用于使用在有爆炸危险的区域中的电池运行的鼓风机过滤系统 |
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| 申请号 | CN201380034352.2 | 申请日 | 2013-07-05 | 公开(公告)号 | CN104582797A | 公开(公告)日 | 2015-04-29 |
| 申请人 | 德尔格安全股份两合公司; | 发明人 | 阿希姆·福尔默; 比约恩·埃勒; 马蒂亚斯·德姆克; 安德烈亚斯·苏埃里格; | ||||
| 摘要 | 本 发明 涉及一种鼓 风 机过滤系统，其具有鼓风机单元(11)和 蓄 电池 组(10)，所述鼓风机单元具有用于驱动风扇轮的 电动机 (24)、用于控制电动机的控制单元(27)和用于与蓄 电池组 连接的触点(22，23)，所述 蓄电池 组具有 能量 密度 高的多个二次电池(12)和用于与鼓风机单元连接的触点(22，23)。鼓风机单元(11)能够可松开地与蓄电池组(10)耦联，由此蓄电池组经由触点与鼓风机单元连接。蓄电池组(10)设有保护 电路 ，其中保护电路包括 电子 部件(15，16，17，18，19，20，21，31)，所述电子部件设计用于在形成过高 电流 时和/或在形成过高 温度 时电学上断开蓄电池组的多个二次电池(12)中的至少一个。此外，将蓄电池组(10)和鼓风机单元(11)分别至少部分地浇铸在浇铸料中。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种鼓风机过滤系统，具有 |
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| 说明书全文 | 用于使用在有爆炸危险的区域中的电池运行的鼓风机过滤系统 技术领域[0001] 本发明普遍涉及一种呼吸保护系统和专门涉及一种鼓风机过滤系统或电池运行的鼓风机过滤系统，其包括电运行的鼓风机单元和可与其耦联的蓄电池组。特别地，本发明涉及一种用于使用在有爆炸危险的区域中的电池运行的鼓风机过滤系统。 背景技术[0002] 在呼吸保护系统中，原则上在周围空气无关和周围空气相关的呼吸保护系统之间进行区分。如果应用者位于低氧的气氛中，那么必须连续地经由压缩空气软管从压缩空气瓶中输送所需要的呼吸空气。如果相反在周围气氛中存在足够的氧，那么能够应用轻便的、周围空气相关的呼吸保护系统，所述呼吸保护系统配设有专用过滤器，所述过滤器适合于相应的、位于该气氛中的有害物质和其浓度。通常，这种系统的过滤器经由旋转螺纹安置在呼吸保护罩或面罩上，其中所述过滤器设计用于过滤来自周围空气中的有害灰尘、气体或蒸汽、气溶胶等。但是替选地，也能够应用与罩体分开设置的且经由呼吸软管与罩体连接的过滤器。该单独的过滤器例如能够戴在应用者的腰带上。所应用的过滤器在其使用范围方面有区别，但是原则上具有通过微纤维过滤器去除通过在吸收剂(例如浸透的活性炭)处汇聚的气体或蒸汽或者颗粒或气溶胶的特性。 [0003] 设有过滤器或与其耦联的与周围空气相关的呼吸保护系统(也称作为“空气净化呼吸器”＝ARP)通常是小的、轻质的且能够简单地使用。然而该系统的缺点在于，由于过滤器提高了呼吸阻力进而提高了应用者的呼吸功，由此不期望地损害了应用者的使用效能。为了克服该缺点，已经研发过滤器呼吸保护系统，其设有鼓风机单元，所述鼓风机单元也称作为鼓风机辅助的呼吸保护系统或者鼓风机过系统(电动空气净化呼吸器＝PAPR)并且借助于其显著地降低应用者的呼吸功。该系统基本上包括呼吸保护罩(或者面罩或外罩)和鼓风机单元，所述呼吸保护罩设有用于连接呼吸软管的呼吸接口(通常圆螺纹接口)，所述鼓风机单元包含鼓风机装置、供电单元和用于耦联适当的过滤器的过滤器插入件。