Радіоелектронний блок

Реферат: Радіоелектронний блок, що складається із зварного корпусу, в якому знаходяться джерело живлення, модулі управління, пристрій фільтрації, комутаційний пристрій, вилки з комплектами кріплення, прокладки для забезпечення герметичності, лапи кріплення блока, клеми заземлення, причому корпус виконано монолітним з двома відсіками, один для комутаційного пристрою, інший для джерела живлення та модулів управління, комутаційний пристрій складається з двох багатошарових друкованих плат, об'єднаних гнучким шлейфом, в одну з яких впаяно контакти вилок, вилки механічно зафіксовані до панелі, яка виконує функцію однієї з кришок блока, після чого дана плата механічно фіксується до панелі, також на цій платі реалізується функціонал (радіоелементи) пристрою фільтрації, а в іншу друковану плату впаяно розетки для під'єднання джерела живлення та модулів управління, відсік для джерела живлення та модулів управління має спеціальні П-подібні пази, в яких за допомогою кришки з спеціальними П-подібними пазами механічно фіксуються направляючі, на яких механічно закріплені модулі управління та радіатор джерела живлення, на якому механічно фіксуються його друкована плата та радіоелементи. UA 107676 U (54) РАДІОЕЛЕКТРОННИЙ БЛОК UA 107676 U UA 107676 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі радіоелектроніки, а саме до конструювання радіоелектронної апаратури, що використовується в авіаційних системах як засіб керування та контролю авіаційними двигунами літального апарату, що експлуатується в жорстких механокліматичних умовах. Відомий радіоелектронний блок управління і контролю турбогвинтовим двигуном МС-14 БУК-500-14 показано на Фіг. 1 (вигляд зліва) та Фіг. 2 (вигляд справа). Фіг. 4 - БУК-500-14 (не показані: зварний корпус 1, кришки 11, 12, вологопатрон 14 та його кріплення 13, вилки 6, кабелі 19). Фіг. 5 - БУК-500-14 (не показані: зварний корпус 1, кришки 11, 12, вологопатрон 14 та його кріплення 13, вилки 6, джерело живлення 2, прокладки для забезпечення герметичності 8, комплекти кріплення вилок 7, модулі управління 3, кабелі 19). Пристрій складається з: - зварного корпусу 1, в якому знаходяться: джерело живлення 2, модулі управління 3, пристрій фільтрації 4, комутаційний пристрій 5, вилки 6 з комплектами кріплення 7, прокладки для забезпечення герметичності 8, - лап кріплення блока 9, - клеми заземлення 10, - та двох кришок 11, 12, в одній з яких при використанні спеціального кріплення 13 закріплюється вологопатрон 14 з силікагелем 15. На Фіг. 3 показано розріз кришки 12 з вологопатроном 14. Комутаційний пристрій, показаний на Фіг. 6, складається з: - піддону 16 (до якого фіксується плата 17 та розетки 18, для під'єднання модулів управління 3, а також частково фіксується пристрій фільтрації 4), - плати 17 (в яку запаюються розетки 18), - кабелів 19 (які з'єднують (шляхом пайки) плату 17 (розетки 18) з вилками 6, пристроєм фільтрації 4, розетками 20 для під'єднання джерела живлення 2, розетками 21 для під'єднання одного з модулів управління 3), - хомутів 22 (використовуються для фіксації кабелів до корпусу, щоб уникнути механічних пошкоджень кабелів (шляхом тертя) під час вібрації, якій піддається блок (пристрій)). Описаний пристрій (БУК-500-14) вибираємо як прототип. Недоліками цього пристрою є: - великі габаритні розміри; - складність при його складанні та налаштуванні, внаслідок фіксації джерела живлення та одного з модулів керування на стінках блока, а також вилок в стінках корпусу (створюється певна послідовність складання, наприклад: існують складові модулі пристрою - А, Б, В, Г, Д, вони встановлюються (фіксуються) в пристрій у послідовності А, Б, В, Г, Д. Якщо потрібно замінити (або налаштувати) модуль А, то спочатку потрібно вийняти модулі Д, Г, В, Б); - складність та значний період виготовлення кабелів 19 для комутаційного пристрою. Фіг. 7 Комутаційний пристрій (не показані: плата 17, піддон 16, пристрій фільтрації 4). (Кабелі виготовляються ручним методом. Під час встановлення (налаштування) комутаційного пристрою в корпус, кабелі піддаються деформації, що (як показує практика) призводить до погіршення, а інколи і втрати електричного контакту між складовими блока. Даний факт, на стадії налаштування, потребує багато додаткового часу для його вирішення); - велика ймовірність виходу з ладу (помилок в роботі) модулів управління в зв'язку з конструктивними особливостями корпусу пристрою. (Корпус пристрою показаний на Фіг. 8 є зварним. Він складається з верхнього фланця 23, обичайки 24 та нижнього фланця 25, які з'єднуються шляхом зварювання (зварювальні шви 26). Як показує практика, деякі поверхні 27, 28, до яких фіксуються модулі управління (на Фіг. 9 показаний один з модулів управління), верхнього фланця 23 та нижнього фланця 25, мають певну погрішність в паралельності. Модулі управління мають чотири місця для фіксації до корпусу. Два з цих місць 29 фіксуються до верхнього фланця 23, а інші два 30 до нижнього 25. Наявність погрішності в паралельності поверхонь фланців корпусу призводить до напруження (певної деформації) друкованих плат 31 модулів управління, після їх фіксації у корпусі блока. Це призводить до погіршення електричного контакту деяких радіоелементів. Така ймовірність під час польоту літального апарату, на якому встановлені дані пристрої - є небезпечною, а інколи і фатальною для життя людей); - велика ймовірність розгерметизації блока за рахунок отворів 32, 33 в корпусі для фіксації джерела живлення 2 та одного з модулів управління 3. (Для даної фіксації для кожного отвору використовуються спеціальні гвинти та прокладки для забезпечення герметичності. Але, як показує практика, бувають випадки, коли через такі з'єднання в корпус потрапляє волога, яка 1 UA 107676 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 призводить до поломки (виходу з ладу) пристрою. Така ймовірність під час польоту літального апарату, на якому встановлені дані пристрої - є небезпечною, а інколи і фатальною для життя людей). Задачею корисної моделі є розробка нового концепту блока, в якому за рахунок: - розробки нового корпусу, - розробки нового комутаційного пристрою, в якому кабелі замінені багатошаровою гнучкожорсткою друкованою платою, - модернізації джерела живлення, шляхом зміни форм-фактора його друкованої плати, - заміни рамки модулів управління, показаної на Фіг. 10 (заготовкою для якої є монолітна металева плита), на направляючі та фіксатори (заготовкою для яких є кутовий металевий профіль), досягається позбавлення всіх недоліків прототипу та підвищити технологічність пристрою. Поставлена задача вирішується тим, що новий корпус буде монолітним і матиме два відсіки, один для комутаційного пристрою, інший для джерела живлення та модулів керування. Комутаційний пристрій складається з двох багатошарових друкованих плат, об'єднаних гнучким шлейфом, в одну з яких впаюються контакти вилок, які механічно фіксуються до панелі, яка виконує функцію однієї з кришок блока, після чого дана плата механічно фіксується до панелі, також на цій платі реалізується функціонал (радіоелементи) пристрою фільтрації, а в іншу друковану плату впаюються розетки для під'єднання джерела живлення та модулів керування. Відсік для джерела живлення та модулів керування має спеціальні П-подібні пази, в яких за допомогою кришки з спеціальними П-подібними пазами механічно фіксуються направляючі, на яких механічно закріплені модулі керування та радіатор джерела живлення, на якому механічно фіксуються його друкована плата та деякі радіоелементи. Суть корисної моделі пояснюється кресленням. На Фіг. 11 показано зовнішній вигляд нового концепт блока, який складається з монолітного корпусу 34, до якого механічно зафіксована панель 36 пристрою комутації та кришка 35, яка механічно фіксує в корпусі джерело живлення та модулі керування. На Фіг. 12 показано розташування внутрішніх складових нового концепту блока (корпус не показано): джерело живлення 37, модулі управління 38, пристрій комутації 39. На Фіг. 13 показано монолітний корпус 34, на якому вказані відсік 40 для комутаційного пристрою, наскрізні пази 41 для фіксації розеток комутаційного пристрою та відповідних вилок джерела живлення і модулів управління, паз для прокладки 42, яка використовується для герметизації місця стиковки панелі 36 пристрою комутації 39 та корпусу 34, наскрізні різьбові отвори 43 (вказані частково) для механічної фіксації однієї з друкованих плат пристрою комутації, глухі різьбові отвори 44 (вказані частково) для механічної фіксації панелі 36 пристрою комутації 39. В монолітному корпусі передбачені наскрізні отвори 45 для його фіксації на літальному апараті. Поверхня над