一种低热阻锁紧条和电子设备的制作方法

1.本发明涉及但不限于电子设备结构设计技术领域，特别是涉及一种低热阻锁紧条和电子设备。


背景技术：

2.为了提高维护性、互换性和通用性，大量机载、星载、车载电子设备采用模块化设计，将电子设备设计为由多个模块组成，每个模块为具有一定功能并可与电子设备其它部分形成分体式组件。
3.这些电子模块通常设计为扁平的板卡结构，通过插槽插入到机箱中，然后采用锁紧条将模块在插槽中固定。模块内的电子元器件在工作时会产生热量，这些热量若不能及时散发到环境中，会造成元器件温度快速升高，而电子元器件的可靠性与工作温度密切相关，必须使电子元器件处于合适的温度范围以保证电子设备工作的可靠性。对于通过锁紧条固定在电子设备中的模块，模块中的电子元器件产生的热量可以通过锁紧条传导至机箱，最终散发到环境中。
4.传统锁紧条的热阻较大，导热能力较差，难以将模块内的热量传导至机箱上，从而导致整个电子设备的散热较差，又由于模块中的电子元器件对温度的敏感性，会降低电子设备的可靠性。针对该类电子设备，可以通过加装专门的散热装置，以实现散热效果，然而，增加专门散热装置会使得电子设备体积、重量增大，且成本提高。


技术实现要素：

5.本发明的目的：本发明实施例提出一种低热阻锁紧条和电子设备，以解决现有模块化电子设备，采用传统锁紧条固定各模块，且由于传统锁紧条的热阻较大、导热能力较差，从而导致电子设备的可靠性降低的问题，以及对该类电子设备增加专门散热装置，会导致使得电子设备体积、重量增大，且成本提高等问题。
6.本发明的技术方案：本发明实施例提出一种低热阻锁紧条，包括：第一楔块1、第二楔块2、端楔块3、2个导管4、液体5、螺杆6、堵头7和垫圈8；
7.其中，第一楔块1和第二楔块2相对设置的端面为内凹的半圆槽，使得第一楔块1和第二楔块2相对放置后，形成圆柱形空腔；第一楔块1的两端设置有向内倾斜的第一斜面11和第二斜面12，第二楔块2的一端为台阶部，且台阶结构上具有与圆柱形空腔同轴的通孔24，台阶部的内端面设置为第三斜面21，用于与第一楔块1一端的第一斜面11抵靠接触，端楔块3设置有第四斜面31，用于与第一楔块1另一端的第二斜面12抵靠接触，且端楔块3具有斜面的一端设置有螺纹孔32；所述螺杆6以其螺纹端62穿过垫圈8、第二楔块2台阶部的通孔24、第一楔块1和第二楔块2形成的圆柱形空腔后，与端楔块3螺纹连接；
8.所述第一楔块1上设置有贯穿两侧端面的第一孔缝14，第二楔块2上设置有贯穿两侧端面的第二孔缝23，两个导管4分别固定连接在第一楔块1和第二楔块2组合结构的两侧，每个导管4的一端与第一楔块1的第一孔缝14对接，另一端与第二楔块2的第二孔缝23对接，
形成由第一楔块1、第二楔块2和两个导管4组成的闭环空腔结构；
9.所述低热阻锁紧条，用于向闭环空腔结构内注入冷却液体，使得冷却液体在闭环空腔内循环流动。
10.可选地，如上所述的低热阻锁紧条中，
11.所述第一楔块1和第二楔块2的外侧面均设置为光滑的平面，且第一楔块1外侧的第一平面13与待安装机箱的导轨面接触，第二楔块2外侧的第二平面22与待安装的电子模块的安装面接触；用于通过闭环空腔结构内冷却液体的循环流动，将电子模块产生的热量转移到机箱一侧。
12.可选地，如上所述的低热阻锁紧条中，
13.所述第一楔块1两侧沿第一孔缝14外周设置有孔口凸环，第二楔块2两侧沿第二孔缝23外周设置有孔口凸环；
14.所述导管4与第一孔缝14和第二孔缝23对接的管口套接在相应位置的孔口凸环外侧。
15.可选地，如上所述的低热阻锁紧条中，
16.所述第二楔块2中的第二孔缝23在其两侧端面之间形成一定落差，用于引导受热后冷却液体形成固定的流动方向；
17.所述第一楔块1中的第一孔缝14在其两侧端面之间为水平，或者，形成一定落差。
18.可选地，如上所述的低热阻锁紧条中，
