CN113805683A - 一体式可浮动ai服务器液冷组件 - Google Patents
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Abstract
本发明关于一种一体式可浮动AI服务器液冷组件，包括钣金扳手和浮动装配在该钣金把手底部的至少两个间隔分布的水冷板，每个水冷板上均设有用于与PCB主板连接的螺钉。本发明在顶部钣金与底部的多个水冷板的浮动连接，使得各个水冷板安装至服务器芯片模组时，可通过弹簧可浮动套筒连接机构调整各自相对水平面的高度，而不互相影响制约，从而保证各个水冷板与芯片的良好贴合，不会因芯片在PCB主板上安装而自身产生的高度差影响安装和散热效果，使得本发明既可实现PCB板平铺多AI芯片高效液冷散热，又可实现一人简单便捷运维操作。
Description
技术领域
本发明属于液冷散热技术领域，具体涉及一种一体式可浮动AI服务器液冷组件。
背景技术
随着5G、物联网等技术的发展，需要大规模部署高性能计算数据中心。目前，数据中心行业服务器散热解决方案主要是风冷，随着芯片热功耗的不断提升，特别是AI服务器芯片的热流密度很大，风冷散热解决方案很难满足其散热需求，液冷散热解决方案由于其高效的散热性能，使得液冷散热技术在AI服务器中应用迫在眉睫。
行业现有方案，一种是比较成熟的风冷散热解决方案，为了提升散热性能，散热器体积很大，存在散热器体积大、重量大、散热能力有限、噪音大等缺点。另一种是处于样品阶段的分体液冷方案，安装和拆卸过程复杂，需要多人协作，运维难度极大，人力成本巨大。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种新型结构的一体式可浮动AI服务器液冷组件，使其通过钣金把手实现液冷组件的一体式设置，同时通过设置浮动结构来适用不同冷板的不同安装高度，更具有适用性。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种一体式可浮动AI服务器液冷组件，包括钣金扳手和浮动装配在该钣金把手底部的至少两个间隔分布的水冷板，每个水冷板上均设有用于与PCB主板连接的螺钉。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
前述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，所述钣金把手底部设有套筒，固定在水冷板上的长螺杆上端滑动穿设在该套筒内并通过其顶端的凸部与套筒底部进行轴向限位，套在长螺杆下端的压缩弹簧为长螺杆提供向下的动力，实现各个水冷板相对钣金扳手的浮动。
前述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，所述水冷板分形成至少一个水冷板组，位于同一水冷板组内的水冷板通过连接管路逐级串联实现其内部水流道的导通。
前述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，位于不同水冷板组内的水冷板可通过连接管路连通。
前述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，所述钣金把手后端固定有集液器，其中分液器的入口侧与进口管道连接，该分液器出口侧通过连接管路与各个水冷板组中的第一级水冷板连接。
前述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，各个水冷板组中最后一级的水冷板通过连接管路将液体集中排放至固定在钣金把手前端的集液器内，该集液器通过出口管道实现液体排放。
前述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，所述进口管道和出口管道在机箱前端的位置均被一对快接头分为可快速断开和连接的上下两部分。
前述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，所述进口管道和出口管道位于上部分尾端也设有用于实现在机箱后端快速插拔维修的快接头。
前述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，所述钣金把手还向下翻折形成有用于对连接管路两侧进行限位的限位折边。
前述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，所述分液器和集液器分别嵌装固定在所述钣金把手两端向外翻折形成的凹槽内。
