CN213457866U - 一种穿透式风冷低噪机箱 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种穿透式风冷低噪机箱，包括机箱本体等，机箱本体内部上下分别安装开有插槽的机箱上导轨、机箱下导轨，机箱上导轨和机箱下导轨之间安装穿透式风冷冷板，PCB板卡安装在PCB板卡模块上，PCB板卡模块紧固于穿透式风冷冷板上，PCB板卡的发热元件通过柔性导热垫紧贴穿透式风冷冷板的表面，风扇固定在机箱本体顶部后侧，形成散热的“Z”字型风道。本实用新型冷却风只经过穿透式风冷冷板散热翅片，机箱内部板卡及元件与冷却风相对隔离，密封环境增强了计算机环境适应性，提高了可靠性；每个板卡都有各自独立的风道，互不干扰；高密度散热翅片提高了散热效率，能适应大功率高性能计算机散热需求，结合风扇调速功能实现了设备的低噪音工作。

Description

一种穿透式风冷低噪机箱

技术领域

本实用新型涉及计算机硬件散热的领域，具体涉及一种穿透式风冷低噪机箱。

背景技术

工业或军事应用的嵌入式计算机通常必须在极其恶劣的环境下工作，包括温度、湿度、振动冲击和沙尘等。在这种环境下工作的计算机倾向于使用密封机箱，实现安装、冷却电子模块的功能。一种典型方式是ATR机箱结构。电子模块加装散热盖板后，芯片产生的热量通过导热板传导到机箱两侧风冷侧壁，经由冷却空气带走。近年来，随着计算机在增强处理能力，提高传输带宽等方面的需求，新型多核处理器和计算专用的FPGA开始应用于计算机系统。处理器集成规模的提升，使得计算能力有量级提高的同时散热问题开始成为系统集成计算能力进一步提升的瓶颈所在。

传统直接风冷冷却方式冷却风直接吹向被冷却器件，计算机性能易受冷却风中灰尘、湿度等的影响。传导散热方式尽管采用密封方式可以避免这些问题，但由于传热效率较低，已不能有效解决高功耗新型计算机的散热问题。传导冷却方式下的风冷换热器可以由更高效率的液冷换热器代替，但液冷方式带来的系统复杂、成本提高、重量增加等问题也在所难免。为提高冷却效果，传统风冷通常需要提高冷却风风速，带来的不利影响是计算机系统噪音增大。在传统风冷冷却风道中，由于气流分布不均，通常板卡前端冷却风量较小，导致板卡冷热不均，机箱内气流不畅。综上所述，现有风冷机箱存在环境适应性差、传导冷却机箱散热能力有限及散热效果不佳的技术缺陷，以及采用液冷技术带来的系统复杂、成本增加等问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种穿透式风冷低噪机箱。

本实用新型的目的是通过如下技术方案来完成的：这种穿透式风冷低噪机箱，包括机箱本体、PCB板卡模块、PCB板卡、穿透式风冷冷板、柔性导热垫、机箱上导轨、机箱下导轨、板卡锁紧装置、密封圈组件、温控板、风扇、下导风板、上导风板，机箱本体内部上下分别安装开有插槽的机箱上导轨、机箱下导轨，机箱上导轨和机箱下导轨之间安装穿透式风冷冷板，并通过机箱上导轨和机箱下导轨上安装的密封圈组件密封，穿透式风冷冷板通过侧面的板卡锁紧装置与机箱上导轨、机箱下导轨压紧固定，PCB板卡安装在PCB板卡模块上，PCB板卡模块紧固于穿透式风冷冷板上，PCB板卡的发热元件通过柔性导热垫紧贴穿透式风冷冷板的表面，风扇固定在机箱本体顶部后侧，风扇后方风道通过上导风板导向连接至穿透式风冷冷板，并通过下导风板连通机箱本体底层的进风通道，形成散热的“Z”字型风道，风扇后方安装有温控板，温控板随着检测到的出风口温度自动调节风扇风速。

所述密封圈组件包括密封圈铝框架、密封圈硫化硅胶，密封圈硫化硅胶硬度不大于30度，密封圈硫化硅胶硫化成形后表面喷涂无色特氟龙，密封圈硫化硅胶外形截面为三角形，密封圈铝框架带有与风冷冷板进风口、风冷冷板出风口一致的角度α，密封圈组件与风冷冷板进风口、风冷冷板出风口贴合形成自密封。

