Взрывобезопасный корпус с внутренним снижением давления, способ
Изобретение относится к взрывозащищенному корпусу, прежде всего однокамерному или многокамерному корпусу класса защиты Ex-d. Технический результат - разработка концепции для взрывозащищенного корпуса, который является многосторонне применимым и низкозатратным. Технический результат достигается тем, что корпус (10) степени защиты "взрывонепроницаемая оболочка" имеет стенную структуру (16) с несколькими стенками (11, 12, 13, 14), которые охватывают внутреннее пространство (15). По меньшей мере на двух из стенок (11, 12) расположен открытопористый материал (19, 20, 31), представляющий собой несвязанный, состоящий из частиц материал, расположенный в газопроницаемой контейнерной структуре (41) в количестве, меньшем его максимального количества, которое контейнерная структура (41) способна вмещать. 10 з.п. ф-лы, 13 ил.
Предметом изобретения является взрывозащищенный корпус, прежде всего однокамерный или многокамерный корпус класса защиты Ex-d.
Во взрывоопасных зонах часто используются корпуса класса защиты Ex-d. Такие корпуса выполнены настолько прочными, что они выдерживают происшедшее в их внутреннем пространстве воспламенение взрывчатой газовой смеси и следующее после этого вследствие произошедшего взрыва повышение давления. Кроме того, корпуса выполнены так, что из них наружу не могут попасть пламя или раскаленные, действующие в качестве источников воспламенения частицы. Если должны присутствовать зазоры, то они должны иметь минимальную длину и не должны превышать максимальную ширину. Имеющиеся отверстия корпуса оснащены снижающими давление телами, которые также называются пламезащитными фильтрами и препятствуют тому, что воспламенившееся в корпусе пламя проникает наружу и воспламеняет имеющуюся в окружающей среде взрывчатую смесь, причем они с другой стороны приводят к выравниванию давления с окружающей средой.
DD 261063 A3 описывает взрывозащищенный корпус с расположенным в его внутреннем пространстве пористым телом, например, из шлаковаты, стекловаты, металла или керамики с открытыми сквозными порами или зазорами. Такое расположенное в корпусе тело должно приводить к снижению давления взрыва примерно на 90%.
DE 198 60 286 В4 раскрывает предусмотренный для экрана корпус, внутреннее пространство которого частично заполнено пористым демпфирующим материалом для снижения давления взрыва. Материал имеет множество небольших в поперечном сечении не закрытых, а сквозных каналов в виде пор или зазоров. За счет этого давление взрыва должно снижаться всего лишь примерно до 10 процентов от давления взрыва, которое иначе образовалось бы в пустом корпусе.
Помимо этого, DE 10 2014 206433 В3 предлагает устройство планшетного компьютера во взрывозащищенном оснащенном стеклянным окном корпусе, причем в планшетном компьютере расположен демпфирующий элемент из открытопористой минеральной ваты, кварцевой ваты, стекловаты, металлической пены или тому подобного.
В отношении известных корпусом с частицами из открытопористого материала речь идет частично о специальных решениях, которые занимают относительно много места и/или адаптированы к особым условиям, как, например, планшетные компьютеры.
Напротив, DE 10 2013 109 259 А1 описывает взрывозащищенный корпус вида защиты "выдерживающая давление оболочка" (Ex-d), в стенке корпуса которого предусмотрено снижающее давление тело, через которое образовавшееся в корпусе давление взрыва может проникать наружу. Этот принцип используют также корпуса согласно US 4,180,177, а также DE 10 2010 016 782 В4.
Подобные снижающие давление тела при размещении таких корпусов в неблагоприятной окружающей среде подвергаются загрязнению или при действии погодных факторов микробному загрязнению, обледенению и/или коррозии. Учет подобных обстоятельств приводит к повышению затрат.
Задачей изобретения является разработка концепции для взрывозащищенного корпуса, который является многосторонне применимым и низкозатратным.
Эта задача решена с помощью корпуса по п. 1 формулы изобретения.
Предлагаемый в изобретении корпус, прежде всего корпус степени защиты "взрывонепроницаемая оболочка", имеет стенную структуру, которая имеет несколько стенок, которые охватывают внутреннее пространство, причем по меньшей мере на двух из стенок расположен открытопористый материал, представляющий собой несвязанный, состоящий из частиц материал, расположенный в газопроницаемой контейнерной структуре в количестве, меньшем его максимального количества, которое контейнерная структура способна вмещать.
С помощью открытопористого материала может достигаться охлаждение и, тем самым, значительное снижение давление газов вследствие взрыва.
Несущая открытопористый материал область стенки может иметь отверстие, которое снабжено газопроницаемым, предотвращающим прорыв пламени телом. Понятия "предотвращающий прорыв пламени" и "предотвращающий передачу воспламенения" в этой заявке используются синонимически. Предотвращающее прорыв пламени или предотвращающее передачу воспламенения тело называется также снижающим давление телом.
В вариантах осуществления открытопористый материал располагается перед предотвращающим прорыв пламени телом, итак, между внутренним пространством корпуса и предотвращающим прорыв пламени телом. Открытопористый материал обеспечивает охлаждение газа в случае возникновения взрыва, так что газ достигает предотвращающего передачу воспламенения тела охлажденным.
В предпочтительных вариантах осуществления предотвращающее передачу воспламенения тело исключительно или по меньшей мере в первую очередь выполнено и, особо предпочтительно, испытано (испытание на соответствие образцу и/или поштучное испытание) на обеспечение предотвращения передачи воспламенения, например, выполнено на выдерживание испытания на предотвращение передачи воспламенения (например, для группы IIA, IIB или IIC согласно стандарту IEC/EN 60079-1). Следовательно, тело выполнено на основе размера зазора для того, чтобы даже без предшествующего открытопористого материала обеспечивать, что горячий газ или плазма, прежде всего искры, при прохождении через предотвращающий передачу воспламенения зазор охлаждаются в такой степени или гаснут, что способная взрываться атмосфера вне внутреннего пространства не будет воспламеняться посредством проходящего через зазор газа или плазмы. Однако в вариантах осуществления только лишь с предотвращающим передачу воспламенения телом целевой температурный класс поверхности предотвращающего передачу воспламенения тела или корпуса еще не может быть достигнут.Предпочтительно, только комбинация из открытопористого материала и предотвращающего передачу воспламенения тела выполняется для того, чтобы в случае взрыва во внутреннем пространстве температура поверхности предотвращающего передачу воспламенения тела и/или корпуса остается ниже заданной максимальной температуры. В вариантах осуществления структура с открытопористым материалом перед предотвращающим прорыв пламени телом выполнена и, предпочтительно, испытана (испытание на соответствие образцу и/или поштучное испытание) на достижение требуемого температурного класса (например, класса T1, Т2, Т3, Т4, Т5 или Т6 стандарта IEC/EN 60079-0) температуры поверхности предотвращающего передачу воспламенения тела или корпуса. Предпочтительно, один открытопористый материал, следовательно, без комбинации с предотвращающим прорыв пламени телом, не является предотвращающим передачу воспламенения. Поэтому высокие требования в отношении размера зазора для предотвращения передачи воспламенения предъявляются только к телу, а не к открытопористому материалу. Прежде всего, среднее отношение ширины зазора к длине зазора в предотвращающем прорыв пламени теле может быть меньше, чем в открытопористом материале.
Также возможно, что только лишь предотвращающее прорыв пламени тело выполнено и, особо предпочтительно, испытано, прежде всего испытано на соответствие образцу и/или испытано поштучно, как на предотвращение передачи воспламенения, так и на поддержание температуры корпуса или тела ниже заданной максимальной температуры. В таких вариантах осуществления структура из открытопористого материала и предотвращающего прорыв пламени тела может быть выполнена и, предпочтительно, испытана, прежде всего испытана на соответствие образцу и/или испытано поштучно, на удовлетворение более высокому, прежде всего следующему более высокому, температурному классу. Чем выше температурный класс (например, Т1-Т6 стандарта IEC/EN 60079-0), тем меньше максимально допустимая температура поверхности. Также и в этих вариантах осуществления один открытопористый материал, предпочтительно, не является предотвращающим передачу воспламенения.
