专利名称：仪器组件系统以及安装仪器组件的外壳和方法
技术领域：
本发明通常涉及仪器组件系统、安装仪器组件的外壳和方法，并且，更具体地涉及在防爆壳中的仪器组件系统、安装仪器组件的外壳和方法，其中仪器组件的对准变得容易。
背景技术：
通常使用机械硬件将仪器组件(例如，传感器组件)保持在外壳中(一定环境中的防爆壳)，这需要用到专门的工具来进行安装/拆除，诸如，不仅仅局限于支架、螺母、定位环等。而且，在使用这些工具固定仪器组件之前，安装者必须在视觉上对准或定位外壳中的仪器组件。
对准和安装多个仪器组件使其处于最佳状况是非常困难的。而且，仪器外壳经常设置在限制接近的位置。进一步地，许多仪器外壳位于工业环境中，它们中的许多是危险的，并且那里的仪器组件必须通过可能正穿着个人防护衣服(如手套)的工业工人进行连接/拆卸。这些个人防护衣服是笨重的，进一步增加了这些仪器组件调整和安装的困难，特别是在需要加工和/或仪器组件尺寸相对较小的场合。
因此，需要开发减少或消除上述和其它问题的仪器组件系统、安装仪器组件的外壳和方法。
发明内容
一方面，本发明提供一种包含一个仪器组件的仪器系统，该仪器组件至少具有一个从其上凸起的配件。该仪器系统进一步包括至少一个第一外壳部件，该第一外壳部件包括至少一个对准部件定位在其中。
在一个实施例中，对准部件包括至少一个表面，该表面向适于容纳仪器组件的至少一个配件的至少一个支座倾斜。在另一个实施例中，该仪器系统还包括一个第二外壳部件，该第二外壳部件和第一外壳部件一起形成一个包围仪器组件的防爆围壳。优选地，第二外壳部件和第一外壳部件通过配合螺纹形成防爆围壳。防爆/耐火围壳通常设计有足够的长度来抵挡内部爆炸并防止外部大气使其远离火源。第一外壳部件和第二外壳部件可以由诸如不锈钢制成。仪器组件可以包括诸如用于可燃气体传感器的电气元件。
仪器配件和支座可以在它们之间形成例如摩擦配合，以便将仪器组件安装到第一外壳部件，最好是在不使用工具的情况下。仪器组件优选地还包括一个把手，以便从与第一外壳部件的连接中拆除仪器组件，最好是在不使用工具的情况下。
在一个实施例中，对准部件优选地包含向多个支座倾斜的多个表面。仪器组件优选地包含多个从其上凸起的配件。在一个实施例中，对准部件在形状上是环形的，并具有与通常为圆形的通道相连的第一倾斜表面和第二反向倾斜表面。多个支座优选地沿着通道定位。
在另一方面，本发明提供一种安装仪器组件到第一外壳部件的方法，包含下列步骤向第一外壳部件移动仪器组件；通过使配件和第一外壳部件上的一个导轨面接触，将仪器组件上的配件朝向第一外壳部件中的支座引导；并把配件插入支座。该方法也包括连接第二外壳部件到第一外壳部件以把仪器组件围在防爆围壳中的步骤。
如上所述，配件和支座优选地在它们之间形成摩擦配合，以将仪器组件安装到第一外壳部件，最好是在不使用工具的情况下。同样地，仪器组件还包括一个把手，以便从与第一外壳部件的连接中拆除仪器组件，最好是在不使用工具的情况下。
图1是具有定位在其中的本发明的对准部件的一个实施例中的第一外壳部件的正视图。
图2是对准部件的立体图，其优选地定位在图1所示的第一外壳部件的后面。
图3是仪器组件和图1所示第一外壳部件的实施例的立体图，其中仪器组件在第一外壳部件中与对准部件对准连接。
图4是第一外壳部件、第二外壳部件和仪器组件处于非连接状态时的仪器组件系统的侧面的、切掉一部分的或被切成两份的视图。
图5是图3中仪器组件和第一外壳部件处于连接状态的侧剖视图。
图6是图4中第二外壳部件的正视图。
图7是本发明的第一外壳部件和仪器组件处于非连接状态时的另一个仪器组件系统的侧面的、切掉一部分或被切成两份的视图。
具体实施例方式
图1至6描述了一个本发明的仪器组件系统的优选实施例，该系统包括第一外壳部件或主体200、仪器组件300和第二外壳部件或盖子400。仪器组件300例如包括框架或外壳302，其中仪器单元件或多元件500(例如，诸如从宾夕法尼亚州匹兹堡矿业安全设备公司(Mine Safety Appliances Company of Pittsburgh)购得的ULTMA系列气体监视器中使用的可燃气体传感器用印刷电路板)是可连接的。例如，仪器组件300可以包括印刷电路板、一个或多个微处理器和在其前端的显示器510，以为操作者和工人提供一个被分析气体浓度的读出数。仪器组件框架302和仪器元件500可以单独形成或作为一个整体单元形成。
