RU2323557C1 - 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
RU2323557C1
RU2323557C1 RU2006136937/09A RU2006136937A RU2323557C1 RU 2323557 C1 RU2323557 C1 RU 2323557C1 RU 2006136937/09 A RU2006136937/09 A RU 2006136937/09A RU 2006136937 A RU2006136937 A RU 2006136937A RU 2323557 C1 RU2323557 C1 RU 2323557C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mixture
citrate
electronic modules
crystals
sodium
Prior art date
Application number
RU2006136937/09A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Андрей Васильевич Майоров (RU)
Андрей Васильевич Майоров
В чеслав Михайлович Киселев (RU)
Вячеслав Михайлович Киселев
Владимир Владимирович Тарасов (RU)
Владимир Владимирович Тарасов
Станислав Леонидович Селезнев (RU)
Станислав Леонидович Селезнев
Геннадий Александрович Наумов (RU)
Геннадий Александрович Наумов
Владимир Емель нович Пушилин (RU)
Владимир Емельянович Пушилин
Виктор Иванович Никитин (RU)
Виктор Иванович Никитин
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 RU2006136937/09A priority Critical patent/RU2323557C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2323557C1 publication Critical patent/RU2323557C1/en

Links

Landscapes

  • Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)

Abstract

FIELD: protection in emergency situations of electronic modules of flight information recorders used on aeroplanes and any other transport facilities.
SUBSTANCE: heat is abstracted from the electronic modules with the aid of a thermal protective mixture in the process of its fusion and dehydration, and the device for realization of this methods has a body, whose interval surfaces form a cavity for placing of the electronic modules in its center, thermal spacer of material based on basalt fiber adjoining the body internal surface, the space between the electronic modules and the thermal spacer is filled with a mixture of crystals of barium citrate, calcium citrate and silicic acid gel and sodium citrate, the crystals of barium citrate and calium citrate are preliminarily coated with a sheath of zinc abietate saturated with a mixture of cilicic acid and sodium zincates.
EFFECT: enhanced heat abstraction capacity of the mixture and, as a result, provided its operation during the required period of time of mixture smaller in mass and amount.
2 cl, 1 dwg

Description

Способ и устройство 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.The 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 с помощью двух слоев теплозащитных смесей, состоящих из смеси кристаллов цитрата бария и цитрата кальция в весовом соотношении от 20:80 до 80:20 и смеси 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 кремниевой кислоты (заявка №2004126459/09(028595), МПК 7 H05K 7/20, H05K 5/02).A known method of thermal protection of electronic modules by removing heat using two layers of heat-shielding mixtures, consisting of 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, calcium and a double salt of sodium citrate are coated with a porous shell of silicic acid (application No. 2004126459/09 (028595), IPC 7 H05K 7/20, H05K 5/02).

Известно устройство для осуществления способа тепловой защиты электронных модулей, которое 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 двойной соли цитрата натрия, причем кристаллы цитратов бария, кальция и двойной соли цитрата натрия покрыты пористой оболочкой из кремниевой кислоты (заявка №2004126459/09(028595), МПК 7 Н05K 7/20, Н05K 5/02).A device is known for implementing a method of thermal protection of electronic modules, which 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, moreover, 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 of crista catch of barium citrate and calcium citrate, part of the cavity between the inner surfaces of the heat-reflecting casing and electronic modules is filled with a mixture of crystals of barium citrate and a double salt of sodium citrate, and the crystals of barium citrate and a double salt of sodium citrate are covered with a porous shell of silicic acid (application No. 2004126459/09 (028595), IPC 7 H05K 7/20, H05K 5/02).

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

Недостатком ближайших аналогов является малая удельная теплоотводящая способность смесей, в результате чего для защиты модулей от воздействия высоких температур окружающей среды в течение необходимого периода времени требуется значительная масса смеси, что неприемлемо при ограниченных объемах.A disadvantage of the closest analogues is the low specific heat dissipation ability of the mixtures, as a result of which a significant mass of the mixture is required to protect the modules from exposure to high ambient temperatures for the required period of time, which is unacceptable with limited volumes.

Технический результат, достигаемый при реализации предлагаемых изобретений, заключается в повышении удельной теплоотводящей способности смесей и обеспечении их работы в течение необходимого периода времени меньшим по массе и объему количеством смеси.The technical result achieved by the implementation of the proposed invention is to increase the specific heat dissipation ability of the mixtures and ensure their operation for the required period of time with a smaller amount of the mixture in mass and volume.

