КОНТЕЙНЕР РЭА

Область техники, к которой относится полезная модель
Данное техническое решение относится к устройствам регулирования температуры (термостатам), контейнерам для летательных аппаратов и РЭА (радиоэлектронной аппаратуры), герметичным профессиональным компьютерам, приборам, работающим в жестких температурных условиях эксплуатации.
Уровень техники
Аналогом данного технического решения является контейнер для РЭА авторское свидетельство СССР №1611804 кл. В65D 81/02, приоритет от 1.03.89 г. Недостатками данного устройства являются:
- снижение надежности РЭА за счет того, что только торцевые и боковые стенки теплоизоляционные, а съемный кожух, и другие части контейнера не имеют теплоизоляции;
- наличие большого количества деталей предполагает большое количество соединений, что увеличивает вероятность получения негерметичной конструкции, в том числе во и время транспортировки, а, следовательно, проникновение вовнутрь внешней среды и выхода из строя РЭА;
- снижение надежности работы РЭА из-за отсутствия: теплостоков, аккумуляторного блока тепла, тамбура, сплошной замкнутой поверхности с зазорами являющейся продолжением вентиляторного узла и взаимного расположения элементов.
Другим аналогом является контейнер, предназначенный для размещения РЭА, авторское свидетельство №1255521 А1 кл. В65D 81/02, приоритет от 16.04.85 г. Недостатками данного устройства являются:
- снижение надежности работы РЭА, счет того, что головки болтов опираются на наружную раму, то есть имеют связь с внешней средой, а гайка с концом болта выходит вовнутрь контейнера, хотя и закрыты деревянными элементами, но за счет отсутствия герметичности между различными элементами, тепло будет проходить вовнутрь контейнера;
- снижение надежности работы РЭА, счет того, что наружные металлические элементы находятся в контакте с металлическими элементами, расположенными внутри контейнера;
- снижение надежности работы РЭА, счет того, что гайки болтов опираются на металлические элементы, которые связаны с металлическими элементами, выходящими как наружу, так и вовнутрь;
- снижение надежности работы РЭА из-за отсутствия: теплостоков, аккумуляторного блока тепла, тамбура, сплошной замкнутой поверхности с зазорами являющейся продолжением вентиляторного узла и взаимного расположения элементов.
Еще одним аналогом является контейнер, предназначенный для размещения РЭА, авторское свидетельство №1729944 А1 кл. В65D 81/02, приоритет от 21.11.89 г. Недостатками данного устройства являются:
- снижение надежности работы РЭА, счет того, что головки болтов опираются на наружную раму, то есть имеют связь с внешней средой, а гайка с концом болта выходит вовнутрь контейнера, хотя и закрыты деревянными элементами, но за счет отсутствия герметичности между различными элементами, тепло будет проходить вовнутрь контейнера;
- снижение надежности работы РЭА, счет того, что наружные металлические элементы находятся в контакте с металлическими элементами, расположенными внутри контейнера;
- снижение надежности работы РЭА, счет того, что гайки болтов опираются на металлические элементы, которые связаны с металлическими элементами, выходящими как наружу, так и вовнутрь;
- снижение надежности работы РЭА из-за отсутствия: теплостоков, аккумуляторного блока тепла, тамбура, сплошной замкнутой поверхности с зазорами являющейся продолжением вентиляторного узла и взаимного расположения элементов.
Следующим аналогом является корпус Mitraset 19" фирмы ZARGES GmbH (смотри каталог фирмы ZARGES GmbH «Алюминиевые контейнеры, кейсы, боксы, тележки», стр.11). Недостатками данного аналога являются:
- снижение надежности за счет использования таких дополнительных элементов конструкции как крышек, уплотнителей, направляющих, виброизолирующей рамы, блоков амортизаторов с опорами, восьми поворотных замков, уплотнения дополнительного;
- снижение надежности работы РЭА из-за отсутствия: теплостоков, аккумуляторного блока тепла, тамбура, сплошной замкнутой поверхности с зазорами являющейся продолжением вентиляторного узла и взаимного расположения элементов;
- невозможность использовать корпус для теплостока, так как сама виброизолирующая рама опирается на резиновые амортизаторы.
Наиболее близким аналогом (прототипом) заявляемого технического решения является контейнер для бортовых летательных аппаратов авторское свидетельство №343905, приоритет от 23.07.70 г., кл. В64d 1/08.
