一种防爆电源的制作方法

1.本实用新型涉及防爆技术领域，尤其是涉及一种防爆电源。


背景技术：

2.在石油化工、船舶及海工平台、粮油加工及仓储、金属加工及表面处理、煤矿等领域，其环境中可能会出现并聚集爆炸性气体或粉尘，所以上述领域所使用的照明灯具、配电箱及其他电气设备必须具备防爆性能，也就是我们通常所说的防爆电气。
3.电气设备的防爆是指通过结构设计、材料选择、电路设计、器件选择或特殊工艺等一种或者多种技术手段，确保照明设备正常运行或发生故障时，不能引燃空气中的可燃气体或粉尘，不会导致所在的爆炸性危险环境发生爆炸。
4.近年来，随着行业的发展和行业标准的不断完善，gb3836、iec60079等国家及国际防爆行业标准，不仅对防爆电气如何满足防爆要求给出了明确的规定，同时也为从业者指明了技术方向。
5.目前市场上的绝大多数防爆电气的电源，例如：防爆配电箱的开关电源、防爆灯具的镇流器(高压钠灯或金卤灯光源)、防爆led灯具的驱动电源，这些电源本身不具备任何防爆性能，只能将电源安装在厚重的隔爆外壳内，通过隔爆外壳来解决电源本身不具备防爆性能的问题，但隔爆型的外壳为确保隔爆面符合标准要求，并能够确保通过水压试验(为了证明能够承受内腔爆炸产生的压力，从而确保不向外传播爆炸)，对产品有以下两方面的影响：
6.1)厚重的壳体大幅度增加了壳体部分材料和机加工的成本；
7.2)国家及国际行业标准严格禁止对隔爆外壳的隔爆面做喷塑防腐处理。当防爆灯具被应用于船舶、海工、码头或其他腐蚀性较大的环境中，未喷塑的位置往往成为最先被腐蚀，而轻度的腐蚀便会导致隔爆性能的丧失。
8.本实用新型涉及的一种防爆电源，通过特殊的结构和工艺设计，让驱动电源本身满足防爆要求，解决了下述三个问题：
9.1、电源本身具备很高级别的防爆性能，不需要依靠厚重的隔爆外壳，只需要将该电源安装在具备一定防护等级且耐久性较好的金属或塑料壳体内，就可以使防爆电气具备可靠的防爆性能和很高的防爆级别，应用在爆炸性危险环境中，既降低了产品成本，又提升产品性能。
10.2、电源主体灌胶处理，更有利于电源自身散热，延长了电源的寿命。
11.3、防爆电源的输入和输出端均设有增安型防爆接线端子，应用于防爆电气设备或防爆灯具内部时，无需额外付出成本代价设置专门用于桥连的防爆端子。


技术实现要素：

12.本实用新型提供一种防爆电源，通过结构设计、材料选择、电路设计、电气间隙和爬电距离的设计，以及装配工艺的设计，使该电源自身具备较高的防爆性能。
13.本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：
14.一种防爆电源，包括：
15.外壳，包括一具有空腔结构的外壳主体以及与所述外壳主体配合并使所述空腔结构密闭的底板；在所述外壳主体上设有接线引脚；
16.电源组件，固定在所述外壳内，包括线路板及设置在所述线路板上的电子元器件，所述线路板与所述接线引脚电性连接；
17.灌封胶，灌注于所述外壳内，包裹在所述电源组件的外侧，并完全充满所述空腔结构。
18.在一些实施例中，所述接线引脚包括一承载所述电源组件的平台，在所述平台上均布有若干用于接线的孔；
19.在所述平台的内侧和外侧分别设有内部接线格栅和外部接线格栅；
20.所述内部接线格栅置于所述外壳主体的内侧，分别设置在所述孔的两侧；
21.所述外部接线格栅置于所述外壳主体的外侧，分别设置在所述孔的两侧。
22.在一些实施例中，所述孔内设有滚花螺母，所述滚花螺母包括内具有螺纹结构的螺母本体、以及置于所述螺母本体两端的凸台，所述凸台的平面略高于所述平台的表面。
23.在一些实施例中，所述凸台的平面比所述平台的表面高1mm。
24.在一些实施例中，所述凸台的表面设有滚花。
25.在一些实施例中，所述滚花螺母通过注塑工艺固定在所述孔内。
26.在一些实施例中，所述凸台的外径大于所述螺母本体的外径，以保证在注塑过程，所述滚花螺母不会发生轴向或径向的移动。
27.在一些实施例中，所述滚花螺母的外侧设有组合螺钉，所述组合螺钉包括一紧固螺钉以及套在所述螺钉上的弹性压片，所述组合螺钉为多个，分别旋入所述外部接线格栅内的孔内的滚花螺母内。
28.在一些实施例中，所述线路板的两侧设有若干个独立的金手指，在所述金手指的正、反两面均设有互通焊盘，通过紧固件穿过该互通焊盘与所述接线引脚电性连接。
29.在一些实施例中，相邻两个所述金手指之间设有豁口，所述豁口与所述内部接线格栅一一对应。
30.在一些实施例中，所述线路板上设有若干个漏胶孔，以便于实施灌封工艺，实现所述灌封胶完全充满所述空腔结构。
