RU2533076C1 - Case for electronic equipment - Google Patents
Case for electronic equipment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2533076C1 RU2533076C1 RU2013125699/07A RU2013125699A RU2533076C1 RU 2533076 C1 RU2533076 C1 RU 2533076C1 RU 2013125699/07 A RU2013125699/07 A RU 2013125699/07A RU 2013125699 A RU2013125699 A RU 2013125699A RU 2533076 C1 RU2533076 C1 RU 2533076C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- electronic equipment
- equipment according
- holes
- rectangular hollow
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Cooling Or The Like Of Electrical Apparatus (AREA)
Abstract
Description
Предлагается устройство конструкции корпуса электронной аппаратуры, а именно малогабаритного бортового электронного блока управления, сбора и обработки данных с высоким энергопотреблением, предназначенного для ответственных применений в жестких условиях эксплуатации, в том числе на орбитальных космических аппаратах и орбитальных космических станциях.A device is proposed for the design of the body of electronic equipment, namely, a small-sized on-board electronic control unit for collecting and processing data with high energy consumption, intended for critical applications in harsh operating conditions, including on orbiting spacecraft and orbiting space stations.
Наиболее близким аналогом является патент на полезную модель RU 87599 U1 от 10.10.2009, в котором раскрыт корпус прибора, у которого на двух противолежащих сторонах корпуса выполнены радиаторы в виде оребрения с отверстиями, а на двух других противолежащих сторонах - отверстия под интерфейсы и органы управления электронной аппаратурой. При этом внутри корпуса в виде прямоугольного параллелепипеда имеется прикрепленная стенка, одна сторона которой служит для закрепления электронных компонентов, а другая представляет собой радиатор с установленным на нем вентилятором охлаждения. Кроме того, в корпусе в виде прямоугольного параллелепипеда также имеются отверстия для закрепления электронных компонентов. Недостатком данного технического решения является сложность установки в него электронной аппаратуры и недостаточное охлаждение электронной аппаратуры в условиях невесомости и космического вакуума (в условиях космического вакуума должно быть исполнение с опцией без вентиляторов).The closest analogue is the patent for utility model RU 87599 U1 dated 10.10.2009, in which the device housing is disclosed, in which radiators in the form of fins with holes are made on two opposite sides of the case, and holes for interfaces and controls are made on the other two opposite sides. electronic equipment. At the same time, inside the case in the form of a rectangular parallelepiped there is an attached wall, one side of which serves to fix electronic components, and the other is a radiator with a cooling fan mounted on it. In addition, in the case in the form of a rectangular parallelepiped, there are also holes for fixing electronic components. The disadvantage of this technical solution is the difficulty of installing electronic equipment in it and the insufficient cooling of electronic equipment in zero gravity and space vacuum (under conditions of space vacuum there must be a version with no fans).
Технический результат заключается в устранении указанных выше недостатков, а именно в упрощении установки в корпус различной электронной аппаратуры и улучшении охлаждения электронной аппаратуры.The technical result consists in eliminating the above disadvantages, namely, in simplifying the installation of various electronic equipment in the housing and improving the cooling of electronic equipment.
Технический результат достигается тем, что корпус электронной аппаратуры включает две металлические части в виде прямоугольного полого параллелепипеда, у каждой из которых с одного основания в вершинах выполнены фланцы с отверстиями для соединения данных частей посредством крепежного инструмента,The technical result is achieved in that the housing of the electronic equipment includes two metal parts in the form of a rectangular hollow parallelepiped, each of which has flanges with holes for connecting these parts by means of a fixing tool from one base at the vertices
при этом правая и левая внешние боковые стенки (расположенные друг напротив друга) прямоугольного полого параллелепипеда каждой металлической части корпуса представляют собой внешние радиаторы в виде множества параллельных ребер охлаждения (количество ребер может быть разным), а на передней и задней стенках параллелепипеда выполнены отверстия под интерфейсы и органы управления электронной аппаратурой и контроля состояния электронных систем,in this case, the right and left outer side walls (located opposite each other) of the rectangular hollow parallelepiped of each metal part of the body are external radiators in the form of many parallel cooling fins (the number of fins can be different), and holes for interfaces are made on the front and rear walls of the parallelepiped and controls for electronic equipment and monitoring the status of electronic systems,
кроме того, между параллельными ребрами охлаждения как в правой, так и левой боковых стенок параллелепипеда, по меньшей мере, одной металлической части корпуса выполнены, по меньшей мере два горизонтальных ряда вентиляционных отверстий с защитной сеткой, установленной с внутренней стороны стенки корпуса, а между двумя соседними рядами вентиляционных отверстий с защитной сеткой с каждой стороны части корпуса выполнены отверстия для установки внутри данной металлической части кронштейнов-направляющих и закрепления в них модуля сменного винчестера, выполненного в ударопрочном, полностью закрытом плоском алюминиевом корпусе, под который на передней стенке параллелепипеда выполнена соответствующая прорезь,in addition, between the parallel cooling fins in both the right and left side walls of the parallelepiped of at least one metal part of the housing, at least two horizontal rows of ventilation holes are made with a protective mesh installed on the inside of the housing wall, and between two adjacent rows of ventilation openings with a protective mesh on each side of the housing part have openings for mounting inside the metal part of the guide brackets and fixing the replaceable module to them hard disk provided in the impact-resistant, completely closed flat aluminum housing, under which the front wall is formed of a parallelepiped corresponding slot,
также в, по меньшей мере, одной металлической части корпуса в виде прямоугольного полого параллелепипеда выполнена заодно с данной частью горизонтальная стойка для закрепления электронных компонентов с одной стороны и радиатор из множества параллельных ребер охлаждения с установленными на нем вентиляторами для принудительного охлаждения - с другой стороны,also, in at least one metal part of the body in the form of a rectangular hollow parallelepiped, there is made at the same time a horizontal rack for securing electronic components on one side and a radiator from a plurality of parallel cooling fins with fans installed on it for forced cooling, on the other hand,
а верхняя и/или нижняя стенки оснований прямоугольного полого параллелепипеда имеют отверстия для присоединения электронной аппаратуры, выполнены съемными и имеют посадочные отверстия для присоединения корпуса к внешним посадочным местам на месте его установки.and the upper and / or lower walls of the bases of the rectangular hollow parallelepiped have holes for connecting electronic equipment, are removable and have mounting holes for connecting the housing to external seats at the installation site.
