数据中心机柜和用于数据中心机柜的顶盖的制作方法

数据中心机柜和用于数据中心机柜的顶盖
相关申请的交叉引用
1.本技术要求于2020年5月4日提交的美国临时专利申请号63/019571的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
2.本发明总体上涉及数据中心机柜，并且更具体地，涉及用于数据中心机柜的顶盖。


背景技术：

3.在通常的数据中心机柜中，根据数据中心机柜的特定应用，可以使用各种顶盖来执行不同的功能。例如，在某些用途中，可能需要开口来铺设线缆，或者可能需要大开口以用于电源插座单元线状件或其他大型物品的穿过。在其他应用中，可能需要开口或排放通风口来从数据中心机柜散热，而在其他应用中，可能需要有一个实心顶盖或某种方式来限制从数据中心机柜的散热。因此，与其针对特定用途为数据中心机柜配备各种顶盖，有益的是使数据中心机柜配具有单一个能够适应任何所需应用的顶盖。


技术实现要素：

4.在一个示例中，一种数据中心机柜包括基部框架和附接到基部框架的顶盖。顶盖包括主面板，主面板具有前边缘、与前边缘相对的后边缘、在前边缘和后边缘之间延伸的第一侧边缘、与在前边缘和后边缘之间延伸的第一侧边缘相对的第二侧边缘、顶面、以及底面。开口形成为穿过主面板，并且为嵌入的以及与主面板的前边缘、后边缘、第一侧边缘和第二侧边缘间隔开。可拆卸的门定位在开口上方并且铰接至主面板，使得该门可以在打开位置和关闭位置之间转动并且可以从主面板拆卸。
5.在另一个示例中，一种数据中心机柜包括基部框架和附接到基部框架的顶盖。顶盖包括前板和相邻于前板定位的后板。前板和后板一起限定前边缘、后边缘、第一侧边缘、第二侧边缘、顶面、底面、以及为嵌入的且与前边缘、后边缘、第一侧边缘和第二侧边缘间隔开的开口。可拆卸的门定位在开口上方，并且铰接至前板和后板中的一个，使得该门能在打开位置和关闭位置之间转动并且能从顶盖拆卸。
附图说明
6.通过附图示出了本发明的某些示例。应当理解，附图不必按比例绘制，并且可以省略对于理解本发明不是必需的或者使得难以感知其他细节的细节。应当理解，当然，本发明不必一定限于本文所示的特定示例。
7.图1是一种示例的数据中心机柜的立体图；
8.图2是图1的数据中心机柜的分解图；
9.图3是图1的数据中心机柜的基部框架的立体图；
10.图4是图3的基部框架的一部分的分解图；
11.图5是图3的基部框架的放大局部分解图；
12.图6是与图1的数据中心机柜的基部框架一起的第一示例顶盖的分解立体图；
13.图7是组装好的图6的顶盖和基部框架的立体图；
14.图8是沿图7中的线8
‑
8截取的图7的顶盖和基部框架的部分剖面；
15.图9是图7的顶盖和基部框架的立体图，其中门转动到打开位置并且电源插座单元的线穿过门中的孔；
16.图10是图7的顶盖和基部框架的立体图，其中门被拆卸；
17.图11是图7的顶盖和基部框架的部分仰视立体图，其中门的闩锁处在延伸位置；
18.图12是图7的顶盖和基部框架的部分仰视立体图，其中门处在打开位置，并且闩锁保持在缩回位置；
19.图13是图7的顶盖和基部框架的立体图，其中有可选的板覆盖侧开口；
20.图14是图13的顶盖和基部框架的立体图，其中保护边框和排放通风口安装在板上；
21.图15是没有门的第二示例顶盖的分解立体图；
22.图16是图15的顶盖的立体图；
23.图17是具有门的图16的顶盖的立体图；
24.图18是与图1的数据中心机柜的基部框架一起的图16的顶盖的部分分解立体图；
25.图19是图15的顶盖的后板的局部立体图；
26.图20是具有接地夹的图19的后板的局部立体图；
27.图21是图16的顶盖的局部立体图，其中门的一部分处在关闭位置并且接合图20的接地夹；
28.图22是具有示例性的可拆卸运输脚轮的图1的数据中心机柜的基部框架的分解立体图；
29.图23是具有示例性的可拆卸运输脚轮的图22的数据中心机柜的替代的基部框架的分解立体图；
30.图24是图22的可拆卸运输脚轮之一的立体图；
31.图25是图24的可拆卸运输脚轮的分解立体图；
32.图26是图1的数据中心机柜的基部框架的立体图，其具有在基部框架的底部侧到侧梁中的开口上方对齐的可拆卸运输脚轮；
33.图27是图26的一部分的放大图；
34.图28是图27的放大图，其中运输脚轮安装在底部的侧到侧梁上；
