CN101777390A - 工业仪表的安装 - Google Patents

Abstract

本发明公开了用于工业过程终端或类似仪表的灵活、模块化安装系统。仪表可使用仅具有最少量独特部件的外盒进行面板安装或DIN轨道安装。包括仪表外壳以包含前述终端的各个电子元件。外壳适于与DIN轨道配合，并可容易地与安装托架装配从而使该外壳能在面板安装结构中使用。在后一情形下，用户接口模块位于面板壁的另一侧上并通过其中提供的开口连接到仪表的适当电子元件。

Description

工业仪表的安装

技术领域

本发明涉及工业过程终端及其安装。更具体地，本发明涉及具有电子电路外壳的工业过程终端安装系统，其使工业过程终端能进行面板安装或DIN轨道安装。

背景技术

工业过程控制设备如工业称量天平通常包括可安装在控制面板或类似外壳中的过程终端(终端)。这样的过程终端可包括各种电子元件和用户接口。当存在用户接口时，其可从控制面板的外面接近或可整个位于控制面板外盒内。或者，终端及其它类似仪表可具有最小量的甚或没有用户接口。

终端通常适于面板安装或DIN轨道安装。例如，没有用户接口或仅有最小量用户接口的终端经常安装在控制面板外盒内的DIN轨道上。或者，具有更实质或更频繁接入的用户接口的终端可进行面板安装，其中终端电子电路的大部分位于控制面板外盒内，而用户接口可从其外面接近。遗憾的是，迄今为止终端均针对一种安装方法或另一种安装方法进行设计。因此，这样的终端要求不同及专用的安装硬件，这限制了终端安装互换性并增加产品成本。相反，本发明使终端能进行面板安装或DIN轨道安装，仅增加了较小且便宜的安装部件。

发明内容

本发明包括用于覆盖终端或其它工业仪表的各个电子元件的仪表外盒。仪表外盒可以是整体或部分模制的物品以有利于制造简单性和成本有效性。仪表外盒本质上模块化，因为其适于使能面板安装或DIN轨道安装。DIN轨道安装可经模制在外盒外壳内或与外盒外壳的背面相关联的DIN轨道安装槽实现。

同样的仪表外盒也可通过向外壳增加一对安装托架而进行面板安装。当进行面板安装时，仪表外盒外壳与用户接口模块协作以将相关的终端或其它仪表固定到(控制)面板壁。安装托架和外壳本质上模块化，因为外壳和安装托架具有使彼此连接的协作结构。在一示例性实施例中，外壳包括与安装托架中的相应槽配合的凸起、带鸠尾榫的棱。模制搭扣(锁定元件)可用于固定安装托架，及可提供模制档块以将安装托架适当地定位在外壳上。之后，外壳/安装托架组件靠控制面板壁的内部置放，用户接口模块与其对齐并在控制面板壁的另一侧。用户接口模块可使用攻有螺纹的双头螺栓固定到外壳上，双头螺栓穿过控制外盒中的孔。双头螺栓还穿过安装托架中的孔并与相关螺母啮合，使得仪表外盒和用户接口模块固定到控制面板壁上。

附图说明

图1为本发明的仪表外盒的示例性实施例的分解立体图，该外盒能够面板安装和DIN轨道安装。

图2a为图1的外盒处于部分面板安装状态的放大图。

图2b为图1的外盒处于完全面板安装状态的放大图。

图3a为图1的外盒处于部分DIN轨道安装状态的放大图。

图3b为图1的外盒处于完全DIN轨道安装状态的放大图。

具体实施方式

如上所述，过程终端及其它工业仪表通常针对面板安装或DIN轨道安装进行设计，而不同时针对二者进行设计。也就是说，用户在订货时即必须选择这样的工业仪表的安装类型，如果随后希望采用另一安装技术，则已经拥有的任何仪表通常很少可用。

从前述情形可容易地推断出，现有工业仪表利用非常有限的(如果有的话)共用安装部件。这样，针对同一工业仪表的面板安装和DIN轨道安装版本，必须相应生产独特的安装部件。除了与生产这样的独特部件相关联的不受欢迎的成本之外，目前的设计使特定终端或其它工业仪表不能容易地从一种安装类型转换为另一种安装类型。

