在潜在爆炸区域中使用的开关元件制造技术

一种在潜在爆炸区域中使用的开关元件。开关元件，例如继电器，用于潜在爆炸区域中，其具有基板和顶部(302)，限定容纳触头端子的腔体。开关元件还具有通向外部的开口，且在其他位置与外部密封。开口在足够长的时间段内传播开关元件内的爆炸期间释放的任何逸出的爆炸能量，使得逸出至外部的爆炸能量不会点燃潜在爆炸区域中的爆炸性混合物。在优选的实施例中，开口是孔(305)，其被栅格(311)或网格(312)覆盖。替代地，开口采取在基板(101)和顶部(102)之间的缝隙中的间隙(105，105’)的形式，或是采取具有双锥形或曲折形式的孔(205)的形式。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在潜在爆炸区域中使用的开关元件。本专利技术还涉及在潜在爆炸区域中使用开关元件以连接电路，且从而防止由于发生在开关元件内的开关电弧而点燃存在于潜在爆炸区域中的爆炸性混合物。
技术介绍
在潜在爆炸区域(也称为“防爆区域”)中使用的开关元件(例如继电器)目前被制成为使得潜在爆炸区域中的爆炸性气体混合物不能进入开关元件的内部。如果爆炸性混合物进入保护元件的内部，其可能被发生在开关元件的两个触头之间的开关火花或开关电弧点燃，并导致爆炸。由爆炸释放的能量将破坏开关元件，且被突然地释放至开关元件周围的区域。结果，开关元件附近的能量密度将非常高，这可能导致整个防爆区域中的爆炸性混合物被点燃。为了防止爆炸性混合物渗入开关元件的内部，开关元件被密封，例如借助于焊接在缝隙处的金属胶囊(metalcapsule)。胶囊的密封度(tightness)可以在技术上实现，但需要相当大的努力。然而，标准的开关元件由合成材料制成，且焊接缝隙通常是合适的粘合剂。与密封度相关的一个难题在于焊接缝隙可能由于热量的影响而损坏，例如当在继电器连接上进行焊接时。另外，继电器是机电部件，由于其性质而经受磨损和撕扯。例如，接触电阻可能由于触头的磨损和撕裂而增加，并且这可能导致热量的产生的增加并最终导致泄漏。因此，本专利技术的目标是提供一种开关元件，优选为继电器，以在潜在爆炸区域中使用，其内部不需要密封，以便限制由于发生在其内部的开关火花或开关电弧而引起的爆炸，并且防止传播到周围的易燃区域。
技术实现思路
该目标根据独立权利要求的特征来实现。本专利技术的有利的进一步的发展是从属权利要求的主题。本专利技术是基于以下想法：为开关元件提供通向外部的开口，并且在其他位置(otherwise)与外部密封。在这里，开口被制成为使得其在足够长的时间段内传播开关元件内的爆炸期间释放的任何逸出的爆炸能量，足够长的时间段使得逸出至外部的爆炸能量不会点燃潜在爆炸区域中的爆炸性混合物。本专利技术使得潜在爆炸区域的爆炸性混合物能够渗入到开关元件的内部，并且其由于开关元件内的开关火花或开关电弧而被点燃或引起爆炸。本专利技术还使得由该爆炸释放的能量能够向外传递到潜在爆炸区域中，而不是突然地，而是在更长的时间段上传播。按照这种方式，在开关元件的紧邻附近的能量密度保持为很低，以致不足以点燃潜在爆炸区域中的爆炸性混合物。根据本专利技术的开关元件对应于标准IEC60079-15的第22.4.3段，因此其适用于潜在爆炸区域。附图说明为了更好地理解本专利技术，将通过下面附图中所示的示范性实施例更详细地描述本专利技术。在这里，相同的部件提供有相同的附图标记和相同的部件名称。附图示出了以下内容：图1a是根据从下方的第一示范性实施例的开关元件的透视图，以及间隙位置处的、沿着基板和顶部之间的缝隙的详细视图；图1b是从上方的根据第一示范性实施例的开关元件的透视图，以及间隙位置处的、通过基板和顶部之间的缝隙的截面图；图2是根据第二示范性实施例的开关元件的透视图，以及开口/孔位置处的通过顶部的横截面的截面图；图3是根据第三示范性实施例的开关元件的透视图，以及具有栅格的开口的详细视图。具体实施方式本专利技术的示范性实施例具有基板和顶部。在这里，顶部覆盖/封闭基板的表面，使得在基板的该表面和顶部之间产生腔体。