Факультативно или дополнительно, возможно, что одно лишь предотвращающее прорыв пламени тело выполнено и испытано, прежде всего испытано на соответствие образцу и/или испытано поштучно, на предотвращение передачи воспламенения определенной группы (например, IIA или IIB стандарта IEC/EN 60079-1), и что структура с открытопористым материалом и предотвращающим прорыв пламени телом выполнена и, предпочтительно, испытана, прежде всего испытана на соответствие образцу и/или испытано поштучно, на более высокие группы в отношении предотвращения передачи воспламенения. В то время как одно лишь предотвращающее прорыв пламени тело достигает, например, группы IIA, комбинация из открытопористого материала и предотвращающего прорыв пламени тела является выполненной и, предпочтительно, испытанной, прежде всего, испытанной на соответствие образцу и/или испытанной поштучно на достижение группы IIB. Факультативно, может быть достигнуто, например, выполнение комбинации для группы IIC исходя из группы IIA или IIB для предотвращающего прорыв пламени тела. Предпочтительно, открытопористый материал сам по себе не выполнен так, чтобы быть предотвращающим передачу воспламенения.
В предпочтительных вариантах осуществления открытопористый материал повышает эффективность предотвращающего прорыв пламени тела, так что комбинация удовлетворяет более жестким требованиям (более низкая максимальная температура) к максимальной температуре поверхности и/или более жестким требованиям к более высокому классу предотвращения передачи воспламенения.
Открытопористый материал может быть соединен, например спечен, с предотвращающим прорыв пламени телом в один элемент. За счет этого может задаваться относительное расположение открытопористого материала и предотвращающего прорыв пламени тела перед компонованием открытопористого материала и предотвращающего прорыв пламени тела для обеспечения стенки материалом и телом.
Газопроницаемая контейнерная структура может включать в себя решетчатую структуру. Решетчатая структура может иметь, например, несколько решетчатых прокладок или решетчатых слоев. В решетке два отверстия решетки разделены перемычками из соответствующего материала решетки. Отверстия могут частично иметь равную нулю ширину. Решетчатая структура или решетчатый слой или решетчатая прокладка могут иметь плетение или слой из волокон или проволок.
Согласно одной концепции согласно изобретению для простой и модульной конструкции открытопористого материала открытопористый материал может быть образован с помощью несвязанного, состоящего из частиц материала в контейнерной структуре. Контейнерная структура имеет по меньшей мере одну газопроницаемую структуру, которая отличается от стенки корпуса, которая охватывает внутреннее пространство. Посредством ограничивающей структуры пространство для состоящего из частиц материала отделяется от внутреннего пространства корпуса. Ограничивающая структура может быть образована, например, решетчатой структурой. Ограничивающая структура может быть образована тканью или слоем. Предотвращающее прорыв пламени тело может в вариантах осуществления образовывать часть контейнерной структуры, в то время как предотвращающее прорыв пламени тело образует барьер для несвязанного, состоящего из частиц материала. В других вариантах осуществления ограничивающие структуры контейнерной структуры отличаются от предотвращающего прорыв пламени тела.
Несвязанный, состоящий из частиц материал может включать в себя, например, сферы, прежде всего полые сферы или сферы, которые не окружают полое пространство, гранулят или другой сыпучий материал. Предпочтительно, частицы не соединены друг с другом с материальным замыканием, прежде всего не являются спеченными, а если их представить вне контейнерной структуры, являются подвижными относительно друг друга. Предпочтительно, состоящий из частиц материал является сыпучим. В вариантах осуществления частицы не могут входить в зацепление и/или не переплетаются друг с другом. В других вариантах осуществления частицы могут единично взаимно сцепляться друг с другом, однако в целом остаются несвязанными. Например, несвязанный, состоящий из частиц материал может быть металлической стружкой и/или стружкой из синтетического материала. В вариантах осуществления несвязанный, состоящий из частиц материал свободен от волокон, или участков волокон, или лент, или участков лент.
Предпочтительно, посредством контейнерной структуры на несвязанный, состоящий из частиц материал не оказывается статическое давление. Предпочтительно, несвязанный, состоящий из частиц материал свободен от статического давления за исключением давления силы тяжести и статического атмосферного давления.
Несвязанный, состоящий из частиц материал может иметь выбранную среднюю величину частиц и/или выбранное распределение по величине частиц. Прежде всего, контейнерная структура может иметь целенаправленную смесь разных по величине тел.
Контейнерная структура может вмещать максимальное количество, прежде всего, в расчете на средний размер частиц и/или распределение по величине сыпучего материала, то есть несвязанного, состоящего из частиц материала. В вариантах осуществления контейнерная структура может содержать меньшее, чем максимальное, количество несвязанного, состоящего из частиц материала, таким образом, степень заполнения может быть меньше 1.
Контейнерная структура может иметь по меньшей мере два отделения. Частицы одного отделения могут быть одинаковыми или отличаться от частиц в другом отделении по составу, форме и/или размеру. Если засыпки или заполнители, которыми заполнены отделения, различаются, например, в отношении размера частиц, формы частиц, материала, общей поверхности частиц и/или общей теплоемкости частиц и/или плотности сыпучего материала или степени заполнения, то за счет расположения друг за другом отделений охлаждающий эффект и/или снижающий давление эффект пористого материала оптимизируется относительно варианта осуществления с одинаковым заполнением в отделениях или только в одном отделении. Первое отделение может, например, непосредственно подвергаться действию "фронта пламени", то есть быть расположенным между источником воспламенения и одним или несколькими другими отделениями. Это первое отделение может быть оптимизировано, например в отношении плотности сыпучего материала, на преобразование кинетической энергии, причем расположенная за ним (подключенная последовательно) засыпка оптимизирована на охлаждение. Подключенная последовательно засыпка может, например, иметь по сравнению с засыпкой первого отделения большую поверхность и/или большую теплоемкость, и плотность несвязанного, состоящего из частиц материала в первом отделении может быть больше, чем плотность несвязанного, состоящего из частиц материала в подключенном последовательно отделении. С помощью особых свойств "слоев сыпучего материала" может быть достигнуто улучшение "снижения давления" всей системы.
Несвязанный, состоящий из частиц материал в контейнерной структуре не должен обязательно обеспечивать предотвращение передачи воспламенения. Он служит, прежде всего, демпфированию скачка давления по причине взрыва и/или охлаждению горячих газов взрыва. Если частицы являются подвижными относительно друг друга, то, например, кинетическая энергия может переноситься от фронта давления взрыва на частицы, и энергия может передаваться дальше от частицы к частице за счет соударений и/или трения.
В вариантах осуществления по меньшей мере две из стенок стенной структуры снабжены открытопористым материалом. Если по меньшей мере на двух из стенок стенного устройства расположен открытопористый материал, то за счет размещения открытопористого материала на двух разных, например противолежащих или находящихся под углом стенках, возбужденная в корпусе волна давления уничтожается особо эффективно. Это является применимым как тогда, когда каждая из обеспеченных открытопористым материалом стенок снабжена этим материалом по всей поверхности, так и когда на одной или нескольких снабженных материалом стенках материал простирается только по частичной области соответствующей стенки.
Использование по меньшей мере двух или более поверхностей стенок для нанесение открытопористого материала, который демпфирует падающую или перемещающуюся вдоль волную давления, приводит к большой активной поверхности демпфирования и, следовательно, к высокому демпфирующему действию, даже если используется только относительно тонкий слой из открытопористого материала, причем толщина слоя может составлять, например, менее чем одну десятую или одну двадцатую внутреннего размера корпуса между противолежащими стенками. За счет этого имеющаяся в распоряжении для размещения компонентов часть внутреннего пространства лишь немного уменьшается за счет открытопористого материала. В корпусе стенки могут быть облицованы открытопористым материалом частично или полностью. Открытопористые материалы действуют, с одной стороны, в качестве разгрузочного объема, а с другой стороны, в качестве гасящего объема для вторгающегося фронта пламени. Сферический взрывной фронт немедленно максимально быстро воспринимается большой поверхностью, причем это приводит к охлаждению и поглощению несгоревшего газа. Тем самым, с одной стороны, уменьшается количество участвующего в сгорании или взрыве газа, а с другой стороны, за счет охлаждения газа снижается давление. Посредством полной облицовки корпуса изнутри открытопористым материалом для корпуса получается оптимальный коэффициент площадь/объем.
