專利名稱：密閉型標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面箱體結(jié)構(gòu)的制作方法
密閉型標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制面箱體結(jié)構(gòu)。它適用于在野外風(fēng)沙、濕氣、鹽霧以及惡劣的工業(yè)環(huán)境中使用的工業(yè)控制系統(tǒng)的就地工作站(也叫工業(yè)控制介面，簡(jiǎn)稱RTU)，它可以不受灰塵、濕氣及鹽霧等的影響。
現(xiàn)在的工業(yè)控制系統(tǒng)，多是由一個(gè)主控計(jì)算機(jī)通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)串行接口或?qū)Ｓ媒涌谂c放置于被控設(shè)備旁的RTU相連，通過(guò)RTU控制各個(gè)執(zhí)行元件和傳感器。由于被控設(shè)備處于不同的環(huán)境之中，如象在油田，因此RTU一般也放置于這樣的環(huán)境中。有時(shí)是在沙漠中，灰沙很多;有時(shí)是在海上采油平臺(tái)，潮濕和鹽霧對(duì)電路板有很強(qiáng)的腐蝕作用。而現(xiàn)在的RTU機(jī)箱多采用開(kāi)放式，為方便散熱冷卻，都用風(fēng)扇把外界溫度較底的空氣吸入，把機(jī)箱內(nèi)較高溫度的空氣排出，達(dá)到散熱的目的。這樣的散熱方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本很低，但不能適應(yīng)各種惡劣環(huán)境。現(xiàn)在也有個(gè)別的加固型機(jī)箱，它采用密封的箱體，用箱體外殼散熱，發(fā)熱元件靠近箱體，多采用熱傳導(dǎo)的形式把熱量傳遞到箱體上。該加固型機(jī)箱雖然可以適應(yīng)各種不同的環(huán)境，抵抗灰沙以及鹽濕氣體的浸蝕，但它要求箱內(nèi)元器件的排布做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，需對(duì)現(xiàn)成裝置進(jìn)行重新設(shè)計(jì)制造，設(shè)計(jì)制造困難。由于熱平衡設(shè)計(jì)已定，不易進(jìn)行擴(kuò)充。也有的機(jī)箱內(nèi)采用冷卻液體強(qiáng)制冷卻各個(gè)元件，這樣的結(jié)構(gòu)雖然適應(yīng)性強(qiáng)，不受外界影響，但設(shè)計(jì)制造困難，成本很高。
本發(fā)明的目的是發(fā)明一種RTU機(jī)箱，它可以隔絕外界惡劣氣候?qū)?nèi)部元件的影響，不需對(duì)電路板進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，并可很方便的進(jìn)行擴(kuò)充。
本發(fā)明的結(jié)構(gòu)如附
圖1所示，它有箱體(1)，電路板(2)，風(fēng)扇(3)，其特征在于在箱體(1)下部有把箱體(1)隔成兩腔的隔板(4)，風(fēng)扇(3)裝于隔板(4)中部并使箱體(1)的上下兩腔空氣能通過(guò)風(fēng)扇流通，在隔板(4)上部風(fēng)扇(3)正面有吸熱板(5)，在箱體(1)側(cè)壁有能使氣流由箱體(1)下腔流向上腔的氣流通道(6)，在箱體(1)外有位置高于吸熱板(5)的散熱板(7)，吸熱板(5)和散熱板(7)都為其內(nèi)有流體通道的導(dǎo)熱形體，其兩者的流體通道上部出口用管道相通并且兩者的流體通道下口部出口也用管道相通，箱體(1)為使內(nèi)外空氣相隔絕的密封體。
