RU2400952C1 - Device for heat removal - Google Patents
Device for heat removal Download PDFInfo
- Publication number
- RU2400952C1 RU2400952C1 RU2009131630/09A RU2009131630A RU2400952C1 RU 2400952 C1 RU2400952 C1 RU 2400952C1 RU 2009131630/09 A RU2009131630/09 A RU 2009131630/09A RU 2009131630 A RU2009131630 A RU 2009131630A RU 2400952 C1 RU2400952 C1 RU 2400952C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- heat sink
- housing
- screw
- pusher
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Устройство относится к электронной технике и предназначено для обеспечения отвода тепловой энергии от теплонагруженных элементов. Оно может быть использовано в радиоэлектронных приборах с повышенным выделением тепла в любой области техники, в том числе работающих в сложных климатических и специальных условиях, например авиационной.The device relates to electronic equipment and is designed to ensure the removal of thermal energy from heat-loaded elements. It can be used in electronic devices with increased heat in any field of technology, including those working in difficult climatic and special conditions, such as aviation.
Известно, что наиболее эффективный механизм отведения тепла - кондуктивный. Для обеспечения перехода теплового потока от теплонагруженной поверхности к рассеивающей поверхности другого элемента обеспечивается минимальное тепловое сопротивление между поверхностью теплонагруженного элемента и поверхностью элемента рассеивающего тепловую энергию. Для этих целей применяют качественную обработку смежных поверхностей (шероховатость не хуже Ra 1.6), теплопроводящие прокладки, пасты или составы, при этом обеспечивая усилие прижатия на смежных поверхностях (см., например, Конструкторско-технологическое проектирование электронной аппаратуры. // Под ред. профессора В.А.Шахнова. - М.: Издательство МГТУ имени Н.Э.Баумана, 2005, с.114).It is known that the most effective mechanism of heat removal is conductive. To ensure the transition of the heat flux from the heat-loaded surface to the scattering surface of another element, the minimum thermal resistance between the surface of the heat-loaded element and the surface of the element dissipating thermal energy is provided. For these purposes, high-quality processing of adjacent surfaces (roughness no worse than Ra 1.6), heat-conducting gaskets, pastes or compositions are used, while providing a pressing force on adjacent surfaces (see, for example, Design and technological design of electronic equipment. // Ed. By Professor V.A. Shakhnova. - M.: Publishing House of MSTU named after N.E.Bauman, 2005, p.114).
Известны устройства для отвода тепла (патент США №5036428, Н05К 7/14, опубл. 1991-07-30, патент Германии №3717689, F16B 2/14; Н05К 7/14, опубл. 1987-12-03), расположенные на печатной плате и состоящие из винта, упора, толкателя с резьбовой поверхностью, теплоотвода, две поверхности которого расположены под острым углом к оси винта. При затяжке винта обеспечивается качественный силовой контакт теплоотвода с поверхностью рассеивающего элемента. Устройство для отвода тепла выполняет функцию фиксатора, однако отведение тепла является неэффективным по причине малой площади поперечного сечения теплоотвода и большого количества переходов от теплонагруженной поверхности печатной платы к внешней поверхности рассеивающего элемента.Known devices for heat dissipation (US patent No. 5036428, H05K 7/14, publ. 1991-07-30, German patent No. 3717689, F16B 2/14; H05K 7/14, publ. 1987-12-03) located on printed circuit board and consisting of a screw, an abutment, a pusher with a threaded surface, a heat sink, two surfaces of which are located at an acute angle to the axis of the screw. When tightening the screw, high-quality power contact of the heat sink with the surface of the scattering element is ensured. A heat removal device performs the function of a retainer, but heat removal is ineffective due to the small cross-sectional area of the heat sink and the large number of transitions from the heat-loaded surface of the printed circuit board to the outer surface of the scattering element.
