CN215935362U - 液冷散热器及其负压泵箱、负压结构 - Google Patents

Abstract

一种负压结构，包括主密封腔体，所述主密封腔体通过液面以上的主出口联通负压装置，形成主通路，使所述主通路内气体或液体通过所述负压装置排出所述主密封腔体，包括与每个液泵一一对应的副密封腔体，所述副密封腔体至少有2个，每个所述副密封腔体均设有传感器，每个所述传感器根据所述副密封腔内气体或液体的压力或压强是否满足第一阈值而各自通过数据线或电线传输数据至控制装置输出第一信号，所述第一阈值小于外界大气压，包括控制装置，通过每个传感器输出信号控制所述负压装置相应开启或关闭，使每个所述副密封腔体均满足第一阈值。一种负压泵箱，包括负压结构，包括液泵，形成可拆卸或不可拆卸的整体。一种液冷散热器，包括负压结构。

Description

液冷散热器及其负压泵箱、负压结构

技术领域

本发明涉及为包括电脑计算机主机、电源、充电桩等在内的电子电路设备散热的液冷散热技术领域，具体为液冷散热器及其负压泵箱、负压结构。

背景技术

随着科技的发展，计算机以及充电桩等带电设备功耗逐渐增大，其散热需求也日渐迫切，目前市场上有三大类散热器但效果不佳，分别是1被动散热器,其只有散热片，散热能力不足；2风冷散热器，在散热片基础上加装风扇，增强散热能力但是风噪也大；3液冷散热器，目前市场上常见的液冷散热器都是正压散热器，即因水泵向液冷头泵水，同时冷液受热膨胀导致包含液冷头在内的关键液路段液路内部压力大于外界大气压，一旦破损即会向外漏液，又由于目前液冷头接口在机箱内部，所以一旦漏液就容易造成严重电气损害。

目前也出现负压技术的液冷散热器，但是其均只能支持单一液泵的液冷散热器，而多液泵液冷散热器内部液路压强复杂多变高低起伏没有规律，尚无法对多液泵的液冷散热器提供负压支持，然而单一液泵的液冷散热器往往扬程流量等性能不足，多液泵液冷散热器相较其具有诸多优势，比如更高的冷液循环能力，比如液泵的泵送能力冗余设计提高可靠性，比如相同流速下多液泵可以降低功率运行以降低噪音提高可靠性，比如可以多个低扬程液泵串联达到与单个高杨程液泵相同的循环能力且液路最高压强小于单液泵方案，因此亟需对多液泵液冷散热器提供负压防漏支持。

发明内容

针对上述缺憾提出液冷散热器及其负压泵箱、负压结构，以解决含电子电路设备采用液冷散热时产生的漏液及衍生电气故障问题和目前无法对多液泵液冷散热器提供负压支持的问题。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

公开一种负压结构，包括主密封腔体，所述主密封腔体通过液面以上的主出口联通负压装置，形成主通路，使所述主通路内气体或液体通过所述负压装置排出所述主密封腔体，所述负压装置包括手动或电动或气动负压装置，所述手动负压装置包括针筒或气筒，所述电动或气动负压装置包括隔膜泵或齿轮泵或蠕动泵或自吸泵，

包括与每个液泵一一对应的副密封腔体，所述副密封腔体至少有2个，每个所述副密封腔体均设有传感器，或每个所述副密封腔体均设有传感器探测口直接或通过管路与集中于一处的传感器一一密封连接，每个所述传感器根据所述副密封腔内气体或液体的压力或压强是否满足第一阈值而各自通过数据线或电线传输数据至控制装置输出第一信号，所述第一阈值小于外界大气压，所述传感器包括电容或电阻或电压或电流传感器或压力或压强传感器或位置传感器，

所述主密封腔体或副密封腔体为防冷液泄漏的材料包括硅胶或塑料或金属制成的能储存溶液不泄露的容器，所述主密封腔体通过位于其液面以下的第三出口并联入液冷散热器液路中或通过其第二进口及位于其液面以下的第三出口串联于液冷散热器中任意位置，所述主密封腔体可以是液冷散热器中储液箱，每个所述副密封腔体通过其第五出口并联或通过其第四进口及其第五出口串联于液冷散热器中每个液泵的出液口侧，