本发明的示例性安装外盒5如图1中所示，及在该例子中被示为形成工业称量天平过程终端T的一部分。工业称量天平过程终端(在此也可称为“过程终端”或“终端”)T仅为了说明的目的示出，应当理解，使用本发明的外盒5可灵活地安装其它类型的面板安装和/或DIN轨道安装工业仪表。更具体地，本发明使终端或类似仪表能可选择地进行面板安装或DIN轨道安装，同时使用大部分一样的安装部件。

图1的分解图示出了当外盒5配置成面板安装时的各个部件。如图所示，外盒5包括实质上中空的仪表外壳10，该外壳10适于包含各个终端电子电路(如PC板)15。盖20连接到仪表外壳10的相应开面10b，同时提供到终端电子电路15的各个连接器等的线缆接入。当配置成面板安装时，如图所示，盖20可被视为后盖，其连接到外壳10的背面。

外壳10被设计成当面板安装时与面板壁(如控制面板壁)25的背面邻接。为清晰起见，只示出了示例性面板壁25的一部分。当进行面板安装时，外盒5还包括用户接口模块30，其可包含一个或多个显示器、输入设备等并可适当设计以与包含在外盒中的特定工业仪表的电子电路连接。如下面更详细描述的，当处于适当的安装位置时，用户接口模块与外壳10对齐并与面板壁25的另一侧邻接。攻有螺纹的双头螺栓35连接到用户接口模块30并通过面板壁25和固定到外壳10上的一对安装托架40。外盒5从而固定到面板壁25上，用户接口模块30沿面板外部暴露以便用户易于查看和/或与用户交互作用。

用户接口模块通过穿过面板壁25提供的开口150连接到仪表外盒10中的适当电子元件。另外，用户接口模块30可使用两颗螺钉45固定到面板壁25的正面。螺钉45穿过已在面板壁25中适当产生的开口50并拧入接口模块30中的接收孔55内。在该特定实施例中，可选的密封垫60也可位于接口模块30和面板壁25之间以用于密封目的。

通过进一步参考图1-2b，可更好地理解上面简要提及的面板安装技术。如图2a中所示，终端电子电路15和后盖20已安装到外壳10上。外壳10连接到面板壁25的背面包括将安装托架40连接到外壳，及使用户接口模块30的攻有螺纹的双头螺栓35穿过已在面板壁25中适当形成的开口70并穿过安装托架中的紧固件接收孔75。将安装托架40连接到外壳10及安装攻有螺纹的双头螺栓35的步骤可以任何顺序进行。例如，为清晰起见，图2a示出攻有螺纹的双头螺栓35在安装托架40安装之前延伸穿过外壳10和面板壁25，而在安装用户接口模块30之前将安装托架连接到外壳也是合理的(及可能的)。

如图1-2b中所见，每一安装托架40经外壳上的凸起安装棱80与安装托架40中的相应安装槽85啮合而固定到外壳10上。如图所示，在该特定实施例中，凸起的安装棱80和相应的安装槽85具有互锁结构以有利于将安装托架组装到外壳上，同时用于防止其任何无意的非滑动拆卸。如本领域技术人员将理解的，也可采用其它互锁安装棱/接收槽结构，没有任何在此描述的内容应被解释为将本发明限定为所示的互锁结构。

在所示的示例性实施例中，凸起的安装棱80在档块90处终止，档块设定安装托架40在外壳10上的适当位置。档块90安装在安装托架安装槽85的相应凹座部分95内。每一安装托架40还优选包括伸出的锁定支架100，该锁定支架与外壳10中的相应狭槽105啮合以防止安装托架沿安装棱80滑动。安装托架40也可包括空腔110，该空腔在DIN轨道锁定元件出现在面板安装终端5上时使安装托架能清除DIN轨道锁定元件140(在下面详细描述)。