外壳主体200包括第一端口270，例如包括可燃气体传感器的传感器外壳600(见图5)可以连接在该端口上。例如，转让给本发明的受让人的美国专利申请序列号10/161,488中介绍了一种合适的防爆传感器外壳，本申请将援引其内容作为参考。电连接(如电线)通过第二端口280穿过外壳主体200。
外壳主体200外壳也优选地包括一个诸如对准环210的对准或导向件，该对准环210定位并连接在外壳200内部的后方。对准环210或另一个对准组件可以与外壳主体200整体地形成或可以单独形成并安装在其上。关于对准环210和外壳主体200的“连接”或“附加”术语的使用包括它们的整体形成和单独形成以及随后将对准环210附连于外壳主体200。例如，调整环210可以包括第一倾斜表面220和第二相对倾斜表面240，它们会聚形成一个通常呈中心圆形的通道230。支座250定位在通常呈圆形的通道230的周围。
对准环210作为导轨或轨道来正确地对准配件320，以使其坐落于支座250中。在这一点上，仪器组件300包括与配件320附连的向后延伸部件310。如图3和4所示，为把仪器组件300安装到外壳主体200，通常首先将仪器组件300对准成沿着轴A与外壳主体200大致同轴。然后相对于外壳主体200向后移动仪器组件300，直到配件320接触到对准环210。不需要仪器组件300相对于外壳主体200精确或准确地初始对准，方便了快速连接和拆卸。配件320接触倾斜表面220和240，这些表面能将配件320引向通道230。
仪器组件300的旋转(顺时针或逆时针方向)导致配件320沿着通道230导向，直到支座250被定位为止。如图5所示，向仪器组件300施加向后的力导致配件320被容纳在支座250中。在传感器外壳的一个实施例中，至少一个配件320与相应的支座250的连接为传感器仪器组件300提供了一个电气接地。
配件320优选地通过摩擦配合容纳在支座250中。在一个实施例中，配件320为现有技术中已知的“香蕉”配件或“香蕉插头支座”。一旦支座250被定位，向仪器组件300施加一个相对小的沿轴向向后的力，会将香蕉配件320挤入支座250。支座250和香蕉配件320之间的摩擦配合使仪器组件300得到牢固地夹持。
从与外壳主体200的连接中拆除仪器组件300只需要向仪器组件300施加一个轴向向前的力。例如，仪器组件300可以包括一个附连在框架302上的半圆形手柄或半圆形把手340。在图5中，用虚线示出了当为从外壳主体200中拆卸仪器组件300而伸出的半圆形把手340。在不使用时，半圆形把手340可以如图3中所示旋转到它的未伸出位置。
第二外壳部件或外壳盖400可以与外壳主体200连接以在仪器组件300周围形成一个完全的围壳。例如，外壳盖400可以包括与外壳主体200的螺纹260配合螺纹460，以形成一个防火或防爆围壳，如在美国专利申请序列号10/161,488中描述的那样。外壳盖400也可以包括一个透明部分或窗户470，以允许观察显示器510和/或在由外壳主体200和外壳盖400所形成的外壳中的其他仪器元件。
图7表示本发明的仪器组件系统的另一个实施例，包括第一外壳部件或主体200a和仪器组件300a。在许多方面，外壳主体200a和仪器组件300a与外壳主体200和仪器组件300相似，并且相同的元件在图7中用相似的编号方式、并在后面加上标记“a”来表示。然而，与外壳主体200不同，外壳主体200a只包括一个单一的支座250a，该支座与从仪器组件300a中伸出的单一的320a配合。外壳主体200a包括对准或引导件290a，其包括引导配件320a与支座250a配合的呈锥体或截头锥体形状的连续倾斜表面。
如上所述，支座250a和配件320a可以形成摩擦配合。不过，除摩擦配合以外的连接方式也适于在本发明中使用。例如，在图7的实施例中支座250a和配件320a可以包括配合螺纹。同样地，在类似于图1至6的实施例的其它实施例中，可以包括键配合或锁定配合，这样一旦将配件首先插入支座中，当相对于外壳主体进一步旋转仪器组件时，配件被锁定在支座中。
然而，优选地，在不使用专门或其它工具的情况下仪器组件与外壳主体是可连接和可拆卸的。如上所述，需要使用具有现有的仪器组件/外壳系统的这些工具显著地使使用及其维护复杂化。
