Герметичный электронный блок

Полезная модель относится к области радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), а именно к герметичным устройствам различного назначения, например, к блокам передатчиков наземной и авиационной РЭА с возможностью их сборки и разборки без механических воздействий на гермопереход (гермоввод) и с применением негерметичных низкочастотных разъемов для оперативного монтажа и демонтажа блоков в составе объекта.
Из уровня техники известен микроэлектронный блок с общей герметизацией (патент RU №2155462, МПК: H05K 5/06, H05K 7/14, опубл. 27.08.2000), содержащий разделенный перегородками на отсеки корпус, крышку, закрепленную по периметру корпуса пайкой, узел герметизации и гермовводы. При этом корпус выполнен монолитным, как одно целое с перегородками. В перегородках выполнены утолщения, являющиеся упорами для дополнительного крепления крышки к корпусу герметизированными компаундом винтами, а с внутренней стороны крышки в местах ее сопряжения с перегородками выполнены выемки, в которые установлены контактные пружины.
Недостатком вышеуказанной конструкции является ее сложность в части монтажа гермовводов на корпусе и их соединения с соответствующими узлами блока.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемым результатам к заявляемому техническому решению является герметичный электронный блок (патент RU №2548124, МПК: H05K 5/06, G12B 9/00, опубл. 10.04.2015), содержащий корпус, герметично соединенную с ним крышку, расположенное внутри корпуса шасси, жестко соединенное с крышкой, подвеску и гермоввод, закрепленный гайкой в установочном отверстии корпуса. Причем корпус выполнен в виде стакана, установочное отверстие выполнено в дне стакана корпуса, гермоввод закреплен в установочном отверстии с внешней стороны дна стакана корпуса и жестко соединен с шасси, гайка размещена во втулке, жестко соединенной с корпусом, при этом втулка снабжена ограничительными элементами, устраняющими поступательное движение гайки.
Существенным недостатком данного устройства является низкая надежность конструкции при механических воздействиях в широком диапазоне частот, так как жесткое крепление гермоввода к шасси образует жесткую связку гермоввод - шасси - крышка, зафиксированную гайкой, размещенной во втулке, при этом герметизация электронного блока в зоне его гермоввода и крышки осуществляется затяжкой данной гайки.
Техническая проблема, решаемая созданием данной полезной модели, заключается в низкой надежности конструкции при механических воздействиях в широком диапазоне частот, в невозможности обеспечения сборки и разборки устройства без механических воздействий на гермоввод, а также в невозможности применения негерметичных низкочастотных разъемов электрических кабелей для оперативного монтажа и демонтажа устройства в составе объекта.
Технический результат заявляемого технического решения направлен на повышение надежности конструкции при механических воздействиях в широком диапазоне частот, а также на обеспечение оперативного монтажа и демонтажа устройства в составе объекта и его сборки и разборки без механических воздействий на гермоввод.
Технический результат достигается тем, что герметичный электронный блок содержит корпус, герметично соединенную с ним съемную крышку и гермоввод, закрепленный в установочном отверстии с внешней стороны корпуса. Кроме этого, он содержит уплотнительный элемент, установленный между гермовводом и корпусом, переходной кронштейн, основание которого зафиксировано вместе с гермовводом и уплотнительным элементом на корпусе крепежными элементами, причем на другой стороне переходного кронштейна, противоположной его основанию, крепежными элементами закреплен многоконтактный разъем внешнего ввода-вывода, хвостовики контактов которого соединены монтажными проводниками со сквозными монтажными выводами гермоввода, который при этом выполнен в виде двусторонней вилки.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где:
фиг. 1 - общий вид герметичного электронного блока;
фиг. 2 - общий вид корпуса с крышкой;
фиг. 3 - общий вид гермоввода;
фиг. 4 - общий вид гермоввода с контактными стержнями для печатного монтажа;
фиг. 5 - общий вид уплотнительного элемента;
фиг. 6 - общий вид переходного кронштейна.
Герметичный электронный блок содержит металлический корпус 1 (фиг. 1, 2), герметично соединенную с ним съемную крышку 2 (фиг. 1, 2), гермоввод 3 (фиг. 1, 3, 4), размещенный с внешней стороны корпуса 1, уплотнительный элемент 4 (фиг. 1, 5), установленный между гермовводом 3 и корпусом 1, переходной кронштейн 5 (фиг. 1, 6), основание которого закреплено на корпусе 1 с одновременной фиксацией гермоввода 3 и уплотнительного элемента 4 посредством крепежных элементов 6 (фиг. 1). Также герметичный электронный блок содержит многоконтактный разъем 7 (фиг. 1) внешнего ввода-вывода с хвостовиками контактов 8, закрепленный на противоположной основанию переходного кронштейна 5 стороне посредством крепежных элементов 9 (фиг. 1). При этом хвостовики контактов 8 многоконтактного разъема 7 соединены монтажными проводниками 10 (фиг. 1) со сквозными монтажными выводами 11 (фиг. 1, 3, 4) гермоввода 3. Крепежные элементы 6, 9 могут быть выполнены, например, в виде винтов.
