ЗАМОК ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЙ ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЙ

Полезная модель относится к устройствам систем безопасности, а именно к дистанционно-управляемым электромагнитным запирающим устройствам, предназначенным для установки на дверях и других преграждающих устройствах в зонах повышенной взрывоопасности.
Электромагнитные замки обладают высокой надежностью (не открываются с помощью отмычки), нагрузка на отрыв (сила удержания двери) достигает 500 кгс, стойкостью к агрессивным средам и устойчивостью к температурным перепадам. Износоустойчивость таких замков обусловлена отсутствием в их конструкции трущихся металлических деталей. Электромагнитные замки могут быть установлены на пожарные выходы, так как соответствуют основному требованию пожарной безопасности - при снятии напряжения замок автоматически должен открываться.
В отношении электромагнитных замков, предназначенных для использования во взрывоопасных зонах (помещение или ограниченное пространство в помещении или наружной установке, в котором имеются или могут образоваться взрывоопасные смеси), в целях предотвращения воспламенения окружающей взрывоопасной газовой среды применяются специальные меры - виды взрывозащиты, установленные ГОСТ Р 51330.13-99 «Электрооборудование взрывозащищенное».
Известен (RU, патент №53697, U1, опубликовано 27.05.2006) электромагнитный замок, содержащий магнитопровод, включающий сердечник с обмоткой и якорь в виде прямоугольной пластины, сердечник при этом выполнен в виде  или U-образного профиля в сечении, паз в сердечнике выполнен открытым с его торцов, обмотка размещена вдоль продольной плоскости симметрии магнитопровода, который помещен в корпус и в промежутках залит компаундом (наполненные или ненаполненные полимерные материалы, предназначенные для заливки или пропитки элементов и узлов электроаппаратуры и радиоаппаратуры).
К недостаткам известной конструкции электромагнитного замка, которые не позволяют использовать его во взрывоопасных средах, следует отнести следующие:
- корпус не является взрывонепроницаемым, а заливка магнитопровода компаундом не гарантирует защиту его от механических повреждений, что не соответствует требованиям ГОСТ Р 51330.13-99 в части обеспечения требований к взрывозащищенному электрооборудованию, применяемому во взрывоопасных зонах;
- отсутствует надежное механическое закрепления кабеля в корпусе замка: кабель от обмотки выводится из магнитопровода через отверстие в корпусе, что не обеспечивает требований (закрепления кабеля при выводе из корпуса, уплотнения кабеля с целью обеспечения степени защиты оболочки) ГОСТ Р 52350.0-2005 «Электрооборудование для взрывоопасных газовых сред» (приложение А, Ех-кабельные вводы), а также требованиям п.5 ГОСТ Р 51330.13-99 в части обеспечения герметичности и механической прочности оболочки по виду взрывозащиты «s» (специальный вид взрывозащиты) по ГОСТ 22782.3-77.
Конструкция кабельных вводов общепромышленного назначения и материалы, из которых они изготавливаются, не обеспечивают требований А.2 Приложения А ГОСТ Р 52350.0-2005 по механической прочности закрепления кабеля и степени защиты оболочки, необходимой для применения во взрывоопасных средах. Такой кабельный ввод защищает кабель только от выдергивания из корпуса замка, но не обеспечит взрывозащиту окружающей взрывоопасной смеси при неисправности электрооборудования.
Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, состоит в разработке электрооборудования для использования во взрывоопасных зонах.
Технический результат, получаемый в результате осуществления заявленной полезной модели, заключается в повышении степени защиты изделия: взрывонепроницаемости оболочки и взрывозащищенности кабельного ввода.
Указанный технический результат достигается за счет того, что электромагнитный замок, содержит плоский якорь и электромагнит в виде цельнофрезерованного сердечника с токопроводящей обмоткой, заключенный в оболочку, образованную наружной поверхностью сердечника и прикрепленной со стороны его рабочей поверхности металлической крышкой, защищающей расположенные в оболочке и залитые герметизирующим компаундом токопроводящую обмотку и соединенные с ее выводами токоведущие жилы кабеля, выведенного наружу из оболочки к блоку питания через кабельный ввод, состоящий из закрепленной в оболочке корпусной втулки, через которую пропущен соединенный с токоведущими жилами токопроводящей обмотки кабель, и адаптера, который, наворачиваясь на корпусную втулку, сжимает находящийся в ней резиновый уплотнитель, фиксируя и уплотняя кабель в кабельном вводе.
