CN114302599A - 一种液冷机箱及其安装方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电子设备器件领域，具体而言，涉及一种液冷机箱及其安装方法。液冷机箱包括由多块箱板连接而成的箱体，至少两块相邻的箱板的内有能够连通的液冷流道；相邻的两块箱板分别为第一箱板和第二箱板；第一箱板的一端有伸出端；第二箱板上有连接槽，连接槽与第二箱板上的液冷流道连通；伸出端插入在连接槽内，第一箱板上的液冷流道通过伸出端与第二箱板上的液冷流道连通；伸出端与连接槽之间进行电子束焊。液冷机箱的安装方法为，相邻安装的两块具有液冷流道的箱板上分别设置连接槽和伸出端，伸出端插入到连接槽内后，再从伸出端的端部进行电子束焊。本发明能够有效的避免箱板之间进行安装时液冷流道的连接处产生漏液，保证了机箱的可靠性。

Description

一种液冷机箱及其安装方法

技术领域

本发明涉及电子设备器件领域，具体而言，涉及一种液冷机箱及其安装方法。

背景技术

VPX机箱内置超高速互联的底板(VPX总线)，是适用于高速互联的电子产品机箱。VPX机箱抗振动及冲击等力学能力强，特别适用于星载、箭载、弹载的电子产品。

目前VPX机箱的散热方法主要有强迫风冷式散热和强迫液冷式散热。

强迫风冷的散热方式是采用风机对VPX板卡的风冷散热翅片进行强迫对流，通过空气与翅片的对流换热带走VPX板卡热量。该散热方法的散热能力受空气流换热系数与换热面积的制约，风机的可靠性和整机环境适应性也有较大局限。在环境噪声要求较高的条件下不适合使用强迫风冷的散热方式。

采用强迫液冷方式进行散热的VPX机箱，换热能力较风冷式VPX机箱得到了提高。液冷VPX机箱散热方式中，传统的一种方式是将VPX板卡安装于及铝板或其他导热系数高的金属板上，将热量传递至侧壁处，侧壁集成冷板功能，能通过冷却液带走热量；另一种液冷VPX机箱散热方式是将VPX板安装于水冷板表面，然后通过接口接至液冷管路，直接将冷却液分配至VPX板卡的冷板进行热交换。

无论是哪一种液冷方式，其在对机箱进行安装时，机箱的密封拼接均是一大难点，如果不能解决密封拼接的问题，那么在机箱的箱板拼接位置均可能产生漏液的风险，进而影响到机箱的可靠性。

也就是说，如何解决机箱拼接处的密封性问题，是现有VPX机箱亟待解决的一大问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种液冷机箱及其安装方法，其能够有效避免冷却液的泄露，保证了机箱的可靠性。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明提供了一种液冷机箱，包括由多块箱板连接而成的箱体，至少两块相邻的所述箱板的内设置有能够连通的液冷流道，所述液冷流道用于冷却液的流通；

