CN113594113A - 一种虹吸式排液冷板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及自动排液技术领域，具体公开了一种一种虹吸式排液冷板，该虹吸式排液冷板包括本体和虹吸组件，本体包括底板、盖板和翅片，底板和盖板扣合形成储液箱，翅片设置在储液箱中，虹吸组件一端穿过盖板伸入储液箱底部且与储液箱连通，另一端低于储液箱底部。利用虹吸原理，可以实现冷板的自主排液，本发明结构简单，操作方便，无需借助设备便可以实现自主排液，节约设备和人工成本。

Description

一种虹吸式排液冷板

技术领域

本发明涉及自动排液技术领域，尤其涉及一种虹吸式排液冷板。

背景技术

随着电子技术的发展，电子元件的单位热流密度越来越大而结构尺寸却越来越小，这使得电子元件在使用过程中本身的发热量很大，因此，需要散热装置来解决电子元件的散热问题。当前，液体冷却技术能够在一定程度上满足电子元件的散热需求。其中，采用冷板对电子芯片进行散热的方式被广泛使用。在实际使用过程中，冷板在研制阶段经常需要从冷却系统中拆卸单独调试，或是调试完后需要储存运输，此时冷板内充满液体，在调试的过程中会出现短时间内热量积聚，或者外部环境的剧烈变化也会导致冷板内液体膨胀，以上情况均可能导致冷板内部应力骤增撕裂焊缝，进而发生冷板漏液的情况，严重会导致液体接触电子元件而使电子元件短路烧毁。所以需要在测试完成后及时将冷板中的液体排出，避免冷板漏液而损坏电子元件。

现有技术中的冷板排液采用带流体连接器的排液装置进行排液，这种方式需要将冷板从系统中拆卸下来，在拆卸过程中可能出现冷板漏液现象，且这种装置的投入成本较大，并且能耗高，噪声大。

发明内容

根据本发明的一个方面，本发明提供一种虹吸式排液冷板，能够利用虹吸原理实现自主排液，且排液彻底，成本较低。

为达上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种虹吸式排液冷板，包括：

本体，上述本体包括底板、盖板和翅片，上述底板和上述盖板扣合形成储液箱，上述翅片设置在上述储液箱中；

虹吸组件，上述虹吸组件一端穿过上述盖板伸入上述储液箱底部且与上述储液箱连通，另一端低于上述储液箱底部。

可选地，上述虹吸组件包括虹吸管、连通部和连接管路，上述连通部设于上述盖板上，上述连通部上设有通道，上述通道的一端与上述虹吸管相连，上述虹吸管未与上述连通部连接的一端低于上述储液箱底部，上述通道的另一端与上述连接管路相连，上述连接管路伸入上述储液箱底部。

可选地，还包括基座，上述基座上设有固定安装孔，上述本体固定于上述基座底端，上述盖板部分置于上述固定安装孔内。

可选地，上述盖板冲压形成有凸起，上述凸起设置在上述固定安装孔内，上述凸起与上述固定安装孔的侧壁形成有积液槽。

可选地，上述基座开设有U型口，上述U型口的开口端设有连接部，上述U型口和上述连接部形成上述固定安装孔。

可选地，上述本体与上述基座之间通过螺栓固定连接。

可选地，上述基座的材料为铝合金。

可选地，上述连通部与上述盖板的连接方式为焊接。

可选地，还包括进液管，上述进液管与上述储液箱连通。

可选地，上述盖板的两端设有连接孔，上述连接孔中的一个与上述虹吸组件相连，另一个与上述进液管相连。

本发明的有益效果为：

通过在冷板的本体上设置虹吸组件，并使虹吸组件的一端伸入到本体的储液箱的最底部，且虹吸组件和储液箱连通，虹吸组件的另一端低于储液箱底部，从而使虹吸组件的两端形成液位差，由于虹吸组件的两端端口承受的压力不同，因此液体会由压力大的一边流向压力小的一边，直到两边的大气压力相等，通过这种虹吸原理，可以将冷板的储液箱中的液体迅速抽出，实现冷板的自动排液，且利用虹吸原理排液彻底，成本较低。

附图说明

图1为本发明虹吸式排液冷板的结构示意图；

图2为本发明本体的结构示意图；

图3本发明基座与连接部的结构示意图；

图4本发明基座的仰视图；

图5本发明基座、连接部和本体的装配图的仰视图；

图6本发明虹吸式排液冷板的装配图。

图中：

100、本体；110、底板；120、盖板；121、凸起；130、翅片；200、虹吸组件；210、虹吸管；220、连通部；230、连接管路；300、基座；400、连接部；500、进液管。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，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。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

