CN116501143B - 一种多路h型风道加固电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及加固机箱技术领域，尤其是一种多路h型风道加固电子设备，包括：箱体，其顶部具有一可拆卸的盖板，位于所述箱体中还具有一容纳腔，所述容纳腔用于安装VPX刀片；其中，在所述箱体的两水平内侧分别具有第一风道及第二风道，所述第二风道通过至少一个通风组件与所述第一风道连通，本发明的多路h型风道加固电子设备具有散热性能好、后面板布局空间大、风道独立可拆卸、维护方便快捷等特点，经过适当缩放机箱尺寸、调整刀片布局，更改前后面板连接器就可以形成多种不同的设备，经过试验验证，采用本发明的一种加固机载计算机可在‑40℃～+55℃可靠的工作，且能有效抵御盐雾侵蚀与霉菌生长。

Description

一种多路h型风道加固电子设备

技术领域

本发明涉及加固机箱技术领域，尤其涉及一种多路h型风道加固电子设备。

背景技术

风冷加固电子设备机箱是电子设备的重要组成部分，主要用于保护和支持电子设备，同时提供散热和连接接口。随着电子设备功耗的不断增加，机箱的散热能力越来越受到重视。目前，在机载和舰载应用场景中，通常要求机箱密闭，并采用前进风后出风的散热布局。在这种布局下，基于VPX总线的机箱通常可以采用多种插件布局方式，其主要结构形式的差异在于维修窗口位置、刀片布局、风道和风机位置等方面。

如附图1及图2所示，现有技术中C型风冷加固电子设备机箱是一种常见的机箱布局形式，其特点是上盖板作为维修窗口，器件面平行于前面板1，插件2采用竖向插卡方式，前面板1左右两侧直通风道11，后面板3左右两侧布置风机4。然而，随着各功能刀片功耗的不断增加，单板功耗突破150W，C型风冷机箱仅通过导轨板12插槽上下两侧的接触面传导板卡热量至导轨板12，热传导路径长、传导面积小、热阻大，无法满足单板散热的要求。此外，由于C型机箱的深度尺寸380限制了插件的总数量，无法扩展更多的插槽。

因此，需要提供一种改进的C型风冷加固电子设备机箱，以提高机箱的散热能力，扩大前后面板的器件布局空间。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在上述缺点，而提出的一种多路h型风道加固电子设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计一种多路h型风道加固电子设备，包括：

箱体，其顶部具有一可拆卸的盖板，位于所述箱体中还具有一容纳腔，所述容纳腔用于安装VPX刀片；

其中，在所述箱体的两水平内侧分别具有第一风道及第二风道，所述第二风道通过至少一个通风组件与所述第一风道连通，所述通风组件安装于所述容纳腔中，且其至少部分能够与所述VPX刀片相接触；

在所述箱体的背端还具有一个风机组件，所述风机组件置于所述第一风道的出风口处。

进一步的，所述箱体包括底板，在所述底板的两水平侧边上分别安装有左导轨板及右导轨板；

其中，在所述左导轨板及右导轨板的外侧还安装有风道板，在所述底板的另两个水平侧边上还安装有前面板及后面板。

进一步的，所述左导轨板及右导轨板的外侧面均具有一个凹陷部，两个所述风道板配合两个凹陷部分别形成第一风道及第二风道，所述左导轨板上的凹陷部延伸至其两边侧上，所述右导轨板上的凹陷部延伸至其一个边侧上；

其中，在所述前面板上还安装有两个与两个所述凹陷部相适配的进风口，所述风机组件安装于后面板上。

进一步的，所述通风组件包括中空板，所述中空板的两竖直侧壁贯穿设置，位于两个竖直侧壁之间还水平安装有多个翅片，其中，所述中空板可拆卸连接于所述容纳腔中。

进一步的，在所述中空板的背面上还具有一安装槽，所述安装槽中用于安装导热垫。

进一步的，所述中空板包括通风腔底座和通风腔盖板，所述通风腔底座与通风腔盖板的接触面之间安装有屏蔽密封条；

所述中空板的两侧与所述左导轨板及右导轨板的接触部分均开设有屏蔽密封条安装槽。

进一步的，在所述左导轨板及右导轨板的相对面上还安装有楔形导轨，所述通风组件的至少部分能够与所述楔形导轨相接触，所述楔形导轨用于所述VPX刀片的侧边相接触，以通过楔形导轨将VPX刀片侧边的热量传递至所述通风组件中。

