用于交换机的快速降温装置的制作方法

文档序号:15023357发布日期:2018-07-25 01:43阅读:410来源:国知局

本发明涉及通讯器材配件设备领域,特别涉及一种用于交换机的快速降温装置。



背景技术:

交换机是一种用于电信号转发的网络设备。它作为各种网络中的接入设备,可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路,是保证网络性能的重要支撑。

随着网络技术的发展,对交换机的性能及可靠性提出了更高的要求。不仅要求交换机能迅速的对电信号进行转发,还要求能经受各种恶劣外部环境的考验。而随着交换机端口密度越来越高,速率越来越快,功能越来越强大,这使得交换机功耗越来越大,从而系统温度越来越高。系统温度过高会严重损坏交换机内部器件,缩短交换机的使用寿命。因此,需要对交换机系统内部进行温度控制。

目前,常用的交换机散热片为长扁形单鳍片式散热片,散热片通过导热胶与电路板上的芯片直接接触,当芯片产生热量时,热量会通过导热胶传递到散热片中,利用长扁形单鳍片式散热片与空气接触面积大的特点迅速将热量散发到空气中去。

但是利用现有的散热片仍然存在着以下问题:

1、散热片设置在交换机内,散热片散发到空气中的热量仍然停留在交换机内部,交换机内的温度还是高于交换机外的温度,散热效果并不是很明显,不能完全解决其散热问题,影响了交换机的性能。

2、现有的散热片是将热量散发到空气中去,而没有与散热片直接接触的冷却设备,导致散热效率低。



技术实现要素:

本发明意在提供一种用于交换机的快速降温装置,吸收交换机内部的热量并散发到交换机外部来实现快速有效地散热,并通过接触式的散热来提高散热效率。

为解决上述技术问题,本发明提供的基础方案如下:

用于交换机的快速降温装置,包括交换机外壳,外壳内倾斜设置有芯片,还包括:

支撑机构,所述支撑机构位于芯片的下方,包括位于外壳内且水平设置的支撑板,支撑板上方设有与芯片较低端一侧的外壳铰接的滑轨,支撑板和滑轨之间设有弹性支撑件,所述滑轨固定端一侧的弹性支撑件的弹力小于另一侧弹性支撑件的弹力;

散热机构,包括位于滑轨和芯片之间的滑动块,所述滑动块与滑轨滑动配合,所述滑动块的上表面可与芯片的底面贴合,滑动块内开设有空腔,所述外壳上开设有供滑动块滑出外壳的通孔;

动力机构,包括连接在芯片较高端下部的第一伸缩囊,以及位于芯片下方的第二伸缩囊,第一伸缩囊和第二伸缩囊内均充有气体,第一伸缩囊和第二伸缩囊之间连通有伸缩管;所述第一伸缩囊与芯片连接的一端为固定端,另一端为伸缩端,第一伸缩囊的伸缩端面向所述滑轨;所述第二伸缩囊靠近第一伸缩囊的一端固定,第二伸缩囊远离第一伸缩囊的一端可伸缩,第二伸缩囊可伸缩的一端与滑动块连接,且第二伸缩囊与滑动块的空腔连通,滑动块与第二伸缩囊连接的端部和外壳之间设有弹性复位件;

冷却机构,所述冷却机构连接在交换机外壳设有通孔的一侧且能与滑动块接触。

基础方案的工作原理:当使用交换机时,交换机芯片产生热量,因为支撑板上方设有与芯片较低端一侧的外壳铰接的滑轨,支撑板和滑轨之间设有弹性支撑件,滑轨与外壳铰接处一侧的弹性支撑件的弹力小于另一侧弹性支撑件的弹力;所以滑轨大致是与芯片倾斜的方向相同,因此滑动块上表面与芯片底面贴合接触并吸收芯片的热量。