冷板常用于散热领域，尤其是对电子产品的散热。在冷板的研制过程中，需要对冷板的性能进行测试，这时需要将冷板从冷却系统中拆除，或者调试完的冷板需要储存运输，而在调试的时候冷板中充满液体，如果不及时将冷板中的液体排出，很有可能在拆除的过程中导致冷板漏液，冷板在运输过程中也容易泄露，泄露的液体一旦遇到电子产品，就会导致电子产品短路，因此，需要在冷板拆除之前或运输之前将冷板中的液体彻底排干，避免液体接触电子产品的芯片，而使电子产品短路。现有的冷板需要靠带流体连接器的排液装置进行排液，这就使得冷板必须先从冷却系统中拆卸安装到排液装置上才能进行排液，无法避免拆卸过程中产生的冷板漏液的问题，而且这种装置的投入成本很大，且能耗高，噪声大，冷板排液需要的设备和人工的成本也较高。

针对上述问题，在本发明的一个实施例中，提供了一种虹吸式排液冷板。虹吸是一种流体力学现象，物理上指由于液体分子间存在引力与位能差能，液体会由压力大的一边流向压力小的一边。虽然水两边的大气压力相等，但由于水位差，水压大的一边由于重力下流，水压小的一边由于大气压上流，直到两边的大气压力加水压相等。如图1所示，该虹吸式排液冷板包括本体100和虹吸组件200，本体100由底板110、盖板120和翅片130组成，底板110和盖板120能够扣合在一起，扣合后形成储液箱，冷板中的液体储存在储液箱中，翅片130也设置在储液箱中，翅片130可以增大传热面积，提高上述虹吸式排液冷板的散热效果，底板110与散热区接触，接受外部的热量然后进行散热，虹吸组件200一端穿过盖板120伸入到储液箱的底部并与储液箱连通，虹吸组件200的另一端比储液箱的底部要低，这种结构使得虹吸组件200两端形成液位差，一旦虹吸形成，储液箱中的液体就会顺着虹吸组件200快速地从储液箱中抽出、排干。

通过将虹吸组件200与储液箱相连，并利用虹吸组件200两端的液位差，使储液箱中的液体通过虹吸组件200排出。将虹吸组件200的一端伸入储液箱的底部，可以保证储液箱中的液体排放彻底，这种利用虹吸原理的虹吸式排液冷板可以实现自主排液，无需额外使用排液设备，降低成本，且结构简单，操作方便。

进一步地，继续参见图1，虹吸组件200包括虹吸管210、连通部220和连接管路230，其中连通部220与盖板120固定连接，在一个实施例中，可以采用焊接的方式将连通部220与盖板120相连；在其他实施例中，也可以通过螺栓连接的方式将连通部220固定在盖板120上。为了方便连通部220与盖板120连接，连通部220可以为长方体形状。在连通部220上开设有通道，在一个实施例中，可以通过在连通部220内钻孔的方式形成通道，通道的一端与虹吸管210相连，另一端与连接管路230相连。

进一步地，通道的一端设置在连通部220的底部，盖板120上设有连接孔，连接管路230的一端伸入储液箱底部，这样才能保证将储液箱中的液体彻底排除干净，另一端穿过上述连接孔与通道相连，通道的另一端设置在连通部220的一侧端部，并与虹吸管210相连，虹吸管210与通道连接好后，要保证虹吸管210未与通道连接的一端比储液箱的底部低，这样才能利用液位差将储液箱中的液体排出。在本实施例中，虹吸管210可以为倒U型管，但虹吸管210的最高点距离储液箱液面的高度不得高于大气压支持的水柱高度。

进一步地，如图2所示，底板110和盖板120可以通过冲压的方式一体成型，盖板120靠近底板110的一侧可以冲压形成凸起121，通过凸起121使得底板110和盖板120相扣合后能更好的形成储存液体的储液箱，将翅片130设置在储液箱中用来增大散热面积，翅片130可以选用多种结构形式，例如：卡扣式翅片、折叠尺式翅片以及铲齿式翅片等等。在一个实施例中，底板110和盖板120可以通过焊接的方式固定连接，增强底板110和盖板120之间的密封性能，防止储液箱中的液体渗漏。

