本發(fā)明涉及一種盲插式液冷模塊，具體涉及一種可提供快速插拔能力、超高散熱能力、機(jī)電液協(xié)同盲插能力、具有射頻盲插能力、高電磁屏蔽能力、抗振動沖擊能力強(qiáng)、防鹽霧能力強(qiáng)、人機(jī)界面友好、外形美觀、方便操作且能滿足軍用環(huán)境使用要求的盲插式液體通流功能模塊。

背景技術(shù)：

功能模塊由于適合通信電子行業(yè)的要求，符合通信電子功能模塊化、系列化和組合化(三化)的要求，尺寸符合相關(guān)的國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，大量應(yīng)用于通信電子行業(yè)，與19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱和atr機(jī)箱配套。其主要結(jié)構(gòu)特點為由前面板、腔體、連接器和蓋板組成。上述各部分均為導(dǎo)電金屬體，其共同組成一完整的模塊盒體，用于安裝印制板、元器件、電子組件。功能模塊的外形尺寸沒有一個固定值，以滿足單機(jī)或系統(tǒng)的要求為主。

當(dāng)模塊中安裝有印制板、元器件、電子組件時，模塊設(shè)計就要考慮很多因素：電子組件拆裝的方便性；模塊散熱性能；模塊抗振動沖擊性能；模塊的電磁兼容性能；模塊的防腐蝕性能；模塊的維修保障性能；模塊的快速響應(yīng)性能，模塊的“三化”。這些因素互相影響，有些因素還互相排斥，牽一發(fā)而動全身，需要在設(shè)計中綜合考慮，兼顧各種性能要求。

cpci、vpx和asaac標(biāo)準(zhǔn)由于適合通信電子行業(yè)功能模塊的要求，截面尺寸符合相關(guān)的國際國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)，故大量應(yīng)用于通信電子行業(yè)。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電子設(shè)備向集成化、小型化、模塊化方向發(fā)展，功能模塊的耗散功率越來越大。功能模塊的功耗由10w增加到80w，有些模塊最大功耗接近200w。vpx總線作為新一代的總線標(biāo)準(zhǔn)，改進(jìn)了電源供電，5v最高可達(dá)115w，12v最高可達(dá)384w，48v最高可達(dá)768w。電子設(shè)備的有效輸出功率比所需的輸入功率小得多，而這部分多余的功率則轉(zhuǎn)化為熱量而耗散掉。

因此，功能模塊提供了對上述因素的一種解決方案，cpci、vpx和asaac標(biāo)準(zhǔn)的功能模塊對外部尺寸和外部接口做了一定的規(guī)定，其它功能模塊對外部尺寸、外部接口和內(nèi)部結(jié)構(gòu)均未做規(guī)定，以滿足單機(jī)或系統(tǒng)的要求為主。導(dǎo)致內(nèi)、外部結(jié)構(gòu)千差萬別，無法進(jìn)行結(jié)構(gòu)件模塊化。散熱設(shè)計以風(fēng)冷為主，功能模塊耗散功率小的以自然散熱為主，耗散功率大的以強(qiáng)迫風(fēng)冷為主。冷卻氣體通過功能模塊表面，與模塊中的印制板、元器件或電子組件表面充分換熱后帶走熱量。同時對模塊抗振動沖擊性能，模塊的電磁兼容性能，模塊的防腐蝕性能，模塊的快速插拔性能和模塊的維修保障性能等考慮不多，導(dǎo)致功能模塊有如下缺陷：模塊不具備快速拆裝的能力，散熱能力不高，防鹽霧能力不強(qiáng)，抗振動沖擊能力不強(qiáng)，模塊維護(hù)困難，模塊化差。

通過多年研究發(fā)展，現(xiàn)有相關(guān)產(chǎn)品主要有商用標(biāo)準(zhǔn)總線模塊、標(biāo)準(zhǔn)總線加固模塊和asaac標(biāo)準(zhǔn)模塊三大類。且均有散熱能力不高，沒有射頻盲插能力，防鹽霧能力不強(qiáng)，模塊抗振動沖擊能力不強(qiáng)，模塊電磁兼容性能與散熱性能、快速拆卸性能互相排斥的技術(shù)難題。

一、商用標(biāo)準(zhǔn)總線模塊(插件)

此類模塊(插件)采取的解決方案為統(tǒng)一印制板截面尺寸，一般采用b尺寸系列6u或3u板卡，截面尺寸為233.35×160mm或100×160mm；統(tǒng)一采用助拔器來固定和插拔。cpci總線和vpx總線結(jié)構(gòu)的背板槽間距為0.8英寸(20.32mm)。cpci總線和vpx總線結(jié)構(gòu)的模塊厚度有20mm和40mm兩種。cpci總線結(jié)構(gòu)的模塊印制板元件面距離分界面的距離有4.07mm和6.61mm兩種，vpx總線結(jié)構(gòu)的模塊印制板元件面距離分界面的距離有4.06mm和6.61mm兩種。因此，與之配套的助拔器也有兩種。模塊的印制板邊緣作為模塊的初導(dǎo)向，模塊的固定采用助拔器自帶的螺釘與機(jī)箱框架固定。模塊數(shù)字信號通過印制板所裝的盲插連接器與背板互聯(lián)，射頻連接器安裝于模塊前面板，射頻互聯(lián)只能通過電纜在模塊前面板上的射頻連接器之間進(jìn)行連接。模塊采用單印制板或在大印制板上加子卡的方式，模塊散熱主要采用強(qiáng)迫風(fēng)冷的方式。與之配套的商用19英寸標(biāo)準(zhǔn)總線機(jī)箱的散熱設(shè)計采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，冷卻氣流從機(jī)箱下蓋板進(jìn)入，穿過模塊間隙后從上蓋板排出。主要依靠模塊自身的印制板和安裝在印制板上的元器件與冷卻氣體充分接觸，充分換熱，來帶走自身的熱量，所以此類模塊散熱能力不強(qiáng)。為了模塊插拔方便，此機(jī)箱沒有屏蔽罩，機(jī)箱是開放的，模塊的前面板和機(jī)箱前面板共同組成完整的單機(jī)前面板。