Предпочтительно корпус изготавливать из алюминиевого сплава АК6.Preferably, the housing is made of AK6 aluminum alloy.
Для обеспечения безопасности оператора необходимо чтобы все параллельные ребра охлаждения имели радиусы скругления не менее 2 мм.To ensure operator safety, it is necessary that all parallel cooling fins have round radii of at least 2 mm.
Для организации быстрого переноса тепла от тепловыделяющих элементов электронных компонентов к боковым стенкам корпуса, на которых расположены внешние радиаторы, используются твердотельные теплоотводы (не показаны), закрепляемые приклеиванием (используя клей ВК-9Т или эласил) к внутренней стороне радиатора на тепловыделяющих элементах электронных компонентов и внутренних стенках корпуса. Твердотельные теплоотводы получают из композита формой в виде уголка, толщиной порядка 2-3 мм. Данные твердотельные теплоотводы получают методом спекания алмазных микропорошков с размером 1-10 мкм при давлениях более 6 ГПа и температурах более 1500°C.To organize rapid heat transfer from the heat-generating elements of electronic components to the side walls of the case on which external radiators are located, solid-state heat sinks (not shown) are used that are fixed by gluing (using VK-9T or Elasil glue) to the inner side of the radiator on the heat-generating elements of electronic components and the inner walls of the housing. Solid-state heat sinks are obtained from a composite in the form of a corner, with a thickness of about 2-3 mm. These solid-state heat sinks are obtained by sintering diamond micropowders with a size of 1-10 microns at pressures of more than 6 GPa and temperatures of more than 1500 ° C.
Кроме того предпочтительно на внешние поверхности корпуса наносить терморегулирующее покрытие: грунтовку ВЛ-02, цвет черный и эмаль АК-243 черная.In addition, it is preferable to apply a thermostatic coating to the external surfaces of the casing: VL-02 primer, black color and AK-243 enamel black.
Также на верхней стенке корпуса может быть установлен съемный кронштейн для закрепления на нем монитора или TFT-панели (не показан).Also, a removable bracket can be mounted on the upper wall of the housing to secure a monitor or TFT panel (not shown).
Также предпочтительно на внутренние поверхности корпуса (а также и на внешние поверхности, когда на некоторые места внутренних поверхностей невозможно нанести из-за использования их для организации каналов отвода тепла), за исключением поверхностей, используемых для организации каналов для отвода тепла, наносить многослойную пленочную структуру, состоящую из чередующихся слоев с высокой магнитной проницаемостью на основе сплавов никель - железо и слоев с высокой электрической проводимостью - медь.It is also preferable to apply a multilayer film structure to the inner surfaces of the housing (as well as to the outer surfaces, when it is impossible to apply to some places of the inner surfaces due to their use for organizing heat removal channels), with the exception of the surfaces used to organize the channels for heat removal , consisting of alternating layers with high magnetic permeability based on nickel - iron alloys and layers with high electrical conductivity - copper.
В посадочные отверстия, верхней и/или нижней стенки оснований предпочтительно устанавливать втулки с внутренней резьбой, выполненные из титана, для обеспечения тепловой изоляции корпуса от посадочной поверхности.In the mounting holes, the upper and / or lower walls of the bases, it is preferable to install bushings with an internal thread made of titanium to provide thermal insulation of the housing from the landing surface.
В верхней и/или нижней стенках оснований прямоугольного полого параллелепипеда предпочтительно выполнять окантовочные бортики для фиксации металлических частей в виде прямоугольного полого параллелепипеда в горизонтальном положении при их сочленении.In the upper and / or lower walls of the bases of the rectangular hollow parallelepiped, it is preferable to make edging boards for fixing the metal parts in the form of a rectangular hollow parallelepiped in a horizontal position when they are joined.