За счет размещения открытопористого материала, предпочтительно исключительно на стенках, сохраняется большое связанное монтажное пространство для оборудования, переключателей и тому подобного.
Предпочтительно, открытопористый материал размещается с прилеганием непосредственно по меньшей мере к двум стенкам. Получающаяся за счет этого теплопередача между открытопористым материалом и стенкой корпуса охлаждает открытопористый материал, так что он проявляет более высокий понижающий давление эффект. Стенка корпуса образует термически связанный с открытопористым материалом тепловой аккумулятор.
Открытопористый материал может быть связан со стенками выдерживающего давление корпуса по всей поверхности с материальным замыканием или только местами с материальным замыканием. Для этого пористый материал может быть сварен со стенками или, если корпус изготовлен способом отливки, за счет внесения в литьевую форму посредством формообразования со стенками корпуса. Могут быть использованы другие возможности механического соединения с геометрическим замыканием и/или материальным замыканием. Например, открытопористый материал может быть заключен в решетчатую структуру, которая соединена со стенной структурой. Решетчатая структура может быть проволочной решеткой, перфорированным листом, сеткой из синтетического материала или тому подобным.
Открытопористый материал может на каждой стенке, на которую он нанесен, иметь обращенную от стенки поверхность, которая обращена к внутреннему пространству. Обращенная от стенки поверхность может быть расположена проходящей параллельно стенке или под острым углом к ней. Пористый материал может быть выполнен в виде пластины или холста или наполнителя по существу постоянной толщины, так что обращенная от стенки поверхность расположена проходящей параллельно или под острым углом относительно стенки. За счет этого во внутреннем пространстве по меньшей мере две поверхности открытопористого материала находятся по существу напротив друг друга или под углом. И то, и другое приводит к эффективному демпфированию динамически распространяющегося фронта пламени.
На свободных от открытопористого материала местах стенки или на покрытых открытопористым материалом местах стенки могут быть расположены снижающие давление тела. В то время как сам открытопористый материал не обеспечивает или не должен обеспечивать безопасность против прорыва пламени, предотвращение прорыва пламени наружу обеспечивается снижающим давление телом или телами. Открытопористый материал служит в первую очередь охлаждению газа, и за счет этого поглощению тепловой энергии и уменьшению пиков давления. В отношении течения газа образованное открытопористым материалом теплопоглощающее устройство и предотвращающее прорыв пламени устройство располагаются друг за другом.
Посредством комбинации не предотвращающего прорыв пламени материала с предотвращающим прорыв пламени устройством достигается снижение давления с улучшенной эффективностью. Это справедливо независимо от того, нанесен ли открытопористый материал только на внутренней стороне единственной стенки корпуса или не нескольких стенках корпуса.
Однако, в одном предпочтительном варианте осуществления можно отказаться от снижающего давление тела и за счет этого от внешнего выравнивания давления тем, что нанесенный внутри на стенки открытопористый материал приводит к быстрому охлаждению и, таким образом, к весьма значительному снижению давления. Открытопористый материал может быть образован посредством одного или нескольких тел из металлической пены, из спеченных металлических частиц, металлических волокон, прежде всего волокон из нержавеющей стали, других металлических волокон, металлической проволоки, металлических полос, минеральных волокон, таких как стекловолокно, минеральная вата, кварцевое волокно и тому подобного. Открытопористый материал может иметь решетчатую структуру, ячеистую структуру или тканую структуру и быть выполненным из нескольких лежащих друг на друге слоев решетчатой структуры, ячеистой структуры или тканой структуры. Они могут лежать друг на друге свободно или могут быть соединены друг с другом, например, посредством спекания или посредством другого способа. В отношении тел из проволочного или волокнистого материала речь может идти о полученных иглопробивным способом изделиях, то есть слоях спутанных волокон со спутанными, но материально не связанными друг у другом волокнами. По мере необходимости может иметь место также материальное связывание волокон друг с другом, например, посредством связующего средства или посредством спекания. Волокна приводят к охлаждению воспринятой волны давления за счет поглощения тепла и к уничтожению кинетической энергии волны давления за счет внутреннего трения волокон друг о друга. Предпочтительным является материал с высокой теплоаккумулирующей способностью, как, например, минеральная вата или керамическая вата.
Волокнистый материал открытопористого материала может быть предварительно спрессован в тело в виде пластин, прямоугольных параллелепипедов или других форм, которые могут вкладываться в корпус, вклеиваться или привинчиваться или удерживаться посредством рамки. Однако уплотнение волокнистого тела, предпочтительно, является настолько слабым, что расстояния и зазоры пористых материалов по меньшей мере в некоторых местах больше граничной ширины зазора классической взрывозащиты, то есть охлаждающий эффект, эффект течения или другие кинетические эффекты, которые могут препятствовать воспламенению имеющегося в материале газа или прохождению фронта пламени через материал, не используются или не используются в полной мере. Прежде всего, если открытопористый материал имеет высокую теплоемкость, как это имеет место у стеклянных волокон, кварцевых волокон, керамических волокон, каменных волокон, все же будет достигнуто высокое снижение давления.
Открытопористый материал может быть также связан неорганическим или органическим связующим средством настолько, что образуется открытопористое тело стабильной формы. Он не обязательно должен быть соединен со стенкой. Факультативно или дополнительно, открытопористое тело стабильной формы может быть выполнено из контейнерной структуры, которая полностью или частично заполнена несвязанным, состоящим из частиц материалом. Такое предварительно сформованное связанное волокнистое тело или такое содержащее сыпучий материал тело может быть также расположено в корпусе доступным с четырех, пяти или шести сторон. Он оказывает снижающее давление действие даже без соединения со стенкой и может найти применение факультативно или в дополнение к описанным выше облицовкам корпуса открытопористым материалом. Также расположенный на стенке корпуса открытопористый материал может быть стабилизирован по форме посредством органического или неорганического связующего материала. Несвязанный, состоящий из частиц материал на стенке или во внутреннем пространстве контейнерной структуры отличается как раз тем, что частицы не связаны друг с другом с материальным замыканием, чтобы получить открытопористое тело с большой поверхностью. Контейнерная структура может быть, например, прямоугольным параллелепипедом или кубом или другим трехмерным телом, в котором размещен сыпучий материал.
Посредством способа согласно изобретению может быть обеспечено устройство из пористого материала и предотвращающего прорыв пламени корпуса. Предотвращающий прорыв пламени корпус независимо от пористого материала выполняют для определенной газовой группы или предотвращения передачи воспламенения и, предпочтительно, испытывают. Например, согласно одной из групп IIA, IIB, IIC по стандарту EN/IEC 60079-1. Для обеспечения поддержания верхней границы температуры предотвращающего прорыв пламени тела и/или корпуса, который оснащен телом, выполняют структуру из пористого материала и тела.
В другом способе согласно изобретению для обеспечения устройства с повышенным предотвращением передачи пламени открытопористый материал размещают на теле, это тело выполняют для предотвращения передачи и, предпочтительно, испытывают на соответствие образцу и/или испытывают поштучно, причем образующуюся за счет размещения структуру из предотвращающего передачу воспламенения материала и открытопористого материала выполняют для более высокой ступени предотвращения передачи воспламенения, чем предотвращающее передачу воспламенения тело.
Другие признаки и примеры осуществления изобретения следуют из пунктов формулы изобретения, чертежей и нижеследующего описания. Показано на:
Фиг. 1 - корпус согласно изобретению с разными мерами для снижения давления в схематическом представлении,
Фиг. 2 - вырез из снижающего давление открытопористого тела корпуса согласно фиг.1,
Фиг. 3А и 4 - другие варианты осуществления корпуса согласно изобретению в схематическом представлении в поперечном сечении,
Фиг. 3Б - вырез из открытопористого материала корпуса согласно фиг. 3А,
Фиг. 5А - другой вариант осуществления корпуса согласно изобретению,
Фиг. 5Б - вырез из корпуса согласно фиг. 5А,
Фиг. 6 - вырез из корпуса в другом варианте осуществления,
Фиг. 7 - вырез из корпуса в измененном относительно фиг. 7 варианте осуществления,
Фиг. 8 - вырез из корпуса в другом варианте осуществления,
Фиг. 9 - вырез из корпуса еще одного другого варианта осуществления,
Фиг. 10 - вырез из снижающего давления открытопористого тела корпуса согласно фиг. 9, и
Фиг. 11 - диаграмма для наглядного представления способа согласно изобретению.