进一步的，在所述容纳腔的两水平内壁上均开设插槽，两个水平内壁上的所述插槽均沿所述箱体高度向下延伸，所述通风组件插接于相对的两个水平内壁上的两个所述插槽之间。

进一步的，所述风机组件包括风机面板，在所述风机面板的背端至少安装有一个轴流风机，其中，在所述风机面板上具有供轴流风机气流流动的通孔，所述通孔的外侧还安装有风机罩。

进一步的，所述风机组件还包括：

安装架，其设置有两个、且水平置于所述风机面板的背端，两个所述安装架位于所述轴流风机的两侧；

其中，两个所述安装架之间还活动插接有一滤尘网。

本发明提出的一种多路h型风道加固电子设备，有益效果在于：本发明的多路h型风道加固电子设备具有散热性能好、后面板布局空间大、风道独立可拆卸、维护方便快捷等特点，经过适当缩放机箱尺寸、调整刀片布局，更改前后面板连接器就可以形成多种不同的设备，经过试验验证，采用本发明的一种加固机载计算机可在-40℃～+55℃可靠的工作，且能有效抵御盐雾侵蚀与霉菌生长。

附图说明

图1为现有技术机箱的结构示意图；

图2为现有技术机箱的俯视图；

图3为本发明去除盖板的立体图；

图4为本发明去除盖板的俯视图；

图5为本发明的爆炸图；

图6为本发明的通风组件立体图一；

图7为本发明的通风组件立体图二；

图8为本发明通风组件取出时状态图；

图9为本发明的风机组件立体图一；

图10为本发明的风机组件立体图二；

图11为本发明的风道布局结构示意图；

图12为本发明的整机热路示意图；

图13为本发明的热量传导框图；

图14为本发明的风道布局示意图；

图15为本发明中风压平衡示意图。

图中：10、箱体；101、底板；102、左导轨板；103、右导轨板；104、风道板；105、前面板；106、后面板；107、楔形导轨；11、盖板；12、VPX刀片；13、第一风道；14、第二风道；15、通风组件；151、中空板；152、安装槽；16、风机组件；161、风机面板；162、轴流风机；163、风机罩；164、安装架；165、滤尘网。

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。

参照图2、3为本发明的一个实施例，其公开了一种多路h型风道加固电子设备，该机箱是在C型机箱的基础上进行改进的，基于VPX总线的机箱通常可以采用5种插件布局方式，其主要结构形式的差异如下表所示。

具体的，在本发明实施例中，上述的机箱至少包括：

箱体10，其顶部具有一可拆卸的盖板11，也就是说，在本发明实施例中，盖板11设计为检修窗口，当需要对内部零件进行检修或安装时，通过拆卸上述盖板11实现对箱体10内部的操作，位于所述箱体10中还具有一容纳腔，所述容纳腔用于安装VPX刀片12；

参照图4，其中，在所述箱体1的两水平内侧分别具有第一风道13及第二风道14，所述第二风道14通过至少一个通风组件15与所述第一风道13连通，在本实施例中整机具有3个计算刀片、1个存储刀片、1个交换刀片、1个AI刀片和1个电源刀片，各刀片冷板采用标准VPX导热散热结构；

参照图11，在发热量较大的3个计算刀片、1个存储刀片和1个AI刀片安装槽位共设置5个通风组件15，从机箱顶部观察，前面板朝下，整机由多个h字母形的风路叠加构成前进风后出风的多路h型风道。

