RU210384U1

RU210384U1 - NETWORK SUPPRESSION FILTER

Info

Publication number: RU210384U1
Application number: RU2021123561U
Authority: RU
Inventors: Юрий Сергеевич Контауров
Original assignee: Закрытое акционерное общество Научно-производственный центр Фирма "НЕЛК"
Priority date: 2021-08-09
Filing date: 2021-08-09
Publication date: 2022-04-14

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для защиты электрооборудования потребителя от помех в электросети, а также для защиты потребителя от утечек информации по цепям питания. Фильтр помехоподавляющий сетевой содержит корпус из последовательно соединенных между собой секций, входной и выходной соединители, расположенные на торцах корпуса, служащие для подключения к электросети и устройствам потребителя, соответственно, при этом между секциями установлены экранирующие пластины с образованием четырех герметичных экранирующих камер, внутри которых установлены элементы принципиальной электрической схемы, причем секции выполнены с возможностью соединения между собой посредством конусного соединения, расположенного в месте стыковки секций, и пары стягивающих крепежных элементов, проходящих вдоль корпуса и закрепленных на торцевых сторонах фильтра. Технический результат полезной модели состоит в обеспечивающей решение поставленной задачи, заключается в повышении эксплуатационных характеристик устройства за счет повышения эффективности подавления энергии помехи, а также повышения надежности его работы.The utility model relates to electrical engineering and can be used to protect the consumer's electrical equipment from interference in the electrical network, as well as to protect the consumer from information leaks along the power circuits. SUBSTANCE: mains noise suppression filter contains a housing of sections connected in series, input and output connectors located at the ends of the housing, used to connect to the mains and consumer devices, respectively, while shielding plates are installed between the sections to form four sealed shielding chambers, inside which are installed elements of the circuit diagram, wherein the sections are made with the possibility of interconnection by means of a cone connection located at the junction of the sections, and a pair of tightening fasteners extending along the housing and fixed on the end sides of the filter. The technical result of the utility model is to provide a solution to the problem, is to improve the operational characteristics of the device by increasing the efficiency of suppression of interference energy, as well as increasing the reliability of its operation.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для защиты электрооборудования потребителя от помех в электросети. Ввиду симметрии фильтра устройство может быть использовано для защиты потребителя от утечек информации по цепям электропитания.The utility model relates to electrical engineering and can be used to protect the consumer's electrical equipment from interference in the electrical network. Due to the symmetry of the filter, the device can be used to protect the consumer from information leaks along the power supply circuits.

Известен фильтр сетевой помехоподавляющий, содержащий элементы присоединения к линии заземления, металлический корпус с дном и боковыми стенками, пространство между которыми разделено перегородками на отсеки, в центральном 6 из которых смонтированы компоненты более чем одного каскада фильтрации, а в боковых элементы 7 соединения с входным и выходным кабелями, при этом каждый отсек закрыт отдельной крышкой. Все соединения компонентов каскада фильтрации изготовлены из меди, сверху покрытой оловом, а на внутренней стороне крышек по периметру припаяна медная луженая плетенка (патент RU 132656, дата публикации 20.09.2013, Фиг. 2).A well-known network noise suppression filter, containing elements for connecting to the ground line, a metal case with a bottom and side walls, the space between which is divided by partitions into compartments, in the central 6 of which components of more than one filtering stage are mounted, and in the side elements 7 connections to the input and output cables, with each compartment closed by a separate cover. All connections of the filtration cascade components are made of copper coated with tin on top, and a tinned copper braid is soldered on the inside of the covers around the perimeter (patent RU 132656, publication date 20.09.2013, Fig. 2).

Недостатком известного фильтра является высокая трудоемкость его сборки, применение при изготовлении деталей корпуса дорогостоящих материалов, а также использование технологических процессов, характеризующихся вредными производственными факторами.The disadvantage of the known filter is the high complexity of its assembly, the use of expensive materials in the manufacture of housing parts, as well as the use of technological processes characterized by harmful production factors.

