Радиоэлектронный герметичный блок Российский патент 2023 года по МПК H05K5/06 H05K7/20 

Предлагаемое изобретение относится к радиоаппаратостроению и может быть использовано при конструировании радиоэлектронной аппаратуры.

Известен «Электронный блок с воздушным охлаждением» (RU 2569492 (заявка 2014127398 от 04.07.2014, опубл. 27.11.2015, МПК Н05К 7/20), содержащий систему охлаждения корпуса, образованную входным отверстием на задней стенке, выходными отверстиями на лицевой панели, нижней крышкой, внутренними и внешними левой боковой, правой боковой, а также задней стенками, верхними внутренней и внешней крышками, выполненными с возможностью прохождения между внутренними и внешними стенками и крышками охлаждающего потока воздуха. Боковые внутренние стенки выполнены в виде радиаторов, внутри корпуса установлен, по крайней мере, один функционально скомпонованный тепловыделяющий элемент. Внутри корпуса параллельно задней стенке размещена средняя стенка с рассекателем, установленная с возможностью образования основного отсека и отсека воздухораспределения, во внутренних боковых стенках и внутренней верхней крышке которого выполнены дополнительные входные отверстия. Тепловыделяющий элемент в виде радиоэлектронного модуля, включает печатную плату с электрорадиоизделиями, установленную на радиатор, закрытый крышкой модуля с отверстиями, с возможностью образования внутреннего канала охлаждения. Причем, радиатор размещен внутри основного отсека параллельно средней стенке и закреплен на внутренних боковых стенках корпуса посредством клинового механизма. Причем клиновидный механизм обеспечивает плотное прилегание боковых и верхней торцевых контактных поверхностей радиатора к поверхностям внутренних боковых стенок и верхней крышки корпуса, с возможностью осуществления конвективного отвода тепла через внутренний канал охлаждения и кондуктивного отвода тепла на стенки корпуса. При этом внутренняя верхняя крышка выполнена с возможностью образования с внешней верхней крышкой посредством перегородки двух отсеков, содержащих переходные входные и выходные отверстия, размещенные соосно с отверстиями в крышке модуля. Известен «Корпус прибора с воздушным охлаждением» RU 2491662 С1 (заявка 2012121250 от 24.05.2012, опубл. 27.08.2012, МПК G42B 9/02), содержащий систему охлаждения корпуса, образованную входным отверстием, выходными отверстиями, нижней крышкой, внутренними и внешними левой боковой, правой боковой, задней стенками, а также двойной верхней крышкой, образующими замкнутые внутренний и внешний контуры и выполненными с возможностью прохождения между внутренними и внешними стенками охлаждающего потока воздуха. Боковые внутренние стенки выполнены в виде радиаторов. Выходные отверстия выполнены на лицевой панели, внутренняя верхняя крышка выполнена в виде радиатора. Внутри корпуса размещены с возможностью прохождения между ними охлаждающего потока воздуха. Двойные перегородки, установлены с возможностью образования, по крайней мере, двух основных и одного дополнительного отсеков. Внутри каждого основного отсека размещен, по крайней мере, один функционально скомпонованный тепловыделяющий элемент, выполненный в виде радиоэлектронного модуля с теплоотводом, установленный контактными поверхностями теплоотвода на внутренней боковой стенке корпуса или перегородке и закрепленный с возможностью плотного прилегания к их внутренним поверхностям. Торцевой контактной поверхностью - к поверхности внутренней верхней крышки корпуса. Входное отверстие выполнено на задней стенке или на нижней крышке. В дополнительном отсеке установлен, по крайней мере, один радиоэлектронный модуль, в дополнительном отсеке размещен, по крайней мере, один радиоэлектронный модуль с теплоотводом, установлен контактными поверхностями теплоотвода на внутренней боковой стенке корпуса или перегородке и закрепленный с возможностью его плотного прилегания к их внутренним поверхностям, а торцевой контактной поверхностью - к поверхности внутренней верхней крышки корпуса. Одна или обе стенки двойной перегородки выполнена в виде радиаторов. Внутренняя задняя стенка выполнена в виде радиатора. Наиболее близким по технической сущности является «Герметичный корпус прибора» RU 2327312 С1 (заявка 2006143189 от 07.12.2006, опубл. 20.06.2008, МПК Н05К 5/00) с заключенным в него, по крайней мере, одним тепловыделяющим элементом, содержащий систему охлаждения корпуса, включающую входное отверстие, выходное отверстие. При этом система охлаждения корпуса образована внутренними и внешними левой боковой, правой боковой, передней и задней стенками, а также двойной верхней крышкой, образующими замкнутый контур и выполненными с возможностью прохождения между внутренними и внешними стенками и между внешней и внутренней крышками двойной верхней крышки охлаждающего потока воздуха. Внутренние боковые стенки выполнены в виде радиаторов, а внешние боковые стенки содержат, по крайней мере, два выходных отверстия, выполненных со смещением по высоте боковых стенок, причем входное отверстие расположено на внешней задней стенке, а выходные отверстия на внешних боковых стенках и верхней крышке размещены со стороны передней стенки корпуса. Корпус прибора дополнительно содержит герметизирующий элемент, выполненный с возможностью одновременного обеспечения герметизации, теплопроводности и электропроводности между стенками корпуса прибора. Недостатками известных технических решений являются в невысокая эффективность отвода тепла.

