CN116301246A - 一种防水风冷刀片式机箱 - Google Patents

Abstract

本发明具体涉及一种防水风冷刀片式机箱，将机箱框架内部维护频率较高的的功能刀片、风冷模块以及接线模块等部件进行可插拔式的模块化设置，通过合理布设在机箱框架内部，提升了机箱内部的利用率，且方便后续日常对模块的检修以及维护；将所述功能刀片、背板组件以及接线模块设置为密封体结构，与内部风冷散热的气流进行隔离，防止气流中的砂尘和水分进入，实现IP68等级的的防水防尘性能；将功能刀片的散热鳍片设计成扇形状进行导风，扇叶状的风道增大了进风量，且避免背板对散热风道的阻力影响，提升了功能刀片的散热效率，另一方面，也避免气流对背板组件下部元器件的影响，提升其防水密封性能。

Description

一种防水风冷刀片式机箱

技术领域

本发明属于计算机技术领域，具体涉及一种防水风冷刀片式机箱。

背景技术

军用加固服务器机箱设计除了常规的机械可靠性、防振防腐蚀要求外，对整机的防水防尘、散热和易维护性设计要求也越来越高，以适应设备高功耗性能、恶劣环境适应力以及高效维护性要求。

传统的防水加固机箱设计要么采用机箱全密封导冷方案，要么采用局部部件全密封导冷和外壳风冷组合的方案。这两种方案一方面均对整机的功耗均有极大的限值，由于气流无法对机箱内部的各个功耗部件进行直接换热，只能通过印制板和结构件将热量传导到外壳进行散热，导致整体散热不均匀且效率低下。另一方面，全密封导冷机箱内部功能模块难以设计成可插拔模块的形式，导致模块的更换复杂，可维护性差。

在背景技术部分中公开的以上信息只是用来加强对本文所描述技术的背景技术的理解，因此，背景技术中可能包含的某些信息，这些信息对于本领域技术人员来说并不能作为已知的现有技术。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的缺陷，本发明提出一种防水风冷刀片式机箱，通过将机箱内各功能部件、背板和线缆部分别设计成独立的密封区域，与内部风冷散热的气流进行隔离，同时将维护频率较高的各功能模块（如计算模块、电源模块、交换模块等）和风扇设计成可插拔和无需开箱更换的方案，以实现整机可同时满足防水、高效散热和易维护的特点。

本发明采用的技术方案如下：

一种防水风冷刀片式机箱，包括：机箱框体，若干功能刀片以及背板组件，所述功能刀片以滑动连接的方式安装在机箱框体前部，相邻的功能刀片之间设置有扇叶状的风道；所述背板组件安装机箱框体的尾部，背板组件中包括风冷模块以及接线模块，所述接线模块与功能刀片电连接，扇叶状的风道的出口正对风冷模块，接线模块位于风冷模块下方；功能刀片布设在机箱框体前部，风冷模块以及接线模块共同构成的背板组件相邻设置在功能刀片的一侧，且位于机箱框体后部，所述功能刀片、背板组件以及接线模块为密封体，功能刀片与接线模块的连接区域设置有密封部件。

在某实施方式中，所述若干功能刀片呈竖直方向滑动安装在机箱框体内部，功能刀片包括密封壳体以及内部的功能器件，密封壳体的侧部设置有散热鳍片，散热鳍片呈由内向外发射状的扇形，密封壳体的内侧壁嵌设有外接连接器，外接连接器与功能器件电连接。

在某实施方式中，所述背板组件包括内依次密封连接的内盖板、基座以及外盖板，所述基座下部为密封的背板腔室，背板腔室中安装有外接连接器接口、航插连接器接口以及滤波器；所述基座上部为风机模组，风机模组的进风口正对所述功能刀片之间风道的出口。

进一步的，所述内盖板通过紧固件锁附在基座的内侧面，内盖板上开设有与外接连接器接口的开孔、以及设置有与风机模组适配的镂空结构。

进一步的，所述内盖板下部与背板腔室对应的位置的外侧还设置有第一密封垫，第一密封垫对应设置有与外接连接器接口适配的开孔，且开孔四周还设置有一圈圆形密封圈结构，当功能刀片插入到机箱框体中，外接连接器接口四周的圆形密封圈结构与刀片后面板接触挤压，所述刀片后面板为密封壳体的内侧壁，从而将对插区域进行密封，防止气流中的砂尘和水分进入。