Заявленное техническое решение поясняется фиг.1-10:The claimed technical solution is illustrated in figures 1-10:
- на фиг.1-показан модуль, предназначенный для установки съемного узла питания вид сверху;- figure 1 shows a module designed to install a removable power node top view;
- на фиг.2 - показан готовый (полностью собранный) модуль, предназначенный для установки съемного узла питания;- figure 2 - shows the finished (fully assembled) module designed to install a removable power supply;
- на фиг.3 - показан модуль, предназначенный для установки съемного узла питания, вид снизу;- figure 3 - shows a module designed to install a removable power supply, bottom view;
- на фиг.4 - показан модуль, предназначенный для установки одноплатного компьютера (МОПК), вид сверху;- figure 4 - shows a module designed to install a single-board computer (MOPC), top view;
- на фиг.5 - показан модуль, предназначенный для установки одноплатного компьютера (МОПК), вид сбоку;- figure 5 - shows a module designed to install a single-board computer (MOCC), side view;
- на фиг.6 - модуль, предназначенный для установки одноплатного компьютера (МОПК), вид снизу;- figure 6 is a module designed for installing a single-board computer (MOPK), bottom view;
- на фиг.7 - показан модуль, предназначенный для установки одноплатного компьютера (МОПК), вид сбоку;- Fig.7 - shows a module designed to install a single-board computer (MOCC), side view;
- на фиг.8 - показан общий вид корпуса электронной аппаратуры;- on Fig - shows a General view of the housing of electronic equipment;
- на фиг.9 - показан модуль, предназначенный для установки одноплатного компьютера (МОПК), вид, показывающий установку кронштейнов-направляющих и закрепления в них модуля сменного винчестера;- Fig. 9 shows a module for installing a single-board computer (MOCC), a view showing the installation of the guide brackets and fixing the removable hard drive module to them;
- на фиг.10 - показан модуль сменного винчестера.- figure 10 - shows a removable hard drive module.
На фиг.1-10 обозначены следующие позиции:1-10, the following positions are indicated:
1. Внешние радиаторы1. External radiators
2. Болты соединительные2. Connecting bolts
3. Гайки сферические3. Spherical nuts
4. Модуль сменного винчестера4. Removable hard drive module
5. Съемный узел питания5. Removable power supply
6. Серийно выпускаемые модули вторичного питания6. Commercially available secondary power modules
7. Посадочные места - титановые втулки7. Seats - titanium bushings
8. Бортик окантовочный8. The border is edging
9. Внутренний теплоотвод-радиатор9. Internal heat sink-radiator
10. Вентиляторы10. Fans
11. Одноплатный компьютер11. Single Board Computer
12. Вентиляционные отверстия12. Air vents
13. Кронштейны-направляющие под модуль сменного винчестера.13. Brackets-guides for the removable hard drive module.
Корпус представляет собой модульную конструкцию, состоящую, по меньшей мере, из двух модулей (может двух-четырех модулей) в виде прямоугольного полого параллелепипеда, скрепляемых между собой посредством крепежных элементов. Корпус изготавливают из алюминиевого сплава повышенной теплопроводности АК6.The housing is a modular structure consisting of at least two modules (maybe two to four modules) in the form of a rectangular hollow parallelepiped, fastened together by means of fasteners. The body is made of aluminum alloy of high thermal conductivity AK6.
Корпус, показанный на фиг.1-9, представляет собой двухмодульную конструкцию, включающую:The housing shown in figures 1-9, is a two-module design, including:
- первую часть - модуль, предназначенный для установки одноплатного компьютера (МОПК) (фиг.4-7 и 9);- the first part is a module designed to install a single-board computer (MOPC) (Figs. 4-7 and 9);
- вторую часть - модуль, предназначенный для установки съемного узла питания (МП) (фиг.1-3).- the second part is a module designed to install a removable power unit (MP) (Fig.1-3).
При сборке эти две части образуют единую конструкцию - моноблок (фиг.8). Вышеуказанные две части с одного основания имеют фланцы, которые скрепляются между собой с помощью четырех болтов соединительных (2), и четырех сферических гаек (3), в результате чего образуется единая конструкция корпуса.During assembly, these two parts form a single structure - a monoblock (Fig. 8). The above two parts from one base have flanges that are fastened together with four connecting bolts (2) and four spherical nuts (3), as a result of which a single body structure is formed.
Предлагаемый корпус предназначен для размещения высокопроизводительной компьютерной системы, основанной на базе серийно выпускаемых одноплатных компьютеров (11) - малогабаритных процессорных модулей в форматах Micro PC, PC/104, РС/104-Plus, PCIe/104, PCI/104 (или специально разработанных процессорных модулей для особых условий эксплуатации), съемного узла питания (5), выполненного на базе серийно выпускаемых модулей вторичного питания (6), модуля сменного винчестера, выполненного на базе серийно выпускаемых сменных накопителей памяти (например, твердотельный диск) или специально разработанных модулей памяти для особых условий эксплуатации.The proposed case is designed to accommodate a high-performance computer system based on commercially available single-board computers (11) - small-sized processor modules in the formats Micro PC, PC / 104, PC / 104-Plus, PCIe / 104, PCI / 104 (or specially designed processor modules for special operating conditions), a removable power supply unit (5), made on the basis of commercially available secondary power modules (6), a removable hard drive module, made on the basis of commercially available removable memory drives (for example, a solid state the first drive) or a specially designed memory modules for special operating conditions.