鼓风机单元(或鼓风机过滤器)优选地戴在应用者的腰带上。在这种系统中，借助于鼓风机单元连续地从环境中抽吸污染的空气，借助于耦联的过滤器来过滤，由此消除污染空气中的有害物质，并且通过呼吸软管吹入到面罩中。 [0004] 上述鼓风机过滤系统通常用于简单的和中等的呼吸保护。该鼓风机过滤系统的优点在于：所述鼓风机过滤系统通过其与常规的呼吸保护罩相比降低呼吸阻力进而可能实现使长时间以及无疲劳的应用来支持应用者呼吸。当然，该鼓风机过滤系统也具有一些缺点。因此，应用者必须不仅佩戴呼吸罩而且附加地也携带固定在腰带上的鼓风机过滤仪器(鼓风机单元)。因此，总系统相对沉重并且可能是不轻便的，这对于携带者的移动自由度产生影响。该缺点尤其当系统针对长的工作时间设计时是不利的，因为固定在皮带上的鼓风机过滤系统必须配备大量的充电电池(二次电池)，其因此庞大、沉重且不轻便。 [0005] 鼓风机过滤系统还包含由电动机驱动的风扇轮和匹配于风扇轮的风扇壳体(例如螺旋壳体)。用于该鼓风机单元的能量(即用于电动机和所属的中央控制单元的能量)通过供电单元提供，所述供电单元优选具有可再充电的电池(蓄电池或者二次电池)。借助于中央的控制单元来控制鼓风机单元的电机。控制单元还设计用于例如处理应用者的输入。所述输入例如包括接通和断开鼓风机单元或调整鼓风机的功率。此外，控制单元能够设计用于将应用者的要求匹配与电机(或鼓风机单元)的功率。这与其当应用者由于身体劳累度提高而需要更多的呼吸空气时或当由于过滤器在更长的工作持续时间之后呼吸阻力提高时是尤其重要的。鼓风机单元、控制单元和供电单元通常由壳体包围。至少一个过滤器能够连接到该壳体上。但是替选地，过滤器也能够设置在壳体之内。此外，呼吸软管以一个端部能够连接到壳体上，其中呼吸软管的另一端部与呼吸保护罩耦联。在运行中，空气借助于通风装置穿过过滤器吸入到鼓风机单元的壳体中并且随后通过连接到鼓风机单元上的呼吸软管引导至面罩。面罩设有用于呼出所使用的呼吸空气的呼出阀。 [0006] 如开始提出的那样，鼓风机过滤系统使用在极其不同的周围条件下。所述周围条件能够包括多种周围环境，其中周围大气潜在地包含有爆炸能力的气体或灰尘。在此，对鼓风机过滤系统的所应用的部件提出特别的要求。在爆炸保护中，必须排除潜在点燃的两个原因：(1)必须防止火花点燃，所述火花点燃能够通过在故障情况下释放的能量而触发，和(2)必须排除自燃，所述自燃由于鼓风机过滤系统的部件过热而能够被触发。 [0007] 用于使用在有爆炸危险的区域中的鼓风机过滤仪器或鼓风机过滤系统已经是已知的。当然，在该已知的仪器中使用蓄电池组(＝供电单元)，所述蓄电池组包含镍金属混合电池或镍镉电池。为了达到鼓风机过滤器的等量的运行时间，必须一起连接大量的电池，由此，显著地提高要由应用者携带的设备的重量。 发明内容[0008] 因此，本发明基于下述目的，提供一种鼓风机过滤系统并且尤其提供一种电池运行的鼓风机过滤系统，其专门构件用于使用在有爆炸危险的区域中。本发明的目的还是：提供一种鼓风机过滤系统，借助所述鼓风机过滤系统能够克服已知呼吸保护系统的上述缺点。 [0009] 为了实现该目的和另外的目的，使用具有权利要求1的特性的鼓风机过滤系统，在相应的从属权利要求中说明根据本发明的鼓风机过滤系统的有利和优选的改进形式。要注意的是，本发明的鼓风机过滤系统在本说明书中通常描述为配设有鼓风机单元的呼吸保护系统，所述呼吸保护系统专门适合于使用在有爆炸危险的环境中。当然，鼓风机过滤系统所基于的发明思想也能够应用在其他的呼吸保护或呼吸系统中。 [0010] 为了实现上述目提出一种具有鼓风机单元的鼓风机过滤系统，所述鼓风机单元的鼓风机电机(电动机)通过供电单元(蓄电池组)来馈电，所述供电单元包括与至今应用的镍金属混合电池或镍镉电池相比具有显著更高的能量密度的蓄电池或二次电池。由此，通过能够与至今相比应用更多的电池来显著地延长根据本发明的鼓风机过滤系统的运行持续时间，而没有提高重量和/或大小。替选地，在保持至今为止的运行持续时间的情况下能够降低鼓风机过滤系统的大小和/或重量。优选使用锂离子电池(锂离子充电电池)或锂锰电池(LiMn充电电池)作为具有更高能量密度的二次电池。 [0011] 经典的镍金属混合物电池(NiMH电池)通常具有55-113Wh/kg的能量密度，相反地，锂离子电池具有150-200Wh/kg的能量密度并且锂锰电池具有200-270Wh/kg的能量密度。 [0012] 在优选的实施例中，使用基于锂镍钴铝(LiNiCoAlO2)的具有碳作为稳定剂的电池，其具有至270Wh/kg的能量密度。这表示：鼓风机过滤单元的供电单元在运行持续时间相同的情况下能够以小于一半的重量且以显著更小的大小实现。 [0013] 基于锂的电池的另一优点在于：其相反于NiMH或NiCd电池而不具有“记忆效应”，这引起，锂电池的可用的容量也在多个充电循环之后不降低或仅不显著地降低。 [0014] 如之前阐述的那样，根据本发明的鼓风机过滤系统优选适合于使用在有爆炸危险的或能爆炸的环境中。因此，为了保护免于由于在大气中包含的气体或灰尘引起可能点燃所述能爆炸的环境必须限制最大出现的能量和/或最大的能量峰值，所述能量和/或能量峰值尤其会在故障(即一个或多个电池故障、控制单元故障或者鼓风机电机故障)的情况下出现。此外，二次电池或蓄电池组的表面温度必须保持低于点燃温度或极限温度。 [0015] 为了保持蓄电池组的表面温度低于特定的极限温度，将电池优选浇铸在具有良好导热特性的材料中。以该方式，能够导出单独电池的因故障而出现的强烈的温度上升并且使其均匀地分布。优选地，也将蓄电池组或供电单元的其他的电子部件浇铸在浇铸材料中，以便防止电火花或电弧，并且以便导出所述部件的提高的温度。因此，浇铸材料也必须具有良好的电绝缘特性。 [0017] 锂离子电池由于其高能量密度具有自加热的高潜力。该问题如上面提出的那样能够通过下述方式来减小：将蓄电池组的电池浇铸在具有良好导热特性的材料中。此外，优选设有用于导出多余热量的装置，其例如呈冷却板和/或散热片形式。同样可行的是，通过用于传递热量或导热的装置将多余的热量导出给鼓风机单元的壳体。例如为此能够应用导热板和/或导热膏。鼓风机单元和/或鼓风机单元的壳体能够设计用于产生空气流，所述空气流能够用于冷却导热板、控制单元、电机和/或蓄电池(电池)或者从所述部件中导出热量。 [0018] 根据本发明还提出：将用于监控各个电池或电池组的保护电路与上述过流限制装置组合，以便进一步提高安全性。优选地，通过热学保险装置实现用于监控各个电池或电池组的保护电路，由此出现过度温度的电池被脱耦或者电切断。根据本发明，各个电池或电池组能够通过热学保险装置和过流保险装置的相应串联电路来保护。这具有下述优点，当在相关的一个或多个电池上出现过度温度和/或过度电流时，各个电池或电池组完全地与供电回路分离或者脱开。热学保险装置和过滤保险装置的组合在各个电池可能短路的情况下因此引起故障电池的电绝缘，但是其中一个或多个电池的短路不损害剩余的电池。除了各个电池的单独的保险装置之外，附加地或地选地能够设有主保险装置以防止过高温和/或过高电流，使得在故障情况下断开整个蓄电池组。 [0019] 还优选的是，各个电池包括其保护电路装入在壳体中并且浇铸在适当的浇铸料中，使得有效地防止例如各个电池和所属的过滤保险装置之间的电路部件中的火花形成。