在某实施方式中，所述基座上方风机模组区域的设置有风扇安装腔室以及接线腔室，风扇安装腔室与接线腔室交替设置在基座上，风扇安装腔室为两侧贯通的空腔，接线腔室为开设在基座外侧的凹槽，风机模组安装在风扇安装腔室内并固定在基座上，风机模组的风扇转接线位于接线腔室中，外盖板通过紧固件锁附在基座的外侧面，在接线腔室对应区域四周设置有矩形橡胶密封圈，安装后可以使接线腔室形成一个密封腔，外盖板上设置有与风机模组适配的通风孔。

进一步的，接线腔室的侧壁上设置有凹槽，凹槽上设置有Ω形密封圈，风扇转接线从背板腔室中穿出后卡入Ω形密封圈后连接到接线腔室内，进而对穿线的缝隙进行密封

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

与背景技术中提及的传统机箱结构不同的是，本申请中，将机箱框架内部维护频率较高的的功能刀片、风冷模块以及接线模块等部件进行可插拔式的模块化设置，通过合理布设在机箱框架内部，提升了机箱内部的利用率，且方便后续日常对模块的检修以及维护，功能刀片布设在机箱框体前部，风冷模块以及接线模块共同构成的背板组件相邻设置在功能刀片的一侧，且位于机箱框体后部；进一步的，将所述功能刀片、背板组件以及接线模块设置为密封体结构，与内部风冷散热的气流进行隔离，防止气流中的砂尘和水分进入，实现其满足IP68等级的的防水防尘性能；进一步的，将基座上风机模组区域和背板腔室区域设置为上下分布式结构，并且将功能刀片的散热鳍片设计成扇形状进行导风，扇叶状的风道增大了进风量，且避免背板对散热风道的阻力影响，提升了功能刀片的散热效率，另一方面，也避免气流对背板组件下部元器件的影响，提升其防水密封性能。

附图说明

本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：

图1为本发明一实施例中防水风冷刀片式机箱的结构示意图；

图2为图1中防水风冷刀片式机箱的另一视图；

图3为本发明一实施例中功能刀片的结构示意图；

图4为本发明一实施例中背板组件的结构示意图；

图5为图2中防水风冷刀片式机箱（省略外盖板）的结构示意图；

图6为本发明一实施例中外盖板的结构示意图；

图7为本发明一实施例中机箱框架的内部结构示意图。

附图标记：

机箱框体-1；功能刀片-2；背板组件-3；风道-4；散热鳍片-5；

密封壳体-6；外接连接器-7；外接连接器接口-8；内盖板-9；

基座-10；外盖板-11；背板腔室-12；航插连接器接口-13；

风机模组-14；第一密封垫-15；圆形密封圈结构-16；接线腔室-17；

矩形橡胶密封圈-18；通风孔-19；Ω形密封圈-20；风扇转接线-21；

助拔器-22；凹形滑槽-23。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下面结合图1～图7对本发明作详细说明。

一种防水风冷刀片式机箱，参阅图1、2，包括：机箱框体1，若干功能刀片2以及背板组件3，所述机箱框体1四面围合，两端设置为开口，功能刀片2以滑动连接的方式安装在机箱框体1前部，背板组件3嵌入在机箱框体1后部，功能刀片2与背板组件3之间通过外接连接器7进行连接，具体实施方式中，所述机箱框体1前部内部相邻设置有若干滑道，功能刀片2的两侧设置有对应的凹形滑槽23，功能刀片2从机箱框体1前方沿滑道方向进行插拔拆装，滑道的长度与功能刀片2的长度一致，使功能刀片2完全嵌入机箱框体1内部，功能刀片2两端设置有助拔器22以及紧固螺钉，与机箱框体1进行固定；背板组件3安装到机箱框体1尾部，通过四周的螺钉固定在机箱框体1上，在与机箱框体1的连接处设置有密封圈作密封处理。

参阅图1、2、7，相邻的功能刀片2之间设置有扇叶状的风道4；所述背板组件3安装机箱框体1的尾部，背板组件3中包括风冷模块以及接线模块，所述接线模块与功能刀片2电连接，扇叶状的风道4的出口正对风冷模块，接线模块位于风冷模块下方；扇叶状的风道4的出口正对风冷模块，所述功能刀片2、背板组件3以及接线模块为密封体，功能刀片2与接线模块的连接区域设置有密封部件。上述方案中，将机箱框架内部维护频率较高的的功能刀片2、风冷模块以及接线模块等部件进行可插拔式的模块化设置，通过合理布设在机箱框架内部，提升了机箱内部的利用率，且方便后续日常对模块的检修以及维护；布设方式为：功能刀片布设在机箱框体前部，风冷模块以及接线模块共同构成的背板组件相邻设置在功能刀片的一侧，且位于机箱框体后部。