包括控制装置，所述控制装置包括手动型或自动型，当所述负压装置由电能驱动时，所述控制装置与所述负压装置电性连接，当所述负压装置由高压气驱动时，所述控制装置与连接所述负压装置的气动管路相连接，所述手动型包括开关模块，所述开关模块包括搭触开关或自锁开关或延时开关或自复位开关或球阀或管夹，所述开关串联于所述负压装置电路回路中或设置于所述气动管路上以控制所述负压装置的工作状态，所述自动型包括控制器与每个所述传感器电性连接，所述控制器包括电磁阀或继电器或搭触开关或延时开关或二极管或三极管或气动开关或综合控制电路，所述控制器串联或并联于所述负压装置电路回路中或所述气动管路上，通过每个传感器输出信号控制所述负压装置相应开启或关闭，使每个所述副密封腔体均满足第一阈值，

在本发明的一些具体实施例中，所述控制装置包括数据输入输出接口，所述数据包括每个液泵的实时参数或设计参数或控制信号或液冷散热器液路的温度或流量或流速或压强。

在本发明的一些具体实施例中，所述第一阈值包括启动阈值、停止阈值，所述负压装置在所述副密封腔体内压强不满足启动阈值后启动，直至所述副密封腔体内压强满足启动阈值后再满足停止阈值后停止。

在本发明的一些具体实施例中，所述主通路设有单向阀使主密封腔体内气体或液体能且仅能在所述负压装置作用下单向排出所述主密封腔体，或所述主通路设有管路开关，所述管路开关与所述负压装置同时或先后导通，所述管路开关包括球阀或电磁阀或管夹。

在本发明的一些具体实施例中，所述负压装置能克服液冷系统中液泵运转时其进液口产生的负压将所述主密封腔体内气体或液体排出所述主密封腔体。

在本发明的一些具体实施例中，所述控制装置在所述负压装置启动并运行至最大负压后仍有任意所述副密封腔体内压强未满足第一阈值时控制所述出口连接此副密封腔体的液泵降速运行或关闭运行，直至所有所述副密封腔体内压强均满足第一阈值。

在本发明的一些具体实施例中，所述控制装置在所述负压装置启动并运行至最大负压后仍有任意所述副密封腔体内压强未满足第一阈值时控制所述出口连接此副密封腔体的液泵降速运行或关闭运行，直至所有所述副密封腔体内压强均满足第一阈值，所述控制装置根据所述数据输入接口所得数据或所述传感器的输出信号控制至少一个其他所述液泵提高功率运行。

在本发明的一些具体实施例中，包括报警器，当任意所述副密封腔体内压强不满足第二阈值时或所述负压装置在预设时间内累计启动时长达到预设值时或启动次数达到预设值时或任意所述传感器测得负压迅速变小时开始报警，所述报警器包括声或光或振动报警器或发送警报信息，所述第二阈值处于所述第一阈值与外界大气压之间且不与第一阈值重合。

在本发明的一些具体实施例中，包括报警器，当任意所述副密封腔体内压强不满足第二阈值时或所述负压装置在预设时间内累计启动时长达到预设值时或启动次数达到预设值时或任意所述传感器测得负压迅速变小时开始报警，所述控制装置控制至少一个所述液泵降低功率运行或停止运行，所述报警器包括声或光或振动报警器或发送警报信息，所述第二阈值处于所述第一阈值与外界大气压之间且不与第一阈值重合。

在本发明的一些具体实施例中，当任意所述副密封腔体内压强不满足第二阈值时或所述负压装置在预设时间内累计启动时长达到预设值时或启动次数达到预设值时或任意所述传感器测得负压迅速变小时所述控制装置控制沿冷液循环方向从所述主密封腔体出液口至所述不满足第二阈值的副密封腔体段的液泵降低功率运行或停止运行。

