[发明专利]一种具有螺旋副接触行程的局部高热密度的密封型散热冷板

说明书

技术领域

本发明属于机械结构设计领域，具体涉及一种具有螺旋副接触行程的局部高热密度的密封型散热冷板。

背景技术

传统ATR机箱结构采用密封设计，标准3U/6U印制板采用冷板与楔形块锁紧器安装在机箱两侧板的锁紧定位槽内，机箱两侧板内设计有水平方向的散热翅片，机箱尾部安装有散热风机，印制板芯片上的热量通过柔性导热垫后传递到冷板，然后由冷板传递到两侧的锁紧器，由锁紧器传递到机箱两侧壁，靠风机对流将侧壁翅片上的热量带走。由于热传递时沿冷板的面方向的热阻较大，并且两锁紧器自身的热阻也较大，所以在热传递的中间环节存在较大的温升，实际工程中会出现机箱内部印制板芯片很热，但是风机同样具备大风量和风压的要求时，仍不能满足散热要求。

针对传统ATR机箱进行改进设计时，取消两侧板内的散热翅片，将每个标准3U/6U模块的锁紧定位槽之间独立设计出散热风道，这种针对每个模块进行独立散热的方法可以避免出现锁紧器与沿冷板面方向传递时的高热阻的情况。此时配合使用具有楔形块滑动接触行程的低热阻散热冷板可以到达良好的散热效果。楔形块滑动接触行程冷板具备接触行程，当插件拆卸时，接触冷板回撤产生拆卸所需的间隙，当插件安装到位时，接触冷板延展出接触所需的行程填充安装缝隙。上述冷板可以满足大多数印制板插件的散热要求，但是针对某些特定的印制板来说，其上某些芯片的热密度很高，并且整个冷板的重量受限。尤其是在航空或者航天领域内，重量一直是结构设计的约束条件。采用大面积的楔形块滑动接触冷板时，为了达到良好的导热要求，将冷板材料由铝或者镁改为高导热的铜材料。此时整个冷板的重量增加了3-5倍，若航空航天设备大批量的使用铜材料会造成重量急剧上升，此时需寻求一种轻质量结构的，并且可以使用高导热性的冷板结构来作为具有楔形块滑动接触行程的冷板的有力补充。这种具备局部高热密度的密封型散热冷板首先与机箱配合使用，完成整个ATR机箱的密封设计，冷板局部区域采用铜材料进行热量的高效传递，而其余密封、支撑、安装结构区域采用铝或者镁等轻型材料。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种具有螺旋副接触行程的局部高热密度的密封型散热冷板。

技术方案

一种具有螺旋副接触行程的局部高热密度的密封型散热冷板，目的是安装在多通道密封散热机箱内，在实现机箱的密封以及自身内、外盒体的密封的前提下，实现机箱内安装的多个标准3U/6U模块插件上高热密度芯片的散热，该冷板具备安装接触行程，螺旋副的旋转可以产生模块插件拆卸所需的间隙，同样通过螺旋副旋转接触行程到位后，可以将3U/6U模块插件上高热密度芯片高效的传递到冷板内腔体的散热齿上，通过风冷对流将热量带走。

该冷板外壳的后端面设计有中空的定位销、前端面设计有法兰安装面，通过销孔O形圈和前端面密封圈完成冷板与机箱框架的密封；因螺旋副传动有螺纹间隙，产生接触行程的铜环散热器与铜环基座之间的密封靠环形密封圈完成。冷板接触行程到位后，环形密封圈受压，实现冷板自身的密封。该冷板的接触行程靠铜环散热器与铜环基座之间的螺旋副产生直线位移，借助于压缩弹簧或者外圈压簧来产生螺旋副防松的预紧力以抵抗振动和冲击。借助压电平面风机或者轴流风机产生的冷却气流将铜环散热器上的散热棒或者阵列散热簧片的热量带走。

一种具有螺旋副接触行程的局部高热密度的密封型散热冷板，其特征在于包括冷板外壳、铜环散热器和铜环基座；冷板外壳的一侧设有中空形式安装定位销，相对的另一侧上设有矩形周圈法兰，在矩形周圈法兰周围设有前端面密封圈，销孔O形圈套装安装定位销上；冷板外壳对应印制板模块发热芯片位置开有圆孔，铜环基座安装在圆孔上，在铜环基座与冷板外壳之间设有法兰密封垫，铜环基座内圈加工有螺纹，铜环散热器的外圈上设有与铜环基座相配合的螺纹，在铜环散热器和铜环基座之间设有环形密封圈，铜环散热器旋入铜环基座内与铜环基座组成细牙螺旋副传动。

所述的铜环散热器包括铜环本体、压电平面风机、压簧固定轴、压缩弹簧和散热棒；散热棒以圆形阵列的方式分布在铜环本体的螺纹下端，压电平面风机位于铜环本体的侧面且风机对着散热棒，螺纹下端中心位置设计有压簧固定轴，压缩弹簧内圈套在压簧固定轴上。

所述的铜环散热器包括铜环本体、轴流风机、外圈压簧和铜簧片；轴流风机安装在铜环本体的底端中部凹台区域内，轴流风机的外侧阵列安装可卡入式的铜簧片，外圈压簧的内圈套在阵列铜簧片的外圈圆周。

所述的冷板外壳的材料为铝或镁。