Кроме того, предлагаемый корпус может включать модуль расширения (не показан) в виде аналогичного полого параллелепипеда, имеющий фланцы со стороны верхнего и нижнего оснований и который ставится между первой и второй частями корпуса и скрепляется с ними также с помощью четырех винтов соединительных и четырех сферических гаек.In addition, the proposed housing may include an expansion module (not shown) in the form of a similar hollow parallelepiped, having flanges on the upper and lower bases and which is placed between the first and second parts of the housing and is also fastened to them with four connecting screws and four spherical nuts .
В предлагаемый корпус устанавливаются компьютерные системы, предназначенные для работы в составе других бортовых систем и оборудования в условиях жестких эксплуатационных воздействий и в том числе в необслуживаемом (дистанционно управляемом) режиме.In the proposed building, computer systems are installed that are designed to operate as part of other on-board systems and equipment under severe operating conditions, including in maintenance-free (remotely controlled) mode.
Конструкции каждого из модулей корпуса: МОПК, МП и модуля расширения представляют собой прямоугольный полый параллелепипед, у которого в передней и задней стенках имеются отверстия для разъемов и органов управления и контроля состояния электронных систем, правая и левая боковые стенки представляют собой внешние радиаторы (1), в виде множества параллельных ребер охлаждения (ребра могут располагаться горизонтально или вертикально, как показано на фиг.1-9). При этом между внешними параллельными ребрами охлаждения как в правой, так и в левой боковых стенках МОПК выполнены, по меньше мере, два горизонтальных ряда вентиляционных отверстий (ВО) (12) с защитной сеткой (ЗС), установленной с внутренней стороны. При этом между двумя соседними рядами вентиляционных отверстий (ВО) с защитной сеткой (ЗС) выполнен ряд отверстий для установки внутри модуля кронштейнов-направляющих (13) и закрепления в них модуля съемного винчестера. Кроме того, в каждом из модулей корпуса электронной аппаратуры (предпочтительно в МОПК) выполнена заодно с данной частью корпуса горизонтальная стойка для закрепления электронных компонентов с одной стороны и теплоотводом-радиатором (TP) (9) из множества параллельных ребер охлаждения с установленными на нем вентиляторами (10) для принудительного охлаждения - с другой стороны.The designs of each of the housing modules: MOPK, MP, and the expansion module are a rectangular hollow parallelepiped, in which there are holes in the front and rear walls for connectors and controls for monitoring the status of electronic systems, the right and left side walls are external radiators (1) , in the form of a plurality of parallel cooling fins (the fins may be horizontal or vertical, as shown in FIGS. 1-9). At the same time, between the external parallel cooling fins in both the right and left side walls of the MOCC, at least two horizontal rows of ventilation holes (BO) (12) are made with a protective mesh (ZS) installed on the inside. At the same time, between two adjacent rows of ventilation holes (BO) with a protective mesh (ZS), a series of holes were made for installing guide-rail brackets (13) inside the module and securing a removable hard drive module to them. In addition, in each of the modules of the case of electronic equipment (preferably in MOCC), a horizontal rack is made at the same time with this part of the case for fixing the electronic components on one side and with a heat sink-radiator (TP) (9) from a set of parallel cooling fins with fans installed on it (10) for forced cooling, on the other hand.
TP выполнен в виде плоской пластины с одной стороны которой выполнен радиатор из множества параллельных ребер охлаждения (см. фиг.4-6). TP содержит отверстия, позволяющие устанавливать со стороны радиатора, по меньшей мере, два вентилятора для обеспечения «горячего» резервирования. В конструкции МОПК и МП верхняя и/или нижняя стенки оснований (противоположные сторонам основания, имеющего фланцы) могут быть выполнены съемными и иметь посадочные отверстия, в которые можно устанавливать втулки с внутренней резьбой, выполненные из титана (7), для присоединения каждого модуля к внешним посадочным местам (фиг.3). В случае выполнения верхней и/или нижней стенки оснований (противоположные сторонам основания, имеющего фланцы) соответственно МОПК и МП съемными, то данные верхняя и/или нижняя стенки прикрепляются к модулям крепежными элементами, например винтами, проходящими насквозь верхней стенки и входящими в отверстия с резьбой во внутренних четырех утолщениях внутри параллелепипеда, как это показано на фиг.7 (для наглядности верхняя прикрепляемая стенка на фиг.7 не показана). Кроме того, верхняя и/или нижняя стенки оснований (противоположные сторонам основания, имеющего фланцы) соответственно МОПК и МП могут иметь отверстия для присоединения внутренних вертикальных стоек, на которых располагается дополнительный ярус электронных плат.TP is made in the form of a flat plate on one side of which a radiator is made of many parallel cooling fins (see Figs. 4-6). TP contains openings that allow installing at least two fans from the side of the radiator to provide “hot” redundancy. In the design of MOPK and MP, the upper and / or lower walls of the bases (opposite to the sides of the base having flanges) can be made removable and have mounting holes in which it is possible to install bushings with an internal thread made of titanium (7) to attach each module to external seats (figure 3). If the upper and / or lower walls of the bases (opposite to the sides of the base having flanges) are made removable, respectively, these upper and / or lower walls are attached to the modules with fasteners, for example, screws passing through the upper wall and entering holes with thread in the inner four bulges inside the box, as shown in Fig.7 (for clarity, the upper attached wall in Fig.7 is not shown). In addition, the upper and / or lower walls of the bases (opposite to the sides of the base having flanges), respectively, MOCC and MP can have holes for attaching internal vertical racks, on which an additional tier of electronic boards is located.