用于闭合或断开电路的触头设置在腔体中。可以借助于穿过基板的连接端子来将电压施加至这些触头。由于该电压，当闭合或断开触头时，可能发生开关花火或开关电弧。该开关花火或开关电弧可能点燃位于开关元件内的爆炸性混合物，并导致其爆炸。第一示范实施例图1a和图1b示出了根据本专利技术的第一示范性实施例的开关元件的透视图。在这里，图1a示出了从开关元件100的基板101的下方的视图，图1b示出了从开关元件100的顶部102的上方的视图。附图标记111标识了基板101的周界。可从图1a容易地看出，缝隙沿周界111在基板101和顶部102之间延伸。除了设置在基板101的相反侧上的两个间隙/接缝105和105′以外，用填料104将开关元件100与外部密封。另外，图1a示出了间隙105位置处的沿基板101和顶部102之间的缝隙的详细视图，图1b示出了间隙105位置处的通过基板101和顶部102之间的缝隙的截面。如从这些附图可见，间隙105沿基板101和顶部102之间的缝隙延伸，并由基板101的侧面107以及顶部102的侧壁106形成。在这里，基板101的侧面107由顶部102的侧壁106完全地覆盖。间隙105’形成为类似于间隙105。没有填料104设置在基板101的设置有间隙105和105′的位置处。根据本专利技术，间隙105具有小于0.1mm的宽度(或幅度)109。同样地，根据本专利技术，间隙105具有大于1毫米的高度108。类似地，间隙105′具有小于0.1mm的宽度和大于1毫米的高度。另外，对于本专利技术来说关键的是，间隙105和105′的长度的总和小于基板101和顶部102之间的缝隙的周界111的长度的三分之一。两个间隙105和105′构成开关元件100的通向外部的开口，在开关元件100内的爆炸期间释放的爆炸能量可以经由该开口逸出至外部，例如在潜在爆炸区域中。然而，本专利技术的第一示范性实施例的两个间隙105和105′具有的尺寸使得它们在足够长的时间段内传播逸出进入潜在爆炸空间的爆炸能量。在这里，足够长的时间段被选择为使得逸出至外部的爆炸能量不能点燃潜在爆炸区域的爆炸性混合物或导致其爆炸。换言之，足够长的时间段使得逸出至外部的爆炸能量不会增加开关元件紧邻附近的能量密度而使得触发潜在爆炸区域中的爆炸。在图1a和图1b所示的示范性实施例中，开关元件100具有带有两个接缝105和105′的开口，且具有基本上矩形平行六面体形式。然而，本专利技术不限于该示范性实施例，而是还包含这样的示范性实施例：其中开关元件具有i)仅一个间隙，或者ii)基板和顶部之间有两个以上的间隙。在情形i)，开关元件具有的开口沿基板和顶部之间的缝隙形成为基板和顶部之间的间隙。在这里，充当开口的间隙具有的长度小于基板和顶部之间的缝隙的周界的长度的三分之一。基板和顶部之间的缝隙的不是间隙的部分的部分被密封。同样地，基板和连接端子之间的缝隙被密封。充当开口的间隙的宽度小于0.1mm，且其高度大于1毫米。在情形ii)，开关元件具有的开口是沿着基板和顶部之间的缝隙的基板和顶部之间的多个间隙的形式。在这里，多个间隙具有的总长度小于基板和顶部之间的缝隙的周界的长度的三分之一。基板和顶部之间的缝隙的不形成多个间隙的部分的部分被密封。同样地，基板和连接端子之间的缝隙被密封。多个间隙中的每个间隙的宽度小于0.1mm且其高度大于1毫米。另外，图1a和图1b所示的示范性实施例形成为使得基板101和顶部102之间的缝隙沿基板101的周界111延伸并且顶部102的侧壁106完全覆盖基板的侧面107。然而，本专利技术不限于该示范性实施例，而是还包含这样的示范性实施例，其中顶部沿着缝隙仅部分地覆盖基板的侧面。在这种情况下，至少在设置间隙或多个间隙的点处，基板必须具有大于1毫米的厚度。本专利技术还包含这样的示范性实施例，其中顶部的下部边缘安置在具有用于闭合和断开电路的触头的基板的表面上。