本专利申请依据35u.s.c.§119要求2016年12月8日提交的标题为“illuminatedwindowsystemsforenclosures(用于封装件的受照观察系统)”的美国临时专利申请序列号62/431,525的优先权,该申请的全部内容据此以引用方式并入本文。
本公开整体涉及封装件,并且更具体地涉及用于具有受照窗口系统的封装件的系统、方法和装置。
背景技术:
封装件,诸如电气封装件,用于多个应用(例如,商业、工业、住宅)中,并且具有许多不同的形状、大小和配置。有时,这种封装件容纳一件或多件设备或装置。这种设备可以是电气、机械、电子、机电的。有时,必需目视检查在封装件内的设备。打开和关闭此类封装件可能是耗时的,可能存在电击危害,可能需要预先使封装件断电,可能需要对危害性场所环境的解密,和/或可能出现许多其他障碍物。因此,由于所涉及的额外的时间和工作,对此类封装件内的设备的检查可能是困难的,或甚至是受阻的。一些封装件可以包括观察窗口,但是这种观察窗可能难以透视并可能未被正确地定位以允许观察封装件内的某些设备。
技术实现要素:
一般来讲,在一个方面,本公开涉及设置在周围环境中的封装件。该封装件可以包括至少一个壁,至少一个壁形成腔。该封装件还可以包括设置在腔内的至少一个电气装置。该封装件还可以包括设置在至少一个壁中的至少一个受照观察系统。该封装件的至少一个受照观察系统可以包括:窗口,该窗口设置在至少一个壁中;以及至少一个光源组件,该至少一个光源组件将光引导到在其中设置有至少一个电气装置的腔内。
根据以下描述和所附权利要求,这些和其他方面、目标、特征和实施方案将是显而易见的。
附图说明
附图仅示出了示例性实施方案,并且因此不应视为限制范围,因为示例性实施方案可以允许其他同等有效的实施方案。附图中示出的元件和特征不一定按比例绘制,而是将重点放在清楚地示出示例性实施方案的原理上。另外,某些尺寸或位置可能被夸大以帮助视觉上传达此类原理。在附图中,附图标记表示相似或对应但不一定相同的元件。
图1和图2示出了在本领域中当前已知的封装件。
图3示出了在本领域中当前已知的具有窗口的封装件。
图4至图8示出了根据某些示例性实施方案的具有受照窗口的封装件。
图9至图11示出了根据某些示例性实施方案的各种光源组件。
具体实施方式
一般来讲,示例性实施方案提供用于具有受照窗口系统的封装件的系统、方法和装置。虽然本文所述的具有受照窗口系统的许多示例性封装件位于危害性(例如,爆炸性)环境中,但是这种封装件也可以位于不被认为是危害性的其他环境中。用户可以是与封装件相互作用的任何人。用户的示例可以包括但不限于工程师、电工、仪器和控制技术人员、机械师、操作员、咨询员、承包商和制造商的代表。
本文所述的示例性受照窗口系统可以用作用于不具有窗口的封装件的新的系统,用作用于具有未受照的窗口的封装件的改进系统,和/或用于可装配有窗口的入口。本文所述的用于封装件(或其部件)的受照窗口系统可以由多种合适的材料中的一种或多种制成,以允许封装件满足某些标准和/或规定,同时还按照一个或多个条件维持耐久性,在一个或多个条件下,包括示例性受照窗口系统的封装件可以暴露。此类材料的示例可以包括但不限于铝、不锈钢、玻璃纤维、玻璃、塑料、陶瓷和橡胶。
本文所述的用于封装件或其部分的示例性受照窗口系统可以由彼此机械联接的多个件制成。在这种情况下,多个件可以使用多种联接方法(包括但不限于环氧树脂、焊接、紧固装置、压缩配合件、配合螺纹和开槽配件)中的一种或多种彼此机械联接。彼此机械联接的一个或多个件能够以多种方式(包括但不限于固定地、铰接地、可移除地、可滑动地和螺纹地)中的一种或多种彼此联接。
本文所述的部件和/或特征可以包括被描述为联接、安装、紧固、固定或其他类似的术语的元件。此类术语仅意为区分部件或装置内的各种元件和/或特征,而不意为限制该特定元件和/或特征的能力或功能。例如,被描述为“联接特征”的特征可以联接、安装、固定、紧固、紧靠和/或执行除仅联接之外的其他功能。
如本文所述的联接特征(包括互补联接特征)可以允许示例性受照窗口的一个或多个部件和/或部分直接地或间接地机械联接到受照窗口和/或封装件的另一个部分。联接特征可以包括但不限于铰链的一部分、孔、凹进区域、突出部、夹具、狭槽、弹簧夹、突片、棘爪和配合螺纹。通过直接使用一个或多个联接特征,封装件的一部分可以联接到示例性受照窗口系统的部件。
另外,或另选地,示例性受照窗口的一部分可以使用与设置在受照窗口的部件或封装件的其他部件上的一个或多个联接特征相互作用的一个或多个独立装置联接到封装件的部件。这种装置的示例可以包括但不限于销、铰链、紧固装置(例如,螺栓、螺钉、铆钉)、夹具和弹簧。本文所述的一个联接特征可以与本文所述的一个或多个其他联接特征相同或不同。如本文所述的互补联接特征可以是直接地或间接地与另一个联接特征机械联接的联接特征。
此外,如果附图的部件被描述但在该附图中未明确地示出或标记,那么可以将用于另一个附图中的对应部件的标签推断于该部件。相反,如果附图中的部件被标记但未描述,那么对这种部件的描述可以与另一个附图中的对应部件的描述基本上相同。本文附图中的各种部件的编号方案是这样的:每个部件是三位数字或四位数字,而其他附图中的对应部件具有相同的后两位数字。