У каждого модуля сверху и снизу предпочтительно выполнять окантовочные бортики (8) для фиксации модулей в горизонтальном положении при их сочленении и обеспечения недопущения их смещения при перегрузках в горизонтальном направлении.It is preferable for each module from above and below to make edging boards (8) to fix the modules in a horizontal position when they are articulated and to prevent their displacement during overloads in the horizontal direction.
Все вышеуказанные элементы корпуса предлагается выполнить из сплава алюминия с повышенной теплопроводностью в виде единой фрезерованной конструктивной детали (или при многосерийном производстве - литьем, что значительно удешевляет изготовление).It is proposed that all of the above case elements be made of an aluminum alloy with increased thermal conductivity in the form of a single milled structural part (or in batch production, by casting, which significantly reduces the cost of manufacture).
В таблицах 1-3 представлены основные механические и физические характеристики наиболее известных и доступных теплопроводящих алюминиевых сплавов. Анализ характеристик, приведенных в этих таблицах 1-3, показал, что наиболее предпочтительными в части теплопроводности материалами для изготовления несущих конструкций модулей предлагаемого корпуса являются алюминиевые сплавы АК6 и АД31. Однако у сплава АД31 самый маленький предел кратковременной прочности (250 МПа), поэтому для изготовления предлагаемого корпуса предлагается применять сплав АК6, который сочетает в себе высокую теплопроводность и высокую механическую прочность. Данный сплав широко используется для ответственных силовых деталей авиационной техники, в частности в крыльях пассажирских самолетов.Tables 1-3 show the main mechanical and physical characteristics of the most famous and affordable heat-conducting aluminum alloys. An analysis of the characteristics shown in these tables 1-3 showed that the most preferred materials for the manufacture of load-bearing structures of modules of the proposed housing in terms of thermal conductivity are aluminum alloys AK6 and AD31. However, the AD31 alloy has the smallest short-term strength (250 MPa), therefore, it is proposed to use the AK6 alloy, which combines high thermal conductivity and high mechanical strength, for the manufacture of the proposed housing. This alloy is widely used for critical power parts of aircraft, in particular in the wings of passenger aircraft.
Механические свойства (при Т=20°C) алюминиевых сплавов, обладающих повышенной теплопроводностьюtable 2
Mechanical properties (at T = 20 ° C) of aluminum alloys with high thermal conductivity
В целях обеспечения безопасности, боковые стенки, представляющие собой внешние радиаторы, каждого из модулей должны иметь радиусы скругления не менее 2 мм.In order to ensure safety, the side walls, which are external radiators, of each of the modules must have radii of fillet of at least 2 mm.
Для создания оптимальных тепловых режимов в конструкции предлагаемого корпуса должно быть предусмотрено активное охлаждение потоком воздуха и пассивное кондуктивное охлаждение за счет естественной теплопроводности (системы кондуктивного охлаждения в виде радиаторов). Конструкция корпуса МОПК предусматривает наличие теплоотвода-радиатора (TP), позволяющего устанавливать на него вентиляторы, работающие в «горячем» резерве. Данные вентиляторы производят циркуляцию потока воздуха, поступающего внутрь корпуса МОПК через вентиляционные отверстия (ВО) с защитной сеткой (ЗС), направляя его по каналам TP, образованным ребрами радиатора, обеспечивая таким образом принудительное охлаждение путем обдува воздухом как самого TP, так и правой и левой боковых стенок, представляющих собой внешние радиаторы корпуса МОПК одновременно. Через ВО, находящиеся напротив каналов TP, происходит выдув потока воздуха, а через ВО, расположенные ниже, - вдув (либо, наоборот, зависит от того, каким образом работает вентилятор на вдув или на выдув). Такой способ охлаждения, в отличие от способа, основанного на применении тепловых труб (как это сделано в электронных модулях производства фирмы RTD Embedded Technologies, Inc., США), позволяет более эффективно отводить тепло от тепловыделяющих элементов процессорной платы в условиях невесомости, когда отсутствует естественная конвекция. Также необходимо отметить, что возможность применения тепловых труб на модулях орбитальных космических станций и орбитальных космических аппаратах, где находятся космонавты, в соответствии с требованиями безопасности ограничена и зависит от состава теплоносителя, используемого в тепловых трубах. Таким образом, в данной конструкции корпуса, работающего при экстремальных значениях температуры окружающей среды, используется сочетание активного охлаждения системной среды (атмосфера и конструктив корпуса) и пассивного кондуктивного теплоотвода.To create optimal thermal conditions in the design of the proposed housing should be provided for active cooling by air flow and passive conductive cooling due to natural heat conduction (conductive cooling system in the form of radiators). The design of the MOCC housing provides for a heat sink-radiator (TP), which allows you to install fans operating in the "hot" reserve on it. These fans circulate the flow of air entering the MOCC housing through the ventilation holes (BO) with a protective mesh (ZS), directing it through the TP channels formed by the radiator fins, thus providing forced cooling by blowing air both TP and the right and left side walls, which are external radiators of the MOCC housing at the same time. Air flow is blown through the air vents opposite the TP channels, and air is blown out through the air vents located below (or, vice versa, it depends on how the blowing or blowing fan works). This cooling method, in contrast to the method based on the use of heat pipes (as is done in electronic modules manufactured by RTD Embedded Technologies, Inc., USA), allows more efficient heat removal from the heat-generating elements of the processor board in zero gravity conditions when there is no natural convection. It should also be noted that the possibility of using heat pipes on the modules of orbiting space stations and orbiting spacecraft, where astronauts are located, is limited in accordance with safety requirements and depends on the composition of the heat carrier used in heat pipes. Thus, in this case design, operating at extreme ambient temperatures, a combination of active cooling of the system environment (atmosphere and case structure) and passive conductive heat sink is used.
