本發(fā)明涉及在潛在爆炸區(qū)域中使用的開關元件。本發(fā)明還涉及在潛在爆炸區(qū)域中使用開關元件以連接電路，且從而防止由于發(fā)生在開關元件內的開關電弧而點燃存在于潛在爆炸區(qū)域中的爆炸性混合物。
背景技術：
：在潛在爆炸區(qū)域(也稱為“防爆區(qū)域”)中使用的開關元件(例如繼電器)目前被制成為使得潛在爆炸區(qū)域中的爆炸性氣體混合物不能進入開關元件的內部。如果爆炸性混合物進入保護元件的內部，其可能被發(fā)生在開關元件的兩個觸頭之間的開關火花或開關電弧點燃，并導致爆炸。由爆炸釋放的能量將破壞開關元件，且被突然地釋放至開關元件周圍的區(qū)域。結果，開關元件附近的能量密度將非常高，這可能導致整個防爆區(qū)域中的爆炸性混合物被點燃。為了防止爆炸性混合物滲入開關元件的內部，開關元件被密封，例如借助于焊接在縫隙處的金屬膠囊(metalcapsule)。膠囊的密封度(tightness)可以在技術上實現(xiàn)，但需要相當大的努力。然而，標準的開關元件由合成材料制成，且焊接縫隙通常是合適的粘合劑。與密封度相關的一個難題在于焊接縫隙可能由于熱量的影響而損壞，例如當在繼電器連接上進行焊接時。另外，繼電器是機電部件，由于其性質而經(jīng)受磨損和撕扯。例如，接觸電阻可能由于觸頭的磨損和撕裂而增加，并且這可能導致熱量的產(chǎn)生的增加并最終導致泄漏。因此，本發(fā)明的目標是提供一種開關元件，優(yōu)選為繼電器，以在潛在爆炸區(qū)域中使用，其內部不需要密封，以便限制由于發(fā)生在其內部的開關火花或開關電弧而引起的爆炸，并且防止傳播到周圍的易燃區(qū)域。技術實現(xiàn)要素：該目標根據(jù)獨立權利要求的特征來實現(xiàn)。本發(fā)明的有利的進一步的發(fā)展是從屬權利要求的主題。本發(fā)明是基于以下想法：為開關元件提供通向外部的開口，并且在其他位置(otherwise)與外部密封。在這里，開口被制成為使得其在足夠長的時間段內傳播開關元件內的爆炸期間釋放的任何逸出的爆炸能量，足夠長的時間段使得逸出至外部的爆炸能量不會點燃潛在爆炸區(qū)域中的爆炸性混合物。本發(fā)明使得潛在爆炸區(qū)域的爆炸性混合物能夠滲入到開關元件的內部，并且其由于開關元件內的開關火花或開關電弧而被點燃或引起爆炸。本發(fā)明還使得由該爆炸釋放的能量能夠向外傳遞到潛在爆炸區(qū)域中，而不是突然地，而是在更長的時間段上傳播。按照這種方式，在開關元件的緊鄰附近的能量密度保持為很低，以致不足以點燃潛在爆炸區(qū)域中的爆炸性混合物。根據(jù)本發(fā)明的開關元件對應于標準IEC60079-15的第22.4.3段，因此其適用于潛在爆炸區(qū)域。附圖說明為了更好地理解本發(fā)明，將通過下面附圖中所示的示范性實施例更詳細地描述本發(fā)明。在這里，相同的部件提供有相同的附圖標記和相同的部件名稱。附圖示出了以下內容：圖1a是根據(jù)從下方的第一示范性實施例的開關元件的透視圖，以及間隙位置處的、沿著基板和頂部之間的縫隙的詳細視圖；圖1b是從上方的根據(jù)第一示范性實施例的開關元件的透視圖，以及間隙位置處的、通過基板和頂部之間的縫隙的截面圖；圖2是根據(jù)第二示范性實施例的開關元件的透視圖，以及開口/孔位置處的通過頂部的橫截面的截面圖；圖3是根據(jù)第三示范性實施例的開關元件的透視圖，以及具有柵格的開口的詳細視圖。具體實施方式本發(fā)明的示范性實施例具有基板和頂部。在這里，頂部覆蓋/封閉基板的表面，使得在基板的該表面和頂部之間產(chǎn)生腔體。用于閉合或斷開電路的觸頭設置在腔體中。可以借助于穿過基板的連接端子來將電壓施加至這些觸頭。由于該電壓，當閉合或斷開觸頭時，可能發(fā)生開關花火或開關電弧。該開關花火或開關電弧可能點燃位于開關元件內的爆炸性混合物，并導致其爆炸。第一示范實施例圖1a和圖1b示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示范性實施例的開關元件的透視圖。在這里，圖1a示出了從開關元件100的基板101的下方的視圖，圖1b示出了從開關元件100的頂部102的上方的視圖。附圖標記111標識了基板101的周界?？蓮膱D1a容易地看出，縫隙沿周界111在基板101和頂部102之間延伸。