一种户外一体化机柜的制作方法

本发明涉及机柜领域，尤其涉及一种户外一体化机柜。

背景技术：

户外机柜是指直接处于自然气候影响下，由金属或非金属材料制成的，不允许无权限操作者进入操作的柜体，为无线通信站点或有线网络站点工作站提供户外物理工作环境和安全系统的设备。随着无线通信技术的发展，设备尺寸日趋小型化，功耗大幅降低，相配套的机柜也趋向于小型化，但机柜的温控问题一直没有很好的解决办法，能效比低、故障率高。

现有户外机柜的设计是有单独的温控空调舱，导致机柜尺寸较大，柜内空间利用率较低，温控空调与远端设备之间的距离较大，不仅远端设备存在热岛风险，机柜的初投资、机柜占地面积大也会导致费用增加，同时电池舱没有分区温控，导致设备舱整体温控温度下降，温控能耗增加，电池的寿命会相应减小。一体化通信机柜的应用场景非常广泛，一些经济较落后的偏远地区，经常出现停电、电压过低等导致温控设备不能正常工作的状况，但一体化通信机柜的通信设备必须持续工作，现有温控设备不能解决这样的问题。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种户外一体化机柜，该机柜通过改善其内部的空气对流循环环境，使保温与散热达到良好的平衡，可节约温控耗电，降低户外机柜内部温控运行成本和后期维护成本。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。

一种户外一体化机柜，包括机柜本体，所述机柜本体由顶板、底板以及设置于顶板和底板之间的侧板围设而成，所述机柜本体包括依次并列设置的配套设备舱和主设备舱，所述配套设备舱和主设备舱均铰接有舱门；所述配套设备舱包括从上往下依次设置的空调舱和电池舱，所述空调舱设有与外界连通的通气孔，所述电池舱的顶部开设有连通空调舱的冷风进口，所述电池舱和主设备舱之间设置有保温隔板，所述保温隔板的下端开设有连通电池舱与主设备舱的通风口，所述空调舱与主设备舱连通。

本发明实行设备的分区温控，易发热的电池放置于位于空调出风口下方的低温区，其他设备放置于远离空调出风口区域的高温区，提供温控设备能效，降低户外机柜内部运营费用，通过分区温控，改善其内部的空气对流循环环境，且不增加增加温控设备和初投资，并且能够依照一体化基站的应用场景，提高和改善温控设备的整体性能。

优选地，所述机柜本体内设置有应急通风装置，所述应急通风装置包括送风机构、排风机构、温度感应装置以及控制组件，所述送风机构设置于顶板，所述排风机构设置于底板，所述送风机构、排风机构、温度感应装置分别与控制组件电性连接。针对一些经济较落后的偏远地区，经常出现停电、电压过低等温控设备不能正常工作的状况，本申请能实现应急温控功能，解决短时间内的机柜内部的温控问题，保证机柜内通信设备的正常运行。

优选地，所述顶板设有连通主设备舱与外界的第一安装通孔，所述送风机构包括容设于第一安装通孔的送风风机、用于遮挡第一安装通孔使主设备舱与外界隔绝的进风保温翻板及用于驱动进风保温翻板翻转的第一翻转驱动机构；所述送风风机、第一翻转驱动机构分别与控制组件电性连接。

优选地，所述底板设有连通主设备舱与外界的第二安装通孔，所述排风风机构包括容设于第二安装通孔的排风风机、用于遮挡第二安装通孔使主设备舱与外界隔绝的排风保温翻板及用于驱动排风保温翻板翻转的第二翻转驱动机构；所述排风风机、第二翻转驱动机构分别与控制组件电性连接。

优选地，所述侧板包括由外至内依次设置的外面板层、聚氨酯保温层和内面板层，所述pu发泡层内设置有加强骨架，所述外面板层和内面板层均由玻璃纤维增强塑料制成。

优选地，所述玻璃纤维增强塑料由以下重量份的原料组成：玻璃纤维60-80份、乙烯基树脂30-40份、酚醛环氧树脂15-25份、abs树脂12-18份、硅烷偶联剂3-6份、纳米二氧化钛1-3份、白炭黑2-5份、聚醋酸乙烯酯1-3份、聚己内酰胺3-6份、烯丙基缩水甘油醚2-5份。

