ГЕРМЕТИЧНЫЙ КОРПУС ДЛЯ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРОПРИБОРА Российский патент 2007 года по МПК H05K5/06 

Изобретение относится к области электричества, а именно к корпусам для внешней защиты электрических приборов, и может быть эффективно использовано при эксплуатации электроприборов в условиях повышенного давления, в частности, на подводных технических средствах.

Схемное и конструктивное решение судовых электроприборов должно обеспечивать их надежную работу в условиях длительной качки, вибрации, возможных ударных нагрузках, резких и значительных колебаний температуры окружающего воздуха и его высокой влажности. В таких случаях дополнительную защиту электроприбора обеспечивает герметичный корпус (герметичный контейнер).

Известны герметичные корпуса для электроприборов, преимущественно, радиоэлектронных, содержащие сопряженные кожух и крышку, выполненные с возможностью защиты электроприбора, размещаемого внутри корпуса, от внешнего воздействия путем герметизации стыков между ними (а.с. СССР №880235, МПК Н05К 5/06, публ. 07.06.85 г.; а.с. СССР №1226684, МПК Н05К 5/06, публ. 23.04.86; пат. РФ №2233567, МПК Н05К 5/06, публ. 27.07.2004) или от внешнего электромагнитного излучения путем экранирования (кожух и крышка имеют металлическое покрытие (а.с. СССР №1780200, МПК Н05К 5/06, публ. 07.12.2000). Недостаток известных устройств заключается в ограниченности эксплуатационных характеристик, поскольку при установке в корпусе измерительного прибора и необходимости считывания его показаний требуется снять крышку корпуса, что нарушает герметичность корпуса и лишает прибор защиты от внешнего влияния. Конструкция устройств не позволяет эксплуатировать электроприборы под повышенным давлением, например, на подводных технических средствах.

Известно устройство для экранирования радиоэлектронной аппаратуры, содержащее корпус, крышку с окном, выполненным, в частности, прозрачным из материала, обладающего проводимостью, а также средства крепления аппаратуры внутри корпуса (а.с. СССР №1275798, МПК Н05К 9/00, G12B 17/00, публ.07.12.86). Известное устройство позволяет экранировать аппаратуру от воздействия электромагнитного излучения, защищать от неблагоприятных условий окружающей среды и одновременно наблюдать за показаниями приборов, однако оно не предусматривает эксплуатацию в условиях повышенного давления среды и не обладает герметичностью, что не позволяет использовать устройство как таковое на подводных технических средствах.

Известен герметичный корпус для защиты электроприбора от окружающей среды, который включает изолирующий кожух в виде прочного многослойного гибкого чехла, выполненного с возможностью установки в нем и изъятия из него электроприбора, причем чехол включает слой металла, размещенного между слоями пластика, а в кожухе выполнено (без нарушения герметичности чехла) окно для наблюдения за электроприбором и, в частном случае, размещены средства кондиционирования среды внутри кожуха в виде пакета с раскислителем газа - сиккативом (РФ, з. 96121569, МПК Н05К 5/06, публ.27.01.99).

Известный герметичный корпус для защиты электроприбора, включающий изолирующий кожух с прозрачным окном и электроконтактами, выполненный с возможностью размещения и подключения электроприбора, а также средства кондиционирования среды выбран в качестве наиболее близкого аналога заявляемого изобретения.

Недостатком известного устройства является ограниченность эксплуатационных характеристик, в т.ч. невозможность использования его для защиты электроприборов, работающих в глубоководной среде, в условиях большого давления, без специального («глубоководного») выполнения конструкции таких приборов.

Задача изобретения состоит в улучшении эксплуатационных характеристик устройства за счет обеспечения защиты и возможности работы электроприбора в условиях повышенного давления.

Задача решена тем, что в герметичном корпусе для защиты электроприбора, включающем изолирующий кожух с прозрачным окном и электроконтактами, выполненный с возможностью размещения и подключения электроприбора, а также размещенные в изолирующем кожухе средства кондиционирования среды, в соответствии с изобретением изолирующий кожух выполнен прочным, секционирован с образованием разъемных торцевой секции, в которой размещено прозрачное окно центральной секции и днища и снабжен откидной крышкой для защиты прозрачного окна, выполненной с возможностью крепления на торцевой секции, стаканом с каналом для пропускания кабеля, выполненным с возможностью присоединения к днищу, а также приборным блоком, выполненным с возможностью размещения в центральной секции и крепления на торцевой секции.

