroleumraffinaderijen, chemische en petrochemische installaties, olieboorplatformen en andere proces industriefaciliteiten waar overeenkomstige gevaren bestaan. Een dergelijke 15 constructie maakt het mogelijk dat deze armaturen kunnen worden toegepast in gebieden die gevaarlijk zijn ten gevolge van aanwezigheid van brandbare dampen, gassen of zeer brandbare stofstromen.

De Franse octrooipubl icatie 2 246 812 heeft betrekking op een waarschuwingslamp om te worden toegepast in een gevaarlijke 20 atmosfeer, omvattende een cilindrisch huis voor het inkapselen van besturingsmiddelen, welk huis is voorzien van een afdichtingsorgaan dat een cirkelvormige plaat met een centrale opening omvat ter vorming van een doorgang die voldoende nauw is om het binnentreden van de gevaarlijke atmosfeer in het huis te voorkomen. Hoewel elektrische besturingsmiddelen 25 in een harsverbinding binnen de holle omhulling zijn gegoten, is er nog steeds sprake van het risico van het ontwikkelen van condenswater binnen de omhulling.

Het Amerikaanse octrooi schrift 5.528.474 heeft betrekking op een LED-lamp waarbij de LED en de schakelingen volledig zijn 30 ingebed in een verknoopt harsmateriaal waarin thermisch geleidende deeltjes zijn gesuspendeerd om de overmaat warmte af te voeren naar de buitenste aluminium omhulling en de buitenomgeving. De temperatuur van de LED kan voldoende laag worden gehouden om degradatie van de helderheid van de lamp te voorkomen. De lichtopbrengst van een dergelijke lamp is echter te 35 gering, ten gevolge van de aanwezigheid van LED, en de lamp kan niet in gebieden worden toegepast waar er sprake is van een explosierisico omdat 1009187 2 onder zware omstandigheden de ontwikkeling van condens binnen de aluminium omhulling wordt waargenomen.

Het Duitse Offenlegungsschrift 40 17 654 heeft betrekking op een handlamp waarbij de door de lamp ontwikkelde warmte via 5 koel vinnen, aanwezig op de buitenzijde van de omhuling, wordt afgevoerd.

Een dergelijk armatuur is bijvoorbeeld bekend uit de Europese octrooiaanvrage 0 823 589. Het aldaar beschreven armatuur is slechts geschikt voor één of meer licht emitterende dioden (LED) die zijn aangebracht in een constructie voorzien van een lichtdoorlatend scherm 10 waardoor de conditie van de LED kan worden waargenomen. Indien echter een soortgelijke constructie wordt toegepast met een gloeilamp, zal de ten gevolge van de gloeilamp ontwikkelde warmte onvoldoende worden afgevoerd waardoor spanningen in het materiaal optreden. Dergel i jke spanningen leiden ertoe dat niet meer wordt voldaan aan de eisen ten aanzien van explosievei-15 ligheid.

De Europese octrooiaanvrage 0 695 909 heeft betrekking op een explosieveilig armatuur zoals vermeld in de aanhef. Het nadeel van een dergelijk armatuur is dat de door de lamp ontwikkelde warmte onvoldoende wordt afgevoerd zodat de levensduur van een dergelijke 20 constructie nadelig wordt beïnvloed.

De Europese octrooiaanvrage 0 598 724 heeft betrekking op een explosieveilig armatuur om te worden toegepast in explosieve atmosferen. Een dergelijk armatuur omvat een omhulling voorzien van een afdekplaat, waarbij het probleem ten aanzien van de door de lamp 25 ontwikkelde warmte is opgelost door het aanbrengen van vinnen of ribben.

Het doel van de onderhavige uitvinding is een explosieveil ig armatuur te verschaffen dat de hiervoor beschreven problemen van de literatuur volgens de stand van de techniek opheft.

Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het 30 verschaffen van een explosieveilig armatuur dat tevens geschikt is om te worden toegepast onder vochtige omstandigheden.

Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een armatuur dat binnen ruime temperatuurgrenzen, te weten van -50 °C tot +52 °C, kan worden toegepast.

35 Een ander doel van de onderhavige uitvinding is het verschaffen van een explosieveil ig armatuur dat robuust is uitgevoerd, 1009187 3 bestand is tegen externe magnetische krachtvelden, bestand is tegen trillingen en schokken en een onderhoudsvrije periode van ten minste 100.000 uur bezit.

