一种可分离面的液体密封装置的制作方法

本发明涉及小型化电子设备的热管理和结构设计，尤其涉及一种可分离面的液体密封装置。

背景技术：

液冷机架，通常指由多块液冷板组合而成的结构体，内部容纳电子模块和电气母板，是液冷方案的重要组成部分。通常，通过标准软管连通各块液冷板。在工程实践中发现：

1)液冷机架正常工作时，流道(含软管)内部有一定的液压，导致软管受力后刚性化，转弯半径较大且不能随意弯折，整个机架体积增大不少；

2)暴露在机架外侧的软管易被擦碰，受力过大时容易损坏液冷板与软管连接面，导致机架漏液；

3)当机架由较多液冷板组成时，软管更加剧了体积和维修性困难。

目前，通过设计内置流道的结构件代替软管，可以彻底解决软管连接的缺点，并已逐渐应用于工程实践中。

一个设计良好的液冷机架，由多块液冷板和分流器(或连通流道)组成。当机架有防雨密封要求时，采用二次焊接工艺将液冷板、分流器和结构件焊接为一个密封体。该焊接机架方案成品率较低，制造成本较高。当机架无防雨密封要求时，通常将液冷板、分流器、结构件设计为单元体，再组装为液冷机架。由于没有二次焊接工艺过程，该组装机架方案成品率很高，制造成本合理，维修性和可保障性较好。在组装机架方案中，单元体之间可分离面的液体密封问题解决：

其一，通过法兰面法向挤压弹性材料密封，由两个法兰面和单片弹性材料(o型橡胶密封圈最理想)组成。该方案最简单，但法兰面相对尺寸较大，对可分离面的面积占用较多，不利于液冷板的轻量化设计，经济性较差；法兰面暴露在单元体外表面中，容易机械划伤，导致密封失效；组装过程(盲插)中无对位和限位结构，弹性材料容易被挤出法兰面损坏或密封失效；多个单元体相互组装时，对单元体法兰面的垂直度和平面度要求较高。

其二，通过盲插式双向自密封液连接器(市售货架产品)侧向挤压o型橡胶密封圈密封，由分离面两侧的两个安装孔、液连接器插座和插头组成。该液连接器内置精密机构，能实现盲插导向、液体密封、液路开断功能，需插座和插头分别装配于两个单元体，相互配合使用。但该液连接器内置开断机构，结构复杂，节流流阻较大，活动机构对液体杂质较敏感，可靠性和使用寿命有待提高；单元体安装孔特征复杂，深度尺寸较大，需使用成套刀具组合或定制成形刀具加工。多种因素导致该种密封方式经济性较差，仅在机架的外场可分离面处使用(严格限制数量)，并不适合在数量较多机架内场可分离面处(单元体之间)使用。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提出了一种可分离面的液体密封装置，能实现液体密封、盲插导向、密封圈限位，且内置密封面、结构紧凑、加工简单、成本较低，可用于液冷机架单元体之间的液体密封，实现液冷机架的单元体设计，并极大地提高液冷机架的维修性和单元体的互换性。

一种可分离面的液体密封装置，包括单个液连接器和两个单元体安装孔，所述液连接器可拆卸地设置于两个单元体安装孔内。所述液连接器包括通流柱体和多个o型橡胶密封圈，所述通流柱体的外形为等直径圆柱体，并以中平面镜像对称，其外表面设置有多个环形凹槽，每个环形凹槽内收纳1个o型橡胶密封圈，并在组装过程中对o型橡胶密封圈限位。所述通流柱体内置同轴等直径圆孔，用于连通可分离面两侧的液路，并使得节流流阻最小化。

进一步的，为了标准化单元体接口设计，可分离面两侧的单元体安装孔具有完全相同的设计，所述单元体安装孔为变直径两段式圆柱孔，包括用于连通液路的小直径圆柱孔，以及用于安装液连接器的大直径圆柱孔，两段圆柱孔之间以平面相接。

作为优选实施方式，所述通流柱体的环形凹槽的内缘设置有圆角，以消除薄壁件的加工应力；所述环形凹槽的外缘设置有导入角，以利于装入o型橡胶密封圈，并避免棱角划伤橡胶件。

作为优选实施方式，所述通流柱体的两端设置有倒角，以利于将液连接器装入单元体安装孔内。

作为优选实施方式，所述大直径圆柱孔的开放端设置有具有扩张角的导入段，以便于液连接器的安装。

作为优选实施方式，所述安装孔的圆柱面与导入段相交的棱线部分设置为圆角，以避免安装过程中划伤o型橡胶密封圈。

作为优选实施方式，所述通流柱体由硬质材料制成，其中金属材质最佳。

作为优选实施方式，所述o型橡胶密封圈为圆截面环状，橡胶材质。

作为优选实施方式，由于液体密封面为圆柱面，所述o型橡胶密封圈的模具必须采用45°开模。

本发明的有益效果在于：

本发明能实现液体密封、盲插导向、密封圈限位的功能，且密封面内置(保护密封面)、结构紧凑(减少液冷板尺寸要求)、加工简单、经济性较好，单元体安装孔的加工不需要借助定制成形刀具或成套刀具组合。本发明提出的可分离面的液体密封装置结构简单、可靠性高，使用寿命与橡胶件材料寿命相等，为实现液冷机架的单元体设计奠定了基础，并极大地提高了液冷机架的维修性和单元体的互换性，已获得较高的装备经济收益。其中，液连接器的成本不超过盲插式双向自密封液连接器(市售货架产品)的10％。