优选地，所述玻璃纤维是直径为3-10μm、介电常数为3.7-4.3的无碱玻璃纤维。无碱玻璃纤维可很好地玻璃纤维增强塑料的抗冲击性等机械性能。而直径的选取与加工性有很大的联系，直径过低时，玻璃纤维对于pbt树脂的增强作用较差，不能达到生产需求；直径过高时，则加工性以及与pbt树脂的相容性较差，不能起到足够的增强作用。使用低介电常数的无碱玻璃纤维，可以有效降低玻璃纤维增强塑料的介电常数。

优选地，所述聚氨酯保温层由以下重量份的原料组成：聚酯多元醇80-90份、聚醚多元醇20-30份、多异氰酸酯40-60份、酚醛环氧树脂10-15份、聚丙烯酸酯5-10份、二氧化硅气凝胶7-15份、二乙基甲苯二胺1-2份、二月桂酸二丁基锡1-4份、聚二甲基硅氧烷1-3份、复合阻燃剂4-10份、发泡剂3-10份。

本发明的二氧化硅气凝胶具有较低的导热系数，保温绝热性能优异，二氧化硅气凝胶与复配阻燃剂相配合，增加了保温层材料的阻燃性；同时二氧化硅气凝胶具有多孔结构，增加保温层材料的抑烟性；丙烯酸酯和聚二甲基硅氧烷使体系发泡更为稳定，促进玻璃纤维、聚酯多元醇、聚醚多元醇以及二氧化硅气凝胶等各原料之间的相互融合，使复合材料具有良好的韧性，抗冲击性、增加本发明的力学性能。因户外机柜长期处于户外恶劣的环境，对其材质的隔热保温性、防火防盗性和安全可靠性提出了更高的要求。本发明的保温层材料质轻，具有良好的力学性能、保温隔热性、阻燃性和耐腐蚀性，尺寸稳定性好，与现有的户外机柜的夹芯层材料相比，综合性能优越，可延长户外一体化机柜的使用寿命，保温层可以使机房内和户外热源隔绝，受外界温度转变的影响减少；在夏天户外温度高的时候，可减少空调电力消耗，节约成本；在严寒的天气时使机房内部减少加热能耗甚至不用加热就能保证设备的正常运转。

优选地，所述聚醚多元醇由重量比为1:1-1.5:0.8-1.2的聚醚多元醇ⅰ、聚醚多元醇ⅱ和聚醚多元醇ⅲ组成，聚醚多元醇ⅰ的羟值为580-720mgkoh/g、聚醚多元醇ⅱ的羟值为340-410mgkoh/g、聚醚多元醇ⅲ的羟值为350-480mgkoh/g。通过采用不同羟值的聚醚多元醇与多异氰酸酯反应，形成不同的反应体系，可调节聚氨酯体系的固化速率，与其他组分实现良好的复配，使聚氨酯保温层生产过程易控、比强度高、保温隔热效果好、质量更稳定。优选地，所述复合阻燃剂由以下原料组成：有机硅树脂15-25wt%、纳米级三氧化二锑15-25wt%、硫酸镁晶须20-30wt%和多聚磷酸铵25-35wt%。

复合阻燃剂为无卤阻燃剂，阻燃效果好，与保温层材料相容性好，不会在使用过程中析出，易于添加，而且具有较低的体积收缩率、较高的尺寸精确度和抗热性，其赋予保温层较好的外观和抗冲击力。所述硫酸镁晶须为经过钛酸酯偶联剂处理的硫酸镁晶须，钛酸酯偶联剂的添加量为硫酸镁晶须重量的3-9%。硫酸镁晶须可作为作本发明的阻燃剂增效剂以及增强材料，具有优异的刚性、抗冲击力、高弯曲模量和较好的外观，而且具有体积收缩率小、尺寸精确度高和抗热性好的优点。通过加入偶联剂钛酸酯可很好地改善晶须团聚现象、提高材料的力学性能以及热性能。

