RU2275763C1 - Method and device for thermal protection of electronic modules - Google Patents

Method and device for thermal protection of electronic modules Download PDF

Info

Publication number
RU2275763C1
RU2275763C1 RU2004126459/09A RU2004126459A RU2275763C1 RU 2275763 C1 RU2275763 C1 RU 2275763C1 RU 2004126459/09 A RU2004126459/09 A RU 2004126459/09A RU 2004126459 A RU2004126459 A RU 2004126459A RU 2275763 C1 RU2275763 C1 RU 2275763C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
heat
electronic modules
citrate
crystals
mixtures
Prior art date
Application number
RU2004126459/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004126459A (en
Inventor
Андрей Васильевич Майоров (RU)
Андрей Васильевич Майоров
В чеслав Михайлович Киселев (RU)
Вячеслав Михайлович Киселев
Владимир Владимирович Тарасов (RU)
Владимир Владимирович Тарасов
Александр Сергеевич Сапронов (RU)
Александр Сергеевич Сапронов
Станислав Леонидович Селезнев (RU)
Станислав Леонидович Селезнев
Виктор Константинович Зенков (RU)
Виктор Константинович Зенков
Владимир Емель нович Пушилин (RU)
Владимир Емельянович Пушилин
Геннадий Александрович Наумов (RU)
Геннадий Александрович Наумов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Прибор"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Прибор" filed Critical Открытое акционерное общество "Прибор"
Priority to RU2004126459/09A priority Critical patent/RU2275763C1/en
Publication of RU2004126459A publication Critical patent/RU2004126459A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2275763C1 publication Critical patent/RU2275763C1/en

Links

Landscapes

  • Structures Or Materials For Encapsulating Or Coating Semiconductor Devices Or Solid State Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

FIELD: technology for protection in emergency situations of electronic modules like flight information registers, used on planes or in any other means of transportation.
SUBSTANCE: method includes draining heat from electronic modules by means of thermo-protective mixtures during their melting and dehydration, while device for realization of method contains body, thermo-reflective cover, separating internal portion, formed by internal surface of body, on two portions, filled with thermo-protective mixtures, and means for removing water steams from the body. A portion of hollow between internal surface of body and external surface of heat-reflective cover contains mixture, consisting of barium citrate or calcium citrate crystals, while portion of hollow between internal surface of thermo-reflective cover and electronic modules is filled with mixture, consisting of barium citrate or sodium-two citrate crystals, while crystals of thermo-protective mixtures have cover of silicic acid.
EFFECT: increased reliability of thermal protection for electronic modules due to increased operation resource of heat-protective mixtures, to allow electronic modules to operate for longer time spans.
2 cl, 1 dwg

Description

Способ и устройство для тепловой защиты электронных модулей относятся к специальной области электронной техники и могут быть использованы для защиты в аварийных ситуациях электронных модулей типа регистраторов полетной информации, используемых на самолетах и любых других транспортных средствах.Method and device for thermal protection of electronic modules belong to a special field of electronic technology and can be used for protection in emergency situations of electronic modules such as flight information recorders used on airplanes and any other vehicles.

Известен способ тепловой защиты электронных модулей путем отвода тепла из устройства с помощью теплозащитной смеси, состоящей из бикарбонатной смеси и связующего вещества (патент США №5932839, МПК Н 05 К 5/02).A known method of thermal protection of electronic modules by removing heat from the device using a heat-shielding mixture consisting of a bicarbonate mixture and a binder (US patent No. 5932839, IPC N 05 K 5/02).

Известно устройство для осуществления этого способа, содержащее внешний корпус, внутренние поверхности которого образуют внутреннюю полость, заполненную теплозащитной смесью, в которой размещены электронные модули, изолирующую термическую прокладку, расположенную между внутренними поверхностями и теплозащитной смесью, и средства для удаления из корпуса двуокиси углерода (патент США №5932839, МПК Н 05 К 5/02).A device is known for implementing this method, comprising an outer case, the inner surfaces of which form an inner cavity filled with a heat-shielding mixture, in which electronic modules are placed, an insulating thermal pad located between the inner surfaces and the heat-shielding mixture, and means for removing carbon dioxide from the case (patent USA No. 5932839, IPC N 05 K 5/02).

