一种4K激光投影仪除尘散热装置的制作方法

一种4k激光投影仪除尘散热装置
1.技术领域：本发明属于高分辨率激光投影仪散热技术领域，具体地说，是一种4k激光投影仪除尘散热装置。
2.

背景技术：
随着投影技术的发展，投影仪越发趋向于高分辨率、高功率及满足严酷环境适应性要求的方向发展，如防尘、防霉菌、防盐雾、湿热甚至防高温沙尘环境的使用需求；激光投影仪是高精度、高发热量的电子设备，在上述特殊环境下使用时，有对光机、光源部分所在的内腔密封性的要求，而随着激光投影仪幕布尺寸要求逐渐增大，普通2k分辨率激光投影仪难以满足用户的使用需求，现在激光投影仪逐渐向高分辨率（4k）发展，受限于当前激光投影仪技术水平，高分辨率投影仪只能使用dlp技术实现，此种技术的高分辨率激光投影仪在高温沙尘环境下使用时，无法对内腔dmd芯片进行风冷散热，只能通过大幅度降低光效率、减少发热量的方法，来维持激光投影仪能够在高温或者高温沙尘环境下正常工作，制约了高分辨率激光投影仪性能的使用。
3.

技术实现要素：
本发明所要解决的是常规技术中的高分辨率投影仪在高温及高温沙尘工作环境使用时，内腔dmd芯片散热效果不佳，导致投影仪在高温及高温沙尘环境下无法正常工作的技术问题。本发明提供了一种4k高分辨率激光投影仪除尘散热装置，相比于常规只对主散热片和激光光源散热片进行散热的技术，本散热装置设计了双散热通道结构，在满足内腔密封性设计要求的情况下，能够对内腔dmd散热芯片的风冷散热，可以使高分辨率投影仪在高温沙尘环境下维持正常工作，且设备具备除尘功能，在保证无沙尘颗粒进入内腔的情况下，能够大幅度降低主散热片和激光光源散热片的沙尘堆积程度，使高分辨率激光投影仪始终保持较高的散热效率，保护激光投影仪内部的电子元器件不在高温沙尘环境下发生快速寿命损耗。
4.为了解决上述技术问题，本发明通过以下技术方案得以实现：本发明提供了一种4k激光投影仪除尘散热装置，该除尘散热装置包括一个由轴流散热风扇、导流器、集尘箱、散热片等零件组成的主散热通道和一个由内腔进气口、dmd散热风扇、dmd散热片、动力风扇、内腔出气口等零件组成的内腔散热通道；内腔散热通道在常温工作环境下保持密封关闭状态，在高温工作环境下保持打开状态。
5.主散热通道通过将轴流散热风扇、导流器组合放在进气口处，含尘气流通过轴流散热风扇叶片后获得离心力，使组成成分为粗沙、细沙和粉沙的沙尘颗粒群受离心力作用后旋转半径逐渐增大向散热通道壁面移动，从而实现沙尘颗粒和洁净空气的分离；在散热通道中设置集尘箱，集尘箱上下靠近机壳处各放置一个集尘口，使沙尘颗粒在随气流旋转时，能够落入集尘口内被收集；洁净空气通过集尘箱中空通道后，带走散热通道中主板散热片和激光光源散热片的热量，从出风口被排出。
6.内腔散热通道只在高温沙尘环境下开启，常温工作环境下内腔进气口密封盖和内腔出气口密封盖，均受到固定在机壳上磁铁的吸力作用压紧密封盖与机壳之间的密封条，
使4k激光投影仪内腔具有良好的密封性，常温工作环境下，内腔进气口密封盖和内腔出气口密封盖保持关闭状态。在内腔控制板上设置一个dmd芯片和电源表面温度检测电路，高温沙尘工作环境下，检测到dmd芯片和电源表面温度达到一个阈值后，开启内腔dmd散热风扇和动力风扇进行吸风，由于内腔进气口密封盖和出气口密封盖只能绕自身顶部轴旋转，风扇提供的吸力作用在密封盖下端，磁铁提供的吸力作用在密封盖中心，使得风扇吸力的力臂相比磁铁吸力的力臂更大，方便对密封盖进行开启；由于内腔进气口密封盖被布置在集尘箱后方，在主散热片的前方，从此处进入内腔的气流均为已被集尘箱收集完沙尘颗粒后的温度和环境温度相同的洁净气流，不会使内腔光学组件或电路板因可能进入的沙尘颗粒影响功能使用，dmd散热风扇通过吸风作用将dmd散热片和发热电源产生的热量带走，从内腔出气口排出。4k激光投影仪在高温沙尘环境下工作结束后，按照提前设置好的风扇控制程序，先停止dmd散热风扇和动力风扇转动，使内腔进气口密封盖和内腔出气口密封盖受重力作用绕转动轴向下转动，被固定在机壳上的磁铁吸引压紧密封条，使4k激光投影仪内腔保持密封性，再停止主散热通道的轴流散热风扇转动。
7.集尘箱内堆积的沙尘颗粒，需要被定期清理，避免集尘箱满不能收集沙尘颗粒后，沙尘颗粒进入内腔堆积到光学组件或者电路板上，导致4k激光投影仪不能正常使用；因此需要将集尘箱的除尘盖设计成方便打开和关闭式的结构，便于维护和清扫，需要打开时通过推动缩紧滑块，打开除尘盖，用毛刷清理里面堆积的沙尘，清理完后推上除尘盖，完成除尘盖与机壳的快速锁紧。
