ШКАФ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Полезная модель относится к радиоэлектронике и может быть использована при конструировании шкафов, содержащих радиоэлектронную аппаратуру (РЭА) большой мощности с тепловыделяющими элементами.
Наиболее близкой к предлагаемой конструкции является конструкция транзисторного передатчика с принудительным воздушным охлаждением, содержащий корпус, блоки питания, блоки усилителей с мощными транзисторами, закрепленными на основаниях радиаторов и воздуховоды, на боковых стенках которых напротив радиаторов выполнены выходные отверстия, оси которых ориентированы перпендикулярно основаниям радиаторов [1].
Недостатками прототипа являются его неэкономичность из-за наличия специальных воздуховодов, занимающих относительно большой объем шкафа, невысокая эффективность охлаждения, т.к. аппаратура, расположенная за радиатором, организованно не охлаждается, а также высокий уровень шума, вызываемый большим числом турбулентных воздушных потоков внутри шкафа.
Центры выходных отверстий в воздуховоде располагаются в зависимости от топологии размещения транзисторов на радиаторах, а в случае группирования мощных транзисторов у одного из торцов радиатора требуется изменение угла наклона передних и задних стенок воздуховода. Это ведет к жесткой зависимости между геометрией системы охлаждения и топологией радиоэлементов в охлаждаемых блоках и как следствие невозможность унификации конструкции шкафа с другими блока.
Задача полезной модели - переход от единой для всех блоков шкафа системы охлаждения к локальным системам, входящим в состав каждого из блоков требующих охлаждения.
Поставленная задача достигается тем, что в шкафу радиоэлектронной аппаратуры, преимущественно транзисторного передатчика с принудительным воздушным охлаждением, содержащем корпус с блоками питания, усиления мощности, возбудительного устройства, в которых тепловыделяющие радиоэлементы расположены на радиаторах, все блоки выполнены с встроенной автономной системой воздушного охлаждения, содержащей термодатчики и датчики влажности, расположенные возле тепловыделяющих радиоэлементов, и диагонально-осевые вентиляторы, подающие охлаждающий воздух на радиаторы с охлаждаемыми радиоэлементами, причем на передней и задней стенках блоков напротив вентиляторов, а также задней стенке шкафа напротив блоков радиоэлектронной аппаратуры выполнены вентиляционные отверстия. Также в конструкции шкафа радиоэлектронной аппаратуры все блоки выполнены в унифицированных по размерам корпусах в форме прямоугольных параллелепипедов, а площадь вентиляционных отверстий передней и площадь вентиляционных отверстий задней стенки каждого блока одинаковы и равняются суммарной площади проходного сечения фланцев вентиляторов внутри блока, причем площадь единичного вентиляционного отверстия выбирается с учетом длин волн излучаемых внутри, при этом вентиляторы в каждом блоке закреплены на перегородке, разделяющей блок на две области - одна служит для забора воздуха, другая для нагнетания.
Техническим результатом полезной модели является повышение эффективности охлаждения РЭА, снижение энергетических затрат на охлаждение, уменьшение массогабаритных характеристик шкафа, снижение стоимости системы охлаждения, значительное сокращение монтажных работ и повышение надежности системы охлаждения шкафа РЭА, снижение уровня шума создаваемого системой охлаждения, а также повышение унификации конструкции. Согласно предлагаемому техническому решению используется принудительное воздушное охлаждение.
Предлагаемая конструкция представлена на фиг.1 и имеет унифицированный корпус 1 с размещаемыми в нем блоками 2 (блоки питания, усиления мощности, возбудительного устройства и проч.). Корпус представляет собой конструкцию из верхнего 3 и нижнего 4 оснований, вертикальных стоек 5, соединяющих основания, боковых 6 и задней (не показана) стенок. Блоки размещаются в корпусе горизонтально друг под другом и устанавливаются через проем в передней части корпуса. Блоки представляют собой унифицированные по конструкции корпуса в форме прямоугольных параллелепипедов с боковыми 7, передними 8 и задними 9 стенками, верхней и нижней (не показана) крышками 10. Тепловыделяющие радиоэлементы 11 в блоках размещаются на радиаторах 12 из легких сплавов с высокой теплопроводностью, что обеспечивает быстрый отвод тепла от радиоэлементов 11. Отвод тепла от радиаторов 12 осуществляется встроенной в блок системой воздушного охлаждения, которая представляет собой канал, образованный боковыми стенками 7 и крышками 10 и разделенный перегородкой 13 в поперечном направлении, в канале размещен радиатор 12 (радиаторы) так, что его ребра ориентированы вдоль боковых стенок корпуса, между передней стенкой и радиатором на перегородке расположены вентиляторы 14. Передние 4 и задние 8 стенки имеют перфорацию для забора охлаждающего и выброса нагретого воздуха. Перегородка 13 помимо функции крепления вентиляторов 14 служит для разделения блок на две области: одна служит для забора воздуха, другая для нагнетания. С целью снижения шума от вентиляторов 3 при повышении воздушного напора и ограничения размеров габаритов блоков используются диагонально-осевые вентиляторы, обеспечивающие более мощный воздушный напор и низкий уровень шума при прочих равных условиях по сравнению с осевыми вентиляторами. Внутри блоков имеются термодатчики, посредством которых автоматически регулируется частота вращения вентиляторов 3, таким образом повышается ресурс службы вентиляторов, а также система охлаждения каждого блока потребляет оптимальное количество энергии в зависимости от температуры окружающей среды и выделяемой тепловой мощности. Дополнительно система охлаждения подключена к датчикам, определяющим влажность внутри блока, и при наличии конденсата производит продув блока для удаления конденсата, только после чего блоки начинают работу. Для наибольшей эффективности работы системы охлаждения площадь вентиляционных отверстий в передней 4 и задней 8 стенках блоков выполняется не менее чем площадь проходного сечения фланцев вентиляторов 3 внутри блока, причем форма вентиляционных отверстий выбирается с учетом длин волн излучаемых внутри блоков для обеспечения сохранения экранирующих функций корпуса блока 2.
Система охлаждения работает следующим образом: вентиляторы 3 внутри блоков 2 через вентиляционные отверстия передних панелей 4 производят забор воздуха из окружающей среды и подают его вдоль ребер радиаторов 6, тем самым охлаждая их. Нагретый воздух за счет повышения давления в корпусе через вентиляционные отверстия задней панели 8 выводится за пределы блока 2 в пространство между задними стенками блоков 8 и задней стенкой корпуса 1 шкафа, повышая давление в этом пространстве. Задняя стенка корпуса 1 шкафа имеет либо перфорацию, через которую за счет повышения давления нагретый воздух попадает в окружающую среду, либо отверстия для подключения к воздуховоду системы вентиляции объекта, на котором эксплуатируется РЭА. Помимо отвода тепла от радиаторов 6 данная система помогает исключить застой нагретого воздуха внутри блока 2, тем самым улучшая температурный режим работы для всех радиоэлементов внутри корпуса блока 2.
Выбранный принцип построения системы охлаждения при изменениях состава комплектации РЭА шкафа и изменениях в топологии размещения тепловыделяющих радиоэлементов 5 внутри блоков 2 обеспечивает унификацию шкафа.
Источники информации
1. Патент на полезную модель №1593, кл. H05K 7/20