一种防爆安全栅的制作方法

本实用新型属于石油化工爆炸气体环境防爆门禁领域，具体涉及一种防爆安全栅。

背景技术：

安全栅又称安全保持器。本安回路的安全接口，它能在安全区(非本质安全)和危险区(本质安全)之间双向传递电信号，并可限制因故障引起的安全区向危险区的能量转递。一般安全栅有齐纳式和隔离式。

本安型安全栅应用在本安防爆系统的设计中，它是安装于安全场所并含有本安电路和非本安电路的装置，电路中通过限流和限压电路限制了送往现场本安回路的能量，从而防止非本安电路的危险能量串入本安电路，它在本安防爆系统中称为关联设备，是本安系统的重要组成部分。

由于安全栅被设计为介于现场设备与控制室设备之间的一个限制能量的接口，因此无论控制室设备处于正常或故障状态，安全栅都能确保通过它传送给现场设备的能量是本质安全的。

中国国家仪器仪表防爆安全监督站是中华人民共和国地区监督生产安全防爆产品的权威机构，对本安型安全栅产品有着严格、科学、详细的规定，只有通过该监督站认证的企业及其所开发生产的产品才具备符合标准的安全性能，否则可能会给使用方的设备、人员和生产造成无可估量的损害。

在选择安全栅时必须考虑其型号与现场仪表类型相适应，还须考虑安全栅与本质安全仪表要求相兼容及形成的本安系统中阻抗匹配的问题。

目前，在一些易燃易爆环境中使用的设备，大多是根据设备类型选择安全栅的型号进行安装，没有专门针对特定防爆环境设计的专用安全栅，现有防爆系统安全栅具有如下缺点：

一方面，现有安全栅在安装的过程中通过带螺丝的接线端子进行安装，其安装的过程比较复杂，必须先拧开螺丝，然后接好线后，再将螺丝拧上，增加了安装的流程；

另一方面，现有的安全栅装入到防爆系统后，由于元件匹配等因素，使得安全栅在使用的过程中容易发热，且低压功率不足，存在一定的安全隐患。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种防爆安全栅，解决了现有技术中防爆安全栅容易发热、低压功率不足的问题。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种防爆安全栅，包括输入、输出端口，依次连接在输入、输出端口之间的熔断保护单元、稳压单元、限流单元；其中，稳压单元包括由不同稳压二极管组成的并联电路。

该防爆安全栅为门禁信号防爆安全栅，其稳压单元包括两个相同的并联支路，每个并联支路均包括两个耐压相同的稳压二极管串联连接。

所述稳压二极管的耐压为3.6V。

该防爆安全栅为门禁电源防爆安全栅，其稳压单元包括两个相同的并联支路，每个并联支路均包括一个稳压二极管。

所述稳压二极管的耐压为11V。

该防爆安全栅为门禁门锁电源防爆安全栅，其稳压单元包括两个相同的并联支路，每个并联支路均包括两个耐压不同的稳压二极管串联连接。

同一并联支路上的稳压二极管，一个耐压为6.2V，另一个耐压为8.2V。

输入、输出端口具有带卡扣的接线端子。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、防止过高的电压，电流输入危险区的门禁设备。

2、持续的过高电源电压会触发安全栅的快速熔断保护功能，使得安全栅能够快速与用电设备断开。

3、不影响现有防爆门禁设备的功能和使用。

4、通过本防爆安全栅，危险区的防爆门禁设备故障不会产生电火花。

附图说明

图1为本实用新型门禁信号安全栅的电路原理图。

图2为本实用新型门禁电源防爆安全栅的电路原理图。

图3为本实用新型门禁门锁电源防爆安全栅的电路原理图。

图4为本实用新型输入、输出端口的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构及工作过程作进一步说明。

一种防爆安全栅，包括输入、输出端口，依次连接在输入、输出端口之间的熔断保护单元、稳压单元、限流单元；其中，稳压单元包括由不同稳压二极管组成的并联电路。

具体实施例一，如图1所示：

一种门禁信号防爆安全栅，包括输入、输出端口，依次连接在输入、输出端口之间的熔断保护单元、稳压单元、限流单元；其中，稳压单元包括两个相同的并联支路，每个并联支路均包括两个耐压相同的稳压二极管串联连接，其中一个支路由稳压二极管D1和D3串联组成，另一个支路由稳压二极管D2和D4串联组成，具体如图所示，输入端口的正极与熔断器F1的一端连接，熔断器F1的另一端分别与稳压二极管D1、D2的阴极、限流电阻R1的一端连接，限流电阻的另一端与输出端口的正极连接，输入、输出端口的负极、稳压二极管D3、D4的阳极均接地。