由于第一伸缩囊连接在芯片的下部,第二伸缩囊位于芯片下方,所以芯片的热量会传递给第一伸缩囊和第二伸缩囊,第一伸缩囊和第二伸缩囊受热后气体产生膨胀,从而第一伸缩囊的伸缩端会向下伸出直至与滑轨接触,在芯片持续发热的过程中,第一伸缩囊会下压滑轨,使滑轨上翘的一端逐渐趋于水平,放置在滑轨上的滑动块随着滑轨下移而逐渐远离芯片;

在滑轨逐渐趋于水平的过程中,由于滑动块内开设有空腔,第二伸缩囊与滑动块的空腔连通,第一伸缩囊和第二伸缩囊之间连通有伸缩管,所以第一伸缩囊、第二伸缩囊和空腔内的气体能够根据温度的不同而不断地进行交换;因为滑动块相对于通孔倾斜,所以滑动块此时不会从通孔处滑出;

当滑轨处于水平状态时,滑动块也处于水平,由于第二伸缩囊可伸缩的一端与滑动块连接,所以膨胀的第二伸缩囊会推动滑动块经过外壳上的通孔向外滑动,滑动块伸出外壳的一端与冷却机构接触,并将热量传递给冷却机构,从而实现了对滑动块和芯片进行降温;

在滑动块伸出外壳的一端进行降温的过程中,滑动块内的气体温度逐渐降低,第一伸缩囊内的气体逐渐流向第二伸缩囊内,第二伸缩囊内的气体不断地和滑动块内的气体进行交换,直至第一伸缩囊和第二伸缩囊内的气体温度均降低,第一伸缩囊和第二伸缩囊逐渐收缩,在第二伸缩囊伸缩端向内收缩和弹性复位件的共同作用下,冷却的滑动块会向内滑动恢复原位,第一伸缩囊伸缩端向上收缩时,滑轨没有了第一伸缩囊下压的作用力,所以在弹性支撑件的所用下,滑轨也会向上恢复至原位,从而滑动块再一次与芯片底面接触而吸收热量,当第一伸缩囊吸收的热量达到足以使滑轨水平时,第二伸缩囊再次推动滑动块向外滑出接触冷却机构释放热量,该过程不断重复,实现了对交换机进行快速而有效地降温。

其中,采用芯片与滑轨倾斜的设计,是为了滑动块与芯片接触吸热后,滑轨被第一伸缩囊下压至水平,滑动块在滑轨上水平的向外滑动,从而避免滑动块在滑动过程中仍与芯片接触产生的摩擦力损坏芯片。

基础方案的有益效果为:与现有的交换机采用散热片的方式相比,本发明利用交换机芯片发热的热量使第一伸缩囊和第二伸缩囊膨胀,从而膨胀的第一伸缩囊和第二伸缩囊作为动力推动吸收了热量的滑动块向外滑动至与冷却机构接触进行散热,使聚集在交换机内部的热量通过伸出交换机外壳的滑动块散发到外界中,并且采用滑动块与冷却机构接触散热的方式比直接散发到空气中的降温效果更好,提高了散热效率;同时采取第一伸缩囊、第二伸缩囊和滑动块空腔连通的方式,通过气体的交换既能加快热量的散发,又能借助第一伸缩囊和第二伸缩囊的收缩带动滑动块和滑轨恢复原位,使滑动块重新与芯片接触吸热,从而实现滑动块自动地在交换机内外往复运动进行快速地散热,省去了额外的驱动机构,既避免额外的驱动机构增加新的热量,又节约能源的消耗。

进一步,所述冷却机构包括盛装有冷却液的箱体,箱体可拆卸连接在外壳上,箱体上开设有凹槽,所述滑动块与凹槽内壁滑动配合。

滑动块伸出交换机外壳的一端伸入装有冷却液的箱体内,滑动块直接与箱体接触,加快了滑动块散热。

进一步,所述滑动块呈横置的“T”形,所述冷却机构包括盛装有冷却液的箱体,箱体可拆卸连接在外壳上,所述滑动块伸出外壳的一端与所述箱体侧壁贴合。

滑动块采用形状为横置的“T”形,增大了滑动块与箱体的接触面积,进一步加快了滑动块的散热,滑动块伸出外壳的一端与所述箱体侧壁贴合,能够避免滑动块伸入箱体内与箱体内壁产生摩擦而阻碍滑动块向内滑动恢复原位。

