一种嵌入式工业交换机的制作方法

本发明涉及工业交换机，具体为一种嵌入式工业交换机。

背景技术：

1、工业现场使用的嵌入式交换机常采用导轨式金属壳体进行装配，壳体内部容纳至少两块立式布置的电路板，电路板前端集成rj45类网线接口，网线接口对应壳体前侧的安装口完成装配对位，设备运行过程中电路板上各类功率元器件持续产生热量，壳体内腔的散热条件直接影响整机工作稳定性。为实现壳体内外空气交换，常规产品多直接在壳体表面开设直通式圆孔，部分方案会在通风位置加装防尘网，直通开孔虽然对流散热能力较好，但灰尘、飞溅水汽能够沿开孔直线进入腔体内部，长期作业下容易造成元器件积灰，防尘网在工业多粉尘环境下会逐步发生堵塞，需要定期维护清理，给现场使用带来不便。采用z型折弯结构的迷宫孔可以改善防尘防水溅能力，但折弯成型的拐角位置冲压加工容易产生应力集中，模具损耗相对明显，气流进入腔体之后流动方向较为单一，壳体内部容易形成空气滞止的热死区域，热量难以被有效带出。

2、网线接口的金属屏蔽笼与壳体之间的接地导通依靠装配贴合实现，受到加工公差与振动影响，屏蔽笼与壳体容易出现接触不连续的情况，会加剧端口位置的电磁泄露，同时网线插拔拉扯以及设备运行中的持续振动会将外力传递至网口焊盘处，长期交变应力作用下存在焊盘脱焊的隐患。电路板通过连接结构固定至壳体内壁，壳体受环境温度变化会发生热胀冷缩，振动工况下壳体形变会直接传递至电路板本体，电路板边角固定位置容易积累形变应力，进而引发电路板局部扭曲开裂。电路板与壳体之间若采用整片导热垫进行贴合散热，会大面积封堵壳体内腔的空气流通间隙，破坏内部对流条件，单纯依靠螺丝实现电路板与壳体的刚性连接，会形成金属热桥，外界环境高温会经由壳体与连接柱直接传导至电路板板面，提升电路板的工作温度。

3、相邻网线接口位置插接网线之后，网线接头以及网线本体相互贴近，现场布线时网线容易互相挤压干涉，外力会间接传导至网口插座。现有嵌入式工业交换机的壳体筋条结构大多只起到单纯限位或者加强壳体强度的作用，较少兼顾对壳体内腔气流的梳理引导，通风结构、接地屏蔽结构、抗振动缓冲结构相互独立设置，各部分结构难以形成功能联动，往往需要增设多个独立配件才能同时兼顾散热、防尘、抗振与电磁屏蔽需求，会造成整机零部件数量增多，装配工序随之增加。

4、为此，提出一种嵌入式工业交换机。

技术实现思路

1、本申请所要解决的一个技术问题是：现有嵌入式工业交换机难以在不增加额外零部件的前提下，同时兼顾防尘通风、内腔气流组织、端口屏蔽接地、抗形变减振散热，各功能结构大多相互独立，易出现积灰堵网、热死区、应力损伤、电磁接触不良的情况。

2、为解决上述技术问题，本申请实施例提供一种嵌入式工业交换机，包括壳体，壳体前部开设有安装口，壳体端面上布设有若干通风孔；

3、壳体内部装配有电路板，电路板朝向安装口一侧设有网线接口，网线接口对应装配于安装口，网线接口外周设有弹性弹片，弹性弹片抵接于安装口侧壁；

4、通风孔内部一体成型有弧形板，弧形板沿通风孔周向排布，相邻弧形板之间形成迂回通气间隙，弧形板阻断通风孔的直线贯通路径；

5、壳体内壁设有导流筋，由通风孔进入的气流能够经弧形板导向后，沿导流筋流向电路板发热区域。

6、在一些实施例中，壳体在相邻网线接口之间设置有隔断筋，隔断筋包括竖向长隔断筋与横向短隔断筋，竖向长隔断筋设置于水平相邻的网线接口之间，横向短隔断筋设置于竖直相邻的网线接口之间。