相邻的两块所述箱板分别为第一箱板和第二箱板；

所述第一箱板的一端设置有伸出端；

所述第二箱板上设置有连接槽，所述连接槽与所述第二箱板上的液冷流道连通；

所述伸出端插入在所述连接槽内，所述第一箱板上的液冷流道通过所述伸出端与所述第二箱板上的液冷流道连通；

所述伸出端与所述连接槽之间进行电子束焊。

在可选的实施方式中，所述连接槽为通槽，所述伸出端从所述连接槽的一端插入；

所述连接槽的另一端设置有封板，所述封板用于将所述液冷流道封闭。

在可选的实施方式中，所述连接槽包括依次连通的封闭孔、流通孔和插接孔；

所述伸出端插入所述插接孔内，所述封板设置在所述封闭孔内，所述液冷流道与所述流通孔连通。

在可选的实施方式中，所述封板与所述连接槽之间的连接方式为电子束焊。

在可选的实施方式中，所述箱体内部设置有均温模块；

所述均温模块连接具有所述液冷流道的所述箱板。

在可选的实施方式中，所述均温模块包括拼接为一个整体的多块均温板，任意两块所述均温板相连接时，相互之间为垂直连接。

在可选的实施方式中，所述液冷流道为蛇形多通道流道。

在可选的实施方式中，所述箱板包括座板和盖板，所述座板上设置流道槽；

所述盖板设置在所述座板的一侧，所述盖板用于将所述流道槽覆盖，形成所述液冷流道。

在可选的实施方式中，所述座板与所述盖板之间的连接方式为钎焊或搅拌摩擦焊。

第二方面，本申请还提供了一种液冷机箱的安装方法，具体为：相邻安装的两块具有液冷流道的箱板上分别设置连接槽和伸出端，伸出端插入到连接槽内后，再从伸出端的端部进行电子束焊。

本发明实施例的有益效果是：

通过在第一箱板上设置伸出端，在第二箱板上设置连接槽，第一箱板上的液冷流道通过伸出端与连接槽连通，连接槽与第二箱板上的液冷流道连通，实现将第一箱板和第二箱板上的液冷流道进行连通。

通过插接配合电子束焊的方式，能够有效的避免箱板之间进行安装时液冷流道的连接处产生漏液，保证了机箱的可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明实施例提供的液冷机箱的立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的液冷机箱的主视图；

图3为图2的A-A剖视图；

图4为本发明实施例提供的液冷机箱的俯视图；

图5为图4的B-B剖视图；

图6为本发明实施例提供的液冷机箱的第一箱板和第二箱板连接时，液冷流道的拼接接口示意图；

图7为本发明实施例提供的液冷机箱的第二箱板上连接槽的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的液冷机箱的第一箱板的爆炸图；

图9为本发明实施例提供的液冷机箱的第二箱板的爆炸图。

图标：1-第一箱板；2-第二箱板；3-座板；4-液冷流道；5-盖板；6-均温模块；7-流通孔；8-封板；9-插接孔；10-封闭孔；11-流道槽；12-伸出端；13-连接槽。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

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，或者是该发明产品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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

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”、“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。

下面结合附图1至附图9，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供一种液冷机箱，包括由多块箱板连接而成的箱体，至少两块相邻的箱板的内设置有能够连通的液冷流道4，液冷流道用于冷却液的流通；相邻的两块箱板分别为第一箱板1和第二箱板2；第一箱板1的一端设置有伸出端12；第二箱板2上设置有连接槽13，连接槽13与第二箱板2上的液冷流道4连通；伸出端12插入在连接槽13内，第一箱板1上的液冷流道4通过伸出端12与第二箱板2上的液冷流道4连通。

具体的，在本实施例中，由多块箱板连接而成的箱体，其至少有两块箱板上具有液冷流道4，且所有的箱板上的液冷流道4能够进行连通，使得全部液冷流道4构成在同一个循环内，使得液冷机箱只需要一个泵、一个水箱即可完成整体的循环，降低了泵和水箱的使用数量，进而能够在没有大幅度增加成本，增加整机重量和体积的情况下，实现了对液冷机箱内部的多面冷却。

在本实施例中，以其中一对相邻的箱板为例，对相邻箱板上的液冷流道4如何进行连通进行说明。

具体的，相邻的两块箱板分别为第一箱板1和第二箱板2。其中，第一箱板1上设置了伸出端12，且第一箱板1上的液冷流道4通过伸出端12与外部连通，即伸出端12的端部具有液冷流道4的流通孔7；第二箱板2上设置了连接槽13，连接槽13位于第二箱板2上的液冷流道4的端部，且能够与第二箱板2上的液冷流道4连通。

将第一箱板1上的伸出端12插入到第二箱板2上的连接槽13内，伸出端12与连接槽13的槽底之间具有一定的间隙，形成连通空间，使得第一箱板1上的液冷流道4通过连通空间与第二箱板2上的液冷流道4进行连通，完成了相邻箱板上液冷流道4的连通，使其成为一个整体的流通回路。

