УПЛОТНЕНИЕ ПРОВОДА ДЛЯ ДЕТЕКТОРНОГО БЛОКА
WIRE SEALING FOR THE DETECTOR UNIT

Перекрестная ссылка на родственную заявку
[0001] Данная заявка является безусловной заявкой, которая имеет приоритет и преимущество даты подачи перед предварительной заявкой на патент США № 61/772,223, поданной 4 марта 2013 г. и озаглавленной «Головка газодетектора для взрывоопасных сред», которая таким образом включена в данный документ в своем полном объеме посредством ссылки.
Уровень техники
[0002] Объект изобретения, раскрытый в данном документе, относится вообще к детекторным блокам, используемым в средах, содержащих взрывоопасные и/или горючие газы и/или пары.
[0003] Системы обнаружения, связанные с окружающей средой, могут включать в себя целый раз датчиков для обнаружения присутствия и/или концентрации различных химических веществ в различных средах. Например, датчики могут быть использованы в опасных внешних средах для обнаружения присутствия и/или концентрации опасных (например, летучих, горючих, взрывчатых или токсичных) газов и/или паров.
[0004] По меньшей мере некоторые известные системы обнаружения используются в средах, содержащих горючие и/или взрывоопасные газы и/или пары. Датчики таких систем обнаружения обычно прикреплены к опорной конструкции, содержащей взрывозащитный корпус. Взрывозащитный корпус содержит внутреннюю камеру, которая герметично уплотнена, чтобы отделять объем пространства в упомянутом корпусе от окружающей среды. Датчики включают в себя один или более проводов, которые соединяют чувствительный элемент датчика с одним или более элементами обработки данных, элементами электропитания и/или элементами связи, каждый из которых может содержаться во внутренней камере упомянутого корпуса или дополнительно впереди по ходу. Провод (провода) выходят из чувствительного элемента и проходят через корпус датчика во внутреннюю камеру упомянутого корпуса. Внутренняя камера корпуса отделена от окружающей среды, в результате чего уменьшается вероятность прохождения любого возгорания и/или взрыва во внутренней камере в окружающую среду.
[0005] По меньшей мере некоторые известные системы обнаружения используют отверждающиеся при нагревании эпоксидные герметики для уплотнения провода (проводов) к корпусу датчика в попытке предотвратить прохождение любого возгорания и/или взрыва во внутренней камере в окружающую среду через зону контакта между проводом (проводами) и корпусом датчика (т.е. по ходу провода (проводов) через корпус датчика). Однако такие отверждающиеся при нагревании эпоксидные герметики со временем могут утрачивать сцепление с корпусом датчика, например, вследствие усталости, воздействия окружающей среды и/или химических веществ и/или разного теплового расширения и сжатия разных материалов эпоксидной смолы и корпуса датчика. Кроме того, отверждающиеся при нагревании эпоксидные герметики могут иметь проблемы допустимых отклонений по плотности и/или коэффициенту термического расширения эпоксидной смолы, например, вследствие технологических разбросов в компаундировании материала, смешивании и/или температурах дополнительного отверждения. Утрата сцепления и/или проблемы допустимых отклонений отверждающейся при нагревании эпоксидной смолы могут приводить к тому, что отверждающаяся при нагревании эпоксидная смола не способна поддерживать уплотнение в зоне контакта между проводом (проводами) и корпусом датчика, что может позволять взрыву и/или возгоранию во внутренней камере корпуса проходить в окружающую среду. Следовательно, использование отверждающихся при нагревании эпоксидных герметиков для уплотнения провода (проводов) к корпусу датчика может вызывать проблемы безопасности во взрывоопасных и/или горючих средах.
Раскрытие изобретения
[0006] В варианте осуществления, блок детекторной головки датчика включает в себя корпус детектора, содержащий внутренний канал, продолжающийся вдоль продольной длины. Корпус датчика приспособлен для содержания картриджа датчика, который включает в себя чувствительный элемент. Блок детекторной головки включает в себя провод, содержащий проводник. Упомянутый провод проходит во внутренний канал корпуса датчика так, что конец проводника приспособлен для функционального соединения с чувствительным элементом. Блок детекторной головки включает в себя уплотнение провода, содержащее преимущественно мягкий герметик, содержащийся во внутренней камере корпуса детектора. Упомянутый преимущественно мягкий герметик приспособлен для продольного сжатия вдоль продольной длины внутренней камеры во время сборки блока детекторной головки так, что преимущественно мягкий герметик заходит в и заполняет одну или более пустот между проводом и корпусом датчика для уплотнения провода к корпусу датчика.
[0007] В варианте осуществления, блок детекторной головки датчика включает в себя корпус детектора, содержащий внутреннюю камеру, продолжающуюся вдоль продольной длины. Корпус детектора приспособлен для содержания картриджа датчика, который включает в себя чувствительный элемент. Блок детекторной головки включает в себя провод, содержащий проводник. Провод проходит во внутреннюю камеру корпуса детектора так, что конец проводника приспособлен для функционального соединения с чувствительным элементом. Блок детекторной головки включает в себя уплотнение провода, содержащее преимущественно мягкий герметик, содержащийся во внутренней камере корпуса детектора. Упомянутый преимущественно мягкий герметик выполнен с возможностью пластической деформации под динамическим давлением в результате воздействия по меньшей мере одного из давления взрывоопасного газа или давления взрывоопасного пара, так что давление уплотнения между проводом и корпусом детектора увеличивается.