优选地，在本实施例中，上述虹吸式排液冷板还包括基座300，基座300可以为铝合金材料，铝合金重量轻，耐腐蚀，且强度高，可以用铝合金通过冲压的方式一体成型制成。在一个实施例中，基座300上设有固定安装孔，将底板110和盖板120连接后的边缘与基座300的底端相连，在本实施例中，本体100与基座300可以采用螺栓连接的方式连接；在其它实施例中，本体100与基座300也可以采用焊接的方式相连。将盖板120上冲压形成的凸起121设置在固定安装孔内，此时，固定安装孔的表面积大于凸起121的表面积，且小于底板110和盖板120的表面积，这样，在固定安装孔的侧壁和凸起121之间形成有积液槽，若储液箱泄露，积液槽可以暂时储存部分渗漏的液体，避免泄露的液体直接接触电子元件，从而导致电子元件短路。在其它实施例中，如图3所示，也可以在基座300上开设一个U型口，在基座300的U型口处连接有连接部400，用于封堵基座300的U型口，基座300的U型口和连接部400共同形成了固定安装孔，将盖板120与底板110连接后的边缘与基座300的底端相连，盖板120上的凸起121设置在固定安装孔内，此时固定安装孔的侧壁也和凸起121之间形成有积液槽，用于储存部分储液箱泄露的液体。

进一步地，如图4所示，在基座300的底部设有凹槽，凹槽绕设于U型口，本体100与基座300进行装配时，盖板120的凸起121安装在U型口内，盖板120与底板110连接后的边缘安装在凹槽内，当对本体100和基座300进行组装时，凹槽能够对本体100起到纵向限位作用。同时，将基座300与芯片进行连接后，本体100被固定在凹槽和芯片之间，进而提高了本体100与基座300连接的稳定性，以及本体100与芯片接触的稳定性。

优选地，盖板120的侧壁与凹槽的侧壁抵接，由此实现基座300对本体100的横向限位，避免本体100和基座300组装后，本体100出现横向窜动的问题，提高了本体100与基座300连接的稳定性，以及本体100与芯片接触的稳定性。

优选地，上述盖板120的顶部端面与基座300的顶部端面平齐，减小虹吸式排液冷板的纵向高度，使其整体结构紧凑，能够适应较为狭小的芯片安装空间。

可选地，如图5所示，底板110置于凹槽内，且底板110的底部端面与基座300的底部端面平齐，进一步减小虹吸式排液冷板的纵向高度，使其整体结构更加紧凑。

优选地，带U型口的基座300与连接部400的共同作用，可以使基座300适应不同大小和不同形状的虹吸式排液冷板，只需要配合使用不同的连接部400即可，保持本体100在水平面上整体呈长方形结构，以适应芯片的安装空间。

优选地，上述基座300与芯片通过弹簧螺栓连接，由于弹簧螺栓具有增大预紧力的效果，因此通过弹簧螺栓连接的基座300和芯片之间的紧固力得到了有效提高，进而提高了基座300和芯片连接的可靠性。

优选地，弹簧螺栓的数量为多个，且多个弹簧螺栓间隔均匀分布。当弹簧螺栓被拧紧时，其弹簧发生弹性变形，进而产生弹力，该弹力作用于基座300和芯片；当多个间隔均匀分布的弹簧螺栓均产生弹力时，多个弹簧螺栓之间能够互相平衡作用于基座300和芯片之间的作用力，因此使得基座300与芯片连接的紧密程度更加均匀。由于盖板120的凸起121部分置于基座300的固定安装孔内，且底板110与芯片相贴合，因此，当基座300与芯片连接的紧密程度更加均匀时，底板110与芯片贴合的紧密程度也能够更加均匀，进而使得虹吸式排液冷板能够均匀地吸收芯片不同位置处散发的热量，提高了虹吸式排液冷板均匀散热的能力。

优选地，上述底板110、盖板120以及基座300均采用冲压工艺制成，一方面，冲压工艺生产流程简单，且所需生产设备投入较低，相较于现有技术中采用的数控加工工艺而言，能够有效降低生产成本、简化生产流程、缩短生产周期。