此類模塊的缺點沒有射頻盲插能力，散熱能力不高，防鹽霧能力不強(qiáng)，抗振動沖擊能力不強(qiáng)，電磁兼容性能不高。模塊快速拆卸能力有所提高，但是有射頻連接的模塊快速拆卸依然不方便。模塊和機(jī)箱組合太多，不利于模塊化。

二、標(biāo)準(zhǔn)總線加固模塊(插件)

針對商用標(biāo)準(zhǔn)總線模塊(插件)的缺點，發(fā)展了標(biāo)準(zhǔn)總線加固模塊(插件)。此類模塊采用加固技術(shù)，對模塊進(jìn)行加固。模塊采用金屬加固，半封閉結(jié)構(gòu)，冷卻氣流通過印制板表面和加固的金屬件表面，有些在金屬加固的基礎(chǔ)上增加鎖緊條，并相應(yīng)更改機(jī)箱導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)形式。背板的槽間距跟采用的總線結(jié)構(gòu)有關(guān)，cpci總線結(jié)構(gòu)的背板槽間距為0.8英寸(20.32mm)，vita48總線結(jié)構(gòu)的背板槽間距為0.8英寸(20.32mm)，0.85英寸(21.59mm)，1英寸(25.4mm)三種。相應(yīng)地，cpci總線結(jié)構(gòu)的模塊厚度有20mm和40mm兩種，vita48總線結(jié)構(gòu)的模塊厚度有19.56mm，20.83mm和24.64mm三種。cpci總線結(jié)構(gòu)的模塊印制板元件面距離分界面的距離有4.07mm和6.61mm兩種，vita48總線結(jié)構(gòu)的模塊印制板元件面距離分界面的距離有4.83mm，6.10mm，7.87mm三種。散熱設(shè)計采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，冷卻氣流從機(jī)箱前面板進(jìn)入，穿過加固模塊間隙后從后面板排出。有些加固模塊增加了鎖緊條，通過鎖緊條將模塊與機(jī)箱導(dǎo)軌固定，這樣模塊散熱除了對流散熱外，又增加了一條傳導(dǎo)散熱通路，同時通過金屬件與關(guān)鍵元器件進(jìn)行傳導(dǎo)散熱，改善了關(guān)鍵元器件的散熱環(huán)境，提高了模塊的散熱能力。有些模塊加固采用了鎖緊條的結(jié)構(gòu)形式，商用的助拔器不能采用，要重新設(shè)計助拔器。所以新設(shè)計的助拔器種類很多，沒有標(biāo)準(zhǔn)化，插拔也沒有商用助拔器方便。

此類模塊的缺點沒有射頻盲插能力，防鹽霧能力不強(qiáng)，模塊快速拆卸能力不高。插件和機(jī)箱組合太多，不利于模塊化。模塊散熱能力、抗振動沖擊能力、電磁兼容性能有所提高，但依然不足，不能滿足機(jī)載平臺、特種平臺等高標(biāo)準(zhǔn)平臺和軍用環(huán)境的要求。

三、asaac標(biāo)準(zhǔn)模塊

針對標(biāo)準(zhǔn)總線加固模塊(插件)的缺點，發(fā)展了asaac標(biāo)準(zhǔn)模塊。此類模塊的外形尺寸采用統(tǒng)一的截面外形尺寸，截面尺寸為160mm(高度)×233.4mm(深度)。模塊采用金屬加固，全封閉結(jié)構(gòu)，包括模塊盒、蓋板、印制板、助拔器、鎖緊條和盲插連接器。asaac標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)的模塊印制板元件面距離分界面的距離統(tǒng)一為7.99mm。助拔器通過沉頭螺釘固定在模塊盒上，提供助插和助拔能力，可以實現(xiàn)模塊的快速插拔；盲插連接器先壓接在印制板上，再通過螺釘安裝在模塊盒和蓋板上；鎖緊條通過螺釘安裝在模塊盒的導(dǎo)熱肋片上。散熱設(shè)計采用傳導(dǎo)散熱，印制板上的熱源通過盒體傳導(dǎo)到導(dǎo)熱肋片上，通過導(dǎo)熱肋片傳導(dǎo)到配套的機(jī)箱或機(jī)架來散熱。模塊通過鎖緊條可將功能模塊的導(dǎo)熱肋片緊密的固定在機(jī)箱或機(jī)架導(dǎo)軌上，降低模塊和機(jī)箱或機(jī)架導(dǎo)軌之間的界面熱阻，提供一條低熱阻的傳熱路徑。模塊采用助拔器和鎖緊條后，可實現(xiàn)模塊的快速插拔，減少插拔時間，也降低了操作人員的工作強(qiáng)度。商用的助拔器不能采用，要重新設(shè)計助拔器。所以新設(shè)計的助拔器種類很多，沒有標(biāo)準(zhǔn)化，插拔也沒有商用助拔器方便。盡管背板的槽間距統(tǒng)一為1英寸(25.4mm)，但模塊的厚度可以自行選擇，模塊厚度不統(tǒng)一。模塊散熱能力比標(biāo)準(zhǔn)總線加固模塊(插件)強(qiáng)，配套機(jī)箱(架)采用強(qiáng)迫風(fēng)冷，模塊散熱能力可達(dá)100w；配套機(jī)箱(架)采用強(qiáng)迫液冷，模塊散熱能力可達(dá)150w。模塊散熱能力有所提高，但依然無法滿足功能模塊日益增長的散熱要求。

