CN1129986C - 防爆引线连接器 - Google Patents

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Abstract

一种将防爆室内部电路和防爆室外面电路连起来的装置。本发明的引线连接器是用防爆材料制造的，且牢固地安装在防爆室的一个开口内。引线连接器外面的端子大体上有许多将各端子隔开的分隔区，以防由于相邻端子彼此相碰而产生火花。

Description

防爆引线连接器
                        发明领域
本发明涉及一种将防爆室内的线路接到室外端子上的连接器。更具体地说，本发明涉及一种引线连接器，它牢固地安装在一个防爆室的开口内，以防止火焰或内部爆炸物逸至引线连接器周围。再具体些说，本发明的防爆引线连接器可防止它上面的外部端子之间发生打火。
                          问题
一些工业环境存在爆炸性气体。这种环境中一个能量足够的火花就可以引发爆炸。一种潜在的火花源是用于在这些环境下执行或监测某些作业的电路。诸如电动机这样一些线路在工作时常会产生火花。通常将这些常产生火花的线路封在一个防爆室内，以防止室内产生的火花引燃室外的气体。
如何把防爆室内的常有火花的电路连到室外的端子上是一个问题。为了将常有火花的电路连到端子上，引线连接器必须穿过防爆室的壁而不影响该室的整体性。一般用于防爆室的引线连接器有两种不同的类型。第一种类型的引线连接器是由一些封装在室壁内的导线构成。第二种类型是一种压入或滑配进防爆室开口内的圆柱形引线连接器。这两种引线连接器在使用中都有一些缺点。
在防爆室壁由封装导线的方法有一个缺点，就是很难把导线封好。这些导线必须在封装材料注入室壁及固化的过程中固定到位。在封装材料固化前导线有一点移动都会使它定位不好。为确保导线装好需要额外的时间和设备。
在室壁内封装导线还有另外一个缺点，即在封装材料固化后，导线的位置不能变动，因为封装材料不容易清除或重新封装。如果有一根导线出毛病或者封装材料固化不好，则构成防爆室的整个壳体必须扔掉。这就浪费了材料而且很费钱。在室壁内封装导线还有一个缺点，就是只有有限的几种壳体结构能让导线方便地与室内的线路相连。为了便于与内部的线路连接，这些导线必须装在防爆室容易够得着的区域。而将导线安置在够得着的区域对于防爆室的制作是一个限制因素。
一个圆柱形引线连接器是通过挤压或滑配的方式装入防爆室的开口内。在授予Yarborough等人的美国专利No.5,399,807及EP 0309895中有这种类型引线的例子。圆柱形引线连接器的几种缺点和用作引线的导线的类型有关。一般圆柱形引线连接器的导线采用单根丝或者实心导体，例如销子。
在圆柱形引线连接器中采用单根丝的一个缺点是不容易进行自动化生产。每根单个丝必须分别装在防爆室的端子或其它型式的接头上。这会增加防爆室内所需的硬件。另外，将单根丝连到端子上也很费力。
在圆柱形引线连接器中采用刚性导线有一个缺点，就是刚性导线可能需要改变方位以便于和线路连接。为此需要增添一个机构。另外，圆柱形引线连接器必须安置在防爆室内一个容易接近的地方，以便于转动方向。
采用刚性连接器的另一个缺点是，引线连接器为圆形在空间上是不经济的，因它限制了刚性连接器的数目。另外，圆柱形引线连接器上安装刚性导线的端子位置对于现场接线不太方便。
防爆引线连接器还有一个问题，就是有时在壳体外面的电路能量相当高，当接近引线连接器的导线靠得很近时会产生火花。
                         解决办法
上面和其它一些问题，如采用本发明提供的防爆引线连接器，能得到解决，并使这方面的技术向前推进一步。根据本发明，将一个引线连接器加工成牢固地装在防爆室的开口中，以防止室内的火焰或爆炸物逸至引线连接器周围。按照本发明的引线连接器还将它外面一侧的每个端子彼此隔离开来，以防止相邻端子之间产生火花。本发明涉及的引线连接器的形状还能使端子的数目尽可能增多，并提供一个固定的方位。
本发明提供的引线连接器主要包括三部分：一些导线，一个端子壳体，一个防爆底座。每根导线在它的第一外端有一个端子。在每根导线的第二外端，有一根小轴穿过端子壳体和防爆底座中的相配小孔伸到防爆室的外面。
一个由非导电材料做的端子壳体被粘在防爆底座的外侧。一些穿过端子壳体的孔用来容纳导线，后者则被打入这些孔中以牢固地定位。每个导线的端子保持在端子壳体的表面上以便与外部线路连接。这些孔在端子壳体表面上应安置得使端子的数目最多。