Технический результат достигается за счет того, что в способе тепловой защиты электронных модулей путем отвода тепла из устройства с помощью теплозащитной смеси в качестве теплозащитной смеси используют смесь кристаллов цитрата бария и цитрата кальция в весовом соотношении от 80:20 до 40:60 с гелем кремниевой кислоты и цитрата натрия, причем кристаллы цитрата бария и цитрата кальция предварительно покрыты оболочкой из абиетата цинка, насыщенной смесью кремниевой кислоты и цинкатов натрия.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 a heat shield, a mixture of crystals of barium citrate and calcium citrate in a weight ratio of 80:20 to 40:60 with silica gel is used as a heat shield and sodium citrate, the crystals of barium citrate and calcium citrate being pre-coated with a zinc abietate shell saturated with a mixture of silicic acid and sodium zincates.

Устройство для осуществления способа тепловой защиты электронных модулей содержит корпус, внутренние поверхности которого образуют полость для размещения в ее центре электронных модулей, термическую прокладку, прилегающую к внутренней поверхности корпуса, средства для удаления из корпуса газообразных продуктов, при этом пространство между электронными модулями и термической прокладкой заполнено смесью кристаллов цитрата бария и цитрата кальция с гелем кремниевой кислоты и цитрата натрия, причем кристаллы цитрата бария и цитрата кальция предварительно покрыты оболочкой из абиетата цинка, насыщенной смесью кремниевой кислоты и цинкатов натрия.A device for implementing the method of thermal protection of electronic modules comprises a housing, the inner surfaces of which form a cavity for placement of electronic modules in its center, a thermal gasket adjacent to the internal surface of the housing, means for removing gaseous products from the housing, while the space between the electronic modules and the thermal gasket filled with a mixture of crystals of barium citrate and calcium citrate with a gel of silicic acid and sodium citrate, and crystals of barium citrate and citrate Pre-coated with a coating of zinc abietate, saturated with a mixture of silicic acid and sodium zincates.

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

Устройство тепловой защиты содержит корпус 1, изготовленный, обычно, из металла высокой прочности. Корпус 1 может иметь любую требуемую форму, обеспечивающую устойчивость к раздавливанию и проникающему удару. К внутренней поверхности корпуса 1 прилегает термическая прокладка 2 из материала на основе базальтовых волокон, имеющих высокую пористость и низкий коэффициент теплопроводности. В центре внутренней полости корпуса 1 расположен защищаемый электронный модуль 3. Теплозащитная смесь 4 занимает пространство между электронным модулем 3 и прокладкой 2 и состоит из кристаллов цитрата бария и цитрата кальция, смешанных с гелем кремниевой кислоты и цитрата натрия, причем кристаллы цитрата бария и цитрата кальция предварительно покрыты высокопористой, нерастворимой в воде оболочкой из абиетата цинка, насыщенной смесью кремниевой кислоты и цинкатов натрия. Корпус 1 закрыт крышкой 5. Корпус 1 и крышка 5 имеют специальные отверстия для удаления пара из устройства.The thermal protection device comprises a housing 1, usually made of high strength metal. The housing 1 may have any desired shape, providing resistance to crushing and penetrating shock. A thermal pad 2 made of a material based on basalt fibers having high porosity and a low coefficient of thermal conductivity is adjacent to the inner surface of the housing 1. A shielded electronic module 3 is located in the center of the internal cavity of the housing 1. The heat-shielding mixture 4 occupies the space between the electronic module 3 and the gasket 2 and consists of crystals of barium citrate and calcium citrate mixed with silica gel and sodium citrate, with crystals of barium citrate and calcium citrate pre-coated with a highly porous, water-insoluble zinc abietate shell saturated with a mixture of silicic acid and sodium zincates. The housing 1 is closed by a cover 5. The housing 1 and the cover 5 have special openings for removing steam from the device.

При воздействии на корпус 1 высокой температуры энергия поступающего тепла идет на выделение и испарение воды из кремниевой кислоты и плавление солей с последующей дегидратацией смеси 4. Структура смеси 4 представляет собой вязкую, резиноподобную массу, что заставляет водяной пар идти к корпусу 1 с большим гидравлическим сопротивлением. Работа смеси 4 происходит следующим образом: при температуре слоя 103...105°С идет дегидратация геля кремниевой кислоты, при этом пар выходит через еще не работающие соли и покрытие из абиетата цинка. При температуре 135°С, 150°С, 185°С идет плавление и дегидратация цитратов бария, кальция, при этом выход пара затрудняется покрытием солей и мелкодисперсным кварцем обезвоженного геля кремниевой кислоты. При температуре слоя 205°С в слоях геля и солей, вышерасположенных и отработанных, происходит плавление покрытия из абиетата цинка, сдерживаемое кварцем геля и отработанными солями, что дополнительно повышает экономный расход водяного пара на охлаждение.When exposed to a high temperature on the housing 1, the energy of the incoming heat is allocated and water is evaporated from silicic acid and the salts are melted, followed by dehydration of the mixture 4. The structure of the mixture 4 is a viscous, rubbery mass, which causes water vapor to go to the housing 1 with high hydraulic resistance . The work of mixture 4 is as follows: at a temperature of the layer 103 ... 105 ° C, dehydration of the gel of silicic acid takes place, while the vapor leaves through not working salts and the coating from zinc abietate. At a temperature of 135 ° C, 150 ° C, 185 ° C, barium and calcium citrates are melted and dehydrated, while the vapor output is hindered by coating salts and finely dispersed quartz of anhydrous silica gel. At a temperature of the layer of 205 ° C in the layers of the gel and salts upstream and spent, the coating of zinc abietate melts, restrained by silica gel and spent salts, which further increases the economical consumption of water vapor for cooling.

