CN220210857U - 一种改进的机箱壳体结构及安装该机箱的设备舱 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种改进的机箱壳体结构及安装该机箱的设备舱，改进的机箱壳体在机箱壳体底部连接有凸出的导热凸台Ⅰ，导热凸台Ⅰ底部还连接有形状记忆合金，使机箱产生的热量传导至形状记忆合金。设备舱的舱段壳体内装配有支撑板，机箱安装在该支撑板上，舱段壳体内壁的底部设置有导热凸台Ⅱ，导热凸台Ⅱ与导热凸台Ⅰ及其底部的形状记忆合金对应。本实用新型利用形状记忆合金的形状记忆效应，机箱工作时产生的热量传导至形状记忆合金使形状记忆合金受热膨胀并最终与舱段壳体内底部的导热凸台Ⅱ贴合，使机箱热量直接传导至舱段壳体上，实现机箱的散热冷却，本实用新型极大地提高了设备舱内机箱的散热效率，提升了机箱内PCB器件的使用寿命和可靠性。

Description

一种改进的机箱壳体结构及安装该机箱的设备舱

技术领域

本实用新型涉及机箱散热技术领域，具体是一种改进的机箱壳体结构及安装该机箱的设备舱。

背景技术

用在高空或者水中的设备舱，舱段外的温度比较低，具有良好的散热能力，广泛应用于设备的散热。

设备舱的舱段结构主要包含机箱、支撑板、舱段壳体等部件。机箱安装在支撑板上，通过支撑板将设备固定在舱段壳体上，如图1所示。

机箱结构包含板卡模块、机箱壳体、助拔器、锁紧条、面板等部件等。设备工作时板卡模块内部的PCB器件发热，PCB器件热耗传导至板卡模块的冷板壳体、机箱壳体。此时机箱发生自然散热（辐射、对流）和热传导散热。热传导散热的热量通过板卡冷板传导至机箱壳体，再由机箱壳体传导至支撑板，再依靠热传导传递到舱段壳体上。自然散热的热量最终也传导至舱段壳体上，最终由舱段壳体和外界换热实现热量平衡。板卡模块内部PCB器件的散热流程图如图2所示。

现有的舱段设备传热路径长，自然散热散热效率低，PCB器件温升较大。在高温状态下，PCB器件的使用寿命和可靠性降低。

发明内容

为提升机箱内PCB器件的使用寿命和可靠性，本实用新型提出了一种改进的机箱壳体结构及安装该机箱的设备舱，利用形状记忆合金的形状记忆效应，在机箱壳体底部连接凸出的导热凸台Ⅰ，并在导热凸台Ⅰ底部连接形状记忆合金，同时在设备舱的舱段壳体内设置导热凸台Ⅱ，机箱PCB板卡工作时产生的热量使形状记忆合金膨胀最终与导热凸台Ⅱ贴合，使机箱热量通过机箱底部的形状记忆合金直接传导至舱段壳体上，实现机箱的散热冷却，极大地提高了设备舱内机箱的散热效率，提升了机箱内PCB器件的使用寿命和可靠性。

本实用新型具体是通过以下技术方案来实现的，依据本实用新型提出的一种改进的机箱壳体结构，包括机箱壳体，机箱壳体内安装有PCB板卡，所述机箱壳体底部连接有凸出的导热凸台Ⅰ，导热凸台Ⅰ底部还连接有形状记忆合金。所述的导热凸台Ⅰ选用金属材质或具有良好热传导能力的非金属材质。通过以上方案使机箱内板卡产生的热量传导至形状记忆合金。

进一步地，所述的形状记忆合金为板状。

进一步地，所述的形状记忆合金可以与导热凸台Ⅰ通过钎焊连接在一起。

进一步地，所述的形状记忆合金也可以通过螺钉装配在导热凸台Ⅰ底部，且形状记忆合金与导热凸台Ⅰ的结合面还涂抹有导热硅脂。

本实用新型还提供一种安装上述机箱的设备舱，其包括舱段壳体，该舱段壳体内左、右两侧均设置有安装耳，安装耳的顶面与水平面水平；该舱段壳体内装配有机箱，所述机箱安装在支撑板上，支撑板固定在安装耳上；所述的机箱包括机箱壳体，机箱壳体底部连接有凸出的导热凸台Ⅰ，导热凸台Ⅰ底部还连接有形状记忆合金；所述的舱段壳体内还设置有导热凸台Ⅱ，该导热凸台Ⅱ设置在舱段壳体内壁的底部，且导热凸台Ⅱ与导热凸台Ⅰ及其底部的形状记忆合金对应，形状记忆合金位于导热凸台Ⅰ和导热凸台Ⅱ之间；机箱不工作时，形状记忆合金与所述的导热凸台Ⅱ之间间距一定距离。