所述穿透式风冷冷板两端设有风冷冷板进风口、风冷冷板出风口，风冷冷板进风口和风冷冷板出风口的表面是有一定角度α的斜面。

所述穿透式风冷冷板包括风冷冷板壳体及散热翅片，冷板壳体为铝合金材料，穿透式中空设计，中空位置加工、焊接有散热翅片，穿透式风冷冷板表面安装热管。

所述散热翅片由铝箔冲压成型，冲压成平直型、锯齿型结构，表面增加散热强化小孔。

本实用新型的有益效果为：本实用新型计算机板卡上元件散发的热量，经柔性导热垫传导到穿透式风冷冷板散热翅片后经机箱冷却风带走；冷却风只经过穿透式风冷冷板散热翅片，机箱内部板卡及元件与冷却风相对隔离，密封环境增强了计算机环境适应性，提高了可靠性；穿透式风冷冷板使计算机的每个板卡都有各自独立的风道，互不干扰；穿透式风冷冷板高密度散热翅片提高了散热效率，能适应大功率高性能计算机散热需求；结合风扇调速功能实现了设备的低噪音工作。

附图说明

图1为本实用新型的结构剖视图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型的穿透式风冷冷板轴测视图。

图4为本实用新型的穿透式风冷冷板正视图。

图5为本实用新型的穿透式风冷冷板侧视图。

图6为本实用新型的热管示意图。

图7为本实用新型的密封圈组件示意图。

图8为本实用新型的密封圈组件正视图。

图9为本实用新型的密封圈组件剖视图。

图10为本实用新型的密封圈组件截面图。

附图标记说明：机箱本体1、PCB板卡模块2、PCB板卡3、穿透式风冷冷板4、柔性导热垫5、热管6、散热翅片7、风冷冷板壳体8、风冷冷板进风口9、风冷冷板出风口10、机箱上导轨11、机箱下导轨12、板卡锁紧装置13、密封圈组件14、密封圈铝框架15、密封圈硫化硅胶16、温控板17、风扇18、下导风板19、上导风板20。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型做详细的介绍：

实施例：如附图所示，这种穿透式风冷低噪机箱，包括机箱本体1、PCB板卡模块2、PCB板卡3、穿透式风冷冷板4、柔性导热垫5、机箱上导轨11、机箱下导轨12、板卡锁紧装置13、密封圈组件14、温控板17、风扇18、下导风板19、上导风板20，机箱本体1内部上下分别安装开有插槽的机箱上导轨11、机箱下导轨12，机箱上导轨11和机箱下导轨12之间安装穿透式风冷冷板4，并通过机箱上导轨11和机箱下导轨12上安装的密封圈组件14密封，防止漏风，穿透式风冷冷板4通过侧面的板卡锁紧装置13与机箱上导轨11、机箱下导轨12压紧固定，PCB板卡3安装在PCB板卡模块2上，PCB板卡模块2紧固于穿透式风冷冷板4上，PCB板卡3的发热元件通过柔性导热垫5紧贴穿透式风冷冷板4的表面，柔性导热垫5减小二者之间导热热阻同时提高振动冲击性能，将热量传导至穿透式冷板4，再传导到穿透式风冷冷板4上的散热翅片7，风扇18固定在机箱本体1顶部后侧，风扇18后方风道通过上导风板20导向连接至穿透式风冷冷板4，并通过下导风板19连通机箱本体1底层的进风通道，形成散热的“Z”字型风道，冷却风从机箱进风口进入后，经下导风板19导流，直接流过穿透式风冷冷板4的散热翅片7，带走热量，再经上导风板20导流，由风扇18抽风带出机箱本体1，在机箱本体1内部冷却风与PCB板卡模块2及机箱内部元件实现了物理隔离，风扇18后方安装有温控板17，温控板17随着检测到的出风口温度自动调节风扇风速，使风扇18在环境温度较低时以较低转速运转，大大减少了风扇18本身的辐射噪音，实现了整个设备的低噪音工作。

密封圈组件14包括密封圈铝框架15、密封圈硫化硅胶16，密封圈硫化硅胶16硬度不大于30度，密封圈硫化硅胶16硫化成形后表面喷涂无色特氟龙，以增强润滑性，减小摩擦力，提高抗老化能力，可以反复顺滑插拔穿透式风冷冷板4，密封圈硫化硅胶16外形截面为三角形，密封圈铝框架15带有与风冷冷板进风口9、风冷冷板出风口10一致的角度α，确保风冷冷板进风口9、风冷冷板出风口10形成自密封的同时降低摩擦力，密封圈组件14与风冷冷板进风口9、风冷冷板出风口10贴合形成自密封。

穿透式风冷冷板4两端设有风冷冷板进风口9、风冷冷板出风口10，风冷冷板进风口9和风冷冷板出风口10的表面是有一定角度α的斜面。穿透式风冷冷板4包括风冷冷板壳体8及散热翅片7，冷板壳体为铝合金材料，穿透式中空设计，中空位置加工、焊接有散热翅片7，实现高效散热，在PCB板卡3上有大功率元件导致热量集中时，穿透式风冷冷板4表面粘接或焊接热管6，减小扩散热阻，增强换热效果。散热翅片7由铝箔冲压成型，冲压成平直型、锯齿型结构，为增强散热效果，表面增加散热强化小孔。

