Корпус моноблока для тяжелых условий эксплуатации

Полезная модель относится к области электронно-вычислительной техники, в частности к системам персональных компьютеров, и может быть использована при конструировании корпусов моноблоков (вариант: моноблочных компьютеров), объединяющих в одном герметичном и прочном корпусе вычислитель и устройство вывода информации в виде монитора, предназначенных для работы на подвижных объектах в условиях воздействия пыли и влаги, широкого диапазона температур, вибраций и ударов. Более конкретно, полезная модель относится к способу реализации устройства отвода тепла от электронных компонентов в моноблоке и использование его для подогрева матрицы монитора.
В патенте RU 202540 описано «Настенное компьютерное устройство», которое включает корпус, образованный фронтальной частью и задней крышкой, и размещенные в корпусе средства аппаратного обеспечения, отличающееся тем, что задняя крышка выполнена двухуровневой, при этом на первом уровне крышки размещены элементы человеко-машинного интерфейса, на втором уровне крышки размещены коммуникационные интерфейсы и средство фиксации устройства к стене, при этом средство фиксации выполнено с возможностью скрывать коммуникационные интерфейсы, расположенные на втором уровне крышки корпуса, за фронтальной частью корпуса и в полости стены. В устройстве элементы человеко-машинного интерфейса представлены дисплеем, а средства аппаратного обеспечения представлены системной шиной, процессором, памятью. На втором уровне задней крышки корпуса выполнены отверстия для вентилирования внутренней полости устройства.
Недостатком такого решения является то, что устройство не защищено от доступа наружного воздуха, пыли и влаги внутрь и использует для охлаждения средств аппаратного обеспечения приточную вентиляцию.
Известен также патент RU 78392 U1 «Персональный компьютер», в котором плоский жидкокристаллический монитор и системный блок объединены в единую конструкцию, представляющую собой подобие моноблока, отличается тем, что монитор закреплен непосредственно на корпусе системного блока так, что его задняя стенка обращена к большей по площади боковой стенке корпуса системного блока, при этом монитор закреплен на корпусе системного блока с возможностью регулирования его положения в пространстве в пределах, регламентированных необходимостью приведения экрана дисплея в удобное для пользователя положение.
Недостатком такого решения для моноблоков требующих пыле- и влагозащиты является то, что делать защищенными требуется два устройства, одно из которых подвижно относительно другого, что существенно усложняет конструкцию и увеличивает количество соединений, которые необходимо защищать от пыли и влаги, в результате чего ухудшаются условия отвода тепла.
Известен также патент RU 57477 «Компьютер», который содержит размещенные в отдельных, преимущественно плоских, корпусах монитор и системный блок. Каждый из корпусов содержит элементы их взаимного электрического соединения, выполненные, например, в виде разъемов, а также приспособления для крепления корпусов между собой или монтажа на панели.
Недостатком такого решения для моноблоков, требующих пыле- и влагозащиты, также является то, что делать защищенными требуется два устройства, что существенно усложняет конструкцию и увеличивает количество соединений, которые необходимо защищать от пыли и влаги, что также осложняет отвод тепла от теплонагруженных компонентов.
Задача, на решение которой направлена полезная модель, заключается в создании конструкции моноблочного компьютера, позволяющей в условиях воздействия пыли и влаги, вибраций и ударов, а также низких температур перераспределять выделяемое электронными устройствами тепло. Благодаря перераспределению тепла, с одной стороны обеспечивается его эффективное удаление, а с другой подогрев требующих такого подогрева элементов моноблока.
Поставленная задача решена благодаря созданию корпуса моноблочного компьютерного устройства, в котором основанием корпуса является принимающая на себя тепло металлическая плита-теплораспределитель, и который содержит фронтальную часть с монитором и размещенной в ней матрицей экрана, электронные модули аппаратного обеспечения и задний кожух. К передней поверхности плиты прикреплена несущая обрамляющая монитор фронтальная крышка, а к задней - все электронные модули и покрывающий их составленный из боковых панелей и крышки герметичный задний кожух. При этом электронные модули и кожух размещены на части площади задней поверхности плиты, благодаря чему поглощаемое площадью плиты тепло распределяется частично для рассеивания и частично для подогрева.