19.所述第一楔块1的外侧面设置有注液口15和排气口16，用于注入冷却液体，并将闭环空腔中的空气排出，注液口15和排气口16上安装有堵头7。
20.可选地，如上所述的低热阻锁紧条中，
21.所述第一孔缝14和第二孔缝23设置为连续的开孔；或者，设置为间断的开孔。
22.可选地，如上所述的低热阻锁紧条中，
23.所述导管4由弹性材料加工而成，所述弹性材料为：橡胶、塑料膜或两组材料的结合。
24.可选地，如上所述的低热阻锁紧条中，
25.所述螺杆6安装后位于第二楔块2的一端为螺杆头61，通过旋紧螺杆6带动端楔块3向螺杆头61一端运动，在楔块3的挤压下，第一楔块1和第二楔块2分别紧贴机箱导轨面和电子模块的安装面，直至达到预定的正压力。
26.本发明实施例还提供一种电子设备，包括：机箱，多个电子模块，用于将电子模块安装到机箱内部的如上述任一项所述的多个低热阻锁紧条；
27.所述机箱内壁面设置有导轨面，用于与所述低热阻锁紧条中第一楔块1的外侧平面接触，电子模块的安装面与第二楔块2的外侧面接触，从而使得低热阻锁紧条设置机箱内壁面与电子模块安装面之间，通过旋紧螺杆6带动端楔块3向螺杆头61一端运动后，所施加的挤压力提供对电子模块和机箱的涨紧效果。
28.可选地，如上所述的电子设备中，
29.所述低热阻锁紧条，用于通过向其闭环空腔内注入冷却液体，在电子模块产生热量使冷却液体因受热膨胀产生浮生力时，在闭环空腔内循环流动，从而将电子模块产生的热量转移到机箱一侧。
30.本发明的有益效果：本发明实施例提供一种低热阻锁紧条和电子设备，通过锁紧条内结构设计所形成的闭环空腔结构，可以使得闭环空腔结构中液体的流动实现热量的高效转移，与传统锁紧条相比热阻明显降低，导热能力提高，使其应用的电子设备中电子模块内元器件温度降低，从而提高电子设备性能和可靠性。本发明实施例的技术方案，在具备常规锁紧条对电子模块具有锁紧功能的基础上，通过对锁紧条自身结构的设计和改进，进一步实现了可以实现由电子模块一侧向机箱一侧的散热功能，即降低了锁紧条热阻。另外，与其它提高电子设备散热性能的方法如使用风机、液冷循环方法等相比，本发明实施例提供的低热阻锁紧条兼具原有的锁紧功能和优良的散热效果，便于实施，且无需增加电子设备的布设空间和体积。
31.进一步地，本发明的技术方案解决了解决现有散热方式的散热能力有限，且对于安装在汽车、飞机上的电子设备的散热效果不佳的问题。
附图说明
32.附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本技术的实施例一起用于解释本发明的技术方案，并不构成对本发明技术方案的限制。
33.图1为本发明实施例提供的一种低热阻锁紧条的结构示意图；
34.图2为图1所示实施例提供的低热阻锁紧条的爆炸示意图；
35.图3为图1所示实施例提供的低热阻锁紧条中第二楔块的结构示意图；
36.图4为图1所示实施例提供的低热阻锁紧条的组装结构的侧视图和截面图；
37.图5为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图；
38.图6a为本发明实施例提供的低热阻锁紧条应用于电子设备中的一种应用场景的示意图；
39.图6b为本发明实施例提供的低热阻锁紧条应用于电子设备中的另一种应用场景的示意图。
具体实施方式
40.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
41.上述背景技术中已经说明，现有模块化电子设备，采用传统锁紧条固定各模块，且由于传统锁紧条的热阻较大、导热能力较差，从而导致电子设备的可靠性降低的问题，以及对该类电子设备增加专门散热装置，会导致使得电子设备体积、重量增大，且成本提高等问题。
42.针对上述传统锁紧条存在的问题，本发明实施例提出一种低热阻锁紧条，通过锁紧条内液体的流动实现热量的高效转移，与传统锁紧条相比热阻明显降低，导热能力提高，使模块内元器件温度降低，从而提高电子设备性能和可靠性。