目前，先前的描述和附图阐明了本发明的优选实施例。当然，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明范围的情况下参考在前技术所作的各种修改、增加和选择性的设计将是显而易见的。本发明的范围由下列权利要求而不是由先前的描述表述。落入与这些权利要求等价的含义和范围之内的所有改变和变化都将被包含在它们的范围中。
权利要求
1.一种仪器系统，它包括一仪器组件，该仪器组件包括至少一个从其上突出的配件；以及至少一个第一外壳部件，该第一外壳部件包括至少一个位于其中的对准部件，该对准部件包括至少一个表面，该表面朝至少一个支座引导，该支座适于容纳所述仪器组件的至少一个配件。
2.如权利要求1所述的仪器系统，其特征在于，还包括一个第二外壳部件，该第二外壳部件和第一外壳部件一起形成一个包围仪器组件的防爆围壳。
3.如权利要求2所述的仪器系统，其特征在于，仪器组件包括用于可燃气体传感器的电气元件。
4.如权利要求3所述的仪器系统，其特征在于，配件和支座在它们之间形成摩擦配合，以便在不使用工具的情况下将仪器组件附连于第一外壳部件。
5.如权利要求3所述的仪器系统，其特征在于，仪器组件还包括一个把手，以便在不使用工具的情况下从与第一外壳部件的装配中拆除仪器组件。
6.如权利要求1所述的仪器系统，其特征在于，对准部件还包括向多个支座倾斜的的多个表面。
7.如权利要求6所述的仪器系统，其特征在于，仪器组件包括多个从其凸出的配件。
8.如权利要求2所述的仪器系统，其特征在于，对准部件在形状上呈环形，并且具有连接至大致呈圆形的通道上的一个第一倾斜表面和一个通常为反向倾斜的第二表面，多个支座沿着通道定位。
9.如权利要求8所述的仪器组件连接，其特征在于，配件与支座形成摩擦配合。
10.如权利要求9所述的仪器系统，其特征在于，还包括一个第二外壳部件，该第二外壳部件和第一外壳部件一起形成一个包围仪器组件的防爆围壳。
11.如权利要求10所述的仪器系统，其特征在于，仪器组件包括用于可燃气体传感器的电气元件。
12.如权利要求11所述的仪器系统，其特征在于，配件和支座在它们之间形成摩擦配合，以便在不使用工具的情况下将仪器组件附连于第一外壳部件。
13.如权利要求12所述的仪器系统，其特征在于，仪器组件包括一个把手，以便在不使用工具的情况下从与第一外壳部件的连接中拆除仪器组件。
14.如权利要求13所述的仪器系统，其特征在于，第二外壳部件和第一外壳部件通过配合螺纹形成防爆围壳。
15.一种将一仪器组件安装到一第一外壳部件的方法，它包括下列步骤向第一外壳部件移动仪器组件；通过使配件与第一外壳部件上的导向件的一个倾斜表面接触，将仪器组件上的配件朝第一外壳部件中的一支座引导；以及将配件插入支座中。
16.如权利要求15所述的方法，其特征在于，还包括将第二外壳部件连接到第一外壳部件以将仪器组件包围在防爆围壳中的步骤。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，仪器组件包括用于可燃气体传感器的电气元件。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，配件和支座在它们之间形成摩擦配合，以便在不使用工具的情况下将仪器组件附连于第一外壳部件。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，仪器组件还包括一个把手，以便在不使用工具的情况下从与第一外壳部件的连接中拆除仪器组件。
全文摘要
一种仪器系统包括具有至少一个从其上凸出的配件的仪器组件。该仪器系统还包括至少一个第一外壳部件，该第一外壳部件包括至少一个定位在其中的对准部件。对准部件最好包括至少一个倾斜表面，其朝着至少一个适于容纳仪器组件的至少一个配件的支座倾斜。仪器系统还包括一个第二外壳部件，该第二外壳部件与第一外壳部件一起形成包围仪器组件的防爆围壳。第二外壳部件最好与第一外壳部件通过配合螺纹形成防爆围壳。例如，仪器组件可以包括用于可燃气体传感器的电气元件。
文档编号G01D11/24GK1701215SQ03820852
公开日2005年11月23日 申请日期2003年9月2日 优先权日2002年9月6日
发明者S·A·特纳, C·D·斯塔他 申请人:矿井安全装置公司