Имеющиеся в корпусе электронные модули, включающие, в частности, процессорную плату, модули питания, управления яркостью и громкостью и твердотельные накопители, прикреплены к задней поверхности плиты-теплораспределителя своими теплоотводами или непосредственно тепловыделяющими элементами. Такое размещение теплонагруженных элементов к хорошо проводящей тепло металлической плите обеспечивает передачу выделяемого ими тепла плите, которая частично рассеивает его, отдавая окружающей среде, а в месте расположения матрицы экрана подогревает матрицу.
Для ограничения теплового потока подогрева матрицы монитора между плитой и матрицей на передней плоскости плиты-теплораспределителя размещен теплоизоляционный материал, чтобы получить требуемый оптимальный подогрев около 10°С.
В свою очередь, для дополнительного рассеивания тепла боковые панели кожуха могут быть снабжены оребрением.
Также для улучшения теплоотдачи к незанятой площади задней поверхности плиты может быть прикреплен дополнительный радиатор.
Конструкция корпуса моноблока далее пояснена с помощью чертежей, в которых:
фиг. 1 - общий вид спереди моноблока;
фиг. 2 - вид моноблока сзади;
фиг. 3 - вид моноблока со снятой крышкой кожуха;
фиг. 4 - вид передней части моноблока с зоной соединения с матрицей со снятой фронтальной крышкой.
Как показано на фиг. 1 и 2 основой корпуса моноблока является прочная металлическая плита-теплораспределитель 2. К передней поверхности плиты 2 прикреплена фронтальная часть моноблока с обрамляющей матрицу экрана 3 фронтальной крышкой 1. На задней поверхности плиты 2 установлены выделяющие тепло электронные модули аппаратного обеспечения, включающие, в частности, процессорный модуль 11, блок питания 8, модули регулировок 10: управления яркостью и громкостью, и твердотельные накопители 9 (фиг. 3). Все модули прикреплены к задней поверхности своими теплоотводами или непосредственно тепловыделяющими элементами, что обеспечивает передачу выделяемого ими тепла к плите 2. При этом все упомянутые электронные модули установлены только на части плиты 2 и накрыты кожухом 4, содержащим крышку 6, боковые панели 5, в одной из которых 7 расположены разъемы (фиг. 3). Периметр кожуха 4 ограничивает часть плиты 2, где размещены электронные модули. Таким образом, задняя поверхность плиты 2 частично остается не занятой теплонагруженными элементами и имеет прямой контакт с окружающей средой. Соответственно, незанятая часть плиты 2 вне периметра кожуха 4 эффективно используется для отвода поступающего к ней от электронных модулей тепла. Боковые панели с ребрами также являются радиаторами для отдачи тепла окружающей среде.
Размещенная во фронтальной части матрица соединена с передней частью плиты 2 в области установки выделяющих тепло модулей и, соответственно, тепло плиты эффективно используется для подогрева матрицы, что особенно важно при применении моноблока в условиях низких температур. Для поддержания определенных условий подогрева на передней поверхности плиты 2 в зоне 12 (фиг. 4) в области расположения матрицы размещают теплоизоляционный материал, обеспечивающий требуемую оптимальную температуру такого подогрева в районе 10°С.
В целом получаемое плитой 2 тепло распределяется на используемое для подогрева матрицы экрана и на отдаваемое в окружающую среду, т.е. на охлаждение.
Для интенсификации охлаждения на боковых панелях 5 кожуха выполняют оребрение, а на не закрытую кожухом площадь задней поверхности плиты 2 устанавливают дополнительные рассеивающие тепло радиаторы.
Технический результат, опосредствующий решение указанной задачи, заключается в расширении эксплуатационных возможностей конструкции моноблочного компьютера, заключающегося в обеспечении применения его в осложненных условиях низких температур, воздействия пыли и влаги за счет применения плиты-теплораспределителя 2, эффективно перераспределяющей выделяемого установленными на ее поверхности теплонагруженными электронными модулями тепло частично для подогрева матрицы и частично для рассеивания в окружающую среду.