Дополнительно, для организации быстрого переноса тепла от тепловыделяющих элементов электронных компонентов к боковым стенкам корпуса МОПК, на которых размещены радиаторы, предлагается использовать специально организованные эффективные каналы для кондуктивного отвода тепла - твердотельные теплоотводы (ТТ) (вместо широко используемых тепловых труб), получаемые методом спекания алмазных микропорошков с размером от 1 до 10 мкм при давлениях более 6 ГПа и температурах более 1500°C.Такие теплоотводы обладают высокими прочностными характеристиками (прочность на разрушение может достигать 3,5 ГПа) и высокими значениями теплопроводности (350-450 Вт/(м·К)). Данные теплоотводы крепятся к тепловыделяющим элементам и внутренним стенкам корпуса на клей ВК-9 или теплопроводящий клей-герметик эласил-242.Additionally, to organize the rapid transfer of heat from the heat-generating elements of electronic components to the side walls of the MOCC housing on which the radiators are located, it is proposed to use specially organized effective channels for conductive heat removal - solid-state heat sinks (CT) (instead of widely used heat pipes) obtained by sintering diamond micropowders with a size of 1 to 10 microns at pressures of more than 6 GPa and temperatures of more than 1500 ° C. Such heat sinks have high strength characteristics ikami (strength degradation can reach 3.5 GPa) and a high thermal conductivity (350-450 W / (m · K)). These heat sinks are attached to the heat-generating elements and the inner walls of the body with VK-9 glue or Elasil-242 heat-conducting adhesive sealant.
На внешние поверхности модулей, входящих в состав корпуса для обеспечения определенных тепловых радиационных характеристик As не менее 0,95 и εn не менее 0,92 наносится терморегулирующее покрытие (например, грунтовка ВЛ-02, цвет черный и эмаль АК-243 черная), что обеспечивает более эффективную теплоотдачу.On the external surfaces of the modules that make up the casing to ensure certain thermal radiation characteristics A s of at least 0.95 and ε n of at least 0.92, a temperature-controlled coating is applied (for example, VL-02 primer, black and AK-243 enamel black) that provides more effective heat transfer.
Конструкция МОПК предусматривает возможность установки (на верхней съемной стенке МОПК) съемного кронштейна для закрепления на нем монитора или TFT-панели.The design of the MOCC provides for the possibility of installing (on the upper removable wall of the MOCC) a removable bracket for mounting a monitor or TFT panel on it.
Для обеспечения высокой эффективности экранирования в условиях повышенных требований по электромагнитной совместимости (ЭМС) предлагается использовать экран, представляющий собой многослойную пленочную структуру, состоящую из чередующихся слоев с высокой магнитной проницаемостью (на основе сплавов никель - железо) и слоев с высокой электрической проводимостью (медь). МПЭ предлагается наносить на внутренние поверхности модулей (за исключением поверхностей, используемых для организации каналов для кондуктивного отвода тепла) с помощью технологии электролитического осаждения.To ensure high shielding efficiency in conditions of increased requirements for electromagnetic compatibility (EMC), it is proposed to use a screen that is a multilayer film structure consisting of alternating layers with high magnetic permeability (based on nickel-iron alloys) and layers with high electrical conductivity (copper) . It is proposed that MPE be applied to the internal surfaces of modules (with the exception of surfaces used to organize channels for conductive heat removal) using electrolytic deposition technology.
Технология электролитического осаждения позволяет формировать МПЭ с требуемыми магнитными и электрическими характеристиками, количеством и толщиной отдельных слоев, обеспечивает высокую технологичность процесса, возможность формирования на корпусах сложной геометрической формы, обеспечивает жесткую фиксацию конструкции экрана.The technology of electrolytic deposition allows the formation of MPE with the required magnetic and electrical characteristics, the number and thickness of individual layers, provides a high technological process, the possibility of forming complex geometric shapes on the cases, provides a rigid fixation of the screen design.
