RU2323557C1 - Method and device for thermal protection of electronic modules - Google Patents
Method and device for thermal protection of electronic modules Download PDFInfo
- 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
Links
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
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)
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) |
-
2006
- 2006-10-18 RU RU2006136937/09A patent/RU2323557C1/en not_active IP Right Cessation
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 |