CN216383006U - 一种水道连接密封结构和水冷散热器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及水冷散热技术领域，公开了一种水道连接密封结构和水冷散热器。该水道连接密封结构包括同轴布置的柔性水管、刚性水嘴、压装螺母和柔性密封端头。其中：刚性水嘴的端部管口内壁沿轴向设置有密封段和水管连接段，密封段与柔性密封端头适配，水管连接段与柔性水管的连接端适配；柔性密封端头的内孔与柔性水管适配；压装螺母与刚性水嘴螺纹连接，压装螺母用于对位于刚性水嘴的端部管口内的柔性密封端头提供轴向挤压力。上述结构中通过柔性密封端头在软硬材料中的过渡作用，能够保证水道连接处的密封不泄漏。

Description

一种水道连接密封结构和水冷散热器

技术领域

本实用新型涉及水冷散热技术领域，特别涉及一种水道连接密封结构，以及一种在进出水口处设置有该水道连接密封结构的水冷散热器。

背景技术

水冷散热技术在大功率高损耗的电气设备中应用越来越广泛。水冷散热器以纯水为载体，有效地将与水冷散热器贴合的元器件热损耗传递到制冷端，相对于传统的风冷散热，导热效率可提高数十倍。

水冷散热器包括散热器本体和进出水管(简称水管)，散热器本体一般为与元器件贴合的金属制品，进出水管为柔性塑料制品。在正常的工作中，为了保证有充足的水量带走热量，水管内部压力通常会达到0.4～0.6MPa，水温最高会达到70～80℃。在这种恶劣的环境下，保证水道的密封性显得尤为重要，而密封的关键位置又在柔性水管(塑料制品)与散热器本体(金属制品)搭接的位置。这个搭接位置，通常的密封处理方式为：

a)散热器本体的水嘴为塑料制品，从而可以与进出水管较紧密的结合，但是，散热器本体的金属部分与水嘴3的连接处为塑料制品与金属制品搭接，该搭接位置会受温度变化的严重影响；

b)请参见图1，散热器本体的水嘴3为金属水嘴，金属水嘴与散热器本体搭接，水嘴3做成宝塔形状，插入柔性水管1内，外部靠压母2(即压装螺母，材质一般为塑料或金属)压紧。但是，塑料压母同样会受温度影响，金属压母容易压坏水管，并且拆卸后很难二次利用。

可见，上述两种密封处理方式在温度与压力的反复长期影响下，都很容易发生泄漏。

因此，如何保证水冷散热器进出水口位置保持密封不泄漏，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种水道连接密封结构，以及一种在进出水口处设置有该水道连接密封结构的水冷散热器，能够保证水道连接处的密封不泄漏。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种水道连接密封结构，包括同轴布置的柔性水管、刚性水嘴、压装螺母和柔性密封端头，其中：

所述刚性水嘴的端部管口内壁沿轴向设置有密封段和水管连接段，所述密封段与所述柔性密封端头适配，所述水管连接段与所述柔性水管的连接端适配；

所述柔性密封端头的内孔与所述柔性水管适配；

所述压装螺母与所述刚性水嘴螺纹连接，所述压装螺母用于对位于所述刚性水嘴的端部管口内的所述柔性密封端头提供轴向挤压力。

可选地，在上述水道连接密封结构中，所述柔性密封端头的周向侧壁为锥形；

所述密封段与所述柔性密封端头的锥形侧壁适配的锥形孔，所述锥形孔与所述水管连接段相接的端部直径为D1，所述锥形孔位于或靠近所述刚性水嘴的端部管口的端部直径为D2，D2＞D1。

