BRPI1011407B1

BRPI1011407B1 - invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo

Info

Publication number: BRPI1011407B1
Application number: BRPI1011407-6A
Authority: BR
Inventors: Joseph Michael Manahan; Marc Raymond Kozlowski
Original assignee: Cooper Technologies Company
Priority date: 2009-05-05
Filing date: 2010-04-29
Publication date: 2020-12-01
Also published as: BRPI1011407A2; US20130312948A1; DE112010002654B4; US20100284150A1; CA2760587A1; DE112010002654T5; WO2010129389A1; US8512430B2; MX356255B; US8992649B2; MX2011011688A; CA2760587C

Abstract

INVÓLUCRO À PROVA DE EXPLOSÃO QUE TEM CAPACIDADES DE GERENCIAMENTO TÉRMICO ATIVO Invólucros para uso em áreas de risco incluem filtros sinterizados para gerenciamento térmico. Os invólucros incluem uma abertura à qual um alojamento de suporte de filtro e um filtro sinterizado são acoplados. Os invólucros também podem incluir uma segunda abertura à qual uma ventilação ou um segundo alojamento de suporte de filtro e um filtro sinterizado são acoplados. A temperatura interna dos invólucros pode ser ativamente gerenciada por um sistema como esse, porque o ar no invólucro pode ser deslocado para e a partir da atmosfera através dos filtros sinterizados. O ar a partir de atmosfera entra no invólucro através da segunda abertura e sai do invólucro através da primeira abertura.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDOS RELACIONADOS

O presente pedido está relacionado ao Pedido de Patente U.S. Número 12/466.249, intitulado “Explosion-Proof Enclosures with Active Thermal Management by Heat Exchange” e depositado em 14 de maio de 2009, em nome de Joseph Michael Manahan et al., cuja exposição inteira é incorporada plenamente, desse modo, aqui como referência.

CAMPO TÉCNICO

A invenção refere-se geralmente a invólucros à prova de explosão e, mais particularmente, a invólucros à prova de explosão tendo capacidades de gerenciamento térmico ativo usando materiais sinterizados.

ANTECEDENTES

Um equipamento de automação pode ser usado para preservação da vida de dispositivos, tais como motores e bombas, pelo melhoramento da performance do dispositivo. Contudo, a instalação do equipamento automático em ambientes perigosos ou explosivos tipicamente tem sido evitada, devido ao alto calor gerado pelos componentes do equipamento de automação, o que poderia resultar em uma explosão. As exigências de área de risco ditam que esse equipamento deve ser selado da atmosfera circundante para conter plenamente quaisquer possíveis fontes de ignição no invólucro, assim se evitando a propagação de uma explosão.

O equipamento de automação poderia ser potencialmente alojado em um invólucro à prova de explosão. Atualmente, os invólucros à prova de explosão se baseiam em uma transferência de calor condutivo para dissipação do calor produzido pelo equipamento no invólucro. Contudo, estes invólucros não dissipam adequadamente o calor produzido pelo equipamento de automação no interior e, assim, poderiam causar uma diminuição na vida do equipamento ou levar a uma explosão no interior do invólucro. Como resultado, um equipamento de automação tipicamente é instalado no exterior das fronteiras da área de risco, e longos cabos elétricos são passados para os dispositivos na área de risco. Existem várias desvantagens nesta configuração. Por exemplo, esta configuração resulta em uma falta de controle no dispositivo, bem como um aumento nos custos de instalação e/ou de manutenção.

Portanto, existe uma necessidade na técnica de uma automação de invólucro à prova de explosão ou outro para um equipamento que possa prover um gerenciamento térmico ativo em uma área de risco.

SUMÁRIO

A presente invenção pode satisfazer à necessidade descrita acima pela provisão de invólucros tendo filtros sinterizados para uso em áreas de risco. Conforme usado aqui, o termo "filtro sinterizado" se refere a qualquer elemento sinterizado tendo canais que permitem o fluxo de ar através dali. Alguns filtros sinterizados são termicamente condutores e têm a capacidade de remover alguma energia térmica de uma chama passando através dali e, assim, podem "deter" uma chama passando através dali. Em outras palavras, alguns filtros sinterizados podem evitar uma transmissão de chama pela remoção de um elemento (calor) do triângulo de combustão (oxigênio, combustível e calor).