Известно устройство для отвода тепла по патенту США №5978226, H01R 12/22; Н05К 5/00, опубл. 1999-11-02, причем оно является неподвижным и содержит теплорассеивающий герметизированный корпус, печатную плату, теплонагруженные элементы и теплоотвод. Боковые поверхности теплоотвода выполнены под острыми углами к поверхности корпуса и обеспечивают плавное увеличение площади поверхности, контактирующей с корпусом. К недостаткам конструкции можно отнести отвод тепла только от контактирующей поверхности печатной платы и то, что печатная плата зафиксирована таким образом, что это приводит к сокращению полезной поверхности печатной платы для размещения радиоэлементов, что уменьшает плотность монтажа.A device for heat dissipation according to US patent No. 5978226, H01R 12/22; H05K 5/00, publ. 1999-11-02, moreover, it is stationary and contains a heat-dissipating sealed enclosure, a printed circuit board, heat-loaded elements and a heat sink. The lateral surfaces of the heat sink are made at sharp angles to the surface of the housing and provide a smooth increase in the surface area in contact with the housing. The disadvantages of the design include heat removal only from the contacting surface of the printed circuit board and the fact that the printed circuit board is fixed in such a way that this reduces the useful surface of the printed circuit board to accommodate radio elements, which reduces the density of installation.
Известно устройство для отвода тепла США №4459639, Н05К 1/02; Н05К 7/20, опубл. 1984-07-10, с подвижным теплоотводом, выбранное в качестве прототипа, Устройство содержит теплорассеивающий корпус, печатную плату с теплонагруженными элементами, винт, выполняющий функцию упора, а также толкатель и теплоотвод, которые имеют смежные поверхности, расположенные под острым углом к оси винта. При затяжке винта толкатель приводит к смещению теплоотвода до его упора в стенку корпуса. Движение теплоотвода ограничивается смежной поверхностью толкателя, пазом внутри теплоотвода и поверхностью печатной платы. В затянутом состоянии обеспечивается фиксация печатной платы и отведение тепла через теплоотвод на боковую стенку корпуса. Недостатком конструкции является износ резьбовой поверхности винта, который испытывает поперечную нагрузку при затяжке. При извлечении прижимающего винта конструкция устройства для отвода тепла рассыпается. Чтобы этого не происходило, необходимо дополнительное пространство, обеспечивающее возможность удержания элементов конструкции при монтаже и демонтаже.A device for heat dissipation of the United States No. 4459639,
Техническим результатом изобретения является более эффективное отведение тепла от теплонагруженных элементов за счет сочетания в устройстве кондуктивного и конвективного способов теплопередачи, сохранение целостности конструкции устройства для отвода тепла при монтаже и демонтаже, повышение плотности монтажа радиоэлементов.The technical result of the invention is a more efficient heat removal from heat-loaded elements due to the combination of conductive and convective methods of heat transfer in the device, maintaining the structural integrity of the device for heat removal during installation and dismantling, increasing the density of installation of radio elements.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для отвода тепла, содержащем корпус, теплонагруженные элементы, установленные в корпусе, и теплоотвод со скошенной поверхностью, закрепленный на корпусе посредством узла крепления, включающего упор, винт, толкатель со скошенной поверхностью, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения относительно винта, упор теплоотвода жестко закреплен на корпусе и имеет выступ с отверстием, в котором установлен толкатель. Корпус прибора и теплоотвод со стороны, прилегающей к корпусу, могут иметь соосные сквозные отверстия. В теплоотводе могут быть выполнены дополнительные отверстия, оси которых расположены под углом к осям его сквозных отверстий. Между теплоотводом и корпусом, а также теплоотводом и теплонагруженными элементами могут быть расположены теплопроводящие прокладки или теплопроводящая паста.The technical result is achieved in that in a device for heat dissipation containing a housing, heat-loaded elements installed in the housing, and a heat sink with a beveled surface, mounted on the housing by means of a mounting unit including an emphasis, a screw, a pusher with a beveled surface, mounted with the possibility of return translational movement relative to the screw, the heat sink stop is rigidly fixed to the housing and has a protrusion with an opening in which the pusher is installed. The device body and heat sink from the side adjacent to the body may have coaxial through holes. Additional openings can be made in the heat sink, the axes of which are located at an angle to the axes of its through holes. Between the heat sink and the housing, as well as the heat sink and the heat-loaded elements, heat-conducting gaskets or heat-conducting paste can be located.
Сущность технического решения поясняется чертежами.The essence of the technical solution is illustrated by drawings.
Фиг.1 - внешний вид устройства отвода тепла.Figure 1 - external view of the heat removal device.
Фиг.2 - устройство для отвода тепла в разрезе узла крепления.Figure 2 - device for heat removal in the context of the mount.
Фиг.3 - теплоотвод со сквозными отверстиями.Figure 3 - heat sink with through holes.
Фиг.4 - теплоотвод с дополнительными отверстиями, оси которых расположены под углом к осям сквозных отверстий.Figure 4 - heat sink with additional holes, the axes of which are located at an angle to the axes of the through holes.