可选地，在上述水道连接密封结构中，所述柔性密封端头的小端外径和大端外径分别为D3和D4，D4＞D2＞D3＞D1。

可选地，在上述水道连接密封结构中，还包括挤压端头，其中：

所述挤压端头用于套设在所述柔性水管外，且位于所述压装螺母的内孔中，一端与所述压装螺母轴向抵接，另一端与所述柔性密封端头轴向抵接。

可选地，在上述水道连接密封结构中，所述挤压端头与所述柔性密封端头抵接的端部外径为D5，所述挤压端头与所述压装螺母抵接的端部外径为D6，D6＜D5。

可选地，在上述水道连接密封结构中，所述压装螺母的内孔包括用于与所述刚性水嘴螺纹连接的螺纹段，以及用于压紧所述挤压端头的倒锥形孔段；

和/或，所述挤压端头为圆柱筒型结构。

可选地，在上述水道连接密封结构中，所述刚性水嘴远离所述压装螺母的一端，与水冷散热器本体的进水口或出水口螺纹连接。

可选地，在上述水道连接密封结构中，所述挤压端头为FEP材质；

和/或，所述柔性密封端头为FEP材质。

可选地，在上述水道连接密封结构中，所述柔性水管为FEP材质，所述刚性水嘴和所述压装螺母均为不锈钢材质。

一种水冷散热器，包括水冷散热器本体，其中：

所述水冷散热器本体的进水口设置有进水组件，所述进水组件为上文中所述的水道连接密封结构，所述水道连接密封结构中的刚性水嘴与所述进水口连接；

和/或，所述水冷散热器本体的出水口设置有出水组件，所述出水组件为上文中所述的水道连接密封结构，所述水道连接密封结构中的刚性水嘴与所述出水口连接。

从上述技术方案可以看出，本实用新型提供的水道连接密封结构，以及在进出水口处设置有该水道连接密封结构的水冷散热器中，通过压装螺母对作用到密封端头上的轴向挤压力，能够令柔性水管和刚性水嘴之间达到良好的密封效果，从而保证水道连接处(例如水冷散热器进出水口位置)的密封不泄漏。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一种水道连接密封结构的剖视图；

图2为本实用新型第一具体实施例提供的水道连接密封结构的主视图；

图3为本实用新型第一具体实施例提供的水道连接密封结构的剖视图；

图4为本实用新型第一具体实施例提供的水道连接密封结构的安装顺序剖视图；

图5为本实用新型第一具体实施例提供的刚性水嘴的剖视图；

图6和图7为本实用新型第二具体实施例提供的水道连接密封结构中的挤压端头、柔性密封端头、刚性水嘴的端部管口之间的两种不同装配示意图；

图8为本实用新型第三具体实施例提供的水道连接密封结构中的压装螺母的剖视图。

其中：

1-水管，2-压装螺母，3-水嘴，

31-水管连接段，32-密封段；

4-压装螺母，5-挤压端头，6-密封端头；

21-螺纹段，22-倒锥形孔段。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

第一具体实施例

请参阅图2至图5，本实用新型第一具体实施例提供了一种水道连接密封结构。该水道连接密封结构包括同轴布置的柔性水管1、刚性水嘴3、压装螺母2和柔性密封端头5。其中：

刚性水嘴3的一端与水冷散热器本体的进水口/出水口连通，刚性水嘴3的另一端的端部管口的内壁沿轴向设置有密封段32、水管连接段31，密封段32与柔性密封端头5的外壁适配，水管连接段31与柔性水管1的连接端适配；

柔性密封端头5的内孔与柔性水管1适配；

压装螺母2与刚性水嘴3螺纹连接，压装螺母2用于对位于刚性水嘴3的端部管口内的柔性密封端头5提供轴向挤压力。

组装上述水道连接密封结构时：令柔性水管1穿过柔性密封端头5后与刚性水嘴3相接，从而与水冷散热器的进/出水口相通；在刚性水嘴3上旋紧压装螺母2时，通过压装螺母2能够为密封端头5提供轴向挤压力，以将密封端头5压紧安装在刚性水嘴3的端部管口(具体为密封段32)内，且紧密包裹柔性水管1；最终能够令柔性水管1和刚性水嘴3之间达到良好的密封效果，从而保证水冷散热器进出水口位置的密封不泄漏。

并且，在此需要说明的是，在压装螺母2的作用下，密封端头5受到轴向挤压，此时，密封段32对柔性密封端头5的侧壁具有挤压作用，柔性密封端头5的内孔对柔性水管1的侧壁具有挤压作用，从而，不仅实现了柔性水管1与刚性水嘴3之间的密闭下效果(即密封效果)，而且，能够保证密封端头5与柔性水管1之前存在较大的摩擦力，不管是柔性水管1的连接端是直接插入刚性水嘴3的水管连接段31内，还是与其螺纹连接，都能够保证柔性水管1和刚性水嘴3之间的连接可靠性。

具体地，柔性密封端头5的内孔为与柔性水管1适配的圆形通孔，柔性密封端头5的周向侧壁为锥形。对应地，密封段32与柔性密封端头5的锥形侧壁适配的锥形孔，锥形孔与水管连接段31相接的端部直径为D1，锥形孔位于或靠近刚性水嘴3的端部管口的端部直径为D2，D2＞D1。

从而，组装好上述水道连接密封结构后，柔性水管1的外壁和上述密封段32的内壁形成截面为楔形的环形槽，该结构能够方便安装密封端头5，并且有利于保证密封端头5与柔性水管1之前具有较大的摩擦力。