На фиг. 1 показан взрывозащищенный корпус 10, который включает в себя несколько стенок 11, 12, 13, 14, которые ограничивают закрытое наружу внутреннее пространство 15. Стенки 11-14 вместе с не показанными дном и крышкой образуют стенную структуру 16. Дно и крышка этого корпуса могут быть соединены со стенками 11-14 постоянно или с возможностью разъединения. Далее, они будет рассматриваться также как стенки.
Во внутреннем пространстве 15 могут размещаться конструктивные элементы и компоненты, как, например, печатные платы 17, 18 с расположенными на них электрическими конструктивными элементами, которые могут образовывать источники воспламенения.
По меньшей мере на двух стенках 11, 12 корпуса 10 расположен открытопористый материал 19, 20, например, в виде пластин, тел или холста, который полностью или частично покрывает соответствующую стенку 11, 12. Открытопористый материал может включать в себя волокна или частицы в подвижной форме или во взаимно связанной форме. Он может содержать регулярно или нерегулярно образованные и расположенные поры. Например, речь может идти о решетках из металлической проволоки, канатиков или полос, которые расположены в форме решетки или в виде ткани. Металлическая проволока, металлические канатики или полосы соединены друг с другом или они лежат свободно или слоями друг на друге. Металлическая проволока, полосы или проволока могут быть сформованы в другое текстильное изделие, как, например, в вязаное изделие или плетеное изделие. Проволока, канатики или полосы могут состоять также из другого теплопоглощающего материала.
При этом открытопористый материал расположен, предпочтительно, непосредственно прилегающим к соответствующей стенке 11, 12, и более предпочтительно, соединен с ней. Соединение может происходить посредством приклеиванием по всей поверхность, привариванием или посредством других способов соединения, которые приводят к соединению с материальным замыканием на части поверхности или на всей поверхности. Факультативно или дополнительно, открытопористый материал 19, 20 может удерживаться в держателе, который образован, например, посредством решетчатой структуры 21. Решетчатая структура 21 может быть корпусом из перфорированного листа, проволочной сеткой, клеткой или тому подобным, которые соединены с корпусом 10 и удерживают открытопористый материал 19, 20 на расстоянии от остального внутреннего пространства 15. Для образования открытопористого материала решетчатая структура 21 может быть заполнена несвязанным, состоящим из частиц материалом, причем степень заполнения может составлять 1 или меньше 1. Более высокая степень заполнения может быть необходимой, например, в варианте осуществления, в котором открытопористый материал расположен перед снижающим давлением телом, чтобы обеспечивать, что газ взрывного фронта в любом случае должен сначала проходить через открытопористый материал, чтобы достичь снижающего давление тела. Меньшая степень заполнения может быть достаточной для открытопористого материала, который расположен на закрытой области стенки или доступен во внутреннем пространстве с одной, двух, или шести сторон. Несвязанный, состоящий из частиц материал может включать в себя регулярные, например сферические, или нерегулярные, например песчаные зерна, тела. Предпочтительно, несвязанный, состоящий из частиц материал является невоспламеняющимся. В качестве подходящих сыпучих тел могут применяться, например, стеклянные сферы, полые стеклянные сферы, металлические сферы, керамические сферы, полимерный гранулят, дутый гранулят, пенные сферы, пенные тела, волокнистые сферы, волокнистые тела или прочие сыпучие материалы. В вариантах осуществления образованная с помощью решетчатой структуры 21 контейнерная структура может быть заполнена в качестве несвязанного, состоящего из частиц материала стружкой. Решетчатая структура следует за стенками 11 и 12 и, таким образом, расположена под углом. В общем, решетчатая структура может быть приведена в соответствие с формой корпуса и/или формой стенок корпуса, например, иметь постоянное расстояние от стенок 11, 12.
Открытопористый материал 19, 20 на своей обращенной к внутреннему пространству 15 стороной имеет поверхности 22, 23, которые, как показано, расположены относительно друг друга под углом, который меньше, чем 180°.
Факультативно или дополнительно, к открытопористому материалу 20 напротив открытопористого материала 19 расположен дополнительный участок 24 открытопористого материала. Он может быть одинаковым или иным открытопористым материалом, чем материалы 19, 20. Он может иметь одинаковую или разную толщину. Также открытопористые материалы 19, 20 могут иметь одинаковые или разные толщины. Материал 24 имеет обращенную к внутреннему пространству 15 поверхность 25, которая находится напротив поверхности 22 и которая расположена относительно поверхности 23 под углом, например, 90°.
Открытопористый материал 19, 20 и/или 24 образует внутреннее снижающее давление устройство. Дополнительное или факультативное внутреннее снижающее давление устройство может быть образовано посредством открытопористого тела 26, которое свободно по меньшей мере с четырех, предпочтительно, с пяти или шести сторон, то есть не расположено во внутреннем пространстве 15 корпуса 10 с прилеганием к стенке стенной структуры. Нижеследующие описания тела 26 факультативно справедливы для открытопористого материала 19, 20.
Открытопористое тело 26 может быть волокнистым телом, волокна которого соединены друг с другом посредством связующего средства. На фиг.2 схематически показан вырез из тела 26. Как можно заметить, несколько волокон 27 сплетаются друг с другом в пространственно неупорядоченную структуру, и по меньшей мере некоторые из мест их пересечения соединены посредством связующего средства 28. В отношении волокон речь может идти о металлических волокнах или минеральных волокнах, прежде всего стеклянных волокнах, кварцевых волокнах, каменных волокнах, керамических волокнах. Связующее средство 28 может быть синтетической смолой, прежде всего фенольной смолой. Доля смолы настолько мала, что имеющиеся между волокнами 27 поры остаются открытыми. Однако она настолько велика, что открытопористое тело 26 обладает значительной стабильностью формы, так что оно при инициирования взрыва во внутреннем пространстве 15 не распадается, и по возможности не высвобождается или во всяком случае высвобождается безопасное количество волокон.
Факультативно, волокна, проволока, нити или частицы, из которых состоит тело 26, могут быть расположены регулярно и, тем не менее, соединены друг с другом с помощью связующего средства. В отношении волокон 27 речь может идти о таких же волокнах, которые находят применение также для открытопористого материала 19, 20, 24. Он может быть также предварительно уплотнен и при желании также снабжен связующим материалом.
Факультативно, тело 26 может быть выполнено посредством контейнерной структуры, которая полностью или частично заполнена, предпочтительно, несвязанным, состоящим из частиц материалом. Газопроницаемая ограничивающая структура контейнерной структуры отделяет часть внутреннего пространства для заполнителя из несвязанного, состоящего из частиц материала. Тем самым, например, засыпка из сферических частиц может быть размещена в корпусе в любом месте. Несвязанный, состоящий из частиц материал может быть, например, кварцевым песком или стеклянными частицами. Предпочтительно, тело свободно от электрического оборудования, прежде всего свободно от электрических деталей. Само тело имеет зазоры, которые не обязательно должны быть предотвращающими передачу воспламенения. Образованные посредством отверстий в контейнерной структуре зазоры, а также промежуточные пространства между частицами заполнителя из несвязанного, состоящего из частиц материала не должны иметь задаваемый стандартный размер, чтобы посредством зазоров обеспечивалось предотвращение передачи воспламенения. Тело служит лишь снижению давления при происшедшем во внутреннем пространстве корпуса взрыве. Корпус не должен обязательно соответствовать типу взрывозащиты "песочное заполнение оболочки" (Ex-q согласно стандарту IEC 60079-5). В корпусе 26 несвязанные частицы по причине степени заполнения могут еще перемещаться относительно друг друга или контейнерная структура 41 так заполнена несвязанными частицами, что они не могут перемещаться относительно друг друга.
