用于隔爆设备的隔爆连接装置以及隔爆设备的制作方法

本实用新型涉及一种用于隔爆设备的隔爆连接装置，具体地涉及一种用于将隔爆设备中的电子部件与隔爆设备外的电子装置相连接的隔爆连接装置。本实用新型还涉及采用这种隔爆连接装置的隔爆设备。

背景技术：

隔爆设备是工控设备领域常用的一种设备，其外壳分为用于容纳隔爆设备自身的电子部件的电子腔(也可以称为内腔)以及用于与外部电子装置连接的接线腔(也可以称为外腔)。隔爆设备的上述两个腔体之间要实现物理隔离，例如以使电子腔中发生爆炸时不会引爆接线腔中的危险气体；同时，上述两个腔体之间需实现电气连接。

现有技术中存在多种将隔爆设备的两个腔体彼此电气连接的方式。例如，一种现有技术的连接方式是使得导体穿过两个腔体之间的外壳的开口部分，并通过在导体和该开口之间使用绝缘灌封胶而将开口完全封死。

另一种现有技术方式是通过馈通连接部进行转接。馈通连接部包括筒装外壳以及被筒状外壳包围、并延伸出筒状外壳两端的导体，筒状外壳和导体之间采用绝缘灌封胶或玻璃烧结完全封死。馈通连接部的筒状外壳安装在隔爆设备的外壳的两个腔体之间的开口之中，使得馈通连接部的导体从筒状外壳的两端伸出并分别进入隔爆设备的两个腔体之中，以将两个腔体中的电子部件彼此连接。

上述现有技术方式均需要采用绝缘灌封或玻璃烧结等工艺，成本较高。

因此，需要提供一种新式的隔爆连接装置，以解决上述现有技术中的问题。

技术实现要素：

在下文中给出了关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

鉴于现有技术的缺陷，本实用新型的目的之一是提供一种能够避免绝缘灌封或玻璃烧结等工艺的用于隔爆设备的隔爆连接装置，以至少解决现有的问题。

根据本实用新型的第一方面，提出了一种用于隔爆设备的隔爆连接装置，其包括：印刷电路板(PCB)；第一耦接部，设置在印刷电路板的第一侧；以及第二耦接部，设置在印刷电路板的与第一侧相对的第二侧，并经由印刷电路板与第一耦接部彼此电连接，其中，在隔爆连接装置安装到隔爆设备中的安装状态下，印刷电路板被紧固到隔爆设备中的基板，印刷电路板的第二侧抵靠基板并覆盖基板中的开孔，第一耦接部适于与隔爆设备外的电子装置电连接，第二耦接部伸入基板中的开孔并适于与隔爆设备中的电子部件电连接。

根据本实用新型的第二方面，提出了一种隔爆设备，其包括外壳、外壳中的基板以及根据本实用新型的第一方面所述的隔爆连接装置。

根据本实用新型的第三方面，提出了一种隔爆设备，其包括外壳、外壳中的基板、根据本实用新型的第一方面所述的隔爆连接装置、以及设置在隔爆连接装置的印刷电路板与基板之间的密封件。

根据本实用新型的第四方面，提出了变送器，其具有以上描述的隔爆设备的结构。

上述根据本公开实施例的各个方面，至少能够获得以下益处：避免了使用绝缘灌封或玻璃烧结等工艺，因而降低了成本。

通过以下结合附图对本公开的最佳实施例的详细说明，本公开的这些以及其他优点将更加明显。

附图说明

为了进一步阐述本实用新型的以上和其它优点和特征，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分。应当理解，这些附图仅描述本实用新型的典型示例，而不应看作是对本实用新型的范围的限定。在各个附图中采用相似的附图标记来表示相似的部件，在附图中：