Дополнительным недостатком известного фильтра является применение медной луженой плетенки в качестве уплотнителя по периметру крышек, что не гарантирует должной герметизации отсеков корпуса и снижает эксплуатационные характеристики фильтра в части климатического исполнения.An additional disadvantage of the known filter is the use of tinned copper braid as a seal around the perimeter of the covers, which does not guarantee proper sealing of the housing compartments and reduces the performance of the filter in terms of climatic performance.

Известен фильтр сетевой помехоподавляющий ЛФС-10-1Ф, имеющий элементы присоединения к линии заземления, прямоугольный металлический корпус с дном и боковыми стенками, пространство между которыми разделено перегородками на отсеки, в центральном из которых смонтированы компоненты фильтрации, а в боковых элементы соединения с входным и выходным кабелями, отличающийся от RU 132656 тем, что соединения с электросетью и нагрузкой выполнены разъемными, а отсеки закрыты общей крышкой (ТУ 6695-003-58356109-2003, Фиг. 3).Known network noise suppression filter LFS-10-1F, having elements of connection to the ground line, a rectangular metal case with a bottom and side walls, the space between which is divided by partitions into compartments, in the central of which filtering components are mounted, and in the side elements of the connection to the input and output cables, which differs from RU 132656 in that the connections to the mains and the load are made detachable, and the compartments are closed with a common cover (TU 6695-003-58356109-2003, Fig. 3).

Недостатком известного фильтра является высокая ресурсоемкость его производства ввиду применения дорогостоящих материалов и сложных технологических процессов, что приводит к повышению трудоемкости при изготовлении устройства и, как следствие, к снижению его эксплуатационных характеристик.The disadvantage of the known filter is the high resource intensity of its production due to the use of expensive materials and complex technological processes, which leads to an increase in labor intensity in the manufacture of the device and, as a result, to a decrease in its performance.

Технической задачей полезной модели является создание эффективного помехоподавляющего фильтра с низкими затратами на его изготовление.The technical objective of the utility model is to create an efficient anti-interference filter with low manufacturing costs.

Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, заключается в повышении эксплуатационных характеристик устройства за счет повышения эффективности подавления энергии помехи, а также повышения надежности его работы.The technical result, which provides a solution to the problem, is to improve the operational characteristics of the device by increasing the efficiency of interference energy suppression, as well as increasing the reliability of its operation.

Также повышение эксплуатационных характеристик устройства достигается за счет оригинального конструктивного исполнения, упрощающего изготовление и сборку изделия.Also, an increase in the operational characteristics of the device is achieved due to the original design, which simplifies the manufacture and assembly of the product.

Технический результат достигается в фильтре помехоподавляющем сетевом, который содержит корпус из последовательно соединенных между собой секций (сегментов), входной и выходной соединители, расположенные на торцах корпуса, служащие для подключения к электросети и устройствам потребителя, соответственно,The technical result is achieved in a network noise suppression filter, which contains a housing of sections (segments) connected in series to each other, input and output connectors located at the ends of the housing , used to connect to the mains and consumer devices, respectively,

при этом между секциями установлены экранирующие пластины с образованием четырех герметичных экранирующих камер, внутри которых установлены элементы принципиальной электрической схемы, причем секции выполнены с возможностью соединения между собой посредством конусного соединения, расположенного в месте стыковки секций и пары стягивающих крепежных элементов, проходящих вдоль корпуса и закрепленных на торцевых сторонах фильтра. at the same time, shielding plates are installed between the sections with the formation of four sealed shielding chambers, inside which elements of the electrical circuit are installed, and the sections are made with the possibility of interconnection by means of a conical connection located at the junction of the sections and a pair of tightening fasteners passing along the body and fixed on the ends of the filter.