31.在一些实施例中，在所述外壳主体上设有卡勾槽，在所述底板上设有与所述卡勾槽相对应的卡勾，以实现快速的装配。
32.在一些实施例中，在所述外壳主体上还设有敲落壁。
33.在一些实施例中，在所述线路板上设置焊盘或接插式端口，将符合本安型防爆的电路(例如：测试按钮、指示灯，或者通讯接口电路)利用排线通过所述敲落壁引出至外壳主体的外侧。
34.本实用新型具有的有益效果是：通过灌封胶包裹在电源组件的外侧，并完全充满壳体，让整个电源主体满足浇封型防爆的要求，不需要依靠厚重的隔爆外壳，只需要将该电源安装在具备一定防护等级且耐久性较好的金属或塑料壳体内，就可以使防爆电气具备可靠的防爆性能和很高的防爆级别，应用在爆炸性危险环境中，既降低了产品成本，又提升产
品性能；电源主体灌胶处理，更有利于电源自身散热，延长了电源的寿命。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型实施方案或现有技术中的技术方案，下面将对实施方案或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方案，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
36.图1为实用新型：一种防爆电源的结构示意图之一；
37.图2为实用新型：一种防爆电源的结构示意图之二；
38.图3为实用新型：一种防爆电源的剖面结构示意图；
39.图4为图3中q部放大示意图；
40.图5为实用新型：一种防爆电源的滚花螺母的结构示意图；
41.图6为实用新型：一种防爆电源的滚花螺母的剖面结构示意图；
42.图7为实用新型：一种防爆电源的外壳主体的结构示意图之一；
43.图8为实用新型：一种防爆电源的外壳主体的剖面结构示意图；
44.图9为实用新型：一种防爆电源的外壳主体的结构示意图之二；
45.图10为实用新型：一种防爆电源的电源组件的结构示意图之一；
46.图11为实用新型：一种防爆电源的电源组件的剖面结构示意图；
47.图12为实用新型：一种防爆电源的电源组件的结构示意图之二。
48.其中：
49.100
‑
外壳、200
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电源组件、300
‑
灌封胶、400
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组合螺钉、101
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外壳主体、102
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底板、1021
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卡勾、103
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接线引脚、104
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敲落壁、105
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卡勾槽、1031
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平台、1032
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孔、1033
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内部接线格栅、1034
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外部接线格栅、1035
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滚花螺母、10351
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螺母本体、10352
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凸台、1041
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引线出口、401