[0008] В варианте осуществления, детекторный блок включает в себя опорную конструкцию, содержащую внутреннюю камеру, и датчик, приспособленный для прикрепления к упомянутой опорной конструкции. Датчик включает в себя корпус детектора, содержащий внутренний канал, продолжающийся вдоль продольной длины. Корпус детектора приспособлен для содержания картриджа датчика, который включает в себя чувствительный элемент. Корпус детектора приспособлен для прикрепления к опорной конструкции так, что внутренний канал сообщается с внутренней камерой опорной конструкции. Датчик включает в себя провод, содержащий проводник. Провод проходит из внутренней камеры опорной конструкции и во внутренний канал корпуса детектора так, что конец проводника выполнен с возможностью функционального соединения с чувствительным элементом. Датчик включает в себя уплотнение провода, содержащее преимущественно мягкий герметик, содержащийся во внутреннем канале корпуса детектора. Упомянутый преимущественно мягкий герметик выполнен с возможностью продольного сжатия вдоль продольной длины внутреннего канала во время сборки блока детекторной головки так, что упомянутый преимущественно мягкий герметик заходит в и заполняет одну или более пустот между проводом и корпусом детектора для уплотнения провода к корпусу детектора.
Краткое описание чертежей
[0009] Фиг. 1 представляет собой перспективный вид с пространственным разделением элементов блока детекторной головки с датчиком газа или пара и концевой крышкой.
[0010] Фиг. 2 представляет собой вид в разрезе, показывающий элементы уплотнения провода детекторной головки, соединенные внутри взрывобезопасного корпуса.
[0011] Фиг. 3 представляет собой перспективный вид варианта осуществления детекторного блока.
[0012] Фиг. 4 представляет собой перспективный вид с пространственным разделением элементов варианта осуществления датчика детекторного блока, показанного на фиг. 3.
[0013] Фиг. 5 представляет собой вид в разрезе детекторного блока, показанного на фиг. 3.
[0014] Фиг. 6 представляет собой вид в разрезе датчика, показанного на фиг.4, показывающий вариант осуществления перемещения варианта осуществления преимущественно мягкого герметика датчика.
Осуществление изобретения
[0015] Изобретение включает в себя головку для обнаружения газа с уплотненными проводными выводами для использования в потенциально опасных зонах, где в атмосфере могут присутствовать взрывоопасные газы или пары, и способ, используемый для уплотнения проводов в блоке детекторной головки в взрывозащитном корпусе. По существу, когда детекторная головка установлена в взрывозащитном корпусе, уплотнение провода не позволяет взрывоопасному газу или пару проникать через уплотнение провода. Взрывозащитная головка газодетектора с динамическим уплотнением провода на траектории пламени содержит блок соединителя датчика с множеством соединительных проводов датчика. Провода содержат одинарные сплошные проводники круглого сечения. Толщина мягкого герметика между жесткими герметиками подвергается сжатию упорной втулкой, содержащей штырь предотвращения вращения и удерживаемой во взрывозащитном корпусе детекторной головки с использованием зажимной гайки.
[0016] Изобретение обеспечивает уплотнение проводки от соединителя датчика, когда она проходит через корпус детекторной головки к электронным схемам внутри взрывозащитного корпуса. Изобретение устраняет использование отверждающихся при нагревании эпоксидных герметиков, которые склонны утрачивать сцепление с материалами корпуса вследствие времени, воздействия окружающей среды, воздействия химических веществ и термического расширения и сжатия разных материалов, а также проблем допустимых отклонений в плотности и коэффициенте термического расширения в отвержденных герметиках. Изобретение предпочтительно использует жаропрочные жесткие и мягкие герметики.