Устройство отвода тепла (Фиг.1) содержит корпус 1 (Фиг.2), теплонагруженные элементы 2, установленные в корпусе 1 на печатной плате или радиаторе (не показаны), теплоотвод 3 со скошенными поверхностями 4 и рассеивающими поверхностями 5 и узлом крепления 6, содержащим упор 7 с выступом 8 и отверстием 9, жестко закрепленный винтами 10 на корпусе 1, винт 11, толкатель 12 со скошенной поверхностью 13, размещенный в отверстии 9 и закрепленный в корпусе 1 винтом 11 с возможностью возвратно-поступательного движения относительно последнего. Корпус 1 и теплоотвод 3 со стороны, прилегающей к корпусу 1, имеют соосные сквозные отверстия 14 (Фиг.3). В теплоотводе выполнены дополнительные отверстия 15 (Фиг.4), оси которых расположены под углом к осям его сквозных отверстий 14, и через которые посредством вентилятора (не показан) воздух нагнетается снаружи внутрь устройства. Между теплоотводом и корпусом расположена теплопроводящая прокладка 16, а между теплоотводом и теплонагруженными элементами - теплопроводящая прокладка 17. Вместо прокладок может быть использована теплопроводящая паста.The heat removal device (FIG. 1) comprises a housing 1 (FIG. 2), heat-loaded
Устройство отвода тепла работает следующим образом.The heat removal device operates as follows.
Поток тепла от теплонагруженных элементов 2 через прокладку 17 поступает в теплоотвод 3. Тепловой поток, частично рассеиваясь поверхностями 5, через прокладку 16 проникает в корпус 1. Корпус 1 имеет большую площадь по сравнению с рассеивающими поверхностями 5, поэтому количество рассеиваемой энергии во внешнее пространство устройства больше количества энергии, рассеянной в его внутреннее пространство.The heat flux from the heat-loaded
С помощью винта 11 толкатель 12 плотно прижимает теплоотвод 3 одновременно к корпусу 1 и теплонагруженным элементам 2. Благодаря конструкции упора 7 и толкателя 12 винт 11 не испытывает изгибающего момента после затяжки узла крепления теплоотвода 3, что сохраняет целостность резьбы.Using the screw 11, the pusher 12 tightly presses the
Движение толкателя 12 ограничено цилиндрическим отверстием 9 в выступе 8 упора 7.The movement of the pusher 12 is limited by a cylindrical hole 9 in the protrusion 8 of the stop 7.
Для исключения демонтажа винтов 10, что может повлечь проваливание теплоотвода внутрь устройства, шлицы винтов 10 заполняют компаундом. Поскольку упор 7 жестко зафиксирован на корпусе 1 винтами 10, при затяжке винта 11 прокладка 16 деформируется, способствуя более плотному ее прилеганию к корпусу 1. Если винт 11 извлечен из устройства, выступ 8 упора 7 обеспечивает сохранение положения толкателя 12, связанного с перемещением или фиксацией самого теплоотвода 3. Выступ 8 препятствует проваливанию толкателя 12 и теплоотвода 3 внутрь устройства.To exclude the dismantling of the screws 10, which may entail a failure of the heat sink inside the device, the slots of the screws 10 are filled with a compound. Since the stop 7 is rigidly fixed to the
Устройство отвода тепла работает в качестве делителя воздушного потока. Воздушный поток, проходя через сквозные отверстия 14, попадает во внутреннее пространство устройства и обеспечивает его вентиляцию, при этом отбирая часть тепла от теплоотвода 3. Так как сквозные отверстия 14 расположены на некотором удалении от теплонагруженных элементов 2, т.е. в более холодной части устройства, воздух не успевает существенно нагреться, что обеспечивает эффективность охлаждения воздушным потоком. Дополнительные отверстия 15 снижают зависимость охлаждения от расположения вентилятора и обеспечивают активное перемешивание воздуха в области теплонагруженных элементов 2, т.е. конвективное отведение тепла на корпус 1 устройства наряду с кондуктивным. Устройство не связано с полезной поверхностью печатной платы, а занимает только свободное пространство внутри прибора, т.е. повышается плотность монтажа. Устройство позволяет даже отказаться от использования вентилятора, применяя только кондуктивный способ охлаждения за счет пространственного ресурса внутри прибора.The heat dissipation device works as an air flow divider. The air flow passing through the through
Таким образом, благодаря конструкции устройства для отвода тепла обеспечивается достижение заявленного технического результата.Thus, due to the design of the device for heat dissipation, the claimed technical result is achieved.
