CN110784059A - 用于在工业a/c感应电机危险环境中使用的电气导管盒 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及用于在工业A/C感应电机危险环境中使用的电气导管盒。一种导管盒，用于安装在危险环境中的工业大小的AC感应电机上。该导管盒包括盖子和外壳、在盖子与外壳之间的垫圈密封件、以及内部分隔壁。导管盒由其中玻璃纤维含量为约26重量％的交联聚合物基质制成，其中该材料具有热固性尺寸稳定性并且由聚酯和乙烯基酯的组合物形成。导管盒的壁呈锥形，并且导管盒另外被构成且构造为满足危险环境的要求。

Description

用于在工业A/C感应电机危险环境中使用的电气导管盒

技术领域

本发明一般涉及用于工业电机的电气导管盒，更具体地但非排他地涉及用于在危险环境中所使用的工业电机的电气导管盒。

背景技术

需要提供适用于电机的更大范围的操作用途的电气导管盒。一些现有系统相对于某些应用具有各种缺点。因而，仍需要在这一技术领域做出进一步贡献。

发明内容

本发明的一个实施例是一种独特的电气导管盒。其他实施例包括用于在危险环境中所使用的工业电机导管盒的装置、系统、设备、硬件、方法、以及组合。根据本文中所提供的描述和附图，本申请的其他实施例、形式、特征、方面、益处和优点将变得显而易见。

附图说明

图1描绘了具有导管盒的工业电机。

图2描绘了图1的电气导管盒的实施例。

图3描绘了图1的电气导管盒的实施例。

图4描绘了图1的电气导管盒的实施例。

图5描绘了图1的电气导管盒的实施例。

图6描绘了电气导管盒的孔和分隔壁。

具体实施方式

为了促进对本发明原理的理解，现在，参考附图中所图示的实施例，并且特定语言用于描述这些实施例。然而，应当理解，不因此旨在限制本发明的范围。本发明所涉及的领域的技术人员通常会想到所描述的实施例中的任何改变和其他修改以及如本文中所描述的本发明的原理的任何其他应用。

参考图1，公开了一种电机50，其可以用于多种应用，诸如用于石油化学工业、食品和饮料、药品。电机可以是工业大小的大型AC感应电机。电机50的一些非限制性实施例包括能够产生350HP至1500HP并且范围可以在400V至4000V以及33满载安培至1700满载安培之内的那些电机。电机50包括专门设计的导管盒52，其用于工业大小的电机50放置在危险位置的应用中。这些危险位置可包括但不限于间歇存在可燃/易燃材料(诸如气体、蒸气等)的危险位置。在一些形式中，危险位置还可以包括连续存在可燃/易燃材料。危险位置的示例包括(诸如食品加工应用中)存在灰尘的那些危险位置或(诸如石油化学相关位置中)存在危险蒸气的那些危险位置。导管盒52用于将布线连接/拼接在一起，并且其中盒52包括满足来自相关当局(诸如美国、加拿大和其他地方的NEMA、UL、CSA等的当局)的安全要求的专业特征。

图2至图4图示了导管盒52的一个实施例。导管盒52通常包括：外壳54，其形成用于布线连接的内部空间；以及盖子56，其用于相对于外部条件封闭内部空间。盖子56可以包括形成为盖子56中的凹陷的手指保持器58，但是盖子56是实心盖子，该实心盖子当如下所述紧固到外壳54时，用来防止和/或阻止灰尘、液体或其他外来碎屑进入外壳54的内部空间。

