一种冷板式液冷机箱的制作方法

1.本发明涉及散热设备技术领域，尤其涉及一种冷板式液冷机箱。


背景技术：

2.电子设备集成度越来越高导致发热量极剧增加，液冷技术现在已普遍应用于电子器件散热。对于电子机箱，现阶段主要采用穿通式液冷(工质直接引入机箱内部，直接带走器件热量)、传导液冷(工质不进入机箱内部，采用传导方式将热量带至机箱壳体，通过壳体工质将热量带走)两种方式。其中穿通式液冷散热效率高，但是存在工质与电气设备高度耦合，出现漏液情况设备短路报废风险。传导式液冷采用传导方式将热量传递至机箱壳体上的工质，避免了工质与电气设备耦合情况，但是大幅降低了传热效率，只适用于电气发热量较小的场合。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种冷板式液冷机箱。
4.本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种冷板式液冷机箱，其包括：机箱机架、多个插件、多个液冷机构以及下冷板，所述下冷板内部设有第一流道，所述液冷机构内部设有第二流道，所述下冷板水平安装在所述机箱机架的底端，多个所述插件以及多个所述液冷机构竖直且相互间隔安装在所述机箱机架中，所述插件与所述液冷机构抵接，所述第二流道与所述第一流道连接。
5.采用本发明技术方案的有益效果是：通过设计液冷机构，避免漏液风险。每个插件均设计有对应的液冷机构，用于插件的热量传递，解决机箱液冷发热量大同时可靠性要求高的问题，兼具传导液冷可靠性高及穿通液冷散热效率高的特点。
6.进一步地，所述插件包括：母板、插件冷板以及用于将插件冷板与所述液冷机构进行压紧的楔形机构，所述母板以及所述插件冷板竖直安装在所述机箱机架中，所述楔形机构位于所述母板和所述插件冷板之间，所述楔形机构的一端与所述母板连接，所述楔形机构的另一端与所述插件冷板连接，所述插件冷板与所述液冷机构抵接。
7.采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过楔形机构挤压，保证插件冷板与液冷机构贴合紧密，增大插件冷板与液冷机构的接触面积，提升传导液冷效率。每个插件冷板均设计有对应的液冷机构，用于插件的热量传递。电子器件热量通过插件冷板传递至液冷机构，之后由液冷机构内部工质通过液冷机构及机箱机架中的流道传递至外部。
8.进一步地，所述楔形机构包括：第一锁紧条以及顶丝，所述第一锁紧条安装在所述插件冷板上，所述顶丝的一端与所述第一锁紧条连接，所述顶丝的另一端与所述母板连接。
9.采用上述进一步技术方案的有益效果是：锁紧条即小型楔形条，将一个方向的直线运动转化为与之垂直方向的直线运动，通过小型楔形机构增强插件冷板与液冷机构的贴合。通过楔形机构挤压，保证插件冷板与液冷机构贴合紧密，增大插件冷板与液冷机构的接触面积，提升传导液冷效率。插件及楔形机构安装完成后，整体插入机箱机架预先加工好的
安装槽中，开始拧紧插件顶端一侧以及底端一侧的锁紧条及中部的楔形机构，产生一个方向运动。楔形机构与相邻插件冷板接触产生压紧力，同时插件顶端一侧以及底端一侧的锁紧条与机箱机架预先加工好的安装槽接触，也同时产生压紧力，共同驱使插件冷板与对应的液冷机构压紧，实现贴合。
10.进一步地，所述插件冷板的顶端一侧以及底端一侧均安装有第二锁紧条，所述插件冷板通过所述第二锁紧条安装在所述机箱机架中。