另外,除非明确地说明,否则对特定实施方案(例如,如本文附图中所示)不具有特定特征或部件的表述不意味着这样的实施方案不能够具有这样的特征或部件。例如,出于本文中的当前或未来权利要求目的,被描述为未包括在一个或多个特定附图中示出的示例性实施方案中的特征或部件能够被包括在对应于本文中的这样的一个或多个特定附图的一个或多个权利要求中。
在示出用于封装件的受照窗口系统的示例性实施方案的前述附图中,可以省略、重复和/或替换所示的部件中的一个或多个。因此,不应认为用于封装件的受照窗口系统的示例性实施方案限于任何附图中所示的部件的特定布置。例如,在一个或多个附图中示出或关于一个实施方案描述的特征可应用于与不同的附图或描述相关联的另一个实施方案。作为特定示例,传感器装置可以在下面描述的示例性实施方案中使用,即使没有针对该特定实施方案示出或描述传感器装置。
如本文所限定,封装件是任何类型的机柜或壳体,其内部设置一个或多个装置(例如,机械装置、电气装置、电子装置、机电装置)。这种装置的示例可以包括但不限于变频驱动器(vfd)、控制器、继电器(例如,固态、机电)、接触器、断路器、开关、变压器、逆变器、转换器、熔断器、电气电缆、热电冷却器(tec)、封装件壁、加热元件、空气移动装置(例如,风扇、鼓风机)、接线端子、马达定子、接线螺母和电导体。封装件的示例可以包括但不限于电连接器、接线盒、马达控制中心、断路器机柜、电气壳体、导管、控制面板、电气插座、发光面板、发光装置、马达壳体、继电器机柜、指示面板和控制机柜。
出于阐明的目的,本文所述的封装件容纳至少一个电气装置并用于商业过程或工业过程。因此,出于本文所述的示例性实施方案的目的,在非常一般和广义意义上可能被视为“封装件”的某些装置将不被认为是封装件。不被认为是适于与本文所述的示例性实施方案的封装件一起使用的这种装置的示例可以包括但不限于展示柜、瓷器盒、陈列柜、公告板箱、冷藏机、冷冻机、烘烤烤箱、常规烤箱和微波炉。
虽然所有这些示例可以包括电气装置,但是那些电气装置容纳在单独的隔室中,以便于操作装置本身的目的。例如,冷藏机具有容纳在存储有食物的单独的空间中的压缩机,该压缩机运行以操作冷藏机。一般来讲,示例性实施方案可使用的所有封装件中都设置有至少一个电气装置,该电气装置用于操作在封装件外部的一些其他装置、部件或过程。
示例性实施方案被设计成在封装件内提供照明,使得可以通过封装件壁中的窗口观察设置在封装件内的一个或多个装置。以此方式,在用户不必打开封装件情况下,用户可以观察一个或多个装置。此外,用户可以检查封装件的内部的腐蚀迹象、水分聚积和需要维护的其他状况。另外,示例性实施方案可以用于验证在封装件内的装置的位置和/或操作。例如,示例性实施方案可以用于允许用户验证封装件内的接触器的位置,以验证开关(位于封装件内)的刀片已经与安装在封装件门中的开关柄部的移动脱离,或验证位于封装件内的熔断器是否已经熔断。示例性实施方案可以按需以定期间隔(例如,当用户接近封装件的示例性窗口时)和/或根据一些其他计划连续地操作。
在某些示例性实施方案中,集成有示例性受照窗口系统的封装件必须满足某些标准和/或要求。例如,国家电气规范(nec)、国家电气制造商协会(nema)、国际电工委员会(iec)以及电气电子工程师协会(ieee)制定了电气封装件、接线和电气连接的标准。包括本文所述的示例性受照窗口系统的封装件在需要时满足这些标准。在一些(例如,pv太阳能)应用中,可以通过集成有示例性受照窗口系统的封装件满足特定于该应用的附加的标准。
例如,示例性受照窗口系统当与电气封装件集成时可以使电气封装件满足nema4x标准。在这种情况下,电气封装件被构造为向设置在电气封装件内的部件(例如,装置)提供一定程度的保护,以至少防止腐蚀、下落污垢、雨、雨夹雪、雪、冰、风吹起的粉尘、飞溅的水和软管引流的水。作为具体示例,具有nema4x评级的电气封装件可以提供保护以防止因水的侵入而对设置在电气封装件内的设备的有害影响。因此,机械联接到这种电气封装件的示例性受照窗口也必须满足这些标准。
包括示例性受照窗口的封装件可以位于任何类型的环境(例如,室内、室外、水下、气候受控的房间)中。另外,或另选地,具有示例性受照窗口的封装件可以位于危害性和/或海洋环境中。如本文所限定,危害性位置是封装件可能被暴露于极端条件的任何位置。极端条件可以包括但不限于高温、低温、温度波动、腐蚀、潮湿、化学品、化学蒸气、振动和粉尘。关于危害性场所和危害性场所封装件的更多信息可以在例如国家电气规范的第500至506条和第510至517条中找到,该文件以引用方式并入本文。
示例性实施方案可使用的危害性场所的示例可以包括但不限于飞机机库、钻机(用于石油、天然气或水)、修井作业机(用于石油或天然气)、炼油厂、化工厂、发电厂、采矿作业和钢铁厂。危害性环境可以包括爆炸性环境,其将需要具有示例性受照窗口的封装件以满足一个或多个要求,包括但不限于维持火焰路径。
