ВЕНТИЛЯЦИОННАЯ ПАНЕЛЬ ЭЛЕКТРОННОГО УСТРОЙСТВА И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
VENTILATION PANEL FOR ELECTRONIC DEVICE AND METHOD OF MAKING SAME

Изобретение относится к области радиоаппаратостроения и может использоваться при конструировании корпусов радиоэлектронной аппаратуры.
Известна вентиляционная панель, подавляющая электромагнитное излучение (патент US №6297446, п.ф. 1-10, 20, от 26.02.1999), собираемая в пакет из металлических листов, каждый из которых имеет множество отверстий. Размеры отверстий выбираются так, чтобы обеспечить заданный уровень подавления определенной частоты электромагнитного излучения. Отверстия получают пробивкой пуансоном с образованием выступающего ободка. Такое расположение отверстий обеспечивает для прохождения воздуха 60% площади панели. Толщина исходного стального материала может быть менее 1,5 мм. При диаметре отверстий 4,76 мм данная панель обеспечивает подавление электромагнитного излучения с частотой 2 ГГц на 40 дБ.
Недостаток данной панели в том, что при улучшенных показателях вентиляции она имеет низкую степень экранирования (не более 40 дБ при частотах 0,5-2 ГГц).
Известна вентиляционная система с экранированием электромагнитного излучения (патент US №5460571 от 31.10.1994 г.), включающая вентиляционный блок электронного устройства, имеющего корпус из шести попарно противолежащих стенок по меньшей мере на двух из которых установлены:
- вентиляционные панели, каждая из которых состоит по меньшей мере из одной рамки, одной пластины из листового электропроводящего металла или сплава, перфорированного с образованием поля отверстий трапецеидальной форы со скругленными углами, размеры которых и расстояние между ними экранируют ЭМИ с заданным уровнем, и зоны с крепежными отверстиями для крепления вентиляционной панели к стенке корпуса и вентилятору;
- средства крепления вентиляционной панели к соответствующей стенке корпуса, обеспечивающие электрический контакт между вентиляционной панелью и стенкой корпуса,
- средства крепления фланца вентилятора к стенке корпуса.
Недостаток данной вентиляционной системы в том, что вентиляционная панель сложна в изготовлении за счет трудоемкости изготовления большого числа трапецеидальных отверстий со скругленными углами.
Известен способ изготовления экранирующей электромагнитное излучение вентиляционной панели (заявка US №2001/0000392 A1 от 15.12.2000), при котором:
- электропроводящий материал с отверстиями размещается в электропроводном каркасе, ограничивающем его по периферии;
- электропроводящий материал поджимается к каркасу и закрепляется с обеспечением непрерывного электрического контакта между электропроводящим материалом и каркасом.
Недостаток данного способа - сложность изготовления каркаса из ленты и сборки его с электропроводным материалом с отверстиями.
Известен способ изготовления экранирующей электромагнитное излучение вентиляционной панели состоящей из нескольких вентиляционных пластин с отверстиями (патент US №6297446 B1, п.ф. 11-19, от 26.02.1999), при котором каждая пластина изготавливается из отдельной карты сверлением или пробивкой отверстий с сохранением свободных от вентиляционных отверстий полей по периферии пластины; несколько пластин собирают в вентиляционную панель так, что отверстия являются соосными, при этом обеспечивая между пластинами электрический контакт с низким сопротивлением.
Недостаток данного способа - в высокой трудоемкости изготовления отдельных пластин и их сборки в вентиляционную панель.
Техническая задача изобретения - упрощение конструкции вентиляционного блока за счет снижения трудоемкости изготовления вентиляционной панели при повышенной эффективности экранирования.