Os invólucros da presente invenção incluem uma abertura à qual um sistema de filtro sinterizado é acoplado. Em alguns aspectos, os invólucros incluem uma outra abertura à qual uma ventilação ou um outro sistema de filtro sinterizado é acoplado.

Os sistemas de filtro sinterizado tipicamente incluem um suporte de filtro e um filtro sinterizado posicionado ali. Os suportes de filtro podem ser de formato cilíndrico, de formato retangular ou afunilados. Os filtros sinterizados podem ser de qualquer formato. Em alguns aspectos, os filtros sinterizados podem ser de formato cilíndrico, de formato retangular ou conformados similares a um paraboloide elíptico. Em alguns aspectos, os filtros sinterizados podem ser aparafusados ao invólucro, sem o uso de um suporte de filtro. Os filtros sinterizados podem incluir canais que têm um percurso de chama de em torno de uma polegada (2,54 cm) e um tamanho de poro de em torno de 38,1 microns. Em certos aspectos, os filtros sinterizados podem incluir canais que têm um tamanho de poro de em torno de 101,6 microns.

Os invólucros também podem incluir pelo menos um ventilador posicionado próximo de um ou ambos os sistemas de filtro sinterizado. 0 ventilador pode ser controlado por um sistema de controle tendo um sensor e um controlador. Em um aspecto da invenção, o ventilador força o ar para fora de um dos sistemas de filtro sinterizado. Como resultado, o ar atmosférico é forçado para o invólucro através dos outros sistemas de filtro sinterizado. Em alguns aspectos, o ar atmosférico pode ser ar resfriado ou ar aquecido, para melhoria da performance, dependendo das condições ambientais. Em um outro aspecto da invenção, o ventilador puxa o ar para o invólucro através de um dos sistemas de filtro sinterizado e o ar é forçado através do outro sistema de filtro sinterizado.

Em certos aspectos da invenção, os invólucros podem incluir um elemento de aquecimento para aquecimento do ar nos invólucros. O elemento de aquecimento pode ser controlado por um sistema de controle tendo um sensor e um controlador.

Estes e outros aspectos, objetos e recursos da invenção tornar-se-ão evidentes para aqueles tendo um conhecimento comum na técnica, mediante a consideração da descrição detalhada a seguir de modalidades de exemplo exemplificando o melhor modo para a realização da invenção, conforme presentemente percebido.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS A figura 1 é uma vista dianteira de um invólucro à prova de explosão com a cobertura removida de acordo com uma modalidade de exemplo. A figura 2 é uma vista em perspectiva de topo do invólucro à prova de explosão mostrado na figura 1 de acordo com uma modalidade de exemplo. A figura 3 é uma vista em perspectiva de fundo do invólucro à prova de explosão mostrado na figura 1 de acordo com uma modalidade de exemplo. A figura 4 de uma vista em seção transversal do invólucro à prova de explosão mostrado na figura 1 de acordo com uma modalidade de exemplo. A figura 5 é uma vista em seção transversal de um filtro sinterizado que pode ser usado em conjunto com o invólucro à prova de explosão mostrado na figura 1 de acordo com uma modalidade de exemplo. A figura 6 é uma vista em seção transversal de um filtro sinterizado que pode ser usado em conjunto com o invólucro à prova de explosão mostrado na figura 1 de acordo com uma modalidade de exemplo alternativa. A figura 7 é uma vista em corte de um invólucro à prova de explosão de acordo com uma modalidade de exemplo alternativa.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE MODALIDADES DE EXEMPLO

O pedido mostra invólucros tendo capacidades de gerenciamento térmico ativo. Os invólucros incluem um material sinterizado que provê uma ventilação para a atmosfera. Os invólucros podem ser usados tanto para finalidades gerais quanto para em áreas de risco.