所述的形状记忆合金为板状。其与导热凸台Ⅰ通过钎焊连接在一起；或者，形状记忆合金通过螺钉装配在导热凸台Ⅰ底部，且形状记忆合金与导热凸台Ⅰ的结合面还涂抹有导热硅脂。

前述的设备舱，所述的支撑板上还设置有支撑板安装孔、机箱安装孔和通孔，所述的通孔用于避让导热凸台Ⅰ及其底部的形状记忆合金；所述的支撑板安装孔与舱段壳体内安装耳上的螺孔Ⅰ对应，通过螺钉将支撑板安装在安装耳上；所述的机箱安装孔与设置在机箱壳体底部的机箱安装耳上的螺孔Ⅱ对应，通过螺栓将机箱安装在支撑板上。

前述的设备舱，所述舱段壳体内设置有至少两组安装耳，每组安装耳均包括左侧安装耳和右侧安装耳，左侧安装耳与右侧安装耳在舱段壳体内设置的高度相等，使支撑板及机箱水平地安装在舱段壳体内。且左侧安装耳的数量与右侧安装耳的数量可以相等也可以不相等，左侧安装耳与右侧安装耳可以对称设置也可以不对称设置。

前述的设备舱，PCB板卡工作产生的热量传至机箱壳体，机箱壳体传至其底部的导热凸台Ⅰ和形状记忆合金，形状记忆合金受热膨胀与舱段壳体底部的导热凸台Ⅱ贴合，使热量直接传导至舱段壳体，对机箱进行散热冷却；当PCB板卡停止工作，板卡及机箱温度下降，形状记忆合金冷却收缩脱离导热凸台Ⅱ，方便拆卸机箱。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型可达到相当的技术进步性及实用性，并具有广泛的利用价值，其至少具有下列优点：

本实用新型利用形状记忆合金的形状记忆效应，在机箱壳体底部设置凸出的导热凸台Ⅰ，并在导热凸台Ⅰ底部连接形状记忆合金，同时在设备舱的舱段壳体内设置导热凸台Ⅱ，使导热凸台Ⅱ与导热凸台Ⅰ及其底部连接的形状记忆合金对应，机箱不工作时，形状记忆合金与导热凸台Ⅱ之间存在间隙。机箱工作时，PCB板卡产生的热量传导至机箱壳体，机箱壳体通过其底部的导热凸台Ⅰ传导至形状记忆合金，使形状记忆合金受热膨胀并最终与舱段壳体内底部的导热凸台Ⅱ贴合，将热量通过热传导的方式直接传至舱段壳体的低温壁面，实现对机箱及板卡的散热冷却。本实用新型的技术方案缩短了机箱热量传输路径，极大地提高了设备舱内机箱的散热效率，提升了机箱内PCB器件的使用寿命和可靠性。

附图说明

图1是现有技术舱段结构总装图；

图2是图1的主视图；

图3是现有技术舱段结构内PCB板卡散热流程图；

图4是机箱结构的示意图；

图5是改进的机箱壳体的示意图；

图6是改进的舱段壳体的示意图；

图7是图6的主视图；

图8是改进的舱段设备的总装图；

图9是改进的支撑板的结构示意图；

图10是形状记忆合金低温收缩状态及高温膨胀状态的示意图。

【元件及符号说明】：

1-机箱壳体；

2-PCB板卡；

3-导热凸台Ⅰ；

4-形状记忆合金；

5-助拔器；

6-锁紧条；

7-舱段壳体；

8-支撑板；

9-导热凸台Ⅱ；

10-支撑板安装孔；

11-螺孔Ⅰ；

12-机箱安装孔；

13-通孔；

14-机箱安装耳；

15-螺孔Ⅱ；

16-左侧安装耳；

17-右侧安装耳；

18-面板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合具体实施例以及附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部实施例。通常在此处附图中的描述和所示的实施例可以通过各种不同的配置来实现。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的范围，而是仅仅表示本实用新型选定的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型所描述的“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前”、“后”等方位用语仅是基于附图所示的方位，不代表对本实用新型的限制。

本实用新型首先提供一种改进的机箱壳体结构，如图4和图5所示，该机箱壳体1内安装有PCB板卡2，机箱壳体底部连接有凸出的导热凸台Ⅰ3，导热凸台Ⅰ底部还连接有形状记忆合金4。

