NO321919B1

NO321919B1 - Mounting device for underwater electronics

Info

Publication number: NO321919B1
Application number: NO20043451A
Authority: NO
Inventors: Espen Haagensen
Original assignee: Sicom As
Priority date: 2004-08-19
Filing date: 2004-08-19
Publication date: 2006-07-24
Also published as: NO20043451L; NO20043451D0; WO2006019307A1

Abstract

Montasjeanordning for elektronikk (elektroniske komponenter), med burdannende elementer (12, 13, 22, 23) for plassering i en generelt sylindrisk beholder (32), for bruk under vann. De burdannende elementene gir plass for opptak av elektronisk utstyr, med komponenter som avgir varme til de burdannende elementene for overføring til den sylindriske beholderen, for undervanns bruk. De burdannende elementene omfatter ett, fortrinnsvis to, varmeledende veggelement (22, 23) med ytterfiate som formmessig samsvarer med et innsideområde i den sylindriske beholderen (32). Det er anordnet spennskruer (14-17) som presser det eller de varmeledende veggelementene (22, 23) mot veggen i den generelt sylindriske beholderen (32), for dannelse av god termisk kontakt.Mounting device for electronics (electronic components), with cage-forming elements (12, 13, 22, 23) for placement in a generally cylindrical container (32), for use under water. The cage-forming elements provide space for receiving electronic equipment, with components which emit heat to the cage-forming elements for transfer to the cylindrical container, for underwater use. The cage-forming elements comprise one, preferably two, heat-conducting wall elements (22, 23) with outer surfaces which in shape correspond to an inside area in the cylindrical container (32). Clamping screws (14-17) are provided which press the heat-conducting wall element (22, 23) against the wall of the generally cylindrical container (32), to form a good thermal contact.

Description

Montasjeanordning for undervanns elektronikk Mounting device for underwater electronics

Oppfinnelsen gjelder en montasjeanordning som angitt i innledningen til patentkrav 1, nærmere bestemt en byggeenhet der elektroniske komponenter (elektronikk) er montert på bæreelementer med varmeavledende funksjon, hvor byggenheten er innkapslet i en beholder som er særlig beregnet på undervanns installasjon. The invention relates to an assembly device as stated in the introduction to patent claim 1, more specifically a construction unit where electronic components (electronics) are mounted on support elements with a heat-dissipating function, where the construction unit is enclosed in a container that is particularly intended for underwater installation.

Bakgrunn Background

Ved bygging av elektronikkenheter beregnet for store havdyp, blir de elektroniske komponentene eller "elektronikken" bygget inn i en trykkbestandig beholder. På grunn av strenge krav til mekanisk robusthet, må modulen gjennomgå strenge miljøtester i form av sjokk og vibrasjon. When building electronics units intended for deep seas, the electronic components or "electronics" are built into a pressure-resistant container. Due to strict requirements for mechanical robustness, the module must undergo strict environmental tests in the form of shock and vibration.

Videre vil god termisk kontakt med ytterveggen i beholderen være viktig for å kunne lede bort varme fra elektronikken og ut i sjøvannet rundt. Slikt utstyr må kunne kvalifiseres for bruk på dybder ned mot 3000 meter. Furthermore, good thermal contact with the outer wall of the container will be important to be able to conduct heat away from the electronics and into the surrounding seawater. Such equipment must be qualified for use at depths down to 3,000 metres.

Det er blitt utvikler forskjellige montasjeanordninger eller montasjerammer for detter formålet. Det er således kjent å bruke festerammer som blir skruet fast med bolter til bunnen av trykkbeholderen. Dette vil gi en dårlig overføring av varme. Dessuten vil boltene gjennom hull i beholderbunnen skape risiko for lekkasje og redusert levetid. Various mounting devices or mounting frames have been developed for this purpose. It is thus known to use fixing frames which are screwed to the bottom of the pressure vessel with bolts. This will result in a poor transfer of heat. In addition, the bolts through holes in the bottom of the container will create a risk of leakage and reduced service life.