De hiervoor genoemde doelstelling en andere voordelen 5 worden bereikt door een explosieveilig armatuur, zoals vermeld in de aanhef, welk explosieveilig armatuur volgens de onderhavige uitvinding wordt gekenmerkt doordat de lamp in de omhulling is geplaatst op een basisplaat, welke basisplaat dient voor het afvoeren van de door de lamp ontwikkelde warmte, waarbij in de door de omhulling omsloten ruimte een 10 verwarmingsorgaan is aangebracht.

Het met name onder koude omstandigheden geschikt maken van het explosieveil ige armatuur volgens de onderhavige uitvinding vereist dat in de door de omhulling omsloten ruimte een verwarmingsorgaan is aangebracht. Als een dergelijk verwarmingsorgaan verdient een zelfregule-15 rend verwarmingslint de voorkeur.

In een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm is de warmtegeleidende basisplaat vervaardigd uit metaal, welk metaal bij voorkeur aan ten minste één zijde hiervan, in het bijzonder de bovenzijde hiervan, is voorzien van een enigszins licht reflecterend materiaal. Een 20 dergelijke basisplaat zorgt er voor dat de door de lamp ontwikkelde warmte wordt afgevoerd zodat binnen het armatuur geen warmte-ophoping zal plaatsvinden. Door het gunstig afvoeren van de ontwikkelde warmte zal de levensduur van de lamp aanzienlijk worden verlengd waarbij tevens dient te worden vermeld dat spanningen in de omhulling worden voorkomen. De 25 toepassing van een licht reflecterend materiaal zorgt er voor dat de lichtopbrengst van de lamp niet nadelig wordt beïnvloed door de toepassing van de basisplaat volgens de onderhavige uitvinding.

In een bij voorkeur toegepaste uitvoeringsvorm van het explosieveilige armatuur volgens de onderhavige uitvinding is als 30 basisplaat koper voorzien van een nikkellaag toegepast. Koper is een materiaal met een hoge warmtegeleidbaarheidscoëfficient en het hierop aangebrachte nikkel zorgt er voor dat de lichtopbrengst van de lamp, ten gevolge van weerkaatsing van lichtstraling op de nikkellaag, niet nadelig wordt beïnvloed door de aanwezigheid van een dergelijke basisplaat. 35 Daarnaast verdient het in een bijzondere uitvoeringsvorm de voorkeur dat de basisplaat zich radiaal uitstrekt tot de rand van de 1009187 4 omhulling. Aldus wordt de door de lamp ontwikkelde warmte gelijkmatig over de basisplaat verdeeld zodat van eventuele spanningen in het materiaal geen sprake is. Bovendien is aldus optimaal gebruik gemaakt van de warmteafvoerende eigenschappen van het toegepaste metaal.

5 Om te voorkomen dat zich binnen de omhulling condensvorming zal optreden, verdient het de voorkeur dat de aanwezige elektronica is omgeven door een giethars. Een andere bijzondere functie van het giethars is dat het tevens als warmteafvoerend medium fungeert. Het verdient bovendien in bepaalde uitvoeringsvormen de voorkeur het 10 warmtegeleidende vermogen van het giethars te verhogen door aan het giethars een warmtegeleidend materiaal, in het bijzonder metaaldeeltjes, toe te voegen. Indien als warmtegel eidend materiaal ijzer wordt toegepast, verdient het de voorkeur dat de hoeveelheid ijzer ten minste 10 g/kg giethars bedraagt. Indien de hoeveelheid ijzer minder dan 10 g/kg giethars 15 bedraagt, zal de beoogde werking, in het bijzonder het verhogen van de warmtecapaciteit van het giethars, onvoldoende worden waargenomen. Naast de warmte-regulering is door het toepassen van het giethars ook de explosieveiligheid gewaarborgd. Aldus zal de warmte-ontwikkeling in het explosieveilige armatuur volgens de onderhavige uitvinding gunstig worden 20 gereguleerd door zowel de warmtegeleidende basisplaat als het giethars waaraan in een bijzondere uitvoeringsvorm een warmtegeleidend materiaal is toegevoegd.

Ter voorkoming dat de elektronica componenten met het giethars, waaraan bij voorkeur een warmtegel eidend materiaal is toegevoegd, 25 in het bijzonder ijzerdeeltjes, in aanraking komen is het in bepaalde uitvoeringsvormen aan te raden de elektronica eerst te omsluiten door een latexlaag, waarna vervolgens de elektronica door een giethars wordt omgeven. Een dergelijke latexlaag heeft tevens een functie ten aanzien van het voorkomen van condensvorming. Aldus is in een bijzondere 30 uitvoeringsvorm van het explosieveilige armatuur volgens de onderhavige uitvinding het probleem van de warmte-ontwikkeling opgelost door de bijzondere combinatie van de hiervoor beschreven maatregelen, te weten de basisplaat, de latex-achtige afdichting van de elektronica en het ingieten van de elektronica in een giethars, eventueel aanvullend voorzien 35 van een warmtegeleidend materiaal. De onderhavige uitvinding is echter niet beperkt tot het simultaan toepassen van deze maatregelen.