防爆封装件是一种类型的危害性场所电气封装件。在一个或多个示例性实施方案中,防爆封装件(也被称为防火封装件)是电气封装件,其被配置为包含源自封装件内的爆炸物。此外,防爆封装件被配置为允许来自防爆封装件内部的气体穿过防爆封装件的接头(在本文中也被称为间隙)逸出并在气体离开防爆封装件时冷却。接头也被称为火焰路径并存在于两个表面相遇并提供从防爆封装件内部到防爆封装件外部的路径的位置,一种或多种气体可以沿着该路径行进。接头可以是任何两个或更多个表面的配合件。每个表面可以是任何类型的表面,包括但不限于平坦表面、螺纹表面和锯齿状表面。
在一个或多个示例性实施方案中,防爆封装件必须满足某些标准和/或要求。例如,nema设定了电气封装件必须符合才有资格成为防爆封装件的标准。具体地,nema类型7、类型8、类型9和类型10封装件设定了某些危害性场所内的防爆封装件必须符合的标准。例如,nema类型7标准适用于被构造成在某些危害性场所的室内使用的电气封装件。危害性场所可以由许多权威机构中的一个或多个限定,所述权威机构包括但不限于国家电气规范(例如,1类第i部分)和ul(例如,ul1203)。例如,国家电气规范下的1类危害性区域是空气中可能存在足够量的易燃气体或蒸气以致爆炸的区域。
作为具体示例,某个大小或大小范围(例如,大于100in3)的防爆封装件的nema标准在b组第1部分区域中可能要求防爆封装件的任何火焰路径必须至少为1英寸长(连续且无中断),并且表面之间的间隙不能超过0.0015英寸。由nema创建和维护的标准可以在www.nema.org/stds中找到并据此以引用方式并入。
在下文中将参考附图更全面地描述用于封装件的受照窗口系统的示例性实施方案,其中示出了用于封装件的受照窗口系统的示例性实施方案。然而,用于封装件的受照窗口系统能够以许多不同的形式实施,并且不应理解为限于本文阐述的示例性实施方案。相反,提供这些示例性实施方案是为了使本公开周密和完整,并且将向本领域的普通技术人员充分地传达用于封装件的受照窗口系统的范围。为了一致,各图中的相似但不一定相同的元件(有时也被称为部件)由相似的附图标记表示。
术语,诸如“第一”、“第二”、“顶部”、“底部”、“侧面”、“宽度”、“长度”、“在……内”、“内部”和“外部”,仅用于区分各个部件(或部件的零件或部件的状态)。此类术语不意味着表示偏好或特定取向,并且不意味着限制用于封装件的受照窗口系统的实施方案。在以下对示例性实施方案的详细描述中,阐述了许多具体细节,以便提供对本发明的更透彻的理解。然而,对于本领域的普通技术人员显而易见的是,可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明。在其他情况下,尚未详细描述所熟知的特征以避免不必要地使描述复杂化。
图1和图2示出了现有技术中已知的防爆封装件100(特定类型的封装件)。现在参见图1和图2,防爆封装件100在图1中被示出为处于关闭位置并在图2中处于打开位置。封装件100设置在周围环境111(例如,危害性环境)中。在关闭位置,封装件盖102被固定到封装件主体124。封装件主体124具有至少一个壁125,其形成腔207。另外,封装件盖102具有至少一个壁103。多个装置110(例如,指示灯196、电导体209、变频驱动器(vfd)206、开关288、继电器215、接线端子213)设置在壁(例如,壁125、壁103)上和/或设置在封装件100的腔207内。
封装件100的腔207内的装置110中的至少一个是电气装置。电气装置是使用电力操作的任何装置。电气装置的示例可以包括但不限于vfd、继电器、马达、控制器、接触器、变压器、电感器、电阻器、熔断器、逆变器、开关、断路器和指示灯。本文所述的示例性实施方案用于允许用户观察包含至少一个电气装置的封装件(例如,封装件100)内部。
封装件盖102可以由多个扣紧装置118固定到封装件主体124,紧固装置位于围绕封装件盖102的周边的多个点处。在一个或多个示例性实施方案中,紧固装置118可以是多个紧固装置中的一个或多个,包括但不限于螺栓(其可以与螺母联接)、螺钉(其可以与螺母联接)和夹具。另外,一个或多个任选的铰链117可以被固定到封装件盖102的一侧和封装件主体124的对应侧,使得当所有紧固装置118都被移除时,封装件盖102可以使用一个或多个铰链117从封装件主体124向外摆动(即,打开位置)。在一个或多个示例性实施方案中,没有铰链,并且当所有紧固装置118都被移除时,封装件盖102可以与封装件主体124完全分离。
封装件盖102和封装件主体124可以由任何合适的材料制成,所述材料包括金属(例如,合金、不锈钢)、塑料、一些其他材料或其任何组合。封装件盖102和封装件主体124可以由相同材料或不同材料制成。在一个或多个示例性实施方案中,在封装件主体124的与封装件盖102相对的端部上,一个或多个安装支架123附连到封装件主体124的外部,以便于安装封装件100。使用安装支架123,封装件100可以安装到多个表面和/或元件中的一个或多个,包括但不限于壁、控制机柜、水泥块、工字梁和u形支架。