此類模塊的缺點沒有射頻盲插能力，模塊快速拆卸能力不高。插件和機(jī)箱組合太多，不利于模塊化。模塊散熱能力、抗振動沖擊能力、電磁兼容性能、防鹽霧能力有所提高，但依然不足，不能滿足機(jī)載平臺、特種平臺等高標(biāo)準(zhǔn)平臺和軍用環(huán)境的要求。

在移動通信、應(yīng)急通信，特別是特種通信領(lǐng)域，對設(shè)備的性能和設(shè)備的快速響應(yīng)能力通常有著較高的要求。而前述技術(shù)方案的固有特點導(dǎo)致其散熱性能無法滿足功能模塊日益增長的散熱要求。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，功能模塊的耗散功率越來越大，模塊的功耗由10w增加到80w，有些模塊最大功耗接近200w甚至更大，還無實現(xiàn)模塊散熱能力達(dá)300w以上而且同時滿足快速拆卸更換的應(yīng)用實例。導(dǎo)致耗時、費力，效率不高，往往貽誤戰(zhàn)機(jī)。其還不能滿足某些要求有很高機(jī)動性要求的應(yīng)用需求。同時模塊的防鹽霧能力不強(qiáng)，抗振動沖擊能力不強(qiáng)，電磁兼容性能不高等缺點也限制了模塊的應(yīng)用范圍，對環(huán)境適應(yīng)性和性能要求高的軍工電子領(lǐng)域并不適合。

因技術(shù)難度高，單個模塊實現(xiàn)功耗300w以上散熱能力，滿足功能模塊越來越高的散熱要求一直是功能模塊發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)難題，同時模塊散熱性能與快速拆卸性能、電磁兼容性能不互相排斥也一直是此類模塊難以解決的技術(shù)難題，是實現(xiàn)高機(jī)動應(yīng)用需求的關(guān)鍵技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種可實現(xiàn)快速插拔能力、超高散熱能力、機(jī)電液協(xié)同盲插能力、具有射頻盲插能力、高電磁屏蔽能力、抗振動沖擊能力強(qiáng)、防鹽霧能力強(qiáng)、人機(jī)界面友好、外形美觀、方便操作且能滿足軍用環(huán)境使用要求的盲插式液體通流功能模塊，以解決此類模塊拆卸困難，散熱能力不高，防鹽霧能力不強(qiáng)，模塊抗震動沖擊能力不強(qiáng)，模塊電磁兼容性能與散熱性能、快速拆卸性能互相排斥的技術(shù)難題。

為解決以上現(xiàn)有難題，本發(fā)明公開了一種盲插式液冷模塊，包括：

一種盲插式液冷模塊，包括液冷腔體，所述液冷腔體由腔體、內(nèi)置的流道和流體組合構(gòu)成，所述液冷腔體前方設(shè)置有助拔器，后方設(shè)置有浮動盲插連接器，中間設(shè)置有若干印制板以及元器件的一種，兩側(cè)設(shè)置有鎖緊條，至少上方設(shè)置有蓋板，所述蓋板、液冷腔體以及浮動盲插連接器共同構(gòu)成隔絕腔室，所述隔絕腔室為所述印制板以及元器件的一種進(jìn)行電磁屏蔽和鹽霧隔絕，所述液冷腔體的后方設(shè)置有盲插液冷接頭，所述盲插液冷接頭與液冷腔體內(nèi)置的流道之間構(gòu)成冷卻通道，流通冷卻液體為所述印制板或元器件進(jìn)行冷卻降溫。

進(jìn)一步地，所述液冷腔體內(nèi)部設(shè)置有液體流道，內(nèi)置流道為串聯(lián)管路和串并聯(lián)相結(jié)合的管路的任意一種，以滿足模塊散熱性能為主要的考慮因素，內(nèi)置流道形式為經(jīng)銑加工出來的管路或為管路中內(nèi)嵌翅片或為微通道以及微槽道的液冷管路的任意一種。