此时，只要第一箱板1或第二箱板2上的液冷流道4与泵和水箱进行连通后，即可实现水循环。

在本实施例中，冷却介质为水或冷却液。

需要指出的是，冷却介质可以是水、冷却液，但其不仅仅局限于水、冷却液，其还可以是其他的液体冷却介质，如还可以是液氮等，也就是说，只要能够通过液冷流道4内的冷却介质实现对箱体内部的多面冷却即可。

在本实施例中，伸出端12的形状与连接槽13的形状相匹配，能够在伸出端12插入到连接槽13内后，通过焊接或其他连接方式，保证连接槽13与伸出端12之间的密封性，避免冷却介质从伸出端12的外壁与连接槽13的内壁之间流出，保证了机箱连接处的密封效果。

在可选的实施方式中，伸出端12与连接槽13之间进行电子束焊。

电子束焊是指利用加速和聚焦的电子束轰击置于真空或非真空中的焊接面，使被焊工件熔化实现焊接。其中，真空电子束焊是应用最广的电子束焊。电子束焊具有精确、快速的可控性，能够快速、准确的实现伸出端12与连接槽13之间的焊接。

需要指出的是，在本实施例中，伸出端12与连接槽13之间的连接方式为电子束焊，但其不仅仅局限于电子束焊这一种连接方式，其还可以是其他的连接方式，其只要能够实现伸出端12与连接槽13的密封连接即可。

在可选的实施方式中，连接槽13为通槽，伸出端12从连接槽13的一端插入；连接槽13的另一端设置有封板8，封板8用于将液冷流道4封闭。

在本实施例中，为便于对伸出端12与连接槽13之间进行焊件，保证连接槽13与伸出端12之间的密封性，将连接槽13设置为通槽，能够在连接槽13的另一端对伸出端12和连接槽13进行电子束焊，以保证焊接的强度和稳定性，保证伸出端12与连接槽13之间的连接密封性。

当在伸出端12与连接槽13之间完成焊接后，通过封板8将连接槽13的外端进行封板8，以保证液冷流道4内的冷却介质不会从连通空间内流出机箱外部。

具体的，在本实施例中，封板8与第二箱板2之间的连接方式也为电子束焊。在将封板8焊接在第二箱板2的连接槽13内，对第二箱板2的外表面的焊接痕迹进行打磨，既保证了连接强度和密封性，又能够保证机箱的整体美观性。

在可选的实施方式中，连接槽13包括依次连通的封闭孔10、流通孔7和插接孔9；伸出端12插入插接孔9内，封板8设置在封闭孔10内，液冷流道4与流通孔7连通。

在本实施例中，连接槽13为通槽，其根据使用功能分为三部分，分别是封闭孔10、流通孔7和插接孔9，其中，插接孔9与伸出端12进行连接，封闭孔10与封板8进行连接，而流通孔7即为上述的流通空间。

三者之间可以具有一定的梯度，即三者之间的横截面积可以不相同，使得在使用时能够更便于区分。

具体的，在本实施例中，以连接槽13为矩形槽为例，封闭孔10、流通孔7和插接孔9均为矩形孔，其相对应位置的边长长度从插接孔9、流通孔7、封闭孔10依次增加。

这样的设置，使得伸出端12插入到插入孔内后，与流通孔7内具有的端面平齐，使得连接槽13与伸出端12之间具有焊接位置，保证了焊接的效果。

具体的，在本实施例中，封闭孔10、流通孔7和插接孔9的形状可以是矩形，但其不仅仅局限于矩形，其也可以是其他形状的孔结构，如还可以是圆形孔、梯形孔等，只要插接孔9能够与伸出端12配合、封闭孔10能够与封板8配合即可。

