БЕСКОНТАКТНЫЙ ГЕРМОВВОД Российский патент 2015 года по МПК H05K9/00 H01R13/523 

Изобретение относится к радиоэлектронике, а именно к бесконтактному вводу электрической энергии из другого прибора в замкнутый объем герметичного радиоэлектронного модуля.

Известен электрический ввод во взрывоопасное оборудование, содержащий цилиндрическую оболочку, жестко закрепленную в перегородке между камерами, сепаратор с отверстиями под каждый изолированный проводник и фиксирующий элемент, расположенный внутри обоймы, которая снабжена дном, жестко соединенным с обоймой, и крышкой с коническим буртиком, в котором выполнены отверстия под каждый проводник и дополнительные отверстия для продуктов горения, при этом сепаратор выполнен в виде выпуклой упругой пластины с отверстиями для продуктов горения, расположенной с внутренней стороны дна обоймы, а фиксирующий элемент выполнен в форме гранул (авт. св. СССР № 1167769, кл. Н05К 5/06, 1985).

Недостатком данного устройства является то, что в нем источник электрической энергии, расположенный в камере вводов, связан с потребителем электрической энергии, расположенным в аппаратной камере, с помощью проводников. Данная конструкция значительно ослабляет защиту герметизируемых камер от неблагоприятных воздействий внешней среды и приводит к необходимости установки их в дополнительной взрывобезопасной оболочке.

Известен энерговвод в герметичную камеру, содержащий разъемный магнитопровод, состоящий из двух половин, на которых размещены первичная и вторичная обмотки, расположенные по обе стороны металлической стенки герметичной камеры, при этом каждая половина магнитопровода выполнена в виде П-образных частей, расположенных радиально относительно оси магнитопровода, а П-образные части магнитопровода, размещенные на внутренней поверхности металлической стенки герметичной камеры, снабжены защищенными оболочками, выполненными из немагнитного материала (авт. св. СССР № 1426437, кл. Н05К 9/00, 1988). Данное устройство обеспечивает определенную защиту радиоэлектронного блока за счет однородной замкнутой оболочки, которая не имеет дополнительных разъемов для ввода энергии в блок.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому устройству является энерговвод в герметичную камеру, содержащий разъемный магнитопровод, выполненный из двух половин, на которых размещены первичная и вторичная обмотки энерговвода, расположенные по разные стороны стенки корпуса герметичного радиоэлектронного модуля, и другого прибора, отличающийся тем, что он снабжен магнитом, расположенным в корпусе герметичного радиоэлектронного модуля, гермоконтактом, расположенным напротив магнита в корпусе другого прибора, информационными разъемными магнитопроводами, первичные обмотки которых размещены на половинах магнитопроводов, расположенных в корпусе другого прибора и в корпусе герметичного радиоэлектронного модуля, и электрически связаны соответственно с источником ввода информации в модуль и выходом герметичного модуля, вторичные обмотки которых размещены на половинах магнитопроводов, расположенных в корпусе герметичного радиоэлектронного модуля и в корпусе другого прибора, и электрически связаны соответственно с входом герметичного модуля и потребителем информации через гермоконтакт, а оболочка герметичного модуля выполнена из конструкционного диэлектрика, например, на основе алюмоксидной керамики.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей, области применения устройства и повышение КПД при передаче энергии от герметичного источника к герметичному приемнику электроэнергии при их нахождении в соленой морской воде.

Цель достигается тем, что гермоввод для бесконтактной передачи электрической энергии от подводного кабеля к радиоэлектронному подводному аппарату, содержащий разъемный магнитопровод, выполнен из двух половин, одна из которых вместе с первичной обмоткой размещена в гермоузле подводного кабеля, другая вместе с вторичной обмоткой размещена в ответной части гермоввода - гермоузле подводного аппарата, причем плоскости разъема половин магнитопровода расположены в плоскости разъема гермоввода, а устройство механической стяжки гермоузлов обеспечивает выдавливание жидкости из пространства между плоскостями разъема, для чего на плоскость разъема одной из частей гермоввода между площадками магнитопровода, находящимися в плоскости разъема, устанавливается полоска мягкого водоотталкивающего изоляционного материала со свойством восстановления формы при снятии механической нагрузки, например резины.

На рис. 1 изображен гермоввод в герметичную камеру.