此外，通过该浇铸料防止蓄电池组和其保护电路和鼓风机单元的其他部件之间的火花形成。除了电绝缘特性之外，浇铸料优选具有良好的导热特性，以便能够将多余热量导出给环境和/或导出给鼓风机单元的其他部件。因此，浇铸料用于：在故障的情况下释放的热量分布到更大的热容上，由此能够将表面温度保持在周围的能点燃的气体和灰尘的自燃温度之下。 附图说明 [0020] 现在，在参考附图的情况下根据实施例描述本发明。 [0021] 图1a和1b示出根据本发明的鼓风机过滤系统的两个实施例，所述鼓风机过滤系统戴在应用者的身体上； [0022] 图2示出本发明的鼓风机过滤系统的电路图的第一实施例，和 [0023] 图3示出图2中的图的稍微变形的第二实施例。 具体实施方式[0024] 在参考图1a和1b的情况下，下面描述根据本发明的鼓风机系统的实施例。在图1a中可见：应用者佩戴呼吸保护罩1，所述呼吸保护罩在应用者的整个头部上延伸并且在应用者的后背和胸的范围内安置在应用者的防护服上。替选地，罩体能够与防护服集成(CPS＝化学防护服)。保护罩1在应用者的面部的或眼睛的高度上设有观察窗2。优选地，在保护罩1的后侧上设有用于连接呼吸软管4的接口3，所述呼吸软管在其另一端部与鼓风机过滤系统5连接。鼓风机过滤系统5优选借助于专用皮带6戴在应用者的背后，以便为应用者实现尽可能大的运动自由度。 [0025] 如图1b中示出，应用者佩戴面罩形式的呼吸保护罩7。面罩具有观察窗和用于连接呼吸软管4的接口(未示出)。所述呼吸软管与鼓风机过滤系统5连接，所述鼓风机过滤系统同样借助于皮带6戴在应用者的后背上。 [0026] 在图1a和1b中示出的鼓风机过滤系统5具有不同的形状，但是基本上包含相同的部件以便引起借助于鼓风机单元抽吸污染的空气并且将其引导通过过滤器，由此使其没有有害物质并且随后经由呼吸软管4引导至保护套1或保护罩7。这两个鼓风机过滤系统5包含由电机驱动的风扇轮、螺旋壳体以及在流动方向上设置在风扇轮下游(抽吸侧)的过滤器，所述过滤器优选可松开地且可更换地与鼓风机过滤系统的壳体耦联。鼓风机过系统的壳体至少包围电机、风扇轮和电路。上述蓄电池组同样能够包含在壳体中，但是优选能取下地安置在壳体的外侧上并且与壳体单元电耦联。优选地，蓄电池组设置在鼓风机单元的背侧上。蓄电池组的耦联经由常规的机构进行。如开始提出的那样，鼓风机单元的电子部件和蓄电池组的电子部件基本上完全地由浇铸料包围，使得在所述电子装置之内的可能的过渡的电流/电压关系不能够触发点燃能爆炸的环境。因此，通过浇铸料有效地避免由潜在的电流/电压关系在点燃曲线之外的火花点燃。因此，唯一的可触及的导体能够位于蓄电池组和鼓风机单元之间的接触区域中，其中所述区域关于潜在的火花点燃保持是关键的。该问题的解决方案在下文中详细阐述。 [0027] 为了对蓄电池组充电，通常从鼓风机单元取下所述蓄电池组并且经由适当的充电设备充电。但是替选地，充电设备也能够连接到蓄电池组上，而不必将其与鼓风机单元分离。 [0028] 鼓风机单元通常具有大约12W的最大功率消耗。鼓风机单元承担系统的中央功能，并且除鼓风机装置(即电机和风扇轮)之外包括用于控制和监控系统的必要的电子装置。 [0031] 此外，鼓风机单元能够设有蓝牙接口或其他适当的接口，以便与其他设备通信。最后，鼓风机单元能够包含用于光学、声学和/或触觉(例如通过振动)输出警报或警告消息的装置。对此例如能够设有压电蜂鸣器或者振动电机。 [0032] 传感器、操作元件(用户表面)、鼓风机电机和蓄电池组必须构成为确保爆炸防护。