在本实施例中，封闭孔10、流通孔7和插接孔9同轴设置，能够便于加工生产。

需要指出的是，封闭孔10、流通孔7和插接孔9之间可以是同轴设置，其也可以是根据实际位置和实际安装需求，设置为不同轴的方式，其只要插接孔9能够与伸出端12配合、封闭孔10能够与封板8配合，流通孔7能够实现第一箱板1和第二箱板2内的液冷流道4之间的连通即可。

在可选的实施方式中，箱体内部设置有均温模块6；均温模块6连接具有液冷流道4的箱板。

通过在箱体内部设置的均温模块6，将所有的具有液冷流道4的箱板进行连接，能够将箱体内部产生的高温快速导向箱板，实现对箱体内部的快速冷却。

具体的，箱体内部的各个位置设置不同的部件，而不同部件所产生的热量不同，均温模块6将箱体内部的温度进行吸收分担，既能够实现初步降低箱体内部温度的功能，又能够通过均温模块6实现将温度快速导向具有液冷流道4的箱板的功能，进而实现了箱体内部的快速冷却。

在可选的实施方式中，均温模块6包括拼接为一个整体的多块均温板，任意两块均温板相连接时，相互之间为垂直连接。

在本实施例中，均温模块6为多块均温板拼接而成，且均温板的端部与箱板的板面垂直连接。

具体的，在本实施例中，均温板的数量为两块，两块均温板垂直设置。

其中第一块均温板的左右两端分别连接相对的两块具有液冷流道4的箱板，第二块均温板的一端连接第一块均温板，另一端连接第三块具有液冷流道4的箱板。这样的设置，将机箱内部分割为三个空间，且通过均温板将三个空间内的设备所散发的热量进行均匀传导后，快速与具有液冷流道4的箱板进行换热，实现了机箱内部的快速散热。

在可选的实施方式中，液冷流道4为蛇形多通道流道。

具体的，在本实施例中，蛇形设置能够增加液冷流道4的流经面积，进而加快换热效率，提高了对机箱内部的换热效果。

多通道的设置，也能够进一步增加液冷流道4的流经面积，加快机箱内部的换热效率和换热效果。

需要指出的是，在本实施例中，液冷流道4为蛇形多通道流道，其也可以是设置为其他的形式，如还可以是设置为平行的多通道，且每个通道均与其他箱板上的液冷流道4进行连通。也就是说，只要能够通过液冷流道4内的冷却介质，实现对箱体内部的快速换热即可。

在可选的实施方式中，箱板包括座板3和盖板5，座板3上设置流道槽11；盖板5设置在座板3的一侧，盖板5用于将流道槽11覆盖，形成液冷流道4。

具体的，在本实施例中，液冷流道4在进行开设时，先在座板3上铣出流道槽11，再通过盖板5对流道槽11进行覆盖后，将盖板5与座板3进行固定，即可形成液冷流道4。

更具体的，在本实施例中，盖板5可以是同时覆盖整个座板3，也可以是只覆盖具有流道槽11的部分，只要能够通过盖板5对流道槽11进行覆盖的方式，在箱板上形成液冷流道4即可。

在本实施例中，当盖板5为覆盖整个座板3时，如第一箱板1上，盖板5与座板3之间的连接方式为钎焊；当盖板5为覆盖流道槽11进行设置时，如第二箱板2上，盖板5与座板3之间的连接方式为搅拌摩擦焊。

需要指出的是，盖板5与座板3之间的连接方式可以是钎焊或搅拌摩擦焊，但其不仅仅局限于上述两种连接方式，其还可以是其他的连接方式，如还可以是电子束焊、粘接等方式，也就是说，只要能够实现将盖板5固定设置在座板3上，实现将流道槽11封盖为液冷流道4即可。