A presente invenção pode ser mais bem entendida pela leitura da descrição a seguir de modalidades não limitantes com referência aos desenhos anexados, em que partes iguais de cada uma das figuras são identificadas pelos mesmos caracteres de referência. As figuras 1 a 3 são vistas dianteira, em perspectiva de topo e em perspectiva de fundo de um invólucro à prova de explosão 100 com uma cobertura (não mostrada) removida de acordo com uma modalidade de exemplo. O invólucro 100 inclui um alojamento retangular 102. O alojamento 102 inclui uma parede de topo 102a, uma parede de fundo 102b, duas paredes laterais 102c, uma parede traseira 102d e uma cavidade 102e. O alojamento 102 também inclui um flange 102f que se estende ortogonalmente a partir do topo, do fundo e das duas paredes laterais 102a, 102b, 102c. Em certas modalidades, o alojamento 102 é construído a partir de alumínio e é um invólucro em conformidade com NEMA 7 para uso em ambiente externo ou interno em localizações de risco classificadas como Classe I, Grupos A, B, C ou D. O invólucro 100 também inclui um equipamento de automação 110 posicionado na cavidade 102e e acoplado à parede traseira 102d. Em modalidades alternativas, o equipamento de automação 110 pode ser acoplado à parede de topo 102a, à parede de fundo 102b ou a uma das paredes laterais 102c. 0 equipamento de automação 110 produz calor no invólucro 100, o qual deve ser dissipado para manutenção de uma temperatura desejada no interior do invólucro 100. Em certas modalidades, o equipamento de automação 110 pode incluir um controlador, tal como um acionamento de frequência variável (VFD) que controla a frequência de uma potência elétrica suprida para um dispositivo externo, tal como uma bomba ou um motor (não mostrado) . Em certas modalidades, o equipamento de automação 110 também pode incluir um transformador, um controlador lógico programável (PLC) e/ou um reator em linha. 0 invólucro 100 também inclui um suporte de filtro 120 acoplado ao alojamento 102. O suporte de filtro 120 pode ser acoplado ao alojamento 102 por qualquer meio adequado que possa manter a integridade de classificação de risco do invólucro 100, tal como por roscas de combinação ou pelo aparafusamento de um flange (não mostrado), no suporte de filtro 120 para o alojamento 102. O suporte de filtro 120 aloja um filtro sinterizado 150. Em certas modalidades, o suporte de filtro 120 e o filtro sinterizado 150 são duas peças separadas. Em certas modalidades, o filtro sinterizado 150 é selado no suporte de filtro 120. Em certas modalidades alternativas, o suporte de filtro 120 e o filtro sinterizado 150 são integrados em um único sistema de filtro sinterizado. O suporte de filtro 120 se estende para fora a partir da parede de fundo 102b e tem uma área de seção variável a partir de uma extremidade adjacente ao suporte de filtro 120 até uma extremidade oposta. Por exemplo, o suporte de filtro 120 pode ser afunilado, conforme mostrado nas figuras 1, 3 e 4. Em certas modalidades alternativas, o suporte de filtro 120 tem uma área de seção constante. O tamanho e o formato do suporte de filtro 120 e do filtro sinterizado 150 podem ser configurados com base na quantidade de fluxo de ar desejado.

O invólucro 100 ainda inclui outro suporte de filtro 130 acoplado ao alojamento 102. O suporte de filtro 130 pode ser acoplado ao alojamento 102 por qualquer meio adequado que possa manter a integridade de classificação de risco do invólucro 100, tal como por roscas de combinação ou pelo aparafusamento de um flange (não mostrado) no suporte de filtro 130 para o alojamento 102. O suporte de filtro 130 aloja um filtro sinterizado 160. Em certas modalidades, o suporte de filtro 130 e o filtro sinterizado 160 são duas peças separadas. Em certas modalidades, o filtro sinterizado 160 é selado no suporte de filtro 130. Em certas modalidades alternativas, o suporte de filtro 130 e o filtro sinterizado 160 são integrados em um único sistema de filtro sinterizado. O suporte de filtro 130 se estende para fora a partir da parede de topo 102a e tem uma área de seção constante. Em certas modalidades, o suporte de filtro 130 é de formato cilíndrico, conforme mostrado nas figuras 1, 2 e 4. Em certas modalidades alternativas, o suporte de filtro 130 tem uma área de seção variável a partir de uma extremidade adjacente ao alojamento 102 até uma extremidade oposta. O tamanho e o formato do suporte de filtro 130 e do filtro 160 podem ser configurados com base na quantidade de fluxo de ar desejado. A figura 4 é uma vista em seção transversal do invólucro à prova de explosão 100 de acordo com uma modalidade de exemplo. O suporte de filtro 120 inclui um filtro sinterizado 150 posicionado ali, e o suporte de filtro 130 inclui um filtro sinterizado 160 posicionado ali. Os filtros sinterizados 150, 160 podem ser selados nos suportes de filtro 120, 130 para manutenção da integridade de classificação de risco do invólucro 100. Os filtros sinterizados 150, 160 de exemplo são de formato substancialmente similar a um paraboloide elíptico. Os filtros sinterizados 150, 160 têm uma espessura de em torno de uma polegada (2,54 cm). A espessura dos filtros sinterizados 150, 160 pode variar, desde que o comprimento de percurso das aberturas, ou canais, ali (descritos em detalhes com respeito à figura 6) seja de aproximadamente uma polegada (2,54 cm). 0 suporte de filtro 130 também inclui um ventilador 420 posicionado no alojamento 102 e próximo do filtro sinterizado 160. 0 ventilador 420 pode ser acionado por uma fonte de potência interna, tal como uma bateria (não mostrada), ou receber potência a partir de uma fonte (não mostrada) externa ao invólucro 100. O ventilador 420 força o ar aquecido a partir de dentro do alojamento 102 através do filtro sinterizado 160 para a atmosfera. O deslocamento de ar a partir do invólucro 100 para a atmosfera pelo ventilador 420 também força o ar resfriado a partir da atmosfera para o alojamento 102 através do filtro sinterizado 150. O ar resfriado a partir da atmosfera entra no alojamento 102, é aquecido pelo calor produzido a partir do equipamento de automação 110, e sai através do filtro sinterizado 160.

