CN103687397A - 一种加固密封机箱装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种加固密封机箱装置，包括：CPCI/PXI板卡外设有插箱，插箱的左、右两侧以及上侧从内向外均依次设有热交换器和外风道导风板，插箱的下侧从内向外设有第一风扇组件、热交换器和外风道导风板，插箱的后侧从内向外设有背板、内风道挡板、热交换器、第二风扇组件和通风波导板，插箱的前侧设有前面板；外风道导风板上设有通风口，且通风口设置在靠近前面板侧；通过第一风扇组件、插箱上、下和后侧的热交换器形成内风道循环通路；通过通风口、外风道导风板、热交换器和第二风扇组件形成外风道循环通路。本发明形成的独立的内、外风道设计，加速气体流速，提高系统散热能力，满足了标准CPCI/PXI板卡强制对流的冷却要求。

Description

一种加固密封机箱装置

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种加固密封机箱装置。

背景技术

随着机载、车载、舰船载等户外移动载体电子测试设备及系统需求不断增加，对电子测试系统进行加固以满足机载高温、冲击振动及电磁干扰等严酷苛刻环境下的使用要求。目前的机载加固密封机箱装置不支持标准的CPCI/PXI风冷板卡，仅支持特殊结构的导冷板卡，而且市面上的导冷板卡价格高、品种少，从而制约了机载电子测试系统的发展，因此，如何开发出支持标准的CPCI/PXI风冷板卡的加固密封机箱装置成为现在亟待需要解决的问题。

发明内容

鉴于上述的分析，本发明旨在提供一种加固密封机箱装置，用以解决现有技术中加固密封机箱装置不支持标准的CPCI/PXI风冷板卡的问题。

本发明主要是通过以下技术方案实现的：

一种加固密封机箱装置，包括：

CPCI/PXI板卡外设有与其外形相配合的插箱，所述插箱的左、右两侧以及上侧从内向外均依次设有热交换器和外风道导风板，所述插箱的下侧从内向外设有第一风扇组件、热交换器和外风道导风板，所述插箱的后侧从内向外设有背板、内风道导风板、热交换器、第二风扇组件和通风波导板，所述插箱的前侧设有前面板；

所述外风道导风板上设有通风口，且所述通风口设置在靠近所述前面板侧；

通过所述第一风扇组件、插箱上、下和后侧的热交换器形成内风道循环通路；

通过所述通风口、所述外风道导风板、所述热交换器和所述第二风扇组件形成外风道循环通路。

优选地，所述热交换器和面板组件采用铝合金，缝隙处安装有复合导电橡胶条。

优选地，所述插箱的下侧的外风道导风板下设有托架，在所述托架下设有减震器。

优选地，在所述前面板、后面板上分别设有接地端子。

优选地，所述热交换器上均布有肋片，所述肋片为U型散热片。

优选地，所述上、下和后侧的热交换器的两侧分别均布有内肋片和外肋片，所述内肋片和外肋片为U型散热片。

优选地，所述外肋片上的U型散热片的高度为3-8mm，宽度为3-9mm；

所述内肋片上的U型散热片的高度为6-12mm，宽度为3-15mm。

优选地，所述左右两侧的热交换器背向所述插箱的一侧均布有外肋片，所述外肋片为U型散热片。

优选地，所述外肋片上的U型散热片的高度为3-6mm，宽度为3-9mm。

优选地，所述U型散热片的厚度为0.5-2mm。

本发明提供的一种加固密封机箱装置，通过面板组件、热交换器、导风板和风扇组件分别形成独立的内、外风道设计，加速气体流速，提高系统散热能力，满足了标准CPCI/PXI板卡强制对流的冷却要求。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分的从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

图1为本发明实施例的加固密封机箱装置的架构图；

图2为本发明实施例的加固密封机箱装置整体结构示意图；

图3为本发明实施例的加固密封机箱装置剖视图；

图4为本发明实施例的上、下和后热交换器的结构示意图；

图5为本发明实施例的左右热交换器的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本发明的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本发明的实施例一起用于阐释本发明的原理。为了清楚和简化目的，当其可能使本发明的主题模糊不清时，将省略本文所描述的器件中已知功能和结构的详细具体说明。

本发明设计了一种支持标准的CPCI/PXI风冷板卡的机载加固密封机箱装置，可应用于机载、车载、船载等户外移动载体电子测试设备上，该装置具有很好的散热、电磁屏蔽和抗冲击性能，并且通过使用现有的CPCI/PXI风冷板卡，控制系统开发风险，缩短了系统开发周期，降低了系统开发成本。下面对本发明进行详细的说明。