7、在一些实施例中，电路板上设有元器件，电路板对应元器件处设置散热过孔，电路板对应散热过孔位置设置裸铜层，电路板边角开设有应力释放缺口。

8、在一些实施例中，电路板与壳体的后背板之间设置分段布置的导热垫。

9、在一些实施例中，电路板设有侧向连接柱，侧向连接柱与壳体的侧板之间设置缓冲垫圈。

10、在一些实施例中，通风孔内的弧形板设置为三片，三片弧形板呈花瓣状环绕布置。

11、在一些实施例中，导流筋为断续式筋条结构，导流筋沿壳体的内壁延伸布置。

12、在一些实施例中，弹性弹片为点状凸起弹片，若干弹性弹片分布于网线接口四周侧壁。

13、在一些实施例中，散热过孔呈阵列排布于电路板板面，应力释放缺口为u型缺口，应力释放缺口开设在电路板的四个角部。

14、在一些实施例中，通风孔分别布置在壳体的上端面与下端面；

15、导热垫为薄导热硅胶垫，导热垫固定电路板位置，电路板与后背板其余区域保留通气空隙；

16、缓冲垫圈为薄壁空心橡胶垫圈，缓冲垫圈套设于侧向连接柱外侧，缓冲垫圈夹设在侧向连接柱与导流筋之间。

17、本发明至少具备以下有益效果：

18、1、通风孔内部设置弧形板形成迂回通气间隙，气流无法沿直线穿过通风孔，外部的粉尘与飞溅水汽难以直接进入设备内部，无需额外配置防尘网件，规避防尘网长期使用发生堵塞需要维护的情况。外界流入的气流经过弧形板作用产生方向偏转，配合壳体内壁的导流筋梳理气流走向，能够引导气流流经电路板发热位置，改善壳体内腔的空气流动状态，减少腔体内部出现空气滞止区域，借助壳体内腔空气流动辅助带走电路板产生的热量。

19、2、网线接口外周设置的弹性弹片与壳体安装口侧壁相抵接，可以实现网线接口屏蔽部位与壳体之间的接触导通，降低装配公差以及设备振动带来的接触断开风险，维持端口位置接地连通状态，有利于削弱端口位置的电磁泄露。

20、3、相邻网线接口之间设置隔断筋，能够对插接到位的网线形成物理限位隔离，减少相邻网线之间发生互相挤压的情况，避免网线受到的外力间接传递至网线接口，降低外力对网口焊点带来的不利影响。

21、4、电路板对应元器件的位置设置散热过孔以及裸铜层，元器件产生的热量可以经由散热过孔传导至电路板裸铜区域，依靠电路板板面实现热量扩散。电路板边角开设的应力释放缺口，在设备受到振动或者壳体发生热胀冷缩形变时，可以吸收一部分形变应力，分担电路板固定位置承受的应力载荷，降低电路板扭曲以及焊点脱焊发生的可能性。

22、5、电路板和后背板之间采用分段布置的导热垫，导热垫仅对应发热元器件位置设置，其余位置保留通气空隙，既可以将局部热点的热量点对点传导至壳体，又不会大面积封堵壳体内腔空间，保留壳体内腔空气对流的通道。

23、6、侧向连接柱与壳体侧板之间设置缓冲垫圈，垫圈可以对壳体传递过来的振动起到缓冲作用，削弱振动向电路板的传递，同时垫圈能够隔断侧向连接柱形成的金属热桥，减少壳体所处环境的热量通过金属连接结构传导至电路板板面，对电路板的工作环境起到改善作用。

1.一种嵌入式工业交换机，包括壳体（100），其特征在于：所述壳体（100）前部开设有安装口（102），所述壳体（100）端面上布设有若干通风孔（101）；

2.根据权利要求1所述的嵌入式工业交换机，其特征在于：所述壳体（100）在相邻所述网线接口（201）之间设置有隔断筋，所述隔断筋包括竖向长隔断筋（104）与横向短隔断筋（105），所述竖向长隔断筋（104）设置于水平相邻的所述网线接口（201）之间，所述横向短隔断筋（105）设置于竖直相邻的所述网线接口（201）之间。

3.根据权利要求1所述的嵌入式工业交换机，其特征在于：所述电路板（200）上设有元器件（202），所述电路板（200）对应所述元器件（202）处设置散热过孔（203），所述电路板（200）对应所述散热过孔（203）位置设置裸铜层，所述电路板（200）边角开设有应力释放缺口（205）。

4.根据权利要求3所述的嵌入式工业交换机，其特征在于，所述电路板（200）与所述壳体（100）的后背板（110）之间设置分段布置的导热垫（107）。

5.根据权利要求4所述的嵌入式工业交换机，其特征在于：所述电路板（200）设有侧向连接柱（206），所述侧向连接柱（206）与所述壳体（100）的侧板（109）之间设置缓冲垫圈（108）。

6.根据权利要求1所述的嵌入式工业交换机，其特征在于：所述通风孔（101）内的所述弧形板（103）设置为三片，三片所述弧形板（103）呈花瓣状环绕布置。

7.根据权利要求1所述的嵌入式工业交换机，其特征在于，所述导流筋（106）为断续式筋条结构，所述导流筋（106）沿所述壳体（100）的内壁延伸布置。

8.根据权利要求1所述的嵌入式工业交换机，其特征在于：所述弹性弹片（204）为点状凸起弹片，若干所述弹性弹片（204）分布于所述网线接口（201）四周侧壁。

9.根据权利要求3所述的嵌入式工业交换机，其特征在于：所述散热过孔（203）呈阵列排布于所述电路板（200）板面，所述应力释放缺口（205）为u型缺口，所述应力释放缺口（205）开设在所述电路板（200）的四个角部。

10.根据权利要求1所述的嵌入式工业交换机，其特征在于：所述通风孔（101）分别布置在所述壳体（100）的上端面与下端面；