一种自力式缓冲罐的制作方法

1.本实用新型涉及缓冲罐技术领域，尤其是一种自力式缓冲罐。


背景技术：

2.随着现代电子技术的飞速发展，各类电子设备的功率越来越大，其热损耗也随之增加，传统风冷已难以满足现阶段的冷却需求，越来越多冷却系统采用液冷系统。
3.液冷系统为保证其稳定循环运行，必须在液冷循环回路中设置合理的稳压组件；如果液冷系统的稳压组件设置不合理，冷却介质温度变化时会导致液冷系统供液压力波动大，温度高时可能会导致液冷循环回路组成部件受压力过大而损坏，温度低时可能会导致液冷系统负压过大，水泵产生汽蚀而损坏。因此，稳压组件在液冷系统中是关键器件之一。
4.根据稳压组件的稳压方式不同，液冷系统可分为开式液冷系统、半开式液冷系统、密闭式液冷系统。
5.其中，开式液冷系统，采用高位水箱实现稳压，水箱放置液冷系统最高处，高位水箱内液体高度产生压力来稳压，系统内冷却介质与空气完全相通。
6.半开式液冷系统的稳压常用方式有：带气泵的缓冲罐和带呼吸阀的缓冲罐；带气泵的缓冲罐，在温度高时通过电磁阀排气，稳定液冷系统压力，温度低时通过启动气泵给系统补充一定压力空气，稳定液冷系统压力。带呼吸阀的缓冲罐，在温度高时呼吸阀排出空气，稳定液冷系统压力，温度低时呼吸阀吸入空气，避免液冷系统负压过大，稳定液冷系统压力；半开式液冷系统中冷却介质与空气间歇性相通。
7.密闭式液冷系统的稳压常用方式有带高压氮气瓶的缓冲罐和气囊式缓冲罐。其中，带高压氮气瓶的缓冲罐，在温度高时通过电磁阀排出氮气，稳定液冷系统压力，温度低时氮气瓶高压氮气通过减压阀和电磁阀进入系统内，稳定液冷系统压力；此稳压方式的冷却介质通过氮气与空气隔离。气囊式缓冲罐通过气囊的弹性，稳定液冷系统压力。
8.但是，开式液冷系统中高位水箱需要设置液冷系统最高点，大大限制了液冷装置摆放位置，在土建中常常要为高位水箱单独设计放置位置；且由于高位水箱内冷却介质与空气完全相通，存在蒸发溢失，且时间长了会影响冷却介质性能，因此，高位水箱不适用于冷却介质洁净度要求高的液冷系统。
9.而半开式液冷系统中带气泵的缓冲罐，需要通过气泵往系统中加入空气，气泵存在高速旋转器件，需要供电，需根据系统控制系统控制启停，当液冷系统温度变化较频繁情况或压力变送器故障或控制逻辑不够优化时，会导致气泵频繁启动，从而可能导致气泵寿命大大缩短。且由于冷却介质与空气接触，也存在蒸发溢失，且时间长了也会影响冷却介质性能，因此，此方式也不适用于冷却介质洁净度要求高的液冷系统。
10.半开式液冷系统中带呼吸阀的缓冲罐，由于呼吸阀呼吸口较小，在恶劣环境中易堵塞失效，而且冷却介质会接触空气，也存在蒸发溢失，且时间长了也会影响冷却介质性能，因此，此方式也不适用于冷却介质洁净度要求高的液冷系统。
11.密闭式液冷系统的中带高压氮气瓶的缓冲罐，需要高压氮气瓶、减压阀等高压组
件，系统成本较高，后续使用过程需定期更换氮气瓶，维护成本也较高。
12.密闭式液冷系统的中气囊式缓冲罐，由于其关键部件是气囊，气囊材质一般是合成橡胶，其使用寿命较短，需要定期更换；且由于气囊在缓冲罐内无法固定，所以在震动环境内，气囊可能与缓冲罐内壁摩擦而大大缩短寿命，后续维护成本较高。