2
3
2
3
[0017] Как видно на фиг. 1 и 2, изобретение включает в себя блок 12 соединителя датчика с множеством соединительных проводов 14 датчика, содержащих одиночные сплошные проводники круглого сечения и толщину полимерной изоляции. Блок 12 соединителя датчика зафиксирован в корпусе 28 детекторной головки фиксирующим кольцом 10. Соединительные провода 14 уплотнены к корпусу 28 детекторной головки посредством перемещения проводов через заранее образованные отверстия в мягком 16 и жестких 18 герметиках до размещения в корпусе 28 детекторной головки. Уплотнение вокруг проводов достигается посредством зажатия мягкого герметика 16 между жесткими герметиками 18. Предпочтительно мягкий герметик 16 включает в себя полужесткие или расширенные полимеры, такие как политетрафторэтилен (тефлон), эластомеры, такие как, помимо прочих, натуральный каучук, графит, изопрен, сополимер бутадиена и стирола, бутил, сополимер этилена и пропилена, нитрил, неопрен, хлорсульфированный полиэтилен, силикон, фторсиликон и другие подобные композиции. Наиболее предпочтительно, мягкий герметик представляет собой заранее формованный графит марки GHA-J с коррозионностойким ингибитором. Предпочтительные жесткие герметики включают, например, помимо прочих, полимеры политетрафторэтилен (тефлон), полифениленсульфид, полисульфон, полиэфирсульфон, полиэфирэфиркетон, полиэфиримид, полифениленоксид, керамику, металлы с и без защитных покрытий и другие подобные композиции. Предпочтительно жесткий герметик представляет собой керамику на основе AlO с чистотой по меньшей мере 96%. Еще более предпочтительно, изобретение включает графитовый мягкий герметик 16 и жесткий керамический герметик 18. Наиболее предпочтительно, изобретение включает мягкий герметик 16 из заранее формованного графита марки GHA-J с коррозионностойким ингибитором и жесткий герметик 18 из керамики на основе AlO с чистотой по меньшей мере 96%. Герметики 16, 18 подвергаются сжатию в корпусе 28 посредством упорной втулки 20. Упорная втулка 20 проталкивается посредством зажимной гайки 24, когда ее навинчивают на корпус 28 детекторной головки. Этот процесс регулируется посредством приложения крутящего момента к зажимной гайке 24 до тех пор, пока мягкий герметик 16 не деформируется вокруг проводки 14 и жестких герметиков 18, заполняя пустоты между проводами и полость для герметика в корпусе 28 детекторной головки. Мягкий герметик 10 деформируется под динамическим давлением, обеспечивая увеличение давления в уплотнении, когда оно подвергается воздействию взрывоопасного газа или пара.
2
[0018] Мягкий герметик 16 деформируется под динамическим давлением, обеспечивая увеличение давления в уплотнении, когда оно подвергается воздействию взрывоопасных условий повреждения. Такое уплотнение с регулируемым динамическим сжатием позволяет использовать блок детекторной головки при рабочих температурах от -40°С до +85°С в взрывозащитных корпусах при давлениях взрыва до 6000 фунт/дюйм (413,685 бар).
[0019] Упорная втулка 20 удерживается от вращения посредством штыря 22 предотвращения вращения. Для предотвращения повреждения полимерной изоляции на соединительной проводке 14, когда она выходит из блока, резиновую втулку 26 устанавливают на соединительную проводку 14 и запрессовывают в и фиксируют в отверстии в зажимной гайке 14.
[0020] Предпочтительно, изобретение включает в себя головку газодетектора с динамическим уплотнением провода на траектории пламени, как показано на фиг.1 и 2, содержащую блок 12 соединителя датчика газа. Головка газодетектора с динамическим уплотнением на траектории пламени содержит блок соединителя датчика с множеством соединительных проводов датчика с одиночными сплошными проводниками круглого сечения с толщиной полимерной изоляции 14, более предпочтительно с заранее формованным мягким герметиком 16, еще более предпочтительно с заранее формованным мягким герметиком между жесткими герметиками 18, и наиболее предпочтительно подвергаемым сжатию упорной втулкой 20. Упорная втулка 20 предпочтительно содержит штырь 22 предотвращения вращения, который более предпочтительно удерживается в корпусе 28 детекторной головки, который наиболее предпочтительно фиксируется зажимной гайкой 24.
[0021] Хотя в данном документе описаны некоторые варианты осуществления изобретения, это не означает, что изобретение ограничено данными вариантами осуществления, поскольку предполагается, что данное изобретение является настолько широким в объеме, насколько позволяет уровень техники, и что описание следует воспринимать таким же образом. Поэтому вышеприведенное описание следует воспринимать не как ограничивающее, а только лишь как пояснения на примере конкретных вариантов осуществления. Специалисты в данной области техники придумают другие модификации в пределах объема и сущности прилагаемой формулы изобретения.
[0022] Фиг. 3 представляет собой перспективный вид варианта осуществления детекторного блока 110. Детекторный блок 110 включает в себя датчик 112 и опорную конструкцию 114. Как показано на фиг. 3, датчик 112 прикреплен к опорной конструкции 114 так, что датчик 112 является незащищенным в среде 116 для регистрации одного или более параметров в среде 116. Датчик 112 может представлять собой датчик любого типа, который приспособлен для регистрации любого параметра (параметров). Например, в некоторых вариантах осуществления, датчик 112 выполнен с возможностью определения присутствия и/или количества любого вещества (например, пара и/или газа, такого как, помимо прочих, летучий газ, летучий пар, горючий газ, горючий пар, взрывоопасный газ, взрывоопасный пар, токсичный газ, токсичный пар и/или т.п.) в среде 116. Примеры других параметров, которые могут регистрироваться датчиком 112, включают, помимо прочих, давление, плотность, температуру, относительную влажность и/или т.п. Датчик 112 может быть использован в любом применении, и среда 116 может представлять собой любую среду, такую как, помимо прочих, зона отстойника, зона задерживания, буровая скважина и/или т.п. В некоторых вариантах осуществления, среда 116 представляет собой опасную среду, такую как, помимо прочих, нефтяная скважина, электростанция, нефтепровод и/или т.п. Например, датчик 112 может быть использован в опасной среде для определения присутствия и/или количества летучего, горючего и/или токсичного газа в опасной среде.
