CN101066006A - 具有显示和/或操作元件的外壳 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种可成本低廉地制造的具有显示和/或操作元件的抗压外壳，其用于有爆炸危险的区域，包括用于容纳电子器件(7)的内部空间(5)，内部空间外部具有凹口(9)，凹口内设置显示和/或操作元件(3)，该元件的连接线(19)经由抗压通路延伸进入内部空间(5)，其中显示和/或操作元件(3)在所有侧面上被抗压的透明密封(35)包围，该密封填充凹口(9)中剩余的空腔并向外封闭凹口(9)。

Description

具有显示和/或操作元件的外壳

技术领域

本发明涉及一种用于有爆炸危险的区域的具有显示和/或操作元件的外壳。

背景技术

在工业测量技术中，在存在爆炸危险的位置通常使用电子设备，特别是电子测量仪表。这样的例子包括面粉仓库、液化气站、以及可能存在爆炸气体的化工厂。

通常使用的测量仪表例如包括流量、料位和压力测量仪表。

对于可用于具有爆炸危险的区域的设备提出了特殊的安全需求。这些需求的目的是避免形成火花，因为火花在合适的条件下将导致爆炸，或者这些需求的目的是防止在密封腔室内发生的火花对于腔室环境产生任何影响。这种目的可以以不同方式实现，它们在相应的欧洲标准中被成为防火类型。

于是，例如根据1994年的欧洲标准EN 50 020，给出了当根据其中定义的名为“固有安全”(Ex-i)的保护等级构造的设备时的爆炸保护。根据这个保护等级，设备中的电子量、电流、电压和功率的值必须总是低于预定的阈值。这样选择三个阈值，使得在例如由于短路而发生故障的情况中，发生的最大能量释放不足以产生火花。例如通过电阻器的电流、例如通过齐纳二极管的电压、以及通过限流及限压元件的合适组合的功率都被保持低于它们各自的预定阈值。

在1994年欧洲标准EN 50 018中记载了另一种名为“抗压密封”(Ex-d)的保护类型。根据这种保护类型构造的设备具有抗压外壳，利用它保证在外壳内部发生的爆炸不会传递到外部。为了具有足够的机械强度，抗压外壳的壁较厚，并因而重量大且昂贵。

美国、加拿大、日本和其它国家具有与这些欧洲标准相当的标准。

自然，爆炸保护的需求不仅对于实际测量仪表，而且对于有爆炸危险的区域中使用的显示和/或操作元件都是存在的。显示元件例如用于在线显示测量值。操作元件例如用于在线调节仪表设置或输入操作参数。

出于爆炸保护的原因，显示和/或操作元件常常位于测量仪表外壳的内部空间中或者位于例如利用抗压盖封闭的分离的外壳部分中。通常，这种盖包括观察窗，以观察显示。操作元件可以装备有能够通过观察窗操作的光学按钮或按键。更加经济的机械按钮不能通过盖操作。盖是附加的部件，由此引起增加的制造成本。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有显示和/或操作元件的外壳。该外壳可用于具有爆炸危险的区域并且制造成本低廉。

为此，本发明在于一种外壳，其具有：

-用于容纳电子器件的内部空间，

-内部空间外部具有凹口，

--凹口内设置显示和/或操作元件，

---该元件的连接线经由抗压通路延伸进入内部空间，

-其中显示和/或操作元件在所有侧面上被抗压的透明填料包围，

--该填料填充凹口中剩余的空腔，并

--向外封闭凹口。

在进一步发展中，通路是金属插入件，其第一部分旋入将内部空间与凹口相连的螺孔。

在这一进一步发展的进一步发展中，通路具有与第一部分相邻的第二部分，其内衬凹口并且具有向外在背离第一部分的方向上敞开的内部空间，显示和/或操作元件位于该内部空间中。