为了防止在外部环境中发生爆炸，端子壳体将每个端子与相邻的端子隔开以免产生火花。围绕每个端子的U形分隔区能防止从端子上脱落的导线和其它导线碰到一起。U形分隔区内每列销子间的一个中心分隔壁和每列中相邻开孔之问的分隔壁所限定。
引线连接器的防爆底座是由能承受爆炸所造成的压力的材料制成的，且被装在防爆室的一个开口内。防爆底座的一个面板固定在防爆室的外壁上。端子壳体则固定在防焊底座面板的上表面。防爆底座的一个引线支座从面板的下表面伸出并牢固地装在防爆室的开口内。该引线支座延伸至防爆室的内部。应将引线支座设计成当它装入防爆室时两者之间的问隙尽可能小，以防火焰或爆炸物通过隙缝逸至外部环境中。贯穿整个防爆底座的孔与端子壳体中的孔相配。导线通过端子壳体中的孔，再穿过防爆底座中的孔，最后伸进防爆室的内部。通过向环绕导线的孔的空间注入一种封装材料来使防爆底座中的孔密封。这种封装材料可防止火焰或爆炸物透过一个孔逸出。
本发明的引线连接器与过去常用的防爆引线连接器相比具有以下优点。本发明的引线连接器可以是任意形状，因为已将防爆底座设计成的牢固地装在防爆室的开口内。由本发明提供的引线连接器上的端子的排列方式能最有效地利用引线连接器上的空间。由于本发明提供的防爆引线连接器是一个单独的元件，故引线连接器的毛病不会对防爆室产生有害的影响。本发明的引线连接器可以安在防爆室上任何位置，因为不存在方向的问题。
                     附图简介
图1是本发明一种可能的优选实施例的分解立体图；
图2是图1实施例的装配图；
图3是图1实施例中一个防爆壳体内部的顶视图；
图4是图1实施例的装配底视图；
图5是图1的实施例的一个剖面图；
图6是图1的实施例中防爆壳体里面一个开口内部的侧视图。
                       详细说明
图1是本发明一种可能的优选实施例的分解立体图。防爆引线连接器100的三个主要部件是：用销子101代表的一些导线，一个端子壳体110，和防爆底座120。端子壳体110固定在防爆底座120上，后者装在防爆室602(见图6)的开口内。这些导线插在端子壳体110的第一列孔151-160和第二列孔(图1未示出)内。导线穿过端子壳体110伸入防爆底座120的对应孔130-149中，并通过防爆底座120伸入防爆室602内(如图4所示)。
每根导线的本体从接线端子的头部伸出，它被压入端子壳体110中以使导线牢固定位。导线的端头露在端子壳体110的表面之上。导线本体穿过整个引线连接器100后伸入在引线连接器另一边的防爆室内部(见图6)。
在这种优选实施例中，每根导线是一个由导电材料做的销子101，它将防爆室602内部的电路与室603中的外部电路连起来(见图6)。销子101的螺丝103穿过系留锥形垫圈104的孔(未画出)，并被拧入销子101头部106的孔(未画出)中。系留垫锥形垫圈104和螺丝103在销子101上提供一个端接头。每个销子101的轴102穿过端子壳体110上的第一列孔151-160和与之平行的第二列孔(图1中看不见)，以及防爆底座120上的孔130-149。销子101的轴102的下端从防爆底座120伸进防爆室内部。在本优选实施例中，销子101的头部106的半径比端子壳体110中的孔大一些，因此必须用力压进孔内，这保证销子101能安装到位。
端子壳体110由非导电材料制成，用来安装这些销子101。端子壳体110的平台119有一个顶面111和一个底面112，它们基本上是平的平行表面。销子101被压入第一列孔151-160和第二列孔(图1中看不见)中，并从顶面111穿过平台119至底面112。在本优选实施例中，平台119大体上为椭圆状，两端为圆形，两个长的侧面基本上平行。第一列孔151-160和第二列孔(图1中看不见)沿平台119的纵轴对齐。导线的数量和排列方式不限，设计去除了可以选择端子壳体110的形状外，还可以选择孔的数目和排列方式。
由平台119表面110上的竖立壁限定的U形分隔区，在本优选实施例中用来防止从一个销子接头脱落的导线与同相邻接头连接的导线碰在一起。U形接头还能防止各端子之间打火。中间壁113基本上与纵轴平行，并将第一列孔151-160与第二列孔(图1中看不见)隔开。壁171-179及181-189从中间壁113垂直发出，它们一起构成每个端子的U形分隔区。中间壁113两头的端壁114和115构成两头端子的U形分隔区。
