БЛОК КОММУТАТОРА (ВАРИАНТЫ)

Полезная модель относится к области электротехники и электроники, а именно к устройствам коммутации для изолированных локальных сетей.
Известен Ethernet-коммутатор (патент US №7268690 от 28.02.2003), имеющий жесткий корпус с множественной перфорацией по меньшей мере, на двух сторонах для безвентиляционной системы охлаждения; датчик температуры внутри корпуса; программное обеспечение для сигнализации при превышении заданного предела температуры.
Недостаток данного коммутатора - невозможность его применения для размещения электронной аппаратуры, имеющей высокий уровень тепловыделения, при безвентиляционной системе охлаждения.
Известно устройство плоского стыка корпуса электронного аппарата (патент RU №139765 от 27.12.2013), обеспечивающего экранирование электромагнитного излучения.
Известно устройство для электромагнитного экранирования торцового соединения (патент RU №129288 от 29.01.2013), состоящее из двух удаленных одна от другой контактных стенок, образующих на торце одной части электронного аппарата замкнутый контур, и контактного ножевого выступа, расположенного в замкнутом состоянии между контактными стенками; закрепленных на ножевом выступе двух контактных лент, имеющих участок зажима U-образной формы с фиксаторами, и участок выпуклых пружинных лепестков, контактирующих с контактными стенками.
Известна вентиляционная панель электронного аппарата (патент RU №130446U1 от 29.01.2013), подавляющая электромагнитное излучение, изготовленная из электропроводящего материала, имеющая квадратную, прямоугольную или другую форму, с гладкими вентиляционными отверстиями при отношении длины отверстия к его диаметру находится в интервале от 3 до 6, являющимися волноводами, при отношении толщины перемычки к диаметру отверстия, находящемся в интервале от 0,5 до 4.
Известен телекоммуникационный шкаф (патент US №6396990 от 10.06.1999), имеющий корпус с двумя расположенными в его верхней части створками, в которых предусмотрены уплотнения от воздействия внешней среды. Внутри шкафа расположены блок питания, оптоэлектронные («оптика-Ethernet») конвертеры и разъемы волоконно-оптических и электрических соединений.
Недостаток данного коммутатора - отсутствие экранирования электромагнитных излучений от электронных аппаратов.
Известен блок оптоволоконного конвертера (патент US №6543940 от 05.04.1991), имеющий металлический корпус, обеспечивающий экранирование электромагнитного излучения.
Недостаток данного конвертера - отсутствие средств, обеспечивающих высокий уровень экранирования электромагнитных излучений: в частности, в соединениях корпуса, в устройствах ввода-вывода оптоволоконных кабелей и кабелей с витой парой, а также в вентиляционных устройствах.
Известен блок оптоволоконного конвертера (патент US №6621974 от 28.11.2001), имеющий корпус из листового металла в виде параллелепипеда, состоящий из донной панели; передней, задней и боковых вертикальных панелей и крышки, закрепленной винтами на вертикальных панелях; вентиляционные окна с отверстиями, по меньшей мере, на двух противолежащих панелях, и, по меньшей мере, с одним вентилятором, установленным внутри корпуса на одной из противолежащих панелей в одном из вентиляционных окон; установленный внутри корпуса: блок питания, переключатель электрических сигналов на передней стенке, коммутатор на донной панели, индикаторы работы коммутатора на передней панели, оптоэлектронные конвертеры; вводы-выводы для оптоволоконных кабелей, расположенные в одной из вертикальных панелей, соединения оптоволоконных кабелей с оптоэлектронными конвертерами, соединения оптоволоконных конвертеров с коммутатором через витую пару.
Недостаток такого блока коммутатора - невозможность обеспечения предложенными устройствами высокой (80 дБ) эффективности экранирования электромагнитных излучений в диапазоне частот 0,1…1000 МГц.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, - обеспечение блоком высокой эффективности (80 дБ) экранирования электромагнитных излучений в диапазоне частот 0,1…1000 МГц от электронной аппаратуры, размещаемой в корпусе блока.
