CN116367519B - 一种低气压下设备热负载自适应均衡系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种低气压下设备热负载自适应均衡系统。低气压下设备热负载自适应均衡系统包括机壳、集热组件和多个散热调节部，所述机壳内壁设有多个散热区，所述集热组件设置在所述机壳内且用于将所述机壳内的散热目标的热量传导至多个所述散热区，多个所述散热调节部对应地设置在所述散热区且环绕所述集热组件，所述散热调节部适于根据所述散热区的温度调节所述机壳内外的气流走向。该系统可以有效避免低气压环境下气温骤降导致设备潮湿、结露等问题，从而保证设备能够在低气压环境下气温骤降时还能够正常工作。

Description

一种低气压下设备热负载自适应均衡系统

技术领域

本发明涉及散热技术领域，尤其是一种低气压下设备热负载自适应均衡系统。

背景技术

在航空航天、高海拔作业、气象探测及科学实验等众多领域均涉及电子设备在低气压环境下工作。通常，低气压环境也伴随着高温差变化。一方面，对于设备中各功能部件及元器件的高、低温工作能力会提出较高要求；另一方面，在高温向低温变化的过程中，由于设备材料对温度的响应比空气更快，通常设备表面（包括内表面、外表面及元器件表面等）会提前到达空气中水分的露点温度，导致设备与空气接触的各表面使空气中水分液化结露，导致设备潮湿，进而可能影响设备的安全或稳定运行。

当前的设备低压环境运行解决思路通常是提高各设备系统的配置，更换使用防潮、抗温湿度性能更强的元器件等。但是此类解决方案面临成本大幅攀升，同时对于稀缺、高端元器件及系统的依赖过高，导致产品的批量需求或更高性能需求得不到满足，技术容易受制。

发明内容

为解决上述现有技术问题，本发明提供一种低气压下设备热负载自适应均衡系统。

本申请提供一种低气压下设备热负载自适应均衡系统，包括机壳、集热组件和多个散热调节部，所述机壳内壁设有多个散热区，所述集热组件设置在所述机壳内且用于将所述机壳内的散热目标的热量传导至多个所述散热区，多个所述散热调节部对应地设置在所述散热区且环绕所述集热组件，所述散热调节部适于根据所述散热区的温度调节所述机壳内外的气流走向。

可选地，所述散热调节部包括传动组件、封闭板和设置在所述机壳上的散热口，所述封闭板可转动地设置于所述机壳且适于封闭或打开所述散热口，所述传动组件分别与所述封闭板和所述机壳连接，以在所述机壳内的温度变化时，控制所述封闭板打开或者关闭所述散热口。

可选地，所述散热调节部还包括转轴和设置在所述机壳内壁的至少两个基座，所述转轴可转动地设置于两个所述基座之间，所述封闭板与所述转轴的径向表面连接。

可选地，所述传动组件包括弹性件、热敏杆、第一连接块和两个按压块，所述热敏杆的一端固定连接于所述机壳的内壁，所述热敏杆的另一端通过所述弹性件连接于所述机壳的内壁，两个所述按压块间隔设置在所述热敏杆上，所述第一连接块连接于所述转轴和/或所述封闭板，且所述第一连接块的一部分伸入两个所述按压块之间。

可选地，两个所述按压块包括第一按压块和第二按压块，所述第一按压块位于所述弹性件和所述第二按压块之间，所述第二按压块朝向所述第一按压块的一侧设有间隔设置的第一凸起部和第二凸起部，所述第一凸起部位于所述热敏杆的轴线与所述第二凸起部之间，且所述第一凸起部的高度大于所述第二凸起部的高度。

可选地，两个所述按压块设置在所述热敏杆靠近所述弹性件的一端。

可选地，所述第一按压块包括面向所述第二按压块的第一表面和背向所述第二按压块的第二表面，所述第一表面为斜面，所述第二表面为平面，且在所述热敏杆的径向向外的方向上，所述第一表面和所述第二表面之间的距离逐渐减小。