在图5和图8所示的实施例中，形状记忆合金为板状，设置在导热凸台Ⅰ的底部。

在一种实施例中，形状记忆合金与导热凸台Ⅰ通过钎焊焊接在一起。

在另一种实施例中，形状记忆合金通过螺钉装配在导热凸台Ⅰ底部，并且在形状记忆合金与导热凸台Ⅰ的结合面还涂抹有导热硅脂，用以提高导热能力。

形状记忆合金可以选用Ni-Ti基形状记忆合金或Cu基形状记忆合金或Fe基形状记忆合金，但本实用新型不限于此。

在图4所示的实施例中，PCB板卡采用竖插方式装配在机箱内，但该描述不应视为对本实用新型的限制。

在一种实施例中，PCB板板卡上还安装有助拔器5，PCB板板卡安装到位后还通过锁紧条6与机箱壳体之间锁紧。

本实用新型还提供一种安装上述机箱的设备舱，该设备舱包括舱段壳体7，舱段壳体内设置有安装耳，安装耳的顶面与水平面水平。所述的机箱固定在支撑板8上，支撑板固定在设备舱内的安装耳上。所述的机箱包括机箱壳体，机箱壳体底部连接有凸出的导热凸台Ⅰ，导热凸台Ⅰ底部还连接有所述的形状记忆合金。

所述舱段壳体内壁的底部还设置有导热凸台Ⅱ9，机箱装配在舱段壳体内之后，导热凸台Ⅰ及其底部的形状记忆合金与导热凸台Ⅱ位置对应，如图8所示。机箱PCB板卡不工作时，导热凸台Ⅰ底部的形状记忆合金与导热凸台Ⅱ之间间距一定距离（存在间隙）。PCB板卡工作时产生的热量传至机箱壳体，机箱壳体传至其底部的导热凸台Ⅰ，导热凸台Ⅰ传至形状记忆合金使形状记忆合金受热膨胀最终与舱段壳体内底部的导热凸台Ⅱ贴合，使PCB板卡产生的热量通过导热凸台Ⅰ、形状记忆合金、导热凸台Ⅱ传导至舱段壳体，与舱段壳体的低温壁面进行换热，实现机箱及板卡的散热冷却。当PCB板卡停止工作，板卡及机箱温度下降，形状记忆合金冷却收缩，形状记忆合金脱离导热凸台Ⅱ。

所述的支撑板结构如图9所示，支撑板上设置有支撑板安装孔10，支撑板安装孔与舱段壳体内安装耳上的螺孔Ⅰ11对应，在一种实施例中，通过螺钉将支撑板安装在舱段壳体内的安装耳上。支撑板上还设置有机箱安装孔12和通孔13，机箱壳体底部还设置有机箱安装耳14，机箱安装孔与机箱安装耳上的螺孔Ⅱ15对应。机箱往支撑板上装配时，机箱壳体底部的导热凸台Ⅰ及其底部的形状记忆合金穿过支撑板上的通孔，机箱壳体及机箱安装耳位于支撑板上，机箱安装耳上的螺孔Ⅱ与支撑板上的机箱安装孔对应，通过螺钉将机箱固定在支撑板上。

在一种实施例中，所述的舱段壳体内设置有至少两组安装耳，第一组安装耳靠近舱段壳体前端设置，第二组安装耳靠近舱段壳体后端设置，每组安装耳均包括左侧安装耳16和右侧安装耳17，所述的支撑板通过螺钉固定在安装耳上。安装耳的顶面与水平面水平，且左侧安装耳与右侧安装耳在舱段壳体内设置的高度相等，使支撑板及机箱水平地安装在舱段壳体内。

进一步地，舱段壳体内的左侧安装耳和右侧安装耳可以对称设置，也可以不对称设置，但两者在舱段壳体内设置的高度相等。舱段壳体内左侧安装耳、右侧安装耳的数量均至少为两个，且左侧安装耳数量与右侧安装耳数量可以相等也可以不相等。

附图所示的实施例中，舱段壳体为圆筒状，但本实用新型不限于此，舱段壳体的横截面也可以是多边形或不规则形状，只要是舱段壳体内安装有支撑板和机箱，机箱壳体底部连接有导热凸台Ⅰ，导热凸台Ⅰ底部连接有形状记忆合金，舱段壳体底部设置有导热凸台Ⅱ，机箱工作发热时，形状记忆合金膨胀与导热凸台Ⅱ贴合，都可以通过直接热传导的方式对机箱起到高效的散热效果。

本实用新型利用了形状记忆合金的形状记忆效应，在具体实施时，形状记忆合金的特性根据不同温度的变化展开量不同。形状记忆合金的形状记忆效应原理如图10所示。在温度较低的情况下，形状记忆合金为收缩状态（图10中（a）），当温度升高后形状记忆合金变为膨胀状态（图10中（b））。