Описанное техническое решение может быть реализовано на любом приборостроительном или машиностроительном предприятии. Исследования показали, что наиболее эффективными материалами для корпуса и теплоотвода являются алюминиевые сплавы, нержавеющая сталь или дюралюминий. В качестве материала для теплопроводящих прокладок может использоваться КПТД (керамикополимерный теплопроводный диэлектрический материал). Могут быть также применены теплопроводящие прокладки фирмы Berquist. В качестве теплопроводящей пасты может использоваться стандартизированный материал КПТ-8 (кремнийорганическая теплопроводная паста).The described technical solution can be implemented at any instrument-making or machine-building enterprise. Studies have shown that the most effective materials for the housing and heat sink are aluminum alloys, stainless steel or duralumin. As a material for heat-conducting gaskets, KPTD (ceramic-polymer heat-conducting dielectric material) can be used. Berquist heat-conducting gaskets can also be used. As a heat-conducting paste, a standardized material KPT-8 (organosilicon heat-conducting paste) can be used.
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009131630/09A RU2400952C1 (en) | 2009-08-20 | 2009-08-20 | Device for heat removal |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009131630/09A RU2400952C1 (en) | 2009-08-20 | 2009-08-20 | Device for heat removal |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2400952C1 true RU2400952C1 (en) | 2010-09-27 |
Family
ID=42940581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009131630/09A RU2400952C1 (en) | 2009-08-20 | 2009-08-20 | Device for heat removal |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2400952C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2514871C2 (en) * | 2012-03-15 | 2014-05-10 | Татьяна Леонидовна Риполь-Сарагоси | Tank for moisture precipitation and removal from compressed gases |
RU2581654C2 (en) * | 2010-12-17 | 2016-04-20 | Таль | Electronic device cooling |
RU2685962C1 (en) * | 2018-07-24 | 2019-04-23 | Лутохин Александр Анатольевич | Cooling system of semiconductor heat detecting components (embodiments) |
-
2009
- 2009-08-20 RU RU2009131630/09A patent/RU2400952C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2581654C2 (en) * | 2010-12-17 | 2016-04-20 | Таль | Electronic device cooling |
RU2514871C2 (en) * | 2012-03-15 | 2014-05-10 | Татьяна Леонидовна Риполь-Сарагоси | Tank for moisture precipitation and removal from compressed gases |
RU2685962C1 (en) * | 2018-07-24 | 2019-04-23 | Лутохин Александр Анатольевич | Cooling system of semiconductor heat detecting components (embodiments) |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11864347B2 (en) | Heat sink assemblies for transient cooling | |
US7957148B1 (en) | Low profile computer processor retention device | |
US20080048535A1 (en) | Controller for a direct current brushless motor | |
EP2031952A1 (en) | Shielding and heat-dissipating device | |
US9429370B1 (en) | Heat sink with flat heat pipe | |
US20090268403A1 (en) | Shielded and insulated heat removing system | |
US20120085520A1 (en) | Heat spreader with flexibly supported heat pipe | |
JP2009117612A (en) | Circuit module and method of manufacturing the same | |
RU2400952C1 (en) | Device for heat removal | |
US20140118954A1 (en) | Electronic device with heat-dissipating structure | |
US20080037222A1 (en) | Heat dissipation assembly | |
US20110013363A1 (en) | Housing Used As Heat Collector | |
US9253926B2 (en) | Servo amplifier having cooling structure including heat sink | |
US20190090343A1 (en) | Printed circuit board with heat sink | |
RU2406282C1 (en) | Electronic unit with heat removal and shielding | |
US11573054B2 (en) | Thermal management for modular electronic devices | |
RU2507614C2 (en) | Heat removal device | |
CN209964361U (en) | Heat radiation assembly and heat radiation structure | |
CN102316701A (en) | Heat radiation device | |
CN114641177B (en) | Electronic equipment | |
JPH0837389A (en) | Heat pipe type radiator | |
RU2624422C1 (en) | Heat diverter | |
CN210928149U (en) | Circuit board design structure with heat dissipation structure | |
CN219395398U (en) | Gateway equipment with good heat dissipation effect | |
KR101307273B1 (en) | Printed circuit board and housing thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180821 |