[發明專利]快速裝拆更換多層液冷機架冷板組件的方法

在審

• 申請號: 201910094612.4
• 申請日: 2019-01-31
• 公開（公告）號: CN109743870A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 黃誠;盧涼;黃賢浪;王彥斌;湯曹勇
• 申請（專利權）人: 西南電子技術研究所(中國電子科技集團公司第十研究所)
• 主分類號: H05K7/20
• 分類號: H05K7/20
• 代理公司: 成飛(集團)公司專利中心 51121
• 代理人: 郭純武

本發明公開的一種快速裝拆更換多層液冷機架冷板組件的方法，旨在提供一種能有效降低液冷機架更換冷板組件的周期和成本，避免冷板更換過程中排液問題的方法。本發明通過下述技術方案予以實現：冷板組件安裝區域采用雙U形導槽實現冷板組件的插入、拔出引導和支撐；在冷板組件插入到底的兩側滑塊末端配合位置采用配合雙U形導槽結構末端的止口臺階進行定位；冷板組件通過液冷機架兩側立板的內側導槽插入插拔抽屜滑軌，在進出液口安裝自密封流體連接器；冷板組件兩側固聯的自密封流體連接器快速對接自動密封后，連通引入流體冷板組件的循環流道，通入冷卻液體進行循環，輔助模塊、單元的快速導熱；松脫自密封流體連接器可實現冷板組件快速分離。

技術領域

本發明涉及一種基于綜合模塊化液冷機架結構快速裝拆更換冷板組件的方法。

背景技術

隨著電子設備小型化、模塊化、高集成度設計要求的提高，各類電子設備散熱量也相應提高，電子設備功率密度和熱流密度大幅度提高，熱量集中，局部溫度過高，如果熱量不能及時散出，就會導致電子設備性能下降甚至失效。一般而言，溫度每上升10℃，可靠度可能就會降低為原來的一半，而溫度從75℃升高至125℃，可靠度則變為原來的20％。根據應用環境的不同，傳統的風冷散熱會帶來多余物及增大系統空間，而導冷式散熱面對功率較大系統時則出現了散熱瓶頸，因此在很多環境下必須采用較高換熱效率的通液冷卻散熱方式。由于采用模塊集中安裝方式，擁有數量眾多的發熱量大的模塊，散熱問題非常突出。過去常用的成熟電子設備散熱設計技術已經無法滿足新系統的使用要求。目前國內廠家的多層液冷機架尚未達到工程應用階段。由于航空設備集成度的提高，國內有一些廠家開始進行航空平臺使用的液冷機架的設計工作，據目前所見的情況，其機架密封主要為焊接和液體連接器方式的分匯流系統，設計方案綜合機架由機架和模塊構成，模塊通過肋條傳導散熱，模塊產生的熱量經肋條傳導到機架，熱量通過分匯流系統帶入液冷循環系統。一個完整的液冷機架系統而言，其主要由機架結構主體、冷板組件、管路及流體連接器組成。其中液冷冷板安裝在機架結構主體上，直接與發熱模塊緊密安裝貼合，吸收發熱模塊的熱量，通過液冷機架的附屬管路組件及流體連接器循環到外部液冷系統實現熱交換。冷板既是機架內模塊進行熱交換的核心，又是模塊的安裝定位基座，一方面通過其內部流道與外部液冷循環裝置相連，通入冷卻液體進行循環，輔助模塊、單元的快速導熱，另一方面，又起到承載固定內部電子模塊、單元的作用。因此，冷板不僅要求其整體傳熱效率高、均溫性好，還要求其具備足夠的結構強度和較高的安裝定位精度。

在目前常規的多層液冷機架設計中，由于冷板組件承載模塊實現定位的需要，必須保證足夠的裝配精度，因此冷板各安裝面往往都與機架其余主要構件緊密相連，設計成冷板與機架結構件一體化的分匯流形式，同時外部管路流道與冷板之間常采用直接法蘭安裝的靜密封結構形式。在通常情況下，按照上述方法設計的液冷機架在較短周期內具備較高的可靠性。

由于冷板零件其內部通液的特殊性，常用各類焊接、鑄造等特種工藝方法進行密封成型。但是，當冷板處于工作狀態內部通液后，由于通液壓力、流體沖刷效應、以及冷卻液的腐蝕特性，在長期的工作中冷板局部因焊縫或材料自身的微孔隙等薄弱環節容易出現緩慢腐蝕，情況嚴重的最終造成滲漏。因此，冷板零件相對于其余結構件而言，其可靠性相對較低，一旦出現故障就需要進行更換維修。但在常規設計的多層液冷機架中，由于冷板與其余零件的整體裝配結構形式，一旦需要維修更換冷板時，往往就要將整個機架拆卸解體，其更換時間大約在1～2天。加之在更換冷板過程中，需要松脫靜密封的法蘭等接頭，導致冷板內部的殘留冷卻液外流，一旦處理不好就會污染整個設備，給維修工作帶來極大的不便。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的不足之處，提供一種操作便捷，能有效降低液冷機架更換冷板組件的周期和成本，避免冷板更換過程中排液問題的快速裝拆更換多層液冷機架冷板組件的方法。