Эти реакции при равномерном тепловом потоке происходят послойно, в одной паровой и нескольких, концентрически расположенных относительно модуля 3, «расплавленных оболочках» толщиной 0,5...0,8 мм, повторяющих форму внутренней поверхности корпуса 1 и перемещающихся от периферии к центру. Высокая энергия дегидратации используемой смеси 4 обусловлена наличием молекул только конституционной воды первичной гидратации в цитратах бария и кальция, нечетного количества молекул воды в цитрате бария и цитрате кальция.These reactions with a uniform heat flux occur in layers, in one steam and several, “concentric shells” 0.5 ... 0.8 mm thick concentric with respect to module 3, repeating the shape of the inner surface of the housing 1 and moving from the periphery to the center. The high dehydration energy of the used mixture 4 is due to the presence of molecules of only constitutional water of primary hydration in barium and calcium citrates, an odd number of water molecules in barium citrate and calcium citrate.

Явления плавления и дегидратации смеси 4 сопровождаются испарением воды. При прохождении водяного пара через смесь 4 происходит отвод тепла от модулей 3 и принудительное охлаждение корпуса 1. Такой процесс позволяет удерживать максимальную температуру платы модуля 3 на уровне приемлемых величин - 98...102°С, то есть на уровне, при котором электронному модулю 3, находящемуся в корпусе 1, не наносится существенного повреждения. Однако накопление большого количества пара внутри герметичного корпуса 1 может привести к перегреву данного пара и повышению температуры электронного модуля 3 выше критической. Для выхода пара в корпусе 1, крышке 5 имеются специальные отверстия. Выход пара специально затруднен образующейся структурой отработанных и частично отработанных слоев смеси 4, что ведет к более экономному расходу водяного пара и, следовательно, увеличению времени работы смеси. Толщина слоев смеси 4 зависит от весовых соотношений солей и геля кремниевой кислоты в этих смесях и от времени их дегидратации.The melting and dehydration phenomena of mixture 4 are accompanied by evaporation of water. When water vapor passes through the mixture 4, heat is removed from the modules 3 and the case 1 is forced to cool. This process allows you to keep the maximum temperature of the module 3 board at the level of acceptable values - 98 ... 102 ° C, that is, at the level at which the electronic module 3, located in the housing 1, does not cause significant damage. However, the accumulation of a large amount of steam inside the sealed enclosure 1 can lead to overheating of this steam and an increase in the temperature of the electronic module 3 above the critical value. To exit the steam in the housing 1, the cover 5 has special holes. The steam outlet is specially hindered by the resulting structure of the spent and partially worked out layers of the mixture 4, which leads to a more economical consumption of water vapor and, consequently, an increase in the operating time of the mixture. The thickness of the layers of the mixture 4 depends on the weight ratios of salts and gel of silicic acid in these mixtures and on the time of their dehydration.

Вязкая, резиноподобная структура смесей способствует рассеиванию части энергии ударов по корпусу устройства.The viscous, rubber-like structure of the mixtures contributes to the dissipation of part of the energy of the impacts on the body of the device.

Использование в предлагаемых способе и устройстве теплозащитного слоя, состоящего из смеси кристаллов цитрата бария, цитрата кальция, геля кремниевой кислоты и цитрата натрия, кроме того, кристаллы цитрата бария и цитрата кальция предварительно покрыты оболочкой из абиетата цинка, насыщенной смесью кремниевой кислоты и цинкатов натрия, позволило увеличить удельную теплоотводящую способность смеси на 55-60% и обеспечило защиту электронного модуля меньшей массой смеси в течение не менее 60 минут при температуре 1100°С и 10 часов при температуре 260°С.The use in the proposed method and device of a heat-protective layer consisting of a mixture of crystals of barium citrate, calcium citrate, gel of silicic acid and sodium citrate, in addition, crystals of barium citrate and calcium citrate are pre-coated with a zinc abietate shell saturated with a mixture of silicic acid and sodium zincates, allowed to increase the specific heat-transfer ability of the mixture by 55-60% and ensured the protection of the electronic module with a lower mass of the mixture for at least 60 minutes at a temperature of 1100 ° C and 10 hours at a temperature f 260 ° C.

