ШКАФ ПРИБОРНЫЙ КАПСУЛЬНОГО ТИПА

Полезная модель относится к области защиты технологического контрольно-измерительного и другого оборудования от влияния окружающей среды и исключения его различных возможных повреждений, а именно, к устройствам для обогрева и/или предотвращения замерзания трубной запорной арматуры и/или технологического оборудования, установленного на трубопроводе, например, измерительных приборов типа датчиков, расходомеров, манометров и др., а также может быть применена в качестве съемной термоизоляции многоразового использования в различных отраслях промышленности для расширения температурного диапазона работы различных типов оборудования.
Из предшествующего уровня техники известно устройство для защиты технологического оборудования на трубопроводе, имеющее внутреннюю полость для размещения технологического оборудования, образованное корпусом и крышкой, проемы для пропуска трубопровода, выполненный с возможностью терморегуляции нагревательный элемент, причем крышка снабжена теплоизоляционным слоем, а доступ во внутреннюю полость ограничен замковыми элементами, размещенными на крышке и корпусе (RU 89200, опубл. 27.11.2009).
Недостатком известного технического решения является недостаточная прочность, так как в известном ранее устройстве корпус и крышка состоят из внешнего слоя, выполненного из прочного негорючего антистатического коррозионностойкого взрывобезопасного материала и утепляющего слоя, выполненного из взрыво- и пожаробезопасного негорючего теплоизоляционного материала. Такая конструкция не обеспечивает достаточной прочности, т.к. при значительных размерах изделия вся нагрузка по сохранению геометрической формы изделия ложится на внешний слой. В случае его изготовления из пластика или стеклопластика, армированного стеклотканью, неизбежна деформация крышки при открывании изделия. В случае выполнения утепляющего слоя из неэластичных материалов (например пенополиуретана) он будет ломаться и крошиться. Также при обслуживании приборов, размещенных внутри изделия, возникает опасность повреждения непрочного теплоизоляционного слоя инструментами.
Техническим результатом является создание прочного взрывозащищенного пожаробезопасного устройства, обеспечение эффективного теплосбережения при малом энергопотребления, а также обеспечение климатической и дополнительной физической защиты технологического оборудования трубопровода, увеличение срока службы устройства и оборудования, размещаемого в нем.
Технический результат достигается за счет шкафа приборного капсульного типа для защиты технологического оборудования на трубопроводе. Шкаф включает имеющие внутреннюю полость для размещения технологического оборудования пыле-, влагозащищенные корпус и крышку, выполненную с возможностью плотного прилегания к корпусу, выполненные в корпусе и крышке с обеспечением пыле-, влагозащищенности проемы для пропуска трубопровода и размещаемые во внутренней полости элементы крепления корпуса устройства к трубопроводу, а также, по меньшей мере, один, выполненный с возможностью терморегуляциинагревательный элемент, подключенный к внешнему источнику питания посредством электрического кабеля через кабельный ввод, причем корпус и крышка выполнены многослойными со слоем взрыво- и пожаробезопасного негорючего теплоизоляционного материала, например, пенополиуретана или минерального волокна и внешним и внутренним слоями из прочного негорючего антистатического коррозионностойкого взрывобезопасного материала, например стеклопластика, армированного стеклотканью или пластика (полистирола или смеси АБС и поликарбоната) и соединены между собой шарнирно по одному краю, при этом доступ во внутреннюю полость ограничен замковыми элементами, размещенными на крышке и корпусе. Корпус шкафа выполнен с двойной стенкой, при этом внутренняя стенка изготовлена из такого же материала, как и внешняя, например стеклопластика, армированного стеклотканью или пластика (полипропилена или смеси АБС с поликарбонатом).
Внешний и внутренний слои корпуса и крышки могут быть выполнены из пластика (полипропилена или смеси АБС и поликарбоната), стеклопластика, армированного стеклотканью. Внешний и внутренний слои корпуса и крышки склеиваются между собой, что позволяет получить очень прочную и стойкую к деформациям конструкцию. Наличие внутреннего прочного слоя позволяет крепить к нему размещенные внутри шкафа контрольно-измерительные приборы и различные конструктивные элементы.
Слой теплоизоляционного материала корпуса и крышки может быть выполнен из конструкционного пенополиуретана, иглопробивного стекловолокна или минеральной ваты.