Гермоввод содержит радиоэлектронный модуль 1, помещенный в замкнутую герметичную оболочку 2, другой прибор 3, преобразующий постоянный ток связанного с ним источника постоянного тока в переменный, размещенный в корпусе 4, разъемный магнитопровод 5 передачи электроэнергии от прибора 3 к элементам герметичного модуля 1, состоящий из двух половин, на которых размещены первичная 6 и вторичная 7 обмотки, расположенные по разные стороны стенки другого прибора 3 и герметичного модуля 1, полоска мягкого упругого водоотталкивающего изоляционного материала 8, нанесенная между площадками половины магнитопровода, находящимися в плоскости разъема герметичного модуля 1, элементы стягивания двух частей гермоввода 9.

При соединении двух частей гермоввода, даже при хорошем качестве исполнения соединяющихся плоскостей, обязательно между неровностями появляются зазоры, и при погружении аппаратуры в воду вода затекает в эти зазоры и образует в том же переменном магнитном поле, где находятся катушки, короткозамкнутый виток. Если вода соленая, например морская, то его сопротивление может быть таким низким, что может увеличить потери энергии в трансформаторе, снижая его КПД. Для того, чтобы гарантированно разорвать этот короткозамкнутый виток, на одну из соединяющихся поверхностей разъема между площадками магнитопровода наносится полоска мягкого пружинящего водоотталкивающего изоляционного материала со свойством восстановления формы при снятии механической нагрузки, например резины. При сжатии двух половин герморазъема элементами стягивания, например болтами, в том месте, где приклеена полоска, вода вытесняется и токопроводящее кольцо воды становится разорванным, и, вследствие этого, ток, наведенный в нем, снижается почти до нуля, что резко снижает влияние воды, попавшей в зазор и позволяет существенно повысить КПД трансформатора. Толщина полоски резины должна быть в 1,5-2 раза больше максимального зазора, возникающего между плоскостями разъема из-за технологических неровностей, а ширина - приблизительно 0,1-0,5 ширины площадки магнитопровода.

Применение полоски мягкого упругого водоотталкивающего изоляционного материала, нанесенной между площадками половины магнитопровода, находящимися в плоскости разъема герметичного модуля, позволяет эффективно передавать электроэнергию через гермоввод не только в нормальных климатических условиях, но и в соленой морской воде, и в этих условиях работы повышает КПД энергопередачи на 5-30% в зависимости от конструктивных особенностей аппаратуры, частоты преобразования и передаваемой мощности, что приводит к появлению в заявленном энерговводе новых свойств - возможности бесконтактной передачи в морской воде не только напряжений питания, но и информационных сигналов.

Таким образом, введение новых отличительных признаков в заявленном энерговводе по сравнению с прототипом приводит к расширению функциональных возможностей: возможности бесконтактной передачи энергии передачи и приема информации в соленой морской воде с КПД, практически не отличающимся от КПД, получаемым при его применении на воздухе.

Новые свойства в заявленном энерговводе позволяют расширить его функциональные возможности, область применения и повысить КПД передачи энергии, достоверность бесконтактной передачи и приема информации между герметичным радиоэлектродным модулем и другим прибором при использовании в соленой морской воде.

Гермоввод предназначен для бесконтактной передачи электрической энергии от подводного кабеля к радиоэлектронному подводному аппарату, Гермоввод содержит разъемный магнитопровод, выполненный из двух половин, одна из которых вместе с первичной обмоткой размещена в гермоузле подводного кабеля, а другая вместе с вторичной обмоткой размещена в ответной части гермоввода - гермоузле подводного аппарата. Плоскости разъема половин магнитопровода расположены в плоскости разъема гермоввода. Устройство механической стяжки гермоузлов обеспечивает выдавливание жидкости из пространства между плоскостями разъема, для чего на плоскость разъема одной из частей гермоввода между площадками магнитопровода, находящимися в плоскости разъема, устанавливается полоска мягкого водоотталкивающего изоляционного материала со свойством восстановления формы при снятии механической нагрузки, например резины. Технический результат - расширение функциональных возможностей и области применения устройства, а также повышение КПД при передаче энергии от герметичного источника к герметичному приемнику электроэнергии при их нахождении в соленой морской воде. 1 ил.

Гермоввод для бесконтактной передачи электрической энергии от подводного кабеля к радиоэлектронному подводному аппарату, содержащий разъемный магнитопровод, выполненный из двух половин, одна из которых вместе с первичной обмоткой размещена в гермоузле подводного кабеля, другая вместе с вторичной обмоткой размещена в ответной части гермоввода - гермоузле подводного аппарата, причем плоскости разъема половин магнитопровода расположены в плоскости разъема гермоввода, устройство механической стяжки гермоузлов, отличающийся тем, что на плоскость разъема одной из частей гермоввода между площадками магнитопровода, находящимися в плоскости разъема, устанавливается полоска мягкого водоотталкивающего изоляционного материала со свойством восстановления формы при снятии механической нагрузки, например резины.