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紧固螺钉、402
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弹性压片、201
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线路板、202
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电子元器件、203
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敷铜线路、204
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互通焊盘、205
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漏胶孔、206
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金手指、207
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豁口、208
‑
沉头螺钉。
具体实施方式
50.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
51.实施例1
52.参照图1
‑
12所示，一种防爆电源，包括：外壳100、电源组件200、灌封胶300、以及组合螺钉400。其中，外壳100包括一具有空腔结构的外壳主体101以及与外壳主体101配合并使空腔结构密闭的底板102；在外壳主体101上设有接线引脚103，组合螺钉400安装在接线引脚103上，电源组件200固定在外壳100内，灌封胶300灌注于外壳100内，包裹在电源组件200的外侧，并完全充满空腔结构。本实用新型通过灌封胶300包裹在电源组件200的外侧，并完全充满壳体，让整个电源主体满足浇封型防爆的要求，不需要依靠厚重的隔爆外壳，只需要将该电源安装在具备一定防护等级且耐久性较好的金属或塑料壳体内，就可以使防爆电气具备可靠的防爆性能和很高的防爆级别，应用在爆炸性危险环境中，既降低了产品成本，又提升产品性能；电源主体灌胶处理，更有利于电源自身散热，延长了电源的寿命。
53.本实用新型中的接线引脚103包括一承载电源组件200的平台1031，在平台1031上均布有若干用于接线的孔1032；在平台1031的内侧和外侧分别设有内部接线格栅1033和外部接线格栅1034；内部接线格栅1033置于外壳主体101的内侧，分别设置在孔1032的两侧，内部接线格栅1033的作用在于实现电源组件200的固定；外部接线格栅1034置于外壳主体101的外侧，分别设置在孔1032的两侧，外部接线格栅1034的作用在于提供足够的爬电距离及电气间隙，确保了防爆电源的外部接线部分满足增安型防爆的要求。本实用新型中的接线引脚103位于外壳主体101的两侧，也可以设置在其他位置，本实施例中的接线引脚103位于外壳主体101的两侧。
54.为了能够实现更好的电路连接，在孔1032内设有滚花螺母1035，滚花螺母1035包括内具有螺纹结构的螺母本体10351、以及置于螺母本体10351两端的凸台10352，凸台10352的平面略高于平台1031的表面，例如高度为1mm，这样在具体的接线过程中，使得滚花螺母1035具有更多的接触面积，导电性能更可靠。
55.另外，凸台10352的外径大于螺母本体10351的外径，两个凸台10352之间形成了凹槽结构，同时，在凸台10352的表面设有滚花，以保证在注塑过程，滚花螺母1035不会发生轴向或径向的移动。
56.本实用新型中外壳100的材质包含但不仅限于pc、abs、尼龙等材质，通过注塑工艺一次成型的，在实施注塑生产时，将滚花螺母1035套装固定在注塑模具上，完成注塑并冷却脱模之后，滚花螺母1035与外壳主体101形成一体，内嵌于外壳主体101的左右两端。
57.在外壳主体101上还设有敲落壁104，当防爆电源需要将某种特定功能的电路外置，例如：通讯接口电路，按钮或键盘、指示灯、蜂鸣器等电路，可将外壳主体101的敲落壁104用工具敲落之后，形成引线出口1041，利用电子排线或线缆与电源pcb电性连接，然后从引线出口1041引出，再与外部的电路电性连接。
