ВЗРЫВОЗАЩИЩЕННЫЙ СВЕТОВОЙ ПРИБОР

Предполагаемое изобретение относится к светотехнике, в частности, к взрывозащищенным световым приборам с высокоинтенсивными разрядными лампами.
Подобные приборы имеют взрывозащищенное, пожаробезопасное исполнение и высокую степень защиты от воздействия окружающей среды.
Световые приборы предназначены для эксплуатации в открытом пространстве и на объектах или в помещениях с тяжелыми условиями работы, в том числе на нефтеперерабатывающих и химических заводах, нефте- и газодобывающих платформах, угольных шахтах и т. п., а также для освещения пороховых складов, нефтеналивных судов, автозаправочных станций, цехов и участков со взрывоопасной атмосферой.
Известен взрывозащищенный световой прибор [1], содержащий взрывозащищенную оболочку, включающую массивный корпус с установленной на нем взрывонепроницаемой вводной коробкой с клеммной колодкой и уплотненный в оправке оптически прозрачный защитный колпак, разрядную лампу с патроном, установленным в корпусе, и пускорегулирующий электромагнитный аппарат, собранный во взрывозащищенной камере вне корпуса прибора.
Недостатки аналога обусловлены сложностью и высокой материалоемкостью конструкции из-за необходимости применения взрывозащищенного корпуса, вводной коробки и камеры для размещения пускорегулирующего аппарата.
Известен взрывозащищенный световой прибор [2], содержащий взрывозащищенную оболочку в виде корпуса с оптически прозрачным защитным колпаком, герметизированным в кольцевой оправке с резьбой, установленной по
ответной резьбе в корпусе с образованием резьбового взрыв-канала, и размещенную в оболочке разрядную лампу типа ДРЛ с патроном, а также электромагнитным пускорегулирующим аппаратом, собранным в тыльной части корпуса. На наружной поверхности корпуса смонтирована взрывонепроницаемая вводная коробка с клеммной колодкой и, по крайней мере, одним сальниковым вводом для подключения прибора к промышленной питающей сети.
Недостатки прототипа обусловлены сложностью и высокой материалоемкостью прибора, из-за необходимости выполнения защитного колпака и корпуса увеличенных габаритов для размещения лампы типа ДРЛ, имеющей увеличенную колбу, патрона и пускорегулирующего аппарата, а также сопрягаемой с корпусом вводной коробки. По этой причине диаметр открытой части корпуса и оправки с защитным колпаком не может быть уменьшен, что затрудняет возможность снижения балластных объемов прибора и диаметра охвата резьбового лабиринтного взрыв-канала, достигающего 250 мм и более для различных вариантов исполнения.
Последнее обстоятельство усложняет конструкцию и затрудняет обслуживание прибора при эксплуатации, т.к. требует свинчивания тяжелой оправки с защитным колпаком по резьбе большого диаметра для замены лампы. Кроме того, световой прибор имеет неудовлетворительные светотехнические характеристики из-за плохой цветопередачи и недостаточной световой отдачи лампы ДРЛ.
Целью предполагаемого изобретения является повышение взрывобезопасности, упрощение конструкции и обслуживания при одновременном снижении материалоемкости, а также улучшение светотехнических характеристик светового прибора.
Поставленная цель достигается тем, что во взрывозащищенном световом приборе, содержащем взрывозащищенную оболочку с герметизированным в массивной оправке оптически прозрачным защитным колпаком, разрядную лампу с патроном,
установленным на держателе, а также пускорегулирующий аппарат, собранный во взрывонепроницаемой вводной коробке с, по крайней мере, одним кабельным вводом и крышкой, клеммной колодкой и проводами средств токоподвода, указанный держатель выполнен в виде стакана из теплопроводного материала с коаксиально установленным внутри ламповым патроном из электроизоляционного материала, стенки которого образуют зазор со стенками стакана, по крайней мере частично заполненный теплопроводящим электроизоляционным компаундом, например, типа ″Номакон″, причем указанный стакан установлен скользящей посадкой по боковым стенкам внутри кольцевого промежуточного элемента из теплопроводного материала, находящегося в механическом соединении по резьбе с оправкой, имеющей ответную резьбу, образующую лабиринтовый взрыв-канал, соединяющий внутреннюю полость оболочки с окружающей средой.
Цель достигается и тем, что держатель патрона с лампой имеет в тыльной части отбортовку, упирающуюся в кольцевой промежуточный элемент и примыкающую по боковой поверхности к несущему фланцу, механически соединяющему взрывозащищенную оболочку с крышкой взрывонепроницаемой вводной коробки с образованием, дублирующего лабиринтовый взрыв-канал, дополнительного взрыв-канала по щелям, образованным сопрягаемыми плоскостями.
Поставленная задача решается также тем, что кольцевой промежуточный элемент выполнен из материала, имеющего температурный коэффициент линейного расширения меньший, чем материал, из которого изготовлен держатель-стакан.
Цель достигается также за счет того, что в держателе-стакане и в крышке вводной коробки выполнены отверстия, через которые пропущены и герметизированы в них провода средств токоподвода лампового патрона к пускорегулирующему аппарату.
