一种多路液体均匀分流方法及装置与流程

1.本发明涉及电子设备散热领域，更为具体的，涉及一种多路液体均匀分流方法及装置。


背景技术：

2.随着电子设备向集成化、阵列化发展，散热功率越来越高，使得散热问题成为电子设备功能提升的一个瓶颈，因此大功率阵列电子设备采用液冷方式进行强制冷却是必然选择。阵列化电子设备通常由大量相同的单元组成的二维阵列，每个相同单元的冷却液流量需求相同，因此需要一种多路液体均匀分流装置实现对阵列单元的全并联分流。
3.现有的分流装置设计通常是实现一维分流，分流器按行或列单独制造，然后通过多级线性叠加组装在一起，分流装置的体积和重量较大；多级分流器之间分离面较多，液体泄漏风险较大。对于较大规模的阵列应用，常规分流器的分流均匀性、体积、重量已无法满足应用需求。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种多路液体均匀分流方法及装置，实现1分2n(n∈n)路并联均匀分流，同时实现了分流装置的小型化和轻量化。
5.本发明的目的是通过以下方案实现的：
6.一种多路液体均匀分流方法，包括步骤：
7.s1，将多个分流板和封盖板连接组成一体化平板分流装置；
8.s2，在所述一体化平板分流装置的第一面分布2n个支路进口和2n个支路出口，在第二面分布总进液口和一个总出液口，第一面的支路进口、支路出口分为多个分流子区域，每个区域有多个一一对应的支路进口和支路出口，其中每个区域的第一侧为支路进口，第二侧为支路出口；n为正整数；
9.s3，在每个区域插入多个阵列单元，阵列单元内设置连接支路进口和出口的流道，当所有阵列单元插入后，构成2n个闭环的分流通路。
10.进一步地，在步骤s2中，1分2n的分流网络和一个2n汇1的汇流网络在空间内错位叠加。
11.进一步地，所述多个分流板的数量为m层，分流网络和汇流网络由m层平面流路组成，每层平面流路实现多级分流和多级汇流，每一级分流和汇流均采用二叉树的结构形式，各层平面流路通过层与层之间的垂直贯穿孔实现互联，构成立体的分流网络；m为正整数。
12.进一步地，第i层平面流路实现1分2
ai
路分流和2
ai
汇1的汇流，其中
13.进一步地，每层平面流路均通过在平板上加工槽道和垂直贯穿孔来实现，每层分流板承担一层平面流路。
14.进一步地，所述封盖板的数量为一层，m层分流板和1层封盖板通过焊接组成一体化平板分流装置，层与层之间无任何密封分离面。
15.一种能够运行如上所述方法的多路液体均匀分流装置，包括封盖板、多个分流板，多个分流板和封盖板连接；第一分流板内包含一分四的分流流道和四汇一的汇流流道，第二分流板内包含4个相同的一分四的分流流道和4个相同的四汇一的汇流流道，第三分流板包含16个相同的一分八的分流流道和16个相同的八汇一的汇流流道。
16.进一步地，所述多个分流板为金属分流板。
17.进一步地，所述金属分流板上刻有流道凹槽。
18.进一步地，所述金属分流板上设有垂直贯穿孔。
19.本发明的有益效果包括：
20.(1)本发明基于网络输运理论的分流网络设计实现全并联均匀分流，所有支路的流路长度均相同，因此均有良好的分流均匀性。
21.(2)本发明基于流体压力平衡效应，级间分隔板只起到物理分隔的作用而不再承压，从而减小级间分隔板的厚度，使得分流装置体积紧凑，整体厚度较小，更适用于阵列化设备。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明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，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为分流装置外形示意图；
24.图2为分流装置内流道组成示意图；
25.图3为分流装置组成示意图；
26.图4为封盖板示意图；
27.图5为第一分流板示意图；
28.图6为第二分流板示意图；
29.图7为第三分流板示意图；