Факультативно, корпус 10 может быть снабжен по меньшей мере одним снижающим давление устройством 29 и/или 30, которое делает возможной потоковую связь между внутренним пространством корпуса и окружающей средой. Оба снижающих давление устройства 29, 30 являются пористыми газопроницаемыми телами с шириной зазора и длиной зазора, которые предотвращают прорыв пламени (передачу воспламенения). Снижающее давление устройство 29 расположено на свободном от открытопористого материала участке стенки 14 корпуса 10. Дополнительно или факультативно, предусмотренное устройство 30 снижения давления при взгляде из внутреннего пространства 15 закрыто открытопористым материалом 25. Однако он не препятствует проходу газа. Эта комбинация из теплопоглощающего открытопористого, однако не предотвращающего прорыв пламени материала 25 и устройства 30 снижения давления может найти применение независимо от открытопористого материала 19, 20.
На фиг. 3А показан измененный вариант осуществления корпуса 10 согласно изобретению. Предшествующее описание соответственно применимо с использованием уже введенных ссылочных обозначений. В отличие от описанного ранее корпуса 10 корпус 10 согласно фиг. 3 имеет пористый материал 19, 20, 25, 31 на всех четырех стенках 11, 12, 13, 14 корпуса и факультативно на не показанном дне и/или крышке. Открытопористый материал 19, 20, 25, 31 образует простирающийся вдоль стенок локально прерывающийся или также непрерывающийся слой, который перехватывает зажженный во внутреннем пространстве 15 фронт пламени и поглощает соответствующую волну давления.
На фиг. 3А показан вариант осуществления открытопористого материала 31 в виде контейнерной структуры, которая образована посредством стенок 11, 12, 13, 14 и термостойкой дополнительной ограничивающей структуры 21, и которое содержат несвязанный, состоящий из частиц материал 39, причем связанные свободные пространства между частицами образуют поры 40 и, тем самым, придает материалу 31 способность к пропусканию газа внутрь материала 31 и/или через материал 31. Частицы 39 в открытопористом материале 31 любого варианта осуществления могут иметь одинаковый размер или, как показано, разный диаметр. Частицы 39 могут иметь выбранное распределение по размеру, которое отличается от распределения по размеру с одинаковым размером.
Дополнительная ограничивающая структура 21 может быть, например, решетчатой структурой в виде проволочной решетки, перфорированного листа, сетки из синтетического материала или тому подобного. Может найти применение дополнительная ограничивающая структура 21 в виде ткани. Независимо от конкретного варианта осуществления контейнерная структура пористого материала из стенок 11-14 и ограничивающей структуры 21, предпочтительно, может обеспечивать протекание газа сквозь открытопористый материал 31 через поры. Одновременно размеры отверстий контейнерной структуры настолько малы, что содержащийся в нем сыпучий материал, то есть несвязанный, состоящий из частиц материал, остается внутри контейнерной структуры. Предпочтительно, сыпучий материал является устойчивым к истиранию, так что при правильном использовании, за исключением случая взрыва во внутреннем пространстве, за счет трения частиц 39 друг о друга не могут образовываться пыль или более мелкие частицы (частицы трения). Факультативно или дополнительно, контейнерная структура является непроницаемой для пыли или непроницаемой для частиц трения.
Частицы при динамических давлениях, которые возникают при взрыве, на которое рассчитан корпус или структура, предпочтительно, являются несжимаемыми. По сравнению со сжимаемым открытопористым материалом, например телом из спутанных волокон, это может иметь преимущество, что промежуточные пространства между частицами при столкновении фронта давления с открытопористым материалом остаются открытыми, в то время как у эластично податливого открытопористого материала существует опасность, что как раз тогда, когда фронт давления сталкивается с материалом, за счет этого поры закрываются, и газообмен через материал нарушается.
К тому же предпочтительно не связанные друг с другом частицы имеют особо большую поверхность, что делает особо эффективным охлаждение посредством открытопористого материала из контейнерной структуры с содержащимся в ней несвязанным, состоящим из частиц материалом. Свободно перемещающиеся относительно друг друга частицы в контейнерной структуре, которая заполнено со степенью заполнения меньше 1, предоставляет к тому же возможность преобразовывать тепло и/или давление в кинетическую энергию и за счет этого особо эффективного охлаждения и/или снижения давления. Факультативно, контейнерная структура 41 открытопористого материала (например, тела 26 на фиг. 1) и открытопористого материала может быть заполнена так, что частицы не могут перемещаться относительно друг друга.
В отношении показанного на фиг. 4 корпуса 10 речь идет о надстроенном на корпусе 10 варианте осуществления согласно фиг. 3А. Факультативно, этот корпус 10 имеет устройство 32 снижения давления, которое выполнено предотвращающим прорыв пламени и расположено в стенке 14, к которой примыкает расширительный объем 33. Он может быть посредством частичного корпуса 34 отделен от окружающей среды и может быть изолированным от нее, или также иметь отверстия, через которые он находится в связи с окружающей средой. Вариант осуществления согласно фиг. 4 может иметь в качестве открытопористого материала содержащую несвязанный, состоящий из частиц материал контейнерную структуру, как это описано, например, в связи с фиг.3.
Дополнительно или факультативно, в стенке 12 может быть предусмотрено снижающее давление тело 35, которое делает возможным снижение давления в окружающую среду. Предотвращающее прорыв пламени снижающее давление тело 35 может быть в свою очередь перекрыто пористым материалом 20 или быть свободным. Прежде всего, снижающее давление тело 35 может быть перекрыто несвязанным, состоящим из частиц материалом в контейнерной структуре. Само снижающее давление тело может быть частью контейнерной структуры. Факультативно, между снижающим давление телом и несвязанным, состоящим из частиц материалом может размещаться другая ограничивающая структура 42, например решетка. Дополнительная ограничивающая структура может быть связана или не связана со снижающим давление телом 35. Кроме того, может быть предусмотрено вводное устройство 36, через которое через стенку 12 корпуса вводится, например, вал 37. К тому же вал 37 со стенкой 12 корпуса может образовывать предотвращающий передачу воспламенения зазор 38. Вал 37 может вводиться через открытопористый материал 20 и передавать перемещения между элементами за пределами корпуса к элементам внутри корпуса 10.
На фиг. 5А показан вариант осуществления корпуса 10 согласно изобретению с находящимся в нем электрическим оборудованием 17. Как показано, газопроницаемым пористым материалом 31 снабжена лишь одна стенка 14 корпуса, в которой он располагается полностью (как показано) или частично (выступает во внутреннее пространство 15 корпуса 10) в отверстии стенки 14 корпуса (см. также увеличенное изображение на фиг.5Б показанного на фиг. 5А выреза). Другие стенки 12-14 корпуса 10 могут не иметь пористый материал или иметь пористый материал в стенках и/или на стенках. Кроме того, в отверстии расположено газопроницаемое, предотвращающее прорыв пламени тело 32. Пористый материал размещен между предотвращающим прорыв пламени снижающим давление телом 32 и внутренним пространством 15 корпуса, так что открытопористый газопроницаемый материал 31 закрывает понижающее давление тело 32 от внутреннего пространства полностью, но с пропусканием газа. Чтобы через снижающее давление тело из внутреннего пространства 15 корпуса 10 попасть в окружающую среду корпуса 10, газ должен сначала протекать через открытопористый материал 31.
