用于危險場所外殼的可編程溫度控制器的制造方法
【專利說明】用于危險場所外殼的可編程溫度控制器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請根據(jù)35U.S.C.§ 119，主張2012年8月24日提交的、序列號為61/692，870、題為“Programmable Temperature Controller for Hazardous Locat1n Enclosure，，的美國臨時專利申請的優(yōu)先權，通過引用的方式將其全部內(nèi)容合并到本文中。
[0003]本申請還涉及以Joseph Michael Manahan 和 Graig Ε.DeCarr 的名義于 2011 年12 月 20 日提交的、題為“Controlling Airflow Within an Explos1n-Proof Enclosure”的美國專利申請N0.13/331，331，通過引用的方式將其全部內(nèi)容合并到本文中。
技術領域
[0004]本申請總體上涉及控制危險場所外殼內(nèi)的溫度，更具體的涉及控制加熱和冷卻裝置(包括發(fā)熱設備、熱敏設備和冷敏設備)以控制防爆外殼內(nèi)的溫度的系統(tǒng)、方法和裝置。
【背景技術】
[0005]危險場所外殼(例如，防爆插座外殼)和外殼系統(tǒng)用于許多不同的工業(yè)應用。例如，該危險場所外殼和外殼系統(tǒng)可用于軍事應用、船舶、裝配廠、電廠、煉油廠、石化廠以及其他惡劣環(huán)境。有時，位于該危險場所外殼和外殼系統(tǒng)內(nèi)的設備用于控制電機和其他工業(yè)設備。
[0006]傳統(tǒng)的電機啟動器及相關設備不能提供足夠的轉矩控制，從而導致電機及相關設備的過度磨損。相反，經(jīng)常使用變頻器(VFD)來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的電機啟動器。然而，VFD趨向于產(chǎn)生熱量并且當VFD暴露在由熱損失導致的過高溫度中時會發(fā)生故障。另外，這種外殼內(nèi)的VFD或其他設備在極低的溫度下可能會發(fā)生故障或以低性能水平運行。減少與熱或與冷相關的問題的常見做法是將VFD移動到遠端位置，從而不再需要防爆插座外殼和外殼系統(tǒng)，允許在VFD操作期間對其進行適當?shù)睦鋮s。然而，安裝成本可能會增加，并且VFD和相關設備之間的信號必須傳播的距離增加會引起線損的增加，這可能導致操作問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]總體上，在一個方面，本公開涉及一種外殼系統(tǒng)。所述外殼系統(tǒng)可以包括具有至少一個形成腔體的壁的危險場所外殼。所述外殼系統(tǒng)還可以包括置于所述腔體內(nèi)的溫度敏感部件。所述外殼系統(tǒng)還可以包括被配置為測量所述危險場所外殼的腔體內(nèi)的溫度的測量裝置。所述外殼系統(tǒng)還可以包括被配置為改變所述腔體內(nèi)的溫度的氣候控制裝置。所述外殼系統(tǒng)還可以包括操作性地耦接至所述氣候控制裝置和測量裝置的控制器，其中，所述控制器控制所述氣候控制裝置以改變所述危險場所外殼的腔體內(nèi)的溫度。
[0008]在另一個方面，本公開可以大體上涉及一種用于控制危險場所外殼內(nèi)的溫度的方法，所述方法可以包括:接收由測量裝置產(chǎn)生的第一輸入信號，其中，所述第一輸入信號對應于所述危險場所外殼內(nèi)的第一溫度。所述方法還可以包括:基于所述第一輸入信號并利用硬件處理器，確定所述第一溫度超出工作溫度范圍。所述方法還可以包括:基于對所述第一溫度超出所述工作溫度范圍的確定，將第一操作信號發(fā)送至所述危險場所外殼內(nèi)的氣候控制裝置。所述第一操作信號可以操作所述氣候控制裝置以改變所述第一溫度。
[0009]在另一個方面，本公開可以大體上涉及一種控制器。所述控制器可以包括存儲器，其存儲用于操作設置在危險場所外殼中的至少一個氣候控制裝置的軟件指令。所述控制器還可以包括存儲庫，其存儲溫度閾值、至少一個溫度控制裝置的操作數(shù)據(jù)以及操作參數(shù)。所述控制器還可以包括硬件處理器，其可通信地耦接到所述存儲器和存儲庫，其中，所述存儲器基于溫度閾值執(zhí)行軟件指令。