Техническая задача решена в вентиляционной панели электронного устройства, размещенного в корпусе, состоящей по меньшей мере из одной рамки и встроенной в рамку одной вентиляционной пластины из электропроводящего металла или сплава, имеющей поле вентиляционных отверстий, наибольшие размеры каждого из которых обеспечивают заданный уровень экранирования максимальной частоты электромагнитного излучения электронного устройства, средств крепления рамки к корпусу электронного устройства, обеспечивающих электрический контакт,
при этом
- рамка вентиляционной панели имеет по меньшей мере один уступ, глубина которого превышает 0,5 толщины вентиляционной пластины, размеры и форма которого соответствуют размерам и форме вентиляционной пластины;
- вентиляционная пластина имеет поле отверстий на всей ее площади, диаметр которых выбирается из диапазона 2,0…5,0 мм, и элементы крепления к рамке в уступе, обеспечивающие электрический контакт.
Для повышения эффективности экранирования рамка вентиляционной панели может иметь второй уступ и вторую вентиляционную пластину, установленную во втором уступе, соединение второй вентиляционной пластины с рамкой, обеспечивающее электрический контакт.
Для снижения проникновения электромагнитных волн через отверстия пластины вентиляционной панели устанавливают в уступах рамки так, что оси отверстий одной из пластин смещены относительно осей отверстий другой пластины на половину шага между смежными отверстиями одной из пластин.
Вентиляционные пластины могут быть изготовлены из перфорированного листа, перфорация отверстия или части периметра которого сопровождается вытяжкой металла, при этом отверстия могут быть круглыми с диаметром 2,0-5,0 мм; квадратными или прямоугольными с размером диагонали, выбираемым из диапазона 2,0-5,0 мм; треугольными с размером наибольшей стороны, выбираемым из диапазона 2,0-5,0 мм; лункообразными с диаметром сквозного отверстия, выбираемым из диапазона 2,0-5,0 мм, при этом толщина рамки превышает высоту лунок, а лунки обращены внутрь рамки; секторными, полученными надрезом и вытяжкой части металла пластины, примыкающей к надрезу, при этом длина надреза выбирается из диапазона 2,0-5,0 мм, глубина вытяжки составляет 0,3-0,5 длины надреза, а вытянутые секторы обращены внутрь рамки; или секторными, полученными двумя параллельными надрезами, длина которых выбирается из диапазона 3,0-6,0 мм, и вытяжкой части металла пластины, расположенного между надрезами, при этом расстояние между надрезами составляет 4-6 толщин материала, глубина вытяжки составляет 0,3-0,5 длины надреза, а вытянутые секторы обращены внутрь рамки.
Для повышения эффективности экранирования отверстия вентиляционных пластин могут быть прямоугольными, с перемычками корытообразной формы, полученными их вытяжкой вдоль большей стороны прямоугольника, при этом пластины установлены так, что перемычки одной из пластин находятся напротив отверстий другой пластины, а расстояние между уступами превышает максимальный размер отверстия.
Вентиляционная пластина может быть закреплена на участке корпуса с множеством вентиляционных отверстий, при этом форма и размеры участка корпуса соответствуют форме и размерам вентиляционной пластины.
Способ изготовления вентиляционной панели, состоящей по меньшей мере из одной рамки и встроенной в рамку одной вентиляционной пластины на всей ее площади из электропроводящего металла или сплава, имеющей поле вентиляционных отверстий, наибольшие размеры каждого из которых обеспечивают заданный уровень экранирования электромагнитного излучения максимальной частоты, излучаемой электронным устройством, и средства крепления рамки к корпусу электронного устройства, при этом рамка вентиляционной панели имеет по меньшей мере один уступ, размеры и форма которого соответствуют размерам и форме вентиляционной пластины, а глубина превышает половину ее толщины,
включающий:
- изготовление рамки с уступом для вентиляционной пластины;
- изготовление вентиляционной пластины;
- соединение вентиляционной пластины с рамкой, охватывающей вентиляционную пластину по ее периметру, с обеспечением электрического контакта,
при этом
- вентиляционную пластину вырезают из заданного типа перфорированного листа электропроводящего материала с размерами отверстий, находящимися в диапазоне, обеспечивающем заданный уровень экранирования электромагнитного излучения электронного устройства.
Вид соединения выбирают из условия обеспечения электрического контакта.