本发明的有益效果在于：本发明的户外一体化机柜设置有独立的空调舱、电池舱、主设备舱，可在空调舱内安装空调对电池舱和设备舱进行降温，电池舱和设备舱之间通过保温隔板隔离成两个独立的自动温控空间；本发明实行设备的分区温控，易发热的电池放置于位于空调出风口下方的低温区，其他设备放置于远离空调出风口区域的高温区；本发明通过改善其内部的空气对流循环环境，使保温与散热达到良好的平衡，可节约温控耗电，从而达到降低户外机柜内部温控运行成本和后期维护成本目的，保证机柜内通讯设备的正常运行。

附图说明

利用附图对发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的立体结构示意图。

图2为本发明另一视角的立体结构示意图。

图3为本发明安装空调后的空气循环示意图。

图4为本发明的送风机构安装示意图。

图5为送风机构的立体结构示意图。

图6为本发明侧板的剖视图。

附图标记包括：

1—空调舱2—电池舱3—主设备舱

4—顶板41—盖板42—主体保温板

43—支架5—侧板51—外面板层

52—聚氨酯保温层53—加强骨架54—内面板层

6—底板7—空调8—保温隔板

9—送风机构91—进风保温翻板92—送风风机

93—第一翻转驱动机构10—柜门。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明，见附图1-6。

实施例1

请参阅图1-3，一种户外一体化机柜，包括机柜本体，所述机柜本体由顶板4、底板6以及设置于顶板4和底板6之间的侧板5围设而成，所述机柜本体包括依次并列设置的配套设备舱和主设备舱3，所述配套设备舱和主设备舱3均铰接有舱门；所述配套设备舱包括从上往下依次设置的空调舱1和电池舱2，所述空调舱1设有与外界连通的通气孔，所述电池舱2的顶部开设有连通空调舱1的冷风进口，所述电池舱2和主设备舱3之间设置有保温隔板8，所述保温隔板8的下端开设有连通电池舱2与主设备舱3的通风口，所述空调舱1与主设备舱3连通。机柜本体内还设有走线架。空调舱1内安装空调7，使冷风进口正对空调7的出风口。

本实施例中，所述机柜本体内设置有应急通风装置，所述应急通风装置包括送风机构9、排风机构、温度感应装置以及控制组件，所述送风风机92设置于顶板4，所述排风风机设置于底板6，所述送风机构9、排风机构、温度感应装置分别与控制组件电性连接。

请参阅图4-5，所述顶板4设有连通主设备舱3与外界的第一安装通孔，所述送风机构9包括容设于第一安装通孔的送风风机92、用于遮挡第一安装通孔使主设备舱3与外界隔绝的进风保温翻板91及用于驱动进风保温翻板91翻转的第一翻转驱动机构93；所述送风风机92、第一翻转驱动机构93分别与控制组件电性连接。如图4所示，所述顶板4包括主体保温板42、设置于主体保温板42上方的盖板41以及用于支撑盖板41的支架43。所述第一安装通孔设于主体保温板42，第一翻转驱动机构93和进风保温翻板91设置于主体保温板42与盖板41之间。优选地，第一翻转驱动机构93为驱动气缸。

本实施例中，所述底板6设有连通主设备舱3与外界的第二安装通孔，所述排风机构包括容设于第二安装通孔的排风风机、用于遮挡第二安装通孔使主设备舱3与外界隔绝的排风保温翻板及用于驱动排风保温翻板翻转的第二翻转驱动机构；所述排风风机、第二翻转驱动机构分别与控制组件电性连接。

请参阅图6，所述侧板5包括由外至内依次设置的外面板层51、聚氨酯保温层52和内面板层54，所述pu发泡层内设置有加强骨架53，所述外面板层51和内面板层54均由玻璃纤维增强塑料制成。

在实际应用时，空调7产生的冷气通过冷风进口送入电池舱2内，对电池舱2内部进行冷却，使电池舱2的温度范围保持在合适的温度；接着冷气再通过电池舱2下部的通风口进入到主设备舱3，自下而上地对各个设备进行冷却，使主设备舱3保持在相对较高的温控范围；完成热交换后的气体由于密度较小，自然上升到主设备舱3的顶部，然后进入电池舱2内进行循环制冷，从而形成一个完整高效的气流通道，有效地避免机柜内产生热岛效应而损坏机柜内的电子元件。该气流通道的设计可以有效地提高电池的使用寿命和提高设备舱的温控能效，降低运营成本。