11.采用上述进一步技术方案的有益效果是：锁紧条即小型楔形条，将一个方向的直线运动转化为与之垂直方向的直线运动，通过小型楔形机构增强插件冷板与液冷机构的贴合。插件及楔形机构安装完成后，整体插入机箱机架预先加工好的安装槽中，开始拧紧插件顶端一侧以及底端一侧的锁紧条及中部的楔形机构，产生一个方向运动。楔形机构与相邻插件冷板接触产生压紧力，同时插件顶端一侧以及底端一侧的锁紧条与机箱机架预先加工好的安装槽接触，也同时产生压紧力，共同驱使插件冷板与对应的液冷机构压紧，实现贴合。
12.进一步地，所述下冷板的一侧安装有进液口以及出液口，所述第一流道为u型流道，所述进液口以及所述出液口分别对应与第一流道的两端连接。
13.采用上述进一步技术方案的有益效果是：机箱机架底端的下冷板加工有供液流道，即第一流道，并安装有对外水接头，即进液口以及出液口，用于机箱进出液循环。
14.进一步地，所述液冷机构包括：盖板以及流道板，所述盖板与所述流道板连接，所述第二流道设置在所述流道板上，所述第二流道为倒u型流道，所述第二流道的两端均与所述第一流道连接。
15.采用上述进一步技术方案的有益效果是：盖板以及流道板的设置，便于安装以及维护，便于第二流道的开设，便于液冷机构的安装以及维护，降低成本。
16.进一步地，所述第二流道中设置有多个条形凸起以及多个凸点。
17.采用上述进一步技术方案的有益效果是：多个条形凸起以及多个凸点的设置，增强流体湍流，从而提升传热效率，同时增加焊接强度，实现超薄液冷机构，提高流道板的强度。
18.进一步地，所述流道板的顶部以及底部均安装有卡块，所述机箱机架的底端设有与所述卡块适配的卡槽，所述卡块安装在所述卡槽中，所述流道板通过所述卡块和卡槽的配合竖直安装在所述机箱机架中。
19.采用上述进一步技术方案的有益效果是：卡块以及卡槽的设置，便于流道板的安装以及维护，防止流道板晃动，提高液冷机构的稳定性以及可靠性。
20.进一步地，所述机箱机架的底端设置有多个用于安装插件和液冷机构的第一安装槽以及安装接口，所述机箱机架的顶端设置有多个用于安装插件和液冷机构的第二安装槽，所述插件和所述液冷机构的底部同时安装在所述第一安装槽中，所述插件和所述液冷机构的顶部同时安装在所述第二安装槽中，所述第一流道通过所述安装接口与所述第一流道连接。
21.采用上述进一步技术方案的有益效果是：机箱机架每个第一安装槽位处留有液冷机构的安装接口，液体通过下冷板的第一流道进入液冷机构循环，经下冷板出液口排出。电子器件热量通过插件冷板传递至液冷机构，之后由液冷机构内部工质通过液冷机构及机箱
机架中的流道传递至外部。插件与液冷机构安装在同一安装槽的槽位中，不影响vpx总线标准要求的槽位宽度，实现技术的实用性和通用性。
22.进一步地，所述机箱机架的底端设有排水槽，所述第一安装槽与所述排水槽连接。
23.采用上述进一步技术方案的有益效果是：机箱机架中仅有一块下冷板加工有第一流道，并在液冷机构的安装处设计排水槽，漏液后可快速排出机箱外部，保证内部器件安全。
24.本发明附加的方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明实践了解到。
附图说明
25.图1为本发明实施例提供的冷板式液冷机箱的结构示意图之一。
26.图2为本发明实施例提供的冷板式液冷机箱的结构示意图之二。
27.图3为本发明实施例提供的冷板式液冷机箱的结构示意图之三。
28.图4为本发明实施例提供的冷板式液冷机箱的结构示意图之四。
29.图5为本发明实施例提供的冷板式液冷机箱的结构示意图之五。
30.图6为本发明实施例提供的冷板式液冷机箱的结构示意图之六。
31.图7为本发明实施例提供的冷板式液冷机箱的结构示意图之七。
32.图8为本发明实施例提供的冷板式液冷机箱的结构示意图之八。