技术实现要素：

13.针对现有技术的不足，本实用新型提供一种自力式缓冲罐，所述的缓冲罐的冷却介质与外部空气隔绝，避免空气影响冷却介质性能。
14.本实用新型的技术方案为：一种自力式缓冲罐，包括缓冲罐罐体，所述的缓冲罐罐体内具有一腔室，所述腔室内设置有一活塞，通过所述的活塞将缓冲罐罐体的腔室分割为气体腔和液体腔，所述的气体腔位于液体腔上方；
15.所述的活塞内还设置有配重块，所述的配重块通过锁紧螺杆可拆卸的设置在活塞内。本实用新型通过活塞隔离液体腔和气体腔，利用安装有配重块的活塞作为缓冲稳压器件，实现缓冲稳压及与外部空气隔绝；在冷却介质在液冷系统中热胀冷缩时，活塞在配重块重力作用下，有效抵消了系统压力变化，让液冷系统始终保持冷却介质充满，通过配重块所产生的重力实现缓冲罐罐体内冷却介质体积补偿与自增压。在正常工作时增压压力总是与缓冲罐罐体内的液体压力相等，始终保持系统内部不会出现空腔；当液冷系统温度上升时，冷却介质膨胀，液体腔液体压力增大，大于配重块所产生的重力，压缩活塞向上移动，给缓冲罐罐体内冷却介质腾出空间，直至两个力重新平衡相等，从而实现及时体积补偿；当液冷系统温度降低时，冷却介质开始收缩，液体腔液体压力减小，小于配重块所产生的重力，则在配重块重力的作用下，活塞向下移动，压缩缓冲罐罐体冷却介质容量，直至两个力重新平衡相等，防止液冷系统出现空腔，让液冷系统始终保持冷却介质充满，且将液冷系统压力控制在要求的设定值内。
16.作为优选的，所述的缓冲罐罐体靠近气体腔的一端上设置有上盖板。
17.作为优选的，所述的上盖板与开设有缓冲罐罐体之间还开始有一通气孔，通过通气孔使气体腔与外部空气连通。
18.作为优选的，所述的缓冲罐罐体靠近气体腔的一端上还设置有液位传感器，所述的液位传感器设置在上盖板上，且所述的液位传感器为拉绳位移传感器，所述的拉绳位移传感器的拉绳一端伸入气体腔内并固定在锁紧螺杆上。
19.作为优选的，所述的缓冲罐罐体下端还设置有连接口和排气孔，通过所述的连接口项液体腔内注入冷却介质，同时在开始加液前通过排气孔将缓冲罐内气体有效排出。
20.作为优选的，所述的活塞上还套设有2个密封圈以及2个耐磨环。
21.作为优选的，所述的配重块的数量为2个，且其中一所述的配重块下端还设置有定位柱，另一所述的配重块上还设置有用于与定位柱相配合的定位孔。
22.作为优选的，所述的缓冲罐罐体采用高强度塑料一体注塑成型。
23.本实用新型的有益效果为：
24.1、本实用新型采用安装有配重块的活塞作为缓冲稳压器件，使得缓冲罐内冷却介质与外部空间隔绝，形成密闭式缓冲罐，解决了开式及半开式液冷系统的冷却介质与空气接触、摆放位置限制的问题，也解决了密闭式液冷系统常规稳压组件中稳压器件使用寿命
短、可靠性不足、维护成本高的问题；
25.2、本实用新型通过拉绳位移传感器对活塞的位移监测实现缓冲罐液位监控，将拉绳位移传感器代替传统液位传感器，克服了传统液位传感器密封要求高、易受液面波动影响等缺点；
26.3、本实用新型适用于非移动环境各种条件下的电子设备冷却，以上各优点可液冷系统更加简单高效、可靠性高、占用空间减少；尤其适用于小型液冷系统中以及冷却介质不能与空气接触的液冷系统，可提高液冷系统稳定性，延长其使用寿命。
附图说明
27.图1为本实用新型的结构示意图；
28.图2为本实用新型的剖面结构示意图；
29.图3为本实用新型缓冲罐罐体的结构示意图；
30.图4为本实用新型活塞的结构示意图；
31.图5为本实用新型配重块的结构示意图；