在进一步发展中，第一部分在其进入外壳内部的侧面具有向内部空间敞开的凹口，其中提供抗压密封，特别是浇铸树脂，其围绕连接线。

在进一步发展中，显示和/或操作元件包括光学按键，其可通过密封操作。

在另一进一步发展中，显示和/或操作元件包括机械按键，其可通过被利用按键盖封闭的密封中的凹口操作，并且由位于外壳中的限流及限压元件供电。

在另一进一步发展中，显示和/或操作元件与插入件连接，并且插入件可旋转进入期望位置并且可利用紧固件固定。

在另一进一步发展中，安全环位于第一部分的外部槽中。

附图说明

现在根据附图详细解释本发明及其优点，附图中给出了两个实施例；相同的零件在图中以相同的附图标记表示。附图中：

图1是根据保护等级Ex-d构造的外壳的截面，其包括具有光学按键的显示和/或操作元件；

图2是包括具有机械按键的显示和/或操作元件的抗压外壳的截面；和

图3是图2中的显示和/或操作元件的视图。

具体实施方式

图1显示了本发明的外壳1的第一实施例的截面，其具有显示和/或操作元件3。

外壳1例如是测量仪表的外壳，例如流量、压力或料位测量仪表的外壳。外壳包括用于容纳电子器件7的内部空间5，电子器件例如是测量仪表电子器件，其仅在图1中示意性显示。

外壳1由金属，例如铝制成，并且抗压。以这种方式，保证了在外壳内部发生的爆炸不能传递到外部空间。因此，外壳1可以用于具有爆炸危险的区域。

外壳1在外部包括凹口9，其中设置显示和/或操作元件3。在所示的实施例中，凹口9由在外壳1上形成且向外敞开的中空的圆柱元件11形成。

显示和/或操作元件3包括电路板13，在所示实施例中，电路板上设置按键15和显示器17。按键15和显示器17直接安装在电路板13上并且被同样固定在电路板13上的塑料支架18围绕。在这种情况中，既可以使用传统的电路板也可以使用三维注入电路，即所谓的3-D MID(3 Dimensional Molded Interconnection Devices：三维模塑互连器件)。

显示和/或操作元件3包括连接线19，其经由抗压通路延伸进入外壳1的内部空间5。

抗压通路包括金属插入件21，其例如由钢制成。插入件21具有第一部分23，其旋入将内部空间5与凹口9相连的螺孔25。通过螺纹接合，插入件21在外部抗压地与外壳1相连。

与第一部分23相邻的是第二部分27，其内衬凹口9。第二部分27具有向外在背离第一部分23的方向上敞开的内部空间，其中设置显示和/或操作元件3。在所示实施例中，第二部分27具有在一端由底板29闭合的中空圆柱的形式。中空圆柱的外表面直接贴靠凹口9的相应内表面。

第一部分23是实心圆柱，其在进入外壳1内部空间5的侧面具有向内部空间5敞开的凹口31，连接线19延伸贯穿该凹口。在所示实施例中，连接线19组装入扁平电缆。抗压密封33，特别是浇铸树脂例如聚氨酯制成的抗压密封被装载入凹口31并且围绕连接线19。优选地，使用肖氏硬度为70至80的材料。密封33的抗压性保证了通路的抗压性。

显示和/或操作元件3在所有侧面由抗压的透明密封35围绕。适用于此目的的例如是环氧树脂或聚氨酯。这里也优选使用肖氏硬度为70至80的材料。密封35填充在凹口9中剩余的空腔并且向外封闭凹口9。

出于电磁兼容的原因，显示和/或操作元件3优选地与电连接至插入件21和外壳1的导电层37屏蔽。导电层37例如是导电薄膜或金属板，并且具有凹口用于暴露按键15和显示器17。

在所示的实施例中，导电层37延伸跨越凹口9前部，并且与插入件21的圆盘状端面导电连接。通过插入件21和外壳1之间的直接接触，同时存在到外壳1的导电连接。除导电层37之外，在这种情况中存在密封35的圆盘状层。其外径等于插入件21的外径。这样的优点是，显示和/或操作元件3可以预安装在插入件21中并且被密封35围绕，并且随后这样形成的单元可以被安装在外壳1中。

在制造中，插入件21上组装了显示和/或操作元件3并且由其连接线19贯穿。随后安装导电层37并且以这种方式形成的单元被置入合适的模子中并被浇铸。在密封35硬化之后，提供了压密的密封。