1009187 5

Het 1 ichtdoorlatende scherm is volgens de onderhavige uitvinding met de omhulling afdichtbaar verbonden onder toepassing van een afstandhouder, waarbij een afdichtmateriaal is toegepast. Het 1 ichtdoorlatende scherm is in een bijzondere uitvoeringsvorm vervaardigd 5 uit een tegen schokken bestand zijnd glas en voor het verhogen van de afdichtende werking is tussen het contactvlak van de omhulling en het 1 ichtdoorlatende scherm een afstandhouder geplaatst. Doordat de basisplaat zich in een bijzondere uitvoeringsvorm radiaal uitstrekt tot de rand van de omhulling, bevindt de afstandhouder zich op de radiaal uitstrekkende 10 basisplaat. Als geschikt afdichtmateriaal kan bijvoorbeeld een afdichtmateriaal op basis van siliconen worden genoemd. Voor bijzondere toepassingen is het gewenst een gekleurd 1 ichtdoorlatend scherm toe te passen.

Ter verhoging van de lichtopbrengst van het onderhavige explosieveilige armatuur verdient het de voorkeur dat een reflector is 15 geplaatst in de door de basisplaat en het 1 ichtdoorl atende scherm omsloten ruimte, waarbij een dergelijke reflector zich bevindt tussen de lamp en de basisplaat. Voor het verhogen van de 1ichtreflecterende opbrengst verdient het de voorkeur dat de reflector zich radiaal uitstrekt tot aan het 1 ichtdoorlatende scherm. De reflector is aan het uiteinde hiervan 20 voorzien van een enigszins holle vorm, welke vorm er voor zorgt dat het door de lamp uitgestraalde licht in de gewenste richting wordt gereflecteerd. Als geschikt materiaal voor de reflector kan bijvoorbeeld gepolijst roestvrij staal of geanodiseerd aluminium worden genoemd. Het is echter vanzelfsprekend ook mogelijk een dergelijke reflector toe te passen in 25 een armatuur waaraan geen eisen ten aanzien van explosieveiligheid zijn gesteld.

Ter verkrijging van een onderhoudsvrije constructie verdient het in een bijzondere uitvoeringsvorm de voorkeur de kabeldoos gescheiden van de omhulling uit te voeren, waarbij de kabeldoos bij 30 voorkeur via het bevestigingsorgaan is verbonden met de omhulling. Aldus is bij reparatie en/of vervanging van bijzondere onderdelen het explosieveilige armatuur gemakkelijk toegankelijk. Met andere woorden, een daartoe bevoegd persoon, bijvoorbeeld een installateur, kan alleen in de gescheiden uitgevoerde kabeldoos de gewenste elektrische aansluiting 35 verzorgen. Doordat geen toegang tot het armatuur, in het bijzonder in de omhulling, mogelijk is, wordt op doelmatige wijze voorkomen dat de 1009187 6 installateur de specifieke eigenschappen van het armatuur kan beïnvloeden waardoor niet meer zal worden voldaan aan de eisen ten aanzien van explosieveiligheid en waterdicht. Bovendien is aldus een eenvoudige en robuuste constructie verkregen.

5 Het explosieveilige armatuur volgens de onderhavige uitvinding is geschikt voor de offshore industrie, raffinaderijen, chemische industrie en locaties die moeilijk bereikbaar zijn, bijvoorbeeld vlieguigvelden of helicopterlandplaatsen. Het armatuur volgens de onderhavige uitvinding is met name geschikt voor een door Philips in de 10 handel gebrachte lamp van het type QL. Onder de toepassing van een dergelijke lamp en het explosieveilige armatuur volgens de onderhavige uitvinding is een verl ichtingsniveau overeenkomend met een EEX TL armatuur 2X 36 Watt te verkrijgen. Een dergelijk vermogen zorgt er voor dat het explosieveilige armatuur volgens de onderhavige uitvinding met name 15 geschikt is voor een hoogte tussen 3 en 6 meter. Bovendien is de constructie volgens de onderhavige uitvinding zodanig robuust uitgevoerd dat het industrieel explosieveilige verlichtingsarmatuur volgens de onderhavige uitvinding onder zeer zware omstandigheden meer dan 100.000 uren onderhoudsvrij is.