进一步的，将所述功能刀片2、背板组件3以及接线模块设置为密封体结构，与内部风冷散热的气流进行隔离，防止气流中的砂尘和水分进入，实现其满足IP68等级的的防水防尘性能；进一步的，将基座10上风机模组14区域和背板腔室12区域在上下方向进行错开，并且将功能刀片2的散热鳍片5设计成扇形状进行导风，扇叶状的风道4增大了进风量，且避免背板对散热风道4的阻力影响，提升了功能刀片2的散热效率，另一方面，也避免气流对背板组件3下部元器件的影响，提升其防水密封性能。

在一具体的实施方式中，参阅图3，所述功能刀片2包括密封壳体6，密封壳体6由底壳以及上盖组成的密封结构，在其连接处设置有密封垫圈，密封壳体6的内部安装有内部单板、外接连接器7以及功能器件等热源器件，外接连接器7位于刀片尾部靠下的位置，穿过底壳尾部对应的开孔区域，外接连接器7与功能器件电连接。工作时，内部单板外接连接器7以及功能器件等热源器件会产生热量，需要对其进行散热处理，故密封壳体6的侧部设置有散热鳍片5，散热鳍片5呈由内向外发射状的扇形，相邻的功能刀片2之间设置有扇叶状的风道4，扇叶状的风道4的出口正对风冷模块，刀片内部的发热部件通过贴壳的方式将热量传导到上盖和底壳上，通过高速气流带走热量；根据散热需求，可在上盖和底壳基板内嵌热管，提高散热效率。

在一具体的实施方式中，参阅图4、7，所述背板组件3包括内依次密封连接的内盖板9、基座10以及外盖板11，所述基座10下部为密封的背板腔室12，背板腔室12中安装有外接连接器接口8、航插连接器接口13、电源以及滤波器等元器件；所述基座10上部为风机模组14，风机模组14的进风口正对所述功能刀片2之间风道4的出口；考虑到背板腔室12中元器件的检修更换，故背板腔室12不能做成完全封闭的结构，具体的，背板腔室12由半封闭的腔室以及背板组成，所述背板安装在腔室中并通过螺钉锁附在基座10上，在背板与腔室的连接处设置有密封圈，以保证密封防水防尘，其中所述背板上设置有开孔，背板上的外接连接器接口8与功能刀片2的外接连接器7对插通过背板上的开孔伸出。

进一步的，参阅图4，所述内盖板9通过紧固件锁附在基座10的内侧面，内盖板9上开设有与外接连接器接口8的开孔、以及设置有与风机模组14适配的镂空结构，具体的，所述内盖板9下部与背板腔室12对应的位置的外侧还设置有第一密封垫15，第一密封垫15对应设置有与外接连接器接口8适配的开孔，且开孔四周还设置有一圈圆形密封圈结构16，当功能刀片2插入到机箱框体1中，外接连接器接口8四周的圆形密封圈与刀片后面板接触挤压，所述刀片后面板为密封壳体的内侧壁，从而将对插区域进行密封，防止气流中的砂尘和水分进入；内盖板9上部面对应风扇的区域设计成镂空结构，有利于散热通风。

在一具体的实施方式中，参阅图5、6，所述基座10上方风机模组14区域的设置有风扇安装腔室以及接线腔室17，风扇安装腔室与接线腔室17交替设置在基座10上，风扇安装腔室为两侧贯通的空腔，接线腔室17为开设在基座10外侧的凹槽，风机模组14安装在风扇安装腔室内并通过螺钉固定在基座10上，风机模组14的风扇转接线21位于接线腔室17中，外盖板11通过螺钉锁附在基座10的外侧面，外盖板11上设置有与风机模组14适配的通风孔19，在接线腔室17对应区域四周设置有矩形橡胶密封圈18，安装后可以使接线腔室17形成一个密封腔，防止气流中的砂尘和水分进入，而风机模组14的转子和电路板部分可通过当前成熟的三防处理技术达到IP68等级的防尘防水性能。风扇盖板通过螺钉固定在背板组件3基座10上，当需要更换风扇时，只需要拆下风扇盖板，拆掉需更换风扇的固定螺钉以及拔下线缆插头，即可进行更换，大大提高风扇这类易损部件的维护便捷性。