Технический результат предлагаемого изобретения заключается в высокой мощности рассеивания и помехозащищенности с сохранением герметичной конструкции.

Сущность заявляемого радиоэлектронного герметичного блока заключается в том, что он содержит, по крайней мере, один тепловыделяющий элемент, корпус в составе левой и правой боковых стенок, передней и задней стенки, систему охлаждения, включающую входное и выходные круглые отверстия, причем входные отверстия расположено на левой стенке, а выходные на правой, герметизирующий элемент и крышку.

Новыми признаками предлагаемого изобретения являются то, что дополнительно введено входное отверстие, причем на входные отверстия установлены нагнетающие воздух вентиляторы, а в выходные отверстия - вытяжные, эвакуирующие воздух вентиляторы, причем внутри корпуса блока между стенками с установленными вентиляторами и стенками с ребрами с обеих сторон, стоят герметично закрепленные к ним воздуховоды корпуса в виде прямоугольной трубы с перегородкой, причем на стенках с ребрами имеются входные и выходные воздушные прямоугольные отверстия, между стенками с ребрами установлены функциональные узлы, имеющие тепловыделяющий элемент в виде печатной платы с радиоэлементами, в нижней части которой имеется врубной соединитель, радиатор, с установленным на нем воздуховодом, имеющим на концах герметизирующие элементы, плотно примыкающие к стенками с ребрами в местах входных и выходных воздушных прямоугольных отверстий, так же на внешних сторонах функционального узла имеются группы клиньев с винтом. На передней стенке радиоэлектронного герметичного блока установлены внешние герметичные соединители.

На фиг. 1 изображен радиоэлектронный герметичный блок. Общий вид.

На фиг. 2 изображен радиоэлектронный герметичный блок. Вид на функциональные узлы и воздуховоды корпуса.

На фиг. 3 изображен радиоэлектронный герметичный блок. Вид на входные вентиляторы и входные воздушные отверстия.

На фиг. 4 изображен радиоэлектронный герметичный блок. Вид на вытяжные вентиляторы и выходные воздушные отверстия.

На фиг. 5 изображен функциональный узел блока. Вид на печатную плату.

На фиг. 6 изображен функциональный узел блока. Вид на радиатор, воздуховод с уплотнительными резинками.

На фиг. 7 изображен функциональный узел блока. Общий вид.

На фиг. 8 изображен радиоэлектронный герметичный блок. Вид на коммутационную плату и печатную плату внешних соединителей.