在本发明的一些具体实施例中，包括断电设备，所述断电设备包括继电器或mos开关管或总和控制电路，所述断电设备安装于使用此负压结构的液冷散热器的设备总电源电路上，并在任意所述副密封腔内压强不满足第二阈值时或所述负压装置在预设时间内累计启动时长达到预设值时或启动次数达到预设值时断开使用此负压结构的液冷散热器的设备电源，所述第二阈值处于所述第一阈值与外界大气压之间且不与第一阈值重合。

在本发明的一些具体实施例中，包括保险器，所述保险器由防漏夜材料构成腔体，并在所述腔体内液面以上设有气孔联通外界大气，设于所述主通路末端以存放所述负压装置排出的液体，避免所述液体产生意外情况。

在本发明的一些具体实施例中，所述负压结构所需能源来自使用此负压结构的液冷散热器的设备以外。

在本发明的一些具体实施例中，所述负压结构设有自备电源包括不可充电池或可充电电池或超级电容，在外部电源失效后可以通过自备电源继续工作。

在本发明的一些具体实施例中，所述主密封腔体通过位于其液面以下的第三出口并联入液冷散热器液路中或通过其第二进口及位于其液面以下的第三出口串联于液冷散热器中任一液泵进液口处。

在本发明的一些具体实施例中，包括补液口，所述补液口设于所述主密封腔体液面以上。

公开一种负压泵箱，包括以上任一所述的一种负压结构，包括液泵，所述液泵进液口连接所述主密封腔体，出液口连接至少一个所述副密封腔体，形成可拆卸或不可拆卸的整体。

公开一种液冷散热器，包括以上任一所述的一种负压结构，所述液冷散热器液路与环境密封隔绝。

本发明的有益效果是：

通过在主密封腔体设置负压结构使液冷散热器形成负压避免其破损进而漏液引起电器损坏。通过在每个液泵出液口侧设置副密封腔体与传感器，从而使多液泵液冷散热器获得负压支持，同时无需考虑液泵参数，无需为不同液泵设置不同阈值，只需要统一将各传感器阈值设为小于外界大气压就能通过负压装置使整个液冷系统保持负压状态，获得极大通用性。通过设置控制装置以自动根据液冷散热器内部压强情况控制负压装置启动或停止。通过设置延时装置或启动阈值停止阈值减少负压装置启动次数，降低噪音提高可靠性。通过将补液口设于水泵进水口处，使冷液能通过所述负压装置吸进液冷散热器中，当液泵为离心泵时冷液能自行流至离心泵中，使离心泵顺利运转形成循环，通过设置报警器或断电设备或自备电源或保险器进一步提高安全性。通过控制装置动态调整液泵功率，使液泵总扬程即使超过负压装置最大负压能力，也能使液冷散热器全液路保持负压，同时适配液路不同部分不同流阻，进而获得负压状态下整体液路更高效的循环。当任意所述副密封腔体内压强不满足第二阈值时或所述负压装置在预设时间内累计启动时长达到预设值时或启动次数达到预设值时或任意所述传感器测得负压迅速变小时控制部分液泵降低功率运行或停止运行，减小负压装置负担，更好的防止漏水。

附图说明

图1为优选的一种待负压结构液冷散热器结构图。

主要附图标记说明：

11-甲液泵，12乙液泵，2-液冷头，31-甲冷排，32-乙冷排，41-主密封腔体，411-主出口，412-第二进口，413-第三出口，414-补液口，42-甲副密封腔体，421-第四进口，422-第五出口，43-乙副密封腔体，44-负压装置，5-密封管路。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性的前提下，还可以根据这些附图或实施例获得其他的附图或实施例。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。