Fra US-patentskrift 4,962,445 (Alcatel 1990) er det kjent en montasjeanordning for undervanns bruk, hvor segmentformete huselementer presses mot den innvendige veggen av en rørformet beholder. Presskraften dannes av en ekspanderende C-ring med fjørkarakteristikk. Denne presseffekten blir for usikker for ei rekke formål. Dessuten kan monteringen skape problemer. From US patent 4,962,445 (Alcatel 1990) a mounting device for underwater use is known, where segment-shaped housing elements are pressed against the inner wall of a tubular container. The pressing force is generated by an expanding C-ring with feather characteristics. This pressure effect becomes too uncertain for a number of purposes. In addition, the installation can cause problems.

Fra US-patentskrift 5,105,337 (Alcatel 1992) er det kjent en montasjeanordning for undervanns bruk, hvor segmentformete huselementer presses mot den innvendige veggen av en rørformet beholder. Denne pressingen skjer ved hjelp av radiale spennskruer. Denne løsningen krever en monteringsring integrert med rørveggen og tungvindt betjening av spennskruene. From US patent 5,105,337 (Alcatel 1992) a mounting device for underwater use is known, where segment-shaped housing elements are pressed against the inner wall of a tubular container. This pressing takes place with the help of radial clamping screws. This solution requires a mounting ring integrated with the pipe wall and cumbersome operation of the clamping screws.

Formål Purpose

Hovedformålet med oppfinnelsen er å skape en montasjeanordning for elektronikk, hvor ulempene ved kjent teknikk er fjernet eller reduserte. Det er viktig at det sikres god varmeoverføring til den ytre metallbeholdeen, slik at det oppnås god kjøling. Utstyr må være mekanisk robust. Det bør kunne lages med enkle mekaniske komponenter, samtidig som både montering og demontering kan skje enkelt og hurtig. The main purpose of the invention is to create an assembly device for electronics, where the disadvantages of known technology have been removed or reduced. It is important that good heat transfer to the outer metal container is ensured, so that good cooling is achieved. Equipment must be mechanically robust. It should be possible to make it with simple mechanical components, while both assembly and disassembly can be done easily and quickly.

Oppfinnelsen The invention

Oppfinnelsen er angitt i patentkrav 1.1 patentkrav 2 og 3 er det angitt særlig fordelaktige detaljer som gjør anordningen særlig hensiktsmessig. Med "burdannende" menes at det dannes et rom eller bur i det indre av festeramma, som kan gi plass for elektronikk. The invention is stated in patent claim 1.1 patent claims 2 and 3 particularly advantageous details are stated which make the device particularly appropriate. By "cage-forming" is meant that a room or cage is formed in the interior of the mounting frame, which can provide space for electronics.

Oppfinnelsen kan realiseres med et minimum av komponenter. Utpressingen av to eller flere varmeledende veggelementer mot veggen i den omgivende beholderen gir god termisk kontakt. Det blir ikke nødvendig med skruer eller andre festeelementer som går gjennom beholderveggen og som kan svekke beholderen eller gjør den utett. De varmeledende bæreelementene kan utformes symmetrisk, slik at det skjer en balansert kraftoverføring til beholderveggen. Dette og den enkle oppbygningen gir stor motstandsevne mot sjokk og vibrasjon. Monteringen og demonteringen kan i sin enkleste form ved å stramme én mutter. The invention can be realized with a minimum of components. The extrusion of two or more heat-conducting wall elements against the wall of the surrounding container provides good thermal contact. There will be no need for screws or other fastening elements that go through the container wall and which could weaken the container or make it leaky. The heat-conducting support elements can be designed symmetrically, so that there is a balanced power transfer to the container wall. This and the simple structure provide great resistance to shock and vibration. In its simplest form, assembly and disassembly can be done by tightening one nut.

En montasjeanordning i samsvar med oppfinnelsen er også velegnet i de tilfeller der en vil plassere flere like enheter, det vil si beholdere, opptil hverandre. Fraværet av utvendige festeorgan gjør det enkelt å stable flere beholdere med hver sin montasjeanordning, over hverandre og låse dem sammen. An assembly device in accordance with the invention is also suitable in cases where one wants to place several similar units, that is containers, next to each other. The absence of external fasteners makes it easy to stack several containers, each with its own mounting device, on top of each other and lock them together.

