Портативное защищенное электронно-вычислительное устройство с резистентной системой принудительного охлаждения

Предложенная полезная модель относится к электронно-вычислительной технике, электронные элементы которой требуют принудительного охлаждения, в частности, к защищенным ноутбукам и планшетным компьютерам, и может быть использована при производстве электронно-вычислительной техники, требующей защиты от воздействия внешних факторов окружающей среды (влага, пыль, песок и т.д.)
Наиболее близким аналогом данной полезной модели является устройство обеспечения теплового режима радиоэлектронной аппаратуры (см. патент Российской Федерации на полезную модель №139892, опубликованный 27.04.2014). Известное устройство обеспечения теплового режима радиоэлектронной аппаратуры содержит герметичный корпус и осевые вентиляторы. Крышка корпуса конструктивно выполнена в виде двухстороннего ребристого радиатора, ребра которого с каждой стороны закрыты кожухами, образующими с ребрами радиатора сквозные каналы. Вентиляторы размещены на кожухах как внутри герметичного корпуса, так и снаружи корпуса, при этом оси вентиляторов перпендикулярны основанию радиатора.
В известном техническом решении осевые вентиляторы, расположенные снаружи герметичного корпуса, не защищены и подвергаются воздействию внешних факторов окружающей среды: влага, песок и пыль. Вследствие чего, электродвигатели данных вентиляторов могут выйти из строя. При этом будет нарушен тепловой режим работы радиоэлектронной аппаратуры, что может привести к ее перегреву и поломке.
Задача, на решение которой направлена заявленная полезная модель, заключается в разработке портативного защищенного электронно-вычислительного устройства, электронные элементы которого требуют принудительного охлаждения. Технический результат предложенной полезной модели заключается в обеспечении защиты электронных элементов, обеспечивающих функционирование электронно-вычислительного устройства.
Технический результат достигается за счет следующей конструкции.
Портативное защищенное электронно-вычислительное устройство с резистентной системой принудительного охлаждения электронных элементов, обеспечивающих функционирование устройства, содержит корпус и вентилятор охлаждения. При этом корпус выполнен из ударопрочного материала и состоит из герметично защищенного отсека, в котором с помощью крепежных элементов установлены электронные элементы, обеспечивающие функционирование устройства, и отсека для теплоотводящих элементов. Данные отсеки разделены переборкой, выполненной из теплопроводящего материала. Вентилятор охлаждения выполнен в виде центробежного вентилятора охлаждения, крыльчатка которого расположена в корпусе вентилятора, установленном с помощью крепежных элементов в отсеке для теплоотводящих элементов. Электродвигатель вентилятора установлен с помощью крепежных элементов в герметично защищенном отсеке. Электродвигатель соединен с крыльчаткой осью, проходящей через сальник, установленный в отверстии переборки. В отсеке для теплоотводящих элементов перед крыльчаткой вентилятора, по ходу движения охлаждающего воздушного потока на переборке выполнены теплоотводящие ребра. В торцевой стенке отсека для теплоотводящих элементов, перпендикулярной каналам, образованным теплоотводящими ребрами, выполнены вентиляционные отверстия. Над крыльчаткой центробежного вентилятора в стенке отсека для теплоотводящих элементов также выполнено вентиляционное отверстие. На торцевых стенках герметичного отсека установлены с помощью крепежных элементов интерфейсные разъемы, герметично закрытые заглушками, которые и в открытом состоянии остаются конструктивно закрепленными на стенках герметичного отсека.
Конструкция портативного электронно-вычислительного устройства позволяет использовать его в неблагоприятных условиях окружающей среды: влага, пыль, песок и др. и вместе с этим, обеспечивать в данных условиях принудительное охлаждение электронных элементов, обеспечивающих функционирование устройства. Например, устройство можно использовать на строительных площадках, в том числе на улице, и других областях деятельности, где использование устройства без соответствующей защиты может привести к его поломке.
Выполнение корпуса портативного электронно-вычислительного устройства из ударопрочного материала и установка электронных элементов, обеспечивающих функционирование устройства, в отсек корпуса с помощью крепежных элементов, позволяет защитить электронное элементы от повреждения в случае падения.
Выполнение корпуса с герметичным отсеком и установка в нем электронных элементов, обеспечивающих функционирование устройства, в том числе и электродвигателя центробежного вентилятора охлаждения, позволяет защитить указанные элементы от попадания влаги, пыли, песка, и, соответственно, от их поломки.
Разнесение деталей центробежного вентилятора охлаждения по разным отсекам корпуса устройства позволяет защитить электронные элементы, обеспечивающие функционирование электронно-вычислительного устройства от перегрева без нарушения герметизации отсека, в котором они установлены. Крыльчатка центробежного вентилятора охлаждения и ребра охлаждения, выполненные на переборке, не требует защиты от влаги, пыли и песка, а от повреждения в случае падения устройства они защищены корпусом устройства.
Наличие сальника, установленного в переборке, позволяет обеспечить защиту от попадания влаги, пыли и песка в отсек, где установлены электронные элементы устройства, обеспечивающие его функционирование, путем герметизации места, где проходит ось, передающая крутящий момент от электродвигателя центробежного вентилятора охлаждения к его крыльчатке.
Наличие заглушек на интерфейсных разъемах позволяет обеспечить герметизацию отсека, в котором установлены электронные элементы, обеспечивающие функционирование устройства, т.е. защитить их от попадания влаги, пыли и песка.
Конструкция заявляемого устройства и его действие поясняются графическими материалами:
фиг. 1 электронно-вычислительное устройство - вид с одного из торцов;
фиг. 2 электронно-вычислительное устройство - вид на отсек для теплоотводящих элементов.
