Блок радиоэлектронной аппаратуры Советский патент 1991 года по МПК H05K7/20 

Изобретение относится к радиоэлектронике, в частности к конструированию устройств радиоэлектронной аппаратуры (РЭА), обеспечивающих охлаждение радиоэлектронных элементов.

Изобретение может быть использовано для охлаждения РЭА, содержащей блоки и ячейки с неравномерным тепловыделением.

Целью изобретения является повышение удобства эксплуатации и снижение энергозатрат.

На чертеже изображен блок радиоэлектронной аппаратуры.

Блок, втом числе и размещенный в шкафу РЭА, состоит из несущего каркаса 1. обшивки 2, внутри которых поэтажно размещены ячейки 3 с теплонагруженными

элементами 4, образующие параллельные каналы 5 для прохода охлаждающего воздуха, подаваемого вентилятором системы охлаждения (не показан). Ячейки 3 крепятся в блоке с помощью направляющих 6 В любом месте каждого канала, например, как показано на чертеже, на входе в него (по направлению движения охлаждающего воздуха) установлен регулирующий расход воздуха элемент в виде пружины 7, диаметр витков которой равен в максимально сжатом состоянии ширине канала. Крепление пружины 7 в канал может осуществляться различными способами, например, с помощью фигурной направляющей, либо на проволочном каркасе. Однако способ крепления пружины 7 в канале 5 должен позволять изменять колиО 00

ю ел

00

чество витков пружины в живом сечении канала 5 например, с помощью скобы 8 или крючка 9 позволяющих фиксировать любой виток пружины 7, удерживая ее в растянутом положении.

Зная аэродинамическую характеристику пружины, т.е. зависимость коэффициента аэродинамического сопротивления от числа витков пружины на единицу длины, а также потребность данного канала с теплонагру- женными элементами в охлаждающем воздухе можно рассчитать необходимое число витков пружины, размещаемое в данном канале, которое обеспечивает соответствующее аэродинамическое сопротивление всего канала, а следовательно, и н обходи- мый расход воздуха через каняп

Аэродинамическая характеристика пружины определяется экспериментально. Максимальное сопротивление набега още- му потоку воздуха пружина будет скрывать при плотном прилегании витков др. к другу. Для практических целей достаточен диапазон изменения коэффициента аэродинамического сопротивления пружины от 2 до 200, что соответствует порядку- величины сопротивлений блоков РЭА or долей единицы до десятков единиц (при скоростях охлаждающего воздуха в них от 1 до 6 м/с).

Для минимальных шагов установки ячеек на этаже шкафа, равных 15, 20 мм, может применяться пружина круглой формы, для увеличенных шагов можно использовать плоскую пружину.

Блок радиоэлектронной аппаратуры работает следующим образом.

Охлаждающий воздух от вентилятора поступает на вход блока (или первого этажа шкафа), где перераспределяется между ячейками (секциями) 3 в зависимости от суммарного аэродинамического сопротивления каждой из параллельных ветвей, состоящих из канала 5, образованного рядом расположенными ячейками 3. и пружины 7. Благодаря тому, что пружины 7 создают заданное аэродинамическое сопротивление набегающему потоку воздуха, определенное числом витков в каждом канале 5, в каждый канал поступает количество воздуха, соответствующее потребности в охлаждении ячеек 3 с теплонагруженными элементами 4. После прохождения каналов данного блока (этажа шкафа) воздух либо удаляется из устройства (при попутной раздаче воздуха), либо поступает на вход следующего этажа шкафа (при последовательно-параллельной продувке), где снова перераспределяется между ячейками в зависимости аэродинамического сопротивления пружин. Распределение воздуха по охлажденным ячейкам в зависимости только от их потребности о нем приводит к уменьшению общего расхода воздуха через

устройство, а следовательно, к минимизации энергозатрат на охлаждение. Пружина как аэродинамическое сопротивление может применяться вне зависимости ог способа раздачи охлаждающего ьоздуха.

0В случае замены одной или нескольким

ячеек 3 в блоке следует в соответствии с известной аэродинчмическоп характеристикой пружины 7 изменить число БИТКОВ в соответствующих канала : 5. При згом аэро

5 динамическое сопротивление регулирующих элементов типа пр7. 7 изменяется, обеспечивая прохожден/е через каналы 5 расхода воздуха, соотвотствующе(0 чадан- ной потребности в охлаждении ячеек 3

0 Таким образом, регулирование расхода воздуха по ячейкам блока производится биз дополнительных затрат на изготовление и y:TanoBfy регулирующих элементов с заданным аэродинамическим сопротивлени5 ем. что обеспечивает положительный эффект предлагаемого блока по сравнению с прототипом.