不再为了密封外壳1和/或显示和/或操作元件3而需要其它结构元件，例如现有技术中常用的根据爆炸保护规范构建的抗压玻璃盖。以这种方式，制造成本比现有技术显著降低。

在图1所示实施例的情况中，按键15是光学按键，其可通过位于其上的透明密封35操作。

作为替代，可以使用成本更低廉的机械按键39。图2以截面显示了抗压外壳1，其具有装备了机械按键39的显示和/或操作元件3。图3是图2中显示的显示和/或操作元件的视图。由于图2的实施例与图1中的非常相似，下面仅具体解释不同。不同是由于代替图1中显示的光学按键15，这里提供机械按键39。对于每一机械按键39，在密封35中存在凹口41，用于暴露按键39。按键39前端与密封35平齐地终止。凹口41和密封35围绕它的区域被按键盖43封闭。按键盖43例如是胶合于密封35的人造橡胶层。凹口41在这个区域中断显示和/或操作元件3的抗压封装。然而，在背离按键39的电路板13的侧面上，位于插入件21底板29和电路板13之间的密封35仍然提供抗压密封，这与图1所示实施例的情况中一样。

通过位于外壳1内部且优选根据开头所述保护等级Ex-i的限流及限压元件45向显示和/或操作元件3供电。如果外壳1的内部空间被抗压地封装，那么足以在电子器件7和连接线19之间连接限流及限压元件45。如果已经根据保护等级Ex-i构造位于外壳1内部的整个电子器件7，那么可以省略限流及限压元件45。

插入件21旋入螺孔25。这个螺纹连接的优点在于，插入件21和与其相连的显示和/或操作元件3可以旋转至期望位置。当插入件21在期望位置时，它优选地被紧固件47固定，以防止进一步旋转。适用于此的例如是图1和2中显示的锁定销49，其旋入中空圆柱元件11中的螺孔，与插入件21相抵。

优选地，还提供安全元件，用于保证插入件21在调节期望位置的过程中不旋入过多。在大部分应用中，大约15mm的螺纹长度适于保证足够的抗压。这些螺纹长度通常通过国家规范预先确定，并且不能被降低。在所示实施例中，安全元件为安全环51，其位于第一部分23中的外部槽中。由于安全环51，插入件11只可以旋至安全环51贴靠在限制螺孔25的表面53。

Claims (8)

1.外壳(1)，具有：

-用于容纳电子器件(7)的内部空间(5)，

-内部空间外部具有凹口(9)，

--凹口内设置显示和/或操作元件(3)，

---该元件的连接线(19)经由抗压通路延伸进入内部空间(5)，

-其中显示和/或操作元件(3)在所有侧面上被抗压的透明密封(35)包围，

--该密封填充凹口(9)中剩余的空腔，并且

--该密封向外封闭凹口(9)。

2.根据权利要求1所述的外壳(1)，其中通路是金属插入件(21)，其具有第一部分(23)，该第一部分旋入将内部空间(5)与凹口(9)相连的螺孔(25)。

3.根据权利要求2所述的外壳(1)，其中通路具有与第一部分(23)相邻的第二部分(27)，该第二部分(27)内衬凹口(9)并且具有向外在背离第一部分(23)的方向上敞开的内部空间，显示和/或操作元件(3)位于该内部空间中。

4.根据权利要求2所述的外壳(1)，其中第一部分(23)在其进入外壳内部(1)的侧面具有向内部空间(5)敞开的凹口(31)，其中提供抗压的密封(35)，特别是浇铸树脂，其围绕连接线(19)。

5.根据权利要求1所述的外壳(1)，其中显示和/或操作元件(3)包括光学按键(15)，其可通过密封(35)操作。

6.根据权利要求1所述的外壳(1)，其中显示和/或操作元件(3)包括机械按键(39)，其可通过密封(35)中被利用按键盖(43)封闭的凹口(41)操作，并且由位于外壳(1)中的限流及限压元件(45)供电。

7.根据权利要求2所述的外壳(1)，其中显示和/或操作元件(3)与插入件(21)连接，并且插入件(21)可旋转进入期望位置并且可利用紧固件(47)固定。

8.根据权利要求1或7所述的外壳(1)，其中在第一部分(23)的外部槽中置入安全环(51)。

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