端子饋通裝置的制作方法

本申請基于并且要求申請日為2014年9月30日的美國臨時專利申請No.62/057,695的權益。

背景技術：

饋通裝置通常允許電信號或電功率穿過壁面或類似的結構。饋通裝置可被用于將一個或多個導體從電子設備的外殼穿到周圍環境，或者將一個或多個導體穿到電子設備的另一個隔室，同時保持與外殼、其它饋通裝置和其它導電的連接或電路電絕緣。

雖然饋通裝置被廣泛使用，但是相對很少量的饋通裝置是用于確保可能發生在該裝置的外殼或特定的隔室內的起火不會通過饋通裝置傳播并且不會點燃周圍空氣或另一個隔室內的空氣。由于初始的爆炸壓力以及由于二次點燃或由于壓力累積導致的壓力波，在足夠結實的殼體內的起火也將導致相當大的壓力。因此，饋通裝置的構造也必須能夠承受這種爆炸的壓力，以控制起火源。此外，饋通接頭可以允許燃燒的產物和產生的氣體膨脹通過該接頭釋放，但不會允許火焰前緣點燃在設備的另一個隔室內的空氣或殼體外部的空氣。這通常使用合適的火焰淬熄通路完成。這在電子設備在易燃的或者甚至爆炸性的氣氛中運行的環境中是特別重要的。在這種情況下，饋通裝置必須被設計為符合適用標準，以在外殼內的電路能夠產生具有足夠點燃空氣的能量的火花，或者如果電路具有能夠產生燃燒的足夠高的表面溫度的部件時，該火焰前緣不能穿過饋通裝置，并且饋通裝置能夠承受產生的爆炸壓力。無論是在設備的構造期間還是在設備安裝之后，都可以使用接線盒或接線實現饋通裝置的端接，用于永久布線或電路連接。用在爆炸性氣氛的接線盒和接線可能利用無火花、無電弧的構造，使得導體的間隙和接線盒本身的絕緣材料保證該電連接與其它導電介質 充分隔離。這種隔離和彼此之間電勢的確定保證不會發生易燃氣氛的點燃，因為沒有形成電勢弧點。這種保護概念在多種方法中被廣泛地提及，包括無電弧、無火花類型(增強安全)的或不易燃的設備。

一種常用的設置防火或防爆的饋通裝置的方式是通過使一個或多個導線穿過膠合接頭。為了形成膠合接頭，接合劑或合適的混合物，例如環氧基樹脂或者類似的樹脂體系，被倒在或者以其它方式形成在導線和饋通裝置的側壁之間。然后饋通裝置的側壁連接到外殼內的合適的孔上。在一些實例中，接合劑或混合物可以從導線直接延伸到殼體壁。當接合劑或環氧基樹脂固化或者硬化時，形成能夠抵抗內部爆炸壓力的結實的構造，并且提供防止火焰從接頭的一側向另一側傳播的密封。

膠合的或者用環氧基樹脂膠合的防爆接頭的一個局限是膠合接頭的質量和/或一致性由混合物、混合過程和/或接頭形成過程中在接合劑/環氧基樹脂復合物中出現的氣泡決定。更進一步地，一旦膠合接頭硬化或固化，接頭本身仍然可能偶然地爆裂，因此提供火焰通過接頭的潛在路徑。膠合的防火接頭的另一個局限是它們的形成需要相對多的勞動力。

提供易于執行、低成本的防火/增強安全/無電弧的饋通裝置對于為這種易燃環境提供電子設備的行業將是明顯有利的。

技術實現要素：

提供了一種端子饋通裝置。所述端子饋通裝置包括接線銷插腳，所述接線銷插腳具有一對端部。具有外螺紋區的聚合物體圍繞接線銷插腳布置，以與接線銷插腳形成界面。聚合物體的螺紋表面和接線銷界面中的至少一個被構造為提供火焰淬熄通路。

附圖說明

圖1A和1B分別為根據本發明的實施例的端子饋通裝置的側視圖和透視圖。

圖2為根據本發明的實施例的接合在殼體壁中以提供防火連接的端子饋通裝置的圖解的剖視圖。

圖3為根據本發明的實施例的接合在分開一對隔室的殼體壁中的端子 饋通裝置的圖解視圖。

具體實施方式

根據本發明的實施例，提供了一種端子饋通裝置，除了饋通裝置本身能被用作適合用于“增強的安全”連接的接線盒連接點，端子饋通裝置還利用螺紋接頭和圓柱形的接頭火焰路徑幾何結構。在饋通裝置中聚合物的細致構造和導體的幾何結構被使用以便于被合適的管理部門認證。此外，采用該方法的裝置相對容易制造。聚合物部(下文描述)和內螺紋銷的幾何結構被構造為使得允許饋通裝置自身起安全增強的接入點的作用，而不需要其它介入介質。

圖1A為根據本發明的實施例的端子饋通裝置的圖解的側視圖。饋通裝置100包括具有一對端部的接線銷插腳102。在一個實施例中，接線銷插腳102的一個端部包括六角形頭部104，該頭部便于利用標準工具以驅動端子饋通裝置100進入殼體壁的螺紋孔中。在一個實施例中，接線銷插腳102由黃銅形成。然而，根據本發明的實施例的接線銷插腳102可以使用其它合適的導電材料。