Эффективность экранирования МПЭ значительно выше, чем у равных по толщине экранов из однослойных магнитомягких материалов, что позволяет снизить массу экранируемых блоков аппаратуры.The shielding efficiency of MPE is much higher than that of equal-thickness screens made of single-layer magnetically soft materials, which reduces the mass of shielded units of equipment.
Для удобства оператора корпус электронной аппаратуры имеет на внешних поверхностях модулей предлагаемого корпуса кнопки и тумблеры для включения и выключения различных режимов работы, а также наличие светодиодной индикации для оперативной визуализации результатов контроля состояния электронных систем.For the convenience of the operator, the electronic equipment case has buttons and toggle switches on and off the various modes of operation on the external surfaces of the modules of the proposed case, as well as the presence of LED indicators for the operational visualization of the results of monitoring the status of electronic systems.
Конструкция МП предусматривает наличие съемного узла питания (плита из алюминия с установленными на ней серийно изготавливаемыми модулями вторичного питания, имеющими фланцы с посадочными местами и ортогональные выводы), который устанавливается на корпус МП на теплопроводящий клей-герметик эласил-242 и позволяет обеспечивать применение различных типов модулей вторичного питания (в зависимости от условий эксплуатации, энерговыделения и набора выдаваемых ими вторичных напряжений питания, радиационной стойкости и исполнения) без доработки конструкции корпуса МП.The MP design provides for a removable power supply unit (aluminum plate with commercially available secondary power modules installed on it, having flanges with seats and orthogonal leads), which is installed on the MP case on the heat-conducting Elasil-242 adhesive-sealant and allows for the use of various types secondary power supply modules (depending on operating conditions, energy release and a set of secondary power supply voltages, radiation resistance and performance generated by them) without modifying weights design MP.
На корпусе МП предусмотрены посадочные места, представляющие собой втулки с внутренней резьбой, выполненные из титана, для обеспечение тепловой изоляции корпуса электронной аппаратуры от посадочной поверхности, на которую он устанавливается, так как температура на посадочной поверхности может быть в диапазоне от минус 150°C до плюс 125°C.On the MP case, seats are provided, which are bushings with an internal thread made of titanium, to ensure thermal insulation of the electronic equipment case from the seating surface on which it is installed, since the temperature on the seating surface can be in the range from minus 150 ° C to plus 125 ° C.
Применение корпусов электронной аппаратуры в таком исполнении:The use of electronic equipment cases in this design:
1. В условиях невесомости в герметичных обитаемых (повышенные требования по газовыделению) приборных отсеках модулей орбитальных космических станций (например, международная космическая станция) и орбитальных космических аппаратов (например, «ОКА-МКС») с верхней границей диапазона температур окружающей среды (воздуха) вплоть до плюс 60°C и потреблением ОПК вплоть до 30 Вт.1. In zero gravity conditions in sealed habitable (increased gas release requirements) instrument compartments of the modules of orbital space stations (for example, the international space station) and orbital spacecraft (for example, “OKA-ISS”) with the upper limit of the ambient temperature (air) range up to plus 60 ° C and the consumption of the OPK up to 30 watts.
2. На борту мобильных или стационарных наземных автономных лабораторий и станций как устройство сбора данных и управления режимами работы комплексов бортовой аппаратуры в жестких условиях эксплуатации (жестких механических воздействий, невесомости, повышенной радиации и широком диапазоне температур окружающей среды (воздуха) от минус 40°C до плюс 60°C.2. On board mobile or stationary ground-based autonomous laboratories and stations as a device for collecting data and controlling the operating modes of on-board equipment complexes in harsh operating conditions (severe mechanical stress, weightlessness, increased radiation and a wide range of ambient temperature (air) from minus 40 ° C up to plus 60 ° C.
3. Для автомобильного, железнодорожного, воздушного и водного транспорта, в сельском хозяйстве или на объектах добычи и переработки сырья и энергоносителей.3. For automobile, railway, air and water transport, in agriculture or at the facilities for the extraction and processing of raw materials and energy.
4. На объектах атомной отрасли.4. At the facilities of the nuclear industry.