Конструкция заявленного технического решения обеспечивает следующие, согласно Разделу 5 п.5.2.2. ГОСТ Р 51330.13-99, виды взрывозащиты:
А) «Специальный вид взрывозащиты S».
Данный вид взрывозащиты обеспечивается специальным конструктивным решением кабельного ввода и позволяет полностью выполнить требование ГОСТ 22782.3-77 в части конструкции оболочки взрывозащиты по типу «S» - защита электрооборудования специальная. Изделия с взрывозащитой вида «S» могут использоваться в рудниках и шахтах.
Уплотнение кабеля в кабельном вводе заявленного технического решения осуществляется за счет резинового уплотнителя, роль которого может выполнять резиновая втулка, внутренний диаметр которой соответствует диаметру оболочки кабеля. При сборке адаптер кабельного ввода сжимает (например, с помощью металлических втулки и шайбы) резиновый уплотнитель и фиксирует кабель в кабельном вводе, обеспечивая необходимое механическое закрепление кабеля и герметичность ввода, а, следовательно, и непроникновение взрывоопасных газов в оболочку.
Таким образом, взрывозащищенный (устранена или затруднена возможность воспламенения окружающей его взрывоопасной смеси) кабельный ввод выполняет две функции:
1. обеспечивает защиту кабеля от выдергивания его из оболочки замка с силой указанной в п.А3.1 ГОСТ Р 52350.0-2005;
2. благодаря специальному резиновому уплотнителю обеспечивает защиту электрооборудования, установленного в оболочке, от проникновения взрывоопасных газов.
Б) «Вид взрывозащиты - m» - герметизация компаундом по ГОСТ 51330.17.
Данный вид взрывозащиты обеспечивается герметизацией электрооборудования (токопроводящая обмотка и соединенные с ее выводами токоведущие жилы) герметизирующим компаундом, который обеспечивает защиту их от проникновения влаги и при неисправности электрооборудования локализует возгорание внутри себя.
В заявленной конструкции электромагнитного замка обеспечивается не только герметизация установленных во внутреннем объеме оболочки токопроводящей обмотки и соединенных с ее выводами токоведущих жил кабеля герметизирующим компаундом, но и их защита от механических повреждений дополнительной металлической крышкой, образующей совместно с наружной поверхностью цельнофрезерованного сердечника взрывонепроницаемую (при взрыве газа внутри оболочки в результате искрения или короткого замыкания не происходит опасных повреждений оболочки; взрыв не распространяется в окружающую среду) механически прочную оболочку.
Таким образом, при возгорании электрооборудования из-за неисправности герметизирующий компаунд не позволит воспламенить взрывоопасную смесь вне оболочки, а металлическая крышка защитит расположенное внутри оболочки электрооборудование от механических повреждений.
В электромагнитных замках с плоским якорем, как правило, используется цельнофрезерованный (выполненный из металлической заготовки) сердечник, имеющий Ш-образный профиль, но возможен и сердечник с иным (например, U- или П-образным) профилем, хотя это потребует оригинальных технических решений крепления кабельного ввода, а изделие при этом получится более громоздким и менее технологичным в производстве.
Образующие оболочку цельнофрезерованный Ш-образный сердечник с прикрепленной к нему металлической крышкой, защищающей расположенные в оболочке и залитые герметизирующим компаундом токопроводящую обмотку и токоведущие жилы кабеля, и взрывозащищенный кабельный ввод с уплотнением и механическим закреплением кабеля в оболочке обеспечивают герметичность и механическую прочность оболочки электромагнитного замка по виду взрывозащиты «s» по ГОСТ 22782.3-77.
При соблюдении вышеперечисленных требований электромагнитный замок может считаться взрывозащищенным и использоваться в зонах повышенной взрывоопасности.