图1和图2分别是本发明一种机载加固密封机箱装置的架构图和整体示意图，如1和2图所示，装置由前、后面板组件1、11，上、下、左、右、后方的5个热交换器17、6、19、9、14，外风道的导风板7、10、18、20，内风道导风板15，4U高插箱8，背板16，内、外风道的风扇组件4、13（其中，内风道的风扇组件为第一风扇组件4，外风道的风扇组件为第二风扇组件13），外风道出风口的通风波导板12托架3以及减震器5等部分组成。标准的CPCI/PXI风冷板卡2安装于插箱8中。

本发明实施例中的插箱符合GB/T3047.2-92《高度进制为44.45的面板、机架和机柜的基本尺寸系列》的要求。

其中，热交换器17、6、19、9、14、面板组件1、11及导风板7、10、18、20、15均采用导电及散热综合性能良好的铝合金6063-T5，将机箱内部板卡2及内风道形成屏蔽体，屏蔽体的缝隙结合处安装复合导电橡胶条，提高屏蔽体的完整性；机箱外风道的风扇出风口安装通风波导板，屏蔽少量风扇形成的电磁干扰；前面板组件上设置有接地端子，接地端子将系统良好地连接到载机机体上，保证电子设备与载机间良好地电接触而构成等电位，防止系统的信号地与电源地构成交叉回路，对关键的信号提供有效屏蔽，有效地抑制外来电磁的干扰；机箱外表面先采用细喷砂工艺，后进行发黑阳极化处理，既可以提高铝合金的耐蚀性、耐磨性，又可以得到良好的表面修饰效果，在拼缝处采用激光加工工艺将表面的阳极化薄膜去掉，确保整机的电连接性。机箱底部的安装架3上对称安装四个减震器5，减少外部冲击振动从机箱传递给板卡2的能量，对系统进行整体隔震；

图3为本发明实施例的加固密封机箱装置剖视图，通过所述第一风扇组件4、插箱上、下和后侧的热交换器17、6、14，所述内风道导风板15形成内风道循环通路，其形成顺时针方向的空气流动。通过所述通风口、所述外风道导风板7、10、18、20、所述热交换器17、6、14、9、19所述内风道导风板15和所述第二风扇组件13形成外风道循环通路，其形成逆时针方向的空气流动。即通过前面板组件1、热交换器6、25、17、9、19、导风板15、7、10、18、20分别形成独立的内、外风道设计。机箱内风道底部安装2个轴流风扇组件4，以满足标准CPCI/PXI风冷板卡2强制对流的冷却要求，与板卡2进行热交换后的热空气向上，进入上侧热交换器17与内风道导风板15形成的若干狭长的内风道向机箱后侧流动，随后沿后、下侧热交换器与内风道导风板15形成的风道流向机箱底部，通过风扇组件4再次流向板卡2，如此循环，通过内风道的强制对流将热量传递至热交换器内壁；热交换器内壁上的热量通过金属热传导传递至热交换器外壁，外部空气分别从外风道导风板7、10、18、20与热交换器6、17、9、19形成的位于机箱前侧的若干狭长的外风道进入外风道向后流动，随后沿后侧热交换器14与后面板组件11形成的外风道出风口位置由风扇组件13流出机箱外风道，完成一个外循环。

图4为本发明实施例的内风道导风板的结构示意图。如图4所示，上、下、后侧热交换器17、6、14的内、外侧同时采用独特的肋片结构设计，肋片底部设计为半圆形，既可以保证结构的强度，减轻重量，同时，曲面结构还大大地增加了散热器的表面积。热交换器肋片厚度设计为0.5-2mm，外肋片上的U型散热片的高度为3-8mm，宽度为3-9mm，内肋片上的U型散热片的高度为6-12mm，宽度为3-15mm。通过上述设计既可以减重，又可以确保在面积足够的情况下减少风阻，提高散热效率；由于系统的板卡产生的热量聚集在机箱内部，气流通过内风道中在密闭的空间中循环，内部热量交换过程是系统散热的瓶颈，因此，内部肋片和外部肋片的高度需要根据实际的功率分布、风道以及风扇的功率和热交换器要求的质量等情况综合考虑，本发明实施例的内部肋片的高度设定为9mm，外部肋片高度设定为6mm，厚度均为0.7mm。通过这种独特的热交换器结构设计既增加单位体积内气体与热交换器的接触面积，确保接触面积充分，提高热交换器换热能力，又降低了气流循环的风阻，减轻了系统的重量。本发明实施例的左右侧热交换器19、9设置为如图5所示的结构，因为左右侧热交换器19、9近形成外风道循环，因此将热交换器设置为一侧有肋片的结构，该肋片的高度为3-12mm，本领域的技术人员可以根据实际需要进行其他合理的设置。

本发明实施例的加固密封机箱装置的中，上、下、后侧的热交换器内、外侧均采用大量的肋片结构，可以增加单位体积内气体与热交换器的接触面积，确保接触面积充分，提高热交换器换热能力；热交换器的内侧安装有导风板，外侧安装有侧板，热交换器上的肋片结构分别与导风板、侧板形成若干狭长的小风道，确保气流与热交换器充分接触，避免气流短路；