43.另外，本发明实施例提出的低热阻锁紧条，可用于电子设备，实现模块的固定，并具有较强的导热能力，使模块内元器件温度降低，从而提高电子设备性能和可靠性。。
44.本发明提供以下几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程
可能在某些实施例不再赘述。
45.图1为本发明实施例提供的一种低热阻锁紧条的结构示意图，图2为图1所示实施例提供的低热阻锁紧条的爆炸示意图，通过图2可以示意出低热阻锁紧条中各结构的内部结构。本发明实施例提供的低热阻锁紧条的主体结构包括：第一楔块1、第二楔块2、端楔块3、2个导管4、液体5、螺杆6、堵头7和垫圈8。
46.图3为图1所示实施例提供的低热阻锁紧条中第二楔块的结构示意图。参照图1到图3所示，本发明实施例提供的低热阻锁紧条的结构中，第一楔块1和第二楔块2相对设置的端面为内凹的半圆槽，使得第一楔块1和第二楔块2相对放置后，形成圆柱形空腔；第一楔块1的两端分别设置有向内倾斜的第一斜面11和第二斜面12，第二楔块2的一端为台阶部，且台阶结构上具有与圆柱形空腔同轴的通孔24，台阶部的内端面设置为第三斜面21，用于与第一楔块1一端的第一斜面11抵靠接触，端楔块3设置有第四斜面31，用于与第一楔块1另一端的第二斜面12抵靠接触，且端楔块3具有斜面的一端设置有螺纹孔32；螺杆6以其螺纹端62穿过垫圈8、第二楔块2台阶部的通孔24、第一楔块1和第二楔块2形成的圆柱形空腔后，与端楔块3螺纹连接。
47.本发明实施例的第一楔块1上设置有贯穿两侧端面的第一孔缝14，第二楔块2上设置有贯穿两侧端面的第二孔缝23，两个导管4分别固定连接在第一楔块1和第二楔块2组合结构的两侧，每个导管4的一端与第一楔块1的第一孔缝14对接，另一端与第二楔块2的第二孔缝23对接，形成由第一楔块1、第二楔块2和两个导管4组成的闭环空腔结构。如图4所示，为图1所示实施例提供的低热阻锁紧条的组装结构的侧视图和截面图，截面图中示意出闭环空腔结构。
48.本发明实施例提供的低热阻锁紧条，用于向上述闭环空腔结构内注入冷却液体，使得冷却液体在闭环空腔内循环流动，从而达到具有低热阻能力的锁紧条效果。
49.在本发明实施例的一种实现方式中，第一楔块1和第二楔块2的外侧面均设置为光滑的平面，且第一楔块1外侧的第一平面13与待安装机箱的导轨面接触，第二楔块2外侧的第二平面22与待安装的电子模块的安装面接触。该实现方式中，第一楔块1和第二楔块2所具有的光滑平面，通过闭环空腔结构内冷却液体的循环流动，将电子模块产生的热量转移到机箱一侧。
50.在本发明实施例的一种实现方式中，
51.一方面，第一楔块1两侧沿第一孔缝14外周设置有孔口凸环，第二楔块2两侧沿第二孔缝23外周设置有孔口凸环；
52.另一方面，导管4与第一孔缝14和第二孔缝23对接的管口套接在相应位置的孔口凸环外侧。
53.基于上述结构的设置方式，可以使得导管4与第一楔块1和第二楔块2的连接关系更加紧密，有利于防止冷却液外漏。
54.需要说明的是，如图3所示，第二楔块2中的第二孔缝23在其两侧端面之间形成一定落差，用于引导受热后冷却液体形成固定的流动方向。另外，第一楔块1中的第一孔缝14在其两侧端面之间为水平，或者，形成一定落差。
55.本发明实施例提供的低热阻锁紧条在具体实施中，如图2和图1所示，第一楔块1的外侧面设置有注液口15和排气口16，用于注入冷却液体，并将闭环空腔中的空气排出，注液
口15和排气口16上安装有堵头7。
56.可选地，本发明实施例提供的低热阻锁紧条中，第一孔缝14和第二孔缝23可以设置为连续的开孔如图2所示为连续的开孔结构；也可以设置为间断的开孔。
57.可选地，本发明实施例提供的低热阻锁紧条中，导管4由弹性材料加工而成，弹性材料为：橡胶、塑料膜或两组材料的结合。
58.基于本发明实施例提供的低热阻锁紧条中各部件的具体结构，螺杆6安装后位于第二楔块2的一端为螺杆头61，通过旋紧螺杆6带动端楔块3向螺杆头61一端运动，在楔块3的挤压下，第一楔块1和第二楔块2分别紧贴机箱导轨面和电子模块的安装面，直至达到预定的正压力。
59.基于本发明上述各实施例提供的低热阻锁紧条，本发明实施例还提供一种电子设备，如图5所示，为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。该电子设备包括：机箱，多个电子模块，用于将电子模块安装到机箱内部的多个低热阻锁紧条；该低热阻锁紧条可以采用如图1到图4中的低热阻锁紧条。
60.图6a为本发明实施例提供的低热阻锁紧条应用于电子设备中的一种应用场景的示意图，图6b为本发明实施例提供的低热阻锁紧条应用于电子设备中的另一种应用场景的示意图。机箱内壁面可以设置有导轨面，用于与所述低热阻锁紧条中第一楔块1的外侧平面接触，电子模块的安装面与第二楔块2的外侧面接触，从而使得低热阻锁紧条设置机箱内壁面与电子模块安装面之间，通过旋紧螺杆6带动端楔块3向螺杆头61一端运动后，所施加的挤压力提供对电子模块和机箱的涨紧效果。
61.该电子设备中的低热阻锁紧条，在向其形成的闭环空腔内注入冷却液体，在电子模块产生热量使冷却液体因受热膨胀产生浮生力时，在闭环空腔内循环流动，从而将电子模块产生的热量转移到机箱一侧。
62.通过图6a和图6b可以看出，本发明实施例中的第一楔块1外侧的第一平面13与待安装机箱的导轨面接触，第二楔块2外侧的第二平面22与待安装的电子模块的安装面接触；用于通过闭环空腔结构内冷却液体的循环流动，将电子模块产生的热量转移到机箱一侧。另外，由于第二平面22与待安装的电子模块的安装面接触，即具体在第二楔块2中，使其第二孔缝23在其两侧端面之间形成一定落差，可以在闭环空腔结构内冷却液体受热膨胀后，引导受热后冷却液体形成固定的流动方向，具体引导受热后冷却液体向第一楔块1的第一平面13方向流动，从而将电子模块的热量带到机箱侧壁一侧以实现散热。
63.为了提高维护性、互换性和通用性，大量机载、星载、车载电子设备采用模块化设计，将电子设备设计为由多个电子模块组成，每个电子模块为具有一定功能并可与电子设备其它部分分离开的组件。这些电子模块通常设计为扁平的板卡结构，通过插槽插入到机箱中，然后采用锁紧条将模块在插槽中固定。电子模块内的电子元器件在工作时会产生热量，这些热量若不能及时散发到环境中，会造成元器件温度快速升高，而电子元器件的可靠性与工作温度密切相关，必须使电子元器件处于合适的温度范围以保证电子设备工作的可靠性。对于电子模块通过锁紧条固定的电子设备，电子元器件产生的热量可以通过锁紧条传导至机箱，最终散发到环境中。传统锁紧条的热阻较大，导热能力较差，难以将电子模块内的热量传导至机箱上。
64.本发明各实施例提供的低热阻锁紧条和电子设备，通过锁紧条内结构设计所形成
的闭环空腔结构，可以使得闭环空腔结构中液体的流动实现热量的高效转移，与传统锁紧条相比热阻明显降低，导热能力提高，使其应用的电子设备中电子模块内元器件温度降低，从而提高电子设备性能和可靠性。本发明实施例的技术方案，在具备常规锁紧条对电子模块具有锁紧功能的基础上，通过对锁紧条自身结构的设计和改进，进一步实现了可以实现由电子模块一侧向机箱一侧的散热功能，即降低了锁紧条热阻。另外，与其它提高电子设备散热性能的方法如使用风机、液冷循环方法等相比，本发明实施例提供的低热阻锁紧条兼具原有的锁紧功能和优良的散热效果，便于实施，且无需增加电子设备的布设空间和体积。
65.进一步地，本发明的技术方案解决了解决现有散热方式的散热能力有限，且对于安装在汽车、飞机上的电子设备的散热效果不佳的问题。
