一种插箱用风量调节板及其应用方法与流程

本发明涉及一种插箱部件，具体地讲，是涉及一种插箱用风量调节板及其应用方法。

背景技术：

插箱，也称u箱，是一种大量应用于通讯柜、电力柜、cpci(compactperipheralcomponentinterconnect，紧凑型pci)等结构柜中的主要用于安置服务器的标准机箱。在其箱内下部并排设置有多条导轨，用于插接安装各种功能模块，这种标准化的模块安装插拔方式因其使用方便受到使用者的喜爱。并且由于插箱内的各模块都是并排安装，不会出现普通机箱内各种板卡相互阻挡流道导致的空气流通受阻的问题，相比之下插箱的散热性能较为优异。

随着科技的发展，插箱内部模块的发热量越来越大，对散热的要求就越来越高。强迫风冷作为一种经济实用的散热方式被大量采用，在此基础上，如何进一步提高插箱内部风机散热能力是一个迫切的需求。

如图1所示的一种现有插箱结构，插箱本体内的下部位置并排设置了多条用于插接模块的导轨，导轨之间具有通风间隙，导轨下部也就是插箱底部为进风空间，插箱的前侧底部为进风口，插箱本体内的顶部安置有风机(未示出)，并在插箱本体的后侧顶部设置出风口，由此构成z字型的通风散热流道，在风机运行的强迫作用下，插箱前侧的外部冷风由进风口横向进入导轨下部的进风空间，冷风从进风空间在插箱本体内由下至上竖向穿过导轨和其上插接模块间的通风间隙，带走模块散发的热量进入风机，由风机向出风口横向吹出热风，形成强迫风冷的运作方式，如图1中箭头所指示。由于插箱内的导轨结构设计，使得其均通过由下至上的空气流动带走热量实现散热，现有技术中也有直接在插箱本体的上下两侧开设散热孔构建通风散热流道的结构设计，其本质与图1所指示的方式无异。

现有的这种散热方式保证了插箱本体内部各模块之间的通风量基本相等，也就是说，风机运行产生的总通风量是基本平均地分配到各个模块之间的通风间隙，对每个模块来说，散热量是基本等同的。在经大量的实例观测检验后发现，当插箱内安装的模块不同时，由于不同功能的模块内部发热器件不同，所产生的发热量也各不相同，相应地，各个功能模块的散热需求也各不相同。采用现有的散热结构和平均分配通风量的散热方式会导致一些发热量大的模块出现通风量不足的情况，长时间运行后模块温度超过许用温度，很容易出现模块性能降低甚至损坏的可能。

对于该种情况，本领域中采用的常规解决方案主要是以增大风机所产生的总通风量来使每个模块平均分配到的通风量能够满足发热量最大的模块的散热需求，即是按照发热量最大的模块的发热量乘以模块数量作为总发热量计算需要的总通风量，如此会导致通风量出现较大冗余，同时，通风量的增加意味着风机功耗的增加，以及风机产生更大的噪音，相应的使用成本和设备成本都会增加。

因此，如何较好地平衡通风量和风机噪音以及功耗、成本之间的矛盾，在满足各个模块的散热需求同时达到使用方便和成本低廉的效果，是本领域技术人员重点研究的问题。

技术实现要素：

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种结构简单、设计巧妙、操作使用方便、可以灵活调节各模块通风量的插箱用风量调节板。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种插箱用风量调节板，包括与插箱底部形状匹配的板体，设置于板体侧面的连接部，开设于连接部上用于连接插箱的连接口，多个开设于板体上并呈规律排布的通风孔，以及多个分别插置于不同通风孔内用于改变板体上不同位置的通风量的插销；其中，至少五个所述通风孔排列为与插箱内导轨间间隙走向一致的一排，所有通风孔在所述板体上平行排列为多排，所述插箱内的每个导轨间间隙至少对应一排通风孔。

具体地，所述插销包括依次连接为一体结构的销头部、卡接部和插入部，设置于销头侧面的凹部，以及沿径向贯通卡接部和插入部并将该二者分隔为至少两瓣的通槽，其中，所述插入部呈锥形状，该插入部的大端与卡接部连接；所述卡接部的截面与所述通风孔匹配，该卡接部的侧面在径向方向上低于与之连接的销头部端部，并低于插入部的大端，使该卡接部在该插销侧面形成一用于卡接通风孔的凹槽。

