CN117397127A - 现场设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种现场设备(1)，所述现场设备(1)包括非金属壳体(12)，电气部件特别地是被容纳在法拉第笼(13)中，以用于接地的目的。根据本发明，提供导电销(11)，以将所述笼(13)接地。为此，所述壳体(12)包括套管(120)，所述销(11)能够沿着插入轴线(a)插入所述套管(120)中。所述壳体(12)和杯状件(13)相对于彼此布置成使得用于所述销(11)的端部销(111)的所述杯状件(13)的接纳区域(130)相对于所述插入轴线(a)与所述套管(120)对准。根据本发明，所述现场设备(1)的特征在于包括导电弹簧元件(14)，该导电弹簧元件(14)在所述接纳区域(130)中相对于所述插入轴线(a)径向地弹性围封所述端部销(111)，使得所述销(11)与所述杯状件(13)电接触。这种设计的特别优点是，不管所述杯状件(13)或所述壳体(12)具有任何部件公差，所述销在插入期间都不能倾斜。
Description
技术领域
本发明涉及一种耐腐蚀现场设备，其具有用于将现场设备的电子部件接地的插入连接件。
背景技术
在过程自动化技术中，现场设备通常用于记录或影响某些过程变量。为了记录相应的过程变量，现场设备根据类型包括特定的电子部件，以实现相应的测量原理。根据设计，相应的现场设备类型因此可以用于例如测量填充水平、流速、压力、温度、pH值和/或电导率。许多种这样的现场设备由恩德莱斯和豪瑟尔集团公司制造和分销。
各个现场设备类型的电子部件通常被容纳在金属壳体中，该金属壳体用作法拉第笼，以保护所述部件并且相应地是被接地。然而，还存在其中非金属壳体是有利的或需要的应用场合。例如，在腐蚀条件下、例如海上场所中使用的现场设备以及在具有酸性或碱性介质的过程中，优选地是基于塑料基的壳体。在这种情况下，电子部件由附加的导电杯状件保护，该导电杯状件用作法拉第笼，并且与电子部件一起布置在塑料基的壳体中。
在现场设备壳体的非金属设计中，电子部件或杯状件的接地变得更加困难，因为相应的接地销必须穿过塑料壳体。在这种情况下，壳体中的相应的销套管必须与杯状件的相对应的销接纳区域精确地对准特别成问题。然而，由于部件公差，这不能以经济上可接受的成本来实现。因此，任何部件公差都会导致销倾斜，从而导致接地不充分。
发明内容
因此，本发明基于提供具有非金属壳体的现场设备的目的，该现场设备的电子部件可以接地。
该目的通过包括以下部件的现场设备来实现：
-电气销，所述电气销具有：
o电缆连接件；以及
o与电缆连接件相反的端部销；
-设备壳体，例如，设备壳体由电绝缘材料制成，用于防腐蚀目的；
o套管，销可沿着插入轴线插入套管中；
-由诸如铝的导电材料制成的杯状件，该杯状件可以布置在壳体中，并且用作现场设备的电子部件的法拉第笼，该杯状件具有：
o接纳区域，所述接纳区域相对于插入轴线与壳体的套管对准，使得销的端部销终止于接纳区域。
根据本发明的现场设备的特征在于包括导电弹簧元件，该导电弹簧元件在接纳区域中相对于插入轴线至少径向地或另外还弹性围封端部销，使得杯状件电连接到销。
原则上，没有固定地规定如何设计弹簧元件，只要它是径向弹性的和导电的就行。为此，弹簧元件可以被构造为例如对应于端部销的套筒，该套筒具有至少三个可弹性或塑性变形的内板条(lamellae)。在这种情况下，板条可以相对于插入轴线轴向或径向周向布置。由于弹性或塑性变形性的原因，如果套筒由铜、铜铍合金或黄铜制成，则是有利的。作为实现为套筒的替代方案，本发明范围内的弹簧元件也可以构造为对应于端部销的环形弹簧或波形弹簧。不管弹簧元件的设计如何，如果弹簧元件包括金涂层，则使接触电阻最小化是有利的。
有利的是，壳体在插入轴线的方向上形成销的端部止动件，使得当到达所述端部止动件时，销的端部销自动终止于接纳区域中或弹簧元件中。此外，如果现场设备包括轴向固定销以防止拉出的固定开口销，则是适当的。为此，在销中需要对应于开口销的套管，该套管正交于插入轴线在壳体中延伸。