如下文所进一步描述的，外壳54和盖子56由复合材料制成，发现该复合材料适用于压缩模制构造。这种模制构造提供了外壳54的整体构造，其包括下文所讨论的几个内部特征。该复合材料是非金属材料，并且包括交联聚合物基质，其中玻璃纤维含量约为26重量％。已经发现这种构造在导管盒的一定范围的操作条件内维持热固性尺寸稳定性。更进一步地，该材料由聚酯和乙烯基酯热固性模塑料的组合物形成，其在固化时提供不可逆交联聚合物基质复合材料。特定形式的材料是由IDI Composites供应的团状模塑料(BMC)，并且由编号46-16-26表示。已经发现这种材料提供了强度、阻燃性、弯曲、拉拔、扭矩、抗冲击性和抗破碎性的经常性对抗要求。导管盒中使用的壁厚度满足UL-94的5VA阻燃等级。具有下文所描述的相关联特征的导管盒满足防尘并且防止浸入水中至15厘米至1米之间的深度的影响的IP67标准。在一种形式中，导管盒52被构造为承受由面积为4×10英寸的平坦表面施加的压缩力，其中每个施力器在其上施加100磅的力1分钟。根据为导管盒选择的尺寸，可以应用盒可以容纳的尽可能多的施力器，最多高达8个。导管盒52的额定值可以高达IP67，并且可以提供盒的材料成分和布局，使得经由相关的加拿大和美国当局(例如，CSA和UL)提供认证。

在图3和图4中可以更清楚地看到外壳54的其他特征。外壳54的内部空间通常由从背板62延伸的侧壁60形成，并且包括用于将内部空间分成第一隔室66和第二隔室68的分隔壁64。第一隔室66被指定为高压隔室，而第二隔室68被指定为低压隔室。在一种形式中，高压隔室66适合于包含240V连接，并且低压隔室68适合于包含24V连接。高压隔室66可以用于连接用于为电机提供空间加热器功能的布线，而低压隔室68可以用于为热传感器(诸如但不限于电阻热探测器(RTD))提供连接。在一种形式中，低压隔室68可以包括连接24-12AWG布线的配置(provisions)，而高压隔室66可以包括连接16-10AWG布线的配置。

应当领会，复合压缩模制构造导致外壳54的整体成形。例如，侧壁60、分隔壁64和背板62彼此一体，这提供了支撑以实现强度、阻燃性、弯曲、拉拔、扭矩、抗冲击性和抗破碎性的各种对抗要求。整体构造形成成品部件，其中一个部分与另一部分紧密结合。在这种意义上，上文所提及的侧壁60在一些情况下可以被认为是围绕内部空间的周边延伸的单个外侧壁。因此，当领会到一体构造可以呈现外周边是单个侧壁的视图时，并不旨在限制对复数个侧壁的引用。

导管盒52还包括几个其他特征，使其适合与工业大小的大型AC感应电机50一起使用。导管盒52的背板62包括中心螺纹孔70，其用于接纳来自电机50的电气导管，该电气导管连接到第一隔室66或第二隔室68。中心螺纹孔70是模制构造，其中一种形式包括锥形螺纹和/或NPT管螺纹。如在图6中可以看出，分隔壁64延伸跨过开口70，以将通道隔离成与高压隔室66连通的部分和与低压隔室68连通的部分。分隔壁64被示为当其跨越由孔70形成的开口时，偏向于中心螺纹孔70的一侧，但是应当领会，分隔壁64可以以任何种类的布置来跨越孔70。中心螺纹孔70可以包括凸起部分72，如图4所示。

外壳54还可以包括图3和图4中所示的几个其他通道。图3中图示了第一隔室通道74和第二隔室通道76，并且第一隔室通道74和第二隔室通道76用于在外壳54内部提供客户连接。连接到外壳54内部的来自电机50的电气布线穿过中心螺纹孔70，然后它们被分开以便路由到隔室66或68。同样，在图4中，通道78和80可以存在于背板62中以准许附加布线进入，诸如用于在电机50中使用的轴承的RTD传感器。通道74、76、78和80中的任一通道可以以与螺纹孔70的各种实施例类似的方式螺接。因此，进出导管盒52的所有连接都可以防止拉拔、弯曲等。