[0023] Опорная конструкция 114 поддерживает датчик 112 так, что датчик 112 является незащищенным в среде 116 для выполнения регистрирующих операций. Опорная конструкция 114 может включать в себя элементы обработки данных, элементы электропитания, элементы связи и/или т.п., которые поддерживают работу датчика 112. Например, внутренняя камера 118 опорной конструкции 114 может содержать один или более источников электроэнергии (не показаны; например, батарейку и/или т.п.) и/или один или более элементов распределения электроэнергии (не показаны; например, электрические провода и/или кабели, печатные платы, коммутационные устройства, реле, трансформаторы, конденсаторы, регуляторы напряжения, регуляторы тока и/или т.п.) для подачи электроэнергии в датчик 112 для обеспечения работы датчика 112. Внутренняя камера 118 опорной конструкции 14 может содержать один или более элементов обработки данных (не показаны; например, компьютеров, процессоров, контроллеров, микропроцессоров, печатных плат, микроконтроллеров, запоминающих устройств, интегральных схем и/или т.п.), которые обрабатывают сигналы от датчика 112, которые характеризуют параметр (параметры), регистрируемый датчиком 112. Обработка сигналов от датчика 112 дополнительно включает в себя операции записи данных. Дополнительно или в качестве альтернативы элементу (элементам) электропитания и/или элементу (элементам) обработки данных, внутренняя камера 118 опорной конструкции 114 может содержать один или более элементов связи (не показаны; например, электрических проводов и/или кабелей, печатных плат, других токопроводов, коммутационных устройств, реле, узлов связи и/или т.п.), которые позволяют датчику 112 взаимодействовать с удаленным пунктом и/или другими датчиками. Удаленный пункт и/или другие датчики могут содержать один или более элементов обработки данных и/или элементов электропитания, которые относятся к работе датчика 112.
[0024] Опорная конструкция 114 может включать в себя любую конструкцию, средство, конфигурацию и/или т.п., которая позволяет опорной конструкции 114 поддерживать датчик 112 в среде 116. В показанном варианте осуществления, внутренняя камера 118 опорной конструкции 114 герметично уплотнена, чтобы отделять объем пространства внутри опорной конструкции 114 от среды 116. Конкретно, в показанном варианте осуществления, опорная конструкция 114 представляет собой взрывозащитный корпус, и внутренняя камера 118 содержит один или более элементов обработки данных, элементов электропитания и/или элементов связи, которые относятся к работе датчика 112. Внутренняя камера 118 отделена от среды 116, в результате чего уменьшается вероятность прохождения любого возгорания и/или взрыва во внутренней камере 118 в окружающую среду 116. По существу, уменьшается вероятность того, что любое возгорание и/или взрыв, который возникает во внутренней камере 118, будет вынуждать любое вещество в среде возгораться и/или взрываться. Показанный вариант осуществления опорной конструкции 114 обычно называется «взрывозащитным корпусом передатчика». Хотя датчик 112 описан выше как активный датчик, который требует подачи электроэнергии для работы, датчик 112 может представлять собой пассивный датчик, который не требует подачи электроэнергии для работы.
[0025] Фиг. 4 представляет собой перспективный вид с пространственным разделением элементов варианта осуществления датчика 112. Датчик 112 включает в себя блок 120 детекторной головки и фиксирующую крышку 124. Блок 120 детекторной головки включает в себя картридж 122 датчика. Датчик 112 является удлиненным и продолжается вдоль центральной продольной оси 128. Блок 120 детекторной головки электрически соединен с опорной конструкцией 114 (показано на фиг. 3 и 5), элементом (элементами) обработки данных, элементом (элементами) электропитания и/или элементом (элементами) связи посредством одного или более электрических проводов 130 (которые могут быть или могут не быть объединены вместе в электрическом кабеле).
[0026] Блок 120 детекторной головки включает в себя корпус 132 детектора. Корпус 132 детектора продолжается вдоль продольной длины по центральной продольной оси 128 от конца 134 до противоположного конца 136. Корпус 132 детектора включает в себя внутреннюю камеру 138, которая проходит через корпус 132 детектора вдоль длины корпуса 132 детектора. Внутренний канал 138 продолжается вдоль продольной длины по центральной продольной оси 128. Внутренний канал 138 проходит в корпус 132 детектора через концы 134 и 136 так, что концы 134 и 136 открыты для внутреннего канала 138.
[0027] Блок 120 детекторной головки включает в себя крепежный элемент 140 для прикрепления датчика 112 к опорной конструкции 114. В показанном варианте осуществления, крепежный элемент 140 включает в себя резьбу 142 для резьбового соединения датчика 112 с опорной конструкцией 114. Однако, дополнительно или в качестве альтернативы резьбе 142, крепежный элемент 140 может использовать другой способ прикрепления, такой как, помимо прочих, адгезив, посадка с натягом, соединение защелкой, фиксатор, зажим, хомут, резьбовая крепежная деталь и/или т.п. В показанном варианте осуществления, крепежный элемент 140 расположен в конце 134 корпуса 132 детектора, однако крепежный элемент 140 может иметь любое другое расположение вдоль корпуса 132 детектора.