33.附图标号说明：1、机箱机架；2、插件；3、液冷机构；4、下冷板；5、第一流道；6、第二流道；7、母板；8、插件冷板；9、楔形机构；10、第一锁紧条；11、顶丝；12、第二锁紧条；13、进液口；14、出液口；15、盖板；16、流道板；17、凸起；18、凸点；19、卡块；20、卡槽；21、第一安装槽；22、安装接口；23、第二安装槽；24、排水槽。
具体实施方式
34.以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
35.如图1至图8所示，一种冷板式液冷机箱，其包括：机箱机架1、多个插件2、多个液冷机构3以及下冷板4，所述下冷板4内部设有第一流道5，所述液冷机构3内部设有第二流道6，所述下冷板4水平安装在所述机箱机架1的底端，多个所述插件2以及多个所述液冷机构3竖直且相互间隔安装在所述机箱机架1中，所述插件2与所述液冷机构3抵接，所述第二流道6与所述第一流道5连接。
36.采用本发明技术方案的有益效果是：通过设计液冷机构，避免漏液风险。每个插件均设计有对应的液冷机构，用于插件的热量传递，解决机箱液冷发热量大同时可靠性要求高的问题，兼具传导液冷可靠性高及穿通液冷散热效率高的特点。
37.其中，多个所述插件2以及多个所述液冷机构3竖直且相互间隔安装在所述机箱机架1中，具体为，插件竖直设置在相邻两个竖直设置的液冷机构之间，且插件的两侧分别与相邻两个竖直设置的液冷机构抵接，机箱机架的内壁分别与液冷机构抵接。
38.图2中的箭头代表冷却介质的流动轨迹以及流动方向；图7中顶部的箭头和底部的箭头代表第二锁紧条的运动方向，图7中中部偏上的箭头代表插件压紧方向，中部偏下的箭
头代表顶丝运动方向。
39.如图1至图8所示，进一步地，所述插件2包括：母板7、插件冷板8以及用于将插件冷板8与所述液冷机构3进行压紧的楔形机构9，所述母板7以及所述插件冷板8竖直安装在所述机箱机架1中，所述楔形机构9位于所述母板7和所述插件冷板8之间，所述楔形机构9的一端与所述母板7连接，所述楔形机构9的另一端与所述插件冷板8连接，所述插件冷板8与所述液冷机构3抵接。
40.采用上述进一步技术方案的有益效果是：通过楔形机构挤压，保证插件冷板与液冷机构贴合紧密，增大插件冷板与液冷机构的接触面积，提升传导液冷效率。每个插件冷板均设计有对应的液冷机构，用于插件的热量传递。电子器件热量通过插件冷板传递至液冷机构，之后由液冷机构内部工质通过液冷机构及机箱机架中的流道传递至外部。
41.如图1至图8所示，进一步地，所述楔形机构9包括：第一锁紧条10以及顶丝11，所述第一锁紧条10安装在所述插件冷板8上，所述顶丝11的一端与所述第一锁紧条10连接，所述顶丝11的另一端与所述母板7连接。
42.采用上述进一步技术方案的有益效果是：锁紧条即小型楔形条，将一个方向的直线运动转化为与之垂直方向的直线运动，通过小型楔形机构增强插件冷板与液冷机构的贴合。通过楔形机构挤压，保证插件冷板与液冷机构贴合紧密，增大插件冷板与液冷机构的接触面积，提升传导液冷效率。插件及楔形机构安装完成后，整体插入机箱机架预先加工好的安装槽中，开始拧紧插件顶端一侧以及底端一侧的锁紧条及中部的楔形机构，产生一个方向运动。楔形机构与相邻插件冷板接触产生压紧力，同时插件顶端一侧以及底端一侧的锁紧条与机箱机架预先加工好的安装槽接触，也同时产生压紧力，共同驱使插件冷板与对应的液冷机构压紧，实现贴合。
43.如图1至图8所示，进一步地，所述插件冷板8的顶端一侧以及底端一侧均安装有第二锁紧条12，所述插件冷板8通过所述第二锁紧条12安装在所述机箱机架1中。