当空调7处于制冷状态时，进风保温翻板91始终将第一安装通孔遮挡，阻止机柜外的空气由第一安装通孔进入；同时排风保温翻板始终将第二安装通孔遮挡，阻止机柜内的空气由第二安装通逸出，从而减少外界对机柜内温度的影响，以免影响空调7的制冷效果。当空调7停止制冷状态时，温度感应器感应到机柜内温度过高时，第一翻转驱动机构93驱动进风保温翻板91翻转，使第一安装通孔显露；第二翻转驱动机构驱动送风保温翻板翻，使第二安装通孔显露，接着送风风机92和排风风机启动，送风风机92将机柜外的空气引进机柜内，对机柜内部设备进行自然风冷却，同时排风风机将热风排出机柜。该机构结构简单紧凑、运行稳定可靠。

本发明实现了温控设备的整体式安装和室内安装，解决了户外温控设备的防盗问题，同时采用整体式结构，不需要连接管，降低安装难度，保证机组的可靠性，减少了安装费用，便于于安装维护。

实施例2

本实施例中，所述玻璃纤维增强塑料由以下重量份的原料组成：玻璃纤维70份、乙烯基树脂35份、酚醛环氧树脂20份、abs树脂15份、硅烷偶联剂4份、纳米二氧化钛2份、白炭黑3份、聚醋酸乙烯酯2份、聚己内酰胺5份、烯丙基缩水甘油醚4份。所述玻璃纤维是直径为3-10μm、介电常数为3.7-4.3的无碱玻璃纤维。

本实施例中，所述聚氨酯保温层52由以下重量份的原料组成：聚酯多元醇85份、聚醚多元醇25份、多异氰酸酯45份、酚醛环氧树脂12份、聚丙烯酸酯7份、二氧化硅气凝胶12份、二乙基甲苯二胺1.5份、二月桂酸二丁基锡3份、聚二甲基硅氧烷2份、复合阻燃剂7份、发泡剂8份。

本实施例中，所述聚醚多元醇由重量比为1:1:1的聚醚多元醇ⅰ、聚醚多元醇ⅱ和聚醚多元醇ⅲ组成，聚醚多元醇ⅰ的羟值为580-720mgkoh/g、聚醚多元醇ⅱ的羟值为340-410mgkoh/g、聚醚多元醇ⅲ的羟值为350-480mgkoh/g。

本实施例中，所述复合阻燃剂由以下原料组成：有机硅树脂15wt%、纳米级三氧化二锑20wt%、硫酸镁晶须30wt%和多聚磷酸铵35wt%。

本实施例的其他内容与实施例1相似，这里不再赘述。

实施例3

本实施例中，所述玻璃纤维增强塑料由以下重量份的原料组成：玻璃纤维80份、乙烯基树脂30份、酚醛环氧树脂25份、abs树脂12份、硅烷偶联剂6份、纳米二氧化钛1份、白炭黑5份、聚醋酸乙烯酯1份、聚己内酰胺6份、烯丙基缩水甘油醚2份。

本实施例中，所述聚氨酯保温层52由以下重量份的原料组成：聚酯多元醇90份、聚醚多元醇20份、多异氰酸酯60份、酚醛环氧树脂10份、聚丙烯酸酯10份、二氧化硅气凝胶7份、二乙基甲苯二胺2份、二月桂酸二丁基锡1份、聚二甲基硅氧烷3份、复合阻燃剂4份、发泡剂10份。

本实施例中，所述聚醚多元醇由重量比为1:1.5:0.8的聚醚多元醇ⅰ、聚醚多元醇ⅱ和聚醚多元醇ⅲ组成。

本实施例中，所述复合阻燃剂由以下原料组成：有机硅树脂20wt%、纳米级三氧化二锑25wt%、硫酸镁晶须30wt%和多聚磷酸铵25wt%。

本实施例的其他内容与实施例1相似，这里不再赘述。

实施例4

本实施例中，所述玻璃纤维增强塑料由以下重量份的原料组成：玻璃纤维60份、乙烯基树脂40份、酚醛环氧树脂15份、abs树脂18份、硅烷偶联剂3份、纳米二氧化钛3份、白炭黑2份、聚醋酸乙烯酯3份、聚己内酰胺3份、烯丙基缩水甘油醚5份。