35.图29是安装了运输脚轮的图22的基部框架和运输脚轮的仰视图；以及
36.图30是图29的基部框架和运输脚轮的侧视图。
具体实施方式
37.本文所示和描述的示例提供了一种数据中心机柜，其具有顶盖，该顶盖具有横跨数据中心机柜的顶部的单个主面板，或者具有一起横跨数据中心机柜的整个顶部的两个或多个单独的部件，这可以减少或防止在搬运期间的损坏。顶盖具有朝向机柜前部的两个大开口，其可以用于供线缆穿过、用于通风等，还具有一个朝向机柜后部的大开口，其可以通
过旋转打开或者去除铰接门来触及。铰接门在门的边缘处还具有一个或多个切口，以允许线缆和电源插座单元穿过。当大直径的电源插座单元插头需要穿过门中的开口时，该门旋转打开以允许它们穿过。示例性的顶盖还包括电气结合特征部，该电气结合特征部在门和数据中心机柜的基部框架之间提供电气连续性。
38.这些示例还提供了运输脚轮，这些脚轮易于安装和从数据中心机柜拆卸，并且可重复使用，允许将大量数据中心机柜从装运码头移动到其最终目的地，或者通过重复使用运输脚轮而在设施周围移动，而不是每个数据中心机柜都有自己的永久安装的传输脚轮。这些运输脚轮安装在基部框架下方，不会增加其总宽度或深度，这可维持数据中心机柜的可操作性。此外，运输脚轮与工厂安装的脚轮安装在同一位置，并且因此，不会将机柜升高超过成组的预装脚轮将升高的，这加快了安装速度，并且允许将数据中心机柜操作通过有限高度的通路。
39.参考图1
‑
图5，示出了示例数据中心机柜10，其总体包括基部框架100和安装或附接到基部框架100的前门15、后门20、侧面板25和顶盖200、300。前门15可以是如所示的单个的门，其在一侧或两侧上铰接，具有一个或多个把手；可以是双门，其在侧边上铰接并且在中间打开；可以是实心的或穿孔的，或者可以具有特定应用所需的任何其他特征。类似地，后门20可以是如所示的双门，其在侧边上铰接并且在中间打开；可以是如上所述的单门，可以是实心的或穿孔的，或者可以具有特定应用所需的任何其他特征。数据中心机柜10的每侧的侧面板25可以是单个面板或多个面板，如图所示，可以被可拆卸地固定到基部框架100，可以是实心的或穿孔的，并且可以具有特定应用所需的任何其他特征。
40.如图2
‑
图5最佳所示，基部框架100包括一对前立柱102以及底部侧到侧梁104和顶部侧到侧梁120，底部侧到侧梁104和顶部侧到侧梁120每一个都定位在前立柱102之间并且例如通过螺纹构件连接到每一个前立柱102。该对前立柱102、底部侧到侧梁104和顶部侧到侧梁120一起限定了前画框组件150。类似地，基部框架100包括一对后立柱122以及底部侧到侧梁124以及顶部侧到侧梁140，底部侧到侧梁124以及顶部侧到侧梁140每一个都定位在后立柱122之间并且例如通过螺纹构件连接到每一个后立柱122。该对后立柱122、底部侧到侧梁124和顶部侧到侧梁140一起限定了后画框组件152。
41.顶部的一对前到后梁142a、中部的一对前到后梁142b和底部的一对前到后梁142c定位在对应的前立柱102和后立柱122之间并且例如通过螺纹构件154连接到对应的前立柱102和后立柱122，以将前画框组件150连接到后画框组件152。
42.可调节的设备导轨148在基部框架100的相对的侧边连接到顶部前到后梁、中部前到后梁和底部前到后梁142a、142b、142c，并且被构造成在数据中心机柜10内接收和保持电子部件。设备导轨148可以利用诸如螺钉或螺栓的螺纹构件、利用手动锁定机构或者以任何其他所需方式连接到顶部前到后梁、中部前到后梁和底部前到后梁142a、142b、142c上，但是优选地连接成使得设备导轨148可以在数据中心机柜10内前后调节，以允许安装不同尺寸的电子部件。
43.可调节的调平支腿144通过以下方式附接至底部侧到侧梁104、124，即，将每个可调节的调平支腿144的螺纹轴146拧入到底部侧到侧梁104、124中的对应孔118、138中。在所示的示例中，一成可调节的调平支腿144附接到底部侧到侧梁104，一对可调节的调平支腿144附接到底部侧到侧梁124，以允许数据中心机柜10的基部框架100的水平调节和高度调
节。
44.参考图6
‑