Для известных изобретений характерна низкая надежность защиты, обусловленная коротким периодом времени, до 160 сек, в течение которого модули защищены от воздействия высоких температур окружающей среды.Known inventions are characterized by low reliability of protection, due to a short period of time, up to 160 seconds, during which the modules are protected from high ambient temperatures.

Известен способ тепловой защиты электронных модулей путем отвода тепла из устройства с помощью двух слоев теплозащитных смесей, состоящих из смеси кристаллогидратов карбоната натрия и пентаэритритбората натрия в весовом соотношении от 80:20 до 20:80 и смеси кристаллогидратов карбоната натрия и гидрофосфата натрия в весовом соотношении от 20:80 до 80:20 (заявка РФ №2002118812, опубл. 20.03.2004).A known method of thermal protection of electronic modules by removing heat from the device using two layers of heat-shielding mixtures, consisting of a mixture of crystalline sodium hydrate and sodium pentaerythritol in a weight ratio of 80:20 to 20:80 and a mixture of crystalline hydrates of sodium carbonate and sodium hydrogen phosphate in a weight ratio of 20:80 to 80:20 (RF application No. 2002118812, publ. March 20, 2004).

Известно устройство, содержащее корпус, внутренние поверхности которого образуют внутреннюю полость для размещения электронных модулей, теплоотражающий кожух, разделяющий внутреннюю полость корпуса на две части, заполненные теплозащитными смесями: часть полости между внутренними поверхностями корпуса и внешними поверхностями теплоотражающего кожуха заполнена смесью, состоящей из кристаллогидратов карбоната натрия и гидрофосфата натрия, а часть полости между внутренними поверхностями теплоотражающего кожуха и электронными модулями заполнена смесью, состоящей из кристаллогидратов карбоната натрия и пентаэритритбората натрия, и средства для удаления из корпуса газообразных продуктов разложения (заявка РФ №2002118812, опубл. 20.03.2004).A device is known comprising a housing, the inner surfaces of which form an internal cavity for accommodating electronic modules, a heat-reflecting casing dividing the internal cavity of the housing into two parts filled with heat-shielding mixtures: a part of the cavity between the internal surfaces of the housing and the external surfaces of the heat-reflecting casing is filled with a mixture consisting of carbonate crystalline hydrates sodium and sodium hydrogen phosphate, and part of the cavity between the inner surfaces of the heat-reflecting casing and electronic modules E is filled with a mixture consisting of sodium carbonate and crystalline sodium pentaeritritborata, and means for removing from the housing gaseous decomposition products (patent of RF №2002118812, publ. 20.03.2004).

Описанные способ и устройство для тепловой защиты по совокупности существенных признаков являются наиболее близкими к заявляемым изобретениям и выбраны в качестве ближайших аналогов.The described method and device for thermal protection in combination of essential features are the closest to the claimed invention and are selected as the closest analogues.

Недостатком ближайших аналогов является также низкая надежность, обусловленная малым ресурсом работы теплозащитных смесей в заданном объеме, т.е. их низкая теплоотводящая способность, в результате чего модули защищены от воздействия высоких температур окружающей среды в течение короткого периода времени - до 30 мин.A disadvantage of the closest analogs is also the low reliability due to the small life of the heat-shielding mixtures in a given volume, i.e. their low heat dissipation capacity, as a result of which the modules are protected from high ambient temperatures for a short period of time - up to 30 minutes.

Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемых изобретений, заключается в повышении надежности тепловой защиты электронных модулей за счет повышения ресурса работы теплозащитных смесей, что обеспечивает работу электронных модулей в течение более длительного времени.The technical result achieved by the implementation of the proposed invention is to increase the reliability of thermal protection of electronic modules by increasing the life of heat-shielding mixtures, which ensures the operation of electronic modules for a longer time.