本发明至少一具体实施例如图1所示，储液箱同时作为主密封腔体41、甲液泵11、液冷头2、甲冷排31、乙液泵12.乙冷排32通过密封管路5依次串联形成多液泵液冷散热器的密封循环液路，液路循环方向如图中箭头所示，所述负压装置44通过液面以上的主出口411连通主密封腔体41内气体或液体形成主通路，所述主密封腔体41通过液面以下的第三出口413连通甲液泵11的进液口，所述甲副密封腔体42、乙副密封腔体43分别通过第四进口421、第五出口422设于甲液泵11、乙液泵12出液口处。所述甲副密封腔体42、乙副密封腔体43均设有传感器以检测其内压强是否小于环境压强且达到阈值，所述传感器与控制装置电性连接以传输信号，使控制装置控制所述负压装置44，当任意传感器检测到压强不满足阈值发出信号给控制器，控制器控制负压装置启动，直至所有副密封腔体内压强均小于环境压强且满足阈值后控制所述负压装置44停止。

优选地，所述主通路设有电磁阀，所述电磁阀在负压装置44启动时导通，负压装置停止时闭合，使所述液路在所述负压装置停止后与外接隔绝更长久的保持负压。

优选地，所述负压装置44可以是隔膜泵或蠕动泵，所述传感器可以是压差开关或压力变送器，所述控制装置可以是延时继电器也可以是综合控制电路，当所述传感器只有一个阈值时可以通过延时装置减少负压装置的启停次数，当所述传感器具有多个阈值时可以通过为多个阈值分别设置启动或停止命令以将负压控制在预设范围内以及在适当情况下配合报警器报警，配合断电设备将使用此液冷散热器的设备断电。

优选地，所述补液口414设于所述主密封腔体41内，且其海拔高于所述第一通路于所述主密封腔体41内端，当所述主密封腔体41内冷液不足即其内液面高度低于所述第一通路于所述主密封腔体41内端需要补液时，可以在液冷散热器正常运转同时安全打开位于液面上的补液口414而避免冷液泄漏，同时因为液冷散热器内部冷液保持负压状态，在打开补液口414后其液压回升导致所述负压装置44启动，至密封安装上补液管并在其末端浸入准备好的补充液后所述补充液即可通过负压而被自行吸入所述主密封腔体41内，实现冷液的自动加注。

优选地，所述负压装置44、主密封腔体41、甲液泵11、甲副密封腔体42可以整合为可拆分或不可拆分的整体，获得更高的美观性以及简洁性。

当所述负压装置44运行至最大负压同时甲副密封腔体42或乙副密封腔体内压强仍为满足所述第一阈值时，此时所述甲液泵11与乙液泵12总运行扬程超过负压支持上限，所述控制装置控制所述出口连接不满足第一阈值的副密封腔体的液泵降低功率运行或停止运行，使整体液路保持负压。

当液路未发生泄漏即任一所述副密封腔体均满足第二阈值，且有副密封腔体满足第一阈值而其他副密封腔体不满足第一阈值时，说明所述液泵组的运行功率配置与液路各部分实际流阻情况不匹配，此时所述控制装置控制所述进口连接不满足第一阈值的副密封腔体的液泵适当提高功率运行，使全液路保持负压的同时提高液路循环效率。

当液路发生泄漏即任一所述副密封腔体不满足第二阈值时，所述控制装置控制沿冷液循环方向从所述主密封腔体出液口至所述不满足第二阈值的副密封腔体段的液泵降低功率运行或停止运行，以降低所述负压装置负压负担，提高安全性。

采用上述方案后，使所述液冷散热器内部冷液保持负压，以避免液冷系统内冷液向外泄漏。通过在每个液泵出水口处设置副密封腔体并通过传感器检测其压强，从而无需考虑水泵参数为不同水泵设置不同阈值，只需要统一将传感器阈值设为小于外界大气压就能通过负压装置使整个多液泵液冷系统保持全部负压状态，获得极大通用性。通过设置控制装置以自动根据液冷散热器内部压强情况控制负压装置启动或停止。所述控制装置带有延时功能以减少负压装置启动次数，降低噪音提高可靠性。通过将补液口设于水泵进水口处，使冷液能通过所述负压装置吸进液冷散热器中并流至离心泵中，使离心泵顺利运转形成冷液循环，通过设置报警器或断电设备或自备电源进一步提高安全性。通过控制装置动态调整液泵功率，使液泵总扬程即使超过负压装置最大负压能力，也能使液冷散热器全液路保持负压，同时适配液路不同部分不同流阻，进而获得负压状态下整体液路更高效的循环。