图1A是第一实施例的隔爆连接装置及应用该装置的隔爆设备的分解视图；

图1B是图1A的隔爆连接装置安装到隔爆设备的安装状态下隔爆设备的主视图；

图1C是沿图1B中的B-B’获得的剖视图；

图2A是第二实施例的隔爆连接装置及应用该装置的隔爆设备的分解视图；

图2B是图2A的隔爆连接装置安装到隔爆设备的安装状态下隔爆设备的主视图；

图2C是沿图2B中的B-B’获得的剖视图；

图3A是第三实施例的隔爆连接装置及应用该装置的隔爆设备的分解视图；

图3B是图3A的隔爆连接装置安装到隔爆设备的安装状态下隔爆设备的主视图；

图3C是沿图3B中的B-B’获得的剖视图；

图4A是第四实施例的隔爆连接装置及应用该装置的隔爆设备的分解视图；

图4B是图4A的隔爆连接装置安装到隔爆设备的安装状态下隔爆设备的主视图；

图4C是沿图4B中的B-B’获得的剖视图；

图5A是第五实施例的隔爆连接装置及应用该装置的隔爆设备的分解视图；

图5B是图5A的隔爆连接装置安装到隔爆设备的安装状态下隔爆设备的主视图；

图5C是沿图5B中的B-B’获得的剖视图。

具体实施方式

在下文中将结合附图对本实用新型的示例性实施例进行描述。为了清楚和简明起见，在说明书中并未描述实际实施方式的所有特征。然而，应该了解，在开发任何这种实际实施例的过程中必须做出很多特定于实施方式的决定，以便实现开发人员的具体目标，并且这些决定可能会随着实施方式的不同而有所改变。此外，还应该了解，虽然开发工作有可能是非常复杂和费时的，但对得益于本公开内容的本领域技术人员来说，这种开发工作仅仅是例行的任务。

此外，为了便于说明，在所描述的一些示例性实施例中使用了具体的元件。但是应当明白，本实用新型所应用的隔爆连接装置、隔爆设备以及变送器的结构不限于此，这里所描述的实施例只是用于说明，而不构成对本实用新型的限制。本实用新型的范围仅由所附权利要求及其等效含义来限定。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于隔爆设备的隔爆连接装置。下面将参照图1A至图5C描述根据本实用新型的第一方面的隔爆连接装置。

首先参照图1A至图1C，其示出了根据本实用新型的第一实施例的隔爆连接装置，其中，图1A是第一实施例的隔爆连接装置及应用该装置的隔爆设备的分解视图，图1B是图1A的隔爆连接装置安装到隔爆设备的安装状态下隔爆设备的主视图，图1C是沿图1B中的B-B’获得的剖视图。在图1A至图1C中，隔爆设备以附图标记100示出，用于隔爆设备的隔爆连接装置以附图标记200示出。

图1A中示意性地示出了圆筒形的隔爆设备100的外观，图1C中示意性地示出了该隔爆设备的剖视图。如图1C所示，隔爆设备100例如可以包括基板110及外壳120，其中基板110用于分隔外壳120内的电子腔(或称为内腔，即图中基板110右侧的部分)与接线腔(或称为外腔，即图中基板110左侧的部分)。隔爆设备100的电子腔中包括未示出的电子部件(例如传感器等)，利用隔爆连接装置200，可以通过基板110中的开孔111将隔爆设备100外的电子装置电气连接到隔爆连接装置200中的电子部件。作为示例，基板110和外壳120可以是一体成型的。

本领域技术人员可以理解，隔爆设备100例如可以是变送器，但也可以是任意其他需要将设备的内腔与外腔(或设备内部与设备外部)进行分隔、同时保持二者电气连接的设备。

如图1A和图1C所示，隔爆连接装置200包括：印刷电路板(PCB)210；第一耦接部211，设置在印刷电路板210的第一侧；以及第二耦接部212(图1A未示出)，设置在印刷电路板210的与第一侧相对的第二侧，并经由印刷电路板210与第一耦接部211彼此电连接。如图1C的剖视图所示，在隔爆连接装置200安装到隔爆设备100中的安装状态下，印刷电路板210被紧固到隔爆设备100中的基板110，印刷电路板210的第二侧抵靠基板110并覆盖基板110中的开孔111。特别地，第一耦接部211适于与隔爆设备100外的电子装置(未示出)电连接(即电气连接)，第二耦接部212伸入基板110中的开孔111并适于与隔爆设备100中的电子部件(未示出)电连接。

利用上述印刷电路板210紧固到基板110、并覆盖基板110中的开孔111的方式，本实用新型的实施例可以避免现有技术中为实现隔爆设备的两个腔体之间的隔离而采用的绝缘灌封或玻璃烧结等工艺，从而减低了成本。

在一个优选实施例中，在诸如双面PCB 210的两个相对表面(即第一侧和第二侧)通过将导电部件焊接到印刷电路板上的焊垫而以非穿孔方式形成第一耦接部211和第二耦接部212。相较于穿孔形式的耦接部(即，通过在印刷电路板表面形成电镀孔并将导电部件插入电镀孔而形成的耦接部)，上述非穿孔形式的耦接部可以具有更好的结构强度和密封性，从而能更好地抵抗隔爆设备100的内腔中发生爆炸时的冲击以及保持密封。第一耦接部211和第二耦接部212二者例如经由PCB中的迹线彼此电连接，并且可以是任意适当的能实现电连接的部件，例如图1A至图1C中所示的连接器等。