[0028] Блок 120 детекторной головки может включать в себя крепежный элемент 144 для прикрепления удерживающей крышки 124 к корпусу 132 детектора. Показанный вариант осуществления крепежного элемента 144 включает в себя резьбу 146, которая позволяет прикреплять удерживающую крышку 124 к корпусу 132 детектора посредством резьбового соединения с корпусом 132 детектора. Дополнительно или в качестве альтернативы резьбе 146, крепежный элемент 144 может использовать любой другой способ прикрепления удерживающей крышки 124 к корпусу 132 детектора, такой как, помимо прочих, адгезив, посадка с натягом, соединение защелкой, фиксатор, зажим, хомут, резьбовая крепежная деталь и/или т.п. Хотя крепежный элемент 144 показан как образованный в конце 136 корпуса 132 детектора, крепежный элемент 144 может иметь любое другое расположение вдоль корпуса 132 детектора.
[0029] Картридж 122 датчика удерживается посредством корпуса 132 детектора блока 120 детекторной головки. Картридж 122 датчика включает в себя чувствительный элемент (не показанный), который приспособлен для регистрации одного или более параметров из среды 116 (показанной на фиг. 3 и 5). Чувствительный элемент может представлять собой чувствительный элемент любого типа, который приспособлен для регистрации параметра (параметров) любым способом. В показанном варианте осуществления, чувствительный элемент представляет собой чувствительный элемент диффузного типа, который регистрирует параметр (параметры) посредством диффузии. Дополнительно или в качестве альтернативы чувствительному элементу диффузного типа, описанному в данном документе, может быть использован чувствительный элемент любого другого типа.
[0030] Удерживающая крышка 124 приспособлена для прикрепления к корпусу 132 детектора. При прикреплении к корпусу 132 детектора, удерживающая крышка 124 проходит по меньшей мере частично вокруг картриджа 122 датчика для предохранения картриджа 122 датчика от повреждения (например, ударного повреждения). Чувствительный элемент картриджа 122 датчика подвергается воздействию среды 116 через внутренний канал 160 удерживающей крышки 124, который является открытым для среды 116. Внутренний канал 160 дополнительно включает в себя решетку (не показана), чтобы способствовать предохранению от попадания мусора во внутренний канал 160 и возможно загрязнения чувствительного элемента.
[0031] Удерживающая крышка 124 включает в себя крепежный элемент 164 для прикрепления удерживающей крышки 124 к корпусу 132 детектора. В показанном варианте осуществления, крепежный элемент 164 включает в себя резьбу (не показана), которая позволяет прикреплять удерживающую крышку 124 к корпусу 132 детектора посредством резьбового соединения удерживающей крышки 124 с резьбой 146 корпуса 132 детектора. Дополнительно или в качестве альтернативы, крепежный элемент 164 может использовать любой другой способ прикрепления удерживающей крышки 124 к корпусу 132 детектора, такой как, помимо прочих, адгезив, посадка с натягом, соединение защелкой, фиксатор, зажим, хомут, резьбовая крепежная деталь и/или т.п. Крепежный элемент 164 может иметь любое расположение вдоль удерживающей крышки 124.
[0032] В показанном варианте осуществления, блок 120 детекторной головки включает в себя электрический соединитель 170, который удерживается посредством корпуса 132 детектора в пределах внутреннего канала 138. Соединитель 170 функционально (например, электрически и/или оптически) соединен с электрическими проводами 130. Соединитель 170 приспособлен для сопряжения с картриджем 122 датчика для функционального соединения чувствительного элемента картриджа 122 датчика с проводами 130 и таким образом с элементом (элементами) обработки данных, элементом (элементами) электропитания и/или элементом (элементами) связи. Соединитель 170 может представлять собой оптический и/или электрический соединитель. Соединитель 170 дополнительно удерживается в пределах внутреннего канала 138 корпуса 132 детектора посредством стопорного кольца 172.
[0033] Как будет описано ниже, блок 120 детекторной головки включает в себя уплотнение 180 провода, которое приспособлено для уплотнения проводов 130 к корпусу 132 детектора и друг к другу, чтобы способствовать предотвращению прохода возгорания и/или взрыва, который возникает во внутренней камере 118 (показанной на фиг. 3 и 5) опорной конструкции 114, в среду 116 через внутренний канал 138 корпуса 132 детектора. Уплотнение 180 провода включает в себя преимущественно мягкий герметик 182. Уплотнение 180 провода может также включать в себя преимущественно жесткий герметик 184, втулку 186, зажимную гайку 188, штырь 190 предотвращения вращения и/или эластомерную втулку 192.
[0034] Фиг. 5 представляет собой вид в разрезе детекторного блока 110. Как можно видеть на фиг. 5, корпус 132 детектора датчика 112 прикреплен к опорной конструкции 114 так, что внутренний канал 138 корпуса 132 детектора совмещен в сообщении по текучей среде с внутренней камерой 118 опорной конструкции 114 через конец 134.
[0035] Как можно видеть на фиг. 5, в показанном варианте осуществления датчик 112 включает в себя множество проводов 130. Однако датчик 112 может включать в себя любое количество проводов 130, включая варианты осуществления, в которых датчик 112 включает в себя только один из проводов 130. Каждый провод 130 включает в себя проводник 194 и слой 196 изоляции, окружающий проводник 194. Проводник 194 каждого провода 130 может представлять собой электрический проводник или оптический проводник. В некоторых вариантах осуществления, один или более проводов 130 включает в себя электрический проводник 194 и один или более проводов 130 включает в себя оптический проводник 194. Как можно видеть на фиг.5, каждый провод 130 проходит из внутренней камеры 118 опорной конструкции 114 и во внутренний канал 138 корпуса 132 детектора через конец 134, так что концы 198 проводников 194 функционально (например, электрически и/или оптически) соединены с соединителем 170.