对此，例如传感器被以电阻的方式限制电流，并且鼓风机电机优选构成为电通信的同步电机(无刷DC电机)，所述同步电机连接成三角电路并且其中在电机电路的接口之间的电机线圈的电感优选最大为700μH。 [0033] 图2示出本发明的根据本发明的鼓风机过滤系统的电路图。从图2的图表中示出基本上特征在于其机械鲁棒性的第一设计。例如设有用于蓄电池组和鼓风机单元之间的能量传递的冗余的(即双重的)触点，由此在一个触点失效时抑制触点的中断。如果在双重触点中的一个出现故障，由此可能形成电弧，那么该电弧通过第二(完好的)触点来防止。 [0034] 为了抑制能导电的灰尘的点火，将鼓风机单元的功率限制于大约10W。此外，鼓风机单元的和蓄电池组的表面温度必须位于点火温度之下。对此，在图2中的设计方案中，过流切断的响应时间设计得相对缓慢(例如大约300ms)。 [0035] 如图2中可见，鼓风机过滤系统包括蓄电池组10和鼓风机单元11。蓄电池组10具有多个电池12，所述电池的正触点分别经由电阻13与保护电路14连接。以该方式能够将各个电池电压相互比较，以便引起所谓的“电量平衡”。通过测量电池电压能够借助于保护电路14还以已知的方式实现防止过渡放电和深度放电的保护。在所示出的设计方案中，设有六个电池12，所述电池实现为各具有三个电池的两个分支的并联电路。但是其他的设计方案也是可行的。 [0036] 此外，在电池12的负触点上设有热学保险装置15，所述热学保险装置良好地热耦合到电池上，并且在电池12的正触点上设有过流保险装置，以便在出现过高的电池电流时或在过热的情况下引起电池的立即切断或脱耦。保险装置15和16优选冗余地(即对于每个支路各一个过滤保险装置和各一个热学保险装置)构成，并且也能够以其他配置与支路连接。 [0037] 在过滤保险装置16和蓄电池组的正触点22之间设有功率开关17，所述功率开关的门极能够通过保护电路14来连接。在开关17之间连接热学保险装置18，所述热学保险装置在超过极限温度时由开关17中的一个响应。开关17串联设置(更确切地说设置为充电和放电FET)，以便确保可靠的切断。与功率开关17串联地设有另外的功率开关19，所述功率开关的门极通过过流切断装置21来连接，并且在其之间设有热学保险装置20。功率开关19同样双重地构成，使得开关19也在串联的开关中的一个失效时(例如由于内部短路，通过所述内部短路妨碍切断)是有效的。热学保险装置20具有与热学保险转子18相同的功能。替选地，代替具有上述部件19、20和21的过流切断装置也能够使用熔化保险装置，然而所述熔化保险装置在故障情况下不可逆地被破坏并且使得蓄电池组不再可用。 [0038] 蓄电池组10和鼓风机单元11之间的连接触点22、23出于上述理由构成为双重触点。此外优选的是，蓄电池组和鼓风机单元之间的机械连接设有安全机构，以便防止蓄电池组从鼓风机单元无意地机械松开。因此，取下蓄电池组是有意的操作。机械连接能够具有密封件32，所述密封件在图2中设有附图标记32并且设置在蓄电池组10和鼓风机单元11之间，以便将触点22、23相对于周围大气隔离。通过与蓄电池组的壳体还有与鼓风机单元的壳体接触的且包围连接触点22、23(并且优选也包围全部其他的触点)的该密封件32，基本上防止：例如能导电的能爆炸的灰尘能够侵入到所述触点的附近，因为包围触点的空间通过密封件32基本上以防尘密封的方式被封闭。蓄电池组10和鼓风机单元11之间的机械连接优选设计成，使得密封件32在机械连接锁定时被压缩进而固定地压入这两个壳体之间。例如，能够在蓄电池组的壳体的一侧上设计两个凸起，所述突起啮合到设置在鼓风机单元的壳体中的相应开口中。随后，蓄电池组例如通过枢转运动被锁定，由此同时密封件固定地压紧蓄电池组的壳体和鼓风机单元的壳体。 [0039] 鼓风机单元11包含鼓风机电机24，所述鼓风机电机通过功率级25控制。在功率级25和正触点22之间设有热学保险装置26，所述热学保险装置热学良好地与功率级25耦联，以便在故障情况下抑制所述功率级过热。功率级25通过控制单元27来控制，所述控制单元经由触点28、29与保护电路14连接。此外，控制单元27与多个传感器(未示出)连接，借助于所述传感器例如能够检测电机24的转速和/或电机的电流消耗。此外，控制单元27与操作单元30连接，经由所述操作单元例如能够接通和断开电机24以及能够改变电机的转速。此外，操作单元能够具有多个发光二极管或其他的显示器，以便例如显示鼓风机单元的状态、蓄电池组的充电状态和电机的转速或者空气流速。到操作单元30的电流通过操作单元30和控制单元27之间的一个或多个并联电阻限制，使得在故障情况下不可能有火花点燃。 [0040] 这两个独立的(冗余的)过电流切断装置21评估分流器31上的电压降并且与功率开关19的门极连接。如上面描述，功率开关19(P-FET)在超过流经分流器的最大电流的情况下被驱控，以便打开开关。在超过蓄电池组的最大输出电流的情况下，因此每个装置21能够独立地引起所属的功率开关19的截至。通过该冗余实现：在开关19中的一个失效的情况下也确保可靠地切断蓄电池组。装置21在该设计方案中设计成用于在小于300ms的响应时间之后将信号提供给开关19的门极。如果对于最小时间τ低于蓄电池组的最大输出电流，那么缓慢地自动再次接通功率开关19。在故障情况下，能够强烈地加热功率开关19，因此在开关19之间设有热学保险装置20。代替不可逆的热学保险装置20，当然也能够设有主动的温度监控装置(例如NTC等)。通过在所述开关之间设有热学保险装置18，也为功率开关17设置类似的温度监控装置。如已经阐述的那样，鼓风机单元11的全部电子部件包括电机24浇铸在浇铸料中。原则上，仅存的一点危险是：能爆炸的灰尘或气体侵入到鼓风机单元的内部空间中，因为该内部空间被过滤器屏蔽。因此，通过浇铸料基本上防止尽管存在过滤器而仍侵入到鼓风机单元中的能爆炸的气体或灰尘的点燃。 [0041] 图3示出本发明的根据本发明的鼓风机过滤系统的电路图的第二设计方案。图3中的图表极其类似于图2中的图表，并且是基本上特征在于其(与图2中的设计方案相比)快速的电流切断的第二设计。与图2相反，在第二设计中仅设有用于蓄电池组10’和鼓风机单元11’之间的能量传递的各一个触点22’、23’。该配置是足够的，因为保护电流设计用于确保极其快速的切断。电流限制装置的响应时间设计得相对快速(例如大约30μs并且优选大约15μs)。为了抑制能导电的灰尘的点火，鼓风机单元的功率限制于大约10W。此外，鼓风机单元和蓄电池组的表面温度位于点火温度之下。 [0042] 如图3中可见，鼓风机过滤系统包括蓄电池组10’和鼓风机单元11’。蓄电池组10’具有多个电池12’，所述电池的正触点分别经由电阻13’与保护电路14’连接。以该方式能够将各个电池电压相互比较。通过测量电池电压，如已经阐述的那样能够以已知的方式实现防止过渡放电和深度放电的保护。 [0043] 在电池12’的负触点上设有热学保险装置15’，所述热学保险装置良好地热耦合到电池上，并且在电池12’的正触点上设有过流保险装置16’，以便在出现过高的电池电流时或在过热的情况下引起电池的立即切断或脱耦。 [0044] 在过滤保险装置16’和蓄电池组的正接口之间设有功率开关17’，所述功率开关的门极能够通过保护电路14’来连接。在开关17’之间连接热学保险装置18’。