進(jìn)一步地，所述液冷腔體后面設(shè)置有兩個盲插液冷接頭，所述盲插液冷接頭與內(nèi)置流道聯(lián)通，盲插液冷接頭與液冷背板上浮動盲插液冷座連接，冷卻液體通過一盲插液冷接頭進(jìn)入所述液冷腔體內(nèi)部，流經(jīng)內(nèi)置流道，將傳導(dǎo)到流道上的熱量帶走，且從另一盲插液冷接頭流出，且對所述功能模塊進(jìn)行冷卻降溫。

進(jìn)一步地，所述浮動盲插連接器壓接在所述印制板上，并通過螺釘安裝在所述液冷腔體和蓋板上，浮動盲插連接器上設(shè)置有鍵位，所述鍵位與背板上對應(yīng)的盲插連接器一致。

進(jìn)一步地，所述液冷腔體前面板中間設(shè)置有調(diào)試口蓋，調(diào)試口蓋通過不脫出螺釘固定在液冷腔體前面板上，方便模塊調(diào)試。

進(jìn)一步地，盲插式液冷模塊截面尺寸統(tǒng)一為233.4x160mm，模塊厚度統(tǒng)一為24mm。

進(jìn)一步地，所述液冷腔體采用鋁合金6061，所述蓋板采用防銹鋁，所述浮動盲插連接器外殼采用鋁合金，所述盲插液冷接頭采用鋁合金、鈦合金和不銹鋼的任意一種。

有益效果：采用上述結(jié)構(gòu)設(shè)置的盲插式液冷模塊具有以下優(yōu)點：

1、實現(xiàn)了功能模塊快速插拔，調(diào)試維護(hù)方便。功能模塊自身不帶任何其它工具，完全利用模塊和機(jī)箱(架)的自身配合實現(xiàn)了功能模塊的快速插拔、快速更換。顯著提高了設(shè)備的可維修性，極大縮短了mttr，減小了操作人員的工作強(qiáng)度，降低了操作人員的專業(yè)技能要求，可極大地提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力。

2、散熱能力超強(qiáng)，模塊采用液體通流技術(shù)，冷卻液體通過液冷腔體內(nèi)置流道直接將印制板上的元器件傳導(dǎo)過來的熱量帶走，單個模塊散熱能力高達(dá)1000w。

3、實現(xiàn)了機(jī)電液協(xié)同盲插，將盲插結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)、射頻盲插技術(shù)和液冷盲插技術(shù)集成在一個液冷模塊上，同時驗證了機(jī)、電、液的盲插的性能和可靠性，實現(xiàn)了機(jī)箱(架)和模塊的機(jī)電液盲插結(jié)構(gòu)協(xié)同設(shè)計。

4、盲插式液冷模塊采用浮動盲插連接器，可將數(shù)字、射頻、光、電源等信號集成在一起，通過盲插連接器連接到背板上，實現(xiàn)了數(shù)字、射頻和光信號的集成盲插，所有的信號通過背板與其它功能模塊互接，大大減少電纜的數(shù)量，提高了電磁兼容性、可靠性和抗振動沖擊能力。

5、抗力學(xué)環(huán)境能力強(qiáng)，可抵抗不小于30g的沖擊載荷，可滿足均方根值為13.5g的隨機(jī)振動，可適應(yīng)機(jī)載和特種平臺應(yīng)用環(huán)境要求。

6、電磁兼容性高，盲插式液冷模塊是全封閉的結(jié)構(gòu)，調(diào)試接口外面有調(diào)試口蓋封上，模塊與背板的連接都通過盲插連接器，極大減少了連接器和電纜數(shù)量，提高了模塊的電磁兼容性。

7、防鹽霧能力強(qiáng)，模塊是全封閉的結(jié)構(gòu)，模塊的散熱是通過冷卻液體流經(jīng)液冷腔體內(nèi)部，印制板上的元器件熱量傳導(dǎo)到臨近的液冷腔體上，通過內(nèi)置液冷管路上流動的冷卻液體來散熱的，冷卻液體不直接接觸印制板和元器件。模塊可滿足國軍標(biāo)96小時的鹽霧試驗。與此模塊配套的機(jī)箱或機(jī)架可以做成密封機(jī)箱，這樣模塊可滿足國軍標(biāo)96小時以上的鹽霧試驗。

8、模塊化程度高，統(tǒng)一了模塊的截面尺寸，模塊的厚度，模塊的外部接口，有利于結(jié)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，大大降低了模塊制造和管理的成本，也有利于與其配套機(jī)箱的模塊化。

本發(fā)明適應(yīng)工作平臺范圍廣泛，可安裝在飛機(jī)、大型無人機(jī)、汽車、越野車、裝甲車、艦船等移動平臺或固定平臺等各種形式的工作平臺。

本發(fā)明技術(shù)方案原理先進(jìn)、結(jié)構(gòu)實現(xiàn)簡單。對有類似結(jié)構(gòu)的模塊等或其它設(shè)備同樣具有借鑒指導(dǎo)意義。在通信電子行業(yè)特別是要求快速響應(yīng)、環(huán)境適應(yīng)性高和性能要求高的應(yīng)急通信、軍工電子等民用、國防等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立體圖。