Снижающее давление тело 32 в одном варианте осуществления может обеспечивать предотвращения передачи воспламенения без того, что открытопористый материал 31 выполнен для этого. Прежде всего, снижающее давление тело 32 может выполнять требования соответствующего стандарта, например стандарта EN 60079-1, к размерам зазора снижающего давление тела 32 для определенного класса, например IIA, IIE или IIC, стандарта EN 60079-1, чтобы предотвращать передачу воспламенения. Тип (типовое испытание) снижающего давление тела 32 может быть испытан без расположенного перед ним открытопористого материала 31 показанного на фиг.5 А типа или конкретное снижающее давление тело 32 может испытываться без расположенного перед ним конкретно показанного на фиг. 5А открытопористого тела (поштучное испытание). Однако снижающее давление тело 32 может быть целенаправленно не выполнено или не пригодно для того, чтобы без расположенного перед ним открытопористого материала 31 обеспечивать температуру внешней поверхности снижающего давление тела 32 или корпуса 10, которая не приводит к термическому воспламенению определенного газа снаружи корпуса 10. Прежде всего, снижающее давление тело 32 может быть не выполнено или не пригодно для того, чтобы соответствовать определенному температурному классу стандарта EN/EC 60079-0. Более того, предпочтительно, комбинированная структура из пористого материала 31 и снижающего давление тела 32 - в структуре пористый материал и снижающее давление тело могут быть соединены или не соединены, касаться или находиться на расстоянии -выполнены для того, чтобы обеспечивать, что будет предотвращаться превышение поверхностной температуры пористого тела 32 или внешней поверхности корпуса 10 над заданной максимальной температурой. Таким образом, структура из пористого материала 31 и снижающего давление тела 32, предпочтительно, выполнена для удовлетворения определенному температурному классу, например стандарту EN/IEC 6079-0. Прежде всего, в отношении связанного, например спеченного, со снижающим давление телом 32 пористого материала 31 можно говорить о двух связанных сегментах одного элемента. Однако исполнение для предотвращения передачи воспламенения в вариантах осуществления ограничено снижающим давление телом, в то время как только объединенная структура из открытопористого тела 31 и снижающего давление тела выполнена для соблюдение соответствия температурному классу.
Соответственно способу согласно изобретению для обеспечения комбинации из открытопористого материала 31 и снижающего давление тела 32, снижающее давление тело 32 выполняют независимо от открытопористого материала 31, прежде всего без учета открытопористого материала 31, для предотвращения передачи воспламенения (например, согласно стандарту EN 60079-1) и, предпочтительно, испытывают, и структуру из открытопористого материала 31 и снижающего давления тела 32 выполняют для обеспечения соблюдения заданной верхней границы температуры снижающего давление тела 32 и/или корпуса 10, например, согласно температурному классу стандарта EN/IEC 60079-0. Одного лишь снижающего давление тела 32 может быть еще недостаточно, чтобы достичь целевого температурного класса. Только с открытопористым материалом 31 посредством структуры достигается целевой температурный класс.Структуру выполняют так, чтобы она имела требуемую теплоемкость и/или теплопроводность для обеспечения пиковой температуры ниже заданной максимальной температуры также при вводе тепла в структуру по причине взрыва. Посредством способа может быть, например, создана любая описанная здесь структура из открытопористого материала 31 и снижающего давление тела 32. Если в качестве открытопористого материала используют содержащую несвязанный, состоящий из частиц материал контейнерную структуру, то выполнение структуры для повышенного температурного класса становится особо простым.
На фиг. 5А и 5Б показаны открытопористый материал 31 и снижающее давление тело 32 соответственно в виде решетчатой структуры с одним или несколькими решетчатыми прокладками и/или решетчатыми слоями. Независимо друг от друга открытопористый материал 31 и/или снижающее давление тело 32 могут иметь отличающуюся от решетчатой структуры конструкцию.
Например, на фиг. 6 показан пример осуществления с заполненной несвязанным, состоящим из частиц материалом в качестве открытопористого материала контейнерной структурой 41. Состоящий из частиц материал может быть, например, таким, как описанный в связи с другими вариантами осуществления материал. Например, несвязанный, состоящий из частиц материал может быть гранулятом, прежде всего из сфер или зерен из металла, полимера, стекла и/или керамики. Показанные частицы 39 имеют одинаковый размер. Возможно целенаправленное использование частиц 39 разной величины. Кроме того, пример осуществления согласно фиг.6 отличается от примера осуществления согласно фиг. 5А, 5Б тем, что открытопористый материал 31 во внутреннем пространстве 15 расположен на отверстии, в котором расположено снижающее давление тело 32.
С помощью открытопористого материала 31 снижающее давление тело 32 может быть дополнено до структуры из открытопористого материала 31 и снижающего давление тела 32, которая одна не выполняет требования к предотвращению передачи воспламенения и/или удержанию максимальной температуры снижающего давление тела 32 и/или корпуса 10 снижающего давлением тела 32. Например, структура из открытопористого материала 31 и снижающего давление тела 32 может соответствовать уровню или классу предотвращения передачи воспламенения, которые (уровень или класс предотвращения передачи воспламенения) снижающее давление тело 32 без открытопористого материала 31 не обеспечивает.Снижающее давление тело 32 может быть, например, выполнено и, предпочтительно, испытано на обеспечение определенного уровня или класса предотвращения передачи воспламенения, например IIA или IIB стандарта IEC 60079-5. Комбинация из снижающего давление тела 32 и открытопористого материала 31 может быть выполнена для того, чтобы удовлетворять условиям более высокого уровня или класса предотвращения передачи воспламенения, например IIB или IIC стандарта IEC 60079-5.
Это повышение эффективности снижающего давление тела 32 для достижения более высокого температурного класса или класса защиты от передачи воспламенения может быть достигнуто в отверстии и/или на отверстии, в котором расположено снижающее давление тело 32, как, например, показано на фиг. 1, 4, 5А, 5Б, 6, 7 и 8.
Факультативно, отверстие, которое снабжено снижающим давление телом 32, может быть свободным от открытопористого материала 31 или только частично перекрыто или заполнено, причем открытопористый материал 31 расположен в других местах во внутреннем пространстве 15 корпуса 10 (например, тело 26) на фиг.1 или в стенке 11-14 корпуса 10, и по причине открытопористого материала удерживается более низкая определенная заданная максимальная температура корпуса 10 и/или снижающего давления тела, чем без открытопористого материала 31. Прежде всего, по причине открытопористого материала 31 удерживаемая максимальная температура корпуса 10 и/или предотвращение передачи воспламенения могут повыситься по меньшей мере на один класс (ступень).
Не только тип снижающего давление тела 32, который выполнен для соблюдения определенной ступени предотвращения передачи воспламенения и который при необходимости дополнительно выполнен для соблюдения определенной максимальной температуры поверхности для предотвращения воспламенения способной взрываться атмосферы на внешней поверхности согласно ступени безопасности, может конструктивно дополняться с помощью открытопористого материала 31, чтобы создать структуру с более высокой ступенью предотвращения передачи воспламенения и/или меньшей максимальной температурой поверхности. Но и, прежде всего, уже изготовленное и при необходимости модифицированное снижающее давление тело 32 может быть с помощью пористого материала 31 дополнено до любой структуры, как описано здесь для примера. За счет этого возможно дооснащение имеющегося корпуса 10 или имеющегося снижающего давление тела 32.
Примеры осуществления способа согласно изобретению для обеспечения структуры соответственно с повышенным предотвращением передачи воспламенения, с помощью которой может быть обеспечена описанная здесь структура с открытопористым материалом 31 и снижающим давление телом 32, имеют компонование открытопористого материала 31 и предотвращающего передачу воспламенения тела 32 в структуру. Структуру из предотвращающего передачу воспламенения тела 32 и открытопористого материала 31 выполняют для большего предотвращения передачи воспламенения, чем предотвращающее передачу воспламенения тело 32 без открытопористого материала 31. Предотвращающее передачу воспламенения тело 32 могут испытывать на предотвращение передачи воспламенения без открытопористого материала 31. Структуру могут подвергать испытаниям на повышенное предотвращение передачи воспламенения.
На фиг. 11 для примера показан способ 100 согласно изобретению, причем в шаге 101 тело 32 выполняют для заданного предотвращения передачи воспламенения или обеспечивают тело 32 с определенным предотвращением передачи воспламенения. В следующем шаге 102 структуру корпуса 32 и открытопористого материала 31 выполняют для обеспечения соблюдения максимальной температуры (например, согласно температурному классу Т1-Т6) предотвращающего прорыв пламени тела 32 и/или корпуса 10, для снижения давления в котором служит тело 32, или структуру из предотвращающего передачу воспламенения тела 32 и открытопористого материала 31 выполняют для более высокой ступени предотвращения передачи воспламенения, чем предотвращающего передачу воспламенения тела 32. В дополнительном шаге 103 тело и открытопористый материал 31 размещают с образованием структуры.