Для исключения проникновения электромагнитных волн через стыки вентиляционных пластин с рамкой вентиляционную пластину соединяют с рамкой по периметру винтами с шагом не более 40 мм, либо электропроводящим клеем, либо сваркой, либо пайкой.
Технический эффект - упрощение конструкции вентиляционного блока за счет снижения трудоемкости изготовления вентиляционной панели при повышенной эффективности экранирования, а также упрощение способа изготовления вентиляционных пластин - обеспечивается следующей совокупностью отличительных признаков.
- Рамка вентиляционной панели имеет по меньшей мере один уступ, размеры и форма которого соответствуют размерам и форме вентиляционной пластины, а глубина превышает 0,5 толщины вентиляционной пластины.
- Вентиляционная пластина имеет поле отверстий, диаметр которых выбирается из диапазона 2,0…5,0 мм, на всей ее площади, и элементы крепления к рамке в уступе, обеспечивающие электрический контакт.
Для повышения эффективности экранирования рамка вентиляционной панели может иметь второй уступ и вторую вентиляционную пластину, установленную в уступе, соединение второй вентиляционной пластины с рамкой.
Для ослабления прохождения электромагнитных волн через отверстия в пластинах их устанавливают в уступах рамки так, что оси отверстий одной из пластин смещены относительно осей отверстий другой пластины на половину шага между смежными отверстиями одной из пластин.
Вентиляционные пластины могут изготавливать из перфорированного листа, с вытяжкой металла вокруг периметра отверстия или части периметра, при этом отверстия могут быть круглыми с диаметром 2,0-5,0 мм; квадратными или прямоугольными с размером диагонали, выбираемым из диапазона 2,0-5,0 мм; треугольными с размером наибольшей стороны, выбираемым из диапазона 2,0-5,0 мм; лункообразными с диаметром сквозного отверстия, выбираемым из диапазона 2,0-5,0 мм, при этом толщина рамки превышает высоту лунок, а лунки обращены внутрь рамки; секторными, полученными надрезом и вытяжкой части металла пластины, примыкающей к надрезу, при этом длина надреза выбирается из диапазона 2,0-5,0 мм, глубина вытяжки составляет 0,3-0,5 длины надреза, а вытянутые секторы обращены внутрь рамки; или секторными, полученными двумя параллельными надрезами, длина которых выбирается из диапазона 2,0-5,0 мм, и вытяжкой части металла пластины, расположенного между надрезами, при этом расстояние между надрезами составляет 4-6 толщин материала, глубина вытяжки составляет 0,3-0,5 длины надреза, а вытянутые секторы обращены внутрь рамки.
Для повышения эффективности экранирования отверстия вентиляционных пластин могут быть прямоугольными, с перемычками корытообразной формы вдоль большей стороны прямоугольника, при этом пластины установлены так, что перемычки одной из пластин находятся напротив отверстий другой пластины, а толщина рамки равна или более ширины прямоугольного отверстия, с углублениями корытообразных перемычек.
Вентиляционная пластина может быть закреплена на участке корпуса с множеством вентиляционных отверстий, при этом форма и размеры участка корпуса соответствуют форме и размерам вентиляционной пластины.
Способ изготовления вентиляционной панели описанной конструкции характеризуется новыми действиями:
- вентиляционную пластину вырезают из заданного типа перфорированного листа электропроводящего материала с размерами отверстий, находящимися в диапазоне, обеспечивающем заданный уровень экранирования электромагнитного излучения электронного устройства.
Вид соединения выбирают исходя из условий обеспечения электрического контакта.
Для исключения прохождения электромагнитных волн через стыки вентиляционных пластин с рамкой вентиляционную пластину соединяют с рамкой винтами с шагом не более 40 мм, либо электропроводящим клеем, либо сваркой, либо пайкой.
Совокупность отличительных признаков не обнаружена в ходе патентно-информационного исследования, следовательно, изобретение соответствует критерию «новизна».
Совокупность отличительных признаков не следует явно из уровня техники, следовательно, изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень».