44.采用上述进一步技术方案的有益效果是：锁紧条即小型楔形条，将一个方向的直线运动转化为与之垂直方向的直线运动，通过小型楔形机构增强插件冷板与液冷机构的贴合。插件及楔形机构安装完成后，整体插入机箱机架预先加工好的安装槽中，开始拧紧插件顶端一侧以及底端一侧的锁紧条及中部的楔形机构，产生一个方向运动。楔形机构与相邻插件冷板接触产生压紧力，同时插件顶端一侧以及底端一侧的锁紧条与机箱机架预先加工好的安装槽接触，也同时产生压紧力，共同驱使插件冷板与对应的液冷机构压紧，实现贴合。
45.其中，第一锁紧条以及第二锁紧条均为现有技术，在此不再赘述。
46.如图1至图8所示，进一步地，所述下冷板4的一侧安装有进液口13以及出液口14，所述第一流道5为u型流道，所述进液口13以及所述出液口14分别对应与第一流道5的两端连接。
47.采用上述进一步技术方案的有益效果是：机箱机架底端的下冷板加工有供液流道，即第一流道，并安装有对外水接头，即进液口以及出液口，用于机箱进出液循环。
48.其中，进液口13以及出液口14可以均与循环泵连接。
49.如图1至图8所示，进一步地，所述液冷机构3包括：盖板15以及流道板16，所述盖板15与所述流道板16连接，所述第二流道6设置在所述流道板16上，所述第二流道6为倒u型流
道，所述第二流道6的两端均与所述第一流道5连接。
50.采用上述进一步技术方案的有益效果是：盖板以及流道板的设置，便于安装以及维护，便于第二流道的开设，便于液冷机构的安装以及维护，降低成本。
51.如图1至图8所示，进一步地，所述第二流道6中设置有多个条形凸起17以及多个凸点18。
52.采用上述进一步技术方案的有益效果是：多个条形凸起以及多个凸点的设置，增强流体湍流，从而提升传热效率，同时增加焊接强度，实现超薄液冷板，提高流道板的强度。
53.其中，多个条形凸起17以及多个凸点18的方向均与所述第二流道的流通方向适配，条形凸起17与所述第二流道的流通方向平行。
54.如图1至图8所示，进一步地，所述流道板16的顶部以及底部均安装有卡块19，所述机箱机架1的底端设有与所述卡块19适配的卡槽20，所述卡块19安装在所述卡槽20中，所述流道板16通过所述卡块19和卡槽20的配合竖直安装在所述机箱机架1中。
55.采用上述进一步技术方案的有益效果是：卡块以及卡槽的设置，便于流道板的安装以及维护，防止流道板晃动，提高液冷机构的稳定性以及可靠性。
56.如图1至图8所示，进一步地，所述机箱机架1的底端设置有多个用于安装插件2和液冷机构3的第一安装槽21以及安装接口22，所述机箱机架1的顶端设置有多个用于安装插件2和液冷机构3的第二安装槽23，所述插件2和所述液冷机构3的底部同时安装在所述第一安装槽21中，所述插件2和所述液冷机构3的顶部同时安装在所述第二安装槽23中，所述第一流道5通过所述安装接口22与所述第一流道5连接。
57.采用上述进一步技术方案的有益效果是：机箱机架每个第一安装槽位处留有液冷机构的安装接口，液体通过下冷板的第一流道进入液冷机构循环，经下冷板出液口排出。电子器件热量通过插件冷板传递至液冷机构，之后由液冷机构内部工质通过液冷机构及机箱机架中的流道传递至外部。插件与液冷机构安装在同一安装槽的槽位中，不影响vpx总线标准要求的槽位宽度，实现技术的实用性和通用性。
58.如图1至图8所示，进一步地，所述机箱机架1的底端设有排水槽24，所述第一安装槽21与所述排水槽24连接。
59.采用上述进一步技术方案的有益效果是：机箱机架中仅有一块下冷板加工有第一流道，并在液冷机构的安装处设计排水槽，漏液后可快速排出机箱外部，保证内部器件安全。