20 De onderhavige uitvinding zal hierna aan de hand van een aantal tekeningen nader worden beschreven, waarbij echter dient te worden opgemerkt dat de onderhavige uitvinding in geen geval is beperkt tot dergelijke bijzondere uitvoeringsvormen.

Figuur 1 geeft een perspectivisch vooraanzicht van een 25 bijzondere uitvoeringsvorm van een explosieveilig armatuur volgens de onderhavige uitvinding weer.

Figuur 2 geeft een schematische dwarsdoorsnede weer van het in figuur 1 weergegeven explosieveil ige armatuur.

Figuur 3 geeft een schematisch bovenaanzicht weer van 30 het explosieveilige armatuur volgens de onderhavige uitvinding.

De in de figuren 1 - 3 toegepaste verwijzingscijfers zijn als volgt.

1 = lichtdoorlatend scherm 2 = lamp 35 3 = basisplaat 4 = afdichtmateriaal 1009187 7 5 = afdichtmateriaal 6 = afstandhouder 7 = kabeldoos 8 = kabelwartel 5 9 = doorgang voor aansluitdraad 10 = giethars 11 = bodemplaat 12 = elektronicahouder 13 = bevestigingsorgaan 10 14 = omhulling (basisdeel) 15 = omhulling (afdekdeel) 16 = reflector 17 = verwarmingslint 18 = beschermingsmateriaal 15 19 = aansluitklemmen.

In figuur 1 is een perspectivisch vooraanzicht van het explosieveilige armatuur volgens de onderhavige uitvinding weergegeven. Omhulling 14 is aan de onderzijde hiervan verbonden met twee bevestigings-20 organen 13, waarbij aan één van de bevestigingsorganen 13 kabeldoos 7 is bevestigd. Kabeldoos 7 is voorzien van kabelwartel 8. Omhulling 14 (basisdeel) is verbonden met omhulling 15 (afdekdeel), in welk afdekdeel het 1ichtdoorlatende scherm 1 afdichtbaar is aangebracht. Een nadere beschrijving van de verbinding tussen het 1ichtdoorlatende scherm 1 en 25 de omhulling 15 (afdekdeel) is in figuur 2 weergegeven. Verder is het in figuur 1 weergegeven explosieveilige armatuur voorzien van een reflector 16, welke reflector 16 tussen de lamp 2 en de basisplaat 3 is geplaatst. Het explosieveilige armatuur 1 volgens de onderhavige uitvinding is echter in geen geval beperkt tot het toepassen van een dergelijke 30 reflector 16.

In figuur 2 is schematisch een dwarsdoorsnede van het explosieveilige armatuur, zoals weergegeven in figuur 1, weergegeven. Elektronicahouder 12 is geplaatst in de omhulling (basisdeel) 14 (zie met name figuur 3) en voorzien van een explosieveilige bodemplaat 11, in het 35 bijzonder ook wel explosieveilige beschermkap genoemd, waarbij elektronicahouder 12 is omsloten door een latexlaag (niet weergegeven). Elektronica- 1009187 8 houder 12 is verder omgeven door een giethars 10, aan welk giethars 10 in een bijzondere uitvoeringsvorm een warmtegeleidend materiaal is toegevoegd. Lichtdoorlatend scherm 1 is onder toepassing van afstandhouder 6 geplaatst op basisplaat 3. Het plaatsen van 1ichtdoorlatend scherm 1 5 op afstandhouder 6 en het vervolgens hermetisch afdichten onder toepassing van afdichtmateriaal 4, 5 leidt ertoe dat een condens- en vochtvrij armatuur ontstaat. Lichtdoorlatend scherm 1 is afdichtend verbonden met omhulling 15 (afdekdeel), waarbij tevens reflector 16 is toegepast ter verhoging van de lichtopbrengst van lamp 2.

10 In figuur 3 is schematisch een bovenaanzicht weergegeven van het in figuren 1 - 2 weergegeven explosieveilige armatuur. In figuur 3 is duidelijk verwarmingslint 17 zichtbaar, welk verwarmingslint 17 bij voorkeur aan de omtrek van de omhulling 14 is gelegen. Ter verhoging van het warmteopnamevermogen is giethars 10 voorzien van warmtegeleidend 15 materiaal (niet weergegeven). De in figuur 3 weergegeven elektronicahou-der 12 is omsloten door een laag beschermingsmateriaal 18, in het bijzonder een latexlaag. Kabeldoos 7 is voorzien van aansluitklemmen 19, welke kabeldoos 7 is aangebracht op bevestigingsorgaan 13, welk bevestigingsor-gaan 13 is verbonden met omhulling 14 (basisdeel). Voor een nauwkeurige 20 positionering van het explosieveilig armatuur volgens de onderhavige uitvinding verdient het de voorkeur dat twee bevestigingorganen 13 zijn verbonden met bodemplaat 11.

