УСТРОЙСТВО ЭКРАНИРОВАНИЯ ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ Российский патент 2011 года по МПК H05K9/00 

Предлагаемое изобретение относится к области электротехники, в частности к корпусам или деталям электрических приборов, а именно к устройствам для экранирования от электрических или магнитных полей.

Известны электромагнитные экраны, внутри которых помещается экранируемое устройство, например, катушка индуктивности, измерительный прибор и т.д. (Л.А.Бессонов. Теоретические основы электротехники. М.: Высшая школа, 1964 г. с.713).

Экран выполняет две функции: во-первых, он защищает устройство или человека от влияния внешнего по отношению к экрану электромагнитного поля, во-вторых, - внешнее по отношению к экрану пространство от электромагнитного поля от устройства внутри экрана, если таковое необходимо.

Недостатком таких экранов является их пассивность, т.е. для обеспечения экранирования от внешних воздействий поля экран должен быть изготовлен из материала определенной толщины, достаточной для обеспечения экранирования полей. Кроме того, такие экраны могут экранировать не все частоты и не все амплитуды воздействия поля, и для некоторых частот и амплитуд, а также для экранирования заряженных частиц потребовался бы экран, выполненный из материала довольно большой толщины.

Указанная конструкция экрана выбрана заявителем в качестве ближайшего аналога (прототипа).

Технической задачей предлагаемого изобретения, решаемой автором, является создание устройства для экранирования внешнего электромагнитного поля за счет создания на поверхности корпуса электромагнитного поля, т.е. обеспечить активное экранирование за счет создаваемого поля.

Поставленная задача достигается тем, что в устройстве экранирования внешнего электромагнитного поля, содержащем корпус, выполненный из токопроводящего материала, согласно изобретению внутри корпуса установлен автономный источник электрической энергии, связанный через контакты коммутационного устройства с подвижными токопроводами взаимодействующими с корпусом посредством приводного скользящего контакта, и неподвижными токопроводами, с возможностью переключения контактов коммутационного устройства, соответственно, с одних на другие.

Корпус выполнен сферической формы.

Расположение внутри корпуса автономного источника электрической энергии позволяет через контакты коммутационного устройства и неподвижные токопроводы подать электрический ток на поверхность экрана и, тем самым, создать электромагнитное поле по всей его поверхности, т.е. обеспечить активную защиту как от электрического, так и от магнитного полей.

Связь источника электрического тока с подвижными токопроводами, одни концы которых перемещаются по внутренней поверхности корпуса и скользят по ней, обеспечивая протекание тока по всей поверхности корпуса независимо от его формы, что позволяет поддерживать протекание электрического тока по поверхности корпуса равномерно без пробелов (в случае если геометрическая форма корпуса несимметрична, то разное расположение контактов обеспечивает равномерное покрытие полем корпуса), и, тем самым, данным замкнутым контуром поддерживать образовавшееся электромагнитное поле по всей поверхности корпуса, и позволяет при экранировании электромагнитным полем снизить внутри экранируемого объема повышенную напряженность воздействующего внешнего электромагнитного поля до нормального уровня напряженности, исключить попадание приходящих из внешней среды электромагнитных волн поля, а также отклонять траектории заряженных частиц извне.

При выполнение корпуса сферической формы обеспечивается равномерное протекание тока по всей поверхности корпуса. Экранирование корпусов несимметричной формы достигается путем несимметричной расстановки подвижных токопроводов пропорционально геометрии корпуса. За счет чего достигается равномерность протекания электрического тока по поверхности корпуса, следовательно, достигается полное покрытие экранирующим электромагнитным полем поверхности корпуса.

В результате проведенных патентных исследований не выявлено аналогичных технических решений, характеризуемых заявляемой совокупностью признаков, что позволяет сделать вывод, что заявляемое техническое решение обладает «новизной» и « изобретательским уровнем», может найти применение в промышленности, т.е. является «промышленно применимым».

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлено схематичное изображение устройства со сферическим корпусом в разрезе.

Устройство содержит корпус 1, автономный источник электрической энергии 2, неподвижные токопроводы 3 и 4, подвижные токопроводы 5 и 6, одними концами связанные с контактами 7 коммутационного устройства 8, а другими с корпусом 1 с возможностью перемещения по нему посредством скользящих контактов (не показаны) при помощи привода (не показан).

Тип скользящих контактов и привода может быть подобран индивидуально, исходя из условий использования устройства, конструкции корпуса и т.д.

Устройство работает следующим образом.

При замыкании контактов 7 коммутационного устройства 8 от автономного источника 2 через неподвижные токопроводы 3 и 4 электрический ток подается на токопроводящую поверхность корпуса 1. Ток протекает от токопровода 3 к токопроводу 4 по токопроводящей поверхности корпуса 1, замыкая электрическое поле. При этом линии магнитного поля создаются перпендикулярно линиям электрического поля, повторяя поверхность корпуса. При таком состоянии электромагнитного поля возможно экранирование внешнего электромагнитного поля, воздействующего на экранируемый объект.

Напряженность внешнего электромагнитного поля экранируется, поскольку напряженность экранирующего поля отлична от напряженности внешнего воздействующего поля, а индуктивность автономного источника 2 не дает изменять напряженность экранирующего поля. Так как воздействующие на объект поля, волны и излучения заряженных частиц имеют высокую частоту, то они с трудом могут преодолеть и изменить напряженность экранирующего поля, которое представляет замкнутый контур и на него распространяются законы индукции. Следовательно, изменения внешнего поля, волны и частицы, имеющие высокие частоты воздействия на корпус 1, будут экранироваться более эффективно. Кроме того, линии напряженности экранирующего поля перпендикулярны внешнему полю и волнам, поэтому они отклоняют линии воздействующего поля и волн в сторону от прямолинейного воздействия на экранируемый объект и направляют это воздействующее поле и волны вокруг корпуса. Так же экранируются и заряженные частицы.

Таким образом, заявляемое устройство позволяет обеспечить экранирование внешнего электромагнитного поля за счет создания на поверхности корпуса электромагнитного поля, т.е. обеспечить активное экранирование за счет создаваемого поля.

Устройство содержит корпус (1), автономный источник электрической энергии (2), неподвижные токопроводы (3 и 4), подвижные токопроводы (5 и 6), одними концами связанные с контактами (7) коммутационного устройства (8), а другими с корпусом (1) с возможностью перемещения по нему посредством скользящих контактов при помощи привода. Технический результат - экранирование внешнего электромагнитного поля. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Устройство экранирования внешнего электромагнитного поля, содержащее корпус, выполненный из токопроводящего материала, отличающееся тем, что внутри корпуса установлен автономный источник электрической энергии, связанный через контакты коммутационного устройства с подвижными токопроводами, взаимодействующими с корпусом посредством приводного скользящего контакта, и неподвижными токопроводами, с возможностью переключения контактов коммутационного устройства соответственно с одних на другие.

2. Устройство экранирования по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен сферической формы.