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无风扇工控机 一种无风扇嵌入式工控机的制作方法

blog 2021-02-24 7 0

  工控机是一种加固的增强型个人计算机。工控机是一种采用总线结构,对生产过程及机电设备、工艺装备进行检测与控制的工具总称。工控机具有重要的计算机属性和特征,如具有计算机CPU、硬盘、内存、外设及接口,并有操作系统、控制网络和协议、计算能力、友好的人机界面。工控机经常会在环境比较恶劣的环境下运行,对数据的安全性要求也更高,所以工控机通常会进行加固、防尘、防潮、防腐蚀、防辐射等特殊设计。

  传统的工控机在使用时仍存在一定的缺陷,一般采用风扇散热,但是当工控机内部的温度与周围的温度相差不大时,风扇的散热效果将大大降低,并且风扇在工作时也会产生较大的噪音,不够经济环保,风扇散热的装置出现问题时只能打开工控机进行维修,导致维护不方便。

  本发明的目的就在于为了解决上述工控机一般采用风扇散热效率低,效果差不方便维护的问题而提供一种无风扇嵌入式工控机,具有水冷散热更高效,自然风带走工控机内部热量,更加节能环保,水冷、制冷分开设置,安全性更好,便于散热装置的维护的优点。

  本发明通过以下技术方案来实现上述目的,一种无风扇嵌入式工控机,包括工控机壳,所述工控机壳的顶部通过螺丝安装散热盖,所述散热盖的顶部安装水冷散热装置;

  所述水冷散热装置包括制冷组件、支撑架和水冷组件,所述制冷组件穿过所述散热盖位于所述工控机壳的内部,所述水冷组件通过所述支撑架固定在所述散热盖的顶部;

  所述制冷组件包括导热板和垂直安装在所述导热板底部的散热片组,所述散热片组由若干个等距排列的金属片组成;

  所述水冷组件包括进水管、出水管、水泵和冷却桶,所述进水管和所述出水管之间通过热交换盒进行水循环,所述热交换盒接触所述导热板的上表面。

  优选的,所述散热盖相互对称的两个侧壁上均设有通风口,且通风口的位置与相邻两个金属片之间的空隙位置对应。

  优选的,所述散热盖的顶部设置固定凹槽,固定凹槽的内部设置插槽,且导热板与固定凹槽规格相匹配,散热片组与插槽规格相匹配。

  优选的,每个所述热交换盒的内部安装冷排管,冷排管呈S型结构且一端与进水管管道连接,嵌入式工控机另一端与出水管管道连接。

  1、通过在工控机壳的顶部设置可以方便拆卸的散热盖,散热盖上接入水冷散热装置,水冷散热装置分为两个部分,一个是制冷组件设置在工控机壳的内部,一个水冷组件设置在工控机壳的外部,制冷组件用来对工控机壳进行散热,水冷组件用来提供给制冷组件水冷冷源,因此散热效果高于风扇散热,且噪音较小,并且分开设置的水冷散热组件还可以可以避免水冷组件漏水时损坏工控机壳内部的电器元件,使得散热安全性更好。

  2、通过在散热盖的两侧对称外壁上设置通风口,自然风吹入一侧通风口后再从另一侧吹出,利用自然风带走工控机壳内部的热量,可以节约能耗,提高散热效率,而且整个水冷散热装置设置在工控机壳的外部,以及制冷组件通过插槽插入散热盖内部,方便对水冷散热装置的维护。

  图中:1、工控机壳,2、散热盖,3、水冷散热装置,4、制冷组件,5、导热板,6、散热片组,7、支撑架,8、热交换盒,9、进水管,10、出水管,11、水泵,12、冷却桶,13、冷排管,14、固定凹槽,15、插槽,16、通风口,17、水冷组件。

  下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

  请参阅图1-4所示,一种无风扇嵌入式工控机,包括工控机壳1,工控机壳1的顶部通过螺丝安装散热盖2,散热盖2的顶部安装水冷散热装置3;水冷散热装置3包括制冷组件4、支撑架7和水冷组件17,制冷组件4穿过散热盖2位于工控机壳1的内部,水冷组件17通过支撑架7固定在散热盖2的顶部;制冷组件4包括导热板5和垂直安装在导热板5底部的散热片组6,散热片组6由若干个等距排列的金属片组成;水冷组件17包括进水管9、出水管10、水泵11和冷却桶12,进水管9和出水管10之间通过热交换盒8进行水循环,热交换盒8接触导热板5的上表面,水冷散热装置3的工作原理为通过开启水泵11,进水管9将冷却桶12内部的冷水抽入热交换盒8,冷水再从出水管10重新回流进入冷却桶12,形成水循环,从而时热交换盒8被冷水降低温度,冷却桶12内部的水量大因此温度不容易上升,而且与外界空气接触,水温不会过高,热交换盒8将低温传递给导热板5,导热板5将低温传给散热片组6,使得工控机壳1内部的温度变低。

  散热盖2相互对称的两个侧壁上均设有通风口16,且通风口16的位置与相邻两个金属片之间的空隙位置对应,两个对称的通风口16靠自然风形成经过散热片组6的空气流通,可以将冷风吹入工控机壳1的各个地方,并将高温空气推出工控机壳1,散热盖2的顶部设置固定凹槽14,固定凹槽14的内部设置插槽15,且导热板5与固定凹槽14规格相匹配,散热片组6与插槽15规格相匹配,固定凹槽14和插槽15方便制冷组件4的拆卸安装,便于制冷组件4的维护,每个热交换盒8的内部安装冷排管13,冷排管13呈S型结构且一端与进水管9管道连接,另一端与出水管10管道连接,S型结构冷排管13与热交换盒8接触面积大,因此降温效果更好,冷却桶12的内部装有冷水,进水管9和出水管10均与冷却桶12管道连接,进水管9与冷却桶12连接的位置高于出水管10与冷却桶12连接的位置,由于冷却桶12的底部靠近热交换盒8,容易受热交换盒8周围高温影响,因此靠近冷却桶12顶部的水温度较低,从而从冷却桶12顶部抽水制冷效果更好。

  本发明的工作原理:通过将水冷散热装置3安装在工控机壳1外部,不仅方便装置的维护,也防止装置漏水时影响工控机壳1内部的电器元件,打开水泵11,进水管9开始抽水送入热交换盒8,再从热交换盒8流入出水管10重新回流进冷却桶12,形成冷水循环,热交换盒8传递导热板5的热量,冷水对导热板5间接降温,因此散热片组6温度变低,对工控机壳1内部进行散热降温。

  对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

  此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

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