На фиг.1 показан вентиляционный блок, вентиляционная панель которого имеет проставочные рамки, а вентиляционные пластины, имеющие круглые отверстия, установлены между проставочными рамками (или между проставочной рамкой и корпусом).
На фиг.2 показана вентиляционная пластина с квадратными отверстиями со скругленными углами.
На фиг.3 показана вентиляционная пластина с треугольными отверстиями.
На фиг.4 показана вентиляционная панель, имеющая две пластины, установленные так, что оси или центры отверстий одной пластины смещены на половину шага смежных отверстий относительно отверстий другой пластины.
На фиг.5 показана вентиляционная пластина с круглыми лункообразными отверстиями.
На фиг.6 показана вентиляционная пластина с секторными отверстиями, полученными односторонней надрезкой с вытяжкой.
На фиг.7 показана вентиляционная пластина с секторными отверстиями, полученными двусторонней надрезкой с вытяжкой.
На фиг.8 показана вентиляционная панель, состоящая из двух пластин с прямоугольными отверстиями и корытообразными перемычками.
На фиг.9 показана вентиляционная панель, имеющая пластину и перфорированный короб с фланцем.
На фиг.10 показан вентиляционный блок, лопасти вентилятора которого являются металлическими с взаимно перекрываемыми смежными краями лопастей.
На фиг.11 показан вид A на фиг.10.
На фиг.12 показана вентиляционная панель, имеющая пластину, овальная перфорация которой чередуется с перемычками корытообразной формы.
На фиг.13 показана вентиляционная панель, имеющая две пластины, с прямоугольными отверстиями, чередующимися с перемычками корытообразной формы, установленные в рамке со смещением на половину шага отверстий.
На фиг.14 показана вентиляционная панель, установленная на корпусе, имеющем поле вентиляционных отверстий, и одну пластину.
Вентиляционная панель (фиг.1-14) электронного устройства, размещенная в корпусе 1, состоит по меньшей мере из одной рамки 2 и встроенной в рамку 2 одной вентиляционной пластины 3 из электропроводящего металла или сплава, имеющей поле вентиляционных отверстий 4, наибольшие размеры каждого из которых обеспечивают заданный уровень экранирования максимальной частоты электромагнитного излучения электронного устройства, средств 5 крепления рамки 2 к корпусу 1 электронного устройства, обеспечивающих электрический контакт, при этом рамка 2 вентиляционной панели имеет по меньшей мере один уступ 6 (фиг.2, 3), глубина которого превышает 0,5 толщины вентиляционной пластины 3, размеры и форма которого соответствуют размерам и форме вентиляционной пластины 3; вентиляционная пластина 3 имеет поле отверстий 4 (фиг.1-3), диаметр которых выбирается из диапазона 2,0…5,0 мм, на всей ее площади, а также элементы крепления (не показаны) к рамке 2 в уступе 6, обеспечивающие электрический контакт.
Для повышения эффективности экранирования рамка 2 вентиляционной панели может иметь второй уступ 7 (фиг.2, 3) и вторую вентиляционную пластину 8, установленную в уступе 7, и элементы крепления (не показаны) второй вентиляционной пластины 8 к рамке 2.
Для исключения проникновения электромагнитных волн пластины 3 и 8 вентиляционной панели устанавливают в уступах 6 и 7 рамки 2 так, что оси отверстий 4 пластины 8 смещены относительно осей отверстий 4 пластины 3 на половину шага между смежными отверстиями 4 одной из пластин.