风冷板卡通过标准的4U高插箱安装于密封的机箱内部，内风道循环为：2个轴流风扇水平安装于插箱下侧，采用鼓风的方式直接对风冷板卡进行散热，风扇产生的气流将板卡上的热量带走，气流向上流动，并开始进入热交换器与导风板形成的若干狭长内风道流动，经机箱顶侧、后侧、底侧回到机箱底部风扇的进风口，完成一个内风道循环，热量传递至热交换器。

外风道循环为：外部空气分别从机箱上、下、左、右四个侧面的前方的通风口进入热交换器与侧板形成的狭长外风道，气流在风道内分别沿4个侧面汇合至机箱后侧，由1个垂直安装于机箱后侧的轴流风扇将气流抽出，完成一个外风道的循环，热交换器上的热量传递至大气中。

热交换器内、外肋片厚度设计为0.7mm，既可以减重，又可以确保在面积足够的情况下减少风阻，提高散热效率，肋片底部设计为半圆形，既可以保证结构的强度，减轻重量，同时，曲面结构还大大地增加了散热器的表面积；由于系统的板卡产生的热量聚集在机箱内部，气流通过内风道中在密闭的空间中循环，内部热量交换过程是系统散热的瓶颈，因此，内部肋片的高度较外部肋片高度尺寸要大。

机箱前面板组件上设置有接地端子，接地端子将系统良好地连接到载机机体上，保证电子设备与载机间良好地电接触而构成等电位，防止系统的信号地与电源地构成交叉回路，对关键的信号提供有效屏蔽，有效地抑制外来电磁的干扰；机箱外表面先采用细喷砂工艺，后进行发黑阳极化处理，既可以提高铝合金的耐蚀性、耐磨性，又可以得到良好的表面修饰效果，在拼缝处采用激光加工工艺将表面的阳极化薄膜去掉，确保整机的电连接性。

本发明为基于CPCI/PXI总线的机载密闭电子设备，通过对机箱的特殊设计达到系统的散热、电磁屏蔽及三防加固、抗冲击振动，降低了对于板卡的环境适应性指标，支持标准的CPCI/PXI风冷板卡，降低了系统开发风险和成本，为快速集成开发机载电子测试系统奠定了良好的基础。

发明提供的一种加固密封机箱装置，至少能够带来以下的有益效果：

（1）通过面板组件、热交换器、导风板分别形成独立的内、外风道设计。机箱内风道安装轴流风扇组件，以满足标准CPCI/PXI板卡强制对流的冷却要求；外风道安装轴流风扇组件，加速气体流速，提高系统散热能力；

（2）机箱为密封结构，热交换器及面板组件采用导电及散热综合性能良好的铝合金6063-T5，将机箱内部板卡及内风道形成屏蔽体，屏蔽体的缝隙结合处安装复合导电橡胶条，提高屏蔽体的完整性；机箱外风道的风扇出风口安装通风波导板，屏蔽少量风扇形成的电磁干扰；

（3）机箱底部的安装架上对称安装四个减震器，减少外部冲击振动从机箱传递给板卡的能量，对系统进行整体隔震。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种加固密封机箱装置，其特征在于，包括：

CPCI/PXI板卡外设有插箱，所述插箱的左、右两侧以及上侧从内向外均依次设有热交换器和外风道导风板，所述插箱的下侧从内向外设有第一风扇组件、热交换器和外风道导风板，所述插箱的后侧从内向外设有背板、内风道挡板、热交换器、第二风扇组件和通风波导板，所述插箱的前侧设有前面板；

所述外风道导风板上设有通风口，且所述通风口设置在靠近所述前面板侧；

通过所述第一风扇组件、插箱上、下和后侧的热交换器形成内风道循环通路；

通过所述通风口、所述外风道导风板、所述热交换器和所述第二风扇组件形成外风道循环通路。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热交换器和面板组件采用铝合金，缝隙处安装有复合导电橡胶条。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述插箱的下侧的外风道导风板下设有托架，在所述托架下设有减震器。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的装置，其特征在于，在所述前面板、后面板上分别设有接地端子。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述热交换器上均布有肋片，所述肋片为U型散热片。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述上、下和后侧的热交换器的两侧分别均布有内肋片和外肋片，所述内肋片和外肋片为U型散热片。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，

所述外肋片上的U型散热片的高度为3-8mm，宽度为3-9mm；

所述内肋片上的U型散热片的高度为6-12mm，宽度为3-15mm。

8.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述左右两侧的热交换器背向所述插箱的一侧均布有外肋片，所述外肋片为U型散热片。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述外肋片上的U型散热片的高度为3-6mm，宽度为3-9mm。

10.根据权利要求5-9中任意一项所述的装置，其特征在于，所述U型散热片的厚度为0.5-2mm。

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