端子馈通装置的制作方法

本申请基于并且要求申请日为2014年9月30日的美国临时专利申请No.62/057,695的权益。

背景技术：

馈通装置通常允许电信号或电功率穿过壁面或类似的结构。馈通装置可被用于将一个或多个导体从电子设备的外壳穿到周围环境，或者将一个或多个导体穿到电子设备的另一个隔室，同时保持与外壳、其它馈通装置和其它导电的连接或电路电绝缘。

虽然馈通装置被广泛使用，但是相对很少量的馈通装置是用于确保可能发生在该装置的外壳或特定的隔室内的起火不会通过馈通装置传播并且不会点燃周围空气或另一个隔室内的空气。由于初始的爆炸压力以及由于二次点燃或由于压力累积导致的压力波，在足够结实的壳体内的起火也将导致相当大的压力。因此，馈通装置的构造也必须能够承受这种爆炸的压力，以控制起火源。此外，馈通接头可以允许燃烧的产物和产生的气体膨胀通过该接头释放，但不会允许火焰前缘点燃在设备的另一个隔室内的空气或壳体外部的空气。这通常使用合适的火焰淬熄通路完成。这在电子设备在易燃的或者甚至爆炸性的气氛中运行的环境中是特别重要的。在这种情况下，馈通装置必须被设计为符合适用标准，以在外壳内的电路能够产生具有足够点燃空气的能量的火花，或者如果电路具有能够产生燃烧的足够高的表面温度的部件时，该火焰前缘不能穿过馈通装置，并且馈通装置能够承受产生的爆炸压力。无论是在设备的构造期间还是在设备安装之后，都可以使用接线盒或接线实现馈通装置的端接，用于永久布线或电路连接。用在爆炸性气氛的接线盒和接线可能利用无火花、无电弧的构造，使得导体的间隙和接线盒本身的绝缘材料保证该电连接与其它导电介质 充分隔离。这种隔离和彼此之间电势的确定保证不会发生易燃气氛的点燃，因为没有形成电势弧点。这种保护概念在多种方法中被广泛地提及，包括无电弧、无火花类型(增强安全)的或不易燃的设备。

一种常用的设置防火或防爆的馈通装置的方式是通过使一个或多个导线穿过胶合接头。为了形成胶合接头，接合剂或合适的混合物，例如环氧基树脂或者类似的树脂体系，被倒在或者以其它方式形成在导线和馈通装置的侧壁之间。然后馈通装置的侧壁连接到外壳内的合适的孔上。在一些实例中，接合剂或混合物可以从导线直接延伸到壳体壁。当接合剂或环氧基树脂固化或者硬化时，形成能够抵抗内部爆炸压力的结实的构造，并且提供防止火焰从接头的一侧向另一侧传播的密封。

胶合的或者用环氧基树脂胶合的防爆接头的一个局限是胶合接头的质量和/或一致性由混合物、混合过程和/或接头形成过程中在接合剂/环氧基树脂复合物中出现的气泡决定。更进一步地，一旦胶合接头硬化或固化，接头本身仍然可能偶然地爆裂，因此提供火焰通过接头的潜在路径。胶合的防火接头的另一个局限是它们的形成需要相对多的劳动力。

提供易于执行、低成本的防火/增强安全/无电弧的馈通装置对于为这种易燃环境提供电子设备的行业将是明显有利的。

技术实现要素：

提供了一种端子馈通装置。所述端子馈通装置包括接线销插脚，所述接线销插脚具有一对端部。具有外螺纹区的聚合物体围绕接线销插脚布置，以与接线销插脚形成界面。聚合物体的螺纹表面和接线销界面中的至少一个被构造为提供火焰淬熄通路。

附图说明

图1A和1B分别为根据本发明的实施例的端子馈通装置的侧视图和透视图。

图2为根据本发明的实施例的接合在壳体壁中以提供防火连接的端子馈通装置的图解的剖视图。

图3为根据本发明的实施例的接合在分开一对隔室的壳体壁中的端子 馈通装置的图解视图。

具体实施方式

根据本发明的实施例，提供了一种端子馈通装置，除了馈通装置本身能被用作适合用于“增强的安全”连接的接线盒连接点，端子馈通装置还利用螺纹接头和圆柱形的接头火焰路径几何结构。在馈通装置中聚合物的细致构造和导体的几何结构被使用以便于被合适的管理部门认证。此外，采用该方法的装置相对容易制造。聚合物部(下文描述)和内螺纹销的几何结构被构造为使得允许馈通装置自身起安全增强的接入点的作用，而不需要其它介入介质。

图1A为根据本发明的实施例的端子馈通装置的图解的侧视图。馈通装置100包括具有一对端部的接线销插脚102。在一个实施例中，接线销插脚102的一个端部包括六角形头部104，该头部便于利用标准工具以驱动端子馈通装置100进入壳体壁的螺纹孔中。在一个实施例中，接线销插脚102由黄铜形成。然而，根据本发明的实施例的接线销插脚102可以使用其它合适的导电材料。