Вентиляционные пластины 3 и 8 могут изготавливать из перфорированного листа, перфорация которого сопровождается вытяжкой металла вокруг периметра отверстия 4 или части периметра, при этом отверстия 4 могут быть круглыми (4a) с диаметром 2,0-5,0 мм (фиг.4); квадратными (4b, фиг.5) или прямоугольными (не показаны) с размером диагонали, выбираемым из диапазона 2,0-5,0 мм; треугольными (4c, фиг.6) с размером наибольшей стороны, выбираемым из диапазона 2,0-5,0 мм; лункообразными (4d, фиг.7) с диаметром сквозного отверстия, выбираемым из диапазона 2,0-5,0 мм, при этом толщина рамки 2 превышает высоту лунок 9, а лунки 9 обращены внутрь рамки 2; секторными (4е, фиг.8), полученными одним надрезом и вытяжкой части металла пластины 3, примыкающей к надрезу, при этом длина надреза выбирается из диапазона 2,0-5,0 мм, глубина вытяжки составляет 0,3-0,5 длины надреза, а вытянутые секторы 10 обращены внутрь рамки 2; или секторными (4ƒ, фиг.10, 11), полученными двумя параллельными надрезами, длина которых выбирается из диапазона 2,0-5,0 мм, и вытяжкой части металла пластины 3, расположенного между надрезами, при этом расстояние между надрезами составляет 4-6 толщин материала, глубина вытяжки составляет 0,3-0,5 длины надреза, а вытянутые секторы 11 обращены внутрь рамки 2.
Для снижения вероятности прохождения электромагнитных волн через вентиляционную панель в рамке 2 могут устанавливаться две вентиляционные пластины 3 и 8 (фиг.9) с секторными отверстиями 4е, полученными одним надрезом, обращенные вытянутыми секторами 10 внутрь рамки 2.
Для повышения эффективности экранирования отверстия 4 вентиляционных пластин могут быть прямоугольными (4g, фиг.12), с перемычками 12 корытообразной формы вдоль большей стороны прямоугольника, при этом пластины 3 и 8 (фиг.13) установлены так, что перемычки 12 одной из пластин находятся напротив отверстий 4g другой пластины, а толщина рамки 2 равна или более ширины прямоугольного отверстия 4g, с углублениями корытообразных перемычек 12, обращенными в сторону вентилятора 13.
Вентиляционная пластина 3 может быть закреплена на участке корпуса 1 с множеством вентиляционных отверстий 4 (фиг.14), при этом форма и размеры участка корпуса 1 соответствуют форме и размерам вентиляционной пластины 3.
Способ изготовления вентиляционной панели, состоящей по меньшей мере из одной рамки 2 и встроенной в рамку 2 одной вентиляционной пластины 3 из электропроводящего металла или сплава, имеющей поле вентиляционных отверстий 4, наибольшие размеры каждого из которых обеспечивают заданный уровень экранирования максимальной частоты электромагнитного излучения электронного устройства, и средства 5 крепления рамки 2 к корпусу 1 электронного устройства, при этом рамка 2 вентиляционной панели имеет по меньшей мере один уступ 6, глубина которого превышает 0,5-1,0 толщины вентиляционной пластины 3, размеры и форма которого соответствуют размерам и форме вентиляционной пластины 3; вентиляционная пластина 3, имеющая поле отверстий 4 на всей ее площади, закреплена в уступе 6 рамки 2 с обеспечением электрического контакта, включает:
- изготовление рамки 2 с уступом (уступами) для вентиляционной пластины 3 (пластин 3 и 8);
- изготовление вентиляционной пластины 3 (пластин 3 и 8);
- соединение вентиляционной пластины 3 (пластин 3 и 8) с рамкой 2, обеспечивающее электрического контакта; при этом рамку 2 изготавливают по меньшей мере с одним уступом, размеры и форма которого соответствуют размерам и форме вентиляционной пластины 3 (пластин 3 и 8); вентиляционную пластину 3 (пластины 3 и 8) вырезают из заданного типа перфорированного листа электропроводящего материала с размерами отверстий 4, находящимися в диапазоне, обеспечивающем заданный уровень экранирования электромагнитного излучения электронного устройства. Вид соединения вентиляционной пластины 3 с рамкой 2 в уступе выбирают исходя из условия обеспечения электрического контакта. Для исключения проникновения электромагнитных волн через стыки вентиляционных пластин 3 и 8 с рамкой 2 их соединяют с рамкой 2 винтами (не показаны) с шагом не более 40 мм, либо электропроводящим клеем, либо сваркой, либо пайкой (не показаны).