在这种情况下，顶部和基板之间的缝隙的周界基本上由顶本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在潜在爆炸区域中使用的开关元件，其具有基板和顶部，所述顶部覆盖/封闭所述基板的表面，使得在所述基板的表面和所述顶部之间产生腔体，在所述腔体中存在用于闭合和断开电路的触头，并且开关元件还具有通向外部的开口、且在其他位置与外部密封，所述开口被制成为使得其在足够长的时间段内传播开关元件内的爆炸期间释放的任何逸出的爆炸能量，所述足够长的时间段使得逸出至外部的爆炸能量不会点燃所述潜在爆炸区域中的爆炸性混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.12 DE 102014006957.51.一种在潜在爆炸区域中使用的开关元件，其具有基板和顶部，所述顶部覆盖/封闭所述基板的表面，使得在所述基板的表面和所述顶部之间产生腔体，在所述腔体中存在用于闭合和断开电路的触头，并且开关元件还具有通向外部的开口、且在其他位置与外部密封，所述开口被制成为使得其在足够长的时间段内传播开关元件内的爆炸期间释放的任何逸出的爆炸能量，所述足够长的时间段使得逸出至外部的爆炸能量不会点燃所述潜在爆炸区域中的爆炸性混合物。2.如权利要求1所述的开关元件(200)，其特征在于，所述开口(205)设置在所述基板中或所述顶部(202)中，所述开口(205)的截面区域在其最窄点处具有小于0.1256mm2的表面积，在设置所述开口(205)的点处，所述基板或所述顶部(202)具有大于1.2mm的厚度，使得所述开口(205)的深度(208)大于1.2mm。3.如权利要求2所述的开关元件，其特征在于，所述开口(205)的截面区域是圆的，特别是椭圆形或圆形。4.如权利要求2所述的开关元件，其特征在于，所述开口的截面区域是有角的，特别是正方形或矩形。5.如权利要求3或4所述的开关元件，其特征在于，所述开口(205)是圆柱形式，或者所述开口是向内或向外渐缩的锥形形式，或者所述开口具有在中间部分或端部渐缩的双锥形形式，或者所述开口是曲折形式。6.如权利要求1所述的开关元件(300)，其特征在于，所述开口(305)设置在所述基板中或所述顶部(302)中，且由栅格(311)从外部覆盖，所述栅格的网格(312)具有小于0.01mm2的表面积。7.如权利要求6所述的开关元件，其特征在于，所述栅格(311)的网格(312)是正方形的，并具有小于0.1mm的网格尺寸。8.如权利要求6或7所述的开关元件，其特征在于，所述栅格(311)由金属制成，或者所述栅格(311)由覆盖有金属或含有金属的塑料制成，或者所述栅格(311)是覆盖有金属或含有金属的陶瓷栅格。9.如权利要求1所述的开关元件(100)，其特征在于，所述开口被制成为沿着所述基板(101)和所述顶部(102)之间的缝隙的、所述基板和所述顶部之间的间隙(105)，充当开口的所述间隙(105)具有的长度(110)小于所述基板(101)和所述顶部(102)之间的缝隙的周界的长度的三分之一，所述基板(101)和所述顶部(102)之间的缝隙的不是所述间隙(105)的部分的部分被密封，充当开口的所述间隙(105)的宽度(109)小于0.1mm，且所述间隙(105)的高度(108)大于1毫米。10.如权利要求1所述的开关元件(100)，其特征在于，所述开口被制成为沿着所述基板(101)和所述顶部(102)之间的缝隙的、所述基板和所述顶部之间的多个间隙(105，105′)，充当所述开口的所述多个间隙(105，105′)的总和具有的长度小于所述基板(101)和所述顶部(102)之间的缝隙的周界的长度的三分之一，所述基板(101)和所述顶部(102)之间的缝隙的不形成所述多个间隙(105，105′)的部分的部分被密封，所述多个间隙(105，105′)中的每个间隙的宽度(109)小于0.1mm，并且所述多个间隙(105，105′)中的每个间隙的高度(108)大于1毫米...

【专利技术属性】
技术研发人员：C克罗普夫尔，
申请(专利权)人：泰科电子奥地利有限责任公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT