Блок радиоэлектронной аппаратуры Советский патент 1984 года по МПК H05K7/20 H01L23/34 

2. Блок по П.1, отличающийся тем, что в субблоке., клиньях и теплообменниках выполнены соосные отверстия, причем отверстия

в клиньях имеют форму эллипса с расстоянием между его центрами, равньт максимальной величене хода клиньев.

1. БЛОК РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ, содержащий субблок и жидкостные теплообменники, установленные с двух его противоположных сторон с возможностью теплового контакта с ним, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности охлаждения и надежности в работе в условиях вибрационные нагрузок, он снабжен клиньями, выполненными из теплопроводного.материала, которые установлены мезвду одним из теплообменников и субблоком, и направляницими для. субблока, установленными между теплооб менниками перпендикулярно к ним. (Л

Изобретение относится к радиоэлектронной технике, в частности к устройствам с охлаждением элементов радиоэлектронной аппаратуры, в которых используется принудительный отвод тепла. Известно устройство для размещения и охлаждения элементов радиозлектронной аппаратуры, содержащее блок радиоэлектронной аппаратуры, вер нее и нижнее охлаждаемые основания, П-образньй теплосъемник 1. ИедостЯтком данного технического решения является недостаточный для эффектавного отвода тепла тепловой контакт м,ежду блоком и нижним основа Нием. Кроме того, для обеспечения надежного теплового контакта между блоком и верхним основанием необхо димы высокие требования к точности изготовления П-образного теплосъемника и выступа охлаждаемого; основания . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности, является блок радиоэлектронной аппаратуры пре имущественно в системах охлаждения, содержащий блоки, размещенные на теп лообменнике, на котором жестко закре лена опорная панель с выполненным в ней клиновидным пазом, служащим дпя размещения в нем клиновидного выступа блоков, посредством которого осуществляется прижим поверхности блока к охлаждаемому основаниюС23. Однако в известном блоке радиоэлектронной аппаратуры невозможно одновременное применение кондуктивного и конвективного съема тепла. Кроме того, в нем невозможно использовать для отвода тепла другие плоскости, кроме прижимаемой. Цель изобретения - повышение эффективности охлаждения и надежности в работе в условияя вибрационных нагрузок, . Поставленная цель достигается тем, что блок радиоэлектронной аппаратуры, содержащий субблок и ;кидкост-ные тегшссбменники, установленные с двух его противоположных сторон с возможностью теплового контакта с ним, снабжен клиньями, выполненными из теплопроводного материала, которые установлены между одним из теплообменников и субблоком, и направляющими для субблока, установленными между теплообменниками перпендикулярно к ним. кроме того, в субблоке, клиньях и теплообменниках выполнены соосные отверстия, причем отверстия в клиньях имеют форму эллипса с расстоянием между центрами, равным максимальной величине хода клиньев. На чертеже приведено устройство охлаждения блоков радиоэлектронной аппаратуры. Устройство содержит нижний теплообменник 1, верхний теплообменник 2, субблок 3 радиоэлектронной аппаратуры, клинья 4. Расположение теплообменников 1 и 2 может быть вертикальным, установ,ка клиньев 4 может быть к любому из теплообменников. Клинья, могут подвижно крепиться к электронному блоку или к одному из теплообменников. В данной конструкции описано горизонтальное расположение теплообменников 1 и 2 с креплением клиньев 4 к верхней плоскости субблока 3. I Теплообменники представляют собой иЛиту из теплопроводного материала, снабженную внутри каналами 5 для прохо к,дения хладоносителя и имеющую элементы подсоединения теплообменников к внешней магистрали 6 посредством переходных трубок 7, Кроме того, в теплообменниках выполнены сквозные отверстия 8 с развитой-поверхностью (не показана) для охлаждения проходящего сквозь них газового теплоносителя при принудительном конвективном охлаждении субблоков 3 и при смешанном охлаждении блоков. Верхний тепл обменник 2 располагается по отношению к нижнему теплообменнику 1 под углом, равным, углу клина 4,. при этом сквозные отверстия 8 располагаются соосно. Установка теплообменников под углом и применение блока с клином обес печивает наиболее благоприятные условия установки и выемки блока из устройства, так как в начальный момент установки зазор между блоком с клином и теплообменником имеет максимальный размер, равный произведению длины блока на тангенс угла подъема клина, а в конечной стадии установки зазор уменьЕ1ается до. нуля Источником вьщеления тепла являет ся субблок.3, на лицевой- поверхности которого расположены элементы 9 креп ления субблока 3 в устройстве. Элементы 9 крепления блока имеют средство ориентации блока в направлении установки .блока (например, упор). На лицевой поверхности блока имеется гнездо фиксации винта 10 для осуществления перемещения клиньев 4 относительно субблока 3. На стороне противоположной лицевой, располагаются направляющие, пальцы 11, которые обеспечивают фиксацию субблока 3 относительно устройства в горизонтальной плоскости, но обеспечивают возможность движения субблока 3 в вертикальной плоскости, что является необходимым при выборке зазоров между нижним теплообменником 1 и радиоэлектронным субблоком 3, радиоэлектронным субблоком 3 и клиньями 4, клиньями 4 и верхним теплообменником 2, На верхней поверхности субблока 3 н непосредственном контакте с ним располагаются подвижные клинья 4. Верхняя и нижняя поверхности субблока 3 имеют сквозные отверстия 12 для прохождения газового теплоносителя через нижний теплообменник 1, субблок 3, клинья 4 и верхний теплообменник 2. При установке субблока 3 в устройjCTBo отверстия 12 блока и теплообменников располагаются соосно. Клинья 4 выполнены из теплопроводного материала с овальными сквоз ными отверстиями 13, соосными с отверстиями 12 радиоэлектронного субблока 3. Овальные отверстия .13 клиньев имеют размер по фронту, равный отверстиям 12 и 8 в блоке и теплообменниках, а в глубину (в направлении перемещения) равный диаметру отверотий 12 в блоках и отверстий 8 в теплообменниках плюс максимальная величина хода клина, определяемая по максимальной суммарной величи е зазоров. Клинья 4 выполнены таким образом, что величины их поверхностей, прилегающих к блоку и теплообменнику, одинакоры с верхней поверхностью блока и поверхностью теплообменника и обеспечивают необходимее тепловое сопротивление между блоком и верхним теплообменником. Вместо одного широ- к:ого клина на -верхней повер-хности блока может быть расположено несколько узких, при этом уменьшается влияние их неплоскостности и дости-. гается большая вероятность непосредственного контакта, а также уменьшается трудоемкость изготовления клиньев. На торцовой поверхности клина 4 имеется средство для перемещения клина 4 относительно субблока 3, например резьбовое отверстие 14 для винта, посредством которого осуществляется перемещение клина 4 относиг тельно суб.блока 3. На клиньях.4 и на субблоках 3 имеются элементы для обеспечения направления движения клиньев 4 относительно субблока 3 по направлению движения блоков. Устройство работает следующим образом. Радиоэлектронньй субблок 3 с установленными на нем Клиньями устанавливается между теплообменниками 1 и 2 до упора, при этом направляющие пальцы 11 входят в соответствующие гнезда для обеспечения соосности отверстий 8, 12 и 13, и закрепляется с помощью элементов 9 крепления блока. Перед установкой субблока 3 необходимо клинья 4 с помощью винта 10 сместить в крайнее переднее положение, т.е. к лицевой панели, при этом между клином 4 и верхним теплообменником 2 образуется гарантированный зазор. После закрепления субблока 3 клинья 4 с помощью винта 10 смещают-.