Помехоподавляющий фильтр внутри экранирующих камер содержит следующие элементы, отраженные на принципиальной схеме:The noise suppression filter inside the shielding chambers contains the following elements, reflected in the circuit diagram:

проходные конденсаторы на входе и выходе по каждой защищаемой линии,feed-through capacitors at the input and output for each protected line,

Т-образные фильтры нижних частот, состоящие из катушек индуктивности и конденсаторов, по каждой защищаемой линии.T-shaped low-pass filters, consisting of inductors and capacitors, for each protected line.

Элементы принципиальной схемы закреплены на внутренних перегородках секций.The elements of the circuit diagram are fixed on the internal partitions of the sections.

Секции корпуса для формирования экранированных камер изготавливаются из стандартной стальной трубы для лучшего экранирования магнитной составляющей помех. Housing sections for forming shielded chambers are made from standard steel pipe for better shielding of the magnetic interference component.

Использование стандартной стальной трубы для изготовления секций корпуса фильтра и простых крепежных элементов позволяет существенно снизить трудоемкость его изготовления, поскольку для изготовления указанных секций нет необходимости в проведении технологических операций, требующих высокой точности исполнения. Это позволяет дополнительно повысить эксплуатационные характеристики устройства. Кроме того, снижаются затраты на производство фильтра.The use of a standard steel pipe for the manufacture of sections of the filter housing and simple fasteners can significantly reduce the labor intensity of its manufacture, since for the manufacture of these sections there is no need to carry out technological operations that require high precision. This allows you to further improve the performance of the device. In addition, the cost of filter production is reduced.

Элементы конусного соединения расположены на участках стыковки секций, по окружности торцов секций. Для формирования конусного соединения стыкуемых секций на торце одной секции выполнен конусный выступ и опорная площадка, а торец стыкуемой с ней секции - скошен внутрь и также имеет опорный выступ. Таким образом, в результате взаимодействия скошенных плоскостей на торцах секций образуется герметичное конусное соединение.Elements of the conical connection are located in the areas where the sections are joined, along the circumference of the ends of the sections. To form a conical connection of the abutting sections, a conical protrusion and a support platform are made at the end of one section, and the end of the section abutted with it is beveled inward and also has a support protrusion. Thus, as a result of the interaction of beveled planes, a hermetic conical connection is formed at the ends of the sections.

Экранирующая пластина прочно закреплена внутри одной из секций для разделения секций между собой и формирования замкнутых камер.The shielding plate is firmly fixed inside one of the sections to separate the sections from each other and form closed chambers.

В качестве стягивающих крепежных элементов для соединения секций используются две стальные шпильки, располагаемые друг напротив друга по разные стороны от оси корпуса.As tightening fasteners for connecting sections, two steel studs are used, located opposite each other on opposite sides of the body axis.

Причем каждую шпильку устанавливают таким образом, чтобы она проходила сквозь отверстия в торцевых стенках фильтра и экранирующих пластинах (то есть вдоль фильтра) с фиксацией гайками на ее концах у торцевых стенок фильтра. Такая установка шпилек позволяет равномерно и прочно стянуть секции корпуса между собой, выбирая зазоры в соединениях секций и обеспечивая их герметичность.Moreover, each pin is installed in such a way that it passes through the holes in the end walls of the filter and shielding plates (that is, along the filter) with fixation with nuts at its ends at the end walls of the filter. This installation of the studs allows you to evenly and firmly pull the body sections together, choosing the gaps in the joints of the sections and ensuring their tightness.

Применение стандартной стальной трубы для изготовления секций корпуса фильтра, а также достаточно простой конструкции крепежных элементов, элементов конусного соединения обеспечивает простоту конструкции фильтра, что способствует упрощению его сборки и приводит к дополнительному повышению эксплуатационных характеристик устройства.The use of a standard steel pipe for the manufacture of sections of the filter housing, as well as a fairly simple design of fasteners, elements of a conical connection ensures the simplicity of the filter design, which simplifies its assembly and leads to an additional increase in the performance of the device.