圖2是本發(fā)明的分解圖。

圖3是本發(fā)明與機(jī)架的關(guān)系示意圖。

圖4是本發(fā)明與液冷背板的連接關(guān)系示意圖。

圖5是本發(fā)明在機(jī)架上的使用狀態(tài)圖。

圖6是本發(fā)明在標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱上的使用狀態(tài)圖。

圖7是圖6的局部放大視圖。

其中：1為蓋板；2為液冷腔體；3為助拔器；4為鎖緊條；5為盲插液冷接頭；6為浮動盲插連接器；7為調(diào)試口蓋；7-1為小面板；7-2為不脫出螺釘；8為印制板；9為鍵位組件；10為盲插式液冷功能模塊；11為機(jī)架框架；11-1為機(jī)架下導(dǎo)軌；11-2為機(jī)架上導(dǎo)軌；12為液冷背板；12-1為背板分液器；12-2為盲插連接器座；12-3為液冷進(jìn)口；12-4為液冷出口；12-5為盲插液冷連接器座；13為機(jī)架后面板；14為19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱；14-1為機(jī)箱導(dǎo)軌；14-2為屏蔽罩。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖和具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。

(一)如圖1、圖2、圖3所示為本發(fā)明的一個實施例，本實施例將功能模塊改造為一種可實現(xiàn)快速插拔能力、超高散熱能力、機(jī)電液協(xié)同盲插能力、具有射頻盲插能力、高電磁屏蔽能力、抗振動沖擊能力強(qiáng)、防鹽霧能力強(qiáng)、人機(jī)界面友好、外形美觀、方便操作且能滿足軍用環(huán)境使用要求的盲插式液冷模塊。

整個模塊采用模塊化的設(shè)計思路，蓋板1、助拔器3、鎖緊條4、盲插液冷接頭5、浮動盲插連接器6、調(diào)試口蓋7等均實現(xiàn)模塊化。實現(xiàn)盲插式液冷功能模塊10快速插拔和快速更換，調(diào)試維護(hù)方便。

盲插式液冷功能模塊10和機(jī)箱(架)自身不帶任何其它工具，完全利用盲插式液冷功能模塊10和機(jī)箱(架)的自身配合實現(xiàn)盲插式液冷功能模塊10的快速插拔、快速更換。顯著提高設(shè)備的可維修性，極大縮短mttr，減小操作人員的工作強(qiáng)度，降低操作人員的專業(yè)技能要求，可極大地提高系統(tǒng)的快速響應(yīng)能力。同時解決模塊電磁兼容性能與散熱性能、快速拆卸性能互相排斥的技術(shù)難題。本發(fā)明實施例可以滿足機(jī)載平臺安裝要求和環(huán)境適應(yīng)性要求，同時滿足軍用環(huán)境使用要求和性能指標(biāo)要求。

本發(fā)明盲插式液冷功能模塊包括蓋板1、液冷腔體2、助拔器3、鎖緊條4、盲插液冷接頭5、浮動盲插連接器6、調(diào)試口蓋7、印制板8、鍵位組件9等部分組成(如圖1、圖2所示)。調(diào)試口蓋7包括小面板7-1、不脫出螺釘7-2。印制板8是結(jié)構(gòu)外形尺寸統(tǒng)一的不同電性能的印制板，安裝在液冷腔體上，組成不同電性能，不同功能的模塊。

模塊具體結(jié)構(gòu)如圖2所示，由蓋板1、液冷腔體2、助拔器3、鎖緊條4、盲插液冷接頭5、浮動盲插連接器6、調(diào)試口蓋7、印制板8、鍵位組件9組成。所示蓋板1、液冷腔體2、助拔器3、鎖緊條4、調(diào)試口蓋7均為鋁合金，盲插液冷接頭5、浮動盲插連接器6的殼體也采用鋁合金，印制板8為總線結(jié)構(gòu)印制板，共同組成一完整的盲插式液冷功能模塊。

本實施例中對模塊結(jié)構(gòu)的改造都是基于標(biāo)準(zhǔn)模塊外形和接口不變的情況下的改動，改造后的模塊外形和接口要求符合標(biāo)準(zhǔn)vpx和asaac的要求，因此此項改動不會改變或影響模塊的外形尺寸和接口。其目的只在于為實現(xiàn)快速插拔能力、超高散熱能力、機(jī)電液協(xié)同盲插能力、具有射頻盲插能力、高電磁屏蔽能力、抗振動沖擊能力強(qiáng)、防鹽霧能力強(qiáng)、人機(jī)界面友好、外形美觀、方便操作且能滿足軍用環(huán)境使用要求。