Радиоэлектронный герметичный блок состоит из корпуса 1, выполненного в виде свинченных стенок. Систему охлаждения, включающую в себя два входных круглых отверстия 2 на левой стенке и два выходных круглых отверстия 3 на правой. Пару входных, нагнетающих воздух вентиляторов 4, расположенных внутри корпуса 1 на левой стенке непосредственно у входных отверстий 2, а на правой стенке - пару вытяжных вентиляторов 5, расположенных непосредственно у отверстий 3. Воздуховоды корпуса 7, расположенные внутри корпуса блока между стенками с установленными вентиляторами и стенками с ребрами 6 с обеих сторон, герметично закрепленные к стенкам корпуса с вентиляторами и стенкам с ребрами 6. Воздуховоды корпуса 7 выполнены в виде трубы прямоугольного сечения с перегородкой внутри, разделяющей потоки воздуха, создаваемые каждым вентилятором, и служат для направления потока воздуха от входных вентиляторов 4 во входные воздушные прямоугольные отверстия 8 в стенках с ребрами 6, и предотвращения попадания воздуха на остальные части блока. А с противоположной стороны - для направления вытяжки воздуха из выходных воздушных прямоугольных отверстий 9 в стенке с ребрами 6, и так же, для предотвращения попадания выходящего воздуха на остальные части блока. Причем расстояние от вентилятора до стенки с ребрами 6 должно быть 40-50 мм. Размер прямоугольных отверстий выбирается максимально возможный, исходя из конструктивных соображений.

Между стенками с ребрами 6 в специальные пазы 10 устанавливаются функциональные узлы 11, имеющие тепловыделяющий элемент в виде печатной платы 12 с радиоэлементами, в нижней части которой имеется врубной соединитель 13, радиатора 14, являющегося так же корпусом функционального узла. На радиатор 14 устанавливается воздуховод радиатора 15, направляющий поток воздуха вдоль ребер радиатора, с установленными на концах герметизирующими элементами 16. Размер и форма входного и выходного отверстия воздуховода 15 совпадают с размерами прямоугольных отверстий в 8,9. Крепление воздуховода к радиатору осуществляется через уплотнительную резинку 17. Для крепления в корпусе блока на внешних сторонах функционального узла имеются группы клиньев с винтом 18. Для установки и извлечения из корпуса блока в верхней части функционального узла расположены рычаги-экстракторы 19. С обратной стороны печатная плата функционального узла прикрыта крышкой 20. Радиатор 14, воздуховод 15, группы клиньев 18 так же являются частью системы охлаждения блока.

Внутри блока, параллельно лицевой панели располагается печатная плата 21 для распайки внешних герметичных соединителей, скрепленная с лицевой панелью. К нижней части стенок с ребрами крепится коммутационная плата 22, имеющая с одной стороны врубные электрические соединители для стыковки с функциональными узлами, с другой стороны - врубные соединители для электрического соединения с печатной платой внешних герметичных соединителей.

Места соединения стенок герметизированы уплотнительными резинками 23. На лицевой стенке расположены внешние герметичные соединители 24.

Место установки функциональных модулей закрыто крышкой 25.

Охлаждение радиоэлектронного герметичного блока происходит следующим образом. После включения входные вентиляторы 4 сразу начинают нагнетать воздух во внутренний объем блока. Воздух поступает в воздуховод корпуса 7. Далее попадает во входные воздушные отверстия 8 в стенках с ребрами 6. После этого воздух пробегает по воздуховоду радиатора 15 вдоль ребер радиатора 14, снимая тепло, которое передается от радиоэлементов, расположенных на печатных платах 12. Вытяжные вентиляторы 5 помогают быстрее эвакуировать входной воздух наружу. Таким образом, обеспечивается достаточный расход воздуха для охлаждения функциональных модулей. При этом герметичность блока не нарушается, так как воздуховоды корпуса 7, уплотнительные резинки 16, 17 препятствуют проникновению воздуха на внутренние незащищенные части блока. Воздух проходит только через герметично соединенный со стенками корпуса с вентиляторами и со стенками с ребрами 6 воздуховод корпуса 7, попадая во входные прямоугольные отверстия 8. Далее идет по воздуховоду 15, охлаждая непосредственно радиаторы 14, и, выходя из выходных воздушных прямоугольных отверстий 9, выдувается наружу вытяжным вентилятором 5 через герметично присоединенный к стенкам корпуса с вентиляторами и к стенкам с ребрами 6 воздуховод корпуса 7.

Дополнительно съем тепла с печатных плат 12 функциональных узлов 11 осуществляется за счет плотного прилегания групп клиньев с винтом 18 к пазам 10. Таким образом, тепло с радиоэлементов, расположенных на печатных платах 12 за счет теплопроводности радиаторов 14 переходит на стенки с ребрами 6 и далее охлаждается набегающим потоком воздуха с входных вентиляторов 4, либо вытягивается вытяжными вентиляторами 5.