本发明与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本发明可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：本发明在顶部钣金与底部的多个水冷板的浮动连接，使得各个水冷板安装至服务器芯片模组时，可通过弹簧可浮动套筒连接机构调整各自相对水平面的高度，而不互相影响制约，从而保证各个水冷板与芯片的良好贴合，不会因芯片在PCB主板上安装而自身产生的高度差影响安装和散热效果。
本发明既可实现PCB板平铺多AI芯片高效液冷散热，又可实现一人简单便捷运维操作。
附图说明
图1为本发明一体式可浮动AI服务器液冷组件的结构示意图；
图2为图1的俯视图；
图3为图2的A-A剖视图；
图4为图1的仰视图；
图5为本发明一体式可浮动AI服务器液冷组件未装配钣金扳手时的示意图；
图6为图5的俯视图。
【主要元件符号说明】
1：水冷板
2：钣金把手
3：进口管道
4：出口管道
5：快接头
6：连接管路
7：分液器
8：集液器
9：套筒
10：长螺杆
11：压缩弹簧
12：螺钉
13：芯片贴合面
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一体式可浮动AI服务器液冷组件其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
请参阅图1-6，其为本发明一体式可浮动AI服务器液冷组件的各部分结构示意图，该液冷组件包括钣金把手2和固定在该钣金把手2下方的至少两个间隔分布的水冷板1，每个水冷板1上均设有用于与印制板固定连接的螺钉12，在本发明实施例中，所述螺钉为弹簧螺钉。
所述钣金扳手2与各个水冷板1之间均通过浮动机构连接，各个水冷板1均可通过浮动机构调整其与钣金把手2之间的距离(调整各自相对水平面的高度)，且不同的水冷板1在调整其相对水平面的高度时互不影响，以使得各个水冷板1均能够与其对应的芯片实现良好的贴合，不会因芯片在PCB主板上安装而自身产生的高度差影响安装和散热效果。
在本发明实施例中，所述浮动机构为弹簧可浮动套筒，其包括固定在钣金把手2上的套筒9和上端滑动穿设在该套筒9内、下端固定在水冷板1上的长螺杆10，套设在长螺杆10下端外周的压缩弹簧11为长螺杆10提供远离套筒9的弹力，所述长螺杆10通过其头部外周的凸部与套筒9下端的内翻沿的配合实现二者的轴向限位，防止长螺杆10在压缩弹簧的作用下由套筒9内完全脱出。在本发明实施例中，所述套筒9焊接固定在钣金把手2上或与钣金把手一体成型，且该套筒9上端敞开，且钣金把手2上也设有相应的通孔，以便于长螺杆10由上端开口处装入套筒9内。
在本发明实施例中，每个水冷板1均通过至少两个浮动机构实现与钣金把手的浮动连接。
所述钣金把手2上还向下翻折形成有用于对连接管路6两侧进行限位，防止连接管路6向两侧偏移的限位折边。
在本发明实施例中，所述水冷板1分为至少一个水冷板组，每个水冷板组包括至少两个水冷板1，位于同一水冷板组内的水冷板1通过连接管路6逐级串联实现液体流通通道的导通。不同水冷板组内的水冷板可通过连接管路6连通。且不同的水冷板组可具有共用的水冷板1，即某一级水冷板1分别接受位于两个不同水冷板组的水冷板输送的液体，也可向两个不同的水冷板组内的水冷板输送液体。
在本发明实施例中，所述水冷板组共有4个，每个水冷板组均包括三个水冷板1，每个水冷板组内的各个水冷板沿箱体前后方向顺次排列，且位于最后一级的水冷板为两个水冷板组共用的水冷板。在本发明实施例中，前两级水冷板的面积相同，第三级水冷板1的面积不大于前两级水冷板的面积，由此可通过增加第三级水冷板液体流量的方法来弥补第三级输入液体温度较高的问题。
在本发明实施例中，所述钣金把手2后端固定有集液器8，前端固定有分液器7，其中分液器7的入口与进口管道3连接，以接收由进口管道3输送的低温液体，该分液器7每个水冷板组中的第一级水冷板均通过连接管路6与分液器7连接，通过分液器7将低温液体分配至各个水冷板组中的第一级水冷板1，该低温液体则依次通过水冷组中的各级水冷板，实现降温。且每个水冷组中的最后一级水冷板1均通过连接管路6将其内的液体排放至集液器8中，集液器8将该升温后的液体由出口管道4输送至降温装置中，经过降温后的液体由进口管道3重新输送至分液器中，实现液体在液冷组件中的循环。
在本发明实施例中，所述分液器7和集液器8分别嵌装在所述钣金把手2两端向外翻折形成的U型槽内，由此实现分液器7和集液器8的固定，但并不限定于此。