当然，在其他的实施例中本领域技术人员还可根据实际的暗转需求来选择实际需求安装的通风组件15数量，以达到最优的散热效果。

具体的是，在本发明实施例中所述通风组件15安装于所述容纳腔中，且其至少部分能够与所述VPX刀片12相接触；

参照图3、4在所述箱体10的背端还具有一个风机组件16，所述风机组件16置于所述第一风道13的出风口处，通过风机组件16工作带动上述第一风道13、第二风道14及通风组件15中的空气流动，以实现将设备内部的热量向外排出，以实现散热效果。

参照图5，在一些实施例中，所述箱体10包括底板101，在所述底板101的两水平侧边上分别安装有左导轨板102及右导轨板103；

其中，在所述左导轨板102及右导轨板103的外侧还安装有风道板104，风道板104与左导轨板102或右导轨板103通过螺栓紧固，以实现便捷拆装，实现对内部气路清洁，当然，在所述底板101的另两个水平侧边上还安装有前面板105及后面板106，显然，本实施例中上述的容纳腔是由底板101、左导轨板102、右导轨板103、前面板105及后面板106围挡而成的，左导轨板102或右导轨板103用于插接固定所述VPX刀片12。

在上述实施例的基础上，本发明实施例中农所述左导轨板102及右导轨板103的外侧面均具有一个凹陷部，本实施例中凹陷部呈矩形状，两个所述风道板104配合两个凹陷部分别形成第一风道13及第二风道14，需要说明的是，为了保证整个h型风道的流通稳定性，在本发明实施例中所述左导轨板102上的凹陷部延伸至其两边侧上，所述右导轨板103上的凹陷部延伸至其一个边侧上，也就是说，右导轨板103配合风道板104组成的第二风道14的一端是密封的，因此能够保证第二风道14中的气流能够顺利沿着通风组件15进入到第一风道13中；

其中，在所述前面板105上还安装有两个与两个所述凹陷部相适配的进风口，所述风机组件16安装于后面板106上。

具体的来说，本发明实施例中通过对计算刀片、存储刀片和AI刀片等发热量较大的刀片，采用通风组件15与其外壁贴合，使得各VPX刀片12热量传导至通风组件15中，此后通过后面板106上的风机组件16将热量抽出至机箱外部，其余发热量较小的刀片可采用传动方式，既通过接触传导散热，将热量传导至两侧导轨板上，以通过后风机组件16将热量抽出。

参照图6、7，此外，本发明实施例中所述通风组件15包括中空板151，显然，中空板151内部为中空结构，以形成用于通风的隔腔（下称通风隔腔），所述中空板151的两竖直侧壁贯穿设置，位于两个竖直侧壁之间还水平安装有多个翅片，当然，在其他的实施例中上述的翅片还可替换为凸台或针式结构，本领域技术人员知晓，采用上述结构的目的均为增大散热面积，也就是说，任一种能够增大散热面积的结构在本发明中均能适用，因此在此不再进行过多赘述。

参照图8，其中，所述中空板151可拆卸连接于所述容纳腔中，具体的，本实施例中，上述的可拆卸连接优选采用螺栓固定，既在上述中空板151的两侧开设螺纹孔，通过在左导轨板102及右导轨板103安装螺栓实现对上述螺纹孔的安装，本实施例中上述螺栓优选采用十字槽沉头螺钉，以实现对上述中空板151的固定。

当然，在其他的实施例中还可采用磁吸或卡接的方式实现对上述中空板151的固定，所属领域技术人员可以进行适应性的选择。

为了确保刀片的冷板与各自中空的通风隔腔能够有效接触，在所述中空板151的背面上还具有一安装槽152，所述安装槽152中用于安装导热垫，在本发明实施例中安装以玻璃纤维为基材的导热硅胶制成的导热绝缘垫片，其导热率为3.5W/m-K，可持续工作温度-55℃～180℃，具有绝缘、耐磨、韧性强的特点，在确保与中空通风隔腔接触的前提下可满足各刀片正常插拔的要求，热量传导至通风组件15后，后面板106上的风机组件16将中空板151的通风隔腔的热量排出至机箱外部，完成设备的散热。