Достижению цели способствует и то, что пускорегулирующий аппарат выполнен на основе электронных компонентов в виде моноблока, залитого электроизоляционным компаундом, и подключен к патрону лампы и к питающей сети на безвинтовой клеммной колодке, например, типа WAGO.
Наиболее предпочтительный вариант исполнения устройства согласно предполагаемому изобретению показан на чертежах.
Фиг.1. Взрывозащищенный световой прибор, вид сбоку, частично в разрезе.
Фиг.2. То же, что и на фиг.1, вид сверху, частично в разрезе.
Показанный на фиг.1 и 2 взрывозащищенный световой прибор содержит взрывозащищенную оболочку, образованную оптически прозрачным защитным колпаком 1 с торцевой частью, имеющей отбортовку 2, и массивной оправкой 3 в виде фланца с центральным отверстием, перекрытым промежуточным кольцевым элементом 4 и держателем 5 патрона 6 с лампой 7, пускорегулирующий аппарат 8 и взрывонепроницаемую вводную коробку 9 с крышкой 10, одним тупиковым или двумя транзитными кабельными вводами 11, клеммной колодкой 12, проводами 13 средств токоподвода, а также средства 14 крепления прибора на объекте.
Защитный колпак 1 установлен на оправке 3, механически закреплен на ней обечайкой и винтами, а также герметизирован компаундом 15, образуя при этом совместно с лампой 7, патроном 6, кольцевым элементом 4 и держателем 5 съемный оптический блок.
Патрон б с лампой 7 установлены внутри защитного колпака 1 на держателе 5, выполненном в виде стакана из теплопроводного материала на основе алюминиевого сплава, например, из силумина.
Внутри держателя-стакана 5 коаксиально установлен ламповый патрон 6 из электроизоляционного материала, преимущественно из керамики, стенки которого образуют зазор со стенками держателя-стакана 5, по крайней мере частично
заполненный теплопроводящим электроизоляционным компаундом 16, например, типа, ″Номакон″, находясь таким образом в тепловом контакте с его стенками.
Компаунд 16 одновременно герметизирует в держателе-стакане 5 токоведущие выводы патрона 6, т. е. провода 13 средств токоподвода.
В свою очередь, держатель-стакан 5 установлен скользящей посадкой по боковым стенкам 17 внутри кольцевого промежуточного элемента 4, также выполненного из теплопроводящего материала, но имеющего коэффициент линейного расширения меньший, чем для материала держателя-стакана 5.
Подходящим материалом при этом является нержавеющая сталь, например, типа Х14Т14Н, имеющая коэффициент линейного расширения примерно в 2 раза меньший, чем для силумина, из которого изготовлен держатель-стакан 5, что обеспечивает устранение зазора между стенками последнего и промежуточного элемента 4 при нагревании прибора в эксплуатации, исключая тем самым возможность проникновения нагретых газов в окружающую среду, при этом предотвращает стопорение держателя 5 в кольцевом элементе 4 в холодном состоянии при замене лампы.
В свою очередь кольцевой промежуточный элемент 4 находится в механическом соединении по резьбе 18 с оправкой 3, имеющей ответную резьбу, образующую лабиринтовый взрыв-канал 19, соединяющий внутреннюю полость оболочки, ограниченной защитным колпаком 1, с окружающей средой.
Держатель-стакан 5 патрона 6 с лампой имеет в тыльной части отбортовку 20, упирающуюся через кольцевое уплотнение в кольцевой промежуточный элемент 4 и примыкающую по боковой поверхности к несущему фланцу 21.
Фланец 21 также выполнен из теплопроводного материала и механически соединяет взрывозащищенную оболочку оптического блока прибора с выполненной из аналогичного материала крышкой 10, установленной через уплотнение 22 и
механически удерживаемой технологическими винтами (на фиг. не показаны) на взрывонепроницаемой вводной коробке 9.
Это достигается за счет крепления фланца 21 потайными винтами 23 с кольцевым промежуточным элементом 4, а стягивающими винтами 24 (см. также фиг.2) с крышкой 10 и корпусом вводной коробки 9. При этом между сопрягаемыми плоской крышкой 10 и фланцем 21 образуется щель 25, формирующая дополнительный взрыв-канал по сопрягаемым плоскостям, дублирующий взрыв-канал 19, сформированный по резьбе соединяемых оправки 3 и промежуточного элемента 4. Ширина щели 25 устанавливается при изготовлении прибора высотой выступающих винтов 23.
По крайней мере часть наружной поверхности боковых стенок 17 держателя-стакана 5 может быть выполнена в форме усеченного конуса, посаженного скользящей посадкой внутри кольцевого промежуточного элемента 4 с повторяющей его форму внутренней поверхностью.
Тыльная часть держателя-стакана 5 имеет переходную цилиндрическую камеру 26, примыкающую к крышке 10 вводной коробки 9 для размещения витков свободной части проводов 13 средств токоподвода, подключенных к патрону 6 лампы 7 и к клеммной колодке 12 электронного пускорегулирующего аппарата 8. Провода 13 проходят через отверстия в держателе-стакане 5 и через изоляционные втулки 27 в отверстиях крышки 10 и герметизированы в них электроизоляционным компаундом. Витки свободной части проводов 13 располагаются также внутри вводной коробки 9.