可选地，所述封闭板和所述转轴的数量相同且为多个，所述传动组件还包括连接杆、数量与所述封闭板的数量一一对应的第二连接块，每个所述第二连接块与其中一个所述转轴和/或封闭板连接，所述连接杆分别与多个所述第二连接块连接，所述第一连接块与其中一个所述第二连接块连接。

可选地，所述集热组件包括多个间隔设置的集热片，多个所述集热片通过导热铜管与所述散热目标连接。

可选地，所述机壳上还设有主散热口，所述主散热口处设有散热风扇，所述散热风扇与所述集热组件、所述散热目标相对设置。

本发明的有益效果体现在，通过散热调节部对集热组件的热量进行散热，一是可以使散热目标的温度不至于过高从而影响设备的正常工作，二是可以将机壳内预留的一部分设备的热量均衡地在机壳内部流动，这样可以有效避免低气压环境下气温骤降导致设备潮湿、结露等问题，从而保证设备能够在低气压环境下气温骤降时还能够正常工作。

附图说明

图1为本发明所提供的低气压下设备热负载自适应均衡系统的结构示意图；

图2为图1的另一种视角的结构示意图；

图3为图2中A-A的剖视图；

图4为图3中B处的放大示意图；

图5为本发明所提供的低气压下设备热负载自适应均衡系统的部分结构示意图，其中，这里仅示出机壳的其中一个侧壁；

图6为图5中C处的放大示意图；

图7为第一按压块和第二按压块的结构示意图；

图8为本发明一实施例提供的第一按压块、第二按压块、热敏杆和弹性件的结构示意图。

附图标记：100-机壳；110-散热目标；120-导热铜管；130-集热组件；140-散热口；151-热敏杆；152-弹性件；153-第一按压块；1531-第一表面；1532-第二表面；154-第二按压块；1541-第一凸起部；1542-第二凸起部；155-第一连接块；161-连接杆；162-第二连接块；163-转轴；164-基座；170-散热风扇；180-封闭板。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

发明人经过研究发现，设备在固定的散热通道下，会形成局部结露死角，具体来说就是设备在部分不发热区域且散热通道不经过的区域持续保持低温状态，该区域就会由于外界气温的变化快速到达空气结露的温度点，导致该区域的元器件处于潮湿环境，使得在低气压环境下设备无法正常工作。

如图1、图2和图3所示，本申请提供一种低气压下设备热负载自适应均衡系统，低气压下设备热负载自适应均衡系统包括机壳100、集热组件130和多个散热调节部。

本申请中的机壳100形状不定，可以为长方体等形状，其内部中空，可以容纳各种元器件。

具体来说，机壳100内壁设有多个散热区，集热组件130设置在机壳100内且用于将机壳100内的散热目标110的热量传导至多个散热区，其中，这里的散热目标110主要是指发热源，例如，设备中的电路板或者芯片等，其在工作时，会产生大量热量。由此，散热目标110所产生的热量主要聚集在集热组件130处。

本申请的散热调节部对应地设置在散热区并环绕集热组件130，散热调节部可以对集热组件130上的热量进行散发，散热调节部适于根据散热区的温度调节机壳100内外的气流走向，也就是说，散热调节部主要是通过控制机壳100内外的气流流动，以此来达到平衡机壳100内部各个散热区的热量。

上述技术方案中，通过散热调节部对集热组件130的热量进行散热，一是可以使散热目标110的温度不至于过高从而影响设备的正常工作，二是可以将机壳100内预留的一部分设备的热量均衡地在机壳100内部流动，例如，当局部温度过低时，可以通过该处的散热调节部进行调节，使其他散热区处的热量从此处向机壳外流动，从而对此处的热量进行补充，反之，当局部温度过高时，可以通过该处的散热调节部降低其他散热区的热量向此处聚集，实现机壳内部的温度自适应调节，这样可以有效避免低气压环境下气温骤降导致设备潮湿、结露等问题，从而保证设备能够在低气压环境下气温骤降时还能够正常工作。