Техническая задача решена в блоке коммутатора локальной компьютерной сети, включающей периферийное оборудование, имеющем корпус в виде параллелепипеда из листового металла, состоящий из донной панели; передней, задней и боковых вертикальных панелей; вентиляционные окна с отверстиями, по меньшей мере, на двух противолежащих панелях, и, по меньшей мере, с одним вентилятором, установленным внутри корпуса на одной из противолежащих панелей в одном из вентиляционных окон; крышку, закрепленную на вертикальных панелях корпуса, устройство соединения корпуса и крышки; установленные внутри корпуса: блок питания, переключатель электрических сигналов на передней стенке, коммутатор на донной панели, индикаторы работы коммутатора, оптоэлектронные конвертеры, вводы-выводы для оптоволоконных кабелей, расположенные в одной из вертикальных панелей, соединения оптоволоконных кабелей с оптоэлектронными конвертерами, соединения оптоволоконных конвертеров с коммутатором через витые пары, при этом в первом варианте исполнения на вертикальных панелях корпуса имеется смещенный к его оси и направленный вверх замкнутый по периметру уступ корпуса, а крышка имеет замкнутую по периметру стенку, охватывающую уступ с образованием пространства между стенкой крышки и уступом корпуса; устройство соединения корпуса и крышки имеет установленную в пространстве между уступом корпуса и стенкой крышки по меньшей мере одну замкнутую пружинную ленту из электропроводящего материала, контактирующую с противолежащими поверхностями уступа корпуса и стенки крышки; блок питания соединен с оптоэлектронными конвертерами через установленный на передней панели многопозиционный поворотный переключатель электрических сигналов, выходной вал которого, выполненный из диэлектрического материала, расположенный во встроенной в переднюю панель втулке, являющейся запредельным волноводом; вентиляционные панели имеют отверстия, являющиеся запредельными волноводами; металлические вводы-выводы оптоволоконных кабелей являются запредельными волноводами.
Для увеличения эффективности экранирования электромагнитных излучений крышка имеет удаленную от замкнутой по периметру стенки дополнительную контактную стенку, образованную замкнутым контуром металлического уголка, одна из полок которого закреплена на крышке, а на другой полке установлена электропроводящая замкнутая пружинная лента, контактирующая с поверхностью уступа корпуса, противолежащей уголку.
Для удобства сборки и монтажа коммутатор установлен на монтажной пластине, закрепленной на донной панели, а оптоэлектронные конвертеры расположены над коммутатором на кронштейне, закрепленном на монтажной пластине.
Для подавления высокочастотных помех в сети электропитания внутри корпуса на задней панели установлен сетевой фильтр.
Во втором варианте исполнения блок коммутатора имеет корпус в виде параллелепипеда из листового металла, состоящий из донной панели; передней, задней и боковых вертикальных панелей; вентиляционные окна с отверстиями, по меньшей мере, на двух противолежащих панелях, и, по меньшей мере, с одним вентилятором, установленным внутри корпуса на одной из противолежащих панелей в одном из вентиляционных окон; крышку, закрепленную на вертикальных панелях корпуса, устройство соединения корпуса и крышки, установленные внутри корпуса: блок питания, переключатель электрических сигналов на передней стенке, коммутатор на донной панели, индикаторы работы коммутатора, оптоэлектронные конвертеры, вводы-выводы для оптоволоконных кабелей, расположенные в одной из вертикальных панелей, соединения оптоволоконных кабелей с оптоэлектронными конвертерами, соединения оптоволоконных конвертеров с коммутатором через витые пары, при этом крышка имеет плоскую периферийную часть, вертикальные панели корпуса имеют перпендикулярную им плоскую замкнутую прямоугольную часть с плоским уступом корпуса, расположенным ниже так, что между плоским уступом корпуса и противолежащей ему плоской периферийной частью крышки образовано замкнутое пространство, при этом устройство соединения корпуса и крышки имеет две ступени экранирования электромагнитного излучения: первую ступень, образованную установленной в замкнутом пространстве замкнутой пружинной лентой и контактирующими с ней плоскостями уступа корпуса и противолежащей ему периферийной части крышки, и вторую ступень экранирования, образованную электрическим контактом между замкнутой плоской прямоугольной частью корпуса и плоской периферийной частью крышки, достигаемым затяжкой резьбовых соединений крышки с корпусом, расположенных по периметру с шагом, определяемым зависимостью: S=(10…38)δ, где S - шаг резьбового соединения, δ - максимальная толщина электропроводящего материала крышки или корпуса в месте их соединения; блок питания соединен с оптоэлектронными конвертерами через установленный на передней панели многопозиционный поворотный переключатель электрических сигналов, выходной вал которого выполнен из диэлектрического материала, расположен во встроенной в переднюю стенку металлической втулке, являющейся запредельным волноводом; вентиляционные панели имеют отверстия, являющиеся запредельными волноводами; вводы-выводы оптоволоконных кабелей являются запредельными волноводами.