(二)為實現(xiàn)盲插式液冷功能模塊10的快速拆裝和更換，本實施例中盲插式液冷功能模塊10采用圖1和圖2所示的結(jié)構(gòu)形式，盲插式液冷功能模塊10包括蓋板1、液冷腔體2、助拔器3、鎖緊條4、盲插液冷接頭5、浮動盲插連接器6、調(diào)試口蓋7、印制板8和鍵位組件9，助拔器3通過沉頭螺釘固定在液冷腔體2上，提供助插和助拔能力，可以實現(xiàn)模塊的快速插拔；盲插液冷接頭5直接安裝在液冷腔體2后面；浮動盲插連接器6先壓接在印制板8上，再通過螺釘安裝在液冷腔體2和蓋板1上；鎖緊條4通過螺釘安裝在液冷腔體2的導(dǎo)熱肋片上；盲插式液冷功能模塊10通過鎖緊條4固定在機(jī)架導(dǎo)軌11-1、11-2的插槽上，提供可靠的固定作用；盲插式液冷功能模塊10采用助拔器3和鎖緊條4后，可實現(xiàn)盲插式液冷功能模塊10的快速插拔，減少插拔時間，助拔器3有助插助拔功能，也降低了操作人員的工作強(qiáng)度；盲插式液冷功能模塊10采用盲插液冷接頭5，通過盲插液冷接頭5連接到液冷背板12上的盲插液冷連接器座12-5，實現(xiàn)液冷盲插，拆裝盲插式液冷功能模塊10時可以省卻拆裝液冷接頭的工作，節(jié)省了時間；同時盲插式液冷功能模塊10采用浮動盲插連接器6，可將數(shù)字、射頻、光、電源等信號集成在一起，通過盲插連接器6連接到液冷背板12上，實現(xiàn)了數(shù)字、射頻和光信號的集成盲插，所有的信號通過液冷背板12與其它功能模塊互聯(lián)或與外部單機(jī)連接；盲插式液冷功能模塊10采用此射頻盲插技術(shù)后，盲插式液冷功能模塊10的射頻不用在模塊前面板出線，射頻互聯(lián)也不需要通過射頻電纜在所述功能模塊前面板的射頻連接器之間進(jìn)行連接，拆裝盲插式液冷功能模塊10時可以省卻拆裝射頻電纜的工作，節(jié)省大量的時間，極大改善了盲插式液冷功能模塊10的調(diào)試和維修。

(三)為實現(xiàn)超強(qiáng)的散熱能力，盲插式液冷功能模塊10采用液體通流技術(shù)，冷卻液體通過液冷腔體2內(nèi)置流道直接將印制板8上的元器件傳導(dǎo)過來的熱量帶走。本實施例中的盲插式液冷功能模塊10采用圖2所示結(jié)構(gòu)，機(jī)架結(jié)構(gòu)采用圖3所示結(jié)構(gòu)。盲插式液冷功能模塊10包括蓋板1、液冷腔體2、助拔器3、鎖緊條4、盲插液冷接頭5、浮動盲插連接器6、調(diào)試口蓋7、印制板8和鍵位組件9，鎖緊條4通過螺釘安裝在液冷腔體2的導(dǎo)熱肋片上；液冷腔體2內(nèi)置冷卻液流道，印制板8上熱耗較大的元器件在液冷腔體2上的對應(yīng)位置都有流道分布，熱量可以就近傳導(dǎo)到液冷腔體2上內(nèi)置流道的冷卻液上，熱源傳導(dǎo)路徑很短，可以大大提高散熱效率；盲插式液冷功能模塊10中印制板8上的熱源均通過合理的設(shè)計提供低熱阻傳熱路徑，熱源與導(dǎo)熱塊或液冷腔體2之間采用高性能的導(dǎo)熱墊以減少接觸熱阻；內(nèi)置流道或串聯(lián)或并聯(lián)或串并聯(lián)，根據(jù)印制板8上熱源的分布不同而不同，在散熱效率、結(jié)構(gòu)性能和重量之間進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，讓流道內(nèi)的冷卻液和熱源充分換熱；盲插式液冷功能模塊10采用強(qiáng)迫液冷的方式，通過冷卻液體流經(jīng)液冷腔體2內(nèi)部，印制板8上的元器件熱量傳導(dǎo)到臨近的液冷腔體2上，通過內(nèi)置液冷管路上流動的冷卻液體來散熱，冷卻液體不直接接觸印制板8和元器件；冷卻液體從液冷腔體2后面的盲插液冷接頭5進(jìn)入，直接經(jīng)過液冷腔體2的內(nèi)置流道，與印制板8上的熱源充分換熱后，由另一盲插液冷接頭5流出模塊外。

盲插式液冷功能模塊10的液冷腔體2和機(jī)架導(dǎo)軌11-1、11-2都采用導(dǎo)熱系數(shù)很高的鋁合金6061；盲插式液冷功能模塊10通過鎖緊條4固定在機(jī)架導(dǎo)軌11-1、11-2的插槽上，可將盲插式液冷功能模塊10的導(dǎo)熱肋片緊密的固定在機(jī)架導(dǎo)軌11-1、11-2上，提供一條輔助的傳熱路徑。