Возможность соединения секций посредством конусного соединения и крепежных элементов, стягивающих секции вдоль фильтра обеспечивает высокую прочность и герметичность соединения секций корпуса между собой при достаточной простоте соединительных элементов и конструкции фильтра в целом. Ввиду высокой прочности соединения секций фильтра и, как следствие, конструкции корпуса фильтра, исключается риск разъединения секций и нарушения целостности корпуса, внутри которого установлены элементы принципиальной схемы, и, следовательно, снижения эффективности помехоподавления или поломки фильтра. В результате этого достигается повышение надежности работы фильтра (надежности и стабильности помехоподавления).The possibility of connecting the sections by means of a conical connection and fasteners that tighten the sections along the filter provides high strength and tightness of the connection of the housing sections to each other with sufficient simplicity of the connecting elements and the design of the filter as a whole. Due to the high strength of the connection of the filter sections and, as a result, the design of the filter housing, there is no risk of separation of the sections and violation of the integrity of the housing, inside which the elements of the circuit diagram are installed, and, consequently, a decrease in the effectiveness of interference suppression or filter breakage. As a result, an increase in the reliability of the filter operation (reliability and stability of interference suppression) is achieved.

Также высокая прочность и герметичность соединения секций корпуса между собой за счет выполнения устройства с указанной конструкцией корпуса (возможность соединения секций посредством конусного соединения и стягивающих секции крепежных элементов), обеспечивает надежное экранирование внутренних элементов фильтра экранирующими перегородками, что приводит к повышению эффективности подавления энергии помехи за счет исключения возможных высокочастотных переизлучений через неплотности соединений частей корпуса, щели и зазоры.Also, the high strength and tightness of the connection of the sections of the housing to each other due to the implementation of the device with the specified housing design (the ability to connect sections by means of a conical connection and tightening sections of the fasteners), ensures reliable shielding of the internal elements of the filter by shielding partitions, which leads to an increase in the efficiency of suppression of interference energy for due to the exclusion of possible high-frequency re-emissions through leaks in the connections of parts of the housing, slots and gaps.

Наличие в конструкции фильтра конусного соединения для секций корпуса и крепежных элементов, стягивающих корпус вдоль, позволяет достичь требуемой высокой степени уплотнения в местах стыковки секций для предотвращения утечки энергии помехи. Таким образом, энергия помехи полностью поглощается и рассеивается в виде тепла в указанных камерах элементами принципиальной схемы фильтра. Возможность предотвращения утечки энергии в конструкции фильтра приводит к улучшению характеристик подавления фильтра, что повышает эксплуатационные характеристики фильтра.The presence in the design of the filter of a conical connection for sections of the body and fasteners that tighten the body along, allows you to achieve the required high degree of sealing at the joints of the sections to prevent leakage of interference energy. Thus, the interference energy is completely absorbed and dissipated in the form of heat in these chambers by the filter circuit elements. The ability to prevent energy leakage in the filter design results in improved filter suppression performance, which improves filter performance.

Выполнение корпуса с четырьмя экранирующими камерами позволяет дополнительно повысить эффективность подавления энергии помехи, за счет экранирования излучающих элементов схемы и паразитных индуктивностей соединений проводов в отдельных секциях устройства с четырьмя камерами.The implementation of the housing with four shielding chambers makes it possible to further increase the efficiency of interference energy suppression due to shielding of the radiating circuit elements and parasitic inductances of wire connections in separate sections of the device with four chambers.

Далее полезная модель поясняется фигурами 1-3, на которых позициями 1-14 показаныFurther, the utility model is illustrated by figures 1-3, in which positions 1-14 show

1 - входной соединитель, 1 - input connector,

2 - выходной соединитель, 2 - output connector,

3 - секция,3 - section,

4 - отверстие,4 - hole,

5 - экранирующая пластина (перегородка),5 - shielding plate (partition),

6 - экранирующая камера,6 - shielding chamber,

7 - шпилька,7 - hairpin,

8 - гайка,8 - nut,

9 - торцевая стенка корпуса,9 - end wall of the body,

10 - опорная площадка,10 - support platform,

11 - конусный выступ,11 - conical protrusion,

12 - скошенный участок торца,12 - beveled section of the end,

13 - опорный выступ,13 - support ledge,

14 - корпус.14 - body.