Аэродинамическое сопротивление типа пружины можно использовать и с целью ав0 томатизации процесса охлаждения в тех спучаях, например, когда охлаждаемое устройство (или отдельные ячейки) работают в импульсном режиме или в любом нестационарном режиме, при котором ждущий пери5 од работы с небольшим тепловыделением впемя or времени сменяется активным периодом, характеризующимся большой мощностью тепловыделени 1. что часто встречается на практике.

0 Поставленная цель достигается гем, что пружины выполняются из металла с памятью формы и устанавливаются на ВЫХОДР из каналов 5. При этом температурой, зада ющей изменение формы пружины, являет5 сд температура воздуха на выходе из к.эналов 5.

Таким образом, при работе ячеек 3 в ждущем режиме требуется небольшое коли чество воздуха для охлаждения теплонагру0 жен -шх элементов 4. Пружина 7 при этом находится в сжатом состоянии и имеет в сечении канала столько витков, чтобы аэро- дин,1мическое сопротивление пружины определяло минимальный расход воздуха

5 через канал 5, при котором температура воз;: уха на выходе из канала меньше температуры срабатывания памяти металла. При включении ячейки в активный режим работы тепловыделение элементов 4 увеличивается, тэмпература воздуха в канале 5 пормша

ется до тех пор, пока не достигнет температуры срабатывания памяти металла. При этом пружиня 7 распрямляется, уменьшая свое аэродинамическое сопротивление, и расход воэдухг через данный кннал автоматически увеличивается до заданного новым аэродиг .пческим coripi тикле - :.зм пружины значения.

В качестве к-чгерагуры срабатывания памяти целесос |Г)Г:.чно иыГ/рать значение максимально допустимой ., ры БЛЗ- луха и устройстве ;хлэжденич (или «г .чему).

Число аигкоз п ;/Ж1- чы с памятью в CUSTOM и распрямленное г оло гениях вы- бчракн. исходя из зэрт жя ь-ческой ха- i j:;г.тег.мстики пружины и мощностей теплое .(деления ;i хдущем и активном режимах.

Использование в качестве регулирующих расход воздуха элементов пружин с известными аэродинамическими характеристиками ПОЗВОЛЯеТ ун:;ф1/,Ц 1роГ;ЯгЬ ИХ

конструкцию и изменять их аэродинамическое сопротивление в случае необходимости без перекомпоновки (замены) регулирующих элеменгоа в охлаждаемом шкафу, что обеспечивает реализацию поставленной цели, т.е. повышение удобстаа эксплуатации устройства.

Кроме того, элемент в виде пружины обладает оч-эн;. низким начальным (минимальным) аэродинамическим сопротивлением, соответствующим десятым - сотым долям сопротивления ячейки РЭА, что позволяет снизить аэродинамическое сопротивление аппаратуры, обусловленное уста ноикой регулирующих элементов и, следовательно, уменьшить энергозатраты на охлаждение (продувку) РЭА с неравномерным тепловыделением с регулирующими элементами.

Формула и зобретен и ч

1. ьлок радиоэлектронной аппаратуры,

содержащий корпус, установленные в корпусе суСх)поки в ви.,е пеиятных п/..нт с тепло нагруженными злеглентами, образующие между спбой воздухо годные каналы для потока охлаждзюи.его воздуха, и элементы для регу.жрозгчмя расхода охпдж. ;зющего воздуха, консольно скрепленное своим концом на зхсдах воздухочодных каналов, отличающийся там, ч; ч. с целью

повышения удобства эксплуатации и снижения энергозатрат, элементы для регулирования .расхода охлаждающе о воздуха выполнены в виде пружин, которые ориентированы своими геометрическими осями

вдоль поперечного сечения воздуховод- ных каналов и закреплены с вг.тмо-кно- сть:э изменения числа витков расположенных в поперечном сеченн; указанных воздуховодных каналов.

2. Блок по п.1, о т л и ч а ю щ и и с я тем.

что пружины выполнены из металла с памятью формы,

3. Блок по п. 1, о т л и ч а ю щ и и г. я тем, что консольные концы пружин зэфиксированы относительно корпуса.

Изобретение касается конструирования устройств радиоэлектронной аппаратуры, обеспечивающих охлаждение радиоэлектронных элементов, и может быть использовано для охлаждения радиоэлектронной аппаратуры, содержащей блоки и ячейки с неравномерным тепловыделением. Целью изобретения является повышение удобства эксплуатации и снижение энергозатрат на охлаждение аппаратуры Блок радиоэлектронной аппаратуры содержит корпус, ячейки с теплонагруженными элементами, образующие параллельные каналы для прохода охлаждающего воздуха Введение пружин, выполненных из металла с памятью формы, установленных в поперечном сечении воздуховодных каналов, консольно закрепленных с одной стороны, а с другой стороны пружины свободны, обеспечивает изменение числа витков пружин, диаметр которых соответствует ширине каналов, и позволяет регулировать расход охлаждающего воздуха, тем самым снижая энергозатраты на охлаждение. 2 з.п. ф-лы, 1 ил. w Ј