可选地，如图1A和图1C所示，隔爆连接装置200还可以包括多个紧固件220(例如螺栓等)，其可以在印刷电路板210的周边位置例如穿过对应的开孔将印刷电路板210固定至基板110。优选地，在印刷电路板的周边位置以均匀间距沿圆周方向布置多个紧固件。可以采用任意其他适当的方式将印刷电路板210固定至基板110，例如稍后将在第五实施例中描述的方式，在此不再详述。

可选地，在如图1C所示的安装状态下，印刷电路板210与基板110之间形成平面隔爆接合面，例如该图中A1与A2之间、A1’与A2’之间的部分(即基板110的开孔111与紧固件220之间的部分)。平面隔爆接合面可以提供期望的火焰通路，使得即使图1C中基板110右侧的内腔中发生爆炸，火焰也不会传导到基板110左侧的外腔以及外部电子装置。

优选地，隔爆接合面的间隙长度(例如图1C所示的线段A1-A2、A1’-A2’的长度)大于等于6mm，并且隔爆接合面的间隙宽度(例如图1C中印刷电路板210与基板110之间的间隙的宽度)小于等于0.5mm。可以通过控制印刷电路板100的加工公差，获得期望的平整度等方式实现这样的平面隔爆结合面。这样的隔爆结合面可以满足例如IEC 60079-1标准的要求。

可选地，如图1A和图1C所示，隔爆连接装置200还包括诸如密封圈(或密封垫等)的密封件230，其设置在印刷电路板210与基板110之间的隔爆接合面的边缘处或边缘之外，即图1C中标记A2、A2’所示的位置。替选地，密封件230也可以设置在图1C中标记A1、A1’所示的位置。设置这样的密封件有助于隔离隔爆设备的两个腔体之间的水汽。

作为示例，图1A至图1C示出了具有圆筒形状的隔爆设备100以及隔爆连接装置200的圆盘形状的板状印刷电路板200。本领域技术人员可以理解，上述形状仅作为示例。隔爆连接装置的印刷电路板可以具有任意适当的其他形状，只要其可以覆盖基板中的开孔(以及优选地能够实现隔爆结合面的要求)即可。例如，印刷电路板的面积可小于基板的面积，并且可以具有除圆盘形状以外的其他形状。

接下来，将参照图2A至图2C来说明根据本实用新型的第二实施例的隔爆连接装置。第二实施例的隔爆连接装置200A与第一实施例的隔爆连接装置200的区别在于还包括加强板240；其可以应用于与第一实施例相同的隔爆设备100。以下将着重描述本实施例与第一实施例的区别，而省略对二者之间相同或相似部分的详细描述。

具体地，在安装状态下，加强板240可以抵靠印刷电路板210的第一侧而安装到隔爆设备100的基板110或外壳120。图2A至图2C中示出了加强板240安装到基板110的情况。利用抵靠到印刷电路板的加强板与隔爆设备的外壳或基板之间的连接，可有助于实现或加强印刷电路板与基板之间的紧固状态。在内腔发生爆炸时，这将有助于抵抗爆炸对印刷电路板的冲击，并保持印刷电路板紧固到基板的状态。

作为示例，图2A、图2C中示出了加强板240中设置有供第一耦接部211伸入的开孔241。尽管图中示出了开孔241处于加强板240的中心、并在安装状态下与基板110中的开孔111处于对称位置，但本实用新型不限于此。上述加强板和基板的开孔(以及第一耦接部和第二耦接部)可以处于非对称位置，以下将在第三实施例中对此进行详细描述。

此外，加强板也可以不具有上述开孔。例如，加强板的面积可以小于印刷电路板的面积，并且在安装状态下，设置于加强板未覆盖区域的第一耦接部可以实现与外部电子装置的连接。

作为示例，图2A、图2C中示出了隔爆连接装置200A还包括设置在加强板240上的多个紧固件220，用于将加强板240连同印刷电路板230固定至基板。可以采用其他方式将加强板240固定至隔爆设备的外壳或基板。例如，可以将加强板机械加工为适于与隔爆设备的外壳进行螺纹配合，以通过螺纹配合的方式将加强板固定至外壳；稍后将在第五实施例中详细描述这样的方式。