上述方案在其他的实施例中，根据系统功耗的高低也可以去掉该安装槽，不装导热垫，考虑到导热绝缘垫在多次插拔后可能破损，在长时间使用后可能会老化，需要更换新的导热绝缘垫，只需松开通风组件15两侧与导轨板连接的螺栓，拔出相邻的VPX刀片12后就可以将通风组件15从机箱顶部抽出，重新贴装导热垫后即可插入机箱并紧固。

此外，在所述左导轨板102及右导轨板103的相对面上还安装有楔形导轨107，所述通风组件15的至少部分能够与所述楔形导轨107相接触，所述楔形导轨107用于所述VPX刀片12的侧边相接触，以通过楔形导轨107将VPX刀片12侧边的热量传递至所述通风组件15中。

整机的热路如图12、13所示，功能刀片的散热冷板采用均温板设计，发热元器件通过导热材料（如铟箔、导热垫等）将热量传导至散热冷板上，散热冷板通过与通风组件15以及楔形导轨107两条通路的接触将热量传导至通风组件15中，双路散热设计，以实现更优的散热效果。

在上述实施例的基础上，本发明中所述中空板151包括通风腔底座和通风腔盖板，所述通风腔底座与通风腔盖板的接触面之间安装有屏蔽密封条，屏蔽密封条的设计确保风道与机箱相对独立；

所述中空板151的两侧与所述左导轨板102及右导轨板103的接触部分均开设有屏蔽密封条安装槽，在本发明实施例中，该屏蔽密封条安装槽中安装的屏蔽密封条可保证机箱的电磁兼容性和密封性，示例性的是，本实施例中上述屏蔽密封条安装槽呈不连续的环装结构。

参照图8，为了保证上述通风组件15的安装便捷性，在本发明实施例中在所述容纳腔的两水平内壁上均开设插槽，两个水平内壁上的所述插槽均沿所述箱体10高度向下延伸，所述通风组件15插接于相对的两个水平内壁上的两个所述插槽之间，也就是说，在本发明实施例中，当需要安装通风组件15时，可将通风组件15对准两个水平内壁上的两个所述插槽之间，插入后通过螺栓进行紧固即可实现安装，整体拆卸较为便捷。

参照图9，更详细的是，本发明实施例中所述风机组件16包括风机面板161，在所述风机面板161的背端至少安装有一个轴流风机162，在本发明实施例中轴流风机162设计为三个，其中，在所述风机面板161上具有供轴流风机162气流流动的通孔，所述通孔的外侧还安装有风机罩163。

参照图10，此外，所述风机组件16还包括：

安装架164，其设置有两个、且水平置于所述风机面板161的背端，两个所述安装架164位于所述轴流风机162的两侧；

其中，两个所述安装架164之间还活动插接有一滤尘网165，本实施例中滤尘网165采用抽拉式结构，极大的提高了设备的维修性。

如图14所示为本发明风道布局示意图，本发明中对风压风量匹配计算如下：

机箱采用h型风道设计，共有左右两个风道，其中第一风道13为直通风道，第一风道13进风口截面积为A1，第二风道14与通风组件15组成为多个弯折风道，弯折风道在与第一风道13进行组合后形成h型风道，第二风道14进风口截面积为A2，风道后部设计有5个通风组件15的通风隔腔，通风组件15通风隔腔的截面积为A3、A4、A5、A6和A7，系统总出风量为Q，流经左侧风道的流量为Q1，流经右侧风道的流量为Q2，流经5个中空的通风隔腔的风量分别为Q3、Q4、Q5、Q6和Q7，为了让通风组件15零件可以复用，并且能简化计算，使A3=A4=A5=A6=A7，Q3=Q4=Q5=Q6=Q7，由此可以得出：

Q=Q1+Q2

Q2=Q3+Q4+Q5+Q6+Q7

如图15所示为本发明风压平衡示意图，再者，为了使进出左右两侧风道的风不出现短路现象，需要满足左右风道的风压相等，第一风道13两侧风压为P1，第二风道14前部风压为P2，5个通风组件15的通风隔腔两侧风压为P3、P4、P5、P6和P7，为了风道顺畅，需要满足：