Eksempel Example

Oppfinnelsen er i det følgende beskrevet nærmere under henvisning til tegningene, hvor The invention is described in more detail in the following with reference to the drawings, where

Fig. 1 viser et perspektivriss av en byggeenhet utformet i samsvar med oppfinnelsen, Fig. 1 shows a perspective view of a building unit designed in accordance with the invention,

Fig. 2 viser et planriss fra enden av byggeenheten i Fig. 1, Fig. 2 shows a plan view from the end of the building unit in Fig. 1,

Fig. 3 viser et snitt gjennom en beholder hvor byggeenheten fra Fig. 1 og 2 er innsatt. Fig. 3 shows a section through a container where the building unit from Figs. 1 and 2 is inserted.

I Fig. 1 er det vist en byggeenhet 11 beregnet for opptak av elektroniske elementer av forskjellig slag, medregnet strømforsyning, forsterkerkretser og annet med komponenter som avgir varme. In Fig. 1, a building unit 11 is shown intended for the recording of electronic elements of various kinds, including power supply, amplifier circuits and other components that emit heat.

Byggeenheten 11 omfatter to endeplater 12 og 13 som blir holdt sammen av fire bolter 14,15,16,17 plassert i firkantmønster ved kanten av endeplatene. Endeplata 12 er lukket og har funksjon som bunnplate, mens endeplata 13 har to motstående hull 18,19 som er plassert ved hver sin sirkelbuet kant, for gjennomføring av ledninger og inspeksjon. The building unit 11 comprises two end plates 12 and 13 which are held together by four bolts 14,15,16,17 placed in a square pattern at the edge of the end plates. The end plate 12 is closed and has the function of a bottom plate, while the end plate 13 has two opposite holes 18,19 which are placed at each circular curved edge, for the passage of cables and inspection.

Bunnplata 12 og tilkoblingsplata 13 har begge to symmetriske, rette sidekanter 20, 21 som danner anlegg for to burdannende, varmeledende sidevegger 22,23. Sideveggene 22,23 har ei plan anleggsside 24, med plass for montering av forskjellige komponenter, og ei sirkebuet ytterside 25. Som vist i Fig. 3 har sidekantene 20,21 en skråkant 26 vendt mot sideveggene 22,23, som har en motsvarende skråkant 27 ved sine indre endekanter. Skråkantene 26 og 27 vil på denne måten ligge an mot hverandre parvis. The bottom plate 12 and the connection plate 13 both have two symmetrical, straight side edges 20, 21 which form the base for two cage-forming, heat-conducting side walls 22, 23. The side walls 22,23 have a flat installation side 24, with space for mounting various components, and a circular outer side 25. As shown in Fig. 3, the side edges 20,21 have a beveled edge 26 facing the side walls 22,23, which have a corresponding beveled edge 27 at its inner end edges. The slanted edges 26 and 27 will in this way lie against each other in pairs.

Boltene 14-17 er skrudd inn i gjengehull i bunnplata 12 og kan evt. være låst med låsemuttere 28 som vist i Fig 1 eller bare skrudd til bunnstilling som vist i Fig. 3. Bunnplata 12 og tilkoblingsplata 13 presses mot hverandre av en festemutter 29 ved den fri enden av hver bolt 14-17. The bolts 14-17 are screwed into threaded holes in the base plate 12 and can possibly be locked with lock nuts 28 as shown in Fig. 1 or simply screwed to the bottom position as shown in Fig. 3. The base plate 12 and the connection plate 13 are pressed against each other by a fastening nut 29 at the free end of each bolt 14-17.

Komponenter til et aktuelt elektronisk utstyr kan monteres på hensiktsmessig måte på de fire innovervendte flatene til bunnplata 12, tilkoblingsplata 13 og de to sideveggene. I disse flatene finnes det monteringshull 30 og 31 i hensiktsmessig plassering. Components for a relevant electronic equipment can be mounted in an appropriate manner on the four inward-facing surfaces of the bottom plate 12, the connection plate 13 and the two side walls. In these surfaces, there are mounting holes 30 and 31 in suitable locations.