Кроме того, все секции снабжены стыковочными фланцами.

Кроме того, средства для кондиционирования среды размещены на опоре, выполненной с возможностью укрепления на днище.

Кроме того, на днище установлен герметичный ввод для кабеля, выполненный в виде колодки с уплотненным сальниковым узлом.

Кроме того, в качестве электроконтактов выбран контактный узел типа «вилка - розетка».

Кроме того, прозрачное окно выполнено в виде глухого иллюминатора.

Кроме того, на поверхности прозрачного окна нанесены центрирующие метки для контроля установки электроприбора.

Кроме того, на поверхности прозрачного окна помещено изображение измерительной шкалы прибора.

Кроме того, прозрачное окно выполнено из материала, пропускающего радиоизлучение.

Кроме того, упомянутый канал для пропускания кабеля включает штуцер для укрепления кабеля в стакане.

Кроме того, стакан снабжен наружным чехлом, закрепленным на нем со стороны ввода кабеля.

Кроме того, корпус снабжен каналом подвода гидравлической жидкости для контроля герметичности.

Технический результат изобретения состоит в обеспечении надежной работы приборов в условиях высокого давления за счет кондиционирования среды, контролируемой установки приборов и возможности быстрой смены приборов в корпусе.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 приведен общий вид заявляемого герметичного корпуса (в разрезе), на фиг.2 представлена схема соединения опоры и днища корпуса, на фиг.3 представлен канал для подвода гидравлической жидкости при проверке герметичности корпуса, и на фиг.4 представлен вид сверху на прозрачное окно с крышкой в торцевой секции корпуса и шкалу электроприбора.

Заявляемый герметичный корпус выполнен как сборная конструкция, например, из стали, и содержит (фиг.1) прочный, рассчитанный на большое наружное давление среды, секционированный кожух, состоящий из торцевой секции (1), центральной секции (2) и днища (3), каждая из секций имеет стыковочные фланцы, такие как (4), соединение которых посредством крепежных элементов, таких как болт (5), обеспечивает сборку и герметизацию корпуса в целом. На торцевой секции кожуха (1) выполнено прозрачное окно (6) как глухой иллюминатор, который содержит смотровое стекло, прижатое через кольцевое уплотнение (7), верхнюю и нижнюю прокладки (на фиг.1 не указаны) и герметик к стенкам торцевой секции (1) так, чтобы диск смотрового стекла не касался непосредственно металла. Материал, из которого выполнено смотровое стекло, упрочен по специальной методике до величины модуля Юнга σ=150 МПа, что достаточно для использования корпуса при высоком давлении, которое будет дополнительно прижимать смотровое стекло к стенкам корпуса, создавая уплотняющий эффект. К торцевой секции (1) прикреплена откидная крышка (8) для внешней механической защиты прозрачного окна (6), причем гайкой-барашком (9) откидная крышка (8) фиксируется в закрытом положении.

Торцевая секция кожуха (1) сопряжена с центральной секцией (2) через уплотнения (10) по плоскости разъема (верхней), форма которой образована контактными поверхностями секций (1) и (2). Центральная секция (2) служит для размещения электроприбора в приборном блоке (11), который выполнен в виде полуоткрытого корпуса с фланцами для закрепления его на внутренней поверхности торцевой секции (1) посредством крепежных элементов-винтов (12). Зазор (13) между поверхностью верхнего разъема и внутренней поверхностью прозрачного окна (6) обеспечивает визуализацию приборной шкалы и возможность дистанционного наблюдения показаний прибора при открытой откидной крышке (8).

Подсоединение приборного блока (11) к электрическому кабелю (14) производится с помощью контактной пары типа «вилка-розетка», которая образована, в частности, колодкой гнездной (15), закрепленной на опоре (16), и колодкой ножевой (17), укрепляемой на приборе или соединяемой с ним (фиг.1). Для обеспечения сочленения колодки гнездной (15) с колодкой ножевой (17) приборный блок (11) выполнен с возможностью ориентирования его при сборке корпуса в определенном положении. Для этого в нижней части приборного блока (11) закреплены три заходных штыря (18) (фиг.2), не равноудаленных друг от друга, а на опоре (16) расположены три втулки (19) (например, капролоновые) с заходными фасками, в которые при сборке заводят заходные штыри (18). Опору (16) устанавливают на заданном расстоянии от днища (3) и жестко крепят на нем посредством стержней (20) с резьбой на концах (фиг.2).

