CN207706554U - 一种ip53上进线风冷机柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种IP53上进线风冷机柜，涉及核电仪控系统机柜领域。在实现机柜IP53防护要求的同时，可实现一定的EMC功能，可实现风冷散热功能和机柜顶部进线功能。而且采用巧妙设计，可通过传统方法加工制造，结构简单，实现了机柜高质量、低成本、便维护的目标。技术方案要点为包括框架(1)，柜门(2)，侧板(3)和顶板(4)，框架前后安装柜门，两侧安装侧板，顶部安装顶板，其特征在于，柜门(2)上设置柜门加强筋，柜门与框架之间安装橡胶条，柜门加强筋与框架之间安装导电泡棉。

Description

一种IP53上进线风冷机柜

技术领域

本实用新型涉及核电仪控系统机柜领域，特别是一种防护等级要求较高(IP53)上进线风冷机柜。

背景技术

机柜一般是冷轧钢板或合金制作的用来存放计算机和相关控制设备的物件，可以提供对存放设备的保护，屏蔽电磁干扰，有序、整齐地排列设备，方便以后维护设备。机柜一般分为服务器机柜、网络机柜、控制台机柜等。

IP(INGRESS PROTECTION)防护等级系统是由IEC(INTERNATIONALELECTROTECHNICAL COMMISSION)所起草，将电器依其防尘防湿气之特性加以分级。IP防护等级是由两个数字所组成，第1个数字表示电器防尘、防止外物侵入的等级(这里所指的外物含工具，人的手指等均不可接触到电器内之带电部分，以免触电)，第2个数字表示电器防湿气、防水侵入的密闭程度，数字越大表示其防护等级越高。

EMC，Electromagnetic Compatibility电磁兼容性，是指设备或系统在其电磁环境中符合要求运行并不对其环境中的任何设备产生无法忍受的电磁骚扰的能力。

一般具有较高IP防护要求的机柜，尤其是具有防水要求的机柜都设计为封闭结构，以有效实现机柜整体的防护能力。因为IP防护要求与风冷散热、外壳开孔要求等相互矛盾：防护等级越高，要求机柜开孔越少越好，甚至做成封闭结构更可靠；但要有效风冷散热，或考虑机柜进出线缆数量，则需要机柜开孔越多越大越好。

针对IP53防护要求的机柜，即防尘能力为IP5X，防水能力为IPX3，一般不通过风冷方式实现散热，而且进线方式一般为下进线。即使实现风冷散热，一般安装外购满足IP53防护要求的风机和通风窗实现。但外购高防护等级风机或通风窗质量不可靠、成本高、维护不便。早期项目有IP43防护等级机柜，其实现IP43防护性能靠外购的IP43风机。在现场应用过程中，由于风机口容易积累灰尘而经常使风机损坏。

机柜是核电站实现相关功能的重要载体，其安全可靠性对核电站安全、可靠、稳定运行起着至关重要的作用。

要单独实现机柜的IP53防护性能不难，但要同时实现其通风散热、顶部进线和一定的EMC要求却颇具难度。尤其是IP53防护性能与通风散热要求相互矛盾。根据GB/T 4208规定，IP53要求能够防尘和防淋水。其中第一个数字“5”表示防尘：允许灰尘进入，但进入量不能影响设备的正常运行，不能影响安全。第二个数字“3”表示防水：试验时要求在机柜各垂直面60°范围内淋水，无有害影响。通风散热则要求机柜外部冷却空气能够进入机柜内部形成空气对流，从而实现柜内设备的散热要求。

IP53防护：一般IP53防护要求的机柜实现IP53防护要求使用外购具有IP53防护能力的风机或通风窗。这种产品结构相对紧凑，但实现IP53防护能力主要靠“高密度防尘棉”，所以在使用过程中，“高密度防尘棉”同时防尘和防水，很容易造成灰尘堆积，降低通风率，导致风机损坏。

线缆进出：一般具有防水要求的机柜会选择在机柜底部进出线缆，这样省略考虑线缆进出孔处的IP方法设计，对于上进线要求则具有使用局限性。

EMC功能：实现IP53防护的同时兼顾EMC功能，一般会使用导电橡胶。但导电橡胶的成本与普通橡胶+导电泡棉的成本相比，高出数倍。

本发明涉及一款IP53防护等级上进线风冷机柜，在实现机柜IP53防护要求的同时，可实现一定的EMC功能，可实现风冷散热功能和机柜顶部进线功能。而且采用巧妙设计，可通过传统方法加工制造，结构简单，实现了机柜高质量、低成本、便维护的目标。