基于以下方法步骤，根据本发明的现场设备可以根据前述实施例之一来制造：
-将弹簧元件插入杯状件的接纳区域中；
-随后，将杯状件插入壳体中，使得接纳区域或弹簧元件相对于插入轴线与套管对准；
-将所述销从所述壳体的远离所述杯状件的外侧插入到所述套管中，使得所述端部销相对于所述插入轴线径向地且可选地是还轴向地被所述弹簧元件弹性围封起来，并且使得所述销与所述杯状件电接触；以及
-通过将销插入开口销套管中而轴向固定销，以防止拉出，前提是提供了固定开口销。
附图说明
将参考以下附图更详细地解释本发明：
图1：根据本发明的现场设备在接地连接的区域中的细节。
具体实施方式
为了理解本发明，图1示出了根据本发明的接地连接区域中的现场设备1的截面图。为了实现耐腐蚀性，例如，现场设备1包括例如由PP、PE或PU制造的塑料基的壳体12。现场设备1的电子部件(图1中未明确示出)由充当法拉第笼的另外的杯状件13保护。杯状件13则布置在壳体12的内部。
为了使杯状件13用作法拉第笼，它由诸如铝的导电材料制成。为了使杯状件13接地，提供金属基的销11和用于销11的对应端部销111的杯状件侧接纳区域130作为接地连接的部件，使得杯状件13可以经由销11电接触或接地。在这种情况下，销11将被构造成具有例如至少6mm的对应直径，以确保所需的导电性。在所示的实施例中，销11包括用于电缆束的压接连接件或作为用于连接接地电缆的电缆连接件110的开放电缆端部。在这种情况下，销11上的电缆连接件110与端部销111相反，因此在插入状态下保持处在壳体12的外部。为了能够将销11从壳体外部馈入到杯状件13或其接纳区域130，以这种方式定位的套管120被嵌入壳体12中，使得套管120沿着限定的插入轴线a朝向接纳区域130对准。
一方面，当销11从壳体外部插入时，套管120用作销11沿着插入轴线a的引导件。在这种情况下，在图1所示的实施例中，套管120构造成使得插入轴线a正交于壳体12的外表面延伸。另一方面，当销11插入时，套管120在结构上形成端部止挡件，使得销11的端部销111在插入状态下强制地终止于杯状件13的接纳区域130中。此外，密封环114在图1中在套管120的水平高度处设置在销11上的径向周向凹槽中，所述密封环114保证了套管120的流体密封。
为了在杯状件13已经插入到壳体12中之后使套管120与接纳区域130对准，壳体内部和杯状件13必须在结构上彼此适配，例如通过对应的引导件或对应的端部止挡件(图1中未详细示出)来实现。然而，壳体12或杯状件13上的任何部件公差可能导致套管120和接纳区域130不能理想地沿插入轴线a彼此对准，而是相对于彼此略微移位或倾斜。
为了即使在这些情况下也允许销11的插入和电接触，套筒14作为导电弹簧元件布置在杯状件130的接纳区域130中，该套筒相对于插入轴线a径向地在接纳区域130中围封销11的端部销111。套筒14可以例如经由杯状件13的接纳区域130中的对应的外螺纹紧固或电接触。因此，当销11插入穿过壳体套管120时，端部销111插入套筒14中。这确保了杯状件13与外部的接地或电接触，使得插入连接例如经受住根据IEC/EN 61000-4-4的对应的“破坏测试”或根据IEC/EN61000-4-5的“浪涌测试”。
为了径向地弹性围封销11或端部销11，套管14具有至少三个内部的轴向对准的板条140。关于弹性可变形性，最好由铜铍合金制造套筒14或板条140。由于板条140的径向弹性作用，因此当销11插入时，防止倾斜。替代图1中所示的套筒14，作为替代方案，也可以使用环形弹簧或波形弹簧作为弹簧元件。此外，为了提高销11和接纳区域130之间的导电性，可以想到使弹簧元件14设置有金涂层。