На фиг. 7 показан пример осуществления выреза из стенки 14 соответственно варианту осуществления согласно фиг.6, причем перед отверстием в стенке 14 во внутреннем пространстве 15 расположен открытопористый материал 31, так что газ перед входом в снижающее давление тело 32 должен проходить через открытопористый материал. Открытопористый материал 31 обеспечен в виде заполненной несвязанным, состоящим из частиц материалом контейнерной структуры 41. Контейнерная структура 41 посредством газопроницаемой разделительной структуры 43 разделена на два отделения, которые заполнены частицами разного размера. Первое отделение, которое заполнено более мелкими частицами, чем второе отделение, закрывает второе отделение от внутреннего пространства 15. Газ должен из внутреннего пространства 15 сначала пройти через первое отделение 44, через разделительную структуру 43 и затем через второе отделение 45, прежде чем он достигнет снижающего давление тела 32. При переходе из первого отделения 44 во второе отделение 45 по причине увеличения объема свободного объема между частицами 39 в первом отделении 44 относительно второго отделения 45 может происходить дополнительное охлаждение горячих газов взрыва. Частицы в одном отделении факультативно или дополнительно к размеру частиц в другом отделении могут отличаться одним или несколькими свойствами, например составом и/или формой. Отделения могут иметь разную степень заполнения.
На фиг. 8 показана структура из предотвращающего прорыв пламени снижающего давление тела 32 в отверстии стенки 14. В отверстии между предотвращающим прорыв пламени снижающим давление телом 32 и внутренним пространством 15 корпуса 10 расположена заполненная несвязанным, состоящим из частиц материалом в качестве открытопористого материала 31 контейнерная структура 41, которая дополняет снижающее давление тело 32. Контейнерная структура 41 может быть разделена на два или более отделений 44, 45, через которые должен последовательно протекать наружу газ из внутреннего пространства 15 к снижающему давление телу 32.
Корпус 10 согласно изобретению для снижения внутреннего давления взрыва может быть внутри снабжен охватывающей одну или, предпочтительно, по меньшей мере две стороны корпуса 10 облицовкой из открытопористого материала. Дополнительно или факультативно, в корпусе может быть расположено формованное тело из открытопористого материала. Открытопористый материал может быть, например, связанным волокнистым материалом или содержащей несвязанный, состоящий из частиц материал контейнерной структурой 41.
Посредством фиг.9 наглядно показаны другие примеры осуществления корпуса 10 согласно изобретению. Корпус 10 включает в себя несколько стенок 11, 12, 13, 14, которые ограничивают закрытое наружу внутреннее пространство 15. Стенки 11-14 вместе с не показанным другим дном и крышкой образуют стенную структуру 16. Дно и крышка этого корпуса 10 могут быть соединены со стенками 11-14 жестко или также с возможностью разъединения. В дальнейшем они будут также рассматриваться как стенки.
Во внутреннем пространстве 15 могут размещаться конструктивные элементы и компоненты, как, например, печатные платы 17, 18 с расположенными на них электрическими конструктивными элементами, которые могут образовывать источники воспламенения.
По меньшей мере на одной из стенок 11, 12, 13, 14, предпочтительно, по меньшей мере на двух стенках 11, 12 корпуса 10 расположен открытопористый материал 19, 20, который покрывает соответствующую стенку 11, 12 полностью или частично. Открытопористый материал 19, 20 может быть образован заполненной несвязанным, состоящим из частиц материалом контейнерной структурой 41. Разъясненные в связи с другими фигурами признаки контейнерной структуры 41 и/или несвязанного, состоящего из частиц материала могут факультативно соответствовать показанным посредством фиг.9 в корпусе 10 вариантам осуществления. К контейнерной структуре 41 относится ограничивающая структура 21, например решетчатая структура, которая образует по меньшей мере одну отличающуюся от стенок 11-14 корпус, которые ограничивают внутреннее пространство, контейнерную стенку 21. Эта контейнерная стенка 21 позволяет газу проходить во внутреннее пространство контейнерной структуры, которое, по меньшей мере, частично заполнено несвязанным, состоящим из частиц материалом и отделено посредством контейнерной структуры 41 от остального внутреннего пространства 15 корпуса 10. Однако контейнерная стенка 21 удерживает частицы 39 (фиг.10) от попадания в комплементарную контейнерной структуре 41 область внутреннего пространства 15. Отверстия в контейнерной стенке 21 имеют соответственно небольшой размер. Решетчатая структура 21 может быть корпусом из перфорированного листа, проволочной решеткой, клеткой или тому подобным.
Несвязанный, состоящий из частиц материал может быть расположен с непосредственным прилеганием к соответствующей стенке 11, 12. Предпочтительно, никакой состоящий из частиц материал не соединен со стенкой 11, 12. Если несвязанный, состоящий из частиц материал расположен с непосредственным прилеганием к соответствующей стенке 11, 12, то соответствующие стенки 11, 12 образуют часть контейнерной структуры 41. Факультативно, контейнерная структура 41 может быть полностью собрана из ограничивающих структур 21, которые отличаются от стенок 11-14, которые ограничивают внутреннее пространство 15. Эти ограничивающие структуры 21 могут, например, образовывать клетку, которая удерживает открытопористый материал 19, 20 на расстоянии от остального внутреннего объема и, предпочтительно, соединена с корпусом 10.
Решетчатая структура 21 следует за стенками 11 и 12 и, таким образом, расположена через угол. В общем, решетчатая структура 21 может быть приспособлена к форме корпуса и/или форме стенки корпуса 10, например иметь постоянное расстояние от стенок 11, 12.
Открытопористый материал 19, 20 на своей обращенной к внутреннему пространству 15 стороне имеет поверхности 22, 23, которые, как показано, расположены относительно друг друга по углом, который меньше 180°.
Факультативно или дополнительно, к открытопористому материалу 19, 20 напротив открытопористого материала 19 расположен другой участок 24 открытопористого материала. Он может быть одним и тем же или другим открытопористым материалом, чем материалы 19, 20. Он также может быть образован заполненной несвязанным, состоящим из частиц материалом контейнерной структурой 41 с ограничивающей структурой 21. Он может иметь одинаковую или разную толщину. Также открытопористые материалы 19, 20 могут иметь одинаковые или разные толщины. Материал 24 имеет обращенную к внутреннему пространству 15 поверхность 25, которая расположена напротив поверхности 22 и которая расположена к поверхности 23 под углом, например, 90°.
Открытопористый материал 19, 20 и/или 24 образует внутреннее снижающее давление устройство. Дополнительное или факультативное внутреннее снижающее давление устройство может быть выполнено посредством открытопористого тела 26, как оно для примера показано на фиг. 9, которое расположено во внутреннем пространстве 15 корпуса 10 свободным по меньшей мере с четырех, предпочтительно, с пяти или шести сторон, то есть не прилегая к одной из сторон стенного устройства. Предпочтительно, для открытопористого тела 26 является применимым, что оно, как для примера показано на фиг. 9, по меньшей мере с четырех, предпочтительно, с пяти или шести сторон не расположено на одной из стенок. Предпочтительно, между телом 26 и по меньшей мере четырьмя стенками соответственно предусмотрены монтажные области, в которые могут встраиваться или встроены электрические конструктивные элементы, электрические схемы и другое электрическое оборудование, которые могут образовывать источники воспламенения. Прежде всего, тело 26 может быть окружено электрическими конструктивными элементами, электрическими схемами или другим электрическим оборудованием. Предпочтительно, тело 26 является газопроницаемым со всех свободных сторон. Нижеследующие описания тела 26 факультативно являются применимыми также для открытопористого материала 19, 20, 24.