封装件盖102包括至少一个壁103,其可以任选地包括一个或多个特征,当封装件100被密封在关闭位置时,该特征允许用户相互作用。如图1所示,一个或多个装置110(例如,指示灯196)可以位于(设置)在封装件盖102的壁103上。封装件盖102的壁103还可以包括(在其中已经设置有)开关柄部112(一种类型的机械装置,其可以被认为是装置110,因为开关柄部112联接到电气装置110,如下面所讨论),该开关柄部在防爆封装件110关闭时,允许用户操作位于防爆封装件100内的开关(如下面图2所示)。开关的每个位置(例如,关断、接通、保持、重置)可以由与位于封装件盖102的壁103的外表面上的开关柄部112相邻地定位的开关位置指示器114指示。与开关柄部112和开关位置指示器114相关联的开关可以用于电气和/或机械隔离和/或改变在防爆封装件100内或与其相关联的一个或多个部件的操作模式。
可以存在联接到防爆封装件100的主体124的壁125的一个或多个导管105。每个导管105可以具有在其中设置的一个或多个电导体(例如,电缆),其中电导体的一端电联接到设置在防爆封装件100内的一个或多个电气装置110,如下面关于图2所示。
图2示出了图1的防爆封装件100的内部的示例的前透视图。参见图1和图2,防爆封装件100处于打开位置,因为封装件盖102没有固定到封装件主体124。附接到封装件主体124的左侧的铰链117也附接到从封装件主体124向外摆动的封装件盖102的左侧。由于防爆封装件100处于打开位置,因此防爆封装件100的部件对于用户是可见的。
如上面关于图1所述,封装件主体124包括两个或更多个安装支架123。另外,在一个或多个示例性实施方案中,封装件主体124包括封装件接合表面208(也被称为凸缘),当防爆封装件100处于关闭位置时,封装件盖102的封装件接合表面211(也被称为凸缘)紧靠该封装件接合表面。在封装件接合表面208周围示出了多个联接特征220(在这种情况下为孔),其中联接特征220中的每个被配置为接纳横穿封装件盖102中的对应的联接特征(例如,孔)的联接特征118(在这种情况下是紧固装置,诸如螺栓)。
在一个或多个示例性实施方案中,图2的防爆封装件100包括安装板295,该安装板附连到防爆封装件100的内部的后面。安装板295可以被配置为接纳一个或多个部件(例如,电气装置110、机械装置),使得一个或多个部件附连到安装板295。安装板295可以包括一个或多个孔,该孔被配置为接纳可用于将部件附连到安装板295的联接特征(例如,螺栓)。安装板295可以由任何合适的材料制成,包括但不限于封装件主体124的材料。在一个或多个示例性实施方案中,一个或多个部件中的一些或全部可以直接地安装到防爆封装件100的内壁而不是安装到安装板295。
在这种情况下,安装在防爆封装件100的腔207内的安装板295的电气装置110包括vfd206、开关288、继电器215和接线端子213。开关288可以包括开关联接器219,该开关联接器联接到开关柄部轴217,该开关柄部轴在防爆封装件处于关闭位置时从开关柄部112延伸。电导体209用于将一个电气装置110电联接到防爆封装件100的腔207内的至少一个其他电气装置110。每个导管105设置在入口孔201内,该入口孔设置在防爆封装件100的封装件主体124的底壁125中。
图3示出了具有在本领域中当前已知的窗口390的封装件300的示例。参见图1至图3,图3的封装件300具有多个特征,这些特征基本上类似于图1和图2的封装件100的对应特征。例如,图3的封装件300包括:多个安装支架323,这些安装支架设置在封装件主体324上、多个铰链317,这些铰链联接到封装件主体324的壁325并将封装件盖302铰接地联接到封装件主体324;多个装置310(在这种情况下是指示灯、开关和按钮),这些装置安装在封装件盖302的壁303上。
图3的封装件300被示出为处于关闭位置,其中封装件盖302使用多个紧固装置318固定到封装件主体324。在这种情况下,封装件300的观察窗口390设置在横穿封装件盖302的壁303的孔中。在这种情况下,窗口390包括透镜391,该透镜使用框架392固定在封装件盖302的壁303中的孔内。在这种情况下,当从封装件300的前面观察时,透镜391是圆形的。
虽然透镜391可以在封装件300处于关闭位置时向用户提供封装件300的腔的视图,但是当这种情况发生时,通常就会出现问题。封装件300通常在腔内没有任何光源,并且即使存在光源(例如,指示灯),它们也不产生足够的流明以允许用户透过透镜391看到封装件300的腔内。
因此,用户通常使用在封装件300外部的光源(例如,手电筒)。该解决方案还带来多个问题,这些问题阻止用户观察封装件300的腔内的装置。窗口390的透镜391通常较厚和/或由具有一定程度不透明性的材料制成。因此,将光源组件从周围环境311(封装件300的外部)引导通过透镜391通常造成由光源组件产生的大部分光从透镜391反射回。另外,在危害性环境中使用的手电筒或其他光源需要防爆,这增加了手电筒或其他光源的大小和重量,使得手电筒或其他光源难以携带和操作。
