УСТРОЙСТВО ДЛЯ КРЕПЛЕНИЯ И ОХЛАЖДЕНИЯ АКТИВНОГО ПРИБОРА Российский патент 2018 года по МПК G12B9/02 G12B15/04 H05K7/02 H05K7/20 

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано, например, для крепления и охлаждения активных приборов, датчиков и других теплонагруженных устройств.

Из уровня техники известно устройство для охлаждения активных приборов (Авторское свидетельство СССР №520625, G12В 15/04, 1976), например, генераторных ламп, содержащее трубопровод, соединенный импульсными трубками с камерами исполнительного механизма. Одна из импульсных трубок укреплена в трубопроводе в месте установления охлаждаемого прибора, а другая - перед охлаждаемым прибором.

Недостатком данного устройства являются узкая область его применения из-за конструктивно-технологических особенностей устройства.

Известно устройство для закрепления прибора (Авторское свидетельство СССР №1795523, G12В 9/10, Н05К 7/00, 1993), содержащее корпус с центральным отверстием, упругий элемент в виде разрезного кольца, с одним из торцов которого сопряжены лепестки, и фиксирующий винт. Устройство для закрепления прибора снабжено дополнительными фиксирующими винтами, размещенными в соответствующих резьбовых отверстиях корпуса, а другой торец разрезного кольца упругого элемента снабжен сопряженными с ним лепестками.

Недостатком данного устройства является невозможность крепления прибора с безфланцевым корпусом.

Известен радиоэлектронный блок с системой охлаждения (Патент на полезную модель RU №108263, Н05К 7/20, 2011) и расположенным в нем, по крайней мере, одним тепловыделяющим элементом, содержащий систему охлаждения корпуса, включающую входное отверстие, через которое внутрь корпуса снаружи поступает воздух, выходное отверстие, через которое воздух из корпуса выходит наружу. При этом система охлаждения корпуса образована внутренними поверхностями левой и правой боковых стенок, внутренними поверхностями задней и передней стенок, верхней и нижней крышками корпуса, с разделением охлаждающего воздуха на потоки посредством модулей с тепловыделяющими элементами, а малогабаритные тепловыделяющие элементы объединены в микроблок с заливкой теплопроводным компаундом. Микроблок дополнительно содержит воздуховоды, выполненные в виде радиаторов, размещенные в отверстиях печатной платы микроблока и соединяющие теплопроводящие слои медной фольги печатной платы. При этом внешняя поверхность воздуховодов контактирует с теплопроводным компаундом, а внутренняя поверхность воздуховодов контактирует с воздушным потоком.

Недостатком данного устройства является недостаточное охлаждение электронных модулей, выполненных в виде печатных плат с установленными на них выделяющими тепло электрорадиоэлементами, воздуховодами в виде радиаторов.

Известно устройство для отвода тепла (Патент RU на изобретение №2393654, Н05К 7/20, G06F 1/20, 2010), имеющее основание, снабженное охлаждающими ребрами и разъемно соединенное с корпусом теплонагруженного элемента через теплопроводящее покрытие. При этом ребра соединены с основанием разъемно через упругий элемент, а поверхность соприкосновения каждого ребра, снабженного каналами, с корпусом теплонагруженного элемента выполнена в виде прямоугольника.

Недостатком данного устройства является отвод тепла только от плоской поверхности.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к предлагаемому техническому решению является устройство для удаления тепла (Патент RU на изобретение №2258181, F24Н 3/06, Н05К 7/20, 2005), включающее электродвигатель, осевой вентилятор, радиатор с ребрами. При этом устройство снабжено дополнительным осевым вентилятором, расположенным на удлиненной оси под существующим вентилятором и обтекателем.

Техническая проблема, решаемая созданием данного технического решения, заключается в локальном удаление тепла только с ребер радиатора и межреберной поверхности, а также из внутреннего объема корпуса, совмещенного с радиатором.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в обеспечении теплоотвода со всех доступных поверхностей активного прибора, а также в повышении надежности механического крепления активного прибора с обеспечением его амортизации в широком диапазоне механических воздействий.

Технический результат достигается тем, что активный прибор с контактными поверхностями, на которых закреплены токопроводящие держатели-радиаторы с опорными пластинами и радиатор, с зафиксированным на нем демпфером-изолятором из эластомерного материала с элементами крепления к корпусу, размещен во внутренней полости корпуса из электроизоляционного материала, образованной верхней и нижней крышками. В ребрах боковых стенок верхней и нижней крышек корпуса выполнены пазы, в которых закреплен активный прибор посредством опорных пластин токопроводящих держателей-радиаторов и элементов крепления демпфера-изолятора к корпусу. Осевой вентилятор закреплен на корпусе с обеспечением охлаждения поверхности элементов внутренней полости.