Onder toepassing van het in figuren 1 - 3 beschreven explosieveilige armatuur is het mogelijk dat een armatuurrendement van 25 90% wordt bereikt. Door de bijzondere constructie van het verwarmingsl int, het giethars, de 1 atex-achtige afdichting en de basisplaat is het mogelijk om het explosieveilige armatuur volgens de onderhavige uitvinding toe te passen in een temperatuursgebied van -50 °C tot +52 °C. Het onderhavige armatuur is echter geen geval beperkt tot de bijzondere combinatie van 30 de hiervoor beschreven maatregelen. Bovendien zorgt de onderhavige uitvoering voor een verhoging van de levensduur. De in een afzonderlijke kabeldoos aangebrachte elektrische aansluitingen maken het elektronisch aansluiten gemakkelijk. Het explosieveil ige verlichtingsarmatuur volgens de onderhavige uitvinding is met name geschikt voor offshore industrie, 35 raffinaderijen, chemische industrie, als verlichting voor landingsplaatsen van helicopters en alle moeilijk bereikbare plaatsen zoals toegangsdeuren 1009187 9 voor opsl agruimtes en dergel i jke. Het explosieveil ige verlichtingsarmatuur is tevens geschikt om te worden toegepast als obstakelverlichting.

5 1009187

Claims (16)

1. 2. Explosieveilig armatuur volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de basisplaat uit metaal is vervaardigd en aan de bovenzijde hiervan is voorzien van een 1ichtreflecterend materiaal.
2. 3. Explosieveilig armatuur volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat koper voorzien van een nikkellaag is toegepast als basisplaat. 15 4. Explosieveilig armatuur volgens conclusies 1 - 3, met het kenmerk, dat de basisplaat zich radiaal uitstrekt tot de rand van de omhuiling.
3. 5. Explosieveilig armatuur volgens conclusies 1-4, met het kenmerk, dat de in de omhulling aanwezige elektronica is omgeven door 20 een giethars.
4. 6. Explosieveilig armatuur volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat aan het giethars een warmtegeleidend materiaal is toegevoegd.
5. 7. Explosieveilig armatuur volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat als warmtegeleidend materiaal metaal is toegevoegd.
6. 8. Explosieveil ig armatuur volgens conclusies 6-7, met het kenmerk, dat de hoeveelheid ijzer ten minste 10 g/kg giethars bedraagt.
7. 9. Explosieveilig armatuur volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat als verwarmingsorgaan een zelfregulerend verwarmingslint is toegepast.
8. 10. Explosieveilig armatuur volgens conclusies 1-9, met het kenmerk, dat het verwarmingsorgaan zich in het giethars bevindt en aan de omtrek van de omhulling is gelegen. II. Explosieveilig armatuur volgens conclusies 1 - 10, met het kenmerk, dat de elektronica is omsloten door een latexlaag.
9. 12. Explosieveilig armatuur volgens conclusies 1-11, met het kenmerk, dat het 1 ichtdoorlatende scherm met de omhulling afdichtbaar 1009187 * 4» is verbonden onder toepassing van een afstandhouder, voorzien van een afdichtmateriaal.
10. 13. Explosieveilig armatuur volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de afstandhouder zich bevindt op de radiaal uitstrekkende 5 basisplaat.
11. 14. Explosieveilig armatuur volgens conclusies 12 - 13, met het kenmerk, dat een afdichtmateriaal op basis van siliconen is toegepast.
12. 15. Explosieveilig armatuur volgens conclusies 1 - 14, met 10 het kenmerk, dat zich tussen de lamp en de basisplaat een reflector bevindt.
13. 16. Explosieveilig armatuur volgens conclusie 15, met het kenmerk, dat de reflector zich radiaal uitstrekt tot aan het lichtdoorla-tende scherm.
14. 17. Explosieveilig armatuur volgens conclusies 15 - 16, met het kenmerk, dat de reflector aan het uiteinde hiervan een enigszins concave vorm bezit.
15. 18. Explosieveilig armatuur volgens conclusies 1 - 17, met het kenmerk, dat de kabeldoos gescheiden van de omhulling is aangebracht. 20 19. Explosieveilig armatuur volgens conclusie 18, met het kenmerk, dat de kabeldoos via het bevestigingsorgaan is verbonden met de omhulling.
16. 20. Explosieveilig armatuur volgens conclusies 1 - 19, met het kenmerk, dat een lamp van het type QL is toegepast. 1009187