Защита от электромагнитных помех обеспечивается тем, что все соединения внешних деталей корпуса блока герметичны и имеют токопроводную связь. Внешние герметичные соединители 24 установлены через уплотнительные прокладки. Уплотнители выполнены из токопроводной резины.

Изобретение относится к радиоаппаратостроению и может быть использовано при конструировании радиоэлектронной аппаратуры. Технический результат – обеспечение высокой мощности рассеивания и помехозащищенности с сохранением герметичной конструкции. Технический результат достигается тем, что радиоэлектронный герметичный блок состоит из корпуса в виде свинченных стенок и имеет два входных круглых отверстия, расположенных на левой стенке, и два выходных круглых отверстия, расположенных на правой стенке. Непосредственно у входных отверстий внутри корпуса на левой стенке расположены пара нагнетающие воздух вентиляторов, а на правой стенке непосредственно у выходных отверстий - пара вытяжных вентиляторов. Внутри корпуса блока с обеих сторон выполнены стенки с ребрами, между стенками с установленными вентиляторами и стенками с ребрами с обеих сторон установлены герметично закрепленные к ним воздуховоды корпуса в виде прямоугольной трубы с перегородкой внутри, разделяющей потоки воздуха, создаваемые каждым вентилятором. На стенках с ребрами имеются входные и выходные воздушные прямоугольные отверстия, между стенками с ребрами в пазах установлены функциональные узлы, имеющие на внешних сторонах группы клиньев с винтом, плотно прилегающие к пазам. Функциональные узлы содержат тепловыделяющий элемент в виде печатной платы с радиоэлементами, в нижней части которой имеется врубной соединитель, радиатор, являющийся корпусом функционального узла, с обратной стороны печатной платы закрытого крышкой. На радиаторе каждого функционального узла через уплотнительную резинку установлен воздуховод, имеющий на концах уплотнительные резинки, размер и форма входных и выходных отверстий воздуховодов на радиаторах функциональных узлов совпадают с входными и выходными воздушными прямоугольными отверстиями на стенках с ребрами. Место установки функциональных узлов в корпусе блока закрыто крышкой. Все соединения внешних деталей корпуса блока герметичны и имеют токопроводную связь. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

1. Радиоэлектронный герметичный блок, состоящий из корпуса в виде свинченных стенок, имеющего два входных круглых отверстия, расположенных на левой стенке, и два выходных круглых отверстия, расположенных на правой стенке, непосредственно у входных отверстий внутри корпуса на левой стенке расположены пара нагнетающие воздух вентиляторов, а на правой стенке непосредственно у выходных отверстий - пара вытяжных вентиляторов, причем внутри корпуса блока с обеих сторон выполнены стенки с ребрами, между стенками с установленными вентиляторами и стенками с ребрами с обеих сторон установлены герметично закрепленные к ним воздуховоды корпуса в виде прямоугольной трубы с перегородкой внутри, разделяющей потоки воздуха, создаваемые каждым вентилятором, причем на стенках с ребрами имеются входные и выходные воздушные прямоугольные отверстия, между стенками с ребрами в пазах установлены функциональные узлы, имеющие на внешних сторонах группы клиньев с винтом, плотно прилегающие к пазам, функциональные узлы содержат тепловыделяющий элемент в виде печатной платы с радиоэлементами, в нижней части которой имеется врубной соединитель, радиатор, являющийся корпусом функционального узла, с обратной стороны печатной платы закрытого крышкой, на радиаторе каждого функционального узла через уплотнительную резинку установлен воздуховод, имеющий на концах уплотнительные резинки, размер и форма входных и выходных отверстий воздуховодов на радиаторах функциональных узлов совпадают с входными и выходными воздушными прямоугольными отверстиями на стенках с ребрами, место установки функциональных узлов в корпусе блока закрыто крышкой, при этом все соединения внешних деталей корпуса блока герметичны и имеют токопроводную связь.

2. Радиоэлектронный герметичный блок по п. 1, отличающийся тем, что на передней стенке установлены внешние герметичные соединители.