Для пояснения сущности заявленной полезной модели представлены следующие графические материалы:
- фиг.1 - чертеж замка электромагнитного взрывозащищенного в плане (вид спереди, сверху, сбоку);
- фиг.2 - чертеж кабельного ввода.
Ниже на примере конкретной конструкции замка электромагнитного взрывозащищенного приводятся сведения, подтверждающие возможность осуществления полезной модели с получением вышеуказанного технического результата.
На фиг.1 изображен электромагнитный замок, состоящий из электромагнита (ферромагнитный сердечник 1 с токопроводящей обмоткой 2) и плоского якоря 3.
Корпусная часть «А» замка включает в себя электромагнит в виде цельнофрезерованного Ш-образного сердечника 1 из электротехнической стали марки 10880 с токопроводящей обмоткой 2, прикрепленную к сердечнику 1 электромагнита крышку 4 и взрывозащищенный кабельный ввод 5 с соответствующей маркировкой взрывозащиты по ГОСТ Р 52350.0-2005.
Сердечник 1 электромагнита совместно с прикрепленной к нему винтами металлической крышкой 4 выполняют функцию оболочки корпусной части (далее - оболочка) электромагнитного замка. Крышка выполнена из нержавеющей немагнитной стали 08X18Н10 ГОСТ 5582- 80.
Выводы 6 токопроводящей обмотки 2 электромагнита соединены пайкой с токоведущими жилами 7 кабеля 8, который выводится из токопроводящей оболочки через взрывозащищенный кабельный ввод 5 наружу к блоку питания замка (на чертежах не показан). Для заземления замка на корпусной части «А» установлена заземляющая клемма 9.
Крышка 4 защищает герметично залиты в оболочке герметизирующим компаундом 10 токопроводящую обмотку 2, токоведущие жилы 7 кабеля 8 и место соединения токоведущих жил 7 с кабелем 8 от механических повреждений.
Взрывозащищенный кабельный ввод (фиг.2) состоит из корпусной втулки 11, адаптера 12, резиновой уплотнительной втулки 13, металлических втулки 14 и шайбы 15.
Через корпусную втулку 11, которая вворачивается в оболочку 2, пропускается кабель 8. Наворачивающийся на корпусную втулку 11 адаптер 12 через втулку 14 и шайбу 15 сжимает резиновую уплотнительную втулку 13, фиксируя кабель 8 в кабельном вводе 5, обеспечивая тем самым закрепление и уплотнение кабеля 8 с целью обеспечения степени защиты оболочки.
Якорная часть замка «Б» состоит из плоского якоря 3, подвижно закрепленного на монтажной пластине 16 с помощью винта на подвижной пружине, обеспечивающей люфт якоря.
Сердечник 1 электромагнита и плоский якорь 3 замка имеют рабочие поверхности 17 и 18 (соответственно), которые соприкасаются между собой и примагничиваются при подаче напряжения на провода кабеля.
Крышка 4 выполнена штампованной из нержавеющей немагнитной стали с двумя окнами 19, через которые выступает рабочая поверхность Ш-образного сердечника, крепится к сердечнику на трех винтах.
Принцип работы электромагнитного взрывозащищенного замка состоит в следующем (см. фиг.1).
Корпусная часть («А») взрывозащищенного электромагнитного замка закрепляется на дверной коробке, а якорная часть («Б») - на двери.
При подаче напряжения на токоведущие жилы 7 кабеля 8 через токопроводящую обмотку 2 электромагнита начинает протекать ток, который вызывает магнитное поле в Ш-образном сердечнике 1, в результате чего последний намагничивается. При соприкосновении рабочей поверхности 18 плоского якоря 3 с рабочей поверхностью сердечника 17 электромагнита магнитное поле усиливается и возникает сила, которая притягивает их друг к другу.
До тех пор, пока по обмотке 2 электромагнита протекает ток, замок удерживает дверь, при отключении тока (снятии напряжения питания с выводов токопроводящей обмотки) электромагнит размагничивается и замок автоматически открывается.