PL225302B1 - Układ zasilania urządzeń elektrycznych nieiskrobezpiecznych w osłonie gazu obojętnego z nadciśnieniem - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest układ do zasilania urządzeń elektrycznych nieiskrobezpiecznych w osłonie gazu obojętnego z nadciśnieniem, stosowany w górnictwie podziemnym.

Jednym ze sposobów zapewnienia przeciwwybuchowości elektrycznych urządzeń funkcjonujących w strefach zagrożonych wybuchem jest osłona gazowa z nadciśnieniem statycznym lub dyn amicznym. Istotną częścią takiego zabezpieczenia jest realizacja zasilania nieiskrobezpiecznych urządzeń pomiarowych znajdujących się wewnątrz obudowy z wymienioną osłoną gazową. Warunek ten wynika z wymagań polskiej normy PN-EN 50016 pt. „Urządzenia elektryczne dla atmosfer zagrożonych wybuchem - Osłona gazowa z nadciśnieniem „p””.

Znana jest z polskiego opisu patentowego nr 210337 obudowa urządzeń elektronicznych do zastosowań w strefach zagrożonych wybuchem, która ma postać hermetycznej skrzynki ze stali nierdzewnej. Obudowa ta zawiera butlę ze sprężonym gazem obojętnym z ręcznie sterowanym wentylem oraz reduktor ciśnienia i ma czujnik przepływu gazu obojętnego. Wewnątrz obudowy jest zainstalowany wyłącznik zasilania z wejściem połączonym z zewnętrznym źródłem energii elektrycznej, a jego przycisk, razem z pokrętłem wentyla znajduje się na zewnętrznej ściance obudowy. Wyjście wyłączn ika zasilania jest równolegle związane z wejściem mechanicznego wyłącznika ciśnienia i wejściem iskrobezpiecznego zasilania. Wyjście natomiast iskrobezpiecznego zasilania jest połączone z wejściami zasilającymi czujnika przepływu gazu, czujnika ciśnienia i tlenu, wyświetlacza sygnalizatora akustyczno-optycznego oraz wejścia sterujące elektrochemicznego zaworu przewietrzania i elektronicznego wyłącznika zasilania. Wejście elektronicznego wyłącznika zasilania jest połączone z wyjściem mechanicznego wyłącznika ciśnienia, a wyjście jest przeznaczone do podłączenia chronionych przez obudowę nieiskrobezpiecznych urządzeń elektronicznych. Zasilanie tych urządzeń jest realizowane z wykorzystaniem zewnętrznego źródła energii elektrycznej lub wewnętrznego elektrochemicznego źródła energii elektrycznej.

Układ do zasilania urządzeń elektrycznych nieiskrobezpiecznych w osłonie gazu obojętnego z nadciśnieniem w hermetycznej obudowie, zawierający akumulatorowe źródło zasilania połączone z barierą z topikowym bezpiecznikiem i presostat, według wynalazku ma dwa przekaźniki automatyc znego odłączania zasilania połączone szeregowo pomiędzy barierą, a wyjściem. Układ ma także drugi presostat połączony szeregowo z pierwszym presostatem. Oba presostaty znajdują się pomiędzy wyjściem pierwszego przekaźnika automatycznego odłączania zasilania, a wejściem sterowania tego przekaźnika i pomiędzy wejściem sterowania drugim przekaźnikiem automatycznego odłączania zasilania. Układ ma również kontaktron magnetyczny między wyjściem bariery, a wejściem sterowania pierwszego przekaźnika automatycznego odłączania zasilania.

Układ, według wynalazku umożliwia zasilanie nieiskrobezpiecznych urządzeń elektrycznych/elektronicznych zainstalowanych, podobnie jak i w innych znanych urządzeniach, wewnątrz hermetycznej skrzynki wypełnionej gazem obojętnym pod ciśnieniem przewyższającym ciśnienie otoczenia. Istota problemu technicznego wynalazku jest spełniona w stosunku do znanych rozwiązań poprzez zastosowanie odmiennych środków technicznych i uzyskanie nowych funkcji celu wynalazku - innych od dotychczas znanych, poprzez ich wzajemne strukturalne i funkcjonalne powiązanie.

Zadanie spełnienia wymagań przeciwybuchowości realizowane jest poprzez automatyczne odłączanie zasilania przy spadku nadciśnienia gazu obojętnego poniżej wymaganego poziomu i blokadę ponownego uruchomienia przed przewietrzeniem obudowy i powtórnym uzyskaniem nadciśnienia gazu obojętnego. Zadanie to jest spełnione dzięki zastosowaniu dwóch przekaźników automatycznego odłączania zasilania połączonych szeregowo i dwóch połączonych szeregowo wyłączników ciśnieniowych - presostatów, sterujących pracą tych przekaźników.