одним з отворів 45 може використовуватися для контакту з перемичною металізації, таке з'єднання дає можливість не використовувати клему заземлення. На Фіг. 14 - показано зовнішній вигляд пристрою комутації у зборі; на Фіг. 15 - показано вигляд внутрішньої частини пристрою комутації, яка знаходиться у відсіку 40, коли блок зібрано; на Фіг. 16 - показано пристрій комутації в розібраному вигляді (не показано: гнучкий шлейф 17, вологопатрон 14, гвинти для механічної фіксації вилок 13 до панелі 3). На Фіг. 17 - показано як виглядає пристрій комутації перед встановленням його у відсік 40 корпусу 34. Пристрій комутації складається з панелі 36, на якій механічно зафіксовані вилки (розетки) 46 для підключення кабелів на борту літального апарату до пристрою, вологопатрона 47, багатошарової друкованої плата 48, в яку впаяні контакти вилок (розеток) 46, захисної пластини 49, яка застосовується для уникнення механічного пошкодження гнучкого шлейфу 50 об контакти вилок (розеток) 46; багатошарової друкованої плати 51, на якій механічно зафіксовані розетки 52 та в яку впаяні їх контакти. Друковані плати 48 та 51 електрично з'єднані гнучким шлейфом 50. При механічній фіксації багатошарової друкованої плати 51 до корпусу 34, використовується захисна пластина 53, яка застосовується для уникнення механічних пошкоджень гнучкого шлейфу 50 об контакти розеток 52. В даному пристрої використовуються спеціальні вилки (розетки) 46, фланці яких мають глухі різьбові отвори. Конструктивна особливість таких вилок (розеток) 46 дає можливість не використовувати спеціальні комплекти кріплення для вилок. Герметизація місць стиковок вилок (розеток) 46 та панелі 36 отримується за рахунок розміщення між ними прокладок 54 (на Фіг. 14, 15, 16, 17 прокладки 54 не показані). 2 UA 107676 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Захисна пластина 53 та багатошарова плата 51 механічно фіксуються гвинтами в наскрізні різьбові отвори 43 корпусу 34. Панель 36 має наскрізний різьбовий отвір 55, в якому механічно фіксується вологопатрон 47, що дає можливість не використовувати спеціального кріплення для фіксації вологопатрона 47, глухі різьбові отвори 56 для механічної фіксації друкованої плати 48 та захисної пластини 49. Механічна фіксація захисної пластини 49 та багатошарової друкованої плати 48 до панелі 36 здійснюється гвинтами 57 через втулки 58 в глухі різьбові отвори 56 панелі 36. На Фіг. 18 показана одна з прокладок 54 та одна з вилок 46, яка у фланці 59 має глухі різьбові отвори 60. На Фіг. 19 показаний відсік 61 (для часткової механічної фіксації модулів управління 38 та джерела живлення 37) корпусу 34, в якому механічно зафіксований пристрій комутації 39. Даний відсік має П-подібні пази 62 (показані лише з однієї внутрішньої сторони корпусу) для часткової механічної фіксації направляючих 63 модулів управління 38 та радіатора 64 джерела живлення 37. На Фіг. 20 показано один з модулів управління 38, який складається з багатошарової друкованої плати 65, на якій механічно зафіксовані направляючі 63, фіксатор 66 та вилки 67. Вилки 67 запаяні в плату 65. На Фіг. 21 показано джерело живлення 37, яке складається з друкованої плати 68, яка механічно зафіксована на радіаторі 64, вилок 69, які впаяні в плату 68 та механічно зафіксовані до радіатора 64, кріплення 70 деяких радіоелементів. На Фіг. 22 показано джерело живлення 37 без друкованої плати 68, радіоелементів та їх кріплення 70. Джерело живлення 37 має радіоелементи з високим рівнем тепловиділення 71. Дана конструкція джерела живлення 37 дає можливість розміщення таких радіоелементів 71 безпосередньо на радіаторі 64. На Фіг. 23 показано монолітний корпус 34, в якому механічно зафіксований пристрій комутації 39, встановлені модулі управління 38 та частково (для візуальної наочності) встановлене джерело живлення 37, також показані глухі різьбові отвори 73 (показані частково) для механічної фіксації кришки 72 та паз 74 для прокладки, яка використовується для герметизації місця стиковки корпусу 34 та кришки 72. При даному розташуванні (повному встановленні в корпус) джерела живлення 37, його радіатор 64, крім функції розсіювання тепла та передачі його стінкам корпусу 34 через П-подібні пази 62, виконує функцію електричного екрана. Після встановлення модулів управління та джерела живлення їх направляючі 