Корпус 1 и съемная крышка 2 герметичного электронного блока выполнены металлическими, например, из алюминиевого или магниевого сплава, и герметично соединены между собой. При этом герметичность обеспечивается за счет размещения между корпусом 1 и съемной крышкой 2 по периметру герметизирующего элемента 12 (фиг. 1, 2). Корпус 1 на одной из стенок имеет монтажную площадку 13 (фиг. 2), в которой выполнено сквозное установочное отверстие 14 для размещения в нем гермоввода 3 и крепежные отверстия 15 для закрепления переходного кронштейна 5 соответственно вместе с уплотнительным элементом 4 и гермовводом 3 посредством крепежных элементов 6 (фиг. 1).
Гермоввод 3 (фиг. 1, 3, 4) выполнен в виде двусторонней вилки и имеет корпус 16 (Фиг. 3, 4) из электроизоляционного материала с плоскими верхней 17 и нижней 18 поверхностями, а также крепежные отверстия 19 (фиг. 3, 4), соосные крепежным отверстиям 15 (фиг. 2) в монтажной площадке 13. Со стороны нижней поверхности 18 корпус 16 имеет цилиндрический выступ 20 (фиг. 3, 4), диаметр которого соразмерен диаметру сквозного установочного отверстия 14 (фиг. 2) в монтажной площадке 13 корпуса 1.
Сквозные монтажные выводы 11 (фиг. 1, 3, 4) гермоввода 3 расположены в его центральной зоне, при этом они могут быть выполнены с внутренними полостями определенной длины с двух сторон в виде отверстий 21 (фиг. 3), предназначенных для пайки в них с одной стороны монтажных проводников 10, а с другой стороны гибких проводников 22, соединяющих сквозные монтажные выводы 11, например, с печатной платой 23 (фиг. 1). Кроме этого сквозные монтажные выводы 11 могут быть выполнены комбинированными (Фиг. 4) (для печатного монтажа) - с одной стороны с отверстиями 21, предназначенными для пайки в них монтажных проводников 10, а с другой стороны с контактными стержнями 24, которые запаиваются, например, непосредственно в печатную плату 23.
Уплотнительный элемент 4 (фиг. 5) контактирует с монтажной площадкой 13 (фиг. 2) корпуса 1, а также с нижней поверхностью 18 корпуса 16 гермоввода 3 и с поверхностью его цилиндрического выступа 20 (фиг. 3, 4). Уплотнительный элемент 4 выполнен из эластомерного материала, например, резины, и представляет собой плоскую прокладку с центральным сквозным отверстием 25 и с крепежными отверстиями 26 (фиг. 5). При этом сквозное отверстие 25 выполнено соосным и соразмерным сквозному установочному отверстию 14 монтажной площадки 13 корпуса 1, а крепежные отверстия 26 выполнены соосными крепежным отверстиям 19 гермоввода 3 и крепежным отверстиям 15 монтажной площадки 13 корпуса 1.
Переходной кронштейн 5 (фиг. 1, 6) представляет собой каркас с основанием и примыкающими к нему перпендикулярно по краям стойками 27 (фиг. 6) Г-образной формы с монтажными отверстиями 28 для крепления на них многоконтактного разъема 7 (например, розетки приборной низкочастотного разъема 2РМТ ГЕО.346.126ТУ, или СНЦ1 ЦСНК.430421.001ТУ, или СНЦ23 ГЕО.364.241ТУ, или других) посредством крепежных элементов 9 (фиг. 1). При этом основание переходного кронштейна 5 выполнено со сквозным центральным отверстием 29 (фиг. 6) для сквозных монтажных выводов 11 (фиг. 1) в центральной части гермоввода 3, а также с крепежными отверстиями 30 (фиг. 6), выполненными соосно крепежным отверстиям 15 (фиг. 2) в монтажной площадке 13, крепежным отверстиям 19 (фиг. 3, 4) гермоввода 3 и крепежным отверстиям 26 (фиг. 5) уплотнительного элемента 4. Расстояния между стойками 27 (фиг. 6) образуют монтажные окна, обеспечивающие доступ для технологичного выполнения монтажа и демонтажа монтажных проводников 10 (фиг. 1) к хвостовикам контактов 8 многоконтактного разъема 7 и сквозным монтажным выводам 11 гермоввода 3.