除了設置在基板101的相反側上的兩個間隙/接縫105和105′以外，用填料104將開關元件100與外部密封。另外，圖1a示出了間隙105位置處的沿基板101和頂部102之間的縫隙的詳細視圖，圖1b示出了間隙105位置處的通過基板101和頂部102之間的縫隙的截面。如從這些附圖可見，間隙105沿基板101和頂部102之間的縫隙延伸，并由基板101的側面107以及頂部102的側壁106形成。在這里，基板101的側面107由頂部102的側壁106完全地覆蓋。間隙105’形成為類似于間隙105。沒有填料104設置在基板101的設置有間隙105和105′的位置處。根據(jù)本發(fā)明，間隙105具有小于0.1mm的寬度(或幅度)109。同樣地，根據(jù)本發(fā)明，間隙105具有大于1毫米的高度108。類似地，間隙105′具有小于0.1mm的寬度和大于1毫米的高度。另外，對于本發(fā)明來說關鍵的是，間隙105和105′的長度的總和小于基板101和頂部102之間的縫隙的周界111的長度的三分之一。兩個間隙105和105′構成開關元件100的通向外部的開口，在開關元件100內的爆炸期間釋放的爆炸能量可以經(jīng)由該開口逸出至外部，例如在潛在爆炸區(qū)域中。然而，本發(fā)明的第一示范性實施例的兩個間隙105和105′具有的尺寸使得它們在足夠長的時間段內傳播逸出進入潛在爆炸空間的爆炸能量。在這里，足夠長的時間段被選擇為使得逸出至外部的爆炸能量不能點燃潛在爆炸區(qū)域的爆炸性混合物或導致其爆炸。換言之，足夠長的時間段使得逸出至外部的爆炸能量不會增加開關元件緊鄰附近的能量密度而使得觸發(fā)潛在爆炸區(qū)域中的爆炸。在圖1a和圖1b所示的示范性實施例中，開關元件100具有帶有兩個接縫105和105′的開口，且具有基本上矩形平行六面體形式。然而，本發(fā)明不限于該示范性實施例，而是還包含這樣的示范性實施例：其中開關元件具有i)僅一個間隙，或者ii)基板和頂部之間有兩個以上的間隙。在情形i)，開關元件具有的開口沿基板和頂部之間的縫隙形成為基板和頂部之間的間隙。在這里，充當開口的間隙具有的長度小于基板和頂部之間的縫隙的周界的長度的三分之一?；搴晚敳恐g的縫隙的不是間隙的部分的部分被密封。同樣地，基板和連接端子之間的縫隙被密封。充當開口的間隙的寬度小于0.1mm，且其高度大于1毫米。在情形ii)，開關元件具有的開口是沿著基板和頂部之間的縫隙的基板和頂部之間的多個間隙的形式。在這里，多個間隙具有的總長度小于基板和頂部之間的縫隙的周界的長度的三分之一。基板和頂部之間的縫隙的不形成多個間隙的部分的部分被密封。同樣地，基板和連接端子之間的縫隙被密封。多個間隙中的每個間隙的寬度小于0.1mm且其高度大于1毫米。另外，圖1a和圖1b所示的示范性實施例形成為使得基板101和頂部102之間的縫隙沿基板101的周界111延伸并且頂部102的側壁106完全覆蓋基板的側面107。然而，本發(fā)明不限于該示范性實施例，而是還包含這樣的示范性實施例，其中頂部沿著縫隙僅部分地覆蓋基板的側面。在這種情況下，至少在設置間隙或多個間隙的點處，基板必須具有大于1毫米的厚度。本發(fā)明還包含這樣的示范性實施例，其中頂部的下部邊緣安置在具有用于閉合和斷開電路的觸頭的基板的表面上。在這種情況下，頂部和基板之間的縫隙的周界基本上由頂部的下部邊緣的周界預先確定。第二示范性實施例圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示范性實施例的開關元件200的透視圖。第二示范性實施例在基板(其未在圖2示出)中或頂部202中具有開口或孔205。在圖2中，孔或開口205設置在頂部302中。在其他位置，開關元件200與外部密封。特別地，用填料密封基板和頂部202之間的縫隙，以及基板和連接端子(其未在圖2中示出)之間的縫隙。另外，圖2示出了通過設置有開口/孔205的點處的帽的橫截面的截面圖在第二示范性實施例中，孔205是圓柱形?？?05具有小于0.4mm的直徑209，以及大于1.2mm的高度/深度208。在根據(jù)第二示范性實施例的開關元件200中，在開關元件200內的爆炸期間釋放的爆炸能量可以經(jīng)由孔205逸出至外部，例如進入潛在爆炸區(qū)域。