此外，通过合理规划形成系列化产品，并通过并联应用多个该液体密封装置还可以改善流场分布，降低节流阻力，实现更多样化的液冷机架功能。

附图说明

图1是本发明一种可分离面的液体密封装置的结构示意图；

图2是实施例1一种可分离面的液体密封装置的剖面结构示意图；

图3是实施例1的液连接器的结构示意图；

图4是实施例2的通流柱体的结构示意图；

图5是实施例2的o型橡胶密封圈示意图；

图6是实施例2的单元体安装孔示意图；

附图标记：1-液连接器，2-单元体安装孔，11-通流柱体，12-o型橡胶密封圈。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

如图1所示，一种可分离面的液体密封装置，包括单个液连接器1和两个单元体安装孔2，液连接器1可拆卸地设置于两个单元体安装孔2内，具体的：

如图2所示，液连接器1包括通流柱体11和o型橡胶密封圈12，通流柱体11由金属材料加工而成，为了标准化单元体(指液冷板或分流器等通液部件)接口设计，如图3所示，外形为等直径圆柱体，并以中平面镜像对称，外表面有多个环形凹槽，每个凹槽内收纳1只o型橡胶密封圈12，并在组装过程中对o型橡胶密封圈12限位。通流柱体11内置同轴等直径圆孔，用于连通可分离面两侧的液路，并使得节流流阻最小化。环形凹槽的外缘设计有导入角，以利于装入密封圈，并避免棱角划伤橡胶件；内缘设计有圆角，以消除薄壁件的加工应力。通流柱体11两端设计有倒角，以利于装入单元体安装孔内。o型橡胶密封圈12为圆截面环状，橡胶材质，由于液体密封面为圆柱面，该密封圈模具必须采用45°开模。

为了标准化单元体接口设计，可分离面两侧的单元体安装孔具有完全相同的设计。安装孔为变直径两段式圆柱孔，包括小直径圆柱孔和大直径圆孔，小直径圆柱孔用于连通液路，大直径圆柱孔用于完全内嵌式安装液连接器1，两段圆柱孔之间以平面相接。大直径圆柱孔顶端(开放端)设计有扩张角为15°～75°的导入段，其中扩张角取60°最佳，并将大直径孔圆柱面与导入段相交的棱线导圆角以避免安装过程中划伤橡胶件。

可分离面的液体密封装置的组装方法如下：

组装过程中，液连接器1先装入一侧单元体安装孔内，再装配另一侧单元体安装孔，组装第二步为盲插操作。液连接器1装入单元体安装孔的过程中，液连接器1一端倒角与单元体安装孔导向段相互配合，方便将液连接器1导入单元体安装孔内，o型橡胶密封圈12被凹槽限位而不会被挤出单元体安装孔外。安装到位后，液连接器1的通流柱体11可作为单元体之间的定位基准结构。

组装到位后，液连接器1完全埋入到两个安装孔内，接触面之间无肉眼可见的缝隙，保证了液连接器1和密封面与外界机械环境(多余物、杂质等)的隔离。可分离面的法向机械连接强度由单元体连接力(通常是紧固件)保证，而通流柱体11与单元体安装孔的大直径圆孔圆柱面配合，可保证可分离面的切向机械连接强度。

组装到位后，单元体安装孔的大直径圆孔圆柱面与通流柱体11环形凹槽的外圆柱面相互配合挤压o型橡胶密封圈12，实现液体密封。每侧大直径圆孔内至少设计有两道密封圈，增强了密封安全性。由于密封面为圆柱面，该密封装置的形位公差和表面粗糙度是关键因素之一。两侧小直径圆柱孔与液连接器1圆柱孔的直径相等，相接后连通液路，并使得节流流阻最小化。

实施例2

如图4所示为通流柱体11及其尺寸，如图5所示为o型橡胶密封圈12及其模具公差尺寸要求，且模具必须采用45°开模，如图6所示为单元体安装孔2及其尺寸要求。此外，液连接器1和单元体安装孔2的尺寸可按下表取值：

表1一种可分离面的液体密封装置的实例尺寸(单位：毫米)

其中，液体密封最大耐压值：1.5mpa。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是本发明使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是有线连接，也可以是无线连接。