Uruchomienie układu jest bardzo proste poprzez podanie z zewnątrz pola magnetycznego na kontaktron, a załączenie obu presostatów będących rezultatem wymaganego nadciśnienia skutkuje podtrzymaniem załączenia przekaźników automatycznego odłączania zasilania po zaniku pola magnetycznego na kontaktronie. Układ ten umożliwia ponowne uruchomienie urządzenia za pomocą kontaktronu, bez konieczności rozhermetyzowania obudowy, lecz po uprzednim spełnieniu warunków ponownego przewietrzenia gazem obojętnym obudowy i uzyskania wymaganego nadciśnienia tego gazu. Układ ten jest bezpieczniejszy i tańszy w eksploatacji, ponieważ nie wymaga stosowania butli z gazem obojętnym, ani też sterowania blokadą zasilania za pomocą mikroprocesora. Także ponowne uruchomienie urządzenia pomiarowego dokonuje się za pomocą kontaktronu, bez konieczności rozhermetyzowania obudowy.

PL 225 302 B1

Przedmiot wynalazku zostanie bliżej objaśniony w przykładzie wykonania uwidocznionym na rysunku, przedstawiającym schemat blokowy układu zasilania urządzenia elektrycznego nieiskrobezpiecznego w osłonie gazu obojętnego z nadciśnieniem.

Układ zasilania urządzenia 1 elektrycznego nieiskrobezpiecznego w osłonie gazu obojętnego z nadciśnieniem, zawarty w hermetycznej obudowie 2, ma trzy akumulatory połączone ze sobą szeregowo, stanowiące źródło 3 zasilania połączone z barierą 4 wyposażoną w szybkie topikowe bezpieczniki oraz diody Schottky. Bariera 4, poprzez szeregowo połączone przekaźniki 5, 6 automatycznego odłączania zasilania, jest połączona z wyjściem 7. Pierwszy przekaźnik 5 automatycznego odłączania zasilania ma sterowanie 8, a drugi przekaźnik 6 automatycznego odłączania zasilania ma sterowanie 9. Między wyjściem bariery 4, a wejściem sterowania 8 przekaźnika 5 automatycznego odłączania zasilania znajduje się kontaktron 10 magnetyczny. Ponadto, układ ma szeregowo połączone presostaty 11, 12 pomiędzy wyjściem pierwszego przekaźnika 5 automatycznego odłączania zasilania, a wejściem sterowania 8 tego przekaźnika 5 i pomiędzy wejściem sterowania 9 przekaźnika 6 automatycznego odłączania zasilania.

Uruchomienie układu w hermetycznej obudowie 2 wypełnionej gazem obojętnym z nadciśnieniem polega na podaniu z zewnątrz pola magnetycznego generatorem tego pola, przez operatora, na przykład magnesem, przez ściankę obudowy 2 na kontaktron 10 magnetyczny. Kontaktron 10 magnetyczny podaje zasilanie z wyjścia bariery 4 na wejście sterowania 8 przekaźnikiem 5 automatycznego odłączania zasilania, co powoduje włączenie tego przekaźnika 5. Przekaźnik 5 automatycznego odłączania zasilania przekazuje napięcie z akumulatorów 3 na wejściowe styki przekaźnika 6 automatycznego odłączania zasilania oraz na presostaty 11, 12 połączone szeregowo. Gdy spełniony jest łącznie warunek odpowiedniego nadciśnienia na każdym z presostatów 11, 12, następuje ich załączenie. Powoduje to podanie zwrotnego napięcia z wyjścia przekaźnika 5 automatycznego odłączania zasilania na sterowanie 8 tego przekaźnika 5 i podtrzymanie jego działania po rozłączeniu kontaktronu 10 magnetycznego, czyli po usunięciu pola magnetycznego. Równocześnie presostaty 11, 12 podają napięcie na sterowanie 9 przekaźnika 6 automatycznego odłączania zasilania, co powoduje jego załączenie i podanie napięcia na wyjście 7 i do urządzenia pomiarowego 1. Spadek ciśnienia poniżej zadanej wartości odnotowany na którymkolwiek z presostatów 11, 12 powoduje wyłączenie obu przekaźników 5, 6. Skutkuje to wyłączeniem napięcia na wyjściu 7 oraz zanikiem napięcia na stykach presostatów 11, 12, co uniemożliwia powtórne uruchomienie zasilania na wyjściu 7, nawet po przyłożeniu pola magnetycznego do kontaktronu 10 magnetycznego. W celu ponownego uruchomienia układu konieczne jest przewietrzenie obudowy 1, zwiększenie w niej ciśnienia gazu obojętnego do wymaganego, a następnie podanie pola magnetycznego na kontaktron 10 magnetyczny, przez operatora.

Claims (1)

1. Układ do zasilania urządzeń elektrycznych nieiskrobezpiecznych w osłonie gazu obojętnego z nadciśnieniem w hermetycznej obudowie, zawierający akumulatorowe źródło zasilania połączone z barierą z topikowym bezpiecznikiem i presostat, znamienny tym, że ma dwa przekaźniki (5, 6) automatycznego odłączania zasilania połączone szeregowo pomiędzy barierą (4), a wyjściem (7) oraz ma drugi presostat (12) połączony szeregowo z pierwszym presostatem (11) pomiędzy wyjściem pierwszego przekaźnika (5) automatycznego odłączania zasilania, a wejściem sterowania (8) tego przekaźnika (5) i pomiędzy wejściem sterowania (9) drugim przekaźnikiem (6) automatycznego odłączania zasilania oraz ma kontaktron (10) magnetyczny między wyjściem bariery (4), a wejściem sterowania (8) przekaźnika (5) automatycznego odłączania zasilania.