进一步的，参阅图5，接线腔室17的侧壁上设置有凹槽，凹槽上设置有Ω形密封圈20，风扇转接线21从背板腔室12中穿出后卡入Ω形密封圈20后连接到接线腔室17内，进而对穿线的缝隙进行密封，必要时可直接在穿线的区域打密封胶处理，通过上述Ω形密封圈20的设计，一方面提供一种风扇转接线21便捷实用的安装方式，另一方面，Ω形密封圈20还可以起到密封的效果，防止风扇转接线21直接走线影响接线腔室17的密封性。

本技术方案中通过设计多个独立的密封腔体区域功能刀片2整体密封、连接器对插区域密封、背板腔体区域密封、风扇接线区域密封，从而将所有的模块单板部件、背板部件、航插线缆、滤波器和风扇线缆等电气部件与机箱内部的散热风道4区域进行密封隔离，从而达到整机超强防尘和防水的效果。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种防水风冷刀片式机箱，其特征在于，包括：机箱框体，若干功能刀片以及背板组件，所述功能刀片以滑动连接的方式安装在机箱框体前部，相邻的功能刀片之间设置有扇叶状的风道；所述背板组件安装机箱框体的尾部，背板组件中包括风冷模块以及接线模块，所述接线模块与功能刀片电连接，扇叶状的风道的出口正对风冷模块，接线模块位于风冷模块下方；功能刀片布设在机箱框体前部，风冷模块以及接线模块共同构成的背板组件相邻设置在功能刀片的一侧，且位于机箱框体后部，所述功能刀片、背板组件以及接线模块为密封体，功能刀片与接线模块的连接区域设置有密封部件。

2.根据权利要求1所述的一种防水风冷刀片式机箱，其特征在于，所述若干功能刀片呈竖直方向滑动安装在机箱框体内部，功能刀片包括密封壳体以及内部的功能器件，密封壳体的侧部设置有散热鳍片，散热鳍片呈由内向外发射状的扇形，密封壳体的内侧壁嵌设有外接连接器，外接连接器与功能器件电连接。

3.根据权利要求1所述的一种防水风冷刀片式机箱，其特征在于，所述背板组件包括内依次密封连接的内盖板、基座以及外盖板，所述基座下部为密封的背板腔室，背板腔室中安装有外接连接器接口、航插连接器接口以及滤波器；所述基座上部为风机模组，风机模组的进风口正对所述功能刀片之间风道的出口。

4.根据权利要求3所述的一种防水风冷刀片式机箱，其特征在于，所述内盖板通过紧固件锁附在基座的内侧面，内盖板上开设有与外接连接器接口的开孔、以及设置有与风机模组适配的镂空结构。

5.根据权利要求4所述的一种防水风冷刀片式机箱，其特征在于，所述内盖板下部与背板腔室对应的位置的外侧还设置有第一密封垫，第一密封垫对应设置有与外接连接器接口适配的开孔，且开孔四周还设置有一圈圆形密封圈结构，当功能刀片插入到机箱框体中，外接连接器接口四周的圆形密封圈结构与刀片后面板接触挤压，所述刀片后面板为密封壳体的内侧壁，从而将对插区域进行密封，防止气流中的砂尘和水分进入。

6.根据权利要求3所述的一种防水风冷刀片式机箱，其特征在于，所述基座上方风机模组区域的设置有风扇安装腔室以及接线腔室，风扇安装腔室与接线腔室交替设置在基座上，风扇安装腔室为两侧贯通的空腔，接线腔室为开设在基座外侧的凹槽，风机模组安装在风扇安装腔室内并固定在基座上，风机模组的风扇转接线位于接线腔室中，外盖板通过紧固件锁附在基座的外侧面，在接线腔室对应区域四周设置有矩形橡胶密封圈，安装后可以使接线腔室形成一个密封腔，外盖板上设置有与风机模组适配的通风孔。

7.根据权利要求6所述的一种防水风冷刀片式机箱，其特征在于，接线腔室的侧壁上设置有凹槽，凹槽上设置有Ω形密封圈，风扇转接线从背板腔室中穿出后卡入Ω形密封圈后连接到接线腔室内，进而对穿线的缝隙进行密封。

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