На опоре (16) закреплены (или присоединены к ней) средства кондиционирования среды (21) (фиг.1), например, пакеты (патроны) с влагопоглотителем-силикагелем, который осушает воздух в изолирующем кожухе и препятствует образованию конденсата внутри приборного блока (11), что повышает надежность работы прибора и обеспечивает его электробезопасность.

Центральная секция (2) и днище (3) посредством стыковочных фланцев (4) могут быть жестко соединены по поверхности среднего разъема, а днище (3) и стакан (22) для пропускания электрического кабеля (14) соединяются также болтами (5) при обеспечении контакта с уплотнением стыковочных фланцев (4) по поверхности нижнего разъема (фиг.1). Днище (3) выполнено профилированным с углублением в центральной части, в которой размещена с уплотнением (в уплотненном сальниковом узле) колодка (23), к нижней и верхней частям которой подведен и укреплен пайкой электрический кабель (14). Другой конец отрезка кабеля (14), закрепленного на верхней части колодки (23), подведен к колодке гнездной (15) для обеспечения электропитания прибора.

Для проверки герметичности соединений секций (1), (2) в торцевой секции (1) выполнен канал (24) для подвода гидравлической жидкости под давлением к верхней плоскости разъема. Отсутствие герметичности корпуса устанавливают по наличию утечек через соединения элементов конструкции. Выходное отверстие канала (24) закрыто в остальное время заглушкой (25) (фиг.3).

Стакан (22) имеет форму воронки, вдоль его оси выполнен полый канал (26), через который пропущен кабель (14). Кабель (14) (гибкий, экранированный) используют с некоторым запасом длины, выборка которого происходит при подстройке установки электроприбора. Оконечность стакана (22) помещена в чехол (27), сопряженный с электрическим кабелем (14), а канал (26) для пропускания электрического кабеля герметизирован с помощью штуцера (28), охватывающего кабель (14), что также стабилизирует положение кабеля (14) (фиг.1).

Для удобства и обеспечения точности установки электроприбора в приборном блоке (11) на поверхности прозрачного окна (6) могут быть нанесены центрирующие метки (реперные линии) для контроля установки электроприбора. Кроме того, на поверхности прозрачного окна (6) может быть помещено (например, на прозрачной пленке) изображение измерительной шкалы или рабочей части измерительной шкалы прибора (фиг.4). Наличие таких вспомогательных изображений удобно в случае установки нескольких приборов внутри приборного блока (11). Поскольку герметичный корпус выполнен металлическим (в частности, из стали) и экранирует приборы от электромагнитного излучения, целесообразно выполнить прозрачное окно (6) из материала, пропускающего радиоизлучение, что обеспечивает, в частности, эксплуатацию измерительных приборов, включая аналоговые, радионавигационного и другого оборудования, телевизионных систем во всем диапазоне спектра электромагнитных волн - оптическом и радиодиапазонах.

Заявляемый герметичный корпус для защиты электроприбора используют следующим образом. Электроприбор (или электроприборы) размещают в приборном блоке (11) с подсоединением по электропитанию к колодке ножевой (17), входящей в упомянутую контактную пару, а опору (16), на которой размещена колодка гнездная (15), ответная колодке ножевой (17), устанавливают на днище корпуса (3) посредством стержней (20) так, чтобы обеспечить электрическое соединение контактной пары. На опору (16) устанавливают три втулки (19) под заходные штыри (18). Далее в качестве средств кондиционирования среды (21) устанавливают пакеты (патроны) с влагопоглотителем, например, силикагелем, объем которого рассчитывают на длительный срок работы прибора (например, 1-1,5 года). В качестве поглотителя может быть выбран силикагель - индикатор влагонасыщения, меняющий свой цвет (на красный цвет) при полной утрате поглощающих свойств.

Затем приборный блок (11) снимают с опоры (16) и винтами (12) соединяют с торцевой секцией (1). В центральной секции (2) кабель (14) соединяют с колодкой гнездной (15). Центральную секцию (2) присоединяют к днищу (3) стыковочными фланцами (4) по среднему разъему. Кабель (14), соединенный с колодкой (23), укладывают в воронке стакана (22) и присоединяют стакан (22) к днищу (3) путем крепления по нижнему разъему. В результате обеспечивается подвод электропитания по кабелю (14) к электроконтактам (контактной паре 15-17). Далее центральную секцию корпуса (2) совмещают с торцевой секцией (1) с установленным приборным блоком (11) и электроприбором стыковочными фланцами (4) по верхнему разъему и жестко соединяют болтами (5). Проверка герметичности соединения секций (1) и (2) проводится с использованием гидравлической жидкости через канал (24) (фиг.3). Проверку герметичности соединений корпуса с герметизированным кабелем (14) производят наружным гидравлическим давлением.