一旦攻有螺纹的双头螺栓35穿过安装托架40中的接收孔75，它们通过攻有类似螺纹的螺母115啮合。提供螺母接收腔120以接收螺母。螺母接收腔120优选做成允许螺母115在其中旋转的尺寸。螺母115可以是如图所示的六边形截面，但对本领域技术人员显而易见的是，也可采用其它截面。此外，螺母115可具有有利于其旋转的槽、窝或其它特征。

随着螺母115位于螺母接收腔120中及攻有螺纹的双头螺栓35与其啮合，螺母115按攻螺纹方向进行旋转。螺母115在攻有螺纹的双头螺栓35上拧动使得外盒5朝向用户接口模块30移动并达到靠面板壁25的背面的可靠保持位置。之后，在工业仪表和相关设备(在该特定例子中为称量天平)之间可进行必要的电(如通信)连接。

外盒5的备选DIN轨道安装如图3a-3b中所示。如图所示，外盒5也包括包含各个终端电子电路15的外壳10。盖20也连接到外壳10，但在DIN轨道安装情形下连接到外壳10的正面。也就是说，当外盒5通过DIN轨道安装在机柜内时，在先前描述的面板安装外盒时的后盖20变成DIN轨道安装外盒的前盖板。优选但非必须地，前盖20使能包括小的显示器(未示出)，当终端T或类似仪表为DIN轨道安装时用户可看见和接近该显示器。外壳10的、在图1-2b的面板安装实施例中与面板壁25邻接的面变为该实施例中与DIN轨道125啮合的面。在该具体例子中DIN轨道125被示为具有垂直定向的同时，外壳10也可连接到水平或其它定向的DIN轨道125。

如图3a-3b中所见，外壳10的啮合面10a包括DIN轨道接收槽130，该DIN轨道接收槽适于将DIN轨道125接收在其中。在该实施例中，外壳10还包括整体模制的锁定突出部135，该突出部用于在DIN轨道放在DIN轨道接收槽130中时保持DIN轨道125的一侧。DIN轨道125的另一侧借助于滑动DIN轨道锁定元件140固定到外壳10，锁定元件140位于仪表外盒中的相应槽145内。DIN轨道锁定元件140在图3a中被示为从槽145移去以使能更好地观察该结构。如结合附图可理解的，DIN轨道锁定元件140在DIN轨道125放入DIN轨道接收槽130之前位于收起位置，之后其移动到锁定位置，如图3b中所示。

通过附图及上面的描述可明显看出，外壳10的设计使得其帮助相关仪表易于面板安装或DIN轨道安装。例如，为从DIN轨道安装结构切换到面板安装结构，只需要增加安装托架。由于使用用于连接两个部件的互锁结构，安装托架的安装可快速且容易地实现。将安装托架模制在仪表外盒中或将安装托架永久连接到仪表外盒上也是可能的。然而，很显然，通过将安装托架保持为单独零件可实现成本节约，当客户仅对DIN轨道安装相关仪表感兴趣时可省略安装托架。这样，从DIN轨道安装方式省略安装托架还释放空间，这些空间可由附近的配线盘或其它装备占用。此外，由于零件的通用性，如果希望或必须从DIN轨道安装结构切换为面板安装结构，客户随后可以较低成本购买安装托架。

从附图及关于本发明某些示例性实施例的相关书面描述应当理解，本发明仪表外盒使能灵活地安装工业仪表，同时使与每一安装技术相关联的独特零件的数量最小化。对本领域技术人员还显而易见的是，本发明包含所示及在此所述的示例性实施例的变化。因此，在本发明的一些实施例已在上面详细描述的同时，本发明的范围不应视为受这些公开内容限制，及在不背离本发明精神的情况下可进行修改。

Claims (16)