Технический результат достигается за счет того, что в способе тепловой защиты электронных модулей путем отвода тепла из устройства с помощью двух слоев теплозащитных смесей в качестве теплозащитных смесей используют смесь кристаллов цитрата бария и цитрата кальция в весовом соотношении от 20:80 до 80:20 и смесь кристаллов цитрата бария и цитрата натрия два (двойная соль) в весовом соотношении от 20:80 до 80:20.The technical result is achieved due to the fact that in the method of thermal protection of electronic modules by removing heat from the device using two layers of heat-shielding mixtures, a mixture of crystals of barium citrate and calcium citrate in a weight ratio of from 20:80 to 80:20 and a mixture are used as heat-shielding mixtures crystals of barium citrate and sodium citrate two (double salt) in a weight ratio of from 20:80 to 80:20.

Для увеличения времени дегидратации, обеспечения равномерной плотности смесей и увеличения срока ее пригодности кристаллы цитратов бария, кальция и натрия два покрывают пористой оболочкой из кремниевой кислоты.To increase the dehydration time, to ensure uniform density of the mixtures and to increase its shelf life, two crystals of barium, calcium and sodium citrates are coated with a porous shell of silicic acid.

Устройство для осуществления способа тепловой защиты электронных модулей содержит корпус, внутренние поверхности которого образуют внутреннюю полость для размещения электронных модулей, теплоотражающий кожух, разделяющий внутреннюю полость корпуса на две части, заполненные теплозащитными смесями, и средства для удаления из корпуса газообразных продуктов разложения, причем часть полости между внутренними поверхностями корпуса и внешними поверхностями теплоотражающего кожуха заполнена смесью, состоящей из кристаллов цитрата бария и цитрата кальция, часть полости между внутренними поверхностями теплоотражающего кожуха и электронными модулями заполнена смесью, состоящей из кристаллов цитрата бария и цитрата натрия два (двойная соль).A device for implementing the method of thermal protection of electronic modules comprises a housing, the inner surfaces of which form an internal cavity for accommodating electronic modules, a heat-reflecting casing dividing the internal cavity of the housing into two parts filled with heat-shielding mixtures, and means for removing gaseous decomposition products from the housing, and part of the cavity between the inner surfaces of the housing and the outer surfaces of the heat-reflecting casing is filled with a mixture consisting of crystals of barium citrate and calcium citrate, a part of the cavity between the inner surfaces of the heat-reflecting casing and the electronic modules is filled with a mixture consisting of crystals of barium citrate and two sodium citrate (double salt).

Между внутренней поверхностью корпуса и теплозащитной смесью помещена термическая прокладка.Between the inner surface of the housing and the heat-shielding mixture, a thermal gasket is placed.

Теплоотражающий кожух изготовлен из слоев алюминиевой фольги, разделенных эпоксидной или силиконовой смолой.The heat-reflecting casing is made of layers of aluminum foil, separated by epoxy or silicone resin.

На чертеже представлена конструкция устройства тепловой защиты электронных модулей.The drawing shows the design of a thermal protection device for electronic modules.