Технический эффект, - обеспечение блоком высокой эффективности (80 дБ) экранирования электромагнитных излучений в диапазоне частот 0,1…1000 МГц от электронной аппаратуры, размещаемой в корпусе блока, - достигается следующей совокупностью отличительных признаков:
в первом варианте исполнения на вертикальных панелях корпуса имеется смещенный к его оси и направленный вверх замкнутый по периметру уступ корпуса, а крышка имеет замкнутую по периметру стенку, охватывающую уступ с образованием пространства между стенкой крышки и уступом корпуса; устройство соединения корпуса и крышки имеет установленную в пространстве между уступом корпуса и стенкой крышки по меньшей мере одну замкнутую пружинную ленту из электропроводящего материала, контактирующую с противолежащими поверхностями уступа корпуса и стенки крышки, блок питания соединен с оптоэлектронными конвертерами через установленный на передней панели многопозиционный поворотный переключатель электрических сигналов, выходной вал которого, выполненный из диэлектрического материала, расположенный в встроенной в переднюю панель втулке, являющейся запредельным волноводом; вентиляционные панели имеют отверстия, являющиеся запредельными волноводами; металлические вводы-выводы оптоволоконных кабелей являются запредельными волноводами.
Для увеличения эффективности экранирования электромагнитных излучений крышка имеет удаленную от замкнутой по периметру стенки дополнительную контактную стенку, образованную замкнутым контуром металлического уголка, одна из полок которого закреплена на крышке, а на другой полке установлена электропроводящая замкнутая пружинная лента, контактирующая с поверхностью уступа корпуса, противолежащей уголку.
Для удобства сборки и монтажа коммутатор установлен на монтажной пластине, закрепленной на донной панели, а оптоэлектронные конвертеры расположены над коммутатором на кронштейне, закрепленном на монтажной пластине.
Для подавления высокочастотных помех в сети электропитания внутри корпуса на задней панели установлен сетевой фильтр.
Во втором варианте исполнения крышка корпуса имеет плоскую периферийную часть, вертикальные панели корпуса имеют перпендикулярную им плоскую замкнутую прямоугольную часть с плоским уступом корпуса, расположенным ниже так, что между плоским уступом корпуса и противолежащей ему плоской периферийной частью крышки образовано замкнутое пространство, при этом устройство соединения корпуса и крышки имеет две ступени экранирования электромагнитного излучения: первую ступень, образованную установленной в замкнутом пространстве замкнутой пружинной лентой и контактирующими с ней плоскостями уступа корпуса и противолежащей ему периферийной части крышки, и вторую ступень экранирования, образованную электрическим контактом между замкнутой плоской прямоугольной частью корпуса и плоской периферийной частью крышки, достигаемым затяжкой резьбовых соединений крышки с корпусом, расположенных по периметру с шагом, определяемым зависимостью: S=(10…38)δ, где S - шаг резьбового соединения, δ - максимальная толщина электропроводящего материала крышки или корпуса в месте их соединения; блок питания соединен с оптоэлектронными конвертерами через установленный на передней панели многопозиционный поворотный переключатель электрических сигналов, выходной вал которого выполнен из диэлектрического материала, расположен во встроенной в переднюю стенку металлической втулке, являющейся запредельным волноводом; вентиляционные панели имеют отверстия, являющиеся запредельными волноводами; вводы-выводы оптоволоконных кабелей являются запредельными волноводами.
Данная совокупность отличительных признаков не обнаружена в ходе проведенного патентно-информационного исследования, следовательно, полезная модель соответствует критерию "новизна".
На фиг. 1 показана схема блока коммутатора локальной компьютерной сети.
На фиг. 2 - расположение электронного оборудования в блоке коммутатора.
На фиг. 3 - блок коммутатора, трехмерное изображение размещения электронной аппаратуры внутри корпуса.
На фиг. 4а - фрагмент A на фиг. 3 устройства торцового соединения корпуса с крышкой с экранированием электромагнитных излучений с одной замкнутой пружинной лентой.
На фиг. 4b - фрагмент A на фиг. 3 устройства торцового соединения корпуса с крышкой с экранированием электромагнитных излучений с двумя замкнутыми пружинными лентами.
На фиг. 5а - фрагмент A на фиг. 3 устройства соединения корпуса с крышкой, обеспечивающего две ступени экранирования электромагнитных излучений.
На фиг. 5b - Вид Б на фиг. 5а.
Блок коммутатора локальной компьютерной сети (фиг. 1), включающей несколько компьютеров 1 и периферийное оборудование 2, имеет (фиг. 1-5):
- корпус 3 из листового металла в виде параллелепипеда (фиг. 2), состоящий из донной панели 4; передней панели 5, задней панели 6, боковых вертикальных панелей 7 и 8 (фиг. 2) и крышки 9, закрепленной винтами 10 на вертикальных панелях 5, 6, 7, 8; вентиляционные панели 11a (фиг. 2, 3) и 11b (фиг. 3) с отверстиями 12, являющимися запредельными волноводами, расположенные на двух противолежащих боковых панелях 7 и 8 корпуса 3; вентилятор 13, расположенный около вентиляционной панели 11a на панели 7 внутри корпуса 3.