垫圈82可以设置在外壳54与盖子56之间。垫圈82可以包括切口84，该切口84用于当形成为盖子56中的凹陷时接纳手指保持器58。垫圈82的尺寸被设计为适配在唇缘86内，该唇缘86形成在外壳54的周边周围。垫圈82可以嵌套在唇缘86内，当盖子56被附着在适当位置时，垫圈82可以被捕获在适当位置。垫圈82可以由氯丁橡胶制成，以帮助维持隔室的密封性质。为此，分隔壁64的高度使得垫圈82被捕获在盖子56和壁64的顶部之间，从而产生密封隔室66和68，密封隔室66和68彼此密封，而且还与外部环境密封。

外壳54还包括与端子块88有关的附加特征，该端子块88可以经由与端子块安装件90接合的紧固件附着到外壳54。外壳54还可以包括用于经由紧固件将盖子56附着到外壳54的盖子安装件92。端子块安装件90和盖子安装件92都可以由黄铜或不锈钢制成，并且在外壳54的成形期间模制在适当位置。安装件90和92可以包括用于阻止安装件90和92从外壳54移除的外部特征。这些特征可以包括带倒钩的突出部。

导管盒52可以涂漆以提供UV保护。在一种形式中，外壳54和/或盖子56可以用合适的研磨料(诸如砂纸)打磨，以备表面与涂层(诸如底漆或油漆)粘附。

为了为电机安装座应用提供合适特征，可以在外壳54中发现几个其他特征。侧壁60和分隔壁64中的至少一个呈锥形，使得侧壁60和/或分隔壁64的厚度随着壁在导管盒52的盖子侧和导管盒的背板侧之间延伸而改变。为了阐述直接解释，根据定义，壁中的每个壁将具有在相对壁之间形成的厚度。例如，形成导管盒52外部的侧壁60中的每个侧壁具有面向外部的壁和面向内部的壁。分隔壁64包括面向第一隔室66的壁和面向第二隔室68的壁。这些壁中的每个壁的厚度沿着壁的深度(即，沿着壁在盖子侧与背板侧之间延伸时的方向)变化。在一种形式中，在导管盒52的背板62附近或在导管盒52的背板62处的壁60和/或壁64的厚度大于在导管盒52的盖子侧附近或在导管盒52的盖子侧处的壁60和/或壁64的厚度。所有壁60和/或壁64都可以由拔模角限定，该拔模角可以取任何角度值。例如，侧壁60的全部或一些面向内部的壁可以具有拔模角，其中相对于最接近背板侧的横截面面积，导管盒的开口内部的横截面面积在导管盒的盖子侧最大。同样，与在背板侧处相比，第一隔室66和第二隔室68中的任一个或两者的横截面面积在盖子侧处可以最大。在一些形式中，锥形壁可以相对于背板成角度。图5图示了一个示例，其中壁60略微呈锥形，使得如图所描绘的顶侧壁和底侧壁之间的距离在导管盒52的背板侧处最小。壁60和/或壁62的厚度可以是5mm或更高，以通过相关火焰测试。盒的构造还准许2”钢球从51”高处下落，以便以6.8焦耳或5ft-lb冲击。在一些形式中，该构造还准许在13.8J下的冲击和以下三种不同条件下的冲击：部分在-40℃、室温、以及阳光直射下加热数小时。

用于形成导管盒52的模具可以由几个部件制成，其中一些部件可以具有螺纹特征。例如，一个模具部分可以用于形成孔70的模制螺纹，另一模具部分可以用于形成通道74的模制螺纹，另一模具部分可以用于形成通道76的模制螺纹，并且再一模具部分可以用于形成(多个)通道80的模制螺纹。背侧模具可以用于形成背部，而前侧模具可以用于形成前部、开口内部以及分隔壁64。

本申请的一个方面提供了一种装置，该装置包括导管盒，该导管盒被构造为接纳具有适合在电机中使用的计量器的电气导管，该导管盒包括：外壳，其具有从背板延伸以形成开口内部的侧壁并且由具有玻璃纤维的复合构造的非金属材料构成，该复合构造的非金属材料维持热固性尺寸稳定性，该外壳还包括分隔壁，该分隔壁的结构被设计为在开口内部内限定彼此独立的第一电压隔室和第二电压隔室以将低压电路与高压电路隔离，背板包括孔，该孔跨越分隔壁以形成去往第一隔室的第一通道和去往第二隔室的第二通道；以及盖板，其尺寸被设计为在开口内部上方延伸以当附着到侧壁中的至少一个侧壁时形成封闭的导管盒。