以上所述，仅优选用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域普通技术人员依然可以对本发明的技术方案做其他修改或者对其中部分技术特征进行等同替换，或者对其中部分进行拆分或合并处理，凡未脱离本发明性技术方案的精神和范围内，所作的何修改、等同替换、改进等，均因涵盖在本发明的保护范围当中。

Claims (13)

1.一种负压结构，其特征在于：包括主密封腔体，所述主密封腔体通过液面以上的主出口联通负压装置，形成主通路，使所述主通路内气体或液体通过所述负压装置排出所述主密封腔体，所述负压装置包括手动或电动或气动负压装置，所述手动负压装置包括针筒或气筒，所述电动或气动负压装置包括隔膜泵或齿轮泵或蠕动泵或自吸泵，

包括与每个液泵一一对应的副密封腔体，所述副密封腔体至少有2个，每个所述副密封腔体均设有传感器，或每个所述副密封腔体均设有传感器探测口直接或通过管路与集中于一处的传感器一一密封连接，每个所述传感器根据所述副密封腔内气体或液体的压力或压强是否满足第一阈值而各自通过数据线或电线传输数据至控制装置输出第一信号，所述第一阈值小于外界大气压，所述传感器包括电容或电阻或电压或电流传感器或压力或压强传感器或位置传感器，

所述主密封腔体或副密封腔体为防冷液泄漏的材料包括硅胶或塑料或金属制成的能储存溶液不泄露的容器，所述主密封腔体通过位于其液面以下的第三出口并联入液冷散热器液路中或通过其第二进口及位于其液面以下的第三出口串联于液冷散热器中任意位置，所述主密封腔体可以是液冷散热器中储液箱，每个所述副密封腔体通过其第五出口并联或通过其第四进口及其第五出口串联于液冷散热器中每个液泵的出液口侧，

包括控制装置，所述控制装置包括手动型或自动型，当所述负压装置由电能驱动时，所述控制装置与所述负压装置电性连接，当所述负压装置由高压气驱动时，所述控制装置与连接所述负压装置的气动管路相连接，所述手动型包括开关模块，所述开关模块包括搭触开关或自锁开关或延时开关或自复位开关或球阀或管夹，所述开关串联于所述负压装置电路回路中或设置于所述气动管路上以控制所述负压装置的工作状态，所述自动型包括控制器与每个所述传感器电性连接，所述控制器包括电磁阀或继电器或搭触开关或延时开关或二极管或三极管或气动开关或综合控制电路，所述控制器串联或并联于所述负压装置电路回路中或所述气动管路上，通过每个传感器输出信号控制所述负压装置相应开启或关闭，使每个所述副密封腔体均满足第一阈值，

和/或所述控制装置包括数据输入输出接口，所述数据包括每个液泵的实时参数或设计参数或控制信号或液冷散热器液路的温度或流量或流速或压强，

和/或所述第一阈值包括启动阈值、停止阈值，所述负压装置在所述副密封腔体内压强不满足启动阈值后启动，直至所述副密封腔体内压强满足启动阈值后再满足停止阈值后停止。

2.根据权利要求1所述的一种负压结构，其特征在于：所述主通路设有单向阀使主密封腔体内气体或液体能且仅能在所述负压装置作用下单向排出所述主密封腔体，或所述主通路设有管路开关，所述管路开关与所述负压装置同时或先后导通，所述管路开关包括球阀或电磁阀或管夹。