8.附图说明：图1是本发明实施的一种4k激光投影仪除尘散热装置结构示意图；图2是本发明实施的主散热通道结构剖面图；图3是本发明实施的集尘箱结构侧视图；图4是本发明实施的主散热通道和内腔散热通道总结构剖面图；图5是本发明实施的内腔散热通道打开时结构剖面图；图6是除尘盖快速清扫装置正面结构侧视图；图7是除尘盖快速清扫装置反面结构侧视图。
9.具体实施方式：下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
10.下面结合附图，对本发明的具体实施方式作详细说明。
11.如图1和图2所示，是本发明所述的一种4k激光投影仪除尘散热装置主散热通道8，含尘气流从进气口11进入后，经过轴流散热风扇10和导流器9后获得离心力，质量较大的沙尘颗粒受离心力作用，运动轨道逐渐增大，沿着散热通道8的内壁向集尘箱7移动。
12.如图3所示，集尘箱7是中空的矩形箱体，上方开槽处用来提供一个轴向下沉空间，落在此区域的沙尘颗粒更容易进入集尘箱内。
13.常温工作环境下，气固相分离后的洁净空气通过集尘箱中空通道直接进入集尘箱后方，带走主散热片4和激光光源散热片2的热量，从出气口3被排出。主散热片主要对控制
板上发热元器件的散热板32进行散热，激光光源散热片2主要对激光光源处半导体制冷器（图中未画出）进行散热，常温工作环境下，对内腔dmd芯片不需要进行风冷散热，4k激光投影仪可以保持正常工作状态，此时内腔进气散热口14和出气散热口22是常闭状态，内腔进气口密封盖15和内腔出气口密封盖21分别压紧其与机壳1之间的密封条14和密封条19，使4k激光投影仪在常温工作条件下内腔空间具有良好的密封性。
14.图4是本发明实施的主散热通道和内腔散热通道总结构剖面图。为简洁起见，图中仅示出该4k激光投影仪内发生热交换的结构体，省略了内腔中的光机和电路板结构。高温工作环境下，内腔控制板上设置的一个dmd芯片和电源表面温度检测电路，检测到dmd芯片和电源表面温度达到一个阈值，且轴流散热风扇已经正常工作一段时间后，控制开启内腔dmd散热风扇26和动力风扇18进行吸风，由于内腔进气口密封盖15和出气口密封盖21只能绕自身顶部转轴进行旋转，dmd散热风扇26和动力风扇18提供的吸力均作用在密封盖下部分区域，而磁铁6和磁铁20提供的吸力作用在密封盖中心，使得风扇吸力的力臂相比磁铁吸力的力臂更大，吸力相同时，风扇提供的转矩更大，方便对密封盖进行开启；由于内腔进气口密封盖15在集尘箱后方，从此处进入内腔的气流均为低温洁净气流，不会使内腔光学组件或控制板因进入沙尘颗粒影响其使用功能，在内腔散热通道中，首先通过半导体制冷器24将dmd芯片25产生的热量传导到dmd散热片23上，再通过dmd散热风扇26吸入的气流将dmd散热片23和发热电源17产生的热量带走，从内腔出气口22排出。
15.图5是本发明实施的内腔散热通道工作状态时结构剖面图，当4k激光投影仪停止工作后，轴流散热风扇10需要继续工作一段时间，为避免沙尘颗粒进入投影仪内腔，需要先停止dmd散热风扇26和动力风扇18转动，内腔进气口密封盖15和内腔出气口密封盖21此时只受到重力作用，绕转轴向下转动，受到磁铁6和磁铁20的吸力，压紧密封条，对4k激光投影仪内腔进行密封；轴流散热风扇持续工作，内部发热电源和芯片表面温度降低后，再关闭轴流散热风扇。
16.图6和图7示出本发明的快速清扫装置结构示意图，除尘盖16锁紧状态下，缩紧滑块的前端插入机壳1的预留槽内，中轴28上端插入除尘盖16的预留孔内，下端插入固定块30和除尘盖16形成的内腔中，只能进行上下移动，中轴28和锁紧滑块27形成的滑块组合的下端被受压回位弹簧29上端抵住，上端被除尘盖16内侧壁限位，回位弹簧因为套在中轴28上只能上下移动，且回位弹簧下端抵在固定块30和除尘盖16形成的内腔表面，从而使除尘盖16能够被固定；需要打开除尘盖16完成堆积沙尘的清扫时，推动缩紧滑块27向下，带动中轴28一起向下移动，继续压缩回位弹簧行程，使锁紧滑块27前端收缩，离开机壳1的预留槽，能够绕转动轴31向下旋转，成为除尘盖打开状态；松开锁紧滑块27后，回位弹簧释放压力，使锁紧滑块27前端继续伸出；用毛刷清理完里面堆积的沙尘后，由于锁紧滑块27的前端向内有足够大的圆角，将除尘盖16沿转动轴31转到锁紧滑块27前端与机壳接触状态下，直接用力向下按压除尘盖16，即可使滑块组合完成压缩回位弹簧29的过程，实现除尘盖16与机壳的快速锁紧目的。