Недостатками прототипа являются:
- изделие не может длительное время работать в жестком температурном диапазоне, поскольку фотобумага имеет относительно небольшую температуру воспламенения, что снижает надежность работы бортового прибора;
- влияние диаметрально противоположных температур и их перепада будет создавать повышенную влажность, в результате чего фотобумага будет насыщаться влагой и превратится в хорошего проводника температурной среды, что резко снижает надежность работы бортового прибора;
- насыщение влагой фотобумаги при перепаде температур будет оказывать на нее разрушительное воздействие, что существенно уменьшит срок ее службы, а, следовательно, уменьшит наработку на отказ самого бортового прибора;
- верхняя и нижняя цилиндрические наружные стенки в месте контакта всегда будут иметь зазор за счет погрешностей изготовления и большой величины шероховатости поверхности, также как и стеклотекстолитовые кольца, с двумя вышеуказанными поверхностями, то есть внешняя среда будет проходить вовнутрь по всему периметру;
- по оси симметрии, в верхней и нижней наружных стенках расположены отверстия, закрытые пробками из легкоплавкого материала, который контактирует со второй металлической оболочкой. То есть внешняя среда в этих местах будет воздействовать на вторую металлическую оболочку;
- контейнер не имеет ни одного элемента или узла, который бы отводил тепло от самого бортового прибора;
- снижение надежности работы РЭА из-за отсутствия: теплостоков, аккумуляторного блока тепла, тамбура, вентилятора, продолжением которого является сплошная замкнутая поверхность с зазорами и взаимным расположением элементов.
Раскрытие полезной модели
Контейнер РЭА содержит корпус контейнера, блок функциональный.
Целью создания данного технического решения является повышение надежности работы блока функционального за счет существенного уменьшения влияния температуры, как внешней среды, так и температурного поля, образованного работой самого блока.
Данный технический результат достигается за счет:
- использования аккумуляторного блок тепла, состоящего из стяжных пластин, между которых находятся сото-панели, а оси отверстий сото-панелей параллельны осям окон стяжной пластины, вертикальным осям функционального блока и вентиляторного узла;
- того, что аккумуляторный блок тепла разделяет внутреннюю часть корпуса контейнера на тамбур и рабочую часть, в которой расположен блок функциональный;
- того, что вентиляторный узел имеет продолжение в виде сплошной замкнутой поверхности, имеющей зазор по всему периметру с блоком функциональным и с внутренней частью корпуса контейнера.
Аккумуляторный блок тепла представляет собой стяжные пластины, между которых расположены сото-панели, причем одна стяжная пластина имеет окна. Сото-панели (изготавливаемые серийно в РОССИИ) это ячейки из очень тонкой, но достаточно прочной алюминиевой фольги в форме пчелиных сот, соединенных между собой в единую конструкцию. Высота может быть различной. В нашем случае сото-панели в составе аккумуляторного блока это выносные аккумуляторы-радиаторы тепла, поверхностная площадь которых в несколько раз превышает площадь поверхности охлаждаемого функционального блока. А, учитывая то, что современные корпуса блоков функциональных, как правило, имеют оребрение для повышения скорости кондуктивно-конвекционного теплообмена с целью обеспечения надежной работы блока, то в нашем случае этот процесс будет существенно ускорен. Поскольку вентиляторный узел будет переносить тепло с корпуса блока функционального и внутренних стенок корпуса контейнера в аккумуляторный блок, где сото-панели за счет своей конструкции и малой толщины материала фольги из которого они сделаны, будут нагреваться. Большая поверхностная площадь сото-панелей позволит аккумулировать достаточно большое количество тепла, тем самым позволит блоку функциональному работать в нормальных температурных условиях. Кроме того, аккумуляторный блок тепла будет уменьшать температуру внутри корпуса контейнера за счет конвекционно-кондуктивного теплообмена.
Окна в стяжной пластине сделаны для свободного прохождения нагретого воздуха в тамбур, а затем в аккумуляторный блок тепла. Тамбур нужен для задержки в нем тепла и кондукционно-конвекционного теплообмена.
Параллельность каналов осей отверстий сото-панелей осям окон стяжных пластин, вертикальным осям функционального блока и вентиляторного узла необходима для беспрепятственного, а значит более скоростного прохождения воздуха, следовательно, эффективного теплосъема с блока функционального. А также для исключения возникновения тепловых застойных зон, а, следовательно, для повышения надежности блока функционального.