Внутренний слой корпуса и крышки также могут быть снабжены дополнительным слоем теплоизоляции, выполненным из вспененного каучука с алюминиевым покрытием. Этот слой может быть нанесен на внутреннюю поверхность корпуса и крышки и обращен блестящим алюминиевым покрытием внутрь шкафа. Блестящая поверхность будет отражать тепловые лучи и обеспечивать дополнительное теплосбережение.
Элементы крепления корпуса устройства к трубопроводу могут быть выполнены в виде разъемных хомутов крепления, размещенных на стенках корпуса.
В корпусе могут быть выполнены отверстия для слива конденсата, снабженные заглушками, размешенными во внутренней полости устройства.
Устройство может быть снабжено, по меньшей мере, одним отводом заземления, а также дополнительными кабельными вводами для подключения к внешнему источнику питания технологического оборудования трубопровода, причем кабельные вводы могут быть выполнены взрывозащищенными.
Для обеспечения подключения к внешнему источнику питания устройство может быть снабжено герметичной соединительной коробкой, установленной на монтажной пластине, размещенной с внешней стороны корпуса или внутри него.
Крышка и/или корпус в месте плотного прилегания друг к другу могут быть снабжены уплотнителем, выполненным двуручьевым из силикона или неопрена.
Корпус и крышка могут быть выполнены полуцилиндрическими с отбортовкой по периметру их примыкания друг к другу.
Корпус и крышка могут быть соединены между собой посредством петлевого соединения, например, в виде рояльной петли.
Устройство может содержать, по меньшей мере, один, а предпочтительно, два гидравлических упора, каждый из которых одним своим концом закреплен на корпусе, а другим на крышке.
Устройство может быть снабжено соединительной коробкой для подключения нагревательного элемента к внешнему источнику питания.
Проемы для пропуска трубопровода могут быть снабжены уплотнителями для герметизации мест входа и выхода трубопровода.
Устройство может быть снабжено, по меньшей мере, одним электронным терморегулятором, расположенным во внутренней полости устройства и подключенным к нагревательному элементу.
Нагревательный элемент может быть выполнен в виде отдельных изолированных пластин или элементов, представляющих собой греющую ткань из электропроводящих углеродосодержащих волокон, создающих сплошной греющий слой при подаче на них электрического напряжения и снабженных датчиком температуры и термостатом для обеспечения требуемого температурного диапазона во внутренней полости устройства.
В другом варианте исполнения нагревательный элемент может быть выполнен конвекционным взрывозащищенным в виде залитого компаундом и заключенного между двумя механически стянутыми радиаторами нагревательного элемента иснабжен электронным терморегулятором.
Кроме того, нагревательный элемент может быть выполнен в виде саморегулирующегося кабеля, представляющего собой две изолированные друг от друга токопроводящие жилы, размещенные в полупроводниковой углеродной матрице, заключенной в пластиковую оболочку, медную оплетку и полиолефиновую или фторопластовую оболочку, размещенного на монтажных элементах или каркасе в виде решетки.
Технический результат, обеспечиваемый приведенной совокупностью признаков, заключается в создании прочного взрывозащищенного и пожаробезопасного устройства за счет выполнения устройства пыле-влагозащищенным, снабженным корпусом и крышкой, выполненными многослойными со слоем взрыво- и пожаробезопасного негорючего теплоизоляционного материала и внешним и внутренним слоями из прочного негорючего антистатического коррозионностойкого взрывобезопасного материала, обеспечивающими взрывозащиту и эффективное теплосбережение при малом энергопотреблении нагревательного элемента, выполненного с возможностью терморегуляции, а также в обеспечении климатической защиты технологического оборудования трубопровода за счет пыле-, влагозащищенности проемов для пропуска трубопровода и плотного прилегания крышки к корпусу; в обеспечении дополнительной физической защиты устанавливаемого в устройство оборудования за счет выполнения замковых элементов на крышке и корпусе, а также размещения элементов крепления устройства к трубопроводу во внутренней полости с получением высокой степени вандалозащищенности, увеличивающей срок службы устройства и оборудования, размещаемого в нем, обслуживание которого облегчено за счет выполнения элементов крепления корпуса устройства к трубопроводу, размещенных во внутренней полости устройства, и выполнения шарнирного соединения по одному краю корпуса и крышки устройства.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:
на фиг.1 - общий вид шкафа приборного капсульного типа ваксонометрии;
на фиг.2 - шкаф приборный капсульного типа, вид сверху;
на фиг.3 - стенка капсулы в разрезе.