进一步,所述滑动块整体呈鳍片形,滑动块的上表面为与所述芯片贴合的平面,以及朝向通孔一侧的侧壁为平面。

滑动块采用整体呈鳍片的形状,增加了滑动块的散热面积;滑动块的顶壁为与芯片贴合的平面,增加了滑动块与芯片的接触面积,使滑动块能够快速地吸收芯片的热量;滑动块朝向通孔一侧的侧壁为平面,增加了滑动块与箱体的接触面积,从而滑动块与冷却机构接触能够快速地降温。

进一步,所述冷却机构还包括对冷却液进行降温的吸热片。

在滑动块不断地向外滑出接触箱体时,箱体内的冷却液温度升高,所以吸热片的设置能够对冷却液进行降温,使冷却机构能够对滑动块进行有效地降温。

进一步,所述滑动块下部设有滑轮,所述滑动块通过滑轮与所述滑轨滑动配合。

由于滚动摩擦小于滑动摩擦,所以滑轮的设置能够减小滑动块与滑轨之间的摩擦力,既能避免滑动块滑动的过程中产生不必要的热量,又能使滑动块能够快速地滑动。

附图说明

图1为本发明用于交换机的快速降温装置实施例的结构示意图(导轨处于倾斜状态);

图2为图1所示本发明用于交换机的快速降温装置实施例的另一结构示意图(导轨处于水平状态)。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细的说明:

说明书附图中的附图标记包括:外壳1、芯片2、支撑机构3、支撑板31、滑轨32、弹性支撑件33、固定板34、散热机构4、滑动块41、空腔42、通孔43、滑轮44、连接孔45、动力机构5、第一伸缩囊51、第二伸缩囊52、伸缩管53、细孔54、冷却机构6、箱体61、凹槽62。

如图1和图2所示,本发明用于交换机的快速降温装置,包括交换机外壳1,外壳1内倾斜设置有芯片2,芯片2的右侧高于左侧,芯片2与外壳1内壁焊接,还包括:

支撑机构3,如图1所示,支撑机构3位于芯片2的下方,包括位于外壳1内且焊接在外壳1上的水平的支撑板31,支撑板31上方设有与芯片2较低端一侧的外壳1铰接的滑轨32,滑轨32自由端一侧的上部连接有与滑轨32垂直的固定板34,支撑板31和滑轨32之间设有弹性支撑件33,本实施例中的弹性支撑件33为弹簧,如图1所示,弹簧的数量为3个,依次等间距地分布在滑轨32的下方,滑轨32固定端一侧的弹性支撑件33的弹力小于另一端弹性支撑件33的弹力,也就是从左往右,弹簧的弹力依次增大,从而各弹簧能够支撑滑轨32处于倾斜的状态,并且本实施例中各个弹簧均位于最高点时,滑轨32与芯片2平行;

散热机构4,包括位于滑轨32和芯片2之间的滑动块41,以及外壳1上开设的供滑动块41滑出外壳1的通孔43,通孔43的宽度与滑动块41的宽度大小相同,滑动块41内中心处开设有空腔42,滑动块41远离通孔43的一侧开设有连通空腔42的连接孔45,本实施例中的滑动块41整体呈鳍片形,滑动块41的顶壁为与所述芯片2贴合的平面,从而实现滑动块41的上表面与芯片2底面贴合,滑动块41朝向通孔43一侧的侧壁也为平面;本实施例中的滑动块41下部焊接有滑轮44,滑动块41通过滑轮44与滑轨32滑动配合;