端子馈通装置100包括聚合物体106，其围绕接线销插脚102模制成型。聚合物体106可由被选定为提供如下材料特性的任何合适的聚合物形成，即当暴露于化学制品和老化条件(高温、潮湿和严寒)时便于维持保护需要的材料特性。然而，在一个实施例中，聚合物体106由可注射模制的塑料形成。聚合物体106包括螺纹部108，螺纹部为外螺纹，以与壳体壁的对应的内螺纹孔接合。在一个实施例中，包括螺纹区108的螺纹的螺距和总圈数被选定为符合根据合适的主管部门的防火的/防爆的壳体的标准的螺纹火焰路径几何结构。工业上可接受的批准的标准的实例包括CSA、UL、FM、ATEX和IECEx，以提供关于可能存在易燃气氛并且被称为危险区域或“Ex”(Explosive Atmospheres，爆炸性气氛)区域的区域的安全需要。端子馈通装置的防火的防护等级的一个实例是符合用在潜在的爆炸性气体环境中的IEC 60079-0和IEC 60079-1的标记Ex d IIC Gb的IEC认证。用在类似环境中的“增强安全”的典型的接线盒可以根据IEC 60079-0和IEC 60079-7被标记为Ex e IIC Gb。

由于六角形头部104被用于驱动螺纹部108的螺纹与壳体壁中的内螺纹孔接合，本发明的实施例包括具有非圆形横截面的接线销插脚102，使得在接线销插脚102开始滑入聚合物体106之前六角形头部104能够接收更高的扭矩。然而，该横截面越复杂，越难保证接线销插脚102和聚合物体106之间足够小的火焰路径界面。

聚合物体106优选地包括轴环110，轴环110具有大于螺纹部108的最大外径的外径。以这种方式，当端子馈通装置100旋入或拧入对应的螺纹孔以形成防火或防爆的馈通连接时，轴环110将作为止动件。在电气方面，轴环100根据需要起到暴露的六角形导体的爬电距离(creepage)和电气间隙(clearance)间隔的作用。对爬电距离和电气间隙规范的修正能够容易地改变。

图1B与图1A相似，但是示出了具有内孔112的六角形头部104的一部分。该内孔112优选地具有螺纹，使得接线螺钉或其它合适的固定螺钉能够旋入或拧入六角形头部104中，以便于实现电连接。因此，可以使用能被拧紧或固定在内孔112上的任何合适类型的连接器。这些连接器包括但不限于，焊接接头、叉式接头、圆形接头等等。

图2为根据本发明的实施例的接合在壳体壁中以形成防火/防爆连接的端子馈通装置的图解的剖视图。如图2所示，端子馈通装置100被旋入或拧入壳体壁122的内孔120中。更具体地，聚合物体106的螺纹部108与壳体壁122中的内螺纹孔120接合。图2还示出了从末端部124延伸到六角形头部104的接线销插脚102。更进一步地，接线销插脚102为实心的整体结构。虽然接线销插脚102可以完全由黄铜形成，但是本发明的实施例可以如下实施，其中接线销插脚102电镀有任何合适的金属或合金，以便于形成电连接，例如镀金。如图2所示，六角形头部104示出了内螺纹孔126，内螺纹孔接收接线螺钉128，以安装端子或接线柱。

在本实施例中，图2中示出的防火或防爆的馈通装置的重要特征是在聚合物部106和壳体壁122之间提供环境密封。该密封优选地为密封圈130的形式，密封圈接近轴环110围绕聚合物体106布置。密封圈130由任何合适的弹性体形成。密封圈130压缩在端子馈通装置100和壳体之间，以提高密封强度和能力。该密封阻止例如灰尘、湿气等的环境污染物进入隔室。 在两个隔室间的该环境密封有助于保持采用该连接并且在不利的和多变的气候下工作的装置的质量和精度。

接线销插脚102和聚合物体106之间的界面132也被设计成兼容的火焰路径几何结构。例如，该界面的长度和/或接线销插脚102和聚合物体106之间的间隙被选定为符合防爆/防火标准。以这种方式，能够释放压力，但是沿着该界面行进的任何火焰将被淬熄，并且从而不能到达该界面的相反端。

图3为根据本发明的实施例的接合在分开一对隔室的壳体壁中的端子馈通装置的图解视图。图3描绘了在隔室200和202之间提供穿过壁204的电连接的端子馈通装置100。聚合物体106被旋入或拧入壁204的孔中，直至轴环110将密封件130压在壁204上。一旦端子馈通装置100被这样接合，在隔室202和204之间提供了防火和/或防爆的连接。

上面关于图1A、1B、2和3提出的端子馈通装置的实施例并未示出任何特殊的尺寸。这是有意为之的，因为该设计可以容易地扩展以允许简单地通过调节装置的整体尺寸获得更高的额定电功率和/或容量。

虽然已经参照优选实施例描述了本发明，本领域技术人员能够意识到在不偏离本发明的精神和范围的情况下可以在形式和细节方面作出改变。例如，虽然本发明的实施例大体被描述为单一的接线销插脚布置在聚合物部分中，本发明的实施例也可以如下实施，其中在单一的聚合物部中设置多个这种接线销插脚。在该实施例中，聚合物部的轴环可以为六角形，以便于使用标准工具安装。