本發(fā)明使用密封箱體，可使內(nèi)部空氣與外部環(huán)境隔開(kāi)，不受環(huán)境中灰塵、濕氣以及鹽霧的影響。在箱體隔體板(4)中部的風(fēng)扇(3)，使箱內(nèi)部空氣上下流動(dòng)，在箱體四壁裝有的電路底板以及插在插槽之上的各種電路卡散發(fā)的熱量被從箱頂部吹出的空氣帶走，達(dá)到元件散熱的目的。流經(jīng)元器件的熱空氣在風(fēng)扇(3)的作用下與擋于風(fēng)扇口的吸熱板(5)充分接觸，把熱量交于吸熱(5)后，被風(fēng)扇(3)推動(dòng)，經(jīng)過(guò)箱側(cè)壁內(nèi)的氣體通道(6)進(jìn)行循環(huán)。吸熱板(5)和散熱板(7)可以是一個(gè)盤有蛇形管的導(dǎo)熱體，也可以是一個(gè)其內(nèi)部為空腔的導(dǎo)熱體，還可以是在蛇形管上裝有多片導(dǎo)熱片的結(jié)構(gòu)體。無(wú)論是蛇形管還是導(dǎo)熱體內(nèi)的空腔都在其兩端開(kāi)兩個(gè)口，其中一個(gè)口開(kāi)在上部，另一個(gè)口開(kāi)在下部，吸熱板(5)上部開(kāi)口通過(guò)管道與散熱板(7)上部開(kāi)口相接。同樣，吸熱板(5)下部開(kāi)口通過(guò)管道與散熱板(7)下部開(kāi)口相接。散熱板(7)可以是和吸熱板(5)相同的結(jié)構(gòu)，或是兩者選用不同的形式。在安裝時(shí)，散熱板(7)的位置應(yīng)高于吸熱板(5)。在散熱板(7)與吸熱板(5)中間的空腔內(nèi)，充有一定量的熱循環(huán)工作介質(zhì)，如象氟里昂，無(wú)水酒精，氨水等，形成一個(gè)重力熱管。熱循環(huán)工作介質(zhì)在吸熱板(5)端吸熱后氣化，氣體向上運(yùn)動(dòng)達(dá)到散熱板(7)端，帶走大量的氣化熱，在散熱板(7)端冷凝為液體，把氣化熱通過(guò)散熱板(7)釋放到外界大氣中去。一般重力熱管只要有5度的溫差就能正常工作。
本發(fā)明由于采用密封機(jī)箱達(dá)到了隔絕外界灰沙、濕氣、鹽霧等的影響，而采用熱管散熱，可直接利用現(xiàn)在的普通設(shè)計(jì)電路板，不需要進(jìn)行特殊的熱平衡設(shè)計(jì)，而且擴(kuò)充方便，不會(huì)造成熱平衡的困難。
本發(fā)明中，可以在箱體(1)上部裝有一溫度傳感器，用溫度傳感器對(duì)風(fēng)扇進(jìn)行控制。箱體(1)外壁是絕熱的，如可以用隔熱材料做夾層，也可以用隔熱材料包覆箱體內(nèi)壁。在溫度傳感器上，設(shè)定溫度傳感器上限T和溫度下限T。當(dāng)溫度傳感器的溫度達(dá)到T時(shí)，風(fēng)扇起動(dòng)，箱體(1)內(nèi)強(qiáng)制通風(fēng)，加速熱交換，吸熱板(5)與散熱板(7)形成的熱管能把更多的熱量帶出箱外。當(dāng)溫度傳感器的溫度讀數(shù)下降到T時(shí)，關(guān)閉風(fēng)扇，減少箱內(nèi)的熱交換，從而達(dá)到粗略溫控的目的。