本申请的特征提供了其中复合构造包括交联聚合物基质和约26重量％的玻璃含量。

本申请的另一特征提供了其中导管盒是模制构造，其中外壳、分隔壁和侧壁是整体构造，并且其中玻璃纤维是随机化纤维。

本申请的又一特征提供了其中复合构造由聚酯和乙烯基酯热固性模塑料的组合物形成。

本申请的再一特征提供了复合构造具有耐火性，该装置还包括背板中的模制螺纹孔，并且其中分隔壁桥接跨过模制螺纹孔。

本申请的又再一特征提供了其中螺纹孔的结构被设计为紧固到电机安装座，并且该装置还包括在导管盒的模制成形期间附着到导管盒的金属插入件，该金属插入件具有突出部，以阻止从导管盒中移除。

本申请的再又一特征提供了其中螺纹孔是锥形螺纹孔，并且其中随着分隔壁从导管盒的前侧延伸到背板，分隔壁沿着其深度呈锥形，分隔壁与背板一体。

本申请的另一特征包括盖子，该盖子具有手指保持凹部和垫圈，该盖子由交联聚合物基质制成，其中当盖子通过螺纹紧固件附着到外壳时，盖子将垫圈捕获在外壳的凹入唇缘中，垫圈形成密封件以阻止灰尘和水进入开口内部并且形成密封件以维持第一电压隔室与第二电压隔室的分离。

本申请的再一特征提供了其中导管盒包括在多个侧壁中的一个侧壁中的多个通道。

本申请的又再一特征提供了其中侧壁中的一个侧壁包括具有锥形模制螺纹并且与第一电压隔室连通的第一通道，并且其中侧壁中的这个侧壁包括具有锥形模制螺纹并且与第二电压隔室连通的第二通道。

本申请的另一方面提供了一种装置，其包括电机导管盒，该电机导管盒具有限定开口内部的外壳和用于封闭外壳的开口内部的盖子，该外壳具有后壁和周边外侧壁，后壁和周边外侧壁都用于形成开口内部，外壳还包括用于将第一隔室与第二隔室分离的内部分隔体，侧壁和内部分隔体使用不可逆交联聚合物基质复合材料整体模制在一起，该不可逆交联聚合物基质复合材料被构造为在一定范围的操作条件内维持尺寸稳定性，外壳包括：第一整体模制平台，其具有嵌入整体模制平台内的第一金属插入件，该第一金属插入件的结构被设计为接纳盖子紧固件；以及第二整体模制平台，其结构被设计为接纳第二金属插入件，第二金属插入件用于将端子块附接到电机导管盒的内部。

本申请的特征提供了其中分隔壁包括随着壁从外壳的盖子侧前进到外壳的后壁侧而增加的厚度。

本申请的另一特征提供了其中随着壁从外壳的盖子侧向外壳的后壁侧倾斜时，分隔壁由拔模角限定。

本申请的又一特征提供了其中外壳包括周边唇缘，并且该装置还包括盖子和垫圈，盖子和垫圈的尺寸被设计为嵌套在周边唇缘中。

本申请的再一特征提供了其中不可逆交联聚合物基质复合材料由玻璃填充的复合材料形成，该玻璃填充的复合材料由聚酯和乙烯基酯热固性模塑料组成。

本申请的又再一特征提供了其中分隔壁跨越形成在后壁中的螺纹开口，以形成去往第一隔室的第一通路和去往第二隔室的第二通路，并且其中周边外侧壁包括与第一隔室连通的第一模制螺纹开口和与第二隔室连通的第二模制螺纹开口。