60.其中，排水槽24为一条凹槽，沿下冷板的轴向设置，排水槽24可以与排水口连接，排水口可以位于进液口的一侧。
61.本发明涉及一种冷板式液冷机箱，主要用于解决机箱液冷发热量大同时可靠性要求高的问题，兼具传导液冷可靠性高及穿通液冷散热效率高特点。
62.通过设计液冷机构，避免漏液风险。通过楔形机构，增大插件冷板与液冷机构接触面积，提升传导液冷效率。同时，对液冷机构进行超薄设计，保证电气设计不进行改动，从而符合原有vita(vme international trade association，vme国际贸易协会提出的新一代高速串行总线标准)标准。
63.一种冷板式液冷机箱，包括：机箱机架、插件、液冷机构、楔形机构、母板；电子机箱为vpx(是vita，vme international trade association，vme国际贸易协会，组织于2007年
在其vme总线基础上提出的新一代高速串行总线标准，新一代电气互联总线标准)总线密闭式液冷冷机箱，插件通过锁紧条、把手与机箱机架连接固定；液冷机构通过螺钉、密封圈与机箱机架连接后固定；楔形机构通过螺钉与插件连接后固定；母板通过螺钉、弹垫、平垫与机箱机架连接后固定，其中母板即印制板。其中，锁紧条、把手，用于插件安装及与液冷机构贴紧。螺钉、密封圈用于液冷机构与机箱机架底部冷板流道间密封。楔形机构为小型楔形条，将一个方向直线运动转化为与之垂直方向直线运动，通过小型楔形机构增强插件冷板与液冷机构的贴合。各部件一同形成流道循环。只有底部冷板加工有流道，与液冷机构形成一个散热循环，各槽道液冷机构为并联。插件与液冷机构在同一槽位，不影响vpx总线标准要求的槽位宽度，实现技术实用性和通用性。液冷机构与下冷板通道连通。
64.机箱机架下冷板加工有供液流道，并安装有对外水接头用于机箱进出液循环。机箱机架每个槽位处留有液冷机构安装接口，液体通过下冷板流道进入液冷机构循环，经下冷板回液口排出。机箱机架仅有一块结构加工有流道，并在液冷机构安装处设计排水槽，漏液后可快速排出机箱外部，保证内部器件安全。插件通过锁紧条及把手安装于机箱机架内部，液冷机构通过螺钉、密封圈与机箱机架连接后固定，每个插件均设计有对应的液冷机构，用于其热量传递，通过楔形机构挤压保证插件与液冷机构贴合紧密。液冷机箱散热能力强，尤其对于有大功率发热的模块效果尤为明显。机箱机架采用螺连拼接方式，仅有一块冷板加工流道，结构简单紧凑，插件为标准vpx(是新一代电气互联总线标准)插件。液冷机构采用增强型焊接结构，实现机构厚度为3mm，保证电气设计不改动满足vita标准。与传统液冷机箱相比，兼具高可靠性高及高散热效率优点，同时满足vita标准技术通用性强。
65.冷板式液冷机箱为可维护的机载机箱免线设计结构，包括：机箱机架、插件、液冷机构、楔形机构、母板。机箱机架中下冷板加工有流道及插件安装槽位，液冷机构安装接口，液冷机构通过螺钉安装于机箱机架中，楔形机构安装于插件冷板上，母板安装于机箱机架上，插件及楔形机构安装完成后整体插入机箱机架预先加工好的槽道中，开始拧紧插件上下锁紧条及楔形机构，产生一个方向运动。楔形机构与相邻插件冷板接触产生压紧力，同时插件上下锁紧条与机箱机架预先加工好的槽道接触，也同时产生压紧力，共同驱使插件冷板与对应液冷机构压紧，实现贴合。电子器件热量通过插件冷板传递至液冷机构，之后由其内部工质通过液冷机构及机箱机架中流道传递至外部。
66.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。