如图3和图4所示，具体地，散热调节部包括传动组件、封闭板180和设置在机壳100上的散热口140，其中，该散热口140可以连通机壳100的内部和外部，当散热口140处无遮挡时，气流即可从机壳100的内部流向外部，或者从机壳100的外部流向内部，封闭板180可转动地设置于机壳100且适于封闭或打开散热口140，也就是说，封闭板180与机壳100可转动连接，且封闭板180能够打开或关闭散热口140，传动组件分别与封闭板180和机壳100连接，以在机壳100内的温度变化时，控制封闭板180打开或者关闭散热口140，由此，当某个散热区的温度较高时，可以通过传动组件控制封闭板180转动，并由封闭板180关闭对应的散热口140，此时，热量不再往此处的散热口140处流动，从而可以使得此处的温度得以维持，不再升高。当某个散热区的温度较低时，可以通过传动组件控制封闭板180转动，并由封闭板180打开对应的散热口140，此时，机壳100内部其他散热区处的热量就会向此处流动，随之提高此散热区处的温度，待各处平衡后，封闭板180随之关闭该散热口140，从而达到平衡各个散热区的温度。

如图5所示，本申请的实施例中，散热调节部还包括转轴163和设置在机壳100内壁的至少两个基座164，转轴163可转动地设置于两个基座164之间，作为一种示例，基座164内可以设置轴承，通过将转轴163穿设于轴承中，从而使得转轴163与两个基座164可转动连接，封闭板180与转轴163的径向表面连接，由此，在外力作用下，封闭板180就可以通过转轴163与机壳100转动连接，实现对散热口140的开启或者关闭。

如图3、图4、图5和图6所示，本申请的实施例中，传动组件包括弹性件152、热敏杆151、第一连接块155和两个按压块，热敏杆151的一端固定连接于机壳100的内壁，热敏杆151的另一端通过弹性件152连接于机壳100的内壁，这里以机壳100为长方体状为例进行说明，热敏杆151的一端可以固定连接于机壳100的内底壁，弹性件152的一端连接于机壳100的内顶壁，弹性件152的另一端于热敏杆151的另一端连接，其中，弹性件152可以采用弹簧，需要说明的是，这里的热敏杆151可以由热敏材料制成，其具有热胀冷缩的效果，也就是在受热时，热敏杆151的长度会变长，在受冷时，热敏杆151的长度会缩短，作为一种示例，热敏杆151可以采用形状记忆塑料制成。作为另一种示例，热敏杆151还可以采用热敏金属。

两个按压块间隔设置在热敏杆151上，并且，两个按压块沿着同一方向延伸，这样，在两个按压块之间就形成一定的间隙，第一连接块155连接于转轴163和/或封闭板180，且第一连接块155的一部分伸入两个按压块之间，其中，第一连接块155位于该间隙内，需要说明的是，正常状态下，第一连接块155不会受到按压块的挤压力，换言之，当第一连接块155位于该间隙内时，可以与两个按压块不接触，也可以与按压块接触但与两个按压块还相互产生作用力。可以理解，当此处的散热区温度降低时，热敏杆151受温度降低影响，其长度会缩短，进而拉伸弹性件152，并通过其中一个按压块挤压第一连接块155，由于第一连接块155与转轴163和/封闭板180连接，由此，可以通过热敏杆151的长度缩短，进而带动封闭板180转动，以打开这样或者关闭散热口140，反之，当此处的散热区的温度升高时，热敏杆151受温度升高影响，其长度会伸长，进而压缩弹性件152，并通过另一个按压块挤压第一连接块155，由此，可以通过热敏杆151的长度缩短，进而带动封闭板180转动，以关闭或者打开散热口140。可见，仅仅通过上述的纯机械结构，就能够实现对机壳100内部各个散热区的热负载均衡，无需使用结构复杂、成本高的自动控制装置。