图14，示出了可与数据中心机柜10一起使用的第一示例性顶盖200。顶盖200具有单个、一体的、整体式主面板202，其横跨数据中心机柜10的基部框架100的整个顶部，并且通过螺钉260附接到基部框架100，螺钉260延伸穿过主面板202中的孔并且延伸到基部框架100中。主面板202具有前边缘206、与前边缘206相对的后边缘208、在前边缘206和后边缘208之间延伸的相对的第一侧边缘和第二侧边缘210、212、顶面214和底面216。主面板202的前部分中的一对纵向侧开口218基本上平行于第一侧边缘和第二侧边缘210、212行进，并且是嵌入的以及与主面板202的前边缘、后边缘、第一侧边缘和第二侧边缘206、208、210、212间隔开。侧开口218可以保持打开以允许线缆穿过。替代地，可以将具有四个单独开口、两个单独开口或单个大开口的板220在侧开口218(图13)上方固定到主面板202，其可以用于附接电刷密封条(brush seal strip)以防止从数据中心机柜10的热泄漏，附接保护边框222以覆盖侧开口218，或者附接诸如泛达零件号ctgn3x5(panduit part no.ctgn3x5)的冷却靴(cool boot)224以密封机柜顶盖开口(图14)。
45.大的后开口226也形成为贯穿主面板202的后部分，并且也是嵌入的以及与主面板202的前边缘、后边缘、第一侧边缘和第二侧边缘206、208、210、212间隔开。可拆卸的门234铰接到主面板202并且定位在开口226上方。可拆卸的门234具有向外延伸的凸缘238，该凸缘238从门234的第一端236延伸并且稍微偏离。凸缘238定位在主面板202下方，以将门234铰链到主面板202，并且允许门234在打开位置(图8
‑
图9)和关闭位置(图7)之间转动，并且也允许门234从主面板202(图10)上拆卸。门234在门234的侧边缘和后边缘上还具有侧切口和后切口240，这些切口在门234和主面板202之间形成孔242，这些孔较佳地足够大，以使线缆和安装电源插座单元线穿过。当大直径的电源插座单元插头需要穿过孔242时，可以将门234旋转到打开位置以允许穿过(图9)。电刷密封条也可以安装在门234和/或主面板202上以覆盖孔242，以防止不希望的热泄漏。
46.当处在关闭位置时，门234由门止动凸缘228支承，门止动凸缘228从主面板202延伸并且偏离，并且延伸到开口226中。如图19
‑
图21所示并且在下文关于顶盖300所述，主面板202还可以具有从主面板202延伸到开口226中的接地片330和安装在接地片330上的接地夹332，以当门234处在关闭位置时提供主面板202和门234之间的电气连续性。
47.如图11和图12中最佳所示，门234还可以包括一个或多个闩锁244，其被构造成当处在关闭位置时防止门234的转动和拆卸。在所示示例中，闩锁244是定位在门234相对侧上的可伸缩的弹簧加载销246。可伸缩的弹簧加载销246的销248从门234的相对侧突伸出，并且与主面板202的底面216接合，以防止门234运动(图11)。随后可以将销248移动到缩回位置，这使销248与主面板202分离，以允许门234旋转和运动。门234还可以包括锁定特征部250，其被构造成将可伸缩的弹簧加载销246保持在缩回位置。在所示的示例中，锁定特征部250是形成在门234的边缘处的弧形凹口252，其构造成当销248缩回并且旋转90
°
时接收并且保持可伸缩的弹簧负载销246的销248。
48.参考图15
‑
图21，示出了也可与数据中心机柜10一起使用的第二示例性顶盖300。顶盖300与顶盖200类似，不同之处在于，顶盖不是具有单个的一体的整体式主面板，而是具有彼此相邻地安装在基部框架100上的两个独立的部件。使用两个单独的部件可以降低当搬运、运输或安装时损坏顶盖300的风险。
49.如图15
‑
图16中最佳所示，顶盖300具有前板302和定位成相邻于前板302的单独的后板304。前板302和后板304一起跨越数据中心机柜10的基部框架100的整个顶部，并且限定前边缘306、与前边缘306相对的后边缘308、在前边缘306和后边缘308之间延伸的相对的第一侧边缘和第二侧边缘310、312、顶面314和底面316。前板302和后板304两者都通过螺钉360附接到基部框架100，螺钉360延伸穿过前板302和后板304中的孔并且延伸到基部框架100中。前板302中的一对纵向侧开口318基本上平行于第一侧边缘和第二侧边缘310、312，并且为嵌入的以及与前边缘、后边缘、第一侧边缘和第二侧边缘306、308、310、312间隔开。侧开口318可以保持打开以允许线缆通过。替代地，板220可以固定到侧开口318(图13)上方的顶盖300，其可以用于附接电刷密封条以防止从数据中心机柜10的热泄漏，附接保护边框222以覆盖侧开口318，或者附接排放通风口224以提供从数据中心机柜10的热排放，如图13