动力机构5,包括连接在芯片2较高端下部的第一伸缩囊51,以及位于芯片2下方的第二伸缩囊52,第一伸缩囊51和第二伸缩囊52内均充有气体,第一伸缩囊51与芯片2连接的一端为固定端,另一端为伸缩端,第一伸缩囊51的伸缩端面向滑轨32;本实施例中的第二伸缩囊52为异形伸缩囊,具体地,第二伸缩囊52靠近第一伸缩囊51的上部通过导热胶粘贴连接在芯片2底面,第二伸缩囊52远离第一伸缩囊51的上部未固定连接在芯片2底面,第二伸缩囊52靠近第一伸缩囊51的一端还固定设置在滑轨32上的固定板34上,因此第二伸缩囊52靠近第一伸缩囊51的一端为固定端,第二伸缩囊52远离第一伸缩囊51的一端为可伸缩的伸缩端;固定板34上开设有细孔54,细孔54中穿设有伸缩管53,伸缩管53的一端与第一伸缩囊51连通,另一端与第二伸缩囊52连通;第二伸缩囊52的伸缩端与滑动块41连接,第二伸缩囊52的伸缩端通过连接孔45与滑动块41的空腔42连通;本实施例中的伸缩管53为波纹管,滑动块41与第二伸缩囊52连接的端部和外壳1之间设有弹性复位件,本实施例中的弹性复位件也可为弹簧(附图中未示出);

冷却机构6,如图2所示,冷却机构6连接在交换机外壳1设有通孔43的一侧且能与滑动块41接触。本实施例中的冷却机构6包括盛装有冷却液的箱体61和对冷却液进行降温的吸热片(吸热片未示出),箱体61可拆卸连接在外壳1上,本实施例中箱体61可以通过螺栓连接在交换机外壳1上,吸热片可以设置在箱体61与外壳1接触面之外的任何一个侧壁上,箱体61上开设有凹槽62,滑动块41与凹槽62内壁滑动配合。当然也可以采取滑动块41呈横置的“T”形,滑动块41伸出外壳1的一端与箱体61侧壁贴合,采取这种方式箱体61就不需要设置凹槽62,主要是为了减少滑动块41与凹槽62内壁的摩擦力,但是这种方式相对于本实施例的方式来说,会减小滑动块41与箱体61的接触面积。

用于交换机的快速降温装置的具体实现过程为:

①当未使用交换机时,如图1所示,由于支撑板31上方设有与芯片2较低端一侧的外壳1铰接的滑轨32,支撑板31和滑轨32之间设有弹性支撑件33,从左往右,弹性支撑件33的弹力依次增大,从而各弹性支撑件33能够支撑滑轨32处于倾斜的状态,此时各个弹性支撑件33均位于最高点,所以滑轨32与芯片2平行,滑动块41上表面与芯片2底面贴合接触。

②当使用交换机时,交换机芯片2产生热量,芯片2的热量会传递给滑动块41,由于第一伸缩囊51和第二伸缩囊52连接在芯片2的下部,所以芯片2的热量同时会传递给第一伸缩囊51和第二伸缩囊52,第一伸缩囊51和第二伸缩囊52受热后气体产生膨胀,从而第一伸缩囊51的伸缩端会向下伸出直至与滑轨32接触,在芯片2持续发热的过程中,第一伸缩囊51会下压滑轨32,使滑轨32上翘的伸缩端逐渐趋于水平,放置在滑轨32上的滑动块41随着滑轨32下移而逐渐远离芯片2;

③在滑轨32逐渐趋于水平的过程中,由于滑动块41内开设有空腔42,第二伸缩囊52通过连接孔45与滑动块41的空腔42连通,第一伸缩囊51和第二伸缩囊52之间连通有伸缩管53,所以第一伸缩囊51、第二伸缩囊52和空腔42内的气体能够根据温度的不同而不断地进行交换;因为滑动块41相对于通孔43倾斜,通孔43的宽度为滑动块41的宽度大小,所以滑动块41此时不会从通孔43处滑出;