Устройство для тепловой защиты содержит корпус 1, изготовленный обычно из металла, имеющего высокую прочность и устойчивого к раздавливанию и прониканию острия. Корпус 1 может иметь любую требуемую форму. К внутренней поверхности корпуса 1 прилегает термическая прокладка 2, представляющая собой, например, материал на основе кварцевых волокон, облицованный с двух сторон кремнеземной тканью, имеющий низкую удельную теплопроводность. Теплоотражающий кожух 3 делит внутреннюю полость на две части, между прокладкой 2 и внешними поверхностями теплоотражающего кожуха 3 расположена теплозащитная смесь 4, состоящая из кристаллов цитрата бария и цитрата кальция в весовом соотношении от 20:80 до 80:20. Внутренние поверхности кожуха 3 образуют полость, в центре которой расположены один или несколько защищаемых электронных модулей 5. Теплозащитная смесь 6 занимает часть указанной полости между внутренними поверхностями кожуха 3 и электронными модулями 5 и состоит из кристаллов цитрата бария и цитрата натрия два (двойная соль) в весовом соотношении от 20:80 до 80:20. Кристаллы теплозащитных смесей 4 и 6 покрыты оболочкой из кремниевой кислоты.The device for thermal protection includes a housing 1, usually made of metal having high strength and resistant to crushing and penetration of the tip. The housing 1 may have any desired shape. A thermal pad 2 is adjacent to the inner surface of the housing 1, which is, for example, a material based on quartz fibers, lined on both sides with a silica fabric, and having low thermal conductivity. The heat-reflecting casing 3 divides the internal cavity into two parts, between the gasket 2 and the outer surfaces of the heat-reflecting casing 3 there is a heat-shielding mixture 4, consisting of crystals of barium citrate and calcium citrate in a weight ratio of 20:80 to 80:20. The inner surfaces of the casing 3 form a cavity in the center of which one or more protected electronic modules 5 are located. The heat-shielding mixture 6 occupies a part of the cavity between the inner surfaces of the casing 3 and the electronic modules 5 and consists of crystals of barium citrate and two sodium citrate (double salt) in weight ratio from 20:80 to 80:20. The crystals of heat-shielding mixtures 4 and 6 are coated with a silicic acid shell.

Корпус 1 и кожух 3 закрывают соответственно крышками 7 и 8.The housing 1 and the casing 3 are closed, respectively, with covers 7 and 8.

При воздействии на корпус 1 высокой температуры энергия поступающего тепла идет на плавление смесей 4 и 6, а так как температура плавления солей, составляющих смеси 4 и 6 разная, от 130 до 185°С, то и реакция плавления солей происходит последовательно, с переходом в дегидратацию. Эти реакции при равномерном тепловом потоке происходят послойно, в "оболочке" толщиной 0,5...0,8 мм, повторяющей форму внутренней поверхности корпуса 1, перемещающейся от периферии к центру. Высокая энергия дегидратации используемых смесей обусловлена наличием молекул только конституционной воды первичной гидратации в цитратах бария, кальция и натрия, нечетного количества молекул воды в цитратах бария и натрия два.When exposed to high temperature on the housing 1, the energy of the incoming heat goes to the melting of mixtures 4 and 6, and since the melting temperature of the salts that make up the mixtures 4 and 6 is different, from 130 to 185 ° C, the salt melting reaction occurs sequentially, with the transition to dehydration. These reactions with uniform heat flow occur in layers, in the "shell" with a thickness of 0.5 ... 0.8 mm, repeating the shape of the inner surface of the housing 1, moving from the periphery to the center. The high dehydration energy of the mixtures used is due to the presence of molecules of only constitutional water of primary hydration in barium, calcium and sodium citrates, an odd number of water molecules in barium citrates and two.

Реакции плавления и дегидратации смесей сопровождаются испарением воды. При прохождении водяного пара через смеси 4 и 6 происходит принудительное охлаждение корпуса 1 и поглощение тепла из окружающей среды, имеющей высокую температуру. Такой процесс позволяет удерживать максимальную температуру внутри корпуса 1 на приемлемом уровне, 98...105°С, то есть на уровне, при котором электронным модулям 5, находящимся в корпусе 1, не наносятся существенные повреждения. Однако накопление большого количества пара внутри герметичного корпуса 1 может привести к раздавливанию размещенных там электронных модулей 5 под действием избыточного давления. Для выхода пара в корпусе 1, кожухе 3, крышках 7 и 8 имеются специальные средства. Более того, выход наружу Н2О способствует гашению пламени. Выходу пара способствует также и пористый материал покрытия (кремниевая кислота) кристаллов солей, поэтому плотность смесей не ограничивается и определяется усилиями при набивке смесей в корпус изделия.The melting and dehydration reactions of mixtures are accompanied by the evaporation of water. When water vapor passes through mixtures 4 and 6, the case 1 is forcedly cooled and heat is absorbed from the high-temperature environment. This process allows you to keep the maximum temperature inside the housing 1 at an acceptable level, 98 ... 105 ° C, that is, at a level at which the electronic modules 5 located in the housing 1 are not substantially damaged. However, the accumulation of a large amount of steam inside the sealed enclosure 1 can lead to crushing of the electronic modules 5 located there under the action of excessive pressure. To exit the steam in the housing 1, casing 3, covers 7 and 8, there are special tools. Moreover, the output of H 2 O contributes to the extinction of the flame. The porous coating material (silicic acid) of salt crystals also contributes to the release of steam, therefore the density of the mixtures is not limited and is determined by the efforts when packing the mixtures into the body of the product.