在一种实施例中，导热凸台Ⅱ用于和形状记忆合金贴合的一面为平面，但该描述不应视为对本实用新型的限制。

改进的舱段设备总装图如图8所示。舱段壳体内左右两侧对称设置有安装耳，机箱安装在支撑板上，支撑板水平地安装在安装耳上，实现机箱在舱段壳体内的安装。机箱壳体底部的导热凸台Ⅰ及其底部的形状记忆合金与舱段壳体内的导热凸台Ⅱ对应并间距一定距离。机箱PCB板卡工作时，产生的热量通过导热凸台Ⅰ传导至形状记忆合金，形状记忆合金受热向导热凸台Ⅱ方向膨胀，最终与导热凸台Ⅱ贴合，使板卡及机箱的热量通过热传导方式直接传导至舱段壳体，与舱段壳体的低温壁面进行换热冷却。当PCB板卡停止工作，板卡及机箱温度下降，形状记忆合金冷却收缩，形状记忆合金脱离导热凸台Ⅱ，方便机箱拆卸。

本实用新型利用形状记忆合金的形状记忆效应，极大地缩短了舱段壳体内机箱热量的传输路径，提高了机箱散热效率，提升了机箱内PCB器件的使用寿命和可靠性。

以上所述仅是本实用新型的实施例，并非对本实用新型作任何形式上的限制，本实用新型还可以根据以上结构和功能具有其它形式的实施例，不再一一列举。因此，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种改进的机箱壳体结构，所述机箱壳体内安装有PCB板卡，其特征在于机箱壳体底部连接有凸出的导热凸台Ⅰ(3)，导热凸台Ⅰ底部还连接有形状记忆合金(4)。

2.如权利要求1所述的改进的机箱壳体结构，其特征在于形状记忆合金为板状。

3.如权利要求1所述的改进的机箱壳体结构，其特征在于形状记忆合金与导热凸台Ⅰ通过钎焊连接在一起。

4.如权利要求1所述的改进的机箱壳体结构，其特征在于形状记忆合金通过螺钉装配在导热凸台Ⅰ底部，且形状记忆合金与导热凸台Ⅰ的结合面还涂抹有导热硅脂。

5.一种设备舱，包括舱段壳体(7)，其特征在于舱段壳体内左、右两侧均设置有安装耳，安装耳的顶面与水平面水平；该舱段壳体内装配有机箱，所述机箱安装在支撑板(8)上，支撑板固定在安装耳上；所述的机箱包括机箱壳体，机箱壳体底部连接有凸出的导热凸台Ⅰ(3)，导热凸台Ⅰ底部还连接有形状记忆合金(4)；所述的舱段壳体内还设置有导热凸台Ⅱ(9)，该导热凸台Ⅱ设置在舱段壳体内壁的底部，且导热凸台Ⅱ与导热凸台Ⅰ及其底部的形状记忆合金对应；机箱不工作时，形状记忆合金与所述的导热凸台Ⅱ之间存在间隙。

6.如权利要求5所述的设备舱，其特征在于形状记忆合金为板状。

7.如权利要求5所述的设备舱，其特征在于形状记忆合金与导热凸台Ⅰ通过钎焊连接在一起；或者，形状记忆合金通过螺钉装配在导热凸台Ⅰ底部，且形状记忆合金与导热凸台Ⅰ的结合面还涂抹有导热硅脂。

8.如权利要求5所述的设备舱，其特征在于所述的支撑板上设置有支撑板安装孔(10)、机箱安装孔(12)和通孔(13)，所述的通孔用于避让导热凸台Ⅰ及其底部的形状记忆合金；所述的支撑板安装孔与舱段壳体内安装耳上的螺孔Ⅰ(11)对应；所述的机箱安装孔与设置在机箱壳体底部的机箱安装耳(14)上的螺孔Ⅱ(15)对应。

9.如权利要求5所述的设备舱，其特征在于舱段壳体内设置有至少两组安装耳，每组安装耳均包括左侧安装耳和右侧安装耳，左侧安装耳与右侧安装耳在舱段壳体内设置的高度相等，使支撑板及机箱水平地安装在舱段壳体内。

10.如权利要求5所述的设备舱，其特征在于PCB板卡工作产生的热量传至机箱壳体，机箱壳体传至其底部的导热凸台Ⅰ和形状记忆合金，形状记忆合金受热膨胀与舱段壳体底部的导热凸台Ⅱ贴合，使热量直接传导至舱段壳体，对机箱进行散热冷却；当PCB板卡停止工作，板卡及机箱温度下降，形状记忆合金冷却收缩脱离导热凸台Ⅱ。