[0036] Как кратко описано выше, уплотнение 180 провода приспособлено для уплотнения проводов 130 к корпусу 132 детектора и друг к другу, чтобы способствовать предотвращению прохода возгорания и/или взрыва, который возникает во внутренней камере 118 опорной конструкции, в среду 116 через внутренний канал 138 корпуса 132 детектора. Уплотнение 180 провода включает в себя преимущественно мягкий герметик 182, который приспособлен для продольного сжатия вдоль продольной длины внутреннего канала 138 корпуса 138 детектора во время сборки блока 120 детекторной головки так, что преимущественно мягкий герметик 182 заполняет одну или более пустот (например, пустоты 220, 222 и 224, показанные на фиг.6) между проводами 130 и корпусом 132 детектора. Упомянутый преимущественно мягкий герметик 182 приспособлен для деформации под динамическим давлением в результате воздействия по меньшей мере одного из давления взрывоопасного газа или давления взрывоопасного пара.
[0037] Упомянутый преимущественно мягкий герметик 182 может иметь любой уровень мягкости, который позволяет преимущественно мягкому герметику 182 функционировать так, как описано и/или показано в данном документе. Упомянутый преимущественно мягкий герметик 182 может быть изготовлен из любого материала (материалов), который позволяет преимущественно мягкому герметику 182 функционировать так, как описано и/или показано в данном документе. Неограничивающие примеры материалов, используемых для изготовления преимущественно мягкого герметика 182, включают, помимо прочих, полужесткий и/или расширенный полимер (такой как, помимо прочих, политетрафторэтилен (тефлон) и/или т.п.), эластомер (такой как, помимо прочих, натуральный каучук, графит, изопрен, сополимер стирола и бутадиена, бутил, сополимер этилена и пропилена, нитрил, неопрен, хлорсульфированный полиэтилен, силикон, фторсиликон и/или т.п.), графит, графит марки GHA-J с коррозионностойким ингибитором и/или т.п.
2
3
[0038] В показанном варианте осуществления, уплотнение 180 провода включает в себя преимущественно жесткий герметик 184, который приспособлен способствовать продольному сжатию упомянутого преимущественно мягкого герметика 184. Преимущественно жесткий герметик 184 может иметь любой уровень жесткости, который позволяет преимущественно жесткому герметику 184 функционировать так, как описано и/или показано в данном документе. Преимущественно жесткий герметик 184 может быть изготовлен из любого материала (материалов), который позволяет преимущественно жесткому герметику 184 функционировать так, как описано и/или показано в данном документе. Неограничивающие примеры материалов, используемых для изготовления преимущественно жесткого герметика 184, включают, помимо прочих, полимер (такой как, помимо прочих, политетрафторэтилен (тефлон), полифениленсульфид, полисульфон, полиэфирсульфон, полиэфирэфиркетон, полиэфиримид, полифениленоксид) керамику на основе AlO с чистотой по меньшей мере приблизительно 96% и/или т.п.
[0039] Как показано на фиг.5, упомянутый преимущественно мягкий герметик 182 удерживается в пределах внутреннего канала 138 корпуса 132 детектора. Провода 130 проходят через заранее образованные отверстия 200 (показанные на фиг.6) преимущественно мягкого герметика 182 так, что преимущественно мягкий герметик 182 окружает провода 130 и проходит между корпусом 132 детектора и проводами 130.
[0040] Преимущественно жесткий герметик 184 удерживается в пределах внутреннего канала 138 корпуса 132 детектора. Провода 130 проходят через заранее образованные отверстия 202 (показанные на фиг.6) преимущественно жесткого герметика 184 так, что преимущественно жесткий герметик 184 окружает провода 130 и проходит между корпусом 132 детектора и проводами 130.В показанном варианте осуществления, преимущественно жесткий герметик 184 включает в себя первый сегмент 204 жесткого герметика и второй сегмент 206 жесткого герметика, которые разнесены вдоль продольной длины внутреннего канала 138. Преимущественно мягкий герметик 182 расположен вдоль продольной длины внутреннего канала 138 между первым сегментом 204 жесткого герметика и вторым сегментом 206 жесткого герметика. Другими словами, преимущественно гибкий герметик 182 удерживается в пределах внутреннего канала 138 так, что преимущественно мягкий герметик 182 расположен между первым сегментом 204 жесткого герметика и вторым сегментом 206 жесткого герметика вдоль продольной длины внутреннего канала 138.
[0041] Втулка 186 уплотнения 180 провода удерживается в пределах внутреннего канала 138 корпуса 132 детектора так, что втулка 186 приведена в физический контакт с преимущественно мягким герметиком 182 и/или вторым сегментом 206 преимущественно жесткого герметика. В показанном варианте осуществления, втулка 186 приведена в физический контакт как с преимущественно мягким герметиком 182, так и с вторым сегментом 206 преимущественно жесткого герметика. Втулка 186 удерживается в пределах внутреннего канала 138 так, что втулка 186 проходит между вторым сегментом 206 преимущественно жесткого герметика и зажимной гайкой 188 вдоль продольной длины внутреннего канала 138.