换句话说,在窗口(例如,窗口390)的透镜(例如,透镜391)内和/或在封装件(例如,封装件300)的腔内没有光源组件的情况下,用户通常无法通过在本领域中当前已知的封装件中的窗口的透镜观察在腔内的装置。在标题为“visualarrangementsinsealingfittingsforconduitsystems;enclosures;andmethods(用于导管系统的密封配件的可视布置;封装件;以及方法)”的美国临时专利申请no.62/349,512中可以找到具有在本领域中目前已知的窗口的其他封装件的示例,该专利申请的全部内容据此并入本文。
图4至图8示出了根据某些示例性实施方案的具有受照窗口系统的封装件。具体地,图4示出了具有示例性受照观察系统480的封装件400的局部横截面侧视图。图5示出了具有示例性受照观察系统580的封装件500的局部横截面侧视图。图6示出了具有示例性受照观察系统680的封装件600的局部横截面前视图。图7示出了具有示例性受照观察系统780的封装件700的局部横截面侧视图。图8示出了具有示例性受照观察系统880的打开的封装件800(其中盖与封装件主体824分离)的前视图。
示例性受照窗口系统可以包括多个特征中的一个或多个,包括但不限于透镜、密封构件、光源组件、电源、开关、传感器和光学特征。参见图1至图8,图4的封装件400的示例性受照观察系统480包括设置在封装件盖402的壁403中的孔内的窗口490,如上面图3中所示的示例中的情况。
在该示例中,窗口490包括透镜491、过渡层482、密封构件465和远侧层483。过渡层482紧靠透镜491的远端并具有略高于透镜491的高度的高度(在这种情况下,从图4的底部到图4的顶部)。远侧层483紧靠过渡层482的远端并具有大于透镜491的高度的高度。以此方式,远侧层483的外周边的近侧紧靠封装件盖402的壁403的内表面,该内表面与设置有透镜491的孔相邻。
窗口490可以由单个件制成,如从模具制成。例如,窗口490可以从聚合物模制成整体窗口。当由单个件制成时,上述的窗口490的各个层(例如,过渡层482、远侧层483)可以是底切部和悬垂部。另选地,窗口490可以由彼此联接(例如,使用环氧树脂、熔融)的多个件制成。这些不同的层是窗口490的任选的特征。在这种情况下,任选的密封构件465(例如,垫圈、o形环、有机硅)设置在透镜491、过渡层482和远侧层483之间。密封构件465有助于提供环境密封,如在封装件400所处的周围环境411是危害性环境时可能需要的那样。
窗口490能够以多种方式中的任何一种联接到封装件盖402的壁403。在这种情况下,沿着透镜491的一侧的外周边上设置有配合螺纹484,并且这些配合螺纹484与沿着封装件盖402的壁403的形成在其中设置有透镜491的孔的部分设置的配合螺纹427互补。在这种情况下,当从封装件400的外部观察时,透镜491是圆形的。当封装件400是防爆封装件时,在配合螺纹427与配合螺纹484之间形成火焰路径469。由于在这种情况下用于将窗口490固定到封装件盖402的配合螺纹配置,框架(例如图3的框架392)的使用是任选的。
图4的受照观察系统480还包括一个或多个传感器460,其检测在封装件400外部的接近窗口490的用户的存在。传感器460(有时被称为传感器模块460或传感器装置460)可以是测量一个或多个参数的任何类型的感测装置。传感器460的类型的示例可以包括但不限于无源红外传感器、光电单元、压力传感器、接近传感器、噪声传感器、语音检测器、超声传感器、图像捕获装置(例如,相机)、rfid读取器、气流监测器、气体检测器、指纹读取器、视网膜扫描装置和电阻温度检测器。可以由传感器460测量的参数可以包括但不限于运动、声音、语音、识别码(例如,员工id徽章上的员工id号)、空间占用、体温、手势或其他运动,以及生物标识符(例如,指纹、视网膜图像)。
在一些情况下,由传感器460测量的一个或多个参数可以用于操作受照观察系统480的一个或多个光源组件442。例如,如果传感器460测量参数或测量落入某个值范围内的参数的值,那么一个或多个光源组件442照明,以将光444引导到在封装件400的腔407内的一个或多个装置410(例如,vfd406、断路器429)。在该示例中,装置410(具体地,vfd406和断路器429)安装在封装件主体424的后壁425上。在一些情况下,示例性受照观察系统480的一个或多个部件可以被认为是装置410。
在某些示例性实施方案中,任选的光学装置478可以与传感器460结合使用。在这种情况下,光学装置478可以用于控制传感器460在周围环境411中可从中读取的空间范围(例如,视野、距离、方向)。换句话说,光学装置478可以对传感器460所使用的能量束或其他能量源进行整形,以测量周围环境411中的参数。
光学装置478可以具有多个特征中的任何一个或多个(例如,凹形、凸形、不对称、对称、随机、菲涅耳透镜配置)。此外,光学装置478能够以多种方式中的任一种附接(例如,粘附)到受照观察系统480(或封装件400的其他零件)的一个或多个部件(例如,传感器460、透镜491)或与其成一体。例如,光学装置478可以与传感器460成一体。作为另一个示例,如在这种情况下,光学装置478可以粘附(例如,使用环氧树脂)到透镜491的暴露于周围环境的外表面。