④当滑轨32处于水平状态时,如图2所示,滑动块41也处于水平,由于第二伸缩囊52的伸缩端与滑动块41连接,所以膨胀的第二伸缩囊52的伸缩端会推动滑动块41经过外壳1上的通孔43向外滑动,由于滑动块41通过滑轮44与滑轨32配合,滚动摩擦小于滑动摩擦,所以滑轮44的设置能够减小滑动块41与滑轨32之间的摩擦力,既能避免滑动块41滑动的过程中产生不必要的热量,又能使滑动块41能够快速地滑动;滑动块41伸出外壳1的一端伸进箱体61的凹槽62内,与箱体61凹槽62的内壁接触,并将热量传递箱体61和冷却液,而吸热片则不断地对箱体61内的冷却液进行降温,从而实现了冷却机构6对滑动块41和芯片2进行降温;

⑤在滑动块41伸出外壳1的一端进行降温的过程中,滑动块41空腔42内的气体温度逐渐降低,第一伸缩囊51内的气体逐渐流向第二伸缩囊52内,第二伸缩囊52内的气体不断地和滑动块41内的气体进行交换,直至第一伸缩囊51和第二伸缩囊52内的气体温度均降低,第一伸缩囊51和第二伸缩囊52逐渐收缩,在第二伸缩囊52伸缩端向内收缩和弹性复位件的共同作用下,冷却的滑动块41会向内滑动恢复原位,第一伸缩囊51伸缩端向上收缩时,滑轨32没有了第一伸缩囊51下压的作用力,所以在弹性支撑件33的所用下,滑轨32也会向上恢复至原位,从而滑动块41再一次与芯片2底面接触而吸收热量,当第一伸缩囊51吸收的热量达到足以使滑轨32水平时,膨胀的第二伸缩囊52再次推动滑动块41向外滑出接触冷却机构6释放热量,该过程不断重复,实现了对交换机进行快速而有效地降温。

滑动块41采用整体呈鳍片的形状,既增加了滑动块41的散热面积,又减轻了滑动块41的重量;但是滑动块41的顶壁为与芯片2贴合的平面,则是为了滑动块41的上表面能够完全与芯片2的底面贴合,增加滑动块41与芯片2的接触面积,使滑动块41能够快速地吸收芯片2的热量;滑动块41朝向通孔43一侧的侧壁为平面,则是为了增加滑动块41与箱体61的接触面积,从而滑动块41与冷却机构6接触能够快速地降温。

而芯片2与滑轨32采用倾斜的设计,是为了滑动块41与芯片2接触吸热后,滑轨32被第一伸缩囊51下压至水平,滑动块41在滑轨32上水平的向外滑动,从而避免滑动块41在滑动过程中仍与芯片2接触产生的摩擦力损坏芯片2。

综上所述,本发明利用交换机芯片2发热的热量使第一伸缩囊51和第二伸缩囊52膨胀,从而膨胀的第一伸缩囊51和第二伸缩囊52作为动力推动吸收了热量的滑动块41向外滑动至与冷却机构6接触进行散热,使聚集在交换机内部的热量通过伸出交换机外壳1的滑动块41散发到外界中,并且采用滑动块41与冷却机构6接触散热的方式比直接散发到空气中的降温效果更好,提高散热效率;

同时采取第一伸缩囊51、第二伸缩囊52和滑动块41空腔42连通的方式,通过气体的交换既能加快热量的散发,又能借助第一伸缩囊51和第二伸缩囊52的收缩带动滑动块41和滑轨32恢复原位,使滑动块41重新与芯片2接触吸热,从而实现滑动块41自动地在交换机内外往复运动进行快速地散热,省去了额外的驱动机构,既避免额外的驱动机构增加新的热量,又节约能源的消耗。

以上所述的仅是本发明的实施例,方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出,对于本领域的技术人员来说,在不脱离本发明结构的前提下,还可以作出若干变形和改进,这些也应该视为本发明的保护范围,这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准,说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

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