[0042] Зажимная гайка 188 содержит наружную резьбу 208, которая находится в резьбовом соединении с внутренней резьбой 210 конца 134 корпуса 132 детектора. Как можно видеть на фиг. 5, конец 212 зажимной гайки 188 приведен в физический контакт с втулкой 186. Зажимная гайка 188 включает в себя отверстие 214, через которое проходят провода 130. В отверстии 214 вокруг проводов 130 дополнительно расположена втулка 192 из эластомера (например, каучука и/или т.п.), чтобы способствовать предотвращению повреждения слоев 196 изоляции проводов 130.
[0043] Как кратко описано выше, преимущественно мягкий герметик 182 приспособлен для продольного сжатия вдоль продольной длины внутреннего канала 138 корпуса 132 детектора для уплотнения проводов 130 к корпусу 132 детектора и друг к другу. Конкретно, во время сборки блока 120 детекторной головки, преимущественно мягкий герметик 182 подвергается продольному сжатию посредством завинчивания зажимной гайки 188 на конец 134 корпуса 132 детектора в направлении стрелки А, показанной на фиг. 5. Когда зажимная гайка 188 перемещается в направлении А, зажимная гайка 188 перемещает втулку 186 вдоль продольной длины внутреннего канала 138 в направлении А. Дополнительный штырь 190 предотвращения вращения (показанный на фиг. 4) приводится в физический контакт с втулкой 186, чтобы способствовать предотвращению вращения втулки вместе с зажимной гайкой 188, когда зажимную гайку 188 завинчивают на конец 134 корпуса 132 детектора. Когда втулка 186 перемещается вдоль продольной длины внутреннего канала 138 в направлении А, вхождение втулки 186 в контакт с преимущественно мягким герметиком 182 и вторым сегментом 206 жесткого герметика продольно зажимает преимущественно мягкий герметик 182 между первым сегментом 204 жесткого герметика и вторым сегментом 206 жесткого герметика. Преимущественно мягкий герметик 182 может подвергаться продольному сжатию в любой степени, которая позволяет уплотнению 180 провода уплотнять провода 130 к корпусу 132 детектора в пределах внутреннего канала 138. Степень продольного сжатия преимущественно мягкого герметика 182 можно регулировать посредством регулирования величины момента вращения зажимной гайки 188.
[0044] Когда преимущественно мягкий герметик 182 подвергается продольному сжатию, преимущественно мягкость преимущественно мягкого герметика 182 вынуждает преимущественно мягкий герметик 182 деформироваться и тем самым заходить в и заполнять одну или более пустот 220, 222 и/или 224 (показанных на фиг. 6) между проводами 130 и корпусом 132 детектора.
[0045] Конкретно и ссылаясь на фиг. 6, преимущественно мягкий герметик 182 подвергается продольному сжатию так, что преимущественно мягкий герметик 182 деформируется и таким образом заходит в и заполняет пустоты 220, 222 и 224 между проводами 130 и корпусом 132 детектора. Как можно видеть на фиг.6, сегменты 226 преимущественно мягкого герметика 182 зашли в и заполнили пустоты 220, которые проходят между преимущественно жестким герметиком 184 и внутренней поверхностью 228 корпуса 132 детектора. Дополнительно, сегменты 229 преимущественно гибкого герметика 182 зашли в и заполнили пустоты 231, которые проходят между втулкой 186 и корпусом 182 детектора. Сегменты 230 преимущественно мягкого герметика 182 зашли в и заполнили пустоты 222, которые проходят между преимущественно жестким герметиком 184 и слоями 196 изоляции проводов 130. Сегменты 232 преимущественно мягкого герметика 182 зашли в и заполнили пустоты 224, которые проходят между втулкой 186 и преимущественно жестким герметиком 184.
[0046] Посредством заполнения пустот 220, 222 и 224 (и дополнительно пустот 231, которые могут присутствовать или могут отсутствовать), преимущественно мягкий герметик 182 образует уплотнение, которое уплотняет провода 130 к корпусу 132 детектора и друг к другу. Уплотнение, создаваемое в результате продольного сжатия преимущественно мягкого герметика 182, может способствовать предотвращению прохода возгорания и/или взрыва, который возникает во внутренней камере 118 (показанной на фиг. 3 и 5) опорной конструкции 114 (показанной на фиг. 3 и 5), в среду 116 (показанную на фиг. 3 и 5) через внутренний канал 138 корпуса 132 детектора.
[0047] Кроме того, когда во внутренней камере 118 опорной конструкции 114 возникает взрыв, преимущественно мягкий герметик 182 подвергается воздействию динамического давления от давления взрывоопасного газа и/или давления взрывоопасного пара. Общая мягкость преимущественно мягкого герметика 182 позволяет герметику 182 деформироваться под динамическим давлением в результате воздействия давления взрывоопасного газа и/или взрывоопасного пара. Деформация преимущественно мягкого герметика 182 под динамическим давлением обеспечивает повышение давления уплотнения между преимущественно мягким герметиком 182 и проводами 130 и корпусом 132 детектора, которое может способствовать поддержанию уплотнения между проводами 130 и корпусом 132 детектора (и между отдельными проводами 130) во время такого взрыва во внутренней камере 118 опорной конструкции 114.