优选地，如图3和图4中所示，柔性密封端头5的小端外径和大端外径分别为D3和D4，D4＞D2＞D3＞D1。

进一步地，上述水道连接密封结构中，还包括挤压端头4。其中：挤压端头4用于套设在柔性水管1外，且位于压装螺母2的内孔中，一端与压装螺母2轴向抵接，另一端与柔性密封端头5轴向抵接。而且，挤压端头4与柔性密封端头5抵接的端部外径为D5，挤压端头4与压装螺母2抵接的端部外径为D6，D6＜D5。

从而可见，上述水道连接密封结构中，挤压端头4与柔性密封端头5均为锥台形筒状结构(其纵切面为锥台形)，二者大径端彼此抵接。组装时，柔性水管1穿过挤压端头4、柔性密封端头5后，与刚性水嘴3相接，从而与水冷散热器的进/出水口相通；通过压装螺母2对挤压端头4和密封端头5进行轴向挤压，以将密封端头5压紧在密封段32内，且紧密包裹柔性水管1，最终令柔性水管1和刚性水嘴3之间达到良好的密封效果。

具体地，挤压端头4为柔性材料，例如FEP材质。从而，通过挤压端头4，能够避免柔性密封端头5不被刚性撞击/刚性破坏。但是并不局限于此，在其它具体实施例中，也可以采用金属等硬质材料，或其它柔性材料来制作挤压端头4，其同样也能够保证柔性水管1和刚性水嘴3之间的密封效果。

具体操作时：旋转压装螺母2，以使压装螺母2与刚性水嘴3螺纹连接，此时，压装螺母2与挤压端头4之间为动摩擦，挤压端头4与柔性密封端头5之间为静摩擦；同时，压装螺母2对挤压端头4和柔性密封端头5具有轴向压紧的作用，柔性密封端头5因受到水嘴3内孔的密封段32的斜向压迫，从而实现对柔性水管1的紧密包裹。

具体地，刚性水嘴3远离压装螺母2的一端与水冷散热器本体的进水口或出水口螺纹连接。而且，刚性水嘴3与水冷散热器本体之间通过密封圈(例如EPDM三元乙丙O型密封圈)保持密封。

具体地，柔性水管1一般为FEP材质，刚性水嘴3和压装螺母2均为不锈钢材质，水冷散热器本体一般为铝制。而且，优选地，挤压端头4为FEP材质，和/或，柔性密封端头5为FEP材质。但是并不局限于此，在其它具体实施例中，上述各零部件分别也可能是其它相似材质。

此外，本实用新型第一具体实施例还提供了一种水冷散热器。该水冷散热器包括水冷散热器本体，该水冷散热器本体的进水口、出水口分别设置有进水组件、出水口组件。其中：

该进水组件可以采用上述水道连接密封结构，水道连接密封结构中的刚性水嘴3与进水口连接(例如螺纹连接)；

该出水组件可以采用上述水道连接密封结构，水道连接密封结构中的刚性水嘴3与出水口连接(例如螺纹连接)。

第二具体实施例

请参见图6和图7，本实用新型第二具体实施例提供了一种水道连接密封结构，其与上述第一具体实施例中提供的水道连接密封结构的区别仅在于：挤压端头4为圆柱筒型结构。

第三具体实施例

请参见图8，本实用新型第三具体实施例提供了一种水道连接密封结构，其与上述第一具体实施例中提供的水道连接密封结构的区别仅在于：压装螺母2的内孔包括用于与刚性水嘴3螺纹连接的螺纹段21，以及用于压紧挤压端头4的倒锥形孔段22。

具体实施时，刚性水嘴3安装在金属水冷板上，水冷板通过柔性水管1与外部冷却设备实现液体交换。

安装上述水道连接密封结构时：

柔性密封端头5预置在刚性水嘴3的密封段32(即锥形孔，或称为楔形槽)内，挤压端头4压在柔性密封端头5的上端，压装螺母2与刚性水嘴3通过螺纹结合；

随着压装螺母2不断旋转下降，压装螺母2压迫挤压端头4沿管径方向向下运动，挤压端头4压迫柔性密封端头5沿管径方向向下运动，柔性密封端头5斜面与刚性水嘴3的密封段32的内壁紧密贴合，实现柔性水管1与刚性水嘴3的密封；

当柔性水管1内的压力升高时，压力压迫柔性水管1的内壁有沿径向向外运动的趋势，使柔性水管1与柔性密封端头5结合更加紧密，实现了在水管内部高压力环境下的密封。而且，由于压装螺母2和刚性水嘴3是刚性连接，压力和温度变化都不会影响压紧效果；压装螺母2与柔性密封端头5的作用力通过柔性挤压端头4过渡，保证了柔性密封端头5高压力下不被破坏，防止泄漏。