Сущность изобретения поясняется чертежами:

Фиг. 1 - общий вид устройства для крепления и охлаждения активного прибора;

Фиг. 2 - вид сзади устройства для крепления и охлаждения активного прибора (увеличено);

Фиг. 3 - вид устройства для крепления и охлаждения активного прибора со снятой верхней крышкой;

Фиг. 4 - нижняя крышка;

Фиг. 5 - верхняя крышка;

Фиг. 6 - активный прибор;

Фиг. 7 - радиатор;

Фиг. 8 - демпфер-изолятор.

Устройство для крепления и охлаждения активного прибора содержит корпус из электроизоляционного материала, состоящий из верхней 1 (Фиг. 1, 2, 5) и нижней 2 (Фиг. 1, 2, 4) крышек, образующих внутреннюю полость, с отверстиями 3 (Фиг. 4, 5), в которых размещены элементы монтажа 4 (Фиг. 1), а также осевой вентилятор 5 (Фиг. 1, 3), установленный на корпусе. Во внутренней полости корпуса размещен активный прибор 6 (Фиг. 3, 6), например, генераторная лампа, на которой закреплены токопроводящие держатели - радиаторы 7, 8 (Фиг. 3) и радиатор 9 (Фиг. 3, 7), с зафиксированным на нем демпфером-изолятором 10 (Фиг. 1, 3) из эластомерного материала.

В ребрах боковых стенок крышек корпуса выполнены пазы: П-образной формы 11 (Фиг. 4, 5) в верхней 1 и нижней 2 крышках, и Г-образной формы 12 (Фиг. 5), например, в верхней 1 крышке, смещенные к задней стороне.

Активный прибор 6 выполнен в виде тела вращения ступенчатой формы с контактными боковыми поверхностями 13, 14 (Фиг. 6) и контактной концевой боковой поверхностью 15 (Фиг. 6), выполненной например, резьбовой.

Токопроводящие держатели - радиаторы 7, 8 размещены на контактных боковых поверхностях 13, 14 активного прибора 6, выполняя функции:

- электрических контактов активного прибора 6 внутри полости с внешними токопроводящими проводами (на рисунках не показаны);

- упругих элементов механического крепления активного прибора 6 в корпусе;

- элементов теплоотвода и амортизаторов при механическом воздействии;

и могут иметь различное конструктивное исполнение.

Токопроводящие держатели-радиаторы 7, 8 выполнены в виде хомутов с одной или двумя опорными пластинами, которые могут быть с монтажными отверстиями 16 (Фиг. 3) в периферийной части для монтажа токопроводящих проводов. При этом периферийная часть может быть выполнена в виде Г-образного отгиба (токопроводящие держатели-радиаторы 8).

Радиатор 9 в виде наружного обода 17 (Фиг. 7) и ступицы 18 (Фиг. 7), например, цилиндрической формы с отверстием, соединенных между собой пластинчатыми ребрами 19 (Фиг. 7), закреплен на активном приборе 6 посредством крепежного элемента 20 (Фиг. 2), например, в виде прижимной гайки, на контактной концевой боковой поверхности 15 активного прибора 6. При этом крепежный элемент 20 размещен в цилиндрическом стакане 21 (Фиг. 7), выполненном в ступице 18 радиатора 9 с задней стороны, обеспечивая плотное прилегание торцевой контактной поверхности радиатора 9 к торцевой поверхности активного прибора 6 для повышения теплоотвода. Токопроводящий провод 22 (Фиг. 2) зафиксирован в крепежном элементе 20, например, пайкой.

Демпфер-изолятор 10, выполненный полым, состоит из передней цилиндрической части 23 (Фиг. 8) и примыкающей к ней задней части 24 (Фиг. 8), а также элементов крепления 25 (Фиг. 8) к корпусу. Элементы крепления 25 демпфера-изолятора 10 к корпусу, например, в виде приливов Т-образной формы в сечении с отверстиями, соосными с отверстиями 3 крышек, симметрично размещены на боковой поверхности передней части 23, и частично переходят на боковую поверхность задней части 24.

Демпфер-изолятор 10 жестко зафиксирован на радиаторе 9 своей передней цилиндрической частью 23, выполненной:

- с внутренним диаметром и шириной меньше внешнего диаметра и ширины наружного обода 17 радиатора 9 на величину упругой деформации эластомерного материала, обеспечивая гашение механических колебаний устройства;

- с внутренним ободком - ограничителем 26 (Фиг. 8) со стороны переднего торца.

Активный прибор 6 с закрепленными на нем элементами размещен во внутренней полости корпуса и закреплен в корпусе посредством опорных пластин токопроводящих держателей - радиаторов 7, 8, размещенных в пазах 11 П-образной формы верхней 1 и нижней 2 крышек корпуса, взаимодействуя с их поверхностью. При этом элементы крепления 25 демпфера-изолятора 10 к корпусу размещены в пазах Г-образной формы 12 верхней 1 крышки корпуса и зафиксированы элементами монтажа 4 в отверстиях 3 крышек. Причем пазы Г-образной формы 12 в верхней 1 крышки корпуса выполнены соразмерными элементам крепления 25 демпфера-изолятора 10 к корпусу.