本發(fā)明的箱體應(yīng)充分密封，特別是在電纜的進(jìn)出口處。箱內(nèi)可充入干燥空氣，也可充入惰性氣體如氮?dú)?，氦氣等。其?nèi)壓力應(yīng)稍高于外界壓力，并應(yīng)定期清理。本發(fā)明對(duì)內(nèi)部電路無(wú)特殊限制，母板上可留有多個(gè)擴(kuò)展插槽，以便在使用中靈活擴(kuò)充。其擴(kuò)充插卡可用可在普通環(huán)境下工作的電路板。箱體(1)內(nèi)部被隔板(4)隔成的下腔不用大，只要能使風(fēng)扇(3)的工作阻力不過(guò)大即可。箱體(1)側(cè)壁中的氣流通道(6)可為箱壁的夾層形式，在箱頂與箱側(cè)壁向內(nèi)開(kāi)有多個(gè)孔槽，孔槽分布應(yīng)比較均勻，以使氣體能均勻吹入箱體上腔。吸熱板(5)裝在風(fēng)扇(3)上方，并應(yīng)比風(fēng)扇(3)大得多。風(fēng)扇(3)的安裝位置能保證上腔氣體在被風(fēng)扇吹入下腔前充分與其接觸并有一定的流速以減小熱阻，增加熱交換的效率。在吸熱板(5)與散熱板(7)中間的空腔內(nèi)充有的熱循環(huán)工作介質(zhì)的量應(yīng)保證其內(nèi)有一定的氣態(tài)空間。如果空腔容積較小而又希望多充入一些熱循環(huán)工作介質(zhì)，可在吸熱板(5)下部出口外接入一與其位置差不多高的容器，儲(chǔ)備一部份工作介質(zhì)。
權(quán)利要求
1.密閉型標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面箱體結(jié)構(gòu)，它有箱體(1)，電路板(2)，風(fēng)扇(3)，其特征在于在箱體(1)下部有把箱體(1)隔成兩腔的隔板(4)，風(fēng)扇(3)裝于隔板(4)中部并使箱體(1)的上下兩腔空氣能通過(guò)風(fēng)扇流通，在隔板(4)上部風(fēng)扇(3)正面有吸熱板(5)，在箱體(1)側(cè)壁有能使氣流由箱體(1)下腔流向上腔的氣流通道(6)，在箱體(1)外有位置高于吸熱板(5)的散熱板(7)，吸熱板(5)和散熱板(7)都為其內(nèi)有流體通道的導(dǎo)熱形體，其兩者的流體通道上部出口用管道相通并且兩者的流體通道下部出口出也用管道相通，箱體(1)為使內(nèi)外空氣相隔絕的密封體。
2.如權(quán)利要求1所述的密閉型標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面箱體結(jié)構(gòu)，其特征在于在箱體(1)內(nèi)上部裝有一對(duì)風(fēng)扇(3)工作進(jìn)行控制的溫度傳感器，箱體(1)外壁是絕熱的。
3.如權(quán)利要求1或2所述的密閉型標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面箱體結(jié)構(gòu)，其特征在于箱體(1)內(nèi)充有惰性氣體。
全文摘要
密閉型標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制介面箱體結(jié)構(gòu)。它是一種工業(yè)控制系統(tǒng)的當(dāng)?shù)毓ぷ髡?簡(jiǎn)稱RTU)箱體結(jié)構(gòu)。本箱體采用密閉結(jié)構(gòu)，可有效地防止外部灰沙、濕氣及鹽霧以及惡劣的工業(yè)環(huán)境的影響，必要時(shí)可作防腐、防爆特殊箱體。同時(shí)，采用內(nèi)部的吸熱板與外部的散熱板經(jīng)及其間的熱循環(huán)工作介質(zhì)組成熱管，把箱體內(nèi)元器件發(fā)出的熱量排出箱外，達(dá)到控制溫升的目的。箱體內(nèi)的風(fēng)扇使電路板如同工作在普通內(nèi)環(huán)境一般，可不用改變電路板的熱設(shè)計(jì)。
文檔編號(hào)G12B9/02GK1049568SQ8910632
公開(kāi)日1991年2月27日 申請(qǐng)日期1989年8月12日 優(yōu)先權(quán)日1989年8月12日
發(fā)明者石行 申請(qǐng)人:北京市西城新開(kāi)通用試驗(yàn)廠