在图1所示的实施例中，通过固定元件112，销11被固定，以防止销11被拉出。为此，销11具有对应于固定元件112的、相对于插入轴线a在接纳区域130和壳体套管120之间的套管113。因此，开口销套管113的正交定向连同固定元件112的超过销11的直径的至少一侧的突出防止了销11的轴向移位。
附图标记列表
1现场设备
11销
12壳体
13杯状件
14弹簧元件
110销的电缆连接件
111销的端部区域
112固定开口销
113开口销套管
114密封环
120进入壳体中的套管
130杯状件上的接纳区域
140纵向板条
A插入轴线。
Claims (11)
1.一种现场设备，包括：
-电气销(11)，所述电气销(11)具有：
o电缆连接件(110)；以及
o与所述电缆连接件(110)相反的端部销(111)；
-设备壳体(12)，所述设备壳体(12)具有：
o套管(120)，所述销(11)能够沿插入轴线(a)插入所述套管(120)中；
-由导电材料制成的杯状件(13)，所述杯状件(13)能够布置在所述壳体(12)中，所述杯状件(13)具有：
o接纳区域(130)，所述接纳区域(130)相对于所述插入轴线(a)与所述套管(120)对准，使得销(11)的所述端部销(111)终止于所述接纳区域(130)中，
其特征在于
-包括导电弹簧元件(14)，所述导电弹簧元件(14)被构造用以在所述接纳区域(130)中相对于所述插入轴线(a)径向地弹性围封所述端部销(111)，使得所述销(11)与所述杯状件(13)电接触。
2.根据权利要求1所述的现场设备，其中，所述弹簧元件(14)被构造成对应于所述端部销(111)的套筒，所述套筒具有：
o至少三个内板条(140)，所述至少三个内板条(140)特别地是相对于所述插入轴线(a)轴向地布置。
3.根据权利要求2所述的现场设备，其中，所述套筒(14)由铜、铜铍合金或黄铜制成。
4.根据权利要求1所述的现场设备，其中，所述弹簧元件(14)被构造成与所述端部销(111)相对应的环形弹簧或波形弹簧。
5.根据前述权利要求中任一项所述的现场设备，其中，所述弹簧元件(14)包括金涂层。
6.根据前述权利要求中任一项所述的现场设备，其中，所述壳体(12)由电绝缘材料制成。
7.根据前述权利要求中任一项所述的现场设备，其中，所述杯状件(12)被设计为用于电子部件的法拉第笼。
8.根据前述权利要求中的至少一项所述的现场设备，其中，所述壳体(12)相对于所述插入轴线(a)形成用于所述销(11)的端部止挡件，使得所述销(11)的所述端部销(111)终止于所述接纳区域(130)中或所述弹簧元件(14)中。
9.根据前述权利要求中的至少一项所述的现场设备，包括：
-固定元件(112)；以及
-对应于所述固定元件(112)的、处在所述销(11)中的套管(113)，所述套管正交于所述插入轴线(a)延伸，使得所述固定元件(112)轴向固定所述销(11)，以防止拉出。
10.一种用于制造根据前述权利要求中任一项所述的现场设备(1)的方法，包括以下方法步骤：
-将所述弹簧元件(14)插入所述杯状件(13)的所述接纳区域(130)中；
-将所述杯状件(13)插入到所述壳体(12)中，使得所述接纳区域(130)或所述弹簧元件(14)相对于所述插入轴线(a)与所述套管(120)对准；
-将所述销(11)从所述壳体(12)的远离所述杯状件(13)的外侧插入到所述套管(120)中，使得所述端部销(111)相对于所述插入轴线(a)径向地由所述弹簧元件(14)弹性围封起来，并且使得所述销(11)与所述杯状件(13)电接触。
11.根据权利要求9和10所述的方法，包括以下方法步骤：
-通过将所述开口销(112)插入到所述开口销套管(113)中而轴向固定所述销(11)，以防止拉出。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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