63, фіксатори 66 та радіатор 64 виступають з корпусу 34 на величину, рівну глибині П-подібних пазів кришки 72. На Фіг. 24 показана внутрішня частина кришки 72, яка має П-подібні пази 75 для фінальної механічної фіксації джерела живлення 37 та модулів управління 38 в корпусі 34. Новий концепт блока має просту конструкцію, малі габарити та об'єм, високу технологічність та більшу надійність за рахунок монолітного корпусу. На Фіг. 25 для візуальної наочності, показано порівняння максимальних габаритів БУК-50014 та БУК-500-3000. ПЕРЕЛІК ФІГУР ГРАФІЧНОГО ЗОБРАЖЕННЯ: Фіг. 1 - Зовнішній вигляд блока управління і контролю турбогвинтовим двигуном МС-14 БУК-500-14 (вигляд зліва). Фіг. 2 - Зовнішній вигляд блока управління і контролю турбогвинтовим двигуном МС-14 БУК-500-14 (вигляд справа). Фіг. 3 - Розріз кришки 12 з вологопатроном 14. Фіг. 4 -БУК-500-14 (не показані: зварний корпус 1, кришки 11, 12, вологопатрон 14 та його кріплення 13, вилки 6). Фіг. 5 -БУК-500-14 (не показані: зварний корпус 1, кришки 11, 12, вологопатрон 14 та його кріплення 13, вилки 6, джерело живлення 2, модулі управління 3, прокладки для забезпечення герметичності 8, комплекти кріплення вилок 7. Фіг. 6 - Комутаційний пристрій. Фіг. 7 - Комутаційний пристрій (не показані: плата 17, піддон 16, пристрій фільтрації 4). Фіг. 8 - Зварний корпус. Фіг. 9 - Один з модулів управління. Фіг. 10 - Рамка модуля управління. Фіг. 11 - Зовнішній вигляд нового концепт блока (БУК-500-3000). Фіг. 12 - Розташування внутрішніх складових БУК-500-3000 (корпус не показано). Фіг. 13 - Монолітний корпус. 3 UA 107676 U 5 10 15 Фіг. 14 - Зовнішній вигляд пристрою комутації у зборі. Фіг. 15 - Вигляд внутрішньої частина пристрою комутації. Фіг. 16 - Пристрій комутації в розібраному вигляді, (не показано: гнучкий шлейф 50, вологопатрон 47, гвинти для механічної фіксації вилок 46 до панелі 36). Фіг. 17 - Вигляд пристрою комутації перед встановленням його у відсік 40 корпусу 34. Фіг. 18 - Одна з прокладок 54 та одна з вилок 46. Фіг. 19 - Відсік 61 (для часткової механічної фіксації модулів управління 38 та джерела живлення 37) корпусу 34, в якому механічно зафіксований пристрій комутації 39. Фіг. 20 - Модуль управління 38. Фіг. 21 - Джерело живлення 37. Фіг. 22 - Джерело живлення 37 без друкованої плати 68, радіоелементів та їх кріплення 70. Фіг. 23 - Монолітний корпус 34, в якому механічно зафіксований пристрій комутації 39, встановлені модулі управління 38 та частково (для візуальної наочності) встановлене джерело живлення 37, також показані глухі різьбові отвори 73 (показані частково) для механічної фіксації кришки 72 та паз 74 для прокладки, яка використовується для герметизації місця стиковки корпусу 34 та кришки 72. Фіг. 24 - Внутрішня частина кришки 72. Фіг. 25 - Порівняння максимальних габаритів БУК-500-14 та БУК-500-3000 (для візуальної наочності). 20 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Радіоелектронний блок, що складається із зварного корпусу, в якому знаходяться джерело живлення, модулі управління, пристрій фільтрації, комутаційний пристрій, вилки з комплектами кріплення, прокладки для забезпечення герметичності, лапи кріплення блока, клеми заземлення, який відрізняється тим, що корпус виконано монолітним з двома відсіками, один для комутаційного пристрою, інший для джерела живлення та модулів управління, комутаційний пристрій складається з двох багатошарових друкованих плат, об'єднаних гнучким шлейфом, в одну з яких впаяно контакти вилок, вилки механічно зафіксовані до панелі, яка виконує функцію однієї з кришок блока, після чого дана плата механічно фіксується до панелі, також на цій платі реалізується функціонал (радіоелементи) пристрою фільтрації, а в іншу друковану плату впаяно розетки для під'єднання джерела живлення та модулів управління, відсік для джерела живлення та модулів управління має спеціальні П-подібні пази, в яких за допомогою кришки з спеціальними П-подібними пазами механічно фіксуються направляючі, на яких механічно закріплені модулі управління та радіатор джерела живлення, на якому механічно фіксуються його друкована плата та радіоелементи. 4 UA 107676 U 5 UA 107676 U 6 UA 107676 U 7 UA 107676 U 8 UA 107676 U 9 UA 107676 U 10 UA 107676 U 11 UA 107676 U 12 UA 107676 U 13 UA 107676 U 14 UA 107676 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 15