Термокомпенсирующее устройство и его варианты Советский патент 1993 года по МПК H05K7/20 H01L23/34 

Изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для обеспечения работоспособности радиоэлектронной аппаратуры при повышении температуры окружающей среды выше допустимой температуры внутри термоком- пенсирующего устройства или при отрицательной температуре окружающей среды

Целью изобретения является повышение надежности путем обеспечения регулирования расхода охлаждающего газа при

переменных параметрах окружающей среды и расширения эксплуатационных возможностей.

На фиг 1 показан первый вариант выполнения термокомпенсирующего устройства, продольный разрез, на фиг 2 - второй вариант выполнения устройства

Термокомпенсирующее устройство, например для монтажа радиоэлектронной аппаратуры, содержит первую и вторую внутренние оболочки 1 и 2 соответственно между которыми образована полость 3 В

:оо

ifO

о

XJ

Ю

полости 3 смонтированы сопла 4, соединенные трубопроводом 5 также расположенным в полости 3 с источником сжатого газа, например воздуха через клапан 6 Источником сжатого газа может быть магистраль 7 или резервуар компрессора (на чертеже не изображен). Датчик 8 температуры оболочки 1 закреплен на ее внутренней стенке и электрически связан с приводом клапана 6, обеспечивая его закрытие, открытие и промежуточные положения для поддержания оптимальной температуры внутри корпуса Дополнительная оболочка 9 смонтирована на оболочке 2 с образованием полости 10. На устройстве также смонтирован вихревой генератор 11 холода (вихревая труба), входной патрубок которого через клапан 6 соединен с магистралью 7 сжатого газа.

При выполнении термокомпенсирую- щего устройства по первому варианту патрубок 12 холодного газа генератора 11 трубопроводом 5 соединен с соплами 4, а патрубок 13 горячего газа генератор 11 соединен с активным соплом эжектора 14, пассивное сопло которого при обоих вариантах трубопроводом 15 соединено с полостью 10. Полость 3 (при 1 варианте) через обратный клапан 16 и рубашку 17 охлаждения патрубка 13 генератора 11 соединена с окружающей средой.

При выполнении термокомпенсирую- щего устройства по второму варианту патрубок 12 холодного газа генератора 11 соединен с активным соплом эжектора 14, а патрубок 13 горячего газа генератора 11 трубопроводом 5 соединен с соплами 4.

При обеих вариантах выполнения устройства внутри оболочки 1 смонтированы тепловыводящие элементы - тепловые трубы 18. например Т-образные Их горизонтальные конденсационные участки находятся в полости-3, а вертикальные испарительные участки - втеплонапряженных зонах внутри оболочки 1.

Термокомпенсационное устройство, выполненное по первому варианту, применяется при использовании радиоэлектронной аппаратуры при повышенной температуре окружающей среды Для использования предложенного устройства при пониженных температурах, например минусовых, генератор холода 1.1 отсоединяют от подающего трубопровода, отводящих трубопроводов и от обратного клапана 16, поворачивают генератор 11 на 180°, подсоединяют к его входному патрубку трубопровод 7, к холодному патрубку 12 - активное сопло эжектора 14, к его горячему патрубку 13 - трубопроводб Затем отключают датчик 8 от электропривода клапана 6 и подключают к нему датчик 19 который отключает подачу сжатого газа в генератор 11 при прогреве оболочки 1 и полости 3 до необходимой температуры

В оболочках 2 и 9 могут быть выполнены

герметичные люки (на чертеже не показаны) для обеспечения работы устройства при нормальных условиях эксплуатации без использования генератора 11

Термокомпенсирующее устройство работает следующим образом

В нормальных условиях эксплуатации люки оболочек 2 и 9 открыты, клапан 6 закрыт. Выделяемое радиоэлектронной

аппаратурой тепло отводится через конденсационные участки тепловых труб 18, поверхность оболочки 1 и люки в оболочках 2и9.

При повышении температуры внутренней стенки оболочки 1 срабатывает датчик 8, который подает команду на закрытие люков оболочек 2 и 9 и на открытие клапана 6. Сжатый газ из магистрали 7 поступает в генератор 11. За счет вихревого эффекта

сжатый газ в генераторе 11 разделяется на центральный холодный и периферийный горячий потоки. Поток холодного газа при температуре на 30-40°С ниже температуры окружающей среды из патрубка 12 генератора 11 поступает через трубопровод 5 и сопла 4 в полость 3 (при выполнении устройства по 1 варианту) Газ поглощает выделенное аппаратурой тепло и нагревшись на 10-15°С под избыточным давлением через

обратный клапан 16 поступает в рубашку 17 охлаждения патрубка 13 генератора 11 Пройдя рубашку, подогревшийся газ удаляется в окружающую среду. За счет охлаждения патрубка 13 понижается температура

холодного воздуха, а также увеличивается возможность отбора холодного воздуха

Поток горячего газа при температуре 90-110°С поступает в активное сопло эжектора 14 В его пассивном сопле создается

разрежение, которое через трубопровод 15 передается в полость 10 Полость 10 вакуу- мируется, резко уменьшается теплопередача от окружающей среды к оболочке 2 и. следовательно, улучшаются условия работы

радиоэлектронной аппаратуры снижается

расход сжатого газа на работу генератора 11 При этом обеспечивается поддержание стабильной температуры и повышение надежности размещенной в устройстве аппа- 5 ратуры.