Разборка корпуса при ремонте производится в обратном порядке. Для замены влагопоглотителя или замены прибора достаточно разъединить лишь торцевую (1) и центральную (2) секции по верхнему разъему.

В зависимости от задач и габаритов электроприбора приборный блок (11) может быть выполнен в виде обоймы для нескольких приборов, которую фланцами стыкуют с фланцами (4) торцевой секции (1) и крепят к ней болтами (5), а вход приборов по электропитанию соединяют непосредственно с колодкой ножевой (17). Также электрический кабель (14) может быть подведен к электроприбору любым известным образом.

Герметичный прочный корпус в сборе повышает степень защиты и надежность работы электроприборов, которые не требуют адаптации к неблагоприятным условиям среды функционирования и к повышенному давлению, что расширяет возможности использования оборудования разного функционального назначения на подводных технических средствах.

Изобретение относится к корпусам для внешней защиты электрических приборов и может быть использовано при эксплуатации их в условиях повышенного давления, включая подводные технические средства. Технический результат заключается в повышении эксплуатационных характеристик. Сущность изобретения состоит в том, что корпус содержит изолирующий кожух, который секционирован с образованием разъемных секций - торцевой и центральной и днища, сопрягаемых по стыковочным фланцам. В торцевой секции выполнено прозрачное окно в виде глухого иллюминатора с защитной откидной крышкой. В центральной секции размещен приборный блок для установки электроприбора, сопряженный с контактным узлом типа "вилка-розетка", к которому подведен кабель электропитания через герметичный ввод на днище. Приборный блок крепится на торцевой секции. Устройство снабжено средствами кондиционирования среды, размещенными в центральной части кожуха на опоре, укрепляемой на днище. В корпусе выполнен канал для подвода гидравлической жидкости при контроле герметичности. 11 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Герметичный корпус для защиты электроприбора, включающий изолирующий кожух с прозрачным окном и электроконтактами, выполненный с возможностью размещения и подключения электроприбора, а также размещенные в изолирующем кожухе средства кондиционирования среды, отличающийся тем, что изолирующий кожух выполнен прочным, секционирован с образованием разъемных торцевой секции, в которой размещено прозрачное окно, центральной секции и днища и снабжен откидной крышкой для защиты прозрачного окна, выполненной с возможностью крепления на торцевой секции, стаканом с каналом для пропускания кабеля, выполненным с возможностью присоединения к днищу, а также приборным блоком, размещенным в центральной секции с возможностью крепления на торцевой секции.2. Герметичный корпус по п.1, отличающийся тем, что секции корпуса снабжены стыковочными фланцами.3. Герметичный корпус по п.1, отличающийся тем, что средства для кондиционирования среды размещены на опоре, выполненной с возможностью укрепления на днище.4. Герметичный корпус по п.1, отличающийся тем, что на днище установлен герметичный ввод для кабеля, выполненный в виде колодки с уплотненным сальниковым узлом.5. Герметичный корпус по п.1, отличающийся тем, что в качестве электроконтактов выбран контактный узел типа "вилка - розетка".6. Герметичный корпус по п.1, отличающийся тем, что прозрачное окно выполнено в виде глухого иллюминатора.7. Герметичный корпус по п.1, отличающийся тем, что на поверхности прозрачного окна нанесены центрирующие метки для контроля установки электроприбора.8. Герметичный корпус по п.1, отличающийся тем, что на поверхности прозрачного окна помещено изображение измерительной шкалы прибора.9. Герметичный корпус по п.1, отличающийся тем, что прозрачное окно выполнено из материала, пропускающего радиоизлучение.10. Герметичный корпус по п.1, отличающийся тем, что упомянутый канал для пропускания кабеля включает штуцер для укрепления кабеля в стакане.11. Герметичный корпус по п.1, отличающийся тем, что стакан снабжен наружным чехлом, закрепленным на нем со стороны ввода кабеля.12. Герметичный корпус по п.1, отличающийся тем, что корпус снабжен каналом подвода гидравлической жидкости для контроля герметичности.