Монтажные проводники 10 (фиг. 1) могут быть выполнены как в виде металлических стержней, так и в виде гибких проводников с распайкой на хвостовики контактов 8 многоконтактного разъема 7 и на сквозные монтажные выводы 11 гермоввода 3.
Выполнение гермоввода 3 в виде двусторонней вилки со сквозными монтажными выводами 11 и размещение между гермовводом 3 и корпусом 1 уплотнительного элемента 4, выполненного из эластомерного материала, обеспечивает герметичность конструкции с двухсторонним доступом к сквозным монтажным выводам 11 (фиг. 1). При этом заявляемый герметичный электронный блок, а в частности его гермоввод 3, в отличие от прототипа, не испытывает механических воздействий в широком диапазоне частот (ввиду отсутствия шасси, которое в прототипе жестко связано с гермовводом). Кроме этого разборка герметичного электронного блока производится без демонтажа гермоввода 3, что исключает разгерметизацию его соединения с корпусом 1. Наличие переходного кронштейна 5, закрепленного на корпусе 1 вместе с гермовводом 3 посредством крепежных элементов 6, позволяет применить в герметичном электронном блоке многоконтактный негерметичный разъем 7 внешнего ввода - вывода, закрепляемый в свою очередь на переходном кронштейне 5 посредством крепежных элементов 9, что обеспечивает оперативность монтажа и демонтажа устройства в составе объекта.
Сборка герметичного электронного блока осуществляется следующим образом.
На монтажную площадку 13 (фиг. 2) со сквозным установочным отверстием 14 и с крепежными отверстиями 15 для крепежных элементов 6, выполненную на одной из стенок корпуса 1, устанавливают уплотнительный элемент 4 (фиг. 5) в виде плоской прокладки из эластомерного материала, например, резины, совместив его центральное цилиндрическое отверстие 25 и его крепежные отверстия 26 с аналогичными отверстиями монтажной площадки 13 корпуса 1.
На уплотнительный элемент 4 нижней поверхностью 18 устанавливают корпус 16 гермоввода 3 (фиг. 3, 4), совмещая его крепежные отверстия 19 с крепежными отверстиями 26 (фиг. 5) уплотнительного элемента 4 и размещая его цилиндрический выступ 20 в центральном цилиндрическом отверстии 25 (фиг. 5) уплотнительного элемента 4 и в сквозном установочном отверстии 14 (фиг. 2) монтажной площадки 13 корпуса 1.
На верхнюю поверхность 17 (фиг. 3, 4) корпуса 16 гермоввода 3 устанавливают основание переходного кронштейна 5 (фиг. 1, 6) и фиксируют его совместно с гермовводом 3 и уплотнительным элементом 4 на монтажной площадке 13 (фиг. 2) корпуса 1 посредством крепежных элементов 6 (фиг. 1), например, винтов, вворачиваемых в крепежные отверстия 15 монтажной площадки 13 с обеспечением герметичности соединения.
На Г-образные стойки 27 (фиг. 6) переходного кронштейна 5 (фиг. 1, 6) с противоположной основанию стороны устанавливают многоконтактный разъем 7 (фиг. 1) и фиксируют посредством крепежных элементов 9 (фиг. 1), например, винтов, вворачиваемых в крепежные отверстия 28 (фиг. 6) переходного кронштейна 5, с последующим электромонтажом монтажных проводников 10 (фиг. 1), например, методом пайки на хвостовики контактов 8 многоконтактного разъема 7 и в отверстия 21 (фиг. 3, 4) сквозных монтажных выводов 11 гермоввода 3.
Соединение сквозных монтажных выводов 11 гермоввода 3 с печатной платой 23 (фиг. 1) герметичного электронного блока осуществляется посредством распайки гибких проводников 22 (фиг. 1) в отверстия 21 (фиг. 3) сквозных монтажных выводов 11 и в печатную плату 23, либо посредством пайки контактных стержней 24 (фиг. 4) сквозных монтажных выводов 11 (при печатном монтаже) непосредственно в печатную плату 23. После этого на корпусе 1 закрепляют съемную крышку 2 с предварительно размещенным между ними по периметру герметизирующим элементом 12 (фиг. 1, 2).