在本发明实施例中，所述进口管道3和出口管道4位于服务器机箱前端的位置均被快接头5分为可快速断开和连接的两部分，该快接头5可实现进口管道3和出口管道4分布在不同层(不同水平面)的部分分开，使得位于下层的部分能够随水冷板1和钣金把手2一起水平移动，实现该液冷组件下层部分有前端拉出单独维护的目的。具体的，由于进出口管道由服务器机箱后端伸出的部分分布在钣金把手的上方，与钣金把手与水冷板分布在机箱的不同层，这就使得当该液冷组件装配完成时，无法将水冷板和钣金把手单独拉出进行维护等，而本发明快接头的设置使得这部分进出口管道能够与其他组件完全分离，即该进出口管道的存在不影响其他部分的抽出维护。
所述进口管道3和出口管道4伸出服务器机箱后端位置也设有快接头5，使得该液冷组件能够在机箱后端进行快速插拔维护。
本发明液冷组件具有如下特征：本发明是水冷散热解决方案，通过管路将各水冷板互连，水冷板内部有水流道，通过分液器将液体分配给各个水冷板，再通过集液器回收液体，实现液体在液冷组件内的循环流动，利用水的高比热容等热性，对AI服务器各芯片进行高效散热；同时，在产品前后端两处各设计2对快接头，既可实现从服务器机箱前端将底部插箱单独拉出维护，又能在机箱后端进行快捷插拔维护。
本发明还通过在顶部钣金把手上设计多个弹簧可浮动套筒连接机构，与底部的多个水冷板实现连接，各个水冷板安装至服务器芯片模组时，可通过弹簧可浮动套筒连接机构调整各自相对水平面的高度，而不互相影响制约，从而保证各个水冷板与芯片的良好贴合，不会因芯片在PCB主板上安装而自身产生的高度差影响安装和散热效果。
综上所述，本产品既可实现PCB板平铺多AI芯片高效液冷散热，又可实现一人简单便捷运维操作，还可以实现机箱前后端各自独立的快捷维护动作。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种一体式可浮动AI服务器液冷组件，其特征在于：包括钣金扳手和浮动装配在该钣金把手底部的至少两个间隔分布的水冷板，每个水冷板上均设有用于与PCB主板连接的螺钉。
2.根据权利要求1所述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，其特征在于：所述钣金把手底部设有套筒，固定在水冷板上的长螺杆上端滑动穿设在该套筒内并通过其顶端的凸部与套筒底部进行轴向限位，套在长螺杆下端的压缩弹簧为长螺杆提供向下的动力，实现各个水冷板相对钣金扳手的浮动。
3.根据权利要求1所述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，其特征在于：所述水冷板分形成至少一个水冷板组，位于同一水冷板组内的水冷板通过连接管路逐级串联实现其内部水流道的导通。
4.根据权利要求3所述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，其特征在于：位于不同水冷板组内的水冷板可通过连接管路连通。
5.根据权利要求3所述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，其特征在于：所述钣金把手后端固定有集液器，其中分液器的入口侧与进口管道连接，该分液器出口侧通过连接管路与各个水冷板组中的第一级水冷板连接。
6.根据权利要求5所述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，其特征在于：各个水冷板组中最后一级的水冷板通过连接管路将液体集中排放至固定在钣金把手前端的集液器内，该集液器通过出口管道实现液体排放。
7.根据权利要求6所述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，其特征在于：所述进口管道和出口管道在机箱前端的位置均被一对快接头分为可快速断开和连接的上下两部分。
8.根据权利要求7所述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，其特征在于：所述进口管道和出口管道位于上部分尾端也设有用于实现在机箱后端快速插拔维修的快接头。
9.根据权利要求3所述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，其特征在于：所述钣金把手还向下翻折形成有用于对连接管路两侧进行限位的限位折边。
10.根据权利要求6所述的一体式可浮动AI服务器液冷组件，其特征在于：所述分液器和集液器分别嵌装固定在所述钣金把手两端向外翻折形成的凹槽内。
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