实际使用结果表明，本实用新型具体实施例提供的水道连接密封结构，以及采用该结构的水冷散热器，具有如下优点：

1)利用柔性密封端头5能够在软硬材料(柔性水管1和刚性水嘴3)之间起到过渡和密封的作用，实现在高温高压条件下的水道密封目的；

2)柔性密封端头5与柔性水管1为外包围模式，使用过程中柔性水管1不会变形，可多次拆装使用；

3)推动柔性密封端头5的挤压端头4为非金属柔性制品，可以使柔性密封端头5不被刚性破坏；

4)压紧螺母2为不锈钢材质，与刚性水嘴3为金属硬连接，压接力不受环境温度、压力的影响，能够持续保证对挤压端头4柔性密封端头5具有一定的轴向压力。

在此需要说明的是，FEP全称为Fluorinated ethylene propylene，翻译为氟化乙烯丙烯共聚物(全氟乙烯丙烯共聚物)；epdm塑胶是乙烯、丙烯以及非共轭二烯烃的三元共聚物。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种水道连接密封结构，其特征在于，包括同轴布置的柔性水管(1)、刚性水嘴(3)、压装螺母(2)和柔性密封端头(5)，其中：

所述刚性水嘴(3)的端部管口内壁沿轴向设置有密封段(32)和水管连接段(31)，所述密封段(32)与所述柔性密封端头(5)适配，所述水管连接段(31)与所述柔性水管(1)的连接端适配；

所述柔性密封端头(5)的内孔与所述柔性水管(1)适配；

所述压装螺母(2)与所述刚性水嘴(3)螺纹连接，所述压装螺母(2)用于对位于所述刚性水嘴(3)的端部管口内的所述柔性密封端头(5)提供轴向挤压力。

2.根据权利要求1所述的水道连接密封结构，其特征在于，所述柔性密封端头(5)的周向侧壁为锥形；

所述密封段(32)与所述柔性密封端头(5)的锥形侧壁适配的锥形孔，所述锥形孔与所述水管连接段(31)相接的端部直径为D1，所述锥形孔位于或靠近所述刚性水嘴(3)的端部管口的端部直径为D2，D2＞D1。

3.根据权利要求2所述的水道连接密封结构，其特征在于，所述柔性密封端头(5)的小端外径和大端外径分别为D3和D4，D4＞D2＞D3＞D1。

4.根据权利要求1所述的水道连接密封结构，其特征在于，还包括挤压端头(4)，其中：

所述挤压端头(4)用于套设在所述柔性水管(1)外，且位于所述压装螺母(2)的内孔中，一端与所述压装螺母(2)轴向抵接，另一端与所述柔性密封端头(5)轴向抵接。

5.根据权利要求4所述的水道连接密封结构，其特征在于，所述挤压端头(4)与所述柔性密封端头(5)抵接的端部外径为D5，所述挤压端头(4)与所述压装螺母(2)抵接的端部外径为D6，D6＜D5。

6.根据权利要求4所述的水道连接密封结构，其特征在于，所述压装螺母(2)的内孔包括用于与所述刚性水嘴(3)螺纹连接的螺纹段(21)，以及用于压紧所述挤压端头(4)的倒锥形孔段(22)；

和/或，所述挤压端头(4)为圆柱筒型结构。

7.根据权利要求1所述的水道连接密封结构，其特征在于，所述刚性水嘴(3)远离所述压装螺母(2)的一端，与水冷散热器本体的进水口或出水口螺纹连接。

8.根据权利要求4至6任一项所述的水道连接密封结构，其特征在于，所述挤压端头(4)为FEP材质；

和/或，所述柔性密封端头(5)为FEP材质。

9.根据权利要求8所述的水道连接密封结构，其特征在于，所述柔性水管(1)为FEP材质，所述刚性水嘴(3)和所述压装螺母(2)均为不锈钢材质。

10.一种水冷散热器，其特征在于，包括水冷散热器本体，其中：

所述水冷散热器本体的进水口设置有进水组件，所述进水组件为如权利要求1至9任一项所述的水道连接密封结构，所述水道连接密封结构中的刚性水嘴(3)与所述进水口连接；

和/或，所述水冷散热器本体的出水口设置有出水组件，所述出水组件为如权利要求1至9任一项所述的水道连接密封结构，所述水道连接密封结构中的刚性水嘴(3)与所述出水口连接。

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