然而，孔205具有的直徑使得其在足夠長的時間段內傳播逸出進入潛在爆炸空間的爆炸能量；并且其傳播使得逸出至外部的爆炸能量不會導致潛在爆炸區(qū)域的爆炸性混合物爆炸。在圖2所示的示范性實施例中，孔設置在頂部202的中間。然而，孔205在頂部202或基板上的位置對于本發(fā)明來說并不關鍵。事實上，孔205可以位于頂部202上的任何位置或基板上的任何位置。另外，本發(fā)明不限于圓柱形孔205。事實上，孔的截面區(qū)域可以是任何形式，例如橢圓形、矩形或正方形。在這些情況下，對于本發(fā)明來說也是關鍵的是，孔的截面區(qū)域具有小于0.1256mm2的面積以及大于1.2mm的深度或高度。本發(fā)明還包含這樣的示范性實施例，其中孔(或開口)在縱向方向上是錐形的。優(yōu)選地，在這種情況下，孔向內或向外漸縮。孔還可以在縱向方向上具有雙錐形或曲折形式。優(yōu)選地，如果孔具有雙錐形形式，則孔在其中間部分或在其端部漸縮。對于本發(fā)明來說關鍵的是，在孔的截面區(qū)域具有不同的表面積的所有的情況下，孔的截面區(qū)域在其最窄點處具有小于0.1256mm2的表面積，以及大于1.2mm的高度或深度。第三示范性實施例圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第三示范性實施例的開關元件300的透視圖。第三示范性實施例在基板(其未在圖3中示出)或頂部202中具有開口或孔305，開口或孔305從外部由金屬柵格311覆蓋，且其具有小于0.1mm的網(wǎng)格尺寸。在圖3中，孔或開口305設置在頂部302中。在其他位置，開關元件300與外部密封。特別地，用填料密封基板和頂部302之間的縫隙、以及基板和連接端子之間的縫隙。另外，圖3示出了具有金屬柵格311的開口305的詳細視圖。在第三示范性實施例中，金屬柵格311具有表面積小于0.01mm2的矩形或或正方形網(wǎng)格。開口或孔305的形狀、其高度或深度、以及在其最窄點處的截面區(qū)域的表面積對于本發(fā)明來說并不關鍵。然而，孔305不能太小?？?05在基板上或頂部302上的位置對于本發(fā)明來說也不關鍵。在根據(jù)第三示范性實施例的開關元件300中，在開關元件300內的爆炸期間釋放的爆炸能量可以經(jīng)由由柵格311覆蓋的孔305逸出至外部，例如進入潛在爆炸區(qū)域。然而，柵格311，特別是其網(wǎng)格尺寸312，具有的尺寸使得其首先在足夠長的時間段內傳播逸出進入潛在爆炸空間的爆炸能量，其次自身吸收/存儲爆炸能量的一部分。這兩種效果的組合最終導致逸出至外部的爆炸能量不能導致潛在爆炸區(qū)域的爆炸性混合物爆炸。第三示范性實施例中使用的柵格311不需要由金屬制成。事實上，柵格可以由覆蓋有金屬或含有金屬的塑料制成；或者柵格可以由覆蓋有金屬或含有金屬的陶瓷柵格制成。網(wǎng)格312的形式對于本發(fā)明來說也不關鍵。事實上，網(wǎng)格可以是任何形式，例如圓形、橢圓形或菱形。在所有這些情況下，對于本發(fā)明來說必要的是，網(wǎng)格312的表面積小于0.01mm2。根據(jù)本發(fā)明的開關元件優(yōu)選為繼電器。根據(jù)本發(fā)明的第一、第二或第三示范性實施例的繼電器已在特殊實驗室中根據(jù)標準IEC60079-15第22.4.3段進行過測試。測試顯示這些繼電器符合標準IEC60079-15第22.4.3段，且從而適合于作為潛在爆炸區(qū)域中的開關元件來使用。根據(jù)本發(fā)明的開關元件例如用于在潛在爆炸區(qū)域連接主電壓(對于單相交流電壓是230V，對于三相交流電壓是400V)，以便避免由于發(fā)生在開關元件內的開關火花/開關電弧而點燃存在于潛在爆炸區(qū)域中的混合物。附圖標記列表：附圖標記描述100根據(jù)第一范性實施例的開關元件101基板102頂部103用于密封的填料104連接端子105，105′基板和頂部之間的間隙106頂部的側壁107基板的側面108間隙的高度109間隙的寬度/幅度110沿基板的周界方向的間隙的長度111基板的周界200根據(jù)第二示范性實施例的開關元件202頂部205開口/孔208開口的深度/高度209開口的直徑300根據(jù)第三示范性實施例的開關元件302頂部305開口/孔311閉合的具有網(wǎng)格的柵格312柵格的網(wǎng)格當前第1頁1 2 3