优选地，所述插入部大端的边缘处设为圆角，以方便插销取下。

并且，所述通风孔的形状为圆形、长圆形、矩形、三角形、五边形中任一种，所述插销的截面形状与通风孔形状匹配。

基于上述风量调节板的构造，本发明还提供了该插箱用风量调节板的应用方法，其中所述插箱包括插箱本体，多条并排设置于插箱本体内下部并且相互之间存在通风间隙的下导轨，设置于插箱本体内上部并与下导轨一一对应的上导轨，安置于对应的上导轨和下导轨上并分别位于不同位置的多个功能模块，设置于插箱本体底部的进风口，设置于插箱本体内顶部的风机，以及开设于插箱顶部或后部并与风机连通的排风口，所述下导轨与进风口之间安置有所述插箱用风量调节板，该插箱用风量调节板通过其上设置的连接口与插箱固定连接；

该应用方法包括如下步骤：

(1)根据所述功能模块的相关参数或实际测试获取到各个功能模块的发热量，并将之换算为各个功能模块所需的通风量；

(2)根据各个功能模块所需的通风量计算所述插箱本体内安装的所有功能模块相互之间的通风量分配比例；

(3)根据公式q＝vf将所述通风量分配比例转换为风道截面积比例，其中，q为通风量，v为风速，f为风道截面积；对于一次通风时，每个通风孔的风速v可以认为是相等的，因此，风道截面积和通风量成正比关系；

(4)通过在所述插箱用风量调节板的板体上安置插销的方式，改变每个功能模块所对应的通风孔数量，从而调节每个功能模块对应的风道截面积，使之与步骤(3)中所得的风道截面积比例匹配；

(5)风机运行时，各个模块获得其散热所需的相应通风量。

进一步地，所述步骤(2)中，还根据所述通风量分配比例测算每个功能模块所分配到的实际通风量是否达到其所需通风量的要求，并以此确定所选用的风机所能产生的最小通风量，也就是插箱内安置的风机的最小通风量应当要满足该要求，从而使得风机功率能够被最大程度地应用，不会因选用设备不当造成风机设备的运行功率产生过大冗余或不够的情况。

进一步地，所述步骤(4)中所述插销的安置方式具体为：对发热量大的功能模块，在其对应的通风孔位置不安置或少安置插销，以保证通过较多的风量；对发热量小的功能模块，在其对应的通风孔位置多安置插销，使通过的风量减少。

并且，当在所述发热量大的功能模块对应的通风孔位置不安置插销也不能使其风道截面积满足所述风道截面积比例时，还通过配合调节该功能模块与其相邻的功能模块的间距来增大其对应的风道截面积。

更进一步地，所述步骤(4)中，所述插销的安置位置避开所述功能模块上的主要发热器件，如此可使空气更多地经过模块的主要发热部位，更便于散热。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

(1)本发明巧妙利用了带有通风孔的板体在功能模块的进风位置作为可配置的进风口，通过插销在板体上的安置来改变不同功能模块的进风量，从而增大发热大的模块分配的通风量并减小发热小的模块风道的通风量，使每个模块按需通风散热，如此保证在风机风量和功率不变的情况下，合理分配各模块的通风量，提高了风机散热效率，整体上降低了插箱成本，并在通风量和风机噪音功耗上作出了很好的平衡，而且本发明构思新颖，设计巧妙，结构简单，成本低廉，方便易用，具有广泛的应用前景，适合推广应用。

(2)本发明设计了插销结构，设置锥形的插入部方便插入通风孔，设置销头部和凹部方便拿取，利用其卡接部与通风孔进行卡接固定，并在需要时可以使插入部的各瓣向通槽聚拢方便插销取下，通过插销结构的设计提高了插销插入和取出的便捷性，使其在调节风量时更为快捷方便。

(3)本发明利用通风孔配合插销的方式实现各风道截面积的调节，更为灵活，不仅调节了风道的截面积，而且还调节了风道的形状，使进气通风能够更好地作用于需要作用的位置；例如由一排通气孔构成的风道，风道的原始形状呈一长条形，在调节时根据实际通风需求可以在该排端部的通气孔上安置插销，缩短长条形风道，也可以在该排中部间隔地安置插销，将长条形的风道分隔缩短为多个小部分，以针对功能模块上不同的散热位置进行针对性通风散热；另一方面由于通风孔为标准大小，在计算各模块通风量比例等数据时可以直接采用通风孔数量作为计算依据，提高了测算效率。

(4)本发明在安置插销基础上还可以通过调节导轨的间距来提高某个或某些模块的散热通风量，一般一个模块配置一排通风孔，必要时可为一些特殊模块配置两排甚至多排通风孔，从而为模块保证足够的通风量。