可选地，第二实施例中的印刷电路板210在安装状态下可以与基板110之间形成如第一实施例中所描述的平面隔爆接合面。可选地，隔爆接合面的间隙长度大于等于6mm，并且隔爆接合面的间隙宽度小于等于0.5mm。可选地，第二实施例中的隔爆连接装置还可以包括如第一实施例中描述的设置在印刷电路板210与基板110之间的隔爆接合面的边缘处或边缘之外的密封件230。

接下来，将参照图3A至图3C来说明根据本实用新型的第三实施例的隔爆连接装置。第三实施例的隔爆连接装置200B与第二实施例的隔爆连接装置200A的区别在于印刷电路板的第一耦接部和第二耦接部的位置以及加强板的开孔的位置；其例如适于用于图3A至图3C所示的隔爆设备100B。以下将着重描述本实施例与第二实施例的区别，而省略对二者之间相同或相似部分的详细描述。例如，图3A至图3C所示的本实施例中隔爆设备100B的外壳120B采用与图2A至2C所示的第二实施例中的外壳类似的设置，下面将不会进行重复描述。

具体地，在第三实施例中，第一耦接部211B和第二耦接部212B设置在印刷电路板210B两侧的非对称位置，并且在安装状态下，加强板240B的开孔241B与隔爆设备100B的基板110B中的开孔111B处于印刷电路板210B两侧的非对称位置。

可以理解，本实施例的隔爆连接装置同样可以应用于图1A至图2C中所示的隔爆设备，只要合理地设置印刷电路板的第一耦接部和第二耦接部的位置以及加强板的开孔的位置，使得两个耦接部在印刷电路板两侧的非对称位置、并且安装状态下加强板的开孔与隔爆设备基板中的开孔处于印刷电路板两侧的非对称位置即可。

利用以上描述的非对称结构，可以提高隔爆连接装置的结构强度。

接下来，参照图4A至图4C来说明根据本实用新型的第四实施例的隔爆连接装置。第四实施例的隔爆连接装置200C与第二实施例的隔爆连接装置200A的区别在于加强板固定至隔爆设备的方式，并且其例如适于用于图4A至图4C所示的隔爆设备100C。以下将着重描述本实施例与第二实施例的区别，而省略二者之间相同或相似部分的描述。例如，图4A至4C所示的本实施例中的隔爆连接装置200C的第一和第二耦接部211C和212C以及加强板240C的开孔241C和基板110C的开孔111C采用与图2A至2C所示的第二实施例中的相应部件类似的设置，下面将不会进行重复描述。

具体地，如图4A、图4C所示，在第四实施例的隔爆连接装置200C中，加强板240C被机械加工为具有与隔爆设备100C的外壳120C的内壁配合的大小和形状，并且加强板240C的周向表面具有与内壁的内螺纹相配合的外螺纹。这样，加强板240C以螺纹配合的方式紧固到隔爆设备100C的内壁，同时可以将印刷电路板210C一起紧固到基板110C。相应地，本实施例可以省略以上实施例中所采用的用于将印刷电路板紧固到基板的紧固件，并且无需在印刷电路板上设置用于紧固件的开孔；本实施例所适用的隔爆设备100C的基板110C也无需设置用于紧固件的开孔。

除了加强板固定至隔爆设备的方式不同(以及第四实施例因此省略了第二实施例中与紧固件相关的配置)以外，第四实施例可以采取与第二实施例相同的配置并获得相同的益处，在此不再赘述。

接下来，参照图5A至图5C来说明根据本实用新型的第五实施例的隔爆连接装置。第五实施例的隔爆连接装置200D与第二实施例的隔爆连接装置200A的区别主要在于印刷电路板与基板形成隔爆接合面的方式，并且其例如适于用于图5A至图5C所示的隔爆设备100D。以下将着重描述本实施例与第二实施例的区别，而省略二者之间相同或相似部分的描述。例如，图5A至5C所示的本实施例中适用的隔爆设备100D的外壳120D采用与图2A至2C所示的第二实施例中的外壳类似的设置，下面将不会进行重复描述。

具体地，如图5C所示，在可以利用第五实施例的隔爆连接装置200D的隔爆设备100D中，基板110D在面向隔爆连接装置200D的印刷电路板210D的一侧设置有凹部，供第二耦接部212D伸入的开孔111D设置在该凹部的底侧。相应地，印刷电路板210D被机械加工为与该凹部配合的预定大小和形状(以及优选地预定机械公差)，以在安装状态下嵌入凹部而与基板110D之间形成圆柱或止口隔爆接合面。