Толщина слоев смесей 4 и 6 зависит от весовых соотношений солей в этих смесях и от времени их дегидратации.The thickness of the layers of mixtures 4 and 6 depends on the weight ratios of salts in these mixtures and on the time of their dehydration.

Шероховатость, твердость и плавные очертания покрытия кристаллов солей способствуют рассеиванию части энергии ударов по корпусу изделия на энергию трения между зернами солей.The roughness, hardness and smooth shape of the coating of salt crystals contribute to the dissipation of part of the energy of impacts on the body of the product on the friction energy between the grains of salts.

Использование в предлагаемом устройстве двух теплозащитных слоев из смеси кристаллов цитрата бария с цитратом кальция и смеси кристаллов цитрата бария с цитратом натрия два (двойная соль), покрытых оболочкой и разделенных теплоотражающим кожухом, наличие изолирующей прокладки позволило обеспечить защиту электронных модулей в течение не менее 60 минут при температуре 1100°С и 10 часов при температуре 260°С.The use in the proposed device of two heat-protective layers of a mixture of crystals of barium citrate with calcium citrate and a mixture of crystals of barium citrate with sodium citrate two (double salt), coated and separated by a heat-reflecting casing, the presence of an insulating pad made it possible to protect the electronic modules for at least 60 minutes at a temperature of 1100 ° C and 10 hours at a temperature of 260 ° C.

Claims (3)

1. Способ тепловой защиты электронных модулей путем отвода тепла с помощью двух слоев теплозащитных смесей, отличающийся тем, что в качестве теплозащитных смесей используют смесь кристаллов цитрата бария и цитрата кальция в весовом соотношении от 20:80 до 80:20 и смесь кристаллов цитрата бария и двойной соли цитрата натрия в весовом соотношении от 20:80 до 80:20, причем кристаллы цитратов бария, кальция и двойной соли цитрата натрия покрыты пористой оболочкой из кремневой кислоты.1. The method of thermal protection of electronic modules by removing heat using two layers of heat-shielding mixtures, characterized in that as heat-shielding mixtures using a mixture of crystals of barium citrate and calcium citrate in a weight ratio of from 20:80 to 80:20 and a mixture of crystals of barium citrate and a double salt of sodium citrate in a weight ratio of 20:80 to 80:20, and the crystals of barium citrate and calcium and a double salt of sodium citrate are coated with a porous shell of silicic acid. 2. Устройство для осуществления способа тепловой защиты электронных модулей содержит, корпус, внутренние поверхности которого образуют внутреннюю полость для размещения электронных модулей, теплоотражающий кожух, разделяющий внутреннюю полость корпуса на две части, заполненные теплозащитными смесями, и средства для удаления из корпуса газообразных продуктов разложения, отличающееся тем, что к внутренней поверхности корпуса прилегает термическая прокладка, часть полости между термической прокладкой и внешними поверхностями теплоотражающего кожуха заполнена смесью, состоящей из кристаллов цитрата бария и цитрата кальция, а часть полости между внутренними поверхностями теплоотражающего кожуха и электронными модулями заполнена смесью, состоящей из кристаллов цитрата бария и двойной соли цитрата натрия, причем кристаллы цитратов бария, кальция и двойной соли цитрата натрия, покрыты пористой оболочкой из кремниевой кислоты.2. A device for implementing the method of thermal protection of electronic modules comprises, a housing, the inner surfaces of which form an internal cavity for accommodating electronic modules, a heat-reflecting casing dividing the internal cavity of the housing into two parts filled with heat-shielding mixtures, and means for removing gaseous decomposition products from the housing, characterized in that a thermal pad is adjacent to the inner surface of the housing, a part of the cavity between the thermal pad and the external surfaces of the heat the pressing casing is filled with a mixture consisting of crystals of barium citrate and calcium citrate, and part of the cavity between the inner surfaces of the heat-reflecting casing and electronic modules is filled with a mixture consisting of crystals of barium citrate and a double salt of sodium citrate, with crystals of barium citrate and a double salt of sodium citrate covered with a porous shell of silicic acid. 3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что теплоотражающий кожух изготовлен из слоев алюминиевой фольги, разделенных эпоксидной или силиконовой смолой.3. The device according to claim 2, characterized in that the heat-reflecting casing is made of layers of aluminum foil separated by epoxy or silicone resin.
RU2004126459/09A 2004-08-31 2004-08-31 Method and device for thermal protection of electronic modules RU2275763C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004126459/09A RU2275763C1 (en) 2004-08-31 2004-08-31 Method and device for thermal protection of electronic modules