Em certas modalidades alternativas, o ventilador 420 pode ser posicionado próximo do filtro sinterizado 150 e forçar o ar resfriado para o alojamento 102 a partir da atmosfera e, assim, resultar em um deslocamento de ar quente através do filtro sinterizado 160. Em outra modalidade, o ventilador 420 pode estar próximo do filtro sinterizado 160, enquanto um segundo ventilador (não mostrado) pode ser incluído e estar próximo do filtro sinterizado 150. Em ainda outra modalidade, o ventilador 420 pode estar localizado fora do alojamento 102 em um dos lados dos filtros 150, 160. Em ainda outra modalidade, o ventilador 420 pode não estar presente. O ar aquecido dentro do invólucro 100 sobe e sai através do filtro 160, assim aspirando ar frio a partir da atmosfera para o invólucro 100 através do filtro 150. Alguém de conhecimento comum na técnica reconhecerá que qualquer número de configurações tendo um ventilador é possível.

Em certas modalidades, o invólucro 100 pode incluir um sistema de controle 450 para monitoração e controle de um elemento de resfriamento, tal como o ventilador 420. Em modalidades alternativas, o sistema de controle 450 monitora e controla um elemento de aquecimento. 0 sistema de controle 450 geralmente inclui um sensor (não mostrado) que é acoplado a um controlador (não mostrado) que controla o elemento de aquecimento ou de resfriamento. O sensor ativa ou passivamente monitora as condições no invólucro 100. Com base nas condições no invólucro 100, o controlador pode ativar ou desativar o elemento de aquecimento ou de resfriamento. Por exemplo, o sensor pode ser um medidor de temperatura que detecta temperatura no invólucro 100. Quando o sensor indica que a temperatura no interior do invólucro 100 está alta demais, o controlador ativa o ventilador 420. De modo similar, quando o sensor indica que a temperatura no invólucro 100 está baixa, o controlador pode ativar um elemento de aquecimento para aquecer o ar no invólucro 100. Em algumas modalidades, o sistema de controle 450 fica passivamente em ciclos ativos e inativos. Por exemplo, o sistema de controle 450 pode ficar em um ciclo de modo que o elemento de aquecimento ou de resfriamento esteja ativo por dez minutos, a cada trinta minutos. Em certas modalidades, o sistema de controle 450 inclui um sensor capaz de detectar mudanças de umidade no invólucro 100. Se o sensor detectar que a umidade relativa no invólucro 100 está alta demais, o sistema de controle 450 poderá ativar o ventilador 420 para facilitar um deslocamento de ar a partir de dentro do invólucro 100 para o exterior do invólucro 100. Em certas outras modalidades, o sistema de controle 450 inclui um sensor capaz de determinar se uma explosão ocorreu pela detecção de uma mudança rápida de temperatura ou de pressão. Mediante a detecção de uma explosão interna, o sensor comunica a mudança de estado para o controlador, o qual comunica a mudança de estado para um indicador local (não mostrado) ou de forma sem fio para uma localização remota. Alguém tendo um conhecimento na técnica reconhecerá que o sistema de controle 450 pode ser programado por qualquer número de formas para adequação às especificações de uma dada área e incluir qualquer número ou tipo de sensores para a determinação de vários estados no invólucro 100. Em certas modalidades, o sistema de controle 450 é controlado de forma sem fio por um usuário