1.仪表外盒，包括：

用于包含所述仪表的各个电子元件的中空外壳，所述外壳包括第一开面、第二面及至少两个方向相对的壁；

连接到所述外壳的所述第一开面的盖；

通过所述外壳的所述第二面的DIN轨道接收槽，所述第二面与所述第一开面反方向；及

位于所述外壳的所述至少两个方向相对的壁的外部上的至少一凸起的安装棱。

2.根据权利要求1的仪表外盒，其中所述外盒适于通过使用所述DIN轨道接收槽和与滑动DIN轨道锁定元件协作的一个或多个整体锁定突出部安装到DIN轨道上。

3.根据权利要求2的仪表外盒，其中所述盖包含至少一开口以使能接近所述仪表的所述电子元件。

4.根据权利要求3的仪表外盒，其中所述安装棱是所述外壳的整体构成部分。

5.根据权利要求4的仪表外盒，其中所述安装棱为互锁设计。

6.根据权利要求5的仪表外盒，还包括与所述盖相关联的显示器，当所述外盒安装到DIN轨道上时所述显示器可由用户看见。

7.根据权利要求1-6任一所述的仪表外盒，还包括用于面板安装所述外盒的至少两个安装托架，每一安装托架适于与所述外壳上的所述凸起的安装棱中的相应安装棱啮合并由该安装棱保持。

8.根据权利要求7的仪表外盒，还包括具有多个从其伸出的攻有螺纹的双头螺栓的用户接口模块，其中每一安装托架包括至少一用于接收所述用户接口模块的攻有螺纹的双头螺栓的孔及用于与所述攻有螺纹的双头螺栓啮合的多个对应的攻有螺纹的螺母。

9.根据权利要求8的仪表外盒，其中所述外盒适于通过下述步骤进行面板安装：将所述外壳的所述第二面置放为与面板壁的第一侧邻接接触；将所述用户接口模块置放为与所述面板壁的另一侧邻接接触；将所述安装托架固定到所述外壳上；使所述用户接口模块的所述攻有螺纹的双头螺栓穿过所述面板壁中的孔及穿过所述安装托架中的相应紧固件接收孔；及使所述螺母在所述双头螺栓上拧动以使所述外壳朝向所述用户接口模块挨近并达到靠着所述面板壁的可靠保持位置。

10.根据权利要求9的仪表外盒，其中所述安装托架包括螺母接收腔。

11.根据权利要求10的仪表外盒，其中每一所述安装棱包括位于所述外壳的第二侧附近的档块，所述档块设计成与相应安装托架中的凹座部分配合以使安装托架相对于所述外壳处于适当位置。

12.根据权利要求11的仪表外盒，其中每一安装托架包括锁定支架，该锁定支架具有设计成从其伸出并在所述安装托架连接到所述外壳时与所述外壳中的相应槽啮合的突出部分。

13.根据权利要求12的仪表外盒，在所述用户接口模块中还包括至少一攻有螺纹的孔，该孔用于接收攻有类似螺纹的紧固件，所述紧固件在外盒安装期间穿过所述面板壁中的相应开口以将所述用户接口模块固定到所述面板壁。

14.根据权利要求13的仪表外盒，还包括置放在所述用户接口模块和所述面板壁之间的密封垫。

15.包括根据权利要求1-14任一所述的仪表外盒的模块化仪表外盒组件，还包括包含至少两个面板安装托架、用户接口模块和多个螺母的套件，其中所述外盒适于通过使用所述套件进行面板安装，及其中所述外盒适于通过将所述DIN轨道接收槽与DIN轨道啮合并使用一个或多个整体锁定突出部和协作的滑动DIN轨道锁定元件将所述外壳固定到轨道上而进行DIN轨道安装。

16.根据权利要求15的模块化仪表外盒组件，其中：每一安装托架适于与所述外壳上的所述凸起的安装棱中的相应安装棱啮合并由该安装棱保持，每一安装托架包括至少一用于接收所述用户接口模块的攻有螺纹的双头螺栓的紧固件接收孔，所述螺母的螺纹攻成与所述双头螺栓啮合的螺纹；所述外壳的所述第二面置放为与面板壁的第一侧邻接接触，所述用户接口模块置放为与所述面板壁的另一侧邻接接触，所述安装托架固定到所述外壳上，使所述用户接口模块的所述攻有螺纹的双头螺栓穿过所述面板壁中提供的孔及穿过所述安装托架中的所述紧固件接收孔，及所述螺母在所述双头螺栓上拧动以使所述外壳朝向所述用户接口模块挨近并达到靠着所述面板壁的可靠保持位置。

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