[0010]通過下面的說明和所附的權利要求書，這些以及其他方面、目的、特征和實施例將會顯而易見。
【附圖說明】
[0011]附圖僅示例性地示出了控制危險場所外殼內(nèi)的溫度的實施例，并且由于本公開可以準許其他同等有效的實施例，因此不認為附圖限制其范圍。附圖中示出的元件和部件不一定按照比例繪制，而是重在清楚地示出示例性的實施例的原理。另外，可能放大某些尺寸或位置以助于視覺傳達該原理。在附圖中，附圖標記表示相似或相應的但不一定相同的元件。
[0012]圖1和2示出了可在其中實現(xiàn)一個或多個控制氣流的示例性實施例的危險場所外殼。
[0013]圖3示出了根據(jù)一個或多個示例性實施例的包括控制器的控制溫度的系統(tǒng)。
[0014]圖4示出了根據(jù)一個或多個示例性實施例的控制危險場所外殼內(nèi)的溫度的系統(tǒng)。
[0015]圖5示出了根據(jù)一個或多個示例性實施例的控制危險場所外殼內(nèi)的溫度的方法的流程圖。
[0016]圖6示出了根據(jù)一個或多個示例性實施例的計算裝置。
【具體實施方式】
[0017]現(xiàn)在將參考附圖詳細描述控制危險場所外殼內(nèi)的溫度的示例性實施例。為一致起見，利用相同的標號來表示各個附圖中的相同的元件。
[0018]在以下對控制危險場所外殼內(nèi)的溫度的示例性實施例的詳細描述中，闡述了很多細節(jié)以便提供對控制危險場所外殼內(nèi)的溫度的更加全面的理解。然而，對本領域技術人員來說顯而易見的是，可以在不需要這些具體細節(jié)的情況下實施對危險場所外殼內(nèi)的溫度的控制。在其他實例中，沒有詳細地描述公知的特征以避免使本說明書不必要的復雜化。另夕卜，某些描述(例如，頂部、底部、側面、端部、外部、內(nèi)部)僅旨在幫助澄清控制危險場所外殼內(nèi)的溫度的方面，并且不意味著限制控制危險場所外殼內(nèi)的溫度的實施例。
[0019]一般來說，控制危險場所外殼內(nèi)的溫度的示例性的實施例提供了利用加熱器和/或空氣移動裝置調節(jié)危險場所外殼內(nèi)的溫度以在外殼內(nèi)加熱冷敏部件和/或冷卻熱敏部件的系統(tǒng)、方法和裝置。具體的，控制危險場所外殼內(nèi)的溫度的示例性實施例提供了利用控制器操作空氣移動裝置和/或加熱器以調節(jié)外殼內(nèi)的溫度。如本文所使用的，術語“裝置”和“部件”可以互換使用。
[0020]本文描述的實施例針對危險場所外殼。如本文所定義的，危險場所是外殼可以暴露于極端條件的任何場所。極端條件可以包括但不限于:高溫、低溫、溫度波動、腐蝕、潮濕、化學物質、振動和灰塵。本文討論的示例性的外殼可以包括一個或多個不同類型的外殼，包括但不限于:防爆外殼、接線盒、控制面板、照明面板、電機控制中心、開關設備柜、繼電器柜和/或可以與控制外殼內(nèi)的溫度的示例性實施例結合使用的任意其他類型的外殼。
[0021]用戶可以是與危險場所外殼或由危險場所外殼的一個或多個部件控制的設備交互的任何人。具體地，用戶可以編程、操作和/或與和控制危險場所外殼內(nèi)的溫度相關的一個或多個部件(例如，控制器)界面交互。用戶的例子可以包括但不限于:工程師、電工、儀表和控制技術員、機修工、操作員、顧問、承包商以及制造商的代表。
[0022]在一個或多個示例性的實施例中，危險場所外殼內(nèi)的溫度敏感部件是當在操作期間暴露于高溫或低溫時性能下降和/或發(fā)生故障的任何部件。部件可以包括但不限于:一個或多個裝置(例如，VFD、傳感器、控制板、電路板、繼電器)、終端、電纜、電線、開關、手柄、指示燈、管道和導管。
[0023]在某些情況下，溫度敏感部件(例如，VFD)在工作時產(chǎn)生熱量，其中，熱量輻射到危險場所外殼的內(nèi)部，使得危險場所外殼內(nèi)部的溫度升高。另外或可替代的，對溫度不敏感的其他部件在危險場所外殼內(nèi)部產(chǎn)生熱量，使得危險場所外殼內(nèi)部的溫度升高。在某些情況下，外部因素(例如，危險場所外殼外的零度以下的溫度)可以影響危險場所外殼內(nèi)的溫度。