本实用新型应用在第三代水声信号处理设备，解决并满足设备散热及噪声的需求。合理的风道与穿透式冷板设计，可靠冷却功耗不大于100W的板卡模块，机箱满足1000W的散热需求。自密封的密封圈组件14使机箱内部板卡模块部分相对环境密闭。穿透式风冷冷板4采用紧凑式换热器后，增大了换热面积，提高了散热效率。为降低风冷冷却计算机噪音，对计算机冷却风扇18进行了转速控制。通过机箱内部风机控制板检测板卡上的最高温度控制风扇18转速。在设置温度以下，通过降低风扇18转速以达到减小噪音的目的。穿透式风冷冷板4使冷却风尽可能与发热元件靠近，提高了冷却效率。

PCB板卡模块2装入机箱本体1后冷却风贯通穿透式风冷冷板4，以使冷却风尽可能靠近发热元件。为提高冷却效果，增大风冷冷却换热面积，穿透式风冷冷板4内部机加工出散热翅片7。进一步提高散热效率的方案是内部焊接紧凑式换热器。紧凑式换热器是一种薄铝板冲压成型的翅片，翅片密度较机加工形式有很大提高。同时翅片上可根据散热能力需要冲制出圆孔或百叶窗形式，提高冷却风的紊流效果达到增大对流换热系数的目的。

可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本实用新型的技术方案及实用新型构思加以等同替换或改变都应属于本实用新型所附的权利要求的保护范围。

Claims (5)

1.一种穿透式风冷低噪机箱，其特征在于：包括机箱本体(1)、PCB板卡模块(2)、PCB板卡(3)、穿透式风冷冷板(4)、柔性导热垫(5)、机箱上导轨(11)、机箱下导轨(12)、板卡锁紧装置(13)、密封圈组件(14)、温控板(17)、风扇(18)、下导风板(19)和上导风板(20)，机箱本体(1)内部上下分别安装开有插槽的机箱上导轨(11)、机箱下导轨(12)，机箱上导轨(11)和机箱下导轨(12)之间安装穿透式风冷冷板(4)，并通过机箱上导轨(11)和机箱下导轨(12)上安装的密封圈组件(14)密封，穿透式风冷冷板(4)通过侧面的板卡锁紧装置(13)与机箱上导轨(11)、机箱下导轨(12)压紧固定，PCB板卡(3)安装在PCB板卡模块(2)上，PCB板卡模块(2)紧固于穿透式风冷冷板(4)上，PCB板卡(3)的发热元件通过柔性导热垫(5)紧贴穿透式风冷冷板(4)的表面，风扇(18)固定在机箱本体(1)顶部后侧，风扇(18)后方风道通过上导风板(20)导向连接至穿透式风冷冷板(4)，并通过下导风板(19)连通机箱本体(1)底层的进风通道，形成散热的“Z”字型风道，风扇(18)后方安装有温控板(17)，温控板(17)随着检测到的出风口温度自动调节风扇风速。

2.根据权利要求1所述的穿透式风冷低噪机箱，其特征在于：所述密封圈组件(14)包括密封圈铝框架(15)、密封圈硫化硅胶(16)，密封圈硫化硅胶(16)硫化成形后表面喷涂无色特氟龙，密封圈硫化硅胶(16)外形截面为三角形，密封圈铝框架(15)带有与风冷冷板进风口(9)、风冷冷板出风口(10)一致的角度α，密封圈组件(14)与风冷冷板进风口(9)、风冷冷板出风口(10)贴合形成自密封。

3.根据权利要求1所述的穿透式风冷低噪机箱，其特征在于：所述穿透式风冷冷板(4)两端设有风冷冷板进风口(9)、风冷冷板出风口(10)，风冷冷板进风口(9)和风冷冷板出风口(10)的表面是有一定角度α的斜面。

4.根据权利要求1或3所述的穿透式风冷低噪机箱，其特征在于：所述穿透式风冷冷板(4)包括风冷冷板壳体(8)及散热翅片(7)，冷板壳体为铝合金材料，穿透式中空设计，中空位置加工、焊接有散热翅片(7)，穿透式风冷冷板(4)表面安装热管(6)。

5.根据权利要求4所述的穿透式风冷低噪机箱，其特征在于：所述散热翅片(7)由铝箔冲压成型，冲压成平直型、锯齿型结构，表面增加散热强化小孔。

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