2
[0048] Уплотнение 180 провода может обеспечить более прочное уплотнение по сравнению с по меньшей мере некоторыми известными уплотнениями провода для детекторных блоков. В некоторых вариантах осуществления, уплотнение 180 провода может позволять использовать детекторный блок 110 при рабочих температурах от приблизительно -40°С до приблизительно +85°С. В некоторых вариантах осуществления, уплотнение 180 провода способно выдерживать давления взрыва до примерно 6000 фунт/дюйм (приблизительно 413,685 бар).
[0049] В варианте осуществления, объект изобретения, описанный и/или показанный в данном документе, относится к преимущественно головке обнаружения газа с уплотненными проводными выводами для использования в потенциально опасных зонах, где в атмосфере может присутствовать взрывоопасный газ или пары. Объект изобретения, описанный и/или показанный в данном документе, может включать усовершенствования в способе, используемом для уплотнения проводки в блоке детекторной головки, так что когда детекторная головка установлена в взрывозащитном корпусе, уплотнение провода не позволит взрывоопасному газу или пару проникать через уплотнение провода.
[0050] В варианте осуществления, объект изобретения, описанный и/или показанный в данном документе, может обеспечить усовершенствования в способе уплотнения проводки от соединителя датчика, когда она проходит через корпус детекторной головки к электронным схемам внутри взрывозащитного корпуса. Объект изобретения, описанный и/или показанный в данном документе, может устранить использование отверждающихся при нагревании эпоксидных герметиков.
[0051] В варианте осуществления, взрывозащитное устройство головки обнаружения газа с динамическим уплотнением провода на траектории пламени содержит взрывозащитный корпус и блок соединителя датчика, содержащий множество соединительных проводов для датчика. Соединительные провода для датчика содержат в себе одиночные проводники круглого сечения и двухкомпонентную систему уплотнения. Система уплотнения включает в себя толщину мягкого герметика и жесткого герметика.
2
3
[0052] В варианте осуществления, взрывозащитное устройство головки обнаружения газа с динамическим уплотнения провода на траектории пламени включает в себя взрывозащитный корпус и блок соединителя датчика, содержащий множество соединительных проводов для датчика. Соединительные провода для датчика содержат в себе одиночные проводники круглого сечения. Взрывозащитное устройство головки обнаружения газа включает в себя двухкомпонентную систему уплотнения. Система уплотнения включает в себя толщину мягкого и жесткого герметика. В одном аспекте, мягкий и жесткий герметики включают в себя предварительно отформованный мягкий герметик из графита марки GHA-J с коррозионностойким ингибитором и керамику на основе AlO с чистотой по меньшей мере 96%, соответственно. В одном аспекте, мягкий герметик расположен между двумя жесткими герметиками
[0053] Используемые в данном документе элементы и этапы, упомянутые в единственном числе, следует понимать как не исключающие множества упомянутых элементов или этапов, если такое исключение явно не указано. Кроме того, ссылки на «один вариант осуществления» или «вариант осуществления» следует интерпретировать как не исключающие наличия других вариантов осуществления, которые также включают упомянутые признаки. Кроме того, если явно не указано обратное, варианты осуществления, «содержащие» или «включающие в себя» элемент или множество элементов, обладающих конкретным свойством, могут включать в себя дополнительные элементы, не обладающие данным свойством.
[0054] Необходимо понимать, что вышеприведенное описание является пояснительным, а не ограничивающим. Например, вышеописанные варианты осуществления (и/или их аспекты) могут быть использованы в сочетании друг с другом. Кроме того, множество модификаций могут быть выполнены для приспосабливания конкретной ситуации или материала к идеям настоящего изобретения без отхода от его объема. Размеры, виды материалов, ориентации различных элементов и количество и расположения различных элементов, описанных в данном документе, предназначены для определения параметров некоторых вариантов осуществления и не являются ни в коей мере ограничивающими, а лишь примерными вариантами осуществления. После изучения вышеприведенного описания для специалистов в данной области техники будет очевидно множество других вариантов осуществления и модификаций в пределах сущности и объема формулы изобретения. Таким образом, объем изобретения определяется пунктами прилагаемой формулы изобретения, наряду с полным объемом эквивалентов, которые соответствуют таким пунктам. В прилагаемой формуле изобретения, термины «включающий в себя» и «в котором» используется как разговорные английские эквиваленты соответствующих терминов «содержащий» и «там где». Кроме того, в приведенной ниже формуле изобретения термины «первый», «второй», «третий» и др. используются только в качестве определений и не накладывают числовых требований на их объекты. Кроме того, ограничения приведенной ниже формулы изобретения не записаны в формате «средство плюс функция» и не должны интерпретироваться на основе §112 статьи 35 U.S.C., шестой параграф, если и пока такие ограничения пункта формулы явно не используют фразу «средство для» с последующим указанием функции без дополнительной структуры.