Claims (10)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013125699/07A RU2533076C1 (en) | 2013-06-04 | 2013-06-04 | Case for electronic equipment |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013125699/07A RU2533076C1 (en) | 2013-06-04 | 2013-06-04 | Case for electronic equipment |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2533076C1 true RU2533076C1 (en) | 2014-11-20 |
Family
ID=53382605
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013125699/07A RU2533076C1 (en) | 2013-06-04 | 2013-06-04 | Case for electronic equipment |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2533076C1 (en) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU175805U1 (en) * | 2017-05-11 | 2017-12-20 | Акционерное общество "Научно-технический центр ЭЛИНС" | RADIO ELECTRONIC CONTROL UNIT |
RU179613U1 (en) * | 2017-10-13 | 2018-05-21 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт автоматической аппаратуры им. академика В.С. Семенихина" (АО "НИИАА") | Portable secure electronic computing device with a resistive forced cooling system |
RU190079U1 (en) * | 2019-02-26 | 2019-06-18 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Onboard equipment case |
RU190948U1 (en) * | 2019-03-12 | 2019-07-17 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Onboard equipment case |
RU197263U1 (en) * | 2019-09-12 | 2020-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью «РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ИННОВАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ" (ООО «РадИС») | AMP POWER AMPLIFIER |
RU2809795C1 (en) * | 2023-09-21 | 2023-12-18 | Акционерное общество "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (АО "НИИФИ") | Electronic unit explosion-proof housing |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5941300A (en) * | 1996-05-28 | 1999-08-24 | Illinois Tool Works Inc. | Self-contained heat exchange apparatus |
RU2239267C2 (en) * | 2002-10-23 | 2004-10-27 | Закрытое акционерное общество "Электон" | Cabinet for electric motors control station |
RU87599U1 (en) * | 2009-05-18 | 2009-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" им. Г.А. Ильенко" (ОАО "ЭЛАРА") | DEVICE HOUSING |
RU89799U1 (en) * | 2009-07-28 | 2009-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" | CABINET OF RADIO ELECTRONIC EQUIPMENT |
-
2013
- 2013-06-04 RU RU2013125699/07A patent/RU2533076C1/en active IP Right Revival
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5941300A (en) * | 1996-05-28 | 1999-08-24 | Illinois Tool Works Inc. | Self-contained heat exchange apparatus |
RU2239267C2 (en) * | 2002-10-23 | 2004-10-27 | Закрытое акционерное общество "Электон" | Cabinet for electric motors control station |
RU87599U1 (en) * | 2009-05-18 | 2009-10-10 | Открытое акционерное общество "Научно-производственный комплекс "ЭЛАРА" им. Г.А. Ильенко" (ОАО "ЭЛАРА") | DEVICE HOUSING |
RU89799U1 (en) * | 2009-07-28 | 2009-12-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Омский научно-исследовательский институт приборостроения" | CABINET OF RADIO ELECTRONIC EQUIPMENT |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU175805U1 (en) * | 2017-05-11 | 2017-12-20 | Акционерное общество "Научно-технический центр ЭЛИНС" | RADIO ELECTRONIC CONTROL UNIT |
RU179613U1 (en) * | 2017-10-13 | 2018-05-21 | Акционерное общество "Ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт автоматической аппаратуры им. академика В.С. Семенихина" (АО "НИИАА") | Portable secure electronic computing device with a resistive forced cooling system |
RU190079U1 (en) * | 2019-02-26 | 2019-06-18 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Onboard equipment case |
RU190948U1 (en) * | 2019-03-12 | 2019-07-17 | Акционерное общество "Концерн "Созвездие" | Onboard equipment case |
RU197263U1 (en) * | 2019-09-12 | 2020-04-16 | Общество с ограниченной ответственностью «РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ИННОВАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ" (ООО «РадИС») | AMP POWER AMPLIFIER |
RU2809795C1 (en) * | 2023-09-21 | 2023-12-18 | Акционерное общество "НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ФИЗИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ" (АО "НИИФИ") | Electronic unit explosion-proof housing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2533076C1 (en) | Case for electronic equipment | |
US10696430B2 (en) | Modular satellite | |
US9351424B2 (en) | Passive cooling enclosure system and method for electronics devices | |
US9258926B2 (en) | System and method for fluid cooling of electronic devices installed in a sealed enclosure | |
EP2887788B1 (en) | Electronics chassis and method of fabricating the same | |
US6765793B2 (en) | Ruggedized electronics enclosure | |
US10201117B2 (en) | Integrated high density server vault with HVAC ups backup | |
US8164901B2 (en) | High efficiency heat removal system for rack mounted computer equipment | |
EP3175687B1 (en) | Adaptable container mounted cooling solution | |
US9578781B2 (en) | Heat management for electronic enclosures | |
BR102013007321A2 (en) | heat exchanger for traction converters | |
US10028414B2 (en) | Passive cooling features for electronics equipment cabinets | |
US10645844B2 (en) | Electronics cooling module | |
CN103889191B (en) | Configurable cooling system for adverse circumstances | |
TW201221008A (en) | Server rack structure has vibration isolation function | |
US9949403B2 (en) | Method and device for cooling equipment provided with electronic boards, using at least one distinct fluid-cooled cooling board | |
JP7298216B2 (en) | Server cooling device, server system, and server cooling method | |
US20220400574A1 (en) | Modular data centre | |
CN103347376A (en) | Outdoor radar machine cabinet | |
CN105593955B (en) | Portable thermal for corrugated transformer tank exchanges panel | |
EP3289844B1 (en) | Airfoil frame for computer room air conditioning unit | |
US11937407B2 (en) | Photo-etched chassis cooling walls | |
Coles et al. | Rack-Level Cooling and Cold Plate Cooling | |
NL1042555B1 (en) | Method for cooling electronic circuit boards by a flexible membrane | |
CN113453492A (en) | Aircraft and method for thermal management |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200605 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20210806 |