CN1024485C - 密闭型标准工业控制介面箱体结构 - Google Patents

Abstract

一种密闭型RTU箱体结构。它是一种工业控制系统的当地工作站(也叫工业控制介面，简称RTU)箱体结构。本箱体采用密闭结构，可有效地防止外部灰沙、湿气及盐雾以及恶劣的工业环境的影响，必要时可作防腐、防爆特殊箱体。同时，采用内部的吸热板与外部的散热板经及其间的热循环工作介质组成热管，把箱体内元器件发出的热量排出箱外，达到控制温升的目的。箱体内的风扇使电路板如同工作在普通内环境一般，可不用改变电路板的热设计。

Description

一种密闭型RTU箱体结构。它适用于在野外风沙、湿气、盐雾以及恶劣的工业环境中使用的工业控制系统的就地工作站（也叫工业控制介面，简称RTU），它可以不受灰尘、湿气及盐雾等的影响。

现在的工业控制系统，多是由一个主控计算机通过标准串行接口或专用接口与放置于被控设备旁的RTU相连，通过RTU控制各个执行元件和传感器。由于被控设备处于不同的环境之中，如象在油田，因此RTU一般也放置于这样的环境中。有时是在沙漠中，灰沙很多;有时是在海上采油平台，潮湿和盐雾对电路板有很强的腐蚀作用。而现在的RTU机箱多采用开放式，为方便散热冷却，都用风扇把外界温度较底的空气吸入，把机箱内较高温度的空气排出，达到散热的目的。这样的散热方法结构简单，成本很低，但不能适应各种恶劣环境。现在也有个别的加固型机箱，它采用密封的箱体，用箱体外壳散热，发热元件靠近箱体，多采用热传导的形式把热量传递到箱体上。该加固型机箱虽然可以适应各种不同的环境，抵抗灰沙以及盐湿气体的浸蚀，但它要求箱内元器件的排布做适当的调整，需对现成装置进行重新设计制造，设计制造困难。由于热平衡设计已定，不易进行扩充。也有的机箱内采用冷却液体强制冷却各个元件，这样的结构虽然适应性强，不受外界影响，但设计制造困难，成本很高。

本发明的目的是发明一种RTU机箱，它可以隔绝外界恶劣气候对内部元件的影响，不需对电路板进行重新设计，并可很方便的进行扩充。

本发明的结构如附图1所示，它有箱体（1），电路板（2），风扇（3），其特征在于：在箱体（1）下部有把箱体（1）隔成两腔的隔板（4），风扇（3）装于隔板（4）中部并使箱体（1）的上下两腔空气能通过风扇流通，在隔板（4）上部风扇（3）正面有吸热板（5），在箱体（1）侧壁有能使气流由箱体（1）下腔流向上腔的气流通道（6），在箱体（1）外有位置高于吸热板（5）的散热板（7），吸热板（5）和散热板（7）都为其内有流体通道的导热形体，其两者的流体通道上部出口用管道相通并且两者的流体通道下口部出口也用管道相通，箱体（1）为使内外空气相隔绝的密封体。

本发明使用密封箱体，可使内部空气与外部环境隔开，不受环境中灰尘、湿气以及盐雾的影响。在箱体隔板板（4）中部的风扇（3），使箱内部空气上下流动，在箱体四壁装有的电路底板以及插在插槽之上的各种电路卡散发的热量被从箱顶部吹出的空气带走，达到元件散热的目的。流经元器件的热空气在风扇（3）的作用下与挡于风扇口的吸热板（5）充分接触，把热量交于吸热（5）后，被风扇（3）推动，经过箱侧壁内的气体通道（6）进行循环。吸热板（5）和散热板（7）可以是一个盘有蛇形管的导热体，也可以是一个其内部为空腔的导热体，还可以是在蛇形管上装有多片导热片的结构体。无论是蛇形管还是导热体内的空腔都在其两端开两个口，其中一个口开在上部，另一个口开在下部，吸热板（5）上部开口通过管道与散热板（7）上部开口相接。同样，吸热板（5）下部开口通过管道与散热板（7）下部开口相接。散热板（7）可以是和吸热板（5）相同的结构，或是两者选用不同的形式。在安装时，散热板（7）的位置应高于吸热板（5）。在散热板（7）与吸热板 （5）中间的空腔内，充有一定量的热循环工作介质，如象氟里昂，无水酒精，氨水等，形成一个重力热管。热循环工作介质在吸热板（5）端吸热后气化，气体向上运动达到散热板（7）端，带走大量的气化热，在散热板（7）端冷凝为液体，把气化热通过散热板（7）释放到外界大气中去。一般重力热管只要有5度的温差就能正常工作。