每个传感器460可以联接到开关470,或可以包括开关470。开关470具有打开状态和关闭状态(位置)。在打开状态下,开关470产生开路,其防止电源440向光源组件442中的一个或多个输送电力。在关闭状态下,开关470产生闭路,其允许电源440向光源组件442中的一个或多个输送电力。在某些示例性实施方案中,每个开关470的位置由来自传感器460的输入控制和/或基于来自该传感器的输入。每个开关470可以是基于某些条件而改变状态或位置(例如,打开、关闭)的任何类型的装置。开关470的示例可以包括但不限于晶体管、偶极开关、继电器触点、电阻器和nor门。
每个开关470可以联接到电源440或可以与电源440集成。在某些示例性实施方案中,示例性受照观察系统480的电源440从外部源(例如,壁插座、能量存储装置、封装件400的腔407内的电源)接收电力(例如,初级电力、次级电力)。电源440使用其接收的电力来产生并向光源组件442中的一个或多个提供电力(本文也称为最终电力)。电源440还可以向受照观察系统480的一个或多个其他部件提供电力,所述其他部件包括但不限于传感器460和开关。
电源440可以由多个其他部件中的任一个来调用,包括但不限于驱动器、led驱动器和镇流器。电源440可以包括多个单个或多个离散部件(例如,晶体管、二极管、电阻器)和/或微处理器中的一个或多个。电源440可以包括印刷电路板和/或调光器,微处理器和/或一个或多个离散部件定位在印刷电路板上。
电源440可以包括一个或多个部件(例如,变压器、二极管桥、逆变器、转换器),其接收电力(例如,通过电缆)并产生可供光源组件442和/或受照观察系统480的其他部件使用的某种类型(例如,交流电、直流电)和某个电平(例如,12v、24v、120v)的最终电力。在一些情况下,电源440本身可以是电力源。例如,电源440可以是能量存储装置(例如,电池、超级电容器)、局部光伏电力系统或一些其他独立电源。在某些示例性实施方案中,传感器460可以包括能量存储装置(例如,电池),其用于至少部分地向传感器460的其余部分中的一些或全部提供电力。
示例性受照观察系统480的一个或多个光源组件442在它们从电源440接收适当的电力和/或控制信号时发射光。光源组件442可以包括一个或多个部件,包括但不限于本地控制模块、光引擎、散热器、电导体或电缆、光源(例如,灯泡、led)、基板、接线端子和电路板。光源组件442可以使用多种照明技术中的任一种,包括但不限于发光二极管(led)、白炽灯、荧光灯、卤素灯和钠蒸气。
在这种情况下,示例性受照观察系统480还包括任选的光学装置475。这里,光学装置475设置在封装件400的腔407内并设置在远侧层483的远侧表面上。此外,光学装置475与光源组件442相邻地设置并被设计成操纵(例如,折射、聚焦、引导)由光源组件442发射的光444,使得用户在透过窗口490的透镜491观察时可以更好地观察封装件400的腔407内的装置410。一个任选的光学装置(例如,任选的光学装置475)的存在是独立于另一个任选的光学装置(例如,任选的光学装置478)的。
传感器460、开关470、电源440和光源组件442可以是示例性受照观察系统480的离散部件,如图4所示。另选地,传感器460、开关470、电源440和/或光源组件442中的一个或多个可以与示例性受照观察系统480的另一个部件组合。
传感器460可以位于封装件400内,位于该封装件中,和/或位于该封装件外。例如,在这种情况下,传感器460设置在透镜491内。类似地,开关470可以位于封装件400内,位于该封装件中,和/或位于该封装件外。例如,在这种情况下,开关470设置在透镜491内,与传感器460相邻。此外,电源440可以位于封装件400内,位于该封装件中,和/或位于该封装件外。例如,在这种情况下,电源440设置在透镜491内,与开关470相邻。另外,光源组件442中的一个或多个可以位于封装件400内和/或位于该封装件中。例如,在这种情况下,光源组件442设置在透镜491内,与电源440相邻。
当封装件400位于危害性环境中时,传感器460和/或示例性受照观察系统480的其他部件可以是本质安全的。如本文所用,术语“本质安全”是指装置(例如,本文所述的传感器460)放置在危害性环境中。为了本质安全,示例性受照观察系统480的部件使用有限量的电能,使得不会因短路或故障而出现火花,该短路或故障可能致使在危害性环境中存在的爆炸性气氛点燃。安全屏障通常与本质安全装置一起使用,其中安全屏障限制输送到传感器或示例性受照观察系统480的其他部件的电力的量,以降低可能因危害性环境中的大量电力而引起的爆炸、起火或其他不利状况或事件的风险。不利状况或事件也可能是本质上不是潜在灾难性的异常状况。