本申请的另一特征提供了其中后壁包括螺纹开口，分隔体的后壁侧跨越该螺纹开口，使得螺纹开口的第一部分与第一隔室连通，并且螺纹开口的第二部分与第二隔室连通。

本申请的又一特征提供了其中后壁的开口包括模制锥形螺纹特征，并且其中交联聚合物基质复合材料包括随机化玻璃纤维。

本申请的再又一特征提供了其中玻璃纤维含量为26重量％。

本申请的再又一特征包括盖子和垫圈，该盖子包括形成在其中的手指保持凹陷，该垫圈包括切口，该切口的尺寸被设计为容纳形成在盖子中的手指保持凹陷，该垫圈的尺寸被设计为密封盖子的外周边以阻止水侵入第一隔室和第二隔室，垫圈的尺寸还被设计为在盖子的封闭侧上接合盖子并且在内部分隔体的盖子侧上接合内部分隔体，垫圈与盖子和内部分隔体的接合的结构被设计为相对于第二隔室密封第一隔室。

虽然已经在附图和前面的描述中对本发明进行了详细说明和描述，但是同样被认为是说明性的而非限制性的，应当理解，仅示出和描述了优选实施例，并且期望保护落在本发明精神范围内的所有改变和修改。应当理解，虽然在上面的描述中使用诸如可优选的、优选地、优选的或更优选的之类的词语表示如此描述的特征可能是更期望的，但是它可能不是必需的，并且缺少这一特征的实施例可以被认为在本发明的范围内，本发明的范围由所附权利要求限定。在阅读权利要求时，旨在当使用诸如“一”、“一个”、“至少一个”或“至少一个部分”之类的词语时，除非在权利要求中特意相反指出，否则无意将权利要求限制为仅一个项目。当使用语言“至少一部分”和/或“一部分”时，除非另有明确说明，否则该项目可以包括一部分和/或整个项目。除非另有说明或限制，否则术语“安装”、“连接”、“支撑”和“耦合”及其变型被广泛使用并且包括直接和间接安装、连接、支撑和耦合。进一步地，“连接”和“耦合”不限于物理或机械连接或耦合。

Claims (20)

1.一种装置，包括：

导管盒，被构造为接纳电气导管，所述电气导管具有适合用于电机的计量器，所述导管盒包括：

外壳，具有从背板延伸以形成开口内部的侧壁，并且由具有玻璃纤维的复合构造的非金属材料构成，所述复合构造的非金属材料维持热固性尺寸稳定性，所述外壳还包括分隔壁，所述分隔壁被构造为在所述开口内部内限定彼此独立的第一电压隔室和第二电压隔室，以隔离低压电路与高压电路，所述背板包括孔，所述孔跨越所述分隔壁，以形成去往所述第一隔室的第一通道和去往所述第二隔室的第二通道；以及

盖板，尺寸被设计为在所述开口内部之上延伸，以在附着到所述侧壁中的至少一个侧壁时形成封闭的导管盒。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述复合构造包括交联聚合物基质以及约26重量％的玻璃含量。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述导管盒是模制构造，其中所述外壳、所述分隔壁和所述侧壁是整体构造，并且其中所述玻璃纤维是随机化纤维。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述复合构造由聚酯和乙烯基酯热固性模塑料的组合物形成。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述复合构造具有耐火性，所述装置还包括在所述背板中的模制螺纹孔，并且其中所述分隔壁桥接跨过所述模制螺纹孔。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述螺纹孔被构造为紧固到电机安装座，并且所述装置还包括在所述导管盒的模制成形期间附着到所述导管盒的金属插入件，所述金属插入件具有突出部以阻止从所述导管盒的移除。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述螺纹孔是锥形螺纹孔，并且其中随着所述分隔壁从所述导管盒的前侧延伸到所述背板，所述分隔壁沿着所述分隔壁的深度呈锥形，所述分隔壁与所述背板一体。