Шкаф приборный капсульного типа для защиты технологического оборудования на трубопроводе 1 включает имеющие внутреннюю полость для размещения технологического оборудования 2 пыле-влагозащищенные корпус 3 и крышку 4. Крышка 4 выполнена с возможностью плотного прилегания к корпусу 3. В корпусе 3 и крышке 4 выполнены проемы 5 для пропуска трубопровода с обеспечением пыле-влагозащищенности, для чего проемы 5 для пропуска трубопровода 1 снабжены уплотнителями для герметизации мест входа и выхода трубопровода. Во внутренней полости устройства размещены элементы крепления 6 корпуса 3 шкафа к трубопроводу. Элементы крепления 6 корпуса 3 шкафа к трубопроводу 1 могут быть выполнены в виде разъемных хомутов крепления, размещенных на стенках корпуса, чем обеспечивается легкость ее монтажа и демонтажа на месте установки, а также дополнительная физическая защита, обеспечивающая предотвращение несанкционированного демонтажа устройства ввиду их установки во внутренней полости устройства. Также во внутренней полости шкафа, предпочтительно в его корпусе 3, расположен, по меньшей мере, один выполненный с возможностью терморегуляции нагревательный элемент 7. Нагревательный элемент 7 подключен к внешнему источнику питания посредством электрического кабеля 8 через кабельный ввод 9. Корпус 3 и крышка 4 выполнены многослойными со слоем взрыво- и пожаробезопасного негорючего теплоизоляционного материала 20, например, конструкционного пенополиуретана или минерального волокна, и внешним слоем 18 и внутренним слоем 19 из прочного негорючего антистатического коррозионностойкого взрывобезопасного материала, например, из стеклопластика, армированного стеклотканью или пластика (полипропилена или смеси АБС и поликарбоната). Корпус 3 и крышка 4 соединены между собой шарнирно по одному краю. Кроме того, внутренний слой корпуса 3 и крышки 4 могут быть снабжены дополнительным слоем теплоизоляции, выполненным из вспененного каучука с алюминиевым покрытием. Доступ во внутреннюю полость ограничен замковыми элементами 10, размещенными на крышке 4 и корпусе 3.
В дне корпуса 3 выполнены отверстия для слива конденсата (на чертежах не показаны), снабженные заглушками, размешенными во внутренней полости устройства.
Устройство снабжено, по меньшей мере, одним отводом заземления 11, а также дополнительными кабельными вводами 12 для подключения к внешнему источнику питания технологического оборудования 2 трубопровода 1. Кабельные вводы 9, 12 выполнены взрывозащищенными. Для обеспечения подключения к внешнему источнику питания нагревательного элемента 7 и технологического оборудования 2 устройство снабжено герметичной соединительной коробкой 13, которая установлена на монтажной пластине 14, размещенной с внешней стороны корпуса 3. Для обеспечения пыле- влагозащищенности соединения крышки 4 и корпуса 3, они (или один из них) снабжены двуручьевым уплотнителем 15 в месте их плотного прилегания друг к другу. Двуручьевой уплотнитель 15 может быть выполнен из силикона или неопрена. Для усиления защиты от попадания пыли, влаги и осадков корпус 3 и крышка 4 могут быть выполнены с отбортовкой (показана на фиг.3) по периметру их примыкания друг к другу, а для достижения оптимальных условий для отвода конденсата корпус 3 и крышка 4 выполнены полуцилиндрической формы. Для удобства обслуживания корпус 3 и крышка 4 могут быть соединены между собой шарнирно по одному краю, предпочтительно, посредством петлевого соединения, например, в виде рояльной петли 16. При этом устройство может содержать, по меньшей мере, один, а предпочтительно, два гидравлических упора 17. Каждый гидравлический упор 17 одним своим концом закреплен на корпусе 3, а другим на крышке 4.
Нагревательный элемент 7 в разных видах исполнения устройства может быть выбран из нижеперечисленных.
Нагревательный элемент 7 может быть выполнен в виде отдельных изолированных пластин или элементов, представляющих собой греющую ткань из электропроводящих углеродосодержащих волокон, создающих сплошной греющий слой при подаче на них электрического напряжения и снабженных датчиком температуры и электронным терморегулятором для обеспечения требуемого температурного диапазона во внутренней полости устройства, который определяется соответствующей температурной установкой (например, на +50C), которая устанавливается в заводских условиях.