本实施例中，所述聚氨酯保温层52由以下重量份的原料组成：聚酯多元醇80份、聚醚多元醇30份、多异氰酸酯40份、酚醛环氧树脂15份、聚丙烯酸酯5份、二氧化硅气凝胶15份、二乙基甲苯二胺1份、二月桂酸二丁基锡4份、聚二甲基硅氧烷1份、复合阻燃剂10份、发泡剂3份。

本实施例中，所述聚醚多元醇由重量比为1:1:1.2的聚醚多元醇ⅰ、聚醚多元醇ⅱ和聚醚多元醇ⅲ组成。

本实施例中，所述复合阻燃剂由以下原料组成：有机硅树脂25wt%、纳米级三氧化二锑25wt%、硫酸镁晶须20wt%和多聚磷酸铵30wt%。

本实施例的其他内容与实施例1相似，这里不再赘述。

实施例5

本实施例中，所述玻璃纤维增强塑料由以下重量份的原料组成：玻璃纤维75份、乙烯基树脂32份、酚醛环氧树脂22份、abs树脂16份、硅烷偶联剂4份、纳米二氧化钛2份、白炭黑3份、聚醋酸乙烯酯1.5份、聚己内酰胺4份、烯丙基缩水甘油醚3份。

本实施例中，所述聚氨酯保温层52由以下重量份的原料组成：聚酯多元醇82份、聚醚多元醇26份、多异氰酸酯55份、酚醛环氧树脂11份、聚丙烯酸酯7份、二氧化硅气凝胶10份、二乙基甲苯二胺1份、二月桂酸二丁基锡3份、聚二甲基硅氧烷2份、复合阻燃剂5份、发泡剂6份。

本实施例中，所述聚醚多元醇由重量比为1:1.2:1.2的聚醚多元醇ⅰ、聚醚多元醇ⅱ和聚醚多元醇ⅲ组成。

本实施例中，所述复合阻燃剂由以下原料组成：有机硅树脂20wt%、纳米级三氧化二锑15wt%、硫酸镁晶须30wt%和多聚磷酸铵35wt%。

本实施例的其他内容与实施例1相似，这里不再赘述。

实施例6

本实施例中，所述玻璃纤维增强塑料由以下重量份的原料组成：玻璃纤维65份、乙烯基树脂34份、酚醛环氧树脂18份、abs树脂14份、硅烷偶联剂4份、纳米二氧化钛2份、白炭黑4份、聚醋酸乙烯酯3份、聚己内酰胺4份、烯丙基缩水甘油醚3份。

本实施例中，所述聚氨酯保温层52由以下重量份的原料组成：聚酯多元醇82份、聚醚多元醇28份、多异氰酸酯45份、酚醛环氧树脂11份、聚丙烯酸酯8份、二氧化硅气凝胶14份、二乙基甲苯二胺2份、二月桂酸二丁基锡3份、聚二甲基硅氧烷2份、复合阻燃剂6份、发泡剂7份。

本实施例中，所述聚醚多元醇由重量比为1:1:0.8的聚醚多元醇ⅰ、聚醚多元醇ⅱ和聚醚多元醇ⅲ组成。

本实施例中，所述复合阻燃剂由以下原料组成：有机硅树脂20wt%、纳米级三氧化二锑20wt%、硫酸镁晶须30wt%和多聚磷酸铵30wt%。

本实施例的其他内容与实施例1相似，这里不再赘述。

按照jg/t314—2012测定，本发明的聚氨酯保温层52性能测试结果如表1所示：

表1

由表1可知，本发明的聚氨酯保温层52具有良好的力学性能、保温隔热性和阻燃性，其尺寸稳定性好，吸水性小，综合性能优越。

本发明的户外一体化机柜将聚氨酯保温层52设置于两层玻璃纤维增强塑料之间，并在聚氨酯保温层52内部设置加强骨架53，聚氨酯保温层52和玻璃纤维增强塑料结合牢固，提高了户外机房力学性能、阻燃性、防腐蚀性以及保温隔热性，可保证户外机房的正常运行，延长其使用寿命，其组装方便，施工周期短；通过改善其内部的空气对流循环环境，使保温与散热达到良好的平衡，可降低户外机柜内部温控运行成本和后期维护成本，保证机柜内通讯设备的正常运行。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。