端子饋通裝置100包括聚合物體106，其圍繞接線銷插腳102模制成型。聚合物體106可由被選定為提供如下材料特性的任何合適的聚合物形成，即當暴露于化學制品和老化條件(高溫、潮濕和嚴寒)時便于維持保護需要的材料特性。然而，在一個實施例中，聚合物體106由可注射模制的塑料形成。聚合物體106包括螺紋部108，螺紋部為外螺紋，以與殼體壁的對應的內螺紋孔接合。在一個實施例中，包括螺紋區108的螺紋的螺距和總圈數被選定為符合根據合適的主管部門的防火的/防爆的殼體的標準的螺紋火焰路徑幾何結構。工業上可接受的批準的標準的實例包括CSA、UL、FM、ATEX和IECEx，以提供關于可能存在易燃氣氛并且被稱為危險區域或“Ex”(Explosive Atmospheres，爆炸性氣氛)區域的區域的安全需要。端子饋通裝置的防火的防護等級的一個實例是符合用在潛在的爆炸性氣體環境中的IEC 60079-0和IEC 60079-1的標記Ex d IIC Gb的IEC認證。用在類似環境中的“增強安全”的典型的接線盒可以根據IEC 60079-0和IEC 60079-7被標記為Ex e IIC Gb。

由于六角形頭部104被用于驅動螺紋部108的螺紋與殼體壁中的內螺紋孔接合，本發明的實施例包括具有非圓形橫截面的接線銷插腳102，使得在接線銷插腳102開始滑入聚合物體106之前六角形頭部104能夠接收更高的扭矩。然而，該橫截面越復雜，越難保證接線銷插腳102和聚合物體106之間足夠小的火焰路徑界面。

聚合物體106優選地包括軸環110，軸環110具有大于螺紋部108的最大外徑的外徑。以這種方式，當端子饋通裝置100旋入或擰入對應的螺紋孔以形成防火或防爆的饋通連接時，軸環110將作為止動件。在電氣方面，軸環100根據需要起到暴露的六角形導體的爬電距離(creepage)和電氣間隙(clearance)間隔的作用。對爬電距離和電氣間隙規范的修正能夠容易地改變。

圖1B與圖1A相似，但是示出了具有內孔112的六角形頭部104的一部分。該內孔112優選地具有螺紋，使得接線螺釘或其它合適的固定螺釘能夠旋入或擰入六角形頭部104中，以便于實現電連接。因此，可以使用能被擰緊或固定在內孔112上的任何合適類型的連接器。這些連接器包括但不限于，焊接接頭、叉式接頭、圓形接頭等等。

圖2為根據本發明的實施例的接合在殼體壁中以形成防火/防爆連接的端子饋通裝置的圖解的剖視圖。如圖2所示，端子饋通裝置100被旋入或擰入殼體壁122的內孔120中。更具體地，聚合物體106的螺紋部108與殼體壁122中的內螺紋孔120接合。圖2還示出了從末端部124延伸到六角形頭部104的接線銷插腳102。更進一步地，接線銷插腳102為實心的整體結構。雖然接線銷插腳102可以完全由黃銅形成，但是本發明的實施例可以如下實施，其中接線銷插腳102電鍍有任何合適的金屬或合金，以便于形成電連接，例如鍍金。如圖2所示，六角形頭部104示出了內螺紋孔126，內螺紋孔接收接線螺釘128，以安裝端子或接線柱。

在本實施例中，圖2中示出的防火或防爆的饋通裝置的重要特征是在聚合物部106和殼體壁122之間提供環境密封。該密封優選地為密封圈130的形式，密封圈接近軸環110圍繞聚合物體106布置。密封圈130由任何合適的彈性體形成。密封圈130壓縮在端子饋通裝置100和殼體之間，以提高密封強度和能力。該密封阻止例如灰塵、濕氣等的環境污染物進入隔室。 在兩個隔室間的該環境密封有助于保持采用該連接并且在不利的和多變的氣候下工作的裝置的質量和精度。

接線銷插腳102和聚合物體106之間的界面132也被設計成兼容的火焰路徑幾何結構。例如，該界面的長度和/或接線銷插腳102和聚合物體106之間的間隙被選定為符合防爆/防火標準。以這種方式，能夠釋放壓力，但是沿著該界面行進的任何火焰將被淬熄，并且從而不能到達該界面的相反端。

圖3為根據本發明的實施例的接合在分開一對隔室的殼體壁中的端子饋通裝置的圖解視圖。圖3描繪了在隔室200和202之間提供穿過壁204的電連接的端子饋通裝置100。聚合物體106被旋入或擰入壁204的孔中，直至軸環110將密封件130壓在壁204上。一旦端子饋通裝置100被這樣接合，在隔室202和204之間提供了防火和/或防爆的連接。

上面關于圖1A、1B、2和3提出的端子饋通裝置的實施例并未示出任何特殊的尺寸。這是有意為之的，因為該設計可以容易地擴展以允許簡單地通過調節裝置的整體尺寸獲得更高的額定電功率和/或容量。

雖然已經參照優選實施例描述了本發明，本領域技術人員能夠意識到在不偏離本發明的精神和范圍的情況下可以在形式和細節方面作出改變。例如，雖然本發明的實施例大體被描述為單一的接線銷插腳布置在聚合物部分中，本發明的實施例也可以如下實施，其中在單一的聚合物部中設置多個這種接線銷插腳。在該實施例中，聚合物部的軸環可以為六角形，以便于使用標準工具安裝。