现在参见图5,除了如下所述之外,图5的封装件500与图4的封装件400基本上相同。例如,图5的封装件500包括联接到封装件盖502的封装件主体524并位于周围环境511中。受照观察系统580的窗口590设置在封装件盖502的壁503中。具体地,设置在窗口590的透镜591的外表面上的配合螺纹584联接到形成封装件盖502的壁503中的孔的配合螺纹527,以在封装件盖502与窗口590之间形成火焰路径569。而且,窗口590包括透镜591、过渡层582、密封构件和远侧层583。
在这种情况下,没有与光源组件542相邻的光学装置(例如,光学装置475)。相反,存在设置在封装件500的腔507内并设置在窗口590的远侧层583的远侧表面上的不同的光学装置577。此外,光学装置575覆盖透镜591的大部分(如果不是全部的话)的高度,并且被设计成当透过窗口590的透镜591观察时操纵(例如,聚焦、重定向)用户的视野。以此方式,当将由光源组件542发射的光544引导到封装件500的腔507内的装置510时,用户可以更好地观察设置在封装件500的腔507内的装置510(在这种情况下是vfd506和断路器529)。在这种情况下,vfd506和断路器529安装在封装件主体524的后壁525上。
此外,开关570、电源540和光源组件542设置在封装件500的腔507内,而不是设置在窗口590的透镜591内。仍设置在窗口590的透镜591内的传感器560使用一个或多个电导体509联接到开关570、电源540和光源组件542。另选地,传感器560可以无线联接到开关570、电源540和/或光源组件542,诸如通过使用感应电力传输。
现在参见图6,除了如下所述之外,图6的封装件600与图4的封装件400或图5的封装件500基本上相同。例如,图6的封装件600包括封装件主体624并位于周围环境611中。虽然设置在封装件600的腔607内的装置610是vfd606和断路器629,但是在这种情况下,vfd606和断路器629安装在封装件主体624的侧壁625上。
在这种情况下,窗口690设置在封装件主体624的壁625(而不是封装件盖)中的孔中,该孔与设置有装置610的壁625相对。设置在窗口690的透镜691的外表面上的配合螺纹684联接到形成封装件主体624的壁625中的孔的配合螺纹627,以在封装件主体624与窗口690之间形成火焰路径669。而且,窗口690包括透镜691、过渡层682、密封构件和远侧层683。而且,在该示例中,在示例性受照观察系统680中没有光学装置(例如,光学装置475、光学装置577)。此外,传感器660、开关670、电源640和光源组件642都设置在封装件600的腔607内。换句话说,受照观察系统680的这些部件都不设置在窗口690的透镜691内。由光源组件642发射的光644指向vfd606,并且断路器629安装在封装件主体624的相对侧壁625上。
此外,在这种情况下,传感器660、开关670、电源640和光源组件642都相对靠近地聚集在一起。图6的示例性受照观察系统680的传感器660设置在窗口690的远侧层683的远侧表面上,在透镜681的视野内。在这种情况下使用一个或多个电导体609联接到传感器660和光源组件642的电源640靠着封装件主体624的壁625的内表面设置,与窗口690的设置位置相邻。在该示例中,开关670与电源640成一体。另外,光源组件642设置在窗口690的远侧层683的远侧表面上,在透镜681的视野外。
现在参见图7,除了如下所述之外,图7的封装件700与图4的封装件400、图5的封装件500或图6的封装件600基本上相同。例如,图7的封装件700包括联接到封装件盖702的封装件主体724并位于周围环境711中。受照观察系统780的窗口790设置在封装件盖702的壁703中。具体地,设置在窗口790的透镜791的外表面上的配合螺纹784联接到形成封装件盖702的壁703中的孔的配合螺纹727,以在封装件盖702与窗口790之间形成火焰路径769。而且,窗口790包括透镜791、过渡层782、密封构件765和远侧层783。
装置710(在该示例中是vfd706和断路器729)安装在封装件主体724的后壁725上。在这种情况下,在示例性受照观察系统780中没有光学装置(例如,光学装置475、光学装置577)。此外,图7的传感器760部分地设置在封装件盖702的壁703中并部分地暴露于周围环境711。电源740(在其中集成有开关770)和光源组件742彼此联接并设置在壁703的与窗口790相邻的内表面上。当被受照时,光源组件742在封装件700的腔707内将光744朝向设置在封装件主体724的相对后壁725上的装置710发射。
图7的示例性受照观察系统780的传感器760可以无线联接到组合电源740和开关770。例如,传感器760可以包括允许传感器760磁性联接到组合电源740和开关770的磁体。以此方式,如果封装件700位于危害性环境中,那么传感器760与组合电源740和开关770之间的无线联接可以消除对封装件盖702的壁703的另一次穿透,从而消除必须维持的火焰路径(例如,火焰路径769)。