例如，如果控制图5C中标记A2与A3之间、A2’与A3’之间印刷电路板210D与基板110D之间的间隙(例如间隙的长度和宽度)以实现隔爆接合面，则可以在印刷电路板210D与基板110D之间实现圆柱隔爆接合面。替选地，如果除了上述圆柱隔爆接合面的间隙之外，还控制图4C中标记A1与A2之间、A1’与A2’之间印刷电路板210D与基板110D之间的间隙以实现隔爆接合面，则实现了标记A1至A3、A1’至A3’的止口隔爆结合面。相较于平面隔爆接合面和圆柱隔爆接合面，止口隔爆结合面可以具有更长的火焰通路，从而实现更好的隔爆效果。

可选地，隔爆接合面的间隙长度大于等于6mm，并且隔爆接合面的间隙宽度小于等于0.5mm。

此外，可选地，隔爆连接装置200D还可以包括设置在印刷电路板210D与基板110D之间的隔爆接合面的边缘或边缘之外的密封件230，例如图5C中标记A1、A1’所示的位置处。替选地，密封件230也可以设置在图5C中标记A3、A3’所示的位置处。在印刷电路板210D与基板110D之间实现圆柱隔爆接合面的情况下，密封件230还可以设置在标记A1至A2之间(A1’至A2’之间)的任意位置处。

作为示例，图5A、图5C中示出了加强板240D的中心设置有供第一耦接部211D伸入的开孔241D，但本实施例不限于此。例如，本实施例的隔爆连接装置的加强板、印刷电路板、以及对应的隔爆设备中的基板可以采用如以上参照图3描述的第三实施例的非对称布置。再例如，加强板也可以不具有供第一耦接部伸入的开孔。举例而言，加强板的面积可以小于印刷电路板的面积，并且第一耦接部可以在加强板未覆盖的区域与外部电子装置相连接。

作为示例，图5A、图5C中示出了隔爆连接装置200D还包括设置在加强板240D上的多个紧固件220，用于将加强板240D连同印刷电路板210D一起紧固至基板110D。在本示例中，由于印刷电路板210D嵌入基板110D的凹部以形成圆柱或止口隔爆接合面，因此仅在加强板240D上开孔以用于紧固件220，并且利用加强板240D与基板110D之间的紧固连接而将印刷电路板210D紧固至基板110D。

替选地，可以采用其他方式将加强板安装至隔爆设备的外壳或基板，例如此前参照图4描述的第四实施例中的加强板与外壳之间螺纹配合的方式，在此不再赘述。

以上描述了本实用新型第一方面的隔爆连接装置及相应的实施例和示例。利用上述隔爆连接装置，可以避免高成本的玻璃烧结等工艺。在各个优选实施例中，利用紧固件或螺纹配合等方式将印刷电路板紧固至基板，使得隔爆连接装置与隔爆设备之间可以容易安装和拆卸。

根据本实用新型的第二方面，提供了一种隔爆设备，其包括外壳、外壳中的基板以及本实用新型的第一方面的隔爆连接装置，例如包括以上参照图1A至图5C描述的隔爆连接装置以及图中所示隔爆设备的外壳和外壳中的基板。作为示例，隔爆设备可以是变送器。

根据本实用新型的第二方面的隔爆设备例如可以获得以上参照图1A至图5C描述的隔爆连接装置的各种效果和益处，在此不再赘述。

根据本实用新型的第三方面，提供了一种隔爆设备，其包括外壳、外壳中的基板、隔爆连接装置、以及设置在隔爆连接装置的印刷电路板与基板之间的密封件。第三方面的隔爆设备与上述第二方面的隔爆设备的区别可以在于，第三方面的隔爆设备包括例如以上参照图1A至图5C描述的隔爆连接装置的密封件，而隔爆连接装置本身不包括这样的密封件。

根据本实用新型的第三方面的隔爆设备例如可以获得以上参照图1A至图5C描述的隔爆连接装置的各种效果和益处，在此不再赘述。

本领域技术人员可以理解，本实用新型的各个方面、各个实施例以及各个示例之间可以任意进行组合并获得相应的效果，只要这样的组合不会导致无法实现本实用新型的基本功能即可。

最后，还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。此外，在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

虽然以上参照特定实施例描述了本实用新型，但是应当理解，所描述的实施例仅是说明性的而不是限定性的。对于本领域的技术人员来说，在不背离本实用新型的实质和范围的情况下，可以进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求及其等效含义来限定。