66.以下通过一个具体实施例对本发明实施例提供的低热阻锁紧条和电子设备的实施方式进行示意性说明。
67.参照图1到图6所示，以下从低热阻锁紧条的组成、组装、运行等方面对本发明实施例提供的低热阻锁紧条和电子设备的实施方式进行说明。
68.(一)、组成
69.该具体实施例提供的低热阻锁紧条，由由第一楔块1、第二楔块2、端楔块3、导管4、液体5、螺杆6、堵头7及垫圈8等组成。
70.如图1和图2所示，该具体实施例中的第一楔块1两端为一定角度的第一斜面11和第二斜面12，上侧为光滑的第一平面13。第一楔块1内具有可供液体流动的第一孔缝14，第一孔缝14在第一楔块1两侧的开口位置有一定落差，第一孔缝14与导管4的一端连接。第一楔块1上侧有注液口15和排气口16，注液口15和排气口16上安装有堵头7。
71.如图2和图3所示，该具体实施例中的第二楔块2一端为一定角度的第三斜面21，第三斜面21靠近第一楔块1的一端第一斜面11，第二楔块2下侧为光滑的第二平面22。第二楔块2内有可供液体流动的第二孔缝23，第二孔缝23在第二楔块2两侧的开口位置有一定落差，第二孔缝23与导管4的另一端连接。第二楔块2中有通孔24，螺杆6从通孔24中穿过。
72.如图2所示，该具体实施例中的端楔块3一端为一定角度的第四斜面31，第四斜面31靠近第一楔块1的一端第二斜面12。端楔块3中有螺纹孔32，螺杆6穿过第二楔块2通孔24、第一楔块1和第二楔块2形成的圆柱形空腔后，从螺纹孔32中穿过。
73.如图2所示，该具体实施例中的导管4由橡胶、塑料膜或弹性材料加工而成，导管一端与第一楔块1的第一孔缝14连接，另一端与第二楔块2的第二孔缝23连接。
74.如图4所示，该具体实施例中，液体5填充在第一楔块1的第一孔缝14、第二楔块2的第二孔缝23以及导管4构成的封闭空间中。
75.如图4所示，该具体实施例中，螺杆6一端为便于采用工具拧紧的螺杆头61，另一端有外螺纹62。
76.(二)、组装
77.组装时，先将第一楔块1、第二楔块2、端楔块3、螺杆6及垫圈8装配在一起。然后，将导管4两端分别与第一楔块1的第一孔缝14、第二楔块2的第二孔缝23连接。然后，从注液口15注入液体5。注满后，将堵头7拧入注液口15和排气口16。
78.(三)、运行
79.如图6所示，将该具体实施例提供的低热阻锁紧条，安装在电子设备的电子模块两
侧的边缘处，模块两侧安装低热阻锁紧条后，整体插入机箱的导轨槽或插槽内，通过拧紧锁紧条的螺钉头，可使锁紧条撑紧机箱插槽导轨，从而将电子模块固定。具体实施中，通过旋紧螺杆6将端楔块3向螺杆头61方向拉动，在楔块3的挤压下，第一楔块1和第二楔块2分别紧贴机箱插槽和模块，直至达到预定的正压力。
80.如图6a和图6b所示，在电子模块工作时，电子模块内的电子元器件产生热量，这些热量通过电子模块传导至第二楔块2，再通过第二楔块2传递至液体5，液体5在第一楔块1和第二楔块2间循环流动，不断将热量从第二楔块2转移到第一楔块1，从而实现热量的高效传递。
81.液体5的流动方式为：由于液体5靠近第二楔块2的部分受到加热作用温度升高，体积膨胀密度变小，从而沿重量反方向流动，即发生对流现象。当温度升高的液体流动到第一楔块1内，其热量传递至第一楔块1，从而温度下降，体积收缩密度变大，将沿着重力方向流动。如此，液体5在第一楔块1和第二楔块2间循环流动，不断将热量从第二楔块2转移到第一楔块1，从而实现锁紧条内热量的传递。
82.由于本发明具体实施例提供的低热阻锁紧条降低了热阻，提高了电子模块与机箱间的热量传导作用，从而降低了电子模块内元器件的温度，提高了电子设备性能和可靠性。
83.另外，本发明的技术方案解决了解决现有散热方式的散热能力有限，且对于安装在汽车、飞机上的电子设备的散热效果不佳的问题。
84.虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。