与功率开关17’串联地设有另外的功率开关19’，所述功率开关的门极通过过流切断装置21’来连接，并且在其之间设有热学保险装置20’。热学保险装置分别良好地热耦合到功率开关上，以便抑制过热。 [0045] 鼓风机单元11’包含鼓风机电机24’，所述鼓风机电机通过功率级25’控制。在功率级25’和正触点22’之间设有热学保险装置26’，所述热学保险装置在功率级过热的情况下引起切断。功率级25’通过控制单元27’来控制，所述控制单元经由触点28’、29’与保护电路14’连接。此外，控制单元27’与多个传感器(未示出)连接，借助于所述传感器例如能够检测电机24’的转速和/或电机的电流消耗。此外，控制单元27’与操作单元30’连接，所述操作单元具有与图2中的操作单元27相同的功能。 [0046] 这两个独立的过电流切断装置21’评估分流器31’上的电压降，如下面参考图2描述。当然，过电流切断装置21’具有极其小的响应时间，并且功率开关19’是快速开关的开关，使得在超过蓄电池组的最大输出电流的情况下在小于大约30μs中实现开关19’的切断。通过实现快速的电流切断和大约30μs和优选大约15μs的快速的开关速度，在负载情况不可靠的情况下能够限制到潜在火花中的功率输入。 [0047] 在鼓风机单元11’中在触点22’和23’之间设有补偿电路33’，以便在断开的情况下(即在取出蓄电池组10’或者在触点22’、23’的接触失效时)防止鼓风机单元的一侧上的电势突变。补偿电路33’由两个并行延伸的支路构成，所述支路分别具有一个电容器和与其串连的、由一方面一个电阻和另一方面由两个续流二极管组成的串联电路组成的并联电路。通过与续流二极管串联的电容器引起：在打开瞬间，触点22’、23’上的电压大致等于蓄电池组的输出电压。通过与二极管并联的电阻，在重新触点接通时实现电容器的缓慢充电。当触点22’和23’再次断开时(或者当在触点中的一个上出现故障时)，通过电机24’的线圈的电感在触点22’、23’上产生自感电压，所述自感电压当然通过补偿电路的电容器的放电而立即下降，使得有效地避免火花形成，否则通过所述火花可能引起点燃能爆炸的环境。 如图3中可见的电路双重地构成，由此补偿电路33’也在单独的电容或续流二极管失效时是有效的。 [0048] 附图标记列表 [0049] 1 呼吸保护套 [0050] 2 观察窗 [0051] 3 接口 [0052] 4 呼吸软管 [0053] 5 通风过滤系统 [0054] 6 皮带 [0055] 7 呼吸保护罩 [0056] 10、10’ 蓄电池组 [0057] 11、11’ 鼓风机单元 [0058] 12、12’ 电池 [0059] 13、13’ 电阻 [0060] 14、14’ 保护电路 [0061] 15、15’ 热学保险装置 [0062] 16、16’ 过电流保险装置 [0063] 17、17’ 功率开关 [0064] 18、18’ 热学保险装置 [0065] 19、19’ 功率开关 [0066] 20、20’ 热学保险装置 [0067] 21、21’ 过电流切断装置 [0068] 22、22’ 触点 [0069] 23、23’ 触点 [0070] 24、24’ 电机 [0071] 25、25’ 功率级 [0072] 26、26’ 热学保险装置 [0073] 27、27’ 控制单元 [0074] 28、28’ 触点 [0075] 29、29’ 触点 [0076] 30、30’ 操作单元 [0077] 31、31’ 分流器 [0078] 32 密封件 [0079] 33’ 补偿电路。 |
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