На фиг. 1 изображен фильтр помехоподавляющий сетевой, вид спереди,In FIG. 1 shows a network noise suppression filter, front view,

на фиг.2 изображен фильтр помехоподавляющий сетевой, вид с торца,figure 2 shows the network noise suppression filter, end view,

на фиг.3 изображен выносной элемент А.figure 3 shows the remote element A.

Пример реализации помехоподавляющего сетевого фильтра.An example of the implementation of a noise suppression network filter.

Фильтр содержит цилиндрический корпус 14 с расположенными внутри элементами принципиальной схемы (на фигуре не показаны), на торцевых стенках корпуса 9 которого расположены входной 1 для подачи сетевого напряжения и выходной 2 для подключения нагрузки соединители. Понятие вход и выход в виду симметрии принципиальной схемы условны и определяются требованиями безопасности.The filter contains a cylindrical housing 14 with elements of the circuit diagram located inside (not shown in the figure), on the end walls of the housing 9 of which there are input 1 for supplying mains voltage and output 2 for connecting the load connectors. The concept of input and output in view of the symmetry of the circuit diagram is conditional and is determined by safety requirements.

Корпус 14 помехоподавляющего фильтра состоит соединенных между собой четырех секций 3, представляющих собой участки стальной цилиндрической трубы. На торцах секций 3 (по окружности торцов цилиндрических секций 3) имеются соединительные элементы для соединения всех секций 3 последовательно (в ряд) при их стыковке. Две центральные секции имеют на обоих своих торцах соединительные элементы для образования конусного соединения при стыковке с торцами соседних секций. Две крайние секции имеют соединительный элемент только на одном торце секции 3, поскольку другом торце расположена торцевая стенка 9.The housing 14 of the noise suppression filter consists of four sections 3 interconnected, which are sections of a steel cylindrical pipe. At the ends of the sections 3 (along the circumference of the ends of the cylindrical sections 3) there are connecting elements for connecting all sections 3 in series (in a row) when they are docked. The two central sections have connecting elements at both ends to form a conical connection when mating with the ends of adjacent sections. The two extreme sections have a connecting element only at one end of the section 3, since the other end is the end wall 9.

Конусное соединение образовано конусным выступом 11 и опорной площадкой 10, расположенными на торце одной секции 3, и ответными им скошенным внутрь участком торца 12 секции и опорным выступом 13, расположенными на торце второй секции.The conical connection is formed by a conical protrusion 11 and a support platform 10 located at the end of one section 3, and a counter beveled inward section of the end 12 of the section and a support protrusion 13 located at the end of the second section.

Между соединенными секциями 3 прочно фиксируются экранирующие пластины 5 для формирования четырех замкнутых экранирующих камер 6.Shielding plates 5 are firmly fixed between the connected sections 3 to form four closed shielding chambers 6.

В торцевых стенках корпуса 9 и экранирующих пластинах 5 выполнено по два, расположенных друг напротив друга по обе стороны от оси фильтра, сквозных отверстия 4 для пропускания сквозь корпус 14 фильтра пары шпилек 7. Шпильки 7 фиксируются на торцевых стенках корпуса 9 и экранирующих пластинах 5 гайками 8. Соединение секций 3 шпильками 7 обеспечивает их прочное стягивание между собой и фиксацию.In the end walls of the housing 9 and the shielding plates 5, two through holes 4 located opposite each other on both sides of the filter axis are made for passing a pair of studs 7 through the filter housing 14. The studs 7 are fixed on the end walls of the housing 9 and the shielding plates 5 with nuts 8. The connection of sections 3 with studs 7 ensures their strong tightening together and fixation.