В другом варианте исполнения нагревательный элемент 7 может быть выполнен конвекционным взрывозащищенным в виде залитого компаундом и заключенного между двумя механически стянутыми радиаторами нагревательного элемента и снабжен электронным терморегулятором. Принцип работы нагревательного элемента 7 заключается в выделении тепла при прохождении электрического тока по нагревательному элементу и поддержания им заданной температуры посредством электронного терморегулятора. Взрывозащищенность обеспечивается герметизацией изолированной активной части нагревателя и предохранителей, встроенных между ребрами радиатора, и механической защитой их металлическими профильными пластинами.
Кроме того, нагревательный элемент 7 может быть выполнен в виде саморегулирующегося кабеля, представляющего собой две изолированные друг от друга токопроводящие жилы (параллельные шины), размещенные в полупроводниковой углеродной матрице, заключенной в пластиковую оболочку, медную оплетку и полиолефиновую или фторопластовую оболочку, размещенного на монтажных элементах или каркасе в виде решетки. Параллельные шины обеспечивают напряжение по всей длине кабеля. Полупроводниковая углеродная матрица представляет собой непрерывный греющий элемент, позволяя таким образом обрезать кабель в любом месте, исключая появление мертвых и холодных зон. Кабель приобретает свои свойства саморегуляции благодаря свойствам полупроводниковой углеродной матрицы. По мере возрастания температуры материала полупроводниковой углеродной матрицы, количество локальных проводящих связей в ней уменьшается, автоматически уменьшая тепловыделение. При понижении температуры, количество локальных проводящих связей увеличивается, приводя к увеличению тепловыделения. Это происходит в каждой точке по длине кабеля, таким образом, выходная мощность зависит от условий окружающей среды по длине трубопровода. Способность саморегулирования дает возможность перехлестывать кабель, при этом не образуется горячих точек и зонлокального перегрева. Так как кабель самостоятельно регулирует выход тепла, то это ограничивает максимальную температуру внутри устройства, и в то же время обеспечивает необходимую мощность для поддержания температуры в нем.
Нагревательный элемент 7 размещен во внутренней части устройства. Электрический кабель 8 питания от нагревательного элемента 7 выводится из корпуса 3 устройства через взрывозащищенный кабельный ввод 9. Затем снаружи подключается через взрывозащищенную соединительную клеммную коробку 13 к внешнему источнику питания.
Устройство работает следующим образом. Шкаф приборный капсульного типа размещают на трубопроводедля защиты его технологического оборудования. При установке корпус 3 устройства с помощью элементов крепления 6 закрепляют на трубопроводе 1. Технологическое оборудование 2 оказывается размещенным во внутренней полости пыле-влагозащищенных корпуса 3 и крышки 4. Крышка 4 плотно прилегает к корпусу 3, а проемы 5 для пропуска трубопровода 1 обеспечивают пыле-, влагозащишенность. Выполненный с возможностью терморегуляции нагревательный элемент 7 подключают к внешнему источнику питания посредством электрического кабеля 8 через кабельный ввод 9. Подают электрический ток, в результате чего происходит повышение температуры во внутренней полости устройства за счет работы нагревательного элемента (принцип работы нагревательных элементов, которые могут быть использованы в заявленном техническом решении, описаны выше). При этом, обеспечивается эффективное теплосбережение за счет выполнения корпуса и крышки многослойными, со слоем взрыво- и пожаробезопасного негорючего теплоизоляционного материала и внешним и внутренним слоями из прочного негорючего антистатического коррозионностойкого взрывобезопасного материала. Эксплуатационное обслуживание технологического оборудования 2, установленного на трубопроводе 1, облегчено за счет выполнения соединения крышки 4 и корпуса 3 шарнирным по одному краю, при этом при открытии крышки корпус остается неподвижно закрепленным на трубопроводе 1. Доступ во внутреннюю полость ограничен замковыми элементами 10, размещенными на крышке 4 и корпусе 3.
Таким образом, заявленная полезная модель позволяет создать прочное взрывозащищенное и пожаробезопасное устройство, обеспечивающее эффективное теплосбережение при малом энергопотреблении, а также высокую степень вандалозащищенности, климатической и дополнительной физической защиты технологического оборудования трубопровода, увеличение срока службы устройства и оборудования, размещаемого в нем, при использовании его на открытом воздухе (интервал температур окружающего воздуха от минус 70 до плюс 60°C), при воздействии прямого солнечного света, осадков (дождя, снега), конденсата, обледенения, при ветровых нагрузках, в том числе, в холодное время года, а также вредоносного влияния пыли.