‑
图14所示以及上文关于顶盖200所描述的。
50.前板302和后板304还一起限定大的后开口326，其也为嵌入的以及与前边缘、后边缘、第一侧边缘和第二侧边缘306、308、310、312间隔开。可拆卸的门334与上文描述的可拆卸的门234相同，定位在开口326上方，并且铰接至前板302，以允许门334在打开位置和关闭位置之间转动，并且还允许从顶盖300上拆卸。替代地，门334也可以铰接到后板304。像门234一样，门334也在门334的侧边缘和后边缘上具有侧切口和后切口340，这些切口在门334和后板304之间形成孔342，这些孔较佳地足够大，以使线缆和安装电源插座单元线穿过。当大直径的电源插座单元插头需要穿过孔342时，可以将门334旋转到打开位置以允许穿过。电刷密封条也可以安装在门334和/或后板304上以覆盖孔342，以防止不希望的热泄漏。
51.当处在关闭位置时，门334由门止动凸缘328支承，门止动凸缘326从后板304延伸并且偏离，并且延伸到开口226中。如在图19
‑
图21中最佳地所示的，后板304还可以具有从后板304延伸到开口326中的接地片330和安装在接地片330上的弹簧式接地夹332，以当门334处在关闭位置时提供后板304和门334之间的电气连续性。接地片330可以定位在门止动凸缘328的略下方，以在接地片330和门334之间对接地夹332提供一些间隙。接地夹332下方的接地片330的区域和与接地夹332接触的门334的区域也不会喷涂或以其他方式涂覆，以提供金属对金属接触路径。尽管示出了一个接地片330，但是后板304在顶盖的相对侧可以具有第二对称的接地片。
52.门334还可以包括：一个或多个闩锁244，以防止门234当处在关闭位置时转动和拆卸；以及锁定特征部250，其被构造成将可伸缩的弹簧加载销246保持在缩回位置，如图11
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图12所示和上文关于顶盖200所述。
53.参照图22，数据中心机柜10的基部框架100被示出为具有可重复使用和可拆卸的运输脚轮400。图23示出了数据中心机柜的替代的基部框架。如图24
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图25中最佳地所示的，运输脚轮400各自具有：旋转脚轮402；和钢安装板406，该钢安装板406通过螺纹构件420固定到旋转脚轮402，螺纹构件420从安装板406的底面418延伸，并且穿过旋转脚轮402中的对应的孔404；以及锁定螺母422，其被螺纹连接到对应的螺纹构件420。安装板406还具有安装按钮410和可伸缩的弹簧销416，其各自从安装板406的顶面408延伸。安装按钮410构造成被接收并且保留在数据中心机柜10的基部框架100的底部侧到侧梁104、124的键孔110、130中，如下文详细描述，并且安装按钮410各自具有颈部分412以及头部分414，颈部分412适于穿过对应的键孔110、130的第一部分112、132，头部分414的直径大于颈部分412，并且适于
穿过对应的键孔110、130的第二部分114、134，但是不穿过第一部分112、132，以防止可拆卸的运输脚轮400一旦安装后的垂直运动。可伸缩的弹簧销416可在缩回位置和延伸位置之间移动，并且朝向延伸位置偏置，在延伸位置，可伸缩的弹簧销416延伸到安装板406的上表面408上方，并且接收在数据中心机柜10基部框架100的底部侧到侧梁104、124中的键孔116、136中，如下文所述。
54.参考图26
‑