Осевой вентилятор 5 закреплен на корпусе, например, клеевым соединением, с обеспечением охлаждения элементов внутренней полости: активного прибора 6, опорных пластин токопроводящих держателей - радиаторов 7, 8 и радиатора 9.

Сборка устройства для крепления и охлаждения активного прибора осуществляется следующим образом.

Закрепляют токопроводящие держатели - радиаторы 7, 8 на контактных боковых поверхностях 13, 14 активного прибора 6.

Фиксируют демпфер-изолятор 10 посредством его передней цилиндрической части 23 на наружном ободе 17 радиатора 9.

Фиксируют радиатор 9 с демпфером-изолятором 10 на активном приборе 6 посредством крепежного элемента 20 на контактной концевой боковой поверхности 15, обеспечивая контакт торцевой контактной поверхности радиатора 9 и торцевой поверхности активного прибора 6.

Выполняют монтаж токопроводящего провода 22 на крепежный элемент 20.

Устанавливают активный прибор 6 с установленными на него элементами во

внутренней полости корпуса, размещая опорные пластины токопроводящих держателей - радиаторов 7, 8 в пазах П-образной формы 11 крышек корпуса, а элементы крепления 25 демпфер-изолятора 10 - к корпусу в пазах Г-образной формы 12.

Фиксируют верхнюю 1 и нижнюю 2 крышки корпуса между собой, а также демпфер-изолятор 10 посредством элементов монтажа 4, размещая их в отверстиях 3 крышек и в отверстиях элементов крепления 25 демпфера-изолятора 10 к корпусу.

Закрепляют осевой вентилятор 5 на корпусе.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано, например, для крепления и охлаждения активных приборов, датчиков и других теплонагруженных устройств. Технический результат - обеспечение теплоотвода со всех доступных поверхностей активного прибора, а также в повышении надежности механического крепления активного прибора с обеспечением его амортизации в широком диапазоне механических воздействий. Достигается тем, что активный прибор с контактными поверхностями, на которых закреплены токопроводящие держатели-радиаторы с опорными пластинами и радиатор, с зафиксированным на нем демпфером-изолятором из эластомерного материала с элементами крепления к корпусу, размещен во внутренней полости корпуса из электроизоляционного материала, образованной верхней и нижней крышками, в ребрах боковых стенок которых выполнены пазы, в которых и закреплен посредством опорных пластин токопроводящих держателей-радиаторов и элементов крепления демпфера-изолятора к корпусу. Осевой вентилятор закреплен на корпусе с обеспечением охлаждения элементов внутренней полости. 3 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Устройство для крепления и охлаждения активного прибора, включающее активный прибор, радиатор и осевой вентилятор, отличающееся тем, что содержит корпус из электроизоляционного материала с внутренней полостью, образованной верхней и нижней крышками, в ребрах боковых стенок которых выполнены пазы, активный прибор имеет контактные боковые поверхности и контактную концевую боковую поверхность, на контактных боковых поверхностях активного прибора размещены токопроводящие держатели - радиаторы с опорными пластинами, на контактной концевой боковой поверхности активного прибора размещен радиатор с обеспечением плотного прилегания торцевой контактной поверхности радиатора к торцевой поверхности активного прибора, при этом радиатор выполнен в виде наружного обода и ступицы цилиндрической формы с отверстием, соединенных между собой пластинчатыми ребрами, на радиаторе зафиксирован демпфер-изолятор из эластомерного материала, выполненный полым и состоящий из передней цилиндрической части, примыкающей к ней задней части и элементов крепления демпфера-изолятора к корпусу, при этом демпфер-изолятор жестко зафиксирован на радиаторе своей передней цилиндрической частью, выполненной с внутренним диаметром и шириной, меньше внешнего диаметра и ширины наружного обода радиатора на величину упругой деформации эластомерного материала, активный прибор с радиатором закреплены во внутренней полости корпуса посредством токопроводящих пластин - радиаторов, а также посредством элементов крепления демпфера-изолятора, размещенных в пазах крышек корпуса, а осевой вентилятор закреплен на корпусе с обеспечением охлаждения поверхностей: активного прибора, опорных пластин токопроводящих держателей-радиаторов и радиатора во внутренней полости корпуса.

2. Устройство для крепления и охлаждения активного прибора по п. 1, отличающееся тем, что опорные пластины токопроводящих держателей - радиаторов выполнены с монтажными отверстиями для монтажа токопроводящих проводов.

3. Устройство для крепления и охлаждения активного прибора по п. 1, отличающееся тем, что элементы крепления демпфера-изолятора к корпусу выполнены в виде приливов с отверстиями.

4. Устройство для крепления и охлаждения активного прибора по п. 1, отличающееся тем, что пазы крышек корпуса, в которых размещены элементы крепления демпфера-изолятора к корпусу, выполнены Г-образной формы и соразмерными элементам крепления демпфера-изолятора.