P3=P4=P5=P6=P7

P1=P2+P3

综上，对风压和风量进行分配，令Q1=1/5Q，Q2=4/5Q,P2=3/5P1，P3=2/5P1，依据所得截面积的比值进行赋值，可完成机箱风道特征的成型。

本发明的多路h型风道加固电子设备具有散热性能好、后面板布局空间大、风道独立可拆卸、维护方便快捷等特点，经过适当缩放机箱尺寸、调整刀片布局，更改前后面板连接器就可以形成多种不同的设备，经过试验验证，采用本发明的一种加固机载计算机可在-40℃～+55℃可靠的工作，且能有效抵御盐雾侵蚀与霉菌生长。

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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种多路h型风道加固电子设备，其特征在于，包括：

箱体，其顶部具有一可拆卸的盖板，位于所述箱体中还具有一容纳腔，所述容纳腔用于安装VPX刀片；

其中，在所述箱体的两水平内侧分别具有第一风道及第二风道，所述第二风道通过至少一个通风组件与所述第一风道连通，所述通风组件安装于所述容纳腔中，且其至少部分能够与所述VPX刀片相接触；

在所述箱体的背端还具有一个风机组件，所述风机组件置于所述第一风道的出风口处；

所述通风组件包括中空板，所述中空板的两竖直侧壁贯穿设置，位于两个竖直侧壁之间还水平安装有多个翅片，其中，所述中空板可拆卸连接于所述容纳腔中；

所述箱体包括底板，在所述底板的两水平侧边上分别安装有左导轨板及右导轨板；在所述左导轨板及右导轨板的相对面上还安装有楔形导轨，所述通风组件的至少部分能够与所述楔形导轨相接触，所述楔形导轨用于所述VPX刀片的侧边相接触，以通过楔形导轨将VPX刀片侧边的热量传递至所述通风组件中；

在所述中空板的背面上还具有一安装槽，所述安装槽中用于安装导热垫，所述中空板包括通风腔底座和通风腔盖板，所述通风腔底座与通风腔盖板的接触面之间安装有屏蔽密封条；

所述中空板的两侧与所述左导轨板及右导轨板的接触部分均开设有屏蔽密封条安装槽。

2.根据权利要求1所述的一种多路h型风道加固电子设备，其特征在于：所述箱体包括底板，在所述底板的两水平侧边上分别安装有左导轨板及右导轨板；

其中，在所述左导轨板及右导轨板的外侧还安装有风道板，在所述底板的另两个水平侧边上还安装有前面板及后面板。

3.根据权利要求2所述的一种多路h型风道加固电子设备，其特征在于：所述左导轨板及右导轨板的外侧面均具有一个凹陷部，两个所述风道板配合两个凹陷部分别形成第一风道及第二风道，所述左导轨板上的凹陷部延伸至其两边侧上，所述右导轨板上的凹陷部延伸至其一个边侧上；

其中，在所述前面板上还安装有两个与两个所述凹陷部相适配的进风口，所述风机组件安装于后面板上。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的一种多路h型风道加固电子设备，其特征在于：在所述容纳腔的两水平内壁上均开设插槽，两个水平内壁上的所述插槽均沿所述箱体高度向下延伸，所述通风组件插接于相对的两个水平内壁上的两个所述插槽之间。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的一种多路h型风道加固电子设备，其特征在于：所述风机组件包括风机面板，在所述风机面板的背端至少安装有一个轴流风机，其中，在所述风机面板上具有供轴流风机气流流动的通孔，所述通孔的外侧还安装有风机罩。

6.根据权利要求5所述的一种多路h型风道加固电子设备，其特征在于：所述风机组件还包括：

安装架，其设置有两个、且水平置于所述风机面板的背端，两个所述安装架位于所述轴流风机的两侧；

其中，两个所述安装架之间还活动插接有一滤尘网。