图28，为了将可拆卸的运输脚轮400接收和固定到数据中心机柜10的基部框架100，底部侧到侧梁104、124各自具有中心定位的、通常为矩形的开口108、128，开口108、128形成为穿过底部侧到侧梁104、124的顶壁106、126，其构造成允许可拆卸的运输脚轮400穿过开口108、128。多个键孔110、130还形成在每个顶壁106、126中，并且如上所述的，构造成接收和保留可拆卸的运输脚轮400的安装按钮410。如图27中最佳所示，每个底部侧到侧梁104、124具有：第一组160的键孔110、130，它们位于开口108、128的一侧；以及第二组162的键孔110、130，它们位于开口108、128的另一侧，这允许可拆卸的运输脚轮400固定在底部侧到侧梁104、124的每一端处，并且允许单个开口108、128用于安装两个可拆卸的运输脚轮400。键孔116、136也形成在每个顶壁106、126中，并且如上所述，构造成接收可拆卸的运输脚轮400的可伸缩的弹簧销416。第一组160和第二组162的键孔110、130中的每一个具有对应的键孔116、136。
55.为了在数据中心机柜10上安装运输脚轮400，首先将数据中心机柜10升高到一定高度，即运输脚轮400可以通过调节或旋转调平支腿144来装配到底部侧到侧梁126、124的顶壁106、126下方，这允许单人轻松地执行安装。
56.随后，将第一运输脚轮400插入而穿过侧到侧梁104中的开口108，直到运输脚轮400定位在侧到侧梁104的顶壁106下方，并且可沿着侧到侧梁104纵向移动。随后，将运输脚轮400沿着侧到侧梁104滑动，朝向数据中心机柜10的第一角处的第一组160的键孔110滑动，直到安装按钮410的头部分414与第一组160的键孔110的第二部分114对齐。随后，将运输脚轮400升高，以将安装按钮410插设穿过键孔110。随后，将可伸缩的弹簧销416移动到缩回位置，并且使运输脚轮400沿着侧到侧梁104进一步滑动，直到可伸缩的弹簧销416接合键孔116，一旦可伸缩的弹簧销416与键孔116对齐，弹簧销416将自动地移动到延伸位置，并且安装按钮410被保留在键孔110的第一部分112中。
57.可以重复上文描述相同的过程以将第二运输脚轮400在第二组162的键孔110处固定到侧到侧梁104的另一侧，将第三运输脚轮400在第一组160的键孔130处固定到侧到侧梁124的第一侧，以及将第四运输脚轮400在第二组162的处固定到侧到侧梁124的第二侧。
58.一旦所有运输脚轮400已经安装，则通过沿与升高数据中心机柜10的方向相反的方向来调节或旋转调平支腿144而将数据中心机柜10降低以搁置在运输脚轮400上。
59.要在数据中心机柜10就位后将运输脚轮400从其上拆卸，就执行与上述步骤相反的操作。通过旋转调平支腿144直到运输脚轮400不再接触地板来升高数据中心机柜10。随后通过以下方式拆下每个运输脚轮400，即，将可伸缩的弹簧销416移动到缩回位置以使其与键孔116、136脱离，将运输脚轮400朝向开口108、128滑动直到安装按钮410的头部分414与键孔110、130的第二部分114、134对齐，将运输脚轮400降低以使安装按钮410与键孔110、130脱离，将运输脚轮400朝向底部侧到侧梁104、124的中心滑动，穿过开口108、128拆卸运输脚轮400，以及通过旋转调平支腿144将数据中心机柜10下降到所需高度。
60.替代地，如果机柜的基部框架不包括开口(参见图23)，则将机柜稍微升高或倾斜，以获得达到侧到侧梁下方的通路。随后将运输脚轮400放置在侧到侧梁的下方，并且如上所述进行安装。为了拆卸运输脚轮400，将机柜稍微升高或倾斜，以提供达到运输脚轮400的通路。一旦可触及，则如上所述的拆卸运输脚轮400。
61.如图29中最佳所示，当被安装后，运输脚轮400全部装配在数据中心机柜10的占地范围内，这有助于保持数据中心机柜10的可操作性不变，这在数据中心的狭窄通道中是期望的。此外，如图30所示，与传统的工厂安装的脚轮相比，运输脚轮400不会对数据中心机柜10增加任何额外高度。这可加快安装速度，因为对于一个人来执行运输脚轮400的安装和拆卸，调平支腿144只需稍微升高和降低。低高度的运输脚轮也有利于将数据中心机柜10滚动穿过被限制高度的门口或通道。
62.虽然已经示出和描述了本发明的特定实施例，但是对于相关领域的技术人员来说，可以在不脱离本发明的更广泛方面的情况下进行改变和修改是显而易见的。因此，所附权利要求的目的是涵盖落入本发明的真正精神和范围内的所有这样的改变和修改。在前文的描述和附图中所提出的内容是仅以说明的方式给出的，并不作为限制。本发明的实际范围旨在在以所附的权利要求书当基于现有技术从其适当的角度来看时来限定。