Предложенное портативное защищенное электронно-вычислительное устройство (ноутбук или планшетный компьютер), с резистентной системой принудительного охлаждения электронных элементов, обеспечивающих функционирование устройства, (см. фиг. 1 и 2) содержит корпус 1, центробежный вентилятор охлаждения, указанные электронные элементы, обеспечивающие функционирование устройства: дисплей или сенсорный дисплей, производительный многоядерный процессор с высокой частотой, видео-ускоритель, основная плата, модуль оперативной памяти, модуль основной памяти, аккумуляторная батарея, GSM модуль, GPS модуль, герметично установленная кнопка включения/выключения и др. (не показаны), жестко соединенные друг с другом и с элементами корпуса устройства. Ряд данных электронных элементов, в особенности процессор, в процессе функционирования устройства требуют принудительного охлаждения. Корпус 1 выполнен из ударопрочного материала, предпочтительно полимерного материала, и состоит из герметично защищенного отсека 2, в котором с помощью крепежных элементов (не показаны) установлены электронные элементы, обеспечивающие функционирование устройства (не показаны), и отсека 3 для теплоотводящих элементов. Отсеки 2 и 3 разделены переборкой 4, выполненной из теплопроводящего материала. Центробежный вентилятор охлаждения содержит крыльчатку 5, расположенную в корпусе 6 вентилятора, установленном с помощью крепежных элементов в отсеке 3 для теплоотводящих элементов, и электродвигатель 7. Электродвигатель 7 центробежного вентилятора охлаждения установлен с помощью крепежных элементов в герметично защищенном отсеке 2. Электродвигатель 7 соединен с крыльчаткой 5 осью вращения (не показана), проходящей через сальник 8, установленный в отверстии переборки 4. В отсеке 3 для теплоотводящих элементов перед крыльчаткой 5 вентилятора, по ходу движения охлаждающего воздушного потока на переборке выполнены теплоотводящие ребра 9. В торцевой стенке 10 отсека 3 для теплоотводящих элементов, перпендикулярной каналам 11, образованным теплоотводящими ребрами 9, выполнены вентиляционные отверстия 12. Над крыльчаткой 5 центробежного вентилятора в стенке 13 отсека 3 для теплоотводящих элементов также выполнено вентиляционное отверстие 14. На торцевых стенках герметичного отсека 2 установлены с помощью крепежных элементов интерфейсные разъемы (не показаны), герметично закрытые заглушками (не показаны), которые и в открытом состоянии остаются конструктивно закрепленными на стенках герметичного отсека 2.
Работа предложенного устройства.
После включения устройства пользователь запускает на нем необходимое программное обеспечение для выполнения соответствующих задач. В процессе работы устройства происходит нагрев ряда электронных элементов, обеспечивающих функционирование устройства, и внутреннего объема воздуха герметичного отсека 2. Через перегородку 4, выполненную из теплопроводящего материала и теплоотводящие ребра 9 осуществляется теплоотвод от элементов обеспечивающих функционирование устройства. Крыльчатка 5 вращаемая через ось электродвигателем 7 нагнетает наружный воздух через вентиляционное отверстие 14 в стенке 13. Из корпуса 6 центробежного вентилятора охлаждения направленный наружный поток воздуха поступает в сквозные каналы 11, проходя через которые он отводит тепло от переборки 4 и теплоотводящих ребер 9, выдувая нагретый воздух через вентиляционные отверстия 12 наружу. Тем самым через переборку 4 и теплоотводящие ребра 9 обеспечивается непрерывный интенсивный отвод тепла от электронных элементов, обеспечивающих функционирование устройства. Включение/выключение центробежного вентилятора охлаждения осуществляется с помощью сигналов от термодатчиков (не показаны).
Благодаря тому, что устройство имеет герметичный отсек 2, в котором расположены электронные элементы, обеспечивающие функционирование устройства, и электродвигатель 7 вентилятора охлаждения, обеспечивается защита этих элементов от попадания влаги, пыли и песка. Тем самым центробежный вентилятор охлаждения даже в таких неблагоприятных условиях работы продолжает нормально функционировать и защищает электронные элементы, обеспечивающие функционирование устройства, от перегрева, который может привести к сбоям в работе программного обеспечения или поломке устройства.
Поскольку электронно-вычислительное устройство является портативным, в процессе эксплуатации оно может выпасть из рук пользователя или получить повреждения в иных ситуациях. В связи с этим, корпус устройства предпочтительно выполнять из ударопрочного материала. Крыльчатку 5 центробежного вентилятора охлаждения следует устанавливать внутри отсека 3 для теплоотводящих элементов, тем самым в случае падения она будет защищена от повреждения стенками отсека 3, и вентилятор охлаждения будет продолжать выполнять свою функцию даже в этом случае.
Для целей передачи данных и взаимодействия с другими устройствами, а также для зарядки аккумуляторной батареи портативное защищенное электронно-вычислительное устройство оснащено интерфейсными разъемами (не показаны). Для обеспечения герметичности отсека 2, интерфейсные разъемы закрываются герметичными заглушками (не показано). Для подключения другого устройства или для зарядки, заглушка извлекается их разъема. Другое устройство или зарядное устройство подключается посредствам проводной связи к предложенному портативному защищенному электронно-вычислительному устройству. После отключения проводной связи герметичная заглушка устанавливаются на место.
Таким образом, конструкция предложенного портативного электронно-вычислительного устройства позволяет защитить электронные элементы, обеспечивающие его функционирование.