通過這些措施，顯著提高了模塊的散熱能力。每個模塊最大散熱能力可達(dá)1000w，可以滿足國軍標(biāo)gjb150.3a-2009高溫試驗的要求。

(四)為實現(xiàn)機(jī)電液協(xié)同盲插能力，本實施例中的盲插式液冷功能模塊10采用圖2所示結(jié)構(gòu)，機(jī)架結(jié)構(gòu)采用圖3所示結(jié)構(gòu)，液冷背板12采用圖4所示結(jié)構(gòu)。盲插式液冷功能模塊10上安裝有助拔器3和鎖緊條4，通過鎖緊條4固定在機(jī)架導(dǎo)軌11-1、11-2的插槽上，完全利用模塊上助拔器3和機(jī)架框架11的機(jī)架導(dǎo)軌11-1、11-2自身配合實現(xiàn)了盲插式液冷功能模塊10的快速插拔、快速更換。通過機(jī)架上的插槽和盲插式液冷功能模塊10上的導(dǎo)熱肋片的配合實現(xiàn)初定位。盲插式液冷功能模塊10采用盲插液冷接頭5和浮動盲插連接器6，可將液冷、數(shù)字、射頻、光、電源等信號集成在一起，共用浮動盲插連接器6上的定位銷，與盲插液冷連接器座12-5上的銷孔配合，實現(xiàn)精定位。通過盲插液冷接頭5和盲插連接器6，連接到液冷背板12上，實現(xiàn)了液冷、數(shù)字、射頻和光信號的集成盲插，所有的信號通過液冷背板12與其它功能模塊互聯(lián)或與外部單機(jī)連接。液冷背板12上安裝有盲插連接器座12-2和盲插液冷連接器座12-5，與盲插式液冷功能模塊10上的浮動盲插連接器6和盲插液冷接頭5配合，形成集成盲插能力。通過上述設(shè)計，將盲插結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)、射頻盲插技術(shù)和液冷盲插技術(shù)集成在一個液冷模塊上，實現(xiàn)了機(jī)電液協(xié)同盲插。

(五)為實現(xiàn)模塊的高抗振動沖擊能力，本實施例中的盲插式液冷功能模塊10采用圖2所示結(jié)構(gòu)，機(jī)架結(jié)構(gòu)采用圖3所示結(jié)構(gòu)，液冷背板結(jié)構(gòu)采用圖4所示結(jié)構(gòu)。盲插式液冷功能模塊10包括蓋板1、液冷腔體2、助拔器3、鎖緊條4、盲插液冷接頭5、浮動盲插連接器6、調(diào)試口蓋7、印制板8和鍵位組件9，鎖緊條4通過螺釘安裝在液冷腔體2的導(dǎo)熱肋片上；盲插式液冷功能模塊10通過鎖緊條4固定在機(jī)架導(dǎo)軌11-1、11-2的插槽上，提供可靠的固定作用。盲插式液冷功能模塊10是全封閉的結(jié)構(gòu)，模塊與液冷背板12的連接通過浮動盲插連接器6和盲插連接器座12-2、盲插液冷接頭5和盲插液冷連接器座12-5，極大減少了電纜數(shù)量和液冷管路，走線通過背板，提高了整機(jī)的抗振動沖擊能力。印制板8上的元器件安裝和緊固件安裝均采取防松設(shè)計，并點膠加固。經(jīng)過上述的結(jié)構(gòu)設(shè)計，模塊可抵抗不小于30g的沖擊載荷，可滿足均方根值為13.5g的隨機(jī)振動，可適應(yīng)機(jī)載應(yīng)用環(huán)境要求。

(六)為實現(xiàn)模塊的高電磁屏蔽能力，本實施例中的盲插式液冷功能模塊10采用圖2所示結(jié)構(gòu)，液冷背板結(jié)構(gòu)采用圖4所示結(jié)構(gòu)。盲插式液冷功能模塊10包括蓋板1、液冷腔體2、助拔器3、鎖緊條4、盲插液冷接頭5、浮動盲插連接器6、調(diào)試口蓋7、印制板8和鍵位組件9。盲插式液冷功能模塊10是全封閉的結(jié)構(gòu)，調(diào)試接口外面有調(diào)試口蓋7封上。所用蓋板1、液冷腔體2、助拔器3、鎖緊條4、盲插液冷接頭5、浮動盲插連接器6、調(diào)試口蓋7的材料均為鋁合金，模塊全封閉的結(jié)構(gòu)是電連續(xù)的，具有很高的屏蔽效能。同時模塊與液冷背板12的連接都通過盲插連接器，極大減少了電纜數(shù)量，而且盲插連接器具有屏蔽功能，提高了模塊的電磁兼容性。

(七)為實現(xiàn)模塊的高防鹽霧能力，本實施例中的盲插式液冷功能模塊10采用圖2所示結(jié)構(gòu)，機(jī)架結(jié)構(gòu)采用圖3所示結(jié)構(gòu)，液冷背板結(jié)構(gòu)采用圖4所示結(jié)構(gòu)。盲插式液冷功能模塊10包括蓋板1、液冷腔體2、助拔器3、鎖緊條4、盲插液冷接頭5、浮動盲插連接器6、調(diào)試口蓋7、印制板8和鍵位組件9，鎖緊條4通過螺釘安裝在液冷腔體2的導(dǎo)熱肋片上。盲插式液冷功能模塊10是全封閉的結(jié)構(gòu)，提高了模塊的防鹽霧能力。模塊的散熱是通過冷卻液體流經(jīng)液冷腔體2內(nèi)部，印制板8上的元器件熱量傳導(dǎo)到臨近的液冷腔體2上，通過內(nèi)置液冷管路上流動的冷卻液體來散熱的，冷卻液體不直接接觸印制板8和元器件。通過散熱方式的改變，外部空氣不經(jīng)過盲插式液冷功能模塊10，外部空氣所含的水分、灰塵、鹽等雜質(zhì)很少影響盲插式液冷功能模塊10中的元器件，提高了模塊的防鹽霧、防霉、防塵能力。印制板8及其上的元器件均進(jìn)行三防處理。模塊的材料均采用三防性能高的防銹鋁，防銹鋁均采用導(dǎo)電氧化，模塊外表面均采用噴氟聚氨酯磁漆處理。通過這些設(shè)計改進(jìn)，模塊可滿足國軍標(biāo)96小時的鹽霧試驗。與此模塊配套的機(jī)箱或機(jī)架可以做成密封機(jī)箱，這樣模塊可滿足國軍標(biāo)96小時以上的鹽霧試驗。