Elementene i denne byggeenheten er fortrinnsvis av metall. Dersom de skal lages av et annet materiale er det viktig med god varmeledningsevne. The elements of this construction unit are preferably made of metal. If they are to be made from another material, it is important to have good thermal conductivity.

I fig. 2 og 3 er det vist hvordan byggenheten 11 blir plassert i en spannformet, sirkelsylindrisk beholder 32 som er plassert med bunnen 33 opp. Beholderen 32 kan lukkes tett med et ikke vist lokk. På denne måten kan utstyret brukes i miljø med overtrykk, væske og andre ytre påkjenninger. In fig. 2 and 3, it is shown how the building unit 11 is placed in a bucket-shaped, circular-cylindrical container 32 which is placed with the bottom 33 up. The container 32 can be closed tightly with a lid, not shown. In this way, the equipment can be used in an environment with excess pressure, liquid and other external stresses.

Under montering holdes sideveggene 22, 23 på plass med løsbare spennbånd som fjernes når byggeenheten føres inn i beholderen 32. Tilsvarende må slike spennbånd settes på ved uttak fra beholderen. During assembly, the side walls 22, 23 are held in place with detachable tension bands which are removed when the construction unit is introduced into the container 32. Correspondingly, such tension bands must be put on when removing from the container.

Modifikasjoner Modifications

Anordningen som er vist i eksemplet kan modifiseres på forskjellige måter. Det kan brukes flere eller færre enn to sidevegger med sirkelbuet ytterside, for eksempel 1,3 eller 4. Sideveggen eller sideveggene kan ha en annen innovervendt form enn den plane som er vist i eksemplet. The device shown in the example can be modified in various ways. More or fewer than two side walls with a circular curved outer surface can be used, for example 1,3 or 4. The side wall or side walls can have a different inward-facing shape than the flat one shown in the example.

Selv om skråkantene 26, 27 er en hensiktsmessig utforming av,spredeorganet, kan det finnes andre muligheter, for eksempel doble spennskruer med motgående gjenger. Denne løsningen vil imidlertid ikke være like hensiktsmessig i bruk. Although the beveled edges 26, 27 are an appropriate design of the spreader, there may be other possibilities, for example double clamping screws with opposing threads. However, this solution will not be as appropriate in use.

Den generelt sylindriske beholderen kan også være svakt konisk, slik at sideveggene 22, 23 kan presses til sideanlegg ved en aksial forskyvning ved hjelp av en hensiktsmessig spennskrue eller ved en kombinasjon av aksial og radial spennbevegelse. The generally cylindrical container can also be slightly conical, so that the side walls 22, 23 can be pressed into a lateral arrangement by an axial displacement by means of a suitable clamping screw or by a combination of axial and radial clamping movement.

Claims

1. Mounting device for electronics (electronic components), with cage-forming elements (12,13,22,23) for placement in a generally cylindrical container (32) of metallic or other good heat-conducting material, where the cage-forming elements provide space for recording electronic equipment, with components that emit heat to the cage-forming elements for transfer to the cylindrical container, for underwater use, where the cage-forming elements comprise two or more heat-conducting wall elements (22,23) with an outer surface that corresponds in shape to an inner area in the cylindrical container ( 32), and that clamping screws (14-17) are arranged which press the heat-conducting wall element(s) (22,23) against the wall of the generally cylindrical container (32), for the formation of good thermal contact, mounting device in accordance with patent claim 1 , characterized in that it comprises two plate-like gable elements (12,13), which can be axially pressed against each other with at least one screw element (14-17), as the antennas between side walls and gable elements form interacting sloping edges (26, 27).

2. Assembly device in accordance with patent claim 1, characterized in that the slanted edges (26, 27) form an angle of approx. 45° with the axis of the building unit.

3. Assembly device in accordance with patent claim 1 or 2, characterized in that the gable elements (12,13) have two parallel, straight side edges (20,21) up to the beveled edges (26, 27).

4. Assembly device in accordance with patent claim 3, characterized in that four screw members (14-17) are arranged which are arranged in a square pattern at the corners of the gable elements (12, 13).

5. Assembly device in accordance with one of patent claims 1 to 4, characterized in that the side walls (22,23) are surrounded by tension bands during assembly.