Высокотемпературный коаксиальный кабельный разъем
Владельцы патента RU 2485650:
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (RU)
Федеральное государственное унитарное предприятие федеральный научно-производственный центр "Научно-исследовательский институт измерительных систем им. Ю.Е. Седакова" (RU)
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в кабельных соединениях аппаратуры, подвергающейся воздействию повышенных температур. Разъем содержит узел подключения к прибору, промежуточный коаксиальный узел, узел присоединения кабеля, внутренний проводник и внешний проводник, образованный конструктивными элементами перечисленных узлов. Между промежуточным коаксиальным узлом и узлом присоединения кабеля установлена проставка в виде втулки, выполненной из изоляционного материала с низкой теплопроводностью, через осевое отверстие которой проходит внутренний проводник. Внешний проводник образован перемычками между корпусом промежуточного коаксиального узла и корпусом узла присоединения кабеля. Перемычки установлены равномерно по окружности втулки и таким образом, что каждая последующая перемычка образует острый угол с предыдущей. На корпусе коаксиального узла установлен радиатор. Технический результат - снижение температуры в точке присоединения кабеля до значений, позволяющих использовать кабели с низкой рабочей температурой, и повышение технологичности их монтажа. 2 ил.
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в кабельных соединениях аппаратуры, подвергающейся воздействию повышенных температур.
Известны коаксиальные кабельные разъемы [1, 2], высокочастотный соединитель [3], состоящие из приборной и кабельной частей.
Общим недостатком данных конструкций является то, что при их сочленении образуется единый корпус, способный передавать тепло от приборной части разъема до места присоединения кабеля, практически без снижения его величины.
Наиболее близким техническим решением является высокотемпературный коаксиальный кабельный разъем [4] (прототип), в котором для снижения передачи температуры к присоединяемому кабелю между приборной и кабельной частями устанавливается коаксиальный узел, выполненный из металла с низкой теплопроводностью. К недостаткам изобретения следует отнести то, что разъем обеспечивает снижение температуры, действующей на его внешний фланец в течение 30 минут, с 800°С до 250-280°С в узле присоединения кабеля. Достаточно высокая температура не позволяет использовать широко распространенные коаксиальные кабели с полиэтиленовой или фторопластовой изоляцией, имеющие рабочую температуру не выше 200°С [5] и осуществлять их монтаж с помощью обычных оловянно-свинцовых припоев типа ПОС-61. Это ограничивает широкое применение разъема и снижает технологичность монтажных операций.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является снижение температуры в точке присоединения кабеля до значений, позволяющих использовать кабели с низкой рабочей температурой и повышение технологичности их монтажа.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом разъеме, содержащем узел подключения к прибору, промежуточный коаксиальный узел, узел присоединения кабеля, внутренний проводник и внешний проводник, образованный конструктивными элементами перечисленных узлов между промежуточным коаксиальным узлом и узлом присоединения кабеля установлена проставка в виде втулки, выполненной из изоляционного материала с низкой теплопроводностью, через осевое отверстие которой проходит внутренний проводник. Внешний проводник проставки образован перемычками между корпусом промежуточного коаксиального узла и корпусом узла присоединения кабеля. Перемычки установлены равномерно по окружности втулки и таким образом, что каждая последующая перемычка образует острый угол с предыдущей. На корпусе коаксиального узла установлен радиатор.
На фиг.1 представлено схематичное изображение разреза предлагаемого высокотемпературного коаксиального разъема.
На фиг.2 показана развертка расположения перемычек внешнего проводника проставки.
Высокотемпературный кабельный разъем состоит из четырех частей:
часть I - узел, подключения к прибору, находящемуся в зоне действия высоких температур;
часть II - промежуточный коаксиальный узел;
часть III - проставка;
часть IV - узел присоединения кабеля.
В представленной конструкции разъема проставка 1, выполненная из изоляционного материала в виде втулки, установлена между корпусом коаксиального узла 2 и корпусом узла присоединения кабеля 3. Через осевое отверстие проставки проходит внутренний проводник 4 разъема. Внешний проводник образован перемычками 5, которые зафиксированы лазерной сваркой в пазах 6 корпусов 2 и 3. Перемычки установлены равномерно по окружности проставки 1 таким образом, что каждая последующая перемычка образует острый угол с предыдущей. На корпусе коаксиального узла 2 установлен радиатор 7.
Проставка изготовлена из асбестоцемента, но может быть выполнена из других диэлектрических материалов, имеющих высокую температурную стойкость и низкую теплопроводность, например материала «Сферолит». С целью защиты от влаги и стабилизации значения диэлектрической проницаемости проставка предварительно просушена при температуре 150°С в течение 30 мин и пропитана герметиком «Анатерм 1-У». Перемычки 5 выполнены из титанового сплава в виде тонких 0,1-0,2 мм пластинок. Для придания прочности проставки к выполнению монтажных операций и действию вибрационных нагрузок перемычки 5 установлены под углом друг к другу.
Для дополнительного отвода тепла на корпусе коаксиального узла установлен радиатор 7.
Снижение передачи тепла к узлу присоединения кабеля достигается за счет увеличения пути распространения температуры, повышения теплового сопротивления, вызванного применением тонких перемычек из титанового сплава с низким коэффициентом теплопередачи и установкой радиатора, обеспечивающего отвод тепла и излучение его в пространство.
Изготовленная конструкция разъема показала следующие характеристики:
- волновое сопротивление ρ=53 Ом;
- КСВ в диапазоне 100 МГц - 1 ГГц не более 1,5;
- потери сигнала в диапазоне 100 МГц - 1 ГГц не более 12 дБ;
- температура в точке подключения кабеля после воздействия на внешний фланец температуры 800°С в течение 30 мин.
Полученные результаты показывают, что поставленная цель - снижение температуры в точке подключения кабеля до значений, не приводящих к разрушению диэлектрика кабеля, и повышение технологичности монтажных операций за счет использования оловянно-свинцовых припоев - выполнена.
Литература
1. Патент RU 2219624, МПК H01R 24/02, 20.12.2003.
2. Патент RU 2220484, МПК H01R 24/02, 27.12.2003.
3. Авт. св. SU 1403163, МПК H01R 17/04, 15.06.1988.
4. Патент RU 2384 922 С1 МПК H01R 13/646, 10.06.2008 (прототип).
5. И. Белоусов и др. «Электрические кабели, провода и шнуры». Справочник, М., «Энергоатомиздат», 1988, с.310.
Высокотемпературный коаксиальный кабельный разъем, содержащий узел подключения к прибору, промежуточный коаксиальный узел, узел присоединения кабеля, внутренний проводник и внешний проводник, образованный конструктивными элементами перечисленных узлов, отличающийся тем, что между коаксиальным узлом и узлом присоединения кабеля установлена проставка в виде втулки, выполненная из изоляционного материала с низкой теплопроводностью, через осевое отверстие которой проходит внутренний проводник, а внешний проводник образован перемычками между корпусом коаксиального узла и корпусом узла присоединения кабеля, установленными равномерно по окружности втулки и таким образом, что каждая последующая перемычка образует острый угол с предыдущей, кроме того, на корпусе коаксиального узла установлен радиатор.