em uma localização remota. A figura 5 é uma vista em corte de um filtro sinterizado 500 que pode ser usado como os filtros sinterizados 150, 160 de acordo com uma modalidade de exemplo. O filtro sinterizado 500 tem uma seção transversal substancialmente parabólica. O filtro sinterizado 500 inclui canais substancialmente lineares 510 se estendendo através dali. Os canais 510 têm um comprimento de em torno de uma polegada (2,54 cm) e um tamanho de poro de em torno de 38,1 microns. Em certas modalidades alternativas, os canais 510 têm um tamanho de poro de em torno de 101,6 microns. O filtro sinterizado 500 tem uma espessura TI de em torno de uma polegada (2,54 cm). Em certas modalidades, os filtros sinterizados 500 podem suportar pelo menos 560 libras por polegada quadrada (psi) (3,861 MPa), sem fraturarem ou distorcerem. A figura 6 é uma vista em corte de um filtro sinterizado 600 que pode ser usado como os filtros sinterizados 150, 160 de acordo com uma modalidade de exemplo. O filtro sinterizado 600 tem uma seção transversal substancialmente parabólica. O filtro sinterizado 600 inclui os canais 610 se estendendo randomicamente através dali. Cada canal 610 tem um comprimento de em torno de uma polegada (2,54 cm) e um tamanho de poro de em torno de 38,1 microns. Como tal, o filtro sinterizado 600 tem uma espessura T2 que pode ser menor do que em torno de uma polegada (2,54 cm) . Em certas modalidades alternativas, cada canal 610 tem um tamanho de poro de em torno de 101,6 microns. Em certas modalidades, o filtro sinterizado 600 pode suportar pelo menos 560 libras por polegada quadrada (psi) (3,861 MPa), sem fraturarem ou distorcerem.

Em modalidades alternativas, os filtros sinterizados da presente invenção podem ter canais que seguem um percurso curvado, parabólico, helicoidal ou outro adequado. Geralmente, os filtros sinterizados da presente invenção são projetados com base no controle de tamanho e geometria de volumes livres nos filtros sinterizados, em outras palavras, controlando-se tamanho de poro, e relacionando este tamanho de poro ao comprimento de canais. Os filtros sinterizados da presente invenção podem ter qualquer formato. O formato dita a quantidade de fluxo de ar através dali, e se correlaciona diretamente à performance de resfriamento dos filtros sinterizados. Uma pessoa tendo um conhecimento comum na técnica e o benefício desta exposição reconhecerá que os filtros sinterizados da presente invenção podem incluir vários canais tendo configurações variadas, para adequação às exigências de localização de risco.

Os filtros sinterizados 500, 600 podem ser fabricados a partir de qualquer material que possa suportar os efeitos dinâmicos de explosões sem uma distorção permanente ou danos. Os exemplos adequados de materiais de sinterização incluem, mas não estão limitados a cerâmica, cobre, vidro, alumínio, aço inoxidável, outras ligas de metal, tais como superligas à base de níquel austenítico, materiais reativos, tal como titânio, e polímeros termicamente condutores. Os filtros sinterizados 500, 600 são projetados para permitirem um fluxo de ar através dali. Em certas modalidades, os filtros sinterizados 500, 600 são fabricados a partir de um material termicamente condutor e têm uma configuração de canal suficiente (por exemplo, comprimento, diâmetro) para deter uma chama, de modo a conter qualquer explosão no alojamento 102.