При работе аппаратуры при отрицательных температурах окружающей среды используют второй вариант термокомпен- сирующего устройства Перед работой в та ких условиях генератор 11 отсоединяют от

устройства, от трубопроводов и поворачивают его на 180° После этого его закрепляют, его патрубок 12 соединяют с активным соплом эжектора 14, патрубок 13 - с тру- бопроводом 5, отключают датчик 8 и под- ключают датчик 19. В генератор 11 подают сжатый воздух. Полость 3 и оболочки 1 и 2 обогреваются горячим воздухом. Холодный газ поступает в эжектор, обеспечивая ваку- умирование полости 10, снижает поступле- ние холода к оболочкам 1 и 2, т.е. к радиоэлектронной аппаратуре. После прогрева включается радиоэлектронная аппаратура После достижения верхнего предела рабочей температуры датчик 19 от- ключает подачу сжатого газа в генератор 11.

При необходимости работы в сложных условиях устройство может быть снабжено двумя генераторами 11, настроенными во встречных фазах, т.е. один из них обеспечи- вает работу устройства по 1 варианту, а второй - по 2-му. Каждый из генераторов включается в работу своим датчиком в зависимости от потребности радиоэлектронной аппаратуры в охлаждении или подогреве.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает поддержание оптимальной температуры радиоэлектронной аппаратуры как при повышенной, так и при температуре ниже 0°С при уменьшенном расходе сжатого газа за счет введения ваку- умированной полости между дополнительной и второй оболочками, понижающей теплопередачу между радиоэлектронной аппаратурой и средой, а также принуди- тельного охлаждения патрубка горячего газа генератора холода, обеспечивающего понижение температуры газа выходящего из холодного патрубка

Формула изобретения

1. Термокомпенсирующее устройство, содержащее установленные одна в другой с образованием полости между ними первую и вторую оболочки, источник сжатого охлаждающего газа с клапаном, размещенные в указанной выше полости между двумя оболочками сопла для подачи охлаждающего газа, соединенные между собой и с источником сжатого охлаждающего газа трубопроводами, и датчик температуры, расположенный на первой оболочке, отличающееся тем. что с целью повышения надежности путем обеспечения регулирова- ния расхода охлаждающего газа при переменных параметрах окружающей среды и расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено дополнительной оболочкой, эжектором с активным и пассивным соплами, вихревым генератором холода с патрубками холодного и горячего газа и ру- башкой охлаждения патрубка горячего газа, при этом из двух основных оболочек вторая расположена с образованием между ней и дополнительной оболочкой полости, которая соединена с пассивным соплом эжектора, а активное сопло эжектора соединено с патрубком горячего газа вихревого генератора холода, причем патрубок холодного газа вихревого генератора холода установлен между соплами и клапаном источника сжатого охлаждающего газа.

2.Устройство поп.1,отличающее- с я тем. что оно снабжено обратным клапаном, который установлен на второй основной оболочке, при этом полость между первой и второй основными оболочками соединен, с рубашкой охлаждения патрубка горячего газа вихревого генератора холода посредством обратного клапана.

3.Устройство, содержащее установленные одна в другой с образованием полости между ними первую и вторую оболочки, источник сжатого газа с клапаном, размещенные в указанной выше полости между двумя оболочками сопла для подачи сжатого газа трубопроводами, и датчик температуры, расположенный на первой оболочки, отличающееся тем, что. с целью повышения надежности путем обеспечения регулирования расхода подогревающего газа при переменных температурах окружающей среды и расширения эксплуатационных возможностей, оно снабжено дополнительной оболочкой, в которой размещены указанные выше первые и вторая основные оболочки с образованием между дополнительной оболочкой и второй основной оболочкой полости, эжектором с активным и пассивным соплами, вихревым генератором холода с патрубками холодного и горячего газа и рубашкой охлаждения, патрубка горячего газа вихревого генератора холода, при этом вторая из основных оболочек соединена по пассивным соплом эжектора, а активное сопло эжектора соединено с патрубком холодного газа вихревого генератора холода, причем патрубок горячего газа вихревого генератора холода установлен между соплами и клапаном источника сжатого газа.

Область использования изобретение относится к радиоэлектронике и может быть использовано для обеспечения работоспособности радиоэлектронной техники при температуре окружающей среды выше допустимой температуры внутри корпуса, а также при низких минусовых температурах. Сущность изобретения заключается в том, что при его использовании обеспечивается поддержание оптимальной температуры радиоэлектронной аппаратуры как при повышенной, так и при пониженной температуре при уменьшенном расходе сжатого газа за счет введения вакуумированной полости между дополнительной и второй оболочками, соответственно понижающей теплопередачу между корпусом радиоэлектронной аппаратуры и окружающей средой, и принудительного охлаждения патрубка горячего газа вихревого генератора холода отводимым из полости между основной и дополнительной оболочками охлаждающим газом, получение за счет этого более низких температур выходящего из патрубка холодного газа генератора 2 з п ф-лы 2 ил (Л С

Фиг. 2

фиг.

6 7