端子壳体110的底面112与防爆底座120的外表面相连接。底面112上的配合环117与防爆底座120的空腔123相配。配合环117环绕端子壳体110表面112上的第一列孔151-160和第二列孔(图1中看不见)。在本实施例中，配合环117的形状基本与平台119相同。配合环117和内腔123使端子壳体110内的第一和第二列孔与防爆底座120内的孔130-149对齐。端子壳体110用胶或其它方法固定在防爆底座120上。
防爆底座120用能承受爆炸所产生的压力的材料制造，并安装在防爆室的开口内(见图6)。防爆底座120的面板121固定在防爆室602的外壁上(见图6)，且有一个内腔123，配合环117就座于其中并将端子壳体110与面板121上相连。内腔123的底面有一些孔130-149。孔130-149穿过底座120伸入壳体内的一个底面，每个孔130-149与端子壳体110中第一列孔151-160或第二列孔(未画出)中的一个相配。在本优选实施例中，防爆底座的面板121上的几个突出部里有孔124-129，可插入螺钉(未示)以将防爆底座120固定在防爆室上。也可以用其它的方法把引线连接的100固定在防爆室上。
防爆底座120的引线支座122从底边面板121穿过防爆室602的开口601伸入室602的内部(见图6)。在本优选实施例中，引线支座122和端子壳体110一样是柱形椭圆状，两头为圆形，两个侧面基本平行。孔130-149穿过支座122通向壳体的内部。销子101穿过孔130-149，销子的轴102的端部穿过引线支座122伸入壳体的内部。
图2表示已经装配好的引线连接器。端子壳体110固定在面板121上。分隔壁113-115，171-179，和181-189围绕端子壳体110上第一和第二列孔(图2中看不见)中的每个孔形成端子的小阱201-220。装在销子(图2中看不见)上的螺丝102和垫圈103处在端子小阱201-220的底面上，并给与销子101相连的导线(未示)提供端子接头。
图3是装入防爆室300的孔(未示)内的引线连接器的顶视图。面板121用螺钉301-306穿过面板121中的孔124-129与室300的外面相连接。螺钉的类型可由制作人选择，对本发明并不重要。另外，还可采用其它的方式将引线连接器100固定在室壁上。端子壳体110与面板121的顶面相连。在端子壳体110的面111的顶部，竖立壁113-115，171-179和181-189形成端子小阱201-220，其中每一个包含每根导线的端子接头。
图4为已装配好的引线连接器100的底视图。每个销子的轴102的端部穿过孔130-149后从引线连接器100的底面伸出。这使装配壳体时能方便地将内部线路与壳体内的销子相连。引线100的底面有一凹槽401，其中充满了封装材料500(见图5)，以防止火焰或爆炸物穿过孔130-149的一个通道。
图5是引线的横剖面图，显示了引线内的封填材料500。封填材料500为环氧或其它的填充材料，它将引线100中的孔封死，以防火焰或爆炸物从中逸出。图5中，孔132和142表示引线底座120中的典型配对孔。封填材料500至少必须将引线底座120中的孔填满。在本优选实施例中，封填材料500还基本上填满底座120的槽腔401和空腔123，以确保孔完全封孔。在另一些实施例中，也可以采用其它的方法将孔封孔。例如，通过将封填材料500注入一个模子内使围绕导线形成一个底层而做成引线。
图6是引线100在开口601中的剖面图，此开口是在室602和603的公共壁604上。在本优选实施例中，防爆室602内装状内部电路(未示)，而室603内装着外部电路(未示)。引线连接器100将防爆室602中的内部电路和室603中的外部电路连起来。底板121和端子壳体110都装在壁604上。引线支座122穿过开口601伸入壳体602的内部。在本优选实施例中，加工引线支座122和开口601时，应使引线支座122任何一边和开口601之间的间隙都是由引线支座122的长度所限定。另外，在本优选实施例中，引线支座122的长度等于壁604的厚度。这种结构可防止爆炸物或火焰从间隙中逸出，而不管开口是否用了垫片或其它类型的密封。
上面描述的是本发明的防爆引线连接器的一种优选实施例。虽然这里只讲了本发明的一种特殊的实施例，但可以预料，业内人士能够并且将会设计出其它的防爆引线连接器，而不会在字义上或等同原则上超出下面提出的权利要求书的范围。