Em uma modalidade de exemplo, os filtros sinterizados 500, 600 podem ser produzidos usando-se uma formação de protótipo rápida e, mais particularmente, uma fabricação rápida. Conforme usados aqui, os termos "formação de protótipo rápida" e "fabricação rápida" se referem a qualquer técnica relacionada à construção automatizada de objetos físicos usando-se uma fabricação de forma livre sólida. Um intervalo de tempo em particular para a fabricação não é implicado pelos termos. Os métodos adequados de fabricação dos filtros sinterizados 500, 600 de exemplo incluem, mas não estão limitados a: Laser Engineered Net Shaping TM (LENS), ou fusão a laser, desenvolvida pela Sandia National Laboratories, e Selective Laser Sintering TM (SLS) desenvolvida pela 3D Systems, Inc. . Técnicas de deposição com fusão, combinadas com dinâmica dos fluidos computacional, podem permitir uma deposição acurada de materiais para a criação de um filtro sinterizado, de modo que a criação de canais no filtro sinterizado possa ser controlada. O tamanho e o formato destes canais podem ser controlados conforme desejado para a produção de um comprimento desejado e um tamanho de poro para cada percurso de chama, para se suprimir adequadamente uma chama, enquanto se provê o fluxo de ar desejado através dali.

Os filtros sinterizados da presente invenção também podem ser produzidos pela prensagem em conjunto de um material sinterizado, tais como pequenas esferas de bronze de em torno de 2 00 microns de diâmetro ou flocos de aço inoxidável, em uma matriz, para a formação de um componente substancialmente circular, quadrado ou retangular. O componente então é aquecido para uma temperatura abaixo do ponto de fusão real do material, mas a uma temperatura alta o bastante para permitir que as partículas de sinterização se fundam em conjunto. As partículas de sinterização se fundem em conjunto nas áreas em que elas estão em contato com cada outra. Finalmente, as partículas de sinterização fundidas formam uma matriz de canais no componente, assim formando um elemento sinterizado. A figura 7 é uma vista em seção transversal de um invólucro à prova de explosão 700 de acordo com uma modalidade de exemplo alternativa. O invólucro 700 difere do invólucro 100 pelo fato de o invólucro 700 utilizar filtros sinterizados de formato cilíndrico 750, 760, ao invés dos filtros 150, 160, e é com duto, para evitar que a água entre no invólucro 700. O invólucro 700 inclui um alojamento 702 similar ao alojamento 102 do invólucro 100. O alojamento 702 inclui uma parede de topo 702a, uma parede de fundo 702b, duas paredes laterais 702c e uma parede traseira 702d. O invólucro 700 também inclui um equipamento de automação 110 posicionado no alojamento 702 e acoplado à parede traseira 702d. O invólucro 700 inclui um suporte de filtro 720 acoplado ao alojamento 702. O suporte de filtro 72 0 pode ser acoplado ao alojamento 702 por qualquer meio adequado para a manutenção de um selo. O suporte de filtro 720 aloja um filtro sinterizado 750, adicionalmente descrito abaixo. O suporte de filtro 720 se estende para fora a partir da parede de fundo 702b e tem uma área de seção transversal constante. Em certas modalidades, o suporte de filtro 720 é de formato cilíndrico, conforme mostrado. Em certas modalidades alternativas, o suporte de filtro 720 tem uma área de seção transversal variável. O invólucro 700 ainda inclui outro suporte de filtro 730 acoplado ao alojamento 702. O suporte de filtro 730 pode ser acoplado ao alojamento 702 por qualquer meio adequado que possa manter a integridade de classificação de risco do invólucro 100. O suporte de filtro 730 aloja um filtro sinterizado 760, adicionalmente descrito abaixo. O suporte de filtro 73 0 se estende para fora a partir da parede de topo 702a e tem uma área de seção constante. Em certas modalidades, o suporte de filtro 730 é de formato cilíndrico, conforme mostrado na figura 7. Em certas modalidades alternativas, o suporte de filtro 730 tem uma área de seção variável a partir de uma extremidade adjacente ao invólucro 700 até uma extremidade oposta.

Os filtros sinterizados 750, 760 são substancialmente de formato cilíndrico. Os filtros sinterizados 750, 760 têm uma espessura que é substancialmente uniforme por todos eles. Em certas modalidades, os filtros sinterizados 750, 760 têm uma espessura de em torno de uma polegada (2,54 cm) . Em certas modalidades, a espessura dos filtros sinterizados 750, 760 é com base nas propriedades desejadas de detenção de chama. A espessura dos filtros sinterizados 750, 760 pode variar, desde que o comprimento de percurso das aberturas ali seja suficiente para a dissipação da quantidade desejada de calor. Em certas modalidades, o comprimento de percurso das aberturas ali é de em torno de uma polegada (2,54 cm).