另一方面，在现有技术中，底板110是数控加工后再焊接制成的，由于焊接工艺对于焊接件有一定的强度要求，因此在现有技术中，底板110较厚，通常为2mm左右。而本实施例提供的虹吸式排液冷板，其底板110采用冲压工艺制成，冲压工艺对于冲压件不做强度要求，因此其厚度较薄，冲压件的厚度通常为1.2mm-1.5mm，示例性地，可以为1.2mm、1.3mm、1.4mm和1.5mm等，较薄的底板110能够提高虹吸式排液冷板的散热性能，使得虹吸式排液冷板的散热效率得到有效提高。

优选地，如图6所示，在一个实施例中，上述虹吸式排液冷板还设置有进液管500，因为在虹吸式排液冷板的测试阶段，需要保证储液箱内的液体一直处于循环状态，通过进液管500为储液箱补充液体，虹吸组件200为储液箱排出液体，可以在盖板120的两端开设两个连接孔，其中一个连接孔和虹吸组件200相连，另一个连接孔和进液管500相连，将两个连接孔的位置设置在盖板120上较远的两端，可以保证储液箱中的液体进行充分的循环更换。

上述虹吸式排液冷板的工作过程为：

上述虹吸式排液冷板测试完成，此时储液箱中充满液体，拆掉多余的管路，排出虹吸组件200中的空气，由于虹吸组件200的出液口比储液箱的底部低，此时形成虹吸，开始排液，直到储液箱中的液体完全排除，排液结束。

上述排液过程中的虹吸组件200的最高点距离储液箱液面的高度不得高于大气压支持的水柱高度。

上述排除虹吸组件200中的空气的步骤可以通过从虹吸组件200的出液口处抽气实现，也可以从进液管500处充气，从而使液体充满虹吸组件200，将虹吸组件200中的空气排除，然后封堵进液管500。

本发明的虹吸式排液冷板，通过将虹吸组件200设置在盖板120上，并使虹吸组件200的一端伸入到储液箱的底部并与储液箱连通，另一端出液口低于储液箱底部，通过虹吸原理将储液箱中的液体排干，该虹吸式排液冷板结构简单，操作简便，无需借助其他排液设备，可以实现自主排液，节约了使用专门的排液装置而导致的设备和人工成本。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种虹吸式排液冷板，其特征在于，包括：

本体(100)，所述本体(100)包括底板(110)、盖板(120)和翅片(130)，所述底板(110)和所述盖板(120)扣合形成储液箱，所述翅片(130)设置在所述储液箱中；

虹吸组件(200)，所述虹吸组件(200)一端穿过所述盖板(120)伸入所述储液箱底部且与所述储液箱连通，另一端低于所述储液箱底部。

2.根据权利要求1所述的虹吸式排液冷板，其特征在于，所述虹吸组件(200)包括虹吸管(210)、连通部(220)和连接管路(230)，所述连通部(220)设于所述盖板(120)上，所述连通部(220)上设有通道，所述通道的一端与所述虹吸管(210)相连，所述虹吸管(210)未与所述通道连接的一端低于所述储液箱底部，所述通道的另一端与所述连接管路(230)相连，所述连接管路(230)伸入所述储液箱底部。

3.根据权利要求1所述的虹吸式排液冷板，其特征在于，还包括基座(300)，所述基座(300)上设有固定安装孔，所述本体(100)固定于所述基座(300)底端，所述盖板(120)部分置于所述固定安装孔内。

4.根据权利要求3所述的虹吸式排液冷板，其特征在于，所述盖板(120)冲压形成有凸起(121)，所述凸起(121)设置在所述固定安装孔内，所述凸起(121)与所述固定安装孔的侧壁形成有积液槽。

5.根据权利要求3所述的虹吸式排液冷板，其特征在于，所述基座(300)开设有U型口，所述U型口的开口端设有连接部(400)，所述U型口和所述连接部(400)形成所述固定安装孔。

6.根据权利要求3所述的虹吸式排液冷板，其特征在于，所述本体(100)与所述基座(300)之间通过螺栓固定连接。

7.根据权利要求3所述的虹吸式排液冷板，其特征在于，所述基座(300)的材料为铝合金。

8.根据权利要求2所述的虹吸式排液冷板，其特征在于，所述连通部(220)与所述盖板(120)的连接方式为焊接。

9.根据权利要求1所述的虹吸式排液冷板，其特征在于，还包括进液管(500)，所述进液管(500)与所述储液箱连通。

10.根据权利要求9所述的虹吸式排液冷板，其特征在于，所述盖板(120)的两端设有连接孔，所述连接孔中的一个与所述虹吸组件(200)相连，另一个与所述进液管(500)相连。

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