Claims (8)

1.一种将防爆室(602)内部的电路与该防爆室外部电路相连的防爆引线连接器，所述防爆引线连接器包括：
若干导线；
一个端子壳体(110)，它具有一个第一表面(111)，一个第二表面(112)和若干从所述第一表面至所述第二表面穿过端子壳体(110)的孔(151-160)，用来接纳上述的若干导线；
及一个防爆底座(120)，它具有若干孔(130-149)，所述防爆底座(120)中的孔(130-149)的每一个做成与若干穿过端子壳体(110)中的孔(151-160)的相应一个相配及对准；
一种封填材料(500)，它布置在防爆底座(120)中，以防爆炸物、火焰或火花从防爆室逸出；
其特征在于，
所述具有第一表面(111)和第二表面(112)的端子壳体(110)呈椭圆形，其两端为圆形，且具有两个长的基本平行的侧面；
所述防爆底座(120)有一个顶侧(121)，与端子壳体(110)的所述第二表面(112)相连，还有一个引线支座(122)垂直延伸至该顶侧(121)，所述的引线支座(122)基本呈椭圆形，其两端为圆形，且具有两个长的基本平行的侧面，该支座(122)做成可装入防爆室(602)的一个开口中并具有足够的长度，以防止爆炸物、火焰或火花从防爆室内的支座(122)和所述开口之间的隙缝中逸出；
所述的防爆底座(120)的若干孔(130-149)从顶侧(121)穿过引线支座(122)而贯穿该防爆底座(120)，所述若干导线中的每一根穿过端子壳体(110)的所述若干孔(151-160)中的一个，然后再穿过相应的贯穿所述的防爆底座(120)的一个孔(139-149)，并从引线支座(122)的一底侧伸出；以及
所述封填材料(500)用于将至少在贯穿防爆底座(120)的所述孔(130-149)内围绕所述一些导线的间隙填满。
2.如权利要求1的防爆引线连接器(100)还包括：
若干由所述端子壳体(110)的第一面(111)上的竖立壁(113-115，171-179，和181-189)围成的U形分隔区，以提供基本为U形的、绕穿过端子壳体(110)的每个孔(151-160)的包围圈(201-220)，以将相邻端子弧立开来。
3.如权利要求1或2的防爆连接器(100)还包括：
一个在引线支座(122)的所述底面上的凹槽(401)；和
基本填满凹槽(401)的封填材料(500)。
4.如权利要求1的防爆引线连接器(100)还包括：
一个在端子壳体(110)的第二面(112)上的配合环(117)，它是由一垂直延伸至第二面(112)上的竖立壁形成的，该竖立壁围绕所述的若干穿过端子壳体(110)的孔(151-160)；以及
一个处在防爆底座(120)的顶面(121)内的凹腔(123)，用来与配合环(117)相配，使通过端子壳体(110)的每个孔(151-160)与通过防爆底座(120)的一个相应的孔(131-149)对齐。
5.如权利要求1的防爆引线连接器(100)，其中端子壳体(110)的第一面(111)和第二面(112)是基本上平行的平面。
6.如权利要求5的防爆引线连接器(100)，其中穿过所述端子壳体(110)的一些孔(151-160)沿基本上平行于所述端子壳体的平面(111，112)的纵轴线的方向排成列。
7.如权利要求6的防爆引线连接器(100)，还包括：
一个处于贯穿所述端子壳体(110)的两列孔(151-160)之间的、基本上与端子壳体(110)的所述表面(111，112)的纵轴线平行的纵壁(113)；
若干处于贯穿所述端子壳体(110)的每一列孔(151-160)的相邻孔之间的、与上述纵壁(113)正交的壁(171-179和181-189)；以及
所述纵壁(113)和所述若干正交壁(171-179和181-189)构成U形分隔区，用以防止从一根所述导线的端子脱落的线头与连到相邻导线的端子上的线头相碰。
8.如权利要求1的防爆引线连接器(100)，其中所述的每根导线包括：
一个销子(101)；
一个位于所述销子的头部(106)的螺丝(103)；
一个靠近该销子的头部的垫圈(104)；以及
一个位于头部(106)中的螺孔；
所述螺丝穿过所述垫圈而拧入销子(101)的螺孔内，为销子(101)提供一个端接头。
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