O suporte de filtro 730 também inclui um ventilador 420 próximo do filtro sinterizado 160 e posicionado no exterior do alojamento 702. O ventilador 420 puxa ar aquecido a partir de dentro do alojamento 702 através do filtro sinterizado 750 para a atmosfera. O deslocamento de ar do invólucro 700 para a atmosfera pelo ventilador 420 também aspira ar frio a partir da atmosfera para o alojamento 702 através do filtro sinterizado 760.

Em certas modalidades alternativas, o ventilador 420 pode ser posicionado próximo do filtro sinterizado 760 e forçar o ar resfriado para o alojamento 702 a partir da atmosfera e, assim, resultar em um deslocamento de ar quente através de um filtro sinterizado 750. Em outra modalidade, o ventilador 420 pode estar próximo do filtro sinterizado 760, enquanto um segundo ventilador (não mostrado) pode ser incluído e estar próximo do filtro sinterizado 750. Em ainda outra modalidade, o ventilador 420 pode estar localizado no interior do alojamento 702 em qualquer um dos lados dos filtros 750, 760. Em ainda outra modalidade, o ventilador 420 pode não estar presente. 0 ar quente no interior do invólucro 700 sobe e sai através do filtro 760, assim aspirando ar frio a partir da atmosfera para o invólucro 700 através do filtro 750. Alguém de conhecimento comum na técnica reconhecerá que qualquer número de configurações tendo um ventilador é possível.

Em certas modalidades, o invólucro 700 inclui uma termo de busca cilíndrica 770 acoplada ao suporte de filtro 730, e é um invólucro em conformidade com NEMA 3, 4 ou 9. A tubulação 770 inclui uma curva 7 70b, a qual ajuda na prevenção de que a água entre no invólucro 700. O invólucro ainda inclui uma tubulação cilíndrica 780 acoplada ao suporte de filtro 720. Em certas modalidades alternativas, a tubulação 770, 780 pode ser acoplada diretamente aos filtros sinterizados 760, 750, respectivamente. A tubulação 770, 78 0 provê dutos para o invólucro 70 0. Em certas modalidades de exemplo, a tubulação 770, 780 é construída a partir de plástico, borracha, metais, tais como alumínio, latão ou aço inoxidável, materiais livres de corrosão ou materiais revestidos ou pintados.

Portanto, a presente invenção é bem adaptada para se obter as finalidades e as vantagens mencionadas, bem como aquelas que são inerentes aqui. As modalidades de exemplo em particular mostradas acima são ilustrativas apenas, já que a presente invenção pode ser modificada e praticada de maneiras diferentes, mas equivalentes evidentes para uma pessoa tendo um conhecimento comum na técnica e o benefício dos ensinamentos aqui. Tendo descrito algumas modalidades de exemplo da presente invenção, o uso de configurações de filtro sinterizado alternativas tendo canais relacionados ao comprimento e ao tamanho de poro estão no alcance daqueles versados na técnica. Adicionalmente, embora o presente pedido discuta filtros sinterizados de formato paraboloide elíptico e de formato cilíndrico, é entendido que várias outras configurações geométricas, tal como um formato retangular, podem ser usadas com base nas propriedades de deslocamento de ar desejadas e usando-se os ensinamentos descritos aqui. Além disso, as modalidades de exemplo da presente invenção podem ser usadas para se deslocar ativamente ar frio a partir do interior dos invólucros para a atmosfera. Mais ainda, embora o presente pedido discuta a inclusão de dois filtros sinterizados em um invólucro, é entendido que os invólucros podem incluir um único filtro sinterizado, ou múltiplos filtros sinterizados. Em modalidades em que um único filtro sinterizado é incluído, um suspiro ou um dreno pode ser incluído para o deslocamento de qualquer condensação que se acumule no invólucro. Embora numerosas mudanças na invenção possam ser feitas por uma pessoa tendo um conhecimento comum na técnica, essas mudanças estão englobadas no espírito desta invenção, conforme definido pelas reivindicações em apenso. Mais ainda, os detalhes de construção o projeto mostrados aqui não limitam a invenção, de outra forma além da descrita nas reivindicações abaixo. Portanto, é evidente que as modalidades de exemplo em particular mostradas acima podem ser alteradas ou modificadas e todas essas variações são consideradas no escopo e no espírito da presente invenção. Os termos das reivindicações têm seu significado costumeiro, a menos que explícita e claramente definido de outra forma pelo titular da patente.