(八)為實現(xiàn)模塊的防插錯功能，本實施例中的盲插式液冷功能模塊10采用圖2所示結(jié)構(gòu)，液冷背板結(jié)構(gòu)采用圖4所示結(jié)構(gòu)。盲插式液冷功能模塊10包括蓋板1、液冷腔體2、助拔器3、鎖緊條4、盲插液冷接頭5、浮動盲插連接器6、調(diào)試口蓋7、印制板8和鍵位組件9。鍵位組件9安裝在浮動盲插連接器6上，與液冷背板12上盲插連接器座12-2上的鍵位銷套配合，只有鍵位一致才能插入。同時，在液冷腔體2的前面板上設(shè)置有位號標(biāo)識，與機(jī)架11上的插槽位號標(biāo)識對應(yīng)。通過上述的設(shè)計，盲插式液冷功能模塊10可實現(xiàn)防插錯功能。

(九)為最大限度的實現(xiàn)功能模塊的模塊化設(shè)計，本實施例中的盲插式液冷功能模塊10采用圖2所示結(jié)構(gòu)。盲插式液冷功能模塊10采用模塊化的設(shè)計思路，簡化模塊結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一截面尺寸和外部接口，統(tǒng)一液冷背板12的槽間距為1英寸，統(tǒng)一盲插式液冷功能模塊10的厚度為24mm，統(tǒng)一盲插式液冷功能模塊10上的助拔器3和鎖緊條4，統(tǒng)一了盲插液冷接頭5和浮動盲插連接器的結(jié)構(gòu)形式和維修口蓋2的結(jié)構(gòu)設(shè)計，規(guī)范了模塊標(biāo)識設(shè)計，將盲插式液冷功能模塊10的結(jié)構(gòu)件標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、模塊化，提高了整個盲插式液冷功能模塊10的結(jié)構(gòu)件重用度。整個盲插式液冷功能模塊10的模塊化程度高，大大降低了盲插式液冷功能模塊10制造和管理的成本。

在本實施例中，可以看到模塊電磁兼容性能與散熱性能、快速拆卸性能互相排斥的技術(shù)難題已經(jīng)解決。

(十)整個盲插式液冷功能模塊10的快速插入和拔出工作過程如下：

快速插入時：將盲插式液冷功能模塊10對準(zhǔn)機(jī)架框架11上的插槽，輕輕插入。利用盲插式液冷功能模塊10上的助拔器3與機(jī)架導(dǎo)軌11-1、11-2上的凹槽配合，輕松克服盲插式液冷功能模塊10上盲插液冷接頭5、浮動盲插連接器6和液冷背板12上的盲插液冷連接器座12-5、盲插連接器座12-2的插拔阻力，將盲插式液冷功能模塊10插入機(jī)架，壓緊盲插液冷連接器和盲插連接器，使液冷通路和電信號可靠聯(lián)通，助拔器3扣入液冷腔體2上的限位槽中實現(xiàn)自鎖定。鎖緊盲插式液冷功能模塊10自帶的鎖緊條4，將盲插式液冷功能模塊10可靠的固定在機(jī)架上，實現(xiàn)模塊固定和輔助傳熱，如圖3所示。

快速拔出時：松開盲插式液冷功能模塊10的鎖緊條4，利用盲插式液冷功能模塊10上的助拔器3與機(jī)架導(dǎo)軌11-1、11-2上的凹槽配合，輕松克服盲插式液冷功能模塊10上盲插液冷接頭5、浮動盲插連接器6和液冷背板12上的盲插液冷連接器座12-5、盲插連接器座12-2的插拔阻力，將盲插式液冷功能模塊10拔出，如圖5所示。

綜上所述，本技術(shù)方案原理先進(jìn)，結(jié)構(gòu)簡單可靠。盲插式液冷功能模塊實現(xiàn)了快速插拔，調(diào)試維護(hù)方便。盲插式液冷功能模塊和機(jī)箱(架)自身不帶任何其它工具，完全利用模塊和機(jī)箱(架)的自身配合實現(xiàn)了盲插式液冷功能模塊的快速插拔、快速更換。盲插式液冷功能模塊不僅可以在上述單層機(jī)架上，也可以在雙層機(jī)架上，還可以在19英寸標(biāo)準(zhǔn)機(jī)箱上實現(xiàn)快速插拔、快速更換，如圖6、圖7所示。盲插式液冷功能模塊實現(xiàn)了超高散熱能力、機(jī)電液協(xié)同盲插能力、射頻盲插能力、高電磁屏蔽能力，具有抗振動沖擊能力強(qiáng)、防鹽霧能力強(qiáng)和模塊化程度高的特點。同時可以滿足機(jī)載平臺安裝要求和環(huán)境適應(yīng)性要求，并可滿足軍用環(huán)境使用要求和性能指標(biāo)要求。

以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征及本發(fā)明的優(yōu)點，本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)，發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。