Внутри корпуса установлены: блок питания 14 (фиг. 1, 2), соединенный кабелями 15 с оптоэлектронными конвертерами 16 (фиг. 1, 2, 3) через закрепленный на передней панели 5 многопозиционный поворотный переключатель 17 электрических сигналов, выходной вал 18 (фиг. 2) которого из диэлектрического материала (например, капролона) размещен во встроенной в переднюю стенку 5 металлической втулке 19, являющейся запредельным волноводом; коммутатор 20 на монтажной пластине 21 из диэлектрического материала, закрепленной на донной панели 4; оптоэлектронные конвертеры 16 над коммутатором 20 на кронштейне 22, закрепленном на монтажной пластине 21; сетевой фильтр 23 (фиг. 1, 2) на задней панели 6.
На передней панели коммутатора 20 имеются индикаторы 24 его работы; в одной из вертикальных панелей расположены являющиеся запредельными волноводами металлические вводы-выводы 25 для оптоволоконных кабелей 26 (фиг.1), соединяющих компьютеры 1 и периферийное оборудование 2 с оптоэлектронными конвертерами 16, которые соединены с коммутатором 20 через витые пары 27;
- оптоэлектронные конвертеры 16 соединены с коммутатором 21 через витые пары 27.
В одном варианте исполнения блока коммутатора на вертикальных панелях 5, 6, 7, 8 корпуса 3 имеется смещенный к его оси и направленный вверх замкнутый по периметру уступ 28 (фиг. 4а) корпуса 3, а металлическая крышка 9 имеет замкнутую по периметру стенку 29, охватывающую уступ 28 с образованием пространства 30 между стенкой 29 и уступом 28;
устройство 31 соединения корпуса 3 и крышки 9 включает уступ 28, стенку 29 крышки 9 и имеет установленную в пространстве 30 между уступом 28 и стенкой 29 одну замкнутую пружинную ленту 32 из электропроводящего материала, контактирующую с противолежащими поверхностями уступа 28 и стенки 29.
Металлическая крышка 9 может иметь декоративную крышку 33.
Для увеличения эффективности экранирования от электромагнитных излучений крышка 9а (фиг. 4b) имеет удаленную от замкнутой по периметру стенки 29 дополнительную контактную стенку 34, образованную замкнутым контуром металлического уголка 35, полка 36 которого закреплена на крышке 9а, а на другой полке 37, являющейся дополнительной контактной стенкой, установлена электропроводящая замкнутая пружинная лента 32а, контактирующая с поверхностью уступа 28, противолежащей контактной стенке 34.
В другом варианте исполнения блока коммутатора крышка 9b (фиг. 5а, 5b) имеет плоскую периферийную часть 9c, вертикальные панели 5, 6, 7, 8 корпуса За имеют перпендикулярную им плоскую замкнутую прямоугольную часть 38 с плоским уступом 39 корпуса 3a, расположенным ниже так, что между плоским уступом 39 и противолежащей ему плоской периферийной частью 9d крышки 9b образовано замкнутое по периметру пространство 40, при этом устройство 31b соединения корпуса 3a и крышки 9b имеет две ступени экранирования электромагнитного излучения: первую ступень, образованную установленной в замкнутом пространстве 40 замкнутой пружинной лентой 41 и контактирующими с ней плоскостями уступа 39 и противолежащей ему периферийной части 9d крышки 9b, и вторую ступень экранирования, образованную электрическим контактом между замкнутой плоской прямоугольной частью 38 корпуса 3a и плоской периферийной частью 9 с крышки 9b, достигаемым затяжкой резьбовых соединений 42 крышки 9b с корпусом 3a, расположенных по периметру (фиг. 5b) с шагом, определяемым зависимостью: S=(10…38)δ, где S - шаг резьбового соединения 42, δ - максимальная толщина электропроводящего материала крышки 9b или корпуса 3a в месте их соединения.
При испытании экспериментальных образцов блока коммутатора, включающих аппаратуру, в соответствии со схемой и конструкцией приведенной в чертежах и описаний, получен указанный технический результат - эффективность экранирования электромагнитных излучений 80дБ в диапазоне частот 0,1…1000 МГц.
Заявленные показатели эффективности экранирования полезной модели подтверждены в процессе экспериментальных исследований эффективности экранирования двух вариантов конструкции блоков коммутатора (фиг. 3 с устройством торцового соединения на фиг. 4 и блок коммутатора с устройством торцового соединения на фиг. 5), изготовленных в соответствии с независимыми пунктами 1 и 5 Формулы полезной модели. Экспериментальные исследования проведены Методом сравнения в соответствии по ГОСТ Р 50414-92.
Результаты испытаний, представленные в таблице 1, подтверждают высокую эффективность экранирования электромагнитного излучения во всем диапазоне частот 0,1…1000 МГц.