Тело 26, как показано на фиг. 9, выполнено из контейнерной структуры 41, которая полностью или частично заполнена несвязанным, состоящим из частиц материалом. Газопроницаемые ограничивающие структуры 21 контейнерной структуры 41 отделяют отделение внутреннего пространства 15 для заполнения несвязанным, состоящим из частиц материалом. За счет этого засыпка из сферических частиц может быть размещена в любом месте в корпусе 10. Несвязанный, состоящий из частиц материал может быть, например, кварцевым песком или стеклянными частицами. Контейнерная структура 41 может содержать в качестве заполнителя, например, гомогенную смесь из частиц 39, которые могут быть неоднородными в отношении формы, размера и/или состава, или частиц одинакового размера, формы и состава. Предпочтительно, тело 26 свободно от электрического оборудования, прежде всего свободно от электрических конструктивных элементов. Само тело 26 имеет зазоры, которые не обязательно должны быть предотвращающими передачу воспламенения. Образованные отверстиями в контейнерной структуре 41, а также промежуточными пространствами между частицами заполнителя из несвязанного, состоящего из частиц материала зазоры не должны иметь стандартный размер, чтобы посредством зазоров обеспечивалось предотвращение передачи воспламенения. Тело 26 служит только снижению давления при возникшем во внутреннем пространстве 15 корпуса 10 взрыве. Корпус 10, который имеет тело 26 и/или пористый материал 19, 20, 24, не обязательно должен соответствовать типу защиты "песочное заполнение оболочки" (Ex-q согласно стандарту IEC 60079-5). В корпусе 26 несвязанные частицы по причине степени заполнения могут еще перемещаться относительно друг друга или контейнерная структура 41 так заполнена несвязанными частицами, что они не могут перемещаться относительно друг друга. В корпусе 10 могут быть размещены два или более тел 26.
В случае взрыва, который исходит из источника взрыва между одной стороной корпуса 26 и противолежащей стенкой 11, 12, 13, волна давления может, с одной стороны, непосредственно попадать на пористое телом 26 и через отверстия в ограничивающей структуре 41, например стороне клетки, поступать в заполнитель из пористого материала. При этом кинетическая энергия преобразуется в энергию деформации или энергию перемещения несвязанных частиц. Эту энергию частицы за счет ударов и трения передают на другие частицы 36 и контейнерную структуру 41 для распределения ее в пористом теле 26. С другой стороны, волна давления может отражаться от противолежащей стенки 11, 12, 13 или 14, прежде всего, когда она свободна от пористого материала, или пористого материала на стенке 11, 12, 13 или 14, к пористому телу 26 и/или противолежащей стенке и/или расположенной в углу стенке. Также эта стенка или стенки могут быть свободными от пористого материала или снабжены пористым материалом. От стенки или пористого материала волна давления может отражаться к другой стороне пористого тела 26, чтобы там, по меньшей мере, частично поглощаться. Волна давления может, даже если источник воспламенения находится между определенной стороной пористого тела 26 и противолежащей стенкой, все же за счет отражения от стенок 11-14 и/или пористого материала попадать на все доступные стороны пористого тела 26 и им поглощаться. Итак, засыпка из несвязанного, состоящего из частиц материала является в такой степени бесформенной, что по причине заполнения контейнерной структуры 41 засыпкой может предотвращаться сильная зависимость от направления при восприятии пористым телом 26 вызванной волной давления кинетической энергии и/или тепловой энергии. Форма контейнерной структуры 41 и/или форма, которую контейнерная структура 41 придает заполнителю, предпочтительно, является вращательно-симметричной с кратным четырем порядком или недискретной вращательно-симметричной, так что стороны пористого тела 26 или заполнителя, которые обращены к стенкам 11-14, имеют сравнимые размеры и форму. Прежде всего, тело 26 может быть расположено центрально между четырьмя показанными на фиг.9 стенками 11-14, которые в отличие от показанного на фиг.9 варианта осуществления могут быть свободными от пористого материала 19, 20, 24.
Корпус 10 не снабжен снижающим давление устройством 29 и/или 30, которое делает возможной потоковую связь между внутренним пространством корпуса и окружающей средой. Такие отсутствующие в корпусе 10 согласно фиг.9 снижающие давление устройства 29, 30, 32 в связи с другими вариантами осуществления изобретения описываются как пористые газопроницаемые тела с шириной зазоров и длиной зазоров, которые предотвращают прорыв пламени (передачу воспламенения) (см. фиг. 1, 4, 5А, 5Б, 6, 7, 8). Более того, корпус 10 может быть герметичным.
Корпус 10 согласно фиг.9 может быть выполнен аналогично корпусу согласно фиг. 3 и иметь пористый материал в форме заполненных несвязанным, состоящим из частиц материалом одной или нескольких контейнерных структур 41 на всех четырех стенках 11, 12, 13, 14 корпуса 10 и факультативно дополнительно на не показанных дне и/или крышке.
Открытопористый материал вариантов осуществления, как разъяснено в связи с фиг.9 и 10, образует проходящий вдоль стенок локально прерванный или также не прерванный слой и/или тело 26, которые или которое перехватывает воспламенившийся во внутреннем пространстве 15 фронт пламени и поглощает возникшую волну давления.
ССЫЛОЧНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
10 - корпус
11-14 - стенки
15 - внутреннее пространство
16 - стенная структура
17, 18 - печатные платы, электрическое оборудование
19, 20 - открытопористый материал
21 - решетчатая структура/ограничивающая структура
22, 23 - поверхности открытопористого материала
24 - участок открытопористого материала
25 - поверхность
26 - открытопористое тело
27 - волокна
28 - связующий материал
29, 30 - снижающее давление устройство
31 - открытопористый материал
32 - снижающее давление тело
33 - расширительный объем
34 - частичный корпус
35 - снижающее давление тело
36 - вводное устройство
37 - вал
38 - зазор
39 - частица несвязанного, состоящего из частиц материала
40 - пора
41 - контейнерная структура
42 - другая ограничивающая структура
443 - разделительная структура
44 - первое отделение
45 - второе отделение
1. Корпус (10), прежде всего корпус степени защиты "взрывонепроницаемая оболочка", имеющий стенную структуру (16), которая имеет несколько стенок (11, 12, 13, 14), которые охватывают внутреннее пространство (15), причем по меньшей мере на двух из стенок (11, 12) расположен открытопористый материал (19, 20, 31), представляющий собой несвязанный, состоящий из частиц материал, расположенный в газопроницаемой контейнерной структуре (41) в количестве, меньшем его максимального количества, которое контейнерная структура (41) способна вмещать.
2. Корпус (10) по п. 1, отличающийся тем, что несущая открытопористый материал (19, 20, 31) область стенки (11, 12, 13, 14) имеет по меньшей мере одно отверстие, которое снабжено газопроницаемым, предотвращающим прорыв пламени телом (32).
3. Корпус (10) по п. 2, причем открытопористый материал (19, 20, 31) расположен перед предотвращающим прорыв пламени телом (32, 35), предпочтительно в отверстии стенки, так что взрывной фронт должен сначала пройти через открытопористый материал (19, 20, 31), прежде чем взрывной фронт пройдет через предотвращающее прорыв пламени тело (32).
4. Корпус (10) по п. 2 или 3, причем структура с пористым материалом (31) и предотвращающим прорыв пламени телом (32) выполнена для того, чтобы их максимальная температура поверхности и/или максимальная температура корпуса (10) с помощью пористого материала (31) оставалась ниже заданной температуры, причем пористый материал (31) сам по себе выполнен не для того, чтобы предотвращать передачу воспламенения.
5. Корпус (10) по одному из пп. 2-4, причем комбинация из предотвращающего прорыв пламени тела (32, 35) с расположенным перед ним открытопористым материалом (19, 20, 31) имеет более высокий класс защиты от передачи воспламенения, чем предотвращающее прорыв пламени тело (32, 35).
6. Корпус (10) по одному из пп. 2-5, причем открытопористый материал (19, 20, 31) с предотвращающим прорыв пламени телом (32, 35) соединены в один элемент.
7. Корпус (10) по одному из пп. 2-6, причем открытопористый материал (31) и предотвращающее прорыв пламени тело (32) имеют соответственно решетчатую структуру.
8. Корпус (10) по одному из предшествующих пунктов, причем газопроницаемая контейнерная структура (41) включает в себя решетчатую структуру.
9. Корпус (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что несущая открытопористый материал (19, 20) область стенки (11, 21) выполнена закрытой или содержит лишь предотвращающий прорыв пламени зазор (38).
10. Корпус (10) по одному из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что контейнерная структура (41) имеет по меньшей мере два отделения (44, 45), находящиеся в которых частицы являются одинаковыми или различаются по составу, форме и/или размеру.
11. Корпус (10) по п. 10, отличающийся тем, что к контейнерной структуре (41) примыкает предотвращающее прорыв пламени тело (32), причем второе отделение (45) расположено между первым отделением (44) и предотвращающим прорыв пламени телом (32), и первое отделение (44) заполнено более мелкими частицами, чем второе отделение (45).