58.为了能够实现对外的供电连接，组合螺钉400装配在接线引脚103的滚花螺母1035内，组合螺钉400包括一紧固螺钉401以及套在紧固螺钉401上的弹性压片402，组合螺钉400为多个，分别旋入外部接线格栅1034内的孔1032内的滚花螺母1035内。
59.本实用新型中紧固螺钉401和弹性压片402的材质包含但不仅限于碳钢或不锈钢材质，其结构为防松设计，确保电气连接的可靠性。在供外部接线使用时，外部接线格栅1034和组合螺钉400，二者在结构上提供了足够的爬电距离及电气间隙，确保了防爆电源的外部接线部分满足增安型防爆的要求。
60.本实用新型中的电源组件200固定在外壳100内，包括线路板201及设置在线路板201上的电子元器件202，线路板201上布置了敷铜线路203和焊盘，电子元器件202排布在线路板201上并与线路板201通过焊盘电性连接。通过电子元器件202的选择和电路设计，使裸板电源成为具备某一种特定的功能电源(包含但不仅限于实现开关电源、led驱动电源、消防应急灯具电源等)。其中，线路板201的材质包含但不仅限于玻璃纤维材质，且为双面板或多层板。
61.本实用新型的线路板201上设有诸多漏胶孔205，在实施灌封工艺时，确保灌封胶300从电源组件200一侧顺利流淌至另一侧，实现对电源组件200的全方位灌封，且避免气泡和净空间，实现灌封胶300完全充满空腔结构。
62.本实用新型的线路板201左右两端均设有多个独立的金手指206，供电气连接及固
定使用，其正、反两面均设有互通焊盘204；两个金手指206之间设有豁口207，豁口207与壳体的内部接线格栅1033一一对应。本实用新型的线路板201固定方式是通过紧固件穿过该互通焊盘204与接线引脚103的滚花螺母1035电性连接。此处的紧固件为沉头螺钉208，其材质包含但不仅限于碳钢或不锈钢材质。在实现线路板201固定的同时，让金手指206与滚花螺母1035建立可靠的电性连接，选用沉头螺钉208可有效降低外壳100体积。
63.本实用新型中灌封胶300的材质包含但不仅限于双组分有机硅灌封胶，其具有连续运行温度(cot)范围宽，吸水性低、绝缘介电强度高、耐高温老化性能好等特点。
64.本实用新型在外壳主体101上设有卡勾槽105，在底板102上设有与卡勾槽105相对应的卡勾1021，以实现快速的装配。
65.下面简单阐述一下本实用新型的生产制作方法，首先通过注塑工艺一次成型制得外壳主体101和底板102，将电源组件200置于外壳主体101内，由于接线引脚103处具有一承载电源组件200的平台1031，在平台1031上设有内部接线格栅1033，恰好与电源组件200的线路板201的金手指206间的豁口207一一对应，再通过沉头螺钉208的固定，保证了电源组件200的稳定，同时还建立可靠的电性连接。然后向外壳主体101内灌注灌封胶300，由于线路板201上设有诸多漏胶孔205，在实施灌封工艺时，确保灌封胶300从电源组件200一侧顺利流淌至另一侧，实现对电源组件200的全方位灌封，且避免气泡和净空间，实现灌封胶300完全充满空腔结构。当灌封胶300固化之后，将底板102与外壳主体101配合固定即可。
66.本实用新型中的该防爆电源的下述技术参数、材料特性和电路设计符合增安型防爆标准、浇封型防爆标准和本安型防爆标准(最新版的gb3836.3、iec60079
‑
7；gb3836.9、iec60079
‑
18；gb3836.4、iec60079
‑
11)的要求：
67.1)线路板(pcb)绝缘材料的绝缘特性；
68.2)线路板(pcb)不同的焊盘、敷铜线路之间的电气间隙和爬电距离；
69.3)线路板(pcb)完成元器件焊接之后，不同带电点之间的电气间隙和爬电距离；
70.4)电源组件被固定在内嵌式注塑外壳内部之后，pcb四周的带电点和元器件于内嵌式注塑外壳四周侧壁的距离；
71.5)电源组件正面元器件的最高点与内嵌式注塑外壳内壁之间的最小距离；
72.6)电源组件背面的最高点(包含沉头螺钉、元器件和元器件引脚)与到固化后的灌封胶表面的最小距离；
73.7)内部接线格栅为金手指和沉头螺钉建立的电气间隙和爬电距离；
74.8)外部接线格栅为滚花螺母和带有弹性压接片的组合螺钉建立的电气间隙和爬电距离；
75.9)利用排线通过敲落壁从线路板上引出至防爆电源本体之外的测试按钮、指示灯电路或通讯电路接口，符合本安型防爆标准对于能量限制及电路保护的要求；
76.10)复合物的可持续操作温度(cot)、吸水性已经其他物理、化学特性。
77.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。