в направлении от лицевой панели До касания с теплообменником 2 с обеспечением необходимого теплового сопротивления между нижним теплообменником 1 и субблоком 3, субблоком 3 и клиньями 4, клиньями 4 и верхним теплообменником 2.

Затем блок вместе с клиньями извлекают из устройства и жестко фиксируют клинья на поверхности блока, например, с помощью винтов (не показно) . При дальнейшей эксплуатации перемещение клиньев не производится. Досылка субблока 3 до упора, а также начальная стадия извлечения блока может быть осуществлена с помощью элементов 9 крепления блока.

Предлагаемое устройство рассчитано на работу как для кондуктивного, так и для кондуктивно-конвективного способа охлаждения.

Кондуктивная передача тепла осуществляется следующим образом. С нижней поверхности субблока 3 тепло передается непосредственно на нижний теплообменник и с помощью теплоносителя, проходящего по каналам 5 теплообменника 1, уносятся во внещнюю магистраль 6. d верхней стороны субблока 3 тепло переносится через теплопроводные клинья 4 на верхний теплообменник 2 и с помощью теплоносителя - во внешнюю магистраль 6

аналогично передаче тепла нижним теплообменником 1.

В тех случаях, когда в радиоэлектронном субблоке 3 имеются электроэлементы, с которых снятие тепла кондуктивным методом невозможно или затруднительно по конструктивным соображениям, дополнительно подключается принудительное газовое охлаждение, при котором газовый готок, проходящий через субблок 3, снимает дополнительно с помощью принудительной конвекции тбпло и переносит его на теплообменники 1 и 2, а далее известньм путем во внешнюю магистраль 6.

Охлаждение нагретого газа происходит в развитых отверстиях 8 теплообменников t и 2, и так как субблок 3 находится в кондуктивной связи с теплообменниками 1 и 2 и его конструктивные элементы имеют температуру много ниже температуры электроэлементрв, то его конструктивы являются развитой поверхностью теплообменников t и 2, причем с большой площадью поверхности, следовательно на этой поверхности будет наблюдаться интенсивное охлаждение газа, которое улучшит тепловой режим субблока 3 и значительно повысит надежность работы радиоэлектронной аппараг туры.