32.图6为本实用新型配重块的爆炸结构示意图；
33.图中，1-缓冲罐罐体，2-活塞，3-气体腔，4-液体腔，5-配重块，6-锁紧螺栓，7-密封圈，8-耐磨环；9-液位传感器；
34.11-上盖板，12-通气孔，13-排气孔，14-连接口；
35.51-定位柱，52-定位孔。
具体实施方式
36.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步说明：
37.如图1和2所示，本实施例提供一种自力式缓冲罐，包括缓冲罐罐体1，所述的缓冲罐罐体1内具有一腔室，所述腔室内设置有一活塞2，通过所述的活塞2将缓冲罐罐体1的腔室分割为气体腔3和液体腔4，且所述的气体腔3位于液体腔4上方，所述的液体腔4内填充有冷却介质。并且所述的活塞2内还设置有配重块5，所述的配重块5通过锁紧螺杆6可拆卸的设置在活塞2内。本实用新型通过活塞2隔离液体腔4和气体腔3，利用安装有配重块5的活塞2作为缓冲稳压器件，实现缓冲稳压及与外部空气隔绝。本实施例在冷却介质在液冷系统中热胀冷缩时，活塞2在配重块5重力作用下，有效抵消了系统压力变化，让液体腔4始终保持冷却介质充满，通过配重块5所产生的重力实现缓冲罐罐体1内冷却介质体积补偿与自增压。在正常工作时增压压力总是与缓冲罐罐体1内的液体压力相等，始终保持系统内部不会出现空腔；当液冷系统温度上升时，冷却介质膨胀，液体腔4液体压力增大，大于配重块5所产生的重力，压缩活塞2向上移动，给缓冲罐罐体1内冷却介质腾出空间，直至两个力重新平衡相等，从而实现及时体积补偿；当液冷系统温度降低时，冷却介质开始收缩，液体腔4液体压力减小，小于配重块5所产生的重力，则在配重块5重力的作用下，活塞2向液体腔4方向移动，压缩缓冲罐罐体2内的冷却介质容量，直至两个力重新平衡相等，防止液体腔4出现空腔，让液体腔4始终保持冷却介质充满，且将液冷系统压力控制在要求的设定值内。
38.作为本实施例优选的，所述的缓冲罐罐体1靠近气体腔3的一端上设置有上盖板11，本实施例中，所述的上盖板11通过多个螺钉与缓冲罐罐体1可拆卸的连接。
39.作为本实施例优选的，所述的上盖板11与开设有缓冲罐罐体1之间还开始有一通气孔12，通过通气孔12使气体腔3与外部空气连通。
40.作为本实施例优选的，所述的缓冲罐罐体1靠近气体腔3的一端上还设置有液位传感器9，所述的液位传感器9设置在上盖板上，且所述的液位传感器9为拉绳位移传感器，所述的拉绳位移传感器的拉绳一端伸入气体腔3内并固定在锁紧螺杆6上。
41.作为本实施例优选的，如图1和3所示，所述的缓冲罐罐体1下端还设置有连接口14和排气孔13，通过所述的连接口14向液体腔4内注入冷却介质，同时在开始加液前通过排气孔13将缓冲罐罐体1内的气体有效排出。
42.作为本实施例优选的，如图4所示，所述的活塞2上还套设有2个密封圈7以及2个耐磨环8。
43.作为本实施例优选的，如图5和6所示，所述的配重块5的数量为2个，且其中一所述的配重块5下端还设置有定位柱51，另一所述的配重块5上还设置有用于与定位柱51相配合的定位孔52。
44.作为本实施例优选的，所述的缓冲罐罐体1采用高强度塑料一体注塑成型。
45.上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理和最佳实施例，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。