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004126459/09A RU2275763C1 (en) 2004-08-31 2004-08-31 Method and device for thermal protection of electronic modules

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004126459A RU2004126459A (en) 2006-02-10
RU2275763C1 true RU2275763C1 (en) 2006-04-27

Family

ID=36049732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004126459/09A RU2275763C1 (en) 2004-08-31 2004-08-31 Method and device for thermal protection of electronic modules

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2275763C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2651428C2 (en) * 2016-01-12 2018-04-19 Акционерное общество "Концерн Радиоэлектронные Технологии" Electronic modules protection device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2651428C2 (en) * 2016-01-12 2018-04-19 Акционерное общество "Концерн Радиоэлектронные Технологии" Electronic modules protection device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004126459A (en) 2006-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN207587926U (en) The heat absorption heat insulation structural of battery module
US8592076B2 (en) Battery pack
US8592067B2 (en) Battery pack having a heat insulating layer
JP5863917B1 (en) Refractory structure and method of use
CA2302751C (en) Endothermic cooling agents
RU2275763C1 (en) Method and device for thermal protection of electronic modules
RU2651428C2 (en) Electronic modules protection device
RU2473982C1 (en) Heat shield for electronic memory module
RU2420046C1 (en) Method for thermal shielding electronic modules and device for implementing said method
RU2236099C2 (en) Method and device for thermal protection of electronic modules
RU2347334C1 (en) Method and device for heat protection of electronics packages
KR101277378B1 (en) Heating element composition and apparatus for heating food using thereof
JP5041356B2 (en) Refractory container lid and refractory container
RU2323557C1 (en) Method and device for thermal protection of electronic modules
RU43715U1 (en) DEVICE FOR THERMAL AND MECHANICAL PROTECTION OF MICROELECTRON RECORDER
RU2269170C1 (en) Device for thermal and mechanical protection of object
RU2269168C1 (en) Protective device
RU43717U1 (en) DEVICE FOR THERMAL AND MECHANICAL PROTECTION OF MICROELECTRON RECORDER
RU2269166C1 (en) Device for thermal and mechanical protection of object
RU2324258C2 (en) Thermal protection device to protect electronic modules in emergency conditions
RU43713U1 (en) MICROELECTRON RECORDER PROTECTIVE DEVICE
JP4377654B2 (en) Refractory container
RU2269169C1 (en) Onboard device for thermal and mechanical protection of microelectronic object
RU43719U1 (en) ON-BOARD DEVICE FOR THERMAL AND MECHANICAL PROTECTION OF MICROELECTRON RECORDER
RU2269167C1 (en) Protective device for microelectronic object

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090901