如图5、图6和图7所示，本申请的实施例中，两个按压块包括第一按压块153和第二按压块154，第一按压块153位于弹性件152和第二按压块154之间，作为一种示例，当热敏杆151伸长时，第二按压块154推动第一连接块155向靠近弹性件152的一侧转动，进而可以使封闭板180向机壳100内部转动，从而由封闭板180关闭散热口140，当热敏杆151缩短时，第一按压块153推动第一连接块155向远离弹性件152的一侧转动，进而可以使封闭板180向机壳100外部转动，从而由封闭板180打开散热口140，上述封闭板180的打开和关闭是在正常温度变化范围内进行的。第二按压块154朝向第一按压块153的一侧设有间隔设置的第一凸起部1541和第二凸起部1542，第一凸起部1541位于热敏杆151的轴线与第二凸起部1542之间，且第一凸起部1541的高度大于第二凸起部1542的高度，由于第一凸起部1541相对于第二凸起部1542更靠近第一连接块155，在正常的温度变化时，首先是通过第一凸起部1541接触第一连接块155，从而使封闭板180转动，当温度超过安全阈值时，热敏杆151伸长幅度也随之变大，使得第一连接块155与第一凸起部1541接触的一端进而到第一凸起部1541和第二凸起部1542之间，此时，第二凸起部1542与第一连接块155接触，由此，可以通过第二凸起部1542继续推动第一连接块155，进而使封闭板180向机壳100的内部转动，也就是说，当温度超过安全阈值时，虽然温度也在上升，但不同于正常状态下温度上升时，温度升高会带动封闭板180关闭散热口140，此时温度的一旦超过安全阈值，则会使封闭板180向机壳100内部转动，进而再使散热口140打开，这样就可以使散热口140在较高温度时，受热开启，提高系统的散热能力。

本申请的实施例中，两个按压块设置在热敏杆151靠近弹性件152的一端，相对来说，更靠近于弹性件152的位置，热敏杆151的收缩幅度更大，因而，按压块推动第一连接块155的幅度也会更大，有利于加快封闭板180的转动幅度，从而快速打开或者关闭散热口140。

如图7所示，本申请的实施例中，第一按压块153包括面向第二按压块154的第一表面1531和背向第二按压块154的第二表面1532，第一表面1531为斜面，第二表面1532为平面，且在热敏杆151的径向向外的方向上，第一表面1531和第二表面1532之间的距离逐渐减小，通过将第一表面1531设置为斜面，在热敏杆151受冷收缩时，这样可以使得封闭板180打开时保持匀速，从而使得封闭板180能够更加平稳地打开。

如图8所示，在一些实施例中，第一表面1531也可以为平面，当热敏杆151受冷时，第一按压块153能够更加快速地推动第一连接块155，从而使散热口140能够快速打开。也就是说，通过改变第一表面1531的形状，可以实现不同的传动比。

如图5和图6所示，本申请的实施例中，封闭板180和转轴163的数量相同且为多个，传动组件还包括连接杆161、数量与封闭板180的数量一一对应的第二连接块162，连接杆161与热敏杆151同方向延伸，也即，连接杆161和热敏杆151平行设置，每个第二连接块162与其中一个转轴163和/或封闭板180连接，连接杆161分别与多个第二连接块162连接，作为连接杆161与第二连接块162的连接示例，连接杆161可以同时穿设于第二连接块162中，此外，连接杆161还可以分别与每个第二连接块162铰接，第一连接块155与其中一个第二连接块162连接，通过设置连接杆161将多个封闭板180串接在一起，这样可以通过一个热敏杆151同时打开或者关闭多个封闭板180，从而能够使散热口140处的热量能够更加均匀地流动，实现温度的更精确控制。

本申请的实施例中，集热组件130包括多个间隔设置的集热片，集热片为片状结构，多个集热片沿着散热目标110的高度方向延伸，多个集热片通过导热铜管120与散热目标110连接，由此，散热目标110的热量可以通过导热铜管120传导至集热片上，这样可以加快对散热目标110上的热量进行散发，同时，多个集热片也能够更加均衡地向其四周的散热区传导热量。