Вентиляторный узел имеет продолжение в виде сплошной замкнутой поверхности, имеющей зазор по всему периметру с блоком функциональным и с внутренней частью корпуса контейнера. Вышеуказанная сплошная замкнутая поверхность есть не что иное, как ограничитель потока воздуха. Чтобы воздух от вентиляторного блока, обдувая блок функциональный, гарантированно забирал от него тепло и переносил в аккумуляторный блок. Зазоры же нужны для свободного прохода воздуха, идущего от вентилятора. Одновременно сплошная замкнутая поверхность будет забирать часть тепла, участвуя в конвективном теплообмене. Все эти конструктивные введения направлены на то, чтобы в случае значительной мощности рассеивания температурное поле вокруг блока функционального не допускало его перегрева.
Использование в конструкциях предлагаемых существенных отличий позволит свести к минимуму, как влияние внешней среды, так и влияние температурного поля, образуемого за счет тепловыделения самого функционального блока на работу самого блока, сделав его работу в нормальном (или заданном) тепловом режиме. Следовательно, предлагаемое техническое решение позволяет повысить надежность работы блока функционального за счет существенного уменьшения влияния температуры, как внешней среды, так и температурного поля, образованного работой самого блока функционального.
Совокупность отличительных признаков заявляемого устройства не обнаружена в патентной и научно-технической литературе. Следовательно, предлагаемое устройство обладает существенными отличиями.
Краткое описание чертежей
На чертеже изображен общий вид предложенного технического решения (контейнер РЭА), где показаны: корпус контейнера 1, блок функциональный 2, окна 3 стяжной пластины 4, стяжная пластина 5, сото-панели 6, аккумуляторный блок тепла 7, вентиляторный узел 8 со сплошной замкнутой поверхностью 9.
Осуществление полезной модели
Контейнер РЭА (чертеж общего вида предложенного технического решения) содержит корпус контейнера 1, блок функциональный 2, окна 3 стяжной пластины 4, стяжную пластину 5, сото-панели 6, аккумуляторный блок тепла 7, вентиляторный узел 8 со сплошной замкнутой поверхностью 9.
При работе блока функционального 2 и вентиляторного узла 8 воздушный поток двигается вдоль корпуса блока функционального 2, забирая с него тепло, а сплошная замкнутая поверхностью 9, расположенная по всему периметру блока 2 с зазором и являясь продолжением узла 8, заставляет обдувать блок 2, а затем двигаться воздушному потоку между корпусом контейнера 1 и сплошной замкнутой поверхностью 9. Часть тепла при этом забирает сам корпус контейнера 1 и сплошная замкнутая поверхность 9. А основная часть теплового потока через окна 3 стяжной пластины 4 поступают в тамбур, где еще часть тепла отдают корпусу контейнера 1 и далее идет в аккумуляторный узел тепла 7. Здесь за счет хорошей теплопроводности сото-панелей 6 основная часть тепла задерживается на них, и охлажденный воздух опять поступает на блок функциональный 2. Кроме того, воздух, проходя сото-панели 6, будет охлаждаться за счет эффекта дросселирования. Сото-панели 6 вместе со стяжными пластинами 4 и 5 будут также участвовать в кондуктивно-конвекционном теплообмене. И далее цикл повторяется. Таким образом, предложенное устройство позволяет за счет:
- вентиляторного узла 8, продолжением которого является сплошная замкнутая поверхность 9 произвести быстрый теплосъем с блока функционального 2, корпуса контейнера 1 и перенос тепла на сплошную замкнутую поверхность 9, в тамбур и аккумуляторный блок тепла 7;
- зазора по всему периметру с блоком функциональным 2 и с внутренней частью корпуса контейнера 1, а также параллельности осей отверстий сото-панелей 6 осям окон 3 стяжной пластины 4, вертикальным осям функционального блока 2, вентиляторного узла 8 и окна 3 стяжной пластины 4 способствует быстрому прохождению воздуха от блока функционального 2 к вентиляторному узлу 8 без образования тепловых застойных зон, а также теплосъему с внутренней поверхности корпуса контейнера 1;
- тамбура произвести задержку в нем тепла и более быстрый кондукционно-конвекционный теплообмен;
- аккумуляторного блока тепла 7, состоящего из стяжных пластин 4 и 5, между которых находятся сото-панели 6, позволит аккумулировать достаточно большое количество тепла, а затем осуществлять конвекционно-кондуктивный теплообмен на корпус контейнера 1.
Что в итоге позволит при жестких температурных условиях эксплуатации (как внутри самого блока функционального 2, так и температуры снаружи корпуса контейнера 1) блоку функциональному 2 работать в нормальных температурных условиях, обеспечивая его высокую надежность.