Устройство для работы во взрывоопасной среде

Полезная модель относится к области машиностроения и может использоваться во взрывоопасных зонах классов 1 и 2, на объектах добычи и транспортировки газа по трубопроводам сложной формы, а также в манипуляторах для работы во взрывоопасной среде.
Известны взрывобезопасные карданы (http://slesarkino.ru/iskrobezopasnyj-nemagnitnyj-instrument/352-1-golovki-iskrobezopasnye-i-aksessuary), выполненные из искробезопасного материала - сплава медь-бериллий.
Недостатком таких устройств является высокая стоимость и большая масса, а также невозможность передавать через соединение электрические сигналы.
Известно карданное соединение, соединяющее отдельные модули в составе системы для внутренней диагностики трубопровода (патент US5195392, опубл. 23.03.1993). Искробезопасность такой системы обеспечивается за счет изменения схемы электрической цепи и использования менее мощных источников энергии.
Недостатком данной системы является сложность изготовления и незащищенность от взрыва самих карданных соединений.
Наиболее близким аналогом, принятым за прототип, является вариант составного выполнения устройства для взрывобезопасного контроля трубопроводов (патент РФ №35864, опубл. 10.02.2004), состоящего из отдельных секций с герметичными корпусами, снабженными предохранительными устройствами с взрывонепроницаемым фильтром и обратным клапаном, открывание которого происходит во внешнюю среду. Секции соединены между собой карданными соединениями и электрическими кабелями.
Существенным недостатком прототипа является только локальная взрывозащищенность внутри секций, а не взрывобезопасность при контроле трубопроводов с горючими газами, а также невозможность осуществления разъемности соединения.
Задачей заявляемой полезной модели является повышение функциональности соединения в устройствах контроля газопроводов, а также манипуляторах со сменными насадками.
Поставленная задача решается за счет достижения технического результата, заключающегося в создании взрывозащищенного разъемного карданного соединения с возможностью поворота до 90° и передачи электрических сигналов через него.
Указанный технический результат достигается тем, что устройство для работы во взрывоопасной среде, содержащее средство взрывозащиты и состоящее из нескольких отдельных секций, связанных между собой карданными соединениями и электрическими кабелями, отличается тем, что секции оснащены связанными с карданными соединениями вращающимися корпусами, в каждом карданном соединении установлены пакеты пружин с возможностью регулировки степени их сжатия, необходимого для взаимного углового перемещения корпусов, электрические кабели проложены по центральной оси карданных соединений, а средство взрывозащиты выполнено в виде расположенных по одной на каждое карданное соединение взрывонепроницаемых оболочек, в которые помещены кабельные разъемы с функцией соединения и разъединения электрических цепей секций.
Такая конструкция обеспечивает взрывобезопасность при работе во взрывоопасных средах, гарантируя взрывозащиту кабельных разъемов, являющихся местом наиболее вероятного возникновения искры, приводящей к взрыву. Пружинный механизм, входящий в состав карданных вилок препятствует самопроизвольному складыванию карданного шарнира, что позволяет избежать провисания соединения в прямом состоянии и обеспечивает возможность поворота на углы до 90°.
Сущность заявляемой полезной модели поясняется чертежом, на котором показано взрывозащищенное карданное соединение отдельных секций.
Устройство состоит из связанных между собой карданными соединениями и электрическими кабелями секций (не показаны), оснащенных связанными с карданным соединением корпусами 1 и 2. Карданная вилка 3 карданного соединения, скрепленная с корпусом 1, пересечена с ортогонально расположенной карданной вилкой 4 с помощью зацепления их осей 5 и 6. С противоположных сторон каждой вилки 3 и 4 установлены пакеты пружин 7 и 8. По центральной оси карданного соединения проложен кабель 9, который соединен с кабелем, проведенным через корпус 2, разъемом 10, помещенным во взрывонепроницаемую оболочку 11.
Устройство работает следующим образом.
При повороте или вращении одного из корпусов, например 1, вращение карданной вилки 3 передается сцепленной с ней осями 5 и 6 карданной вилке 4, вращение которой передает крутящий момент корпусу 2. Оси 5 и 6 карданного соединения обеспечивают возможность взаимного углового перемещения корпусов 1 и 2. Регулировкой установленных рядом с вилками 3 и 4 пакетов пружин 7 и 8 меняется усилие, необходимое для взаимного углового перемещения корпусов 1 и 2. По кабелю 9 через разъем 10 осуществляется, в случае наличия в секциях устройства соответствующего оборудования, например датчиков, подача электропитания и передача сигналов. Взрывонепроницаемость оболочки 11, в которую помещен разъем 10, обеспечивает исключение проникновения во внешнюю взрывоопасную среду взрыва, возможно, произошедшего в полости разъема 10.