本实施例的电路主要用于，危险区的门禁数据信号，开关信号，485信号，3V电压信号，4.5V电压信号，5V电压信号，6V电压信号的控制，因此，稳压二极管全部选择3.6V耐压，每个支路选择两个串联，目的是7.2V以下的信号均能够快速通过，增大了信号传输的范围，灵活性更高。

基于上述电路应用，该实施例的熔断器F1选择350ma，最优效果阻值为36欧。

在不影响各种门禁信号传输的正常情况下，能限制安全区的过载电压和电流传入危险区的门禁设备上，超过设备本身最大的承载后防爆安全栅会启动快速熔断方式保护危险区的门禁设备绝对安全，危险区的门禁设备遇到故障和短路也不会产生任何电火花。

该实施例的电路参数如下：

输出电压Uo:7.5V，输出电流Io：295mA，输出功率Po：0.56W，外部电容Co:11.1，外部电感Lo:0.3。

具体实施例二，如图2所示：

一种门禁电源防爆安全栅，包括输入、输出端口，依次连接在输入、输出端口之间的熔断保护单元、稳压单元、限流单元；其中，稳压单元包括两个相同的并联支路，每个并联支路均包括一个稳压二极管，两个稳压二极管分别为D5和D6，具体如图所示，输入端口的正极与熔断器F2的一端连接，熔断器F2的另一端分别与稳压二极管D5、D6的阴极、限流电阻R2的一端连接，限流电阻R2的另一端与输出端口的正极连接，输入、输出端口的负极、稳压二极管D5、D6的阳极均接地。

本实施例的电路主要用于：危险区的门禁主机供电，稳压二极管的耐压选择11V。

在不影响门禁主机的正常情况下，能限制安全区的过载电压和电流传入危险区的门禁主机上，超过设备本身最大的承载后防爆安全栅会启动快速熔断方式保护危险区的门禁主机绝对安全，危险区的门禁主机遇到故障和短路也不会产生任何电火花。

基于上述电路应用，该实施例的熔断器F2选择350ma，最优效果阻值为120欧。

该实施例的电路参数如下：

输出电压Uo:12V，输出电流Io：102mA，输出功率Po：0.316W，外部电容Co:1.411，外部电感Lo:3。

具体实施例三，如图3所示：

一种门禁信号防爆安全栅，包括输入、输出端口，依次连接在输入、输出端口之间的熔断保护单元、稳压单元、限流单元；其中，稳压单元包括两个相同的并联支路，每个并联支路均包括两个耐压不同的稳压二极管串联连接，其中一个支路由稳压二极管D7和D9串联组成，另一个支路由稳压二极管D8和D10串联组成，具体如图所示，输入端口的正极与熔断器F3的一端连接，熔断器F3的另一端分别与稳压二极管D7、D8的阴极、限流电阻R3的一端连接，限流电阻R3的另一端与输出端口的正极连接，输入、输出端口的负极、稳压二极管D9、D10的阳极均接地。

该实施例的电路主要用于：危险区的门禁电锁供电，同一并联支路上的稳压二极管，一个耐压为6.2V，另一个耐压为8.2V。

在不影响电锁的正常情况下，能限制安全区的过载电压和电流传入危险区的门禁电锁上，超过设备本身最大的承载后防爆安全栅会启动快速熔断方式保护危险区的门禁电锁绝对安全，危险区的门禁电锁遇到故障和短路也不会产生任何电火花。

基于上述电路应用，该实施例的熔断器F3选择350ma，最优效果阻值为95欧。

该实施例的电路参数如下：

输出电压Uo:15V，输出电流Io：160mA，输出功率Po：0.60W，外部电容Co:0.58，外部电感Lo:1.2。

本方案防爆安全栅的工作原理及应用过程如下：

输入、输出端口具有带卡扣的接线端子，如图4所示，应用时，将防爆安全栅设置在安全区，输入端口正极1和输入端口负极2接输入信号，输出端口正极3和输出端口负极4接位于危险区的负载，防爆安全栅为了增加安全性，外壳具有接地端。

本方案还具备如下优点：

1、防爆安全栅采用限压，限流，快速熔断等方式保护危险区电气设备。

2、防爆安全栅的电路板采用环氧树脂胶密封。

3、防爆安全栅能绝对保证危险区的电气设备故障短路时不会产生电火花。

本系统设计采用多重保险设计，不影响危险区的门禁设备正常工作，在石油化工爆炸气体环境防爆危险区的门禁主机，电锁，开关信号，数据信号在使用过程中，将过载能量传入危险区，利用本防爆安全栅限压，限流和快速熔断电路的多种保护功能，确保危险区的门禁系统安全和正常使用的问题。