Уложенные в переходной камере 26 витки свободной части проводов 13 средств токоподвода обеспечивают возможность откидывания на петлях 28 несущего фланца 21 с собранным на нем оптическим блоком и вскрытия таким образом взрывозащищенной оболочки прибора для замены лампы 7, а витки проводов 13,
располагаемые внутри вводной коробки 9, обеспечивают доступ к пускорегулирующему аппарату 8 при монтаже и эксплуатации.
Пускорегулирующий аппарат 8 выполнен на основе электронных компонентов и имеет бескорпусное исполнение со встроенной безвинтовой клеммной колодкой 12, например, типа WAGO, залит совместно с частью колодки теплопроводящим электроизоляционным компаундом, например, типа ″Номакон″ и установлен внутри водной коробки 9 с подключением проводами 13 средств токоподвода, проходящими в изоляционных втулках 27, герметизированных в отверстиях держателя и крышке 10 вводной коробки 9, к патрону 6 лампы 7.
В качестве разрядной лампы 7 использована металлогалогенная лампа, в частности, металлогалогенная лампа с керамической горелкой мощностью 35, 70 или 150 Вт, например, лампа POWERSTAR HCI-T70/WDL фирмы OSRAM, установленная совместно с патроном 6 коаксиально в защитном колпаке 1 на донышке держателя 5 в форме стакана. Может быть использована также натриевая лампа высокого давления мощностью 30, 70 Вт.
Вводная коробка 9 выполнена герметичной или снабжена по меньшей мере одним резьбовым лабиринтовым взрыв-каналом (на фиг. не показано), выполненным по резьбе в зоне сопряжения с ней одного или двух кабельных вводов 11 для подключения питающей сети, установленных через кольцевую уплотнительную прокладку круглого сечения, выталкиваемую из гнезда посадки при возникновении взрыва внутри коробки. Указанная прокладка обеспечивает необходимую степень защиты коробки 9 от проникновения влаги и пыли (воздействие окружающей среды) в обычных условиях эксплуатации.
Вводная коробка 9 имеет в поперечном сечении форму несущего фланца 21, установлена перпендикулярно оптической оси Z прибора, сопряжена с оптическим блоком через указанный фланец 21, кольцевое уплотнение 29 и механически
закреплена на ней стягивающими винтами 24, уплотняющими также крышку 10 с коробкой 9 через прокладку 22.
Для перераспределения светового потока прибора в пространстве, в том числе для создания взрывозащищенного светового прибора прожекторного типа на оправке 3 может быть установлен наружный диффузно- или зеркально перераспределяющий поток оптического излучения отражатель (на фиг. не показано) со световым центром (фокусом) F, совмещенным со светящим телом лампы 7.
Средства крепления прибора на объекте целесообразно выполнить в виде кронштейна 14, установленного на тыльной части вводной коробки 9. Несущий фланец 21 оптического блока, повторяющий форму крышки 10 вводной коробки 9, устанавливается на указанной крышке при помощи двух овальных петель 28, обеспечивающих откидывание (открывание) блока и/или крышки 10 при замене лампы или пускорегулирующего аппарата путем отвинчивания винтов 24 при монтаже и эксплуатации прибора.
Внутри вводной коробки 9 на приливе устанавливается также винт заземления (на фиг.не показан).
Световой прибор работает следующим образом.
При подключении прибора к промышленной сети на клеммной колодке 12 (см. фиг.1) пускорегулирующий аппарат генерирует пачки высоковольтных импульсов (не более 2,5 кВ) для зажигания лампы 7 и преобразует напряжение промышленной сети (220 В, 50 Гц) в необходимое питающее напряжение и разрядный ток в лампе при выходе ее на установившийся режим. При этом лампа 7 генерирует оптическое излучение.
Преимущества предложенного взрывозащищенного прибора заключаются в том, что за счет предложенного варианта конструкции минимизированы габариты и масса при одновременной оптимизации условий теплообмена, повышении
взрывобезопасности и улучшении светотехнических характеристик. Прибор удобен в эксплуатации.
Вэрывобезопасность повышается за счет минимизации балластных объемов во взрывозащищенной оболочке и в камере ввода питающей сети, а также за счет применения комбинированного взрыв-канала, включающего резьбовой лабиринтовый канал и канал по плоскостным щелям, образованными узлами взрывозащищенной оболочки.
Светотехнические характеристики прибора улучшены за счет применения высокоэффективных разрядных ламп, обладающих хорошей цветопередачей и высокой световой отдачей.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Авт. свидетельство СССР №1158820, кл. F 21 V 25/12. Опубл. Б.И. №20 от 30.05.85 г.
2. Взрывобезопасные светильники и комплектующие. Каталог-справочник, 2002 г. Изд. ЗАО ″Техносвет″, С-Петербург, 199178, В.О., 8-ая линия, д.78, стр.9.