如图1和图3所示，本申请的实施例中，机壳100上还设有主散热口，主散热口处设有散热风扇170，散热风扇170与集热组件130、散热目标110相对设置，散热风扇170可以作为散热目标110的主要散热路径，确保系统的主体散热。将散热风扇170设置在与集热组件130相对的位置，热量不仅可以通过集热片之间的间隙快速传导至散热风扇170处，也可以通过集热片向散热风扇170的方向散热，从而保证系统的正常散热，散热区的散热口140保持微量热量流动（散热口140几乎处于封闭状态但又未完全封闭 ），以保持机壳100内部的温度不至于过低。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“中心”、“顶”、“底”、“顶部”、“底部”、“内”、“外”、“内侧”、“外侧”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，仅是为了使于描述本发明和简化描述，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发明的限制。其中，“里侧”是指内部或围起来的区域或空间。“外围”是指某特定部件或特定区域的周围的区域。

在本发明的实施例的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用以描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“组装”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的实施例的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的实施例的描述中，需要理解的是，“-”和“~”表示的是两个数值之同的范围，并且该范围包括端点。例如:“A-B”表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。“A~B''表示大于或等于A，且小于或等于B的范围。

在本发明的实施例的描述中，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种低气压下设备热负载自适应均衡系统，其特征在于，包括机壳、集热组件和多个散热调节部，所述机壳内壁设有多个散热区，所述集热组件设置在所述机壳内且用于将所述机壳内的散热目标的热量传导至多个所述散热区，多个所述散热调节部对应地设置在所述散热区且环绕所述集热组件，所述散热调节部适于根据所述散热区的温度调节所述机壳内外的气流走向；

所述散热调节部包括传动组件、封闭板和设置在所述机壳上的散热口，所述封闭板可转动地设置于所述机壳且适于封闭或打开所述散热口，所述传动组件分别与所述封闭板和所述机壳连接，以在所述机壳内的温度变化时，控制所述封闭板打开或者关闭所述散热口；

所述散热调节部还包括转轴和设置在所述机壳内壁的至少两个基座，所述转轴可转动地设置于两个所述基座之间，所述封闭板与所述转轴的径向表面连接；

所述传动组件包括弹性件、热敏杆、第一连接块和两个按压块，所述热敏杆的一端固定连接于所述机壳的内壁，所述热敏杆的另一端通过所述弹性件连接于所述机壳的内壁，两个所述按压块间隔设置在所述热敏杆上，所述第一连接块连接于所述转轴和/或所述封闭板，且所述第一连接块的一部分伸入两个所述按压块之间。

2.根据权利要求1所述的低气压下设备热负载自适应均衡系统，其特征在于，两个所述按压块包括第一按压块和第二按压块，所述第一按压块位于所述弹性件和所述第二按压块之间，所述第二按压块朝向所述第一按压块的一侧设有间隔设置的第一凸起部和第二凸起部，所述第一凸起部位于所述热敏杆的轴线与所述第二凸起部之间，且所述第一凸起部的高度大于所述第二凸起部的高度。

3.根据权利要求1所述的低气压下设备热负载自适应均衡系统，其特征在于，两个所述按压块设置在所述热敏杆靠近所述弹性件的一端。

4.根据权利要求2所述的低气压下设备热负载自适应均衡系统，其特征在于，所述第一按压块包括面向所述第二按压块的第一表面和背向所述第二按压块的第二表面，所述第一表面为斜面，所述第二表面为平面，且在所述热敏杆的径向向外的方向上，所述第一表面和所述第二表面之间的距离逐渐减小。

5.根据权利要求1所述的低气压下设备热负载自适应均衡系统，其特征在于，所述封闭板和所述转轴的数量相同且为多个，所述传动组件还包括连接杆、数量与所述封闭板的数量一一对应的第二连接块，每个所述第二连接块与其中一个所述转轴和/或封闭板连接，所述连接杆分别与多个所述第二连接块连接，所述第一连接块与其中一个所述第二连接块连接。

6.根据权利要求1所述的低气压下设备热负载自适应均衡系统，其特征在于，所述集热组件包括多个间隔设置的集热片，多个所述集热片通过导热铜管与所述散热目标连接。

7.根据权利要求1所述的低气压下设备热负载自适应均衡系统，其特征在于，所述机壳上还设有主散热口，所述主散热口处设有散热风扇，所述散热风扇与所述集热组件、所述散热目标相对设置。