在可选的实施方式中，相邻的箱板之间的连接方式为插接、螺栓连接、焊接或卡接。

如上述的实施例中，第一箱板1和第二箱板2之间的连接方式为插接配合电子束焊的方式。

其也可以是其他的连接方式，如采用卡接、螺栓连接等，只要能够实现将第一箱板1和第二箱板2进行连接，且保证第一箱板1与第二箱板2上的液冷流道4之间的密封性即可。

第二方面，本申请还提供了一种液冷机箱的安装方法，具体为：相邻安装的两块具有液冷流道的箱板上分别设置连接槽和伸出端，伸出端插入到连接槽内后，再从伸出端的端部进行电子束焊。

如上述实施例中所述，相邻的两块箱板上，分别设置连接槽和伸出端后，将伸出端插入到连接槽内，实现两块箱板的拼接，再通过在连接槽内部进行电子束焊，实现两者之间的完全密封连接。

在连接槽内部进行电子束焊的方式为，将连接槽设置为通孔后进行封底的方式进行加工，即先进行电子束焊后，再通过封板进行封底，并将封板通过电子束焊的方式进行焊接，以保证整体的密封性。

可以理解的是，本发明提供的液冷机箱的安装方法，不仅仅局限于使用在液冷机箱上，其也可以是应用在其他的需要进行内部连通的拼接结构上，能够有效的保证连接位置的密封性能。

本发明实施例的有益效果是：

通过在第一箱板1上设置伸出端12，在第二箱板2上设置连接槽13，第一箱板1上的液冷流道4通过伸出端12与连接槽13连通，连接槽13与第二箱板2上的液冷流道4连通，实现将第一箱板1和第二箱板2上的液冷流道4进行连通。

通过插接配合电子束焊的方式，能够有效的避免箱板之间进行安装时液冷流道的连接处产生漏液，保证了机箱的可靠性。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种液冷机箱，包括由多块箱板连接而成的箱体，其特征在于，至少两块相邻的所述箱板的内设置有能够连通的液冷流道，所述液冷流道用于冷却液的流通；

相邻的两块所述箱板分别为第一箱板和第二箱板；

所述第一箱板的一端设置有伸出端；

所述第二箱板上设置有连接槽，所述连接槽与所述第二箱板上的液冷流道连通；

所述伸出端插入在所述连接槽内，所述第一箱板上的液冷流道通过所述伸出端与所述第二箱板上的液冷流道连通；

所述伸出端与所述连接槽之间进行电子束焊。

2.根据权利要求1所述的液冷机箱，其特征在于，所述连接槽为通槽，所述伸出端从所述连接槽的一端插入；

所述连接槽的另一端设置有封板，所述封板用于将所述液冷流道封闭。

3.根据权利要求2所述的液冷机箱，其特征在于，所述连接槽包括依次连通的封闭孔、流通孔和插接孔；

所述伸出端插入所述插接孔内，所述封板设置在所述封闭孔内，所述液冷流道与所述流通孔连通。

4.根据权利要求2所述的液冷机箱，其特征在于，所述封板与所述连接槽之间的连接方式为电子束焊。

5.根据权利要求1所述的液冷机箱，其特征在于，所述箱体内部设置有均温模块；

所述均温模块连接具有所述液冷流道的所述箱板。

6.根据权利要求5所述的液冷机箱，其特征在于，所述均温模块包括拼接为一个整体的多块均温板，任意两块所述均温板相连接时，相互之间为垂直连接。

7.根据权利要求1所述的液冷机箱，其特征在于，所述液冷流道为蛇形多通道流道。

8.根据权利要求1所述的液冷机箱，其特征在于，所述箱板包括座板和盖板，所述座板上设置流道槽；

所述盖板设置在所述座板的一侧，所述盖板用于将所述流道槽覆盖，形成所述液冷流道。

9.根据权利要求8所述的液冷机箱，其特征在于，所述座板与所述盖板之间的连接方式为钎焊或搅拌摩擦焊。

10.一种液冷机箱的安装方法，其特征在于，相邻安装的两块具有液冷流道的箱板上分别设置连接槽和伸出端，伸出端插入到连接槽内后，再从伸出端的端部进行电子束焊。

Images