[0024]在一個或多個不例性實施例中，危險場所外殼是防爆外殼(也稱作隔爆外殼)。防爆外殼是被配置為容忍源于外殼內(nèi)的爆炸的外殼。另外，防爆外殼被配置為允許外殼內(nèi)的氣體穿過外殼的接縫排出，并且由于氣體從防爆外殼排出，所以可以冷卻防爆外殼。接縫也稱作火焰通路，其存在于兩個表面的相交處并且提供從防爆外殼內(nèi)部到防爆外殼內(nèi)部的通路，一個或多個氣體可以沿著該接縫穿行。接縫可以是任何兩個或更多個表面的相交。每個表面都可以是任何類型的表面，包括但不限于:平坦表面、螺紋表面和鋸齒表面。
[0025]在一個或多個示例性實施例中，危險場所外殼符合某些標準和/或要求。例如，NEMA系列標準，外殼必須遵守該標準以成為合格的防爆外殼。具體的，危險場所內(nèi)的外殼必須遵守7型、8型、9型和10型的NEMA外殼系列標準。例如，7型的NEMA標準適用于被構建為在某些危險場所中室內(nèi)使用的外殼。危險場所可以由一個或多個官方機構來定義，官方機構包括但不限于:國家電氣規(guī)范(例如，I類、I區(qū))和保險商實驗室(UL)(例如，UL1203)。例如，國家電氣規(guī)范下的I類危險區(qū)域是空氣中存在足以引起爆炸的量的易燃氣體或蒸氣的區(qū)域。
[0026]作為具體的例子，用于特定尺寸或尺寸范圍的防爆外殼的NEMA標準可要求在B類、I區(qū)的區(qū)域，防爆外殼的任何火焰路徑必須至少為I英寸長(連續(xù)并且不中斷)，并且表明之間的間隙不能超過0.0015英寸。可以在www.nema.0rg/stds找到由NEMA創(chuàng)建和維護的標準，并且通過引用的方式將其并入本文中。
[0027]圖1和2描繪了危險場所外殼類型的防爆外殼100，在其中可以實現(xiàn)一個或多個控制危險場所外殼內(nèi)的溫度的示例性的實施例。在一個或多個示例性的實施例中，可以省略、重復和/或替換圖1和2示出的一個或多個部件。因此，不應將危險場所外殼的示例性實施例視為限制于圖1和2示出的部件的具體布置。
[0028]現(xiàn)在參考圖1，其示出了處于閉合位置的危險場所外殼100的例子。利用位于外殼蓋102周圍的多個點的多個緊固裝置108將外殼蓋102固定到外殼體124。在一個或多個示例性實施例中，緊固裝置118可以是一個或多個緊固裝置，包括但不限于:螺栓(其可以與螺母配合使用)、螺釘(其可以與螺母配合使用)和夾鉗。另外，將一個或多個鉸鏈116固定于外殼蓋102的一側和外殼體124的對應側，以便當移除所有的緊固裝置118時，外殼蓋102可以利用一個或多個鉸鏈116從外殼體124向外(即，打開位置)旋轉。在一個或多個示例性的實施例中，沒有鉸鏈，并且當移除所有的緊固裝置118時，外殼蓋102從外殼體124分離。
[0029]外殼蓋102和外殼體124可以由任何合適的材料制造，包括金屬(例如，鋁合金、不銹鋼)、塑料，某些其他材料或者它們的任意組合。外殼蓋102和外殼體124可以由相同材料或不同材料制造。
[0030]在一個或多個示例性的實施例中，在與外殼蓋102相對的外殼體124的端部，將一個或多個安裝支架120固定到外殼體124的外部以方便安裝外殼100。利用安裝支架120，可以將外殼100安裝到一個或多個表面和/或元件，包括但不限于:墻壁、控制柜、水泥塊、I形梁和U形支架。
[0031]外殼蓋102可以包括當外殼100密封在閉合位置時時允許用戶交互的一個或多個零件。如圖1所示，一個或多個指示燈(例如，指示燈1106、指示燈2108)可以位于外殼蓋102上。每個指示燈可用于指示與外殼100內(nèi)的設備相關的零件或過程的狀態(tài)。例如，如果由外殼100內(nèi)的VFD控制的電機正在運行，則指示燈可以一直顯示綠光。作為另一個例子，當由外殼100內(nèi)的VFD控制的電機出現(xiàn)問題時(例如，電路跳閘、VFD過熱、過電流情況)，指示燈可以閃爍紅光。作為另一個例子，當控制外殼100內(nèi)部(位于外殼100的腔體中)的溫度的控制器(下面將在圖3描述)檢測到溫度超過工作溫度范圍時，指示燈可以一直顯示紅光。指示燈可以由使用一個或多個不同光源(例如，發(fā)光二極管(LED)、白熾燈泡)的