Claims

1. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, caracterizado pelo fato de compreender: um alojamento (102) tendo uma cavidade (102e) e uma primeira abertura em uma primeira parede que forma a cavidade (102e); um primeiro meio poroso (150) acoplado à primeira abertura do alojamento, em que o primeiro meio poroso (150) compreende uma pluralidade de canais, em que o primeiro meio poroso (150) permite que o ar passe através entre a cavidade (102e) e um exterior do alojamento (102); e um sistema de deslocamento de ar (420) disposto dentro da cavidade (102e), em que o sistema de deslocamento de ar (420), em conjunto com o primeiro meio poroso (150), permite que o ar passe da cavidade (102e) através do primeiro meio poroso (150) para o exterior do alojamento (102), em que o primeiro meio poroso (150) resfria a cavidade (102e) através da passagem do ar para o exterior do alojamento (102), em que o primeiro meio poroso (150) detém uma chama para conter uma explosão dentro do alojamento (102), e em que a pluralidade de canais do primeiro meio poroso (150) é fabricada utilizando técnicas de deposição com fusão e dinâmica dos fluidos computacional para controlar um tamanho de poro e um formato de cada da pluralidade de canais dentro do primeiro meio poroso (150), em que o tamanho de poro e o formato de cada da pluralidade de canais detêm uma chama e contêm, desse modo, uma explosão dentro do alojamento (102), enquanto se provê também um fluxo do ar, acionado pelo sistema de deslocamento de ar (420), através da pluralidade de canais na ausência da explosão dentro do alojamento (102).

2. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato do primeiro meio poroso (150) compreender um material termicamente condutor, em que o primeiro meio poroso (150) é localizado no interior de um primeiro suporte de filtro (120) e no exterior da cavidade (102e) do alojamento (102), e em que o primeiro meio poroso (150) é vedado dentro do primeiro suporte de filtro (120).

3. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato do primeiro suporte de filtro (120) ser de formato cilíndrico e o primeiro meio poroso (150) ser um paraboloide elíptico.

4. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender um sistema de controle (450) acoplado ao sistema de deslocamento de ar (420).

5. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma primeira tubulação (770b) acoplada à primeira abertura.

6. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o alojamento (102) ainda compreender uma segunda abertura em uma segunda parede do alojamento (102).

7. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de ainda compreender uma segunda tubulação (780) acoplada à segunda abertura.

8. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de ainda compreender um segundo meio poroso (160) acoplado à segunda abertura, em que o segundo meio poroso (160) leva o ar resfriado do exterior do alojamento (102) para o interior da cavidade (102e) do alojamento.

9. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o segundo meio poroso (160) é posicionado no exterior da cavidade (102e) do alojamento (102) e no interior de um segundo suporte de filtro (130), e em que o segundo suporte de filtro (130) é afunilado.

10. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato do segundo meio poroso (160) ser um paraboloide elíptico.

11. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o sistema de deslocamento de ar (420) compreender um ventilador posicionado próximo do segundo meio poroso (160), em que o ventilador força o ar refrigerado do exterior do alojamento (102) a passar através do segundo meio poroso (160) no alojamento (102).

12. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o primeiro meio poroso (150) ser acoplado à primeira abertura usando roscas de combinação.

13. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que cada da pluralidade de canais do primeiro meio poroso (150) forma um percurso de chama através do mesmo.

14. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro meio poroso (150) possui uma curvatura.

15. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a primeira tubulação (770b) é curvada para impedir água de entrar na cavidade.

16. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o sistema de controle (450) compreende um sensor e um controlador, em que o sensor compreende um medidor de temperatura.

17. Invólucro elétrico à prova de explosão que tem capacidades de gerenciamento térmico ativo, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que compreende ainda um elemento de temperatura acoplado ao controlador e posicionado no interior do alojamento (102), em que o elemento de temperatura é operável pelo sistema de controle 5 (450), e em que o elemento de temperatura compreende pelo menos um selecionado de um grupo consistindo de um elemento de aquecimento e um elemento de resfriamento.