现在参见图8,除了如下所述之外,图8的封装件800与图4的封装件400、图5的封装件500、图6的封装件600或图7的封装件700基本上相同。在该示例中,移除封装件盖,以暴露在封装件主体824内的内容物(例如,装置810,诸如接线端子、断路器、继电器、传感器)。同样,围绕封装件接合表面808设置并横穿封装件接合表面的联接特征820(在这种情况下是孔)是可见的。封装件800位于周围环境811中。
在这种情况下,在示例性受照观察系统880中没有光学装置(例如,光学装置475、光学装置577)。此外,该示例性受照观察系统880包括两个窗口890。窗口890-1设置在封装件主体824的右侧壁825中,并且窗口890-2设置在封装件主体824的左侧壁825中。
在图8的示例性受照观察系统880中还存在两个传感器860。传感器860-1设置在窗口890-1的透镜891-1内,并且传感器860-2设置在窗口890-2的透镜891-2内。电源840和开关870组合成单个部件并沿着封装件主体824的后壁825设置。光源组件842设置在封装件主体824的顶壁825的内表面上。
在一些情况下,本文所述的这些光源组件可以是“免驱动的”,这意味着它们可能不需要单独的电源。在这种情况下,光源组件的功率要求将会很低。例如,光源组件可以由电池或其他能量存储装置供电。这将是可能的,因为光源组件的照明持续时间相对较短(例如,只要用户需要对封装件内的装置进行目视检查),通常大约5秒至10秒。由于封装件的大热质量,因此短的照明持续时间允许高功率密度,因为封装件通常是由导热材料制成。另外,在示例性实施方案中由光源组件发射的光足够强,尽管是低轮廓的,每平方英寸的安装表面也能够具有足够的流明(例如,100至500)。
图9至图11示出了根据某些示例性实施方案的各种光源组件。具体地,图9示出了光源组件942,图10示出了光源组件1042,并且图11示出了光源组件1142。参见图1至图11,图9的光源组件942包括圆形电路板943、围绕电路板943的顶表面设置的多个光源945(例如,led)以及朝向电路板943的中心与光源945相邻地设置在顶表面上的多个离散部件947(例如,电阻器、电容器)。
图10的光源组件1042包括一对矩形电路板1043(电路板1043-1和电路板1043-2),它们彼此相邻地对准并设置在安装板1049上。每个电路板1043包括设置在相应电路板1043的顶表面上的多个光源1045(用于电路板1043-1的光源1045-1和用于电路板1043-2的光源1045-2),以及与光源1045相邻地设置在电路板1043的左端处的顶表面上的多个离散元件1047(用于电路板1043-1的离散元件1047-1和用于电路板1043-2的离散元件1047-2)。
图11的光源组件1142包括设置在安装板1149上的多个小方形电路板1143,以及设置在大多数的电路板1143的顶表面上的光源1145。一些电路板1143没有光源1145,但是能够接纳光源1145。在一些情况下,仅存在单个电路板1143,其中单个光源1145安装在安装板1149上。
示例性实施方案可以涉及设置在周围环境中的封装件。这种封装件可以包括形成腔的至少一个壁以及设置在腔内的至少一个电气装置。这样的封装件还可以包括设置在至少一个壁中的至少一个受照观察系统,其中这样的至少一个受照观察系统可以包括设置在至少一个壁中的窗口,以及在设置有至少一个电气装置的腔内引导光的至少一个光源组件。当至少一个光源组件使用由电源提供的电力照明时,电源可以包括能量存储装置。在这种情况下,能量存储装置可以设置在窗口内。
在具有这种封装件的一些情况下,至少一个光源组件可以包括第一光源组件,其中第一光源组件将第一光朝向腔内的第一位置引导,其中至少一个装置设置在第一位置。在这种情况下,对于这些封装件中的一些,至少一个光源组件还可以包括第二光源组件,其中第二光源组件将第二光朝向腔内的第二位置引导。
在具有这种封装件的一些情况下,朝向腔内的至少一个位置引导的光照明腔内的不利状况的存在。在一些这样的情况下,不利状况可以包括选自以下项中的至少一种:腐蚀、熔断的熔断器、开关的不适当的机械操作、接触器的不正确移动、机械损坏、热损坏和水分聚积。
示例性实施方案允许用户在不打开封装件的情况下目视检查封装件内的一个或多个装置。示例性实施方案包括至少一个光源,其将光朝向位于封装件的腔内的部件(例如,装置)引导,其中封装件包括设置在封装件的壁或盖中的窗口。光源在某些状况下照明,诸如在检测到在封装件的窗口附近有人的情况下。示例性实施方案还可以在特定环境(例如,危害性环境)中使用,使得封装件保持符合该环境的任何适用的标准。
虽然本文所述的实施方案参考示例性实施方案进行,但是本领域的技术人员应当理解,各种修改都在本公开的范围和实质内。本领域的技术人员将理解,本文所述的示例性实施方案不限于任何具体讨论的应用,并且本文所述的实施方案是说明性的而非限制性的。从对示例性实施方案的描述中,其中示出的元件的等同物对于本领域的技术人员来说是显而易见的,并且将向本领域的从业人员提出使用本公开构建其他实施方案的方式。因此,示例性实施方案的范围不限于此。