实用新型内容

为了克服现有技术质量不可靠、成本高、维护不便的缺点，本实用新型提供了一种防护等级为IP53的上进线风冷机柜。使用巧妙设计，采用传统方法加工制造，在机柜满足IP53防护等级的同时，实现机柜的风冷散热、上部进线和一定的EMC功能，既保证机柜高可靠性，又降低制造成本和方便后期维护。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：

一种IP53上进线风冷机柜，包括框架，柜门，侧板和顶板，框架前后安装柜门，两侧安装侧板，顶部安装顶板，其特征在于，柜门上设置柜门加强筋，柜门与框架之间安装橡胶条，柜门加强筋与框架之间安装导电泡棉；

所述柜门下部设置通风孔，所述通风孔内侧安装防水板，所述防水板内侧设置防水罩，所述防水罩上面安装防尘棉，所述防尘棉外部安装防尘罩；

所述侧板内侧设置侧板加强筋，侧板与框架之间安装橡胶条，侧板加强筋与框架之间安装导电泡棉；

所述顶板上设置顶板加强筋，顶板与框架之间安装橡胶条，顶板加强筋与框架间安装导电泡棉；所述顶板上设置顶板进线孔。

进一步，所述框架顶部设置吊装环安装孔，侧面设置螺钉安装孔，所述吊装环安装孔和螺钉安装孔贯穿框架。

进一步，所述螺钉安装孔采用压铆盲孔螺母。

进一步，所述防水罩与通风孔之间安装风机。

进一步，所述风机与通风孔之间安装防尘棉。

进一步，所述顶板与框架之间安装平衡条。

本实用新型的有益效果如下：

1、结构简单：设计巧妙，可通过传统方法加工制造。

2、可靠性高：因为第一条优点，所以可靠性更高，质量可控。

3、成本低：因为第一条优点，所以成本低。

4、维护方便：无论正常维护、还是更换零部件，周期短，成本低，操作方便。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型机柜整体外观图；

图2是本实用新型机柜框架示意图；

图3是本实用新型吊装环安装孔示意图；

图4是本实用新型螺钉安装孔示意图；

图5是本实用新型柜门与框架安装图；

图6是本实用新型橡胶条安装示意图；

图7是本实用新型通风孔结构示意图；

图8是本实用新型通风孔安装风机示意图；

图9是本实用新型侧板与框架安装图；

图10是本实用新型顶板与框架安装图。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。

如图1所示，本机柜主要由四部分组成：框架1、柜门2、侧板3和顶板4。其中框架1起主要支撑和承载作用；柜门2包括前门和后门，根据需要可安装指示灯、铭牌等，同时，通风孔布置在柜门上；侧板3包括左侧板和右侧板，为方便内部结构或设备维护，机柜侧板可拆装；顶板4可拆装，上面设置线缆进出孔。柜门上、侧板内侧、顶板上均设置了角钢形状的加强筋，柜门与框架、侧板与框架、顶板与框架之间均安装有橡胶条，各加强筋与框架之间安装导电泡棉。

如图2所示为机柜框架1示意图。框架1涉及IP53防护性能的关键点有两个：一为结构拼缝，二为内外贯穿安装孔。结构拼缝通过焊接技术实现IP53防护性能，即相互连接的结构件采用满焊方式实现框架拼缝的防尘和防水。内外贯穿孔主要有两种情况：一个是顶部吊装环安装孔，一个是螺钉安装孔。吊装环安装孔实现IP53方式如图3所示，同样使用焊接技术。框架为通孔与吊装换螺纹孔零件通过焊接方式连接到一起。连接拼缝即为内外贯穿缝隙。通过满焊的方式使内外隔离，从而实现IP53防护。螺钉安装孔实现IP53方式如图4所示，即采用压铆盲孔螺母。框架的防护设计可以满足IP66防护等级。

柜门IP防护能力是机柜整体实现IP53防护功能的关键。柜门涉及IP53防护性能地方主要有四处：一个是柜门上安装设备；一个是柜门内外贯穿孔；一个是柜门与框架的缝隙；一个是通风孔。