附图说明

图1为现有技术中插箱的结构示意图。

图2为本发明的结构示意图。

图3为本发明中插销的插入和拆卸示意图。

图4为本发明中插销的结构示意图。

图5为风量调节板在插箱中的安装示意图。

图6为安装了风量调节板的插箱的侧面剖视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。

实施例

如图2至图6所示，该风量调节板，主要应用于插箱中，具体包括与插箱底部形状匹配的板体1，设置于板体侧面的连接部2，开设于连接部上用于连接插箱的连接口3，多个开设于板体上并呈规律排布的通风孔4，以及多个分别插置于不同通风孔内用于改变板体上不同位置的通风量的插销5。本实施例中，通风孔采用12×32矩阵方式规律排布，即12个通风孔排列为一排，共32排平行布置，每排通风孔的走向与插箱内导轨间间隙走向一致，每排的12个通风孔之间的间距可以相对紧密，各排通风孔之间的间距与插箱内导轨间间隙匹配，保证每个导轨间间隙至少对应一排通风孔。所述通风孔的形状优选为圆形，也可以根据实际情况设计为长圆形、矩形、三角形、五边形中任一种，所述插销的截面形状与通风孔形状匹配。

具体地，所述插销包括依次连接为一体结构的销头部10、卡接部12和插入部13，设置于销头侧面的凹部11，以及沿径向贯通卡接部和插入部并将该二者分隔为至少两瓣的通槽14，其中，所述插入部呈锥形状，该插入部的大端与卡接部连接；所述卡接部的截面与所述通风孔匹配，该卡接部的侧面在径向方向上低于与之连接的销头部端部，并低于插入部的大端，使该卡接部在该插销侧面形成一用于卡接通风孔的凹槽。优选地，所述插入部大端的边缘处设为圆角，以方便插销取下。

该风量调节板在应用时安置于插箱中，所述插箱包括插箱本体20，多条并排设置于插箱本体内下部并且相互之间存在通风间隙的下导轨21，设置于插箱本体内上部并与下导轨一一对应的上导轨22，安置于对应的上导轨和下导轨上并分别位于不同位置的多个功能模块23，设置于插箱本体底部的进风口24，设置于插箱本体内顶部的风机25，以及开设于插箱顶部或后部并与风机连通的排风口26。其中，该风量调节板安置于下导轨与进风口之间，通过其上设置的连接口与插箱固定连接。

所述插箱用风量调节板的应用方法包括如下步骤：

(1)根据所述功能模块的相关参数或实际测试获取到各个功能模块的发热量，并将之换算为各个功能模块所需的通风量；

(2)根据各个功能模块所需的通风量计算所述插箱本体内安装的所有功能模块相互之间的通风量分配比例；

(3)根据公式q＝vf将所述通风量分配比例转换为风道截面积比例，其中，q为通风量，v为风速，f为风道截面积；对于一次通风时，每个通风孔的风速v可以认为是相等的，因此，风道截面积和通风量成正比关系；

(4)通过在所述插箱用风量调节板的板体上安置插销的方式，改变每个功能模块所对应的通风孔数量，从而调节每个功能模块对应的风道截面积，使之与步骤(3)中所得的风道截面积比例匹配；

(5)风机运行时，各个模块获得其散热所需的相应通风量。

进一步地，所述步骤(2)中，还根据所述通风量分配比例测算每个功能模块所分配到的实际通风量是否达到其所需通风量的要求，并以此确定所选用的风机所能产生的最小通风量，也就是插箱内安置的风机的最小通风量应当要满足该要求，从而使得风机功率能够被最大程度地应用，不会因选用设备不当造成风机设备的运行功率产生过大冗余或不够的情况。

进一步地，所述步骤(4)中所述插销的安置方式具体为：对发热量大的功能模块，在其对应的通风孔位置不安置或少安置插销，以保证通过较多的风量；对发热量小的功能模块，在其对应的通风孔位置多安置插销，使通过的风量减少。并且，当在所述发热量大的功能模块对应的通风孔位置不安置插销也不能使其风道截面积满足所述风道截面积比例时，还通过配合调节该功能模块与其相邻的功能模块的间距来增大其对应的风道截面积。

更进一步地，所述步骤(4)中，所述插销的安置位置避开所述功能模块上的主要发热器件，如此可使空气更多地经过模块的主要发热部位，更便于散热。

使用风量调节板以后，在风机风量和功率不变的情况下，发热量较大的模块获得了较多的风量，提高了风机散热效率，有效降低了模块温度。

上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。