Claims (2)

1. Способ тепловой защиты электронных модулей путем отвода тепла с помощью теплозащитной смеси, отличающийся тем, что в качестве теплозащитной смеси используют смесь кристаллов цитрата бария и цитрата кальция в весовом соотношении от 80:20 до 40:60 с гелем кремниевой кислоты и цитрата натрия, причем кристаллы цитрата бария и цитрата кальция предварительно покрыты оболочкой из абиетата цинка, насыщенной смесью геля кремниевой кислоты и цинкатов натрия.1. The method of thermal protection of electronic modules by removing heat using a heat-shielding mixture, characterized in that as a heat-shielding mixture using a mixture of crystals of barium citrate and calcium citrate in a weight ratio of from 80:20 to 40:60 with a gel of silicic acid and sodium citrate, moreover, the crystals of barium citrate and calcium citrate are pre-coated with a zinc abietate shell saturated with a mixture of silicic acid gel and sodium zincates. 2. Устройство для осуществления способа тепловой защиты электронных модулей содержит корпус, внутренние поверхности которого образуют полость для размещения в ее центре электронных модулей, термическую прокладку, прилегающую к внутренней поверхности корпуса, и специальные средства удаления газообразных продуктов, отличающееся тем, что пространство между электронными модулями и термической прокладкой заполнено смесью кристаллов цитрата бария и цитрата кальция с гелем кремниевой кислоты и цитрата натрия, причем кристаллы цитрата бария и цитрата кальция предварительно покрыты оболочкой из абиетата цинка, насыщенной смесью кремниевой кислоты и цинкатов натрия.2. A device for implementing the method of thermal protection of electronic modules comprises a housing, the inner surfaces of which form a cavity for placement of electronic modules in its center, a thermal pad adjacent to the internal surface of the housing, and special means for removing gaseous products, characterized in that the space between the electronic modules and a thermal pad is filled with a mixture of crystals of barium citrate and calcium citrate with a gel of silicic acid and sodium citrate, and crystals of citrate bar I and calcium citrate of the pre-coated zinc abietate, a saturated mixture of silicic acid and zincates sodium.
RU2006136937/09A 2006-10-18 2006-10-18 Method and device for thermal protection of electronic modules RU2323557C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006136937/09A RU2323557C1 (en) 2006-10-18 2006-10-18 Method and device for thermal protection of electronic modules

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006136937/09A RU2323557C1 (en) 2006-10-18 2006-10-18 Method and device for thermal protection of electronic modules

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006109861 Substitution 2006-03-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2323557C1 true RU2323557C1 (en) 2008-04-27

Family

ID=39453210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006136937/09A RU2323557C1 (en) 2006-10-18 2006-10-18 Method and device for thermal protection of electronic modules

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2323557C1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN207587926U (en) The heat absorption heat insulation structural of battery module
US8592076B2 (en) Battery pack
US6238591B1 (en) Heat absorbing temperature control devices and method
CN213483832U (en) Battery module capable of inhibiting thermal runaway expansion of square-shell battery core
JP2013508041A (en) A high-temperature aerosol fire extinguishing apparatus having a high-temperature corrosion-resistant heat insulating layer and a method for producing the same.
KR102020794B1 (en) Flame Retardant Cable Tray for Fire Spreading Prevention
CN113136171A (en) Battery thermal runaway prevention filler and battery module thereof
CZ321099A3 (en) Heat accumulating and transferring apparatus
US6264854B1 (en) Heat absorbing temperature control devices and method
RU2323557C1 (en) Method and device for thermal protection of electronic modules
Takahashi Fire blanket and intumescent coating materials for failure resistance
RU2651428C2 (en) Electronic modules protection device
RU2420046C1 (en) Method for thermal shielding electronic modules and device for implementing said method
KR102156851B1 (en) Heat exchanger using PCM
RU2347334C1 (en) Method and device for heat protection of electronics packages
RU2220076C1 (en) Device for protection of data recorder memory circuits in emergency
RU2473982C1 (en) Heat shield for electronic memory module
RU57053U1 (en) DEVICE FOR THERMAL PROTECTION OF ELECTRONIC MODULES IN EMERGENCY CONDITIONS
CN218183694U (en) Electronic equipment and thermal protection device of chip thereof
RU2269166C1 (en) Device for thermal and mechanical protection of object
RU2324258C2 (en) Thermal protection device to protect electronic modules in emergency conditions
RU2269168C1 (en) Protective device
RU2275763C1 (en) Method and device for thermal protection of electronic modules
RU2263980C1 (en) Onboard unit for thermal and mechanical protection of object
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: 20121019