(1)柜门上安装的设备

柜门上安装的设备主要指门锁、指示灯等。要使机柜满足IP53防护要求，柜门上安装的设备必须满足IP53要求。对于门锁，应该具备多点(一般4点)锁紧功能，以保证柜门和框架缝隙中的防护橡胶能可靠压缩。

(2)柜门内外贯穿孔

同机柜框架内外贯穿孔的处理方式相同，使用压铆盲孔螺母的方式实现IP53。

(3)柜门与框架缝隙

柜门与框架缝隙除考虑IP53防护外，还需考虑EMC功能。实现IP53防护功能，如图5所示，即在柜门与框架之间安装橡胶条。为有效防护，橡胶条可以直接在柜门上发泡制成，这种方式整体密封性好，但维护性相对较差。也可以采用粘贴方式在柜门上粘贴橡胶条，但橡胶条拼缝需有利于防水，如图6所示。应使橡胶条的压缩量在合理范围内，既能有效防护又不会损坏橡胶条。导电泡棉可实现一定的EMC功能。

(4)通风孔

通风孔为进风孔或出风孔。进风孔：自然风冷，进出风结构相同，如图7所示。所述通风孔内侧安装防水板，所述防水板内侧设置防水罩，所述防水罩上面安装防尘棉，所述防尘棉外部安装防尘罩。防水板防止淋水接触防尘棉，防水罩则防止水流进入机柜内部。防尘棉主要起防尘作用，应使用IP50防护性能的防尘棉。防尘棉方便更换。出风孔：如果为强迫风冷，则需要在出风孔处安装风机(抽风)，如图8所示。

为方便内部设备安装与维护，机柜侧板3设计为可拆卸结构，其实现IP53防护功能主要在于与框架之间的缝隙，如图9所示。侧板为内嵌结构，即侧板的安装与否不影响机柜的整体宽度尺寸。侧板根据需要也可以为外挂结构。

为使机柜具有一定的兼容性，机柜顶板设计为可拆卸结构。机柜顶板涉及IP53防护功能主要有2点：一个是顶板与框架之间的缝隙；一个是进线孔。顶板与机柜框架缝隙处理如图10所示，其中橡胶条为直接发泡制成，平衡条用于控制橡胶条的压缩量，导电泡棉则实现一定的EMC性能。顶板进线孔采用两种方法实现IP53防护等级：一是选用具有IP53防护能力的格兰头(适合进出线缆数量较少的情况)；一是采用开大孔，通过防火封堵的方法实现IP53防护要求(适合线缆数量较多的情况)。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种IP53上进线风冷机柜，包括框架(1)，柜门(2)，侧板(3)和顶板(4)，框架前后安装柜门，两侧安装侧板，顶部安装顶板，其特征在于，所述柜门(2)下部设置通风孔，所述通风孔内侧安装防水板，所述防水板内侧设置防水罩，所述防水罩上面安装防尘棉，所述防尘棉外部安装防尘罩；

所述柜门(2)上设置柜门加强筋，柜门与框架之间安装橡胶条，柜门加强筋与框架之间安装导电泡棉；

所述侧板(3)内侧设置侧板加强筋，侧板与框架之间安装橡胶条，侧板加强筋与框架之间安装导电泡棉；

所述顶板(4)上设置顶板加强筋，顶板与框架之间安装橡胶条，顶板加强筋与框架间安装导电泡棉；所述顶板上设置顶板进线孔。

2.根据权利要求1所述的一种IP53上进线风冷机柜，其特征在于，所述框架(1)顶部设置吊装环安装孔，侧面设置螺钉安装孔，所述吊装环安装孔和螺钉安装孔贯穿框架(1)。

3.根据权利要求2所述的一种IP53上进线风冷机柜，其特征在于，所述螺钉安装孔采用压铆盲孔螺母。

4.根据权利要求1所述的一种IP53上进线风冷机柜，其特征在于，所述防水罩与通风孔之间安装风机。

5.根据权利要求4所述的一种IP53上进线风冷机柜，其特征在于，所述风机与通风孔之间安装防尘棉。

6.根据权利要求1所述的一种IP53上进线风冷机柜，其特征在于，所述顶板与框架之间安装平衡条。