Устройство работает следующим образом.The device works as follows.

К входному соединителю (разъему) 1 подключают источник сетевого напряжения (на фигуре не показано), а выходной соединитель (разъем) 2 подключают к нагрузке.A mains voltage source (not shown in the figure) is connected to the input connector (connector) 1, and the output connector (connector) 2 is connected to the load.

При электропитании потребителей в питающей сети могут возникать индустриальные электромагнитные помехи, вызванные переключением множества электронных компонентов, входящих в состав подключенных к сети устройств. В питающей сети могут также присутствовать искусственно навязанные высокочастотные составляющие переменного тока, распространяющиеся по всей сети. Для исключения распространения таких сигналов применяется заявленный подавляющий фильтр.When powering consumers in the supply network, industrial electromagnetic interference may occur due to the switching of many electronic components that make up the devices connected to the network. The supply network may also contain artificially imposed high-frequency AC components that propagate throughout the network. To exclude the propagation of such signals, the claimed suppression filter is used.

При подаче на вход помехоподавляющего фильтра питающего потребителей тока и при прохождении тока через фильтр, его высокочастотные составляющие, образованные индустриальными помехами или навязанные искусственно, гасятся элементами схемы (на фигуре не показаны) в экранирующих камерах 6, образующими низкочастотный фильтр. При этом на индуктивных элементах схемы и паразитных индуктивностях соединений возникают электромагнитные излучения. Для исключения проникновения таких излучений в пространство требуется надежная экранировка внутренних элементов фильтра, что достигается исключением зазоров в соединениях корпусных элементов за счет того, что, секции 6 корпуса 14 стыкуются при помощи конусного соединения и шпилек 7, обеспечивающих требуемое уплотнение. When applying to the input of the noise suppression filter supplying current consumers and when the current passes through the filter, its high-frequency components, formed by industrial interference or imposed artificially, are damped by circuit elements (not shown in the figure) in shielding chambers 6, forming a low-frequency filter. In this case, electromagnetic radiation occurs on the inductive elements of the circuit and the parasitic inductances of the connections. To prevent the penetration of such radiation into space, reliable shielding of the internal elements of the filter is required, which is achieved by eliminating gaps in the joints of the body elements due to the fact that sections 6 of the body 14 are joined using a cone connection and studs 7, providing the required seal.

Приведенный выше пример реализации помехоподавляющего фильтра является частным случаем и не исчерпывает всех возможных реализаций полезной модели.The above example of the implementation of the noise suppression filter is a special case and does not exhaust all possible implementations of the utility model.

Таким образом, была разработана конструкция помехоподавляющего фильтра, в которой за счет стыковки элементов корпуса при помощи конусного соединения и шпилек и образования четырех секций при сборке обеспечивается повышение эффективности подавления энергии помехи, что, как следствие, приводит к улучшению экранирования и повышению эксплуатационных характеристик изделия, при создании оптимального уплотнения при стыковки элементов корпуса.Thus, the design of the noise suppression filter was developed, in which, due to the joining of the housing elements using a conical connection and studs and the formation of four sections during assembly, an increase in the efficiency of suppression of interference energy is provided, which, as a result, leads to improved shielding and increased performance of the product, when creating an optimal seal when joining the hull elements.

Claims

1. Network noise suppression filter, characterized in that it contains a housing of sections connected in series, input and output connectors located at the ends of the housing, used to connect to the mains and consumer devices, respectively, while shielding plates are installed between the sections to form four hermetic shielding chambers, inside which elements of the electrical circuit are installed, the sections being connected to each other by means of a conical connection located at the junction of the sections, and a pair of tightening fasteners extending along the housing and fixed on the end sides of the filter.

2. Noise suppression filter according to claim 1, characterized in that the housing is made of a cylindrical shape.

3. Noise suppression filter according to claim. 1, characterized in that the housing is made with the number of cameras 4 or more.