本发明由于采用密封机箱达到了隔绝外界灰沙、湿气、盐雾等的影响，而采用热管散热，可直接利用现在的普通设计电路板，不需要进行特殊的热平衡设计，而且扩充方便，不会造成热平衡的困难。

本发明中，可以在箱体（1）上部装有一温度传感器，用温度传感器对风扇进行控制。箱体（1）外壁是绝热的，如可以用隔热材料做夹层，也可以用隔热材料包覆箱体内壁。在温度传感器上，设定温度传感器上限T和温度下限T。当温度传感器的温度达到T时，风扇起动，箱体（1）内强制通风，加速热交换，吸热板（5）与散热板（7）形成的热管能把更多的热量带出箱外。当温度传感器的温度读数下降到T时，关闭风扇，减少箱内的热交换，从而达到粗略温控的目的。

本发明吸的箱体应充分密封，特别是在电缆的进出口处。箱内可充入干燥空气，也可充入惰性气体如氮气，氦气等。其内压力应稍高于外界压力，并应定期清理。本发明对内部电路无特殊限制，母板上可留有多个扩展插槽，以便在使用中灵活扩充。其扩充插卡可用可在普通环境下工作的电路板。箱体（1）内部被隔板（4）隔成的下腔不用大，只要能使风扇（3）的工作阻力不过大即可。箱体（1）侧壁中的气流通道（6）可为箱壁的夹层形式，在箱顶与箱侧壁向内开有多个孔槽，孔槽分布应比较均匀，以使气体能均匀吹入箱体上腔。吸热板（5）装在风扇（3）上方，并应比风扇（3）大得多。风扇（3）的安装位置能保证上腔气体在被风扇吹入下腔前充分与其接触并有一定的流速以减小热阻，增加热交换的效率。在吸热板（5）与散热板（7）中间的空腔内充有的热循环工作介质的量应保证其内有一定的气态空间。如果空腔容积较小而又希望多充入一些热循环工作介质，可在吸热板（5）下部出口外接入一与其位置差不多高的容器，储备一部份工作介质。

Claims (3)

1、一种密闭型TU箱体结构，它有箱体(1)，电路板(22)，风扇(3)，其特征在于：在箱体(1)下部有把箱体(1)隔成两腔的隔板(4)，风扇(3)装于隔板(4)中部并使箱体(1)的上下两腔空气能通过风扇流通，在隔板(4)上部风扇(3)正面有吸热板(5)，在箱体(1)侧壁有能使气流由箱体(1)下腔流向上腔的气流通道(6)，在箱体(1)外有位置高于吸热板(5)的散热板(7)，吸热板(5)和散热板(7)都为其内有流体通道的导热形体，其两者的流体通道上部出口用管道相通并且两者的流体通道下部出口出也用管道相通，箱体(1)为使内外空气相隔绝的密封体。

2、如权利要求1所述的密闭型RTU箱体结构，其特征在于：在箱体（1）内上部装有一对风扇（3）工作进行控制的温度传感器，箱体（1）外壁是绝热的。

3、如权利要求1或2所述的密闭型RTU箱体结构，其特征在于：箱体（1）内充有惰性气体。