3.根据权利要求1所述的一种负压结构，其特征在于：所述负压装置能克服液冷系统中液泵运转时其进液口产生的负压将所述主密封腔体内气体或液体排出所述主密封腔体，

和/或所述控制装置在所述负压装置启动并运行至最大负压后仍有任意所述副密封腔体内压强未满足第一阈值时控制待调液泵降速运行或关闭运行，所述待调液泵为液泵出口连接此压强不满足第一阈值的副密封腔体的液泵，直至所有所述副密封腔体内压强均满足第一阈值。

4.根据权利要求1所述的一种负压结构，其特征在于：所述控制装置在所述负压装置启动并运行至最大负压后仍有任意所述副密封腔体内压强未满足第一阈值时控制待调液泵降速运行或关闭运行，所述待调液泵为液泵出口连接此压强不满足第一阈值的副密封腔体的液泵，直至所有所述副密封腔体内压强均满足第一阈值，所述控制装置根据所述数据输入输出接口所得数据或所述传感器的输出信号控制至少一个其他所述液泵提高功率运行。

5.根据权利要求1所述的一种负压结构，其特征在于：包括报警器，当任意所述副密封腔体内压强不满足第二阈值时或所述负压装置在预设时间内累计启动时长达到预设值时或启动次数达到预设值时或任意所述传感器测得负压迅速变小时开始报警，所述报警器包括声或光或振动报警器或发送警报信息，所述第二阈值处于所述第一阈值与外界大气压之间且不与第一阈值重合。

6.根据权利要求1所述的一种负压结构，其特征在于：包括报警器，当任意所述副密封腔体内压强不满足第二阈值时或所述负压装置在预设时间内累计启动时长达到预设值时或启动次数达到预设值时或任意所述传感器测得负压迅速变小时开始报警，所述控制装置控制至少一个所述液泵降低功率运行或停止运行，所述报警器包括声或光或振动报警器或发送警报信息，所述第二阈值处于所述第一阈值与外界大气压之间且不与第一阈值重合。

7.根据权利要求5所述的一种负压结构，其特征在于：当任意所述副密封腔体内压强不满足第二阈值时或所述负压装置在预设时间内累计启动时长达到预设值时或启动次数达到预设值时或任意所述传感器测得负压迅速变小时所述控制装置控制沿冷液循环方向从所述主密封腔体出液口至所述不满足第二阈值的副密封腔体段的液泵降低功率运行或停止运行。

8.根据权利要求1所述的一种负压结构，其特征在于：包括断电设备，所述断电设备包括继电器或mos开关管或总和控制电路，所述断电设备安装于使用此负压结构的液冷散热器的设备总电源电路上，并在任意所述副密封腔内压强不满足第二阈值时或所述负压装置在预设时间内累计启动时长达到预设值时或启动次数达到预设值时断开使用此负压结构的液冷散热器的设备电源，所述第二阈值处于所述第一阈值与外界大气压之间且不与第一阈值重合。

9.根据权利要求1所述的一种负压结构，其特征在于：包括保险器，所述保险器由防漏夜材料构成腔体，并在所述腔体内液面以上设有气孔联通外界大气，设于所述主通路末端以存放所述负压装置排出的液体，避免所述液体产生意外情况。

10.根据权利要求1所述的一种负压结构，其特征在于：所述负压结构所需能源来自使用此负压结构的液冷散热器的设备以外，

和/或所述负压结构设有自备电源包括不可充电池或可充电电池或超级电容，在外部电源失效后可以通过自备电源继续工作。

11.根据权利要求1所述的一种负压结构，其特征在于：所述主密封腔体通过位于其液面以下的第三出口并联入液冷散热器液路中或通过其第二进口及位于其液面以下的第三出口串联于液冷散热器中任一液泵进液口处，

和/或包括补液口，所述补液口设于所述主密封腔体液面以上。

12.一种负压泵箱，其特征在于：包括外权利要求1-11任一所述的一种负压结构，包括液泵，所述液泵进液口连接所述主密封腔体，出液口连接至少一个所述副密封腔体，形成可拆卸或不可拆卸的整体。

13.一种液冷散热器，其特征在于：包括权利要求1-11任一所述的一种负压结构，所述液冷散热器液路与环境密封隔绝。

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