8.根据权利要求4所述的装置，还包括盖子，所述盖子具有手指保持凹部和垫圈，所述盖子由所述交联聚合物基质制成，其中当所述盖子通过螺纹紧固件附着到所述外壳时，所述盖子将所述垫圈捕获在所述外壳的凹入唇缘中，所述垫圈形成密封件以阻止灰尘和水进入所述开口内部、并且形成密封件以维持所述第一电压隔室与所述第二电压隔室的分离。

9.根据权利要求8所述的装置，其中所述导管盒包括在所述多个侧壁中的一个侧壁中的多个通道。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述侧壁中的一个侧壁包括具有锥形模制螺纹并且与所述第一电压隔室连通的第一通道，以及其中所述侧壁中的所述一个侧壁包括具有锥形模制螺纹并且与所述第二电压隔室连通的第二通道。

11.一种装置，包括：

电机导管盒，具有限定开口内部的外壳以及用于封闭所述外壳的所述开口内部的盖子，所述外壳具有后壁和周边外侧壁，所述后壁和所述周边外侧壁均用于形成所述开口内部，所述外壳还包括用于将第一隔室与第二隔室分离的内部分隔体，所述侧壁和所述内部分隔体使用不可逆交联聚合物基质复合材料而被整体模制在一起，所述不可逆交联聚合物基质复合材料被构造为在一定范围的操作条件内维持尺寸稳定性，所述外壳包括：第一整体模制平台，所述第一整体模制平台具有嵌入所述整体模制平台内的第一金属插入件，所述第一金属插入件的结构被设计为接纳盖子紧固件；以及第二整体模制平台，所述第二整体模制平台被构造为接纳第二金属插入件，所述第二金属插入件用于将端子块附接到所述电机导管盒的所述内部。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述分隔壁包括随着所述壁从所述外壳的盖子侧前进到所述外壳的后壁侧而增加的厚度。

13.根据权利要求12所述的装置，其中随着所述壁从所述外壳的所述盖子侧向所述外壳的后壁侧倾斜，所述分隔壁由拔模角限定。

14.根据权利要求13所述的装置，其中所述外壳包括周边唇缘，并且所述装置还包括盖子和垫圈，所述盖子和所述垫圈的尺寸被设计为嵌套在所述周边唇缘中。

15.根据权利要求14所述的装置，其中所述不可逆交联聚合物基质复合材料由玻璃填充的复合材料形成，所述玻璃填充的复合材料由聚酯和乙烯基酯热固性模塑料组成。

16.根据权利要求15所述的装置，其中分隔壁跨越形成在所述后壁中的螺纹开口，以形成去往所述第一隔室的第一通路和去往所述第二隔室的第二通路，并且其中所述周边外侧壁包括与所述第一隔室连通的第一模制螺纹开口和与所述第二隔室连通的第二模制螺纹开口。

17.根据权利要求11所述的装置，其中所述后壁包括螺纹开口，所述分隔体的后壁侧跨越所述螺纹开口，使得所述螺纹开口的第一部分与所述第一隔室连通、并且所述螺纹开口的第二部分与所述第二隔室连通。

18.根据权利要求17所述的装置，其中所述后壁的所述开口包括模制锥形螺纹特征，并且其中所述交联聚合物基质复合材料包括随机化玻璃纤维。

19.根据权利要求18所述的装置，其中玻璃纤维含量为26重量％。

20.根据权利要求18所述的装置，还包括盖子和垫圈，所述盖子包括形成在其中的手指保持凹陷，所述垫圈包括切口，所述切口的尺寸被设计为容纳形成在所述盖子中的所述手指保持凹陷，所述垫圈的尺寸被设计为密封所述盖子的外周边以阻止水侵入所述第一隔室和所述第二隔室，所述垫圈的尺寸还被设计为在所述盖子的封闭侧上接合所述盖子、并且在所述内部分隔体的盖子侧上接合所述内部分隔体，所述垫圈与所述盖子和所述内部分隔体的所述接合被构造为相对于所述第二隔室来密封所述第一隔室。

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