30.图中，1-分流装置、2-阵列单元、3-阵列单元内流道、4-支路进口、5-支路出口、6-总出液口、7-总进液口、8-汇流网络、9-分流网络、100-封盖板、200-第一分流板、300-第二分流板、400-第三分流板、101-出液贯穿孔、102-进液贯穿孔、201-第一分流板出液口区域、202-第一分流板进液口区域、203-第一分流板垂直贯穿孔、204-第一分流板分流流道、205-第一分流板汇流流道、301-第二分流板出液口区域、302-第二分流板进液口区域、303-第二分流板垂直贯穿孔、304-第二分流板汇流流道、305-第二分流板分流流道、401-第三分流板进液口区域、402-第三分流板出液口区域、403-第三分流板垂直贯穿孔、404-第三分流板分流流道、405-第三分流板汇流流道。
具体实施方式
31.本说明书中所有实施例公开的所有特征，或隐含公开的所有方法或过程中的步
骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合和/或扩展、替换。下面根据附图1～图7，对本发明的技术构思、解决的技术问题、工作原理、工作过程和有益效果作进一步详细、充分地说明。
32.本发明实施例提供一种多路液体均匀分流方法及装置，其中在分流装置正面分布有2n个支路进口和2n个支路出口，反面分布有一个总进液口和一个总出液口，正面支路进、出口分为多个分流子区域，每个区域有多个一一对应的支路进口和支路出口，其中左侧为支路进口，右侧为支路出口。每个区域可插入多个阵列单元。阵列单元内有连接支路进口和出口的流道，当所有阵列单元插入后，就构成了2n个闭环的分流通路。在实际应用过程中，包括如下实施内容：
33.(1)本发明中分流装置是由一个1分2n的分流网络和一个2n汇1的汇流网络在空间内错位叠加而成。
34.(2)本发明中的分流和汇流网络主要由m层平面流路组成，每层平面流路实现多级分流和多级汇流，每一级分流和汇流均采用二叉树的结构形式，各层平面流路通过层与层之间的垂直贯穿孔实现互联，从而构成立体的分流网络。
35.(3)第i(i＝1、2、...m)层平面流路实现1分2
ai
路分流和2
ai
汇1的汇流，其中
36.(4)每层平面流路均通过在平板上加工槽道和垂直贯穿孔来实现，每层分流板承担一层平面流路。
37.(5)m层分流板和1层封盖板通过焊接组成一体化平板分流装置，层与层之间无任何密封分离面。
38.图1为分流装置外形，分流装置1设有阵列单元2、阵列单元内流道3、支路进口4(128个)、支路出口5(128个)、总出液口5、和总进液口7。
39.图2为分流装置内流道组成，包括汇流网络8和分流网络9。
40.图3为分流装置组成，设有封盖板100、第一分流板200、第二分流板300、第三分流板400。
41.图4为封盖板，设有出液贯穿孔101、进液贯穿孔102。
42.图5为第一分流板200的结构示意图，第一分流板出液口区域201(与101位置对应)、第一分流板进液口区域202(与102位置对应)、第一分流板垂直贯穿孔203(共8个)、第一分流板分流流道204、第一分流板汇流流道205。
43.图6为第二分流板300示意图，设置有第二分流板出液口区域301(与第一分流板200垂直贯穿孔对应)、第二分流板进液口区域302(与第一分流板200垂直贯穿孔对应)、第二分流板垂直贯穿孔303(共32个)、第二分流板汇流流道304、第二分流板分流流道305。
44.图7为第三分流板400示意图，设有第三分流板进液口区域401(与第二分流板300垂直贯穿孔对应)、第三分流板出液口区域402(与第二分流板300垂直贯穿孔对应)、第三分流板垂直贯穿孔403(共256个)、第三分流板分流流道404和第三分流板汇流流道405。
45.结合附图对本发明实施例作进一步说明如下：参见附图3～附图7，本发明实施例中的分流装置主要有封盖板和3个分流板组成。第一分流板200内包含一分四的分流流道和四汇一的汇流流道，第二分流板300内包含4个相同的一分四的分流流道和4个相同的四汇
一的汇流流道，第三分流板400包含16个相同的一分八的分流流道和16个相同的八汇一的汇流流道。首先，通过机加工在金属分流板上加工出流道凹槽，再通过焊接工艺将4块板焊接在一起，经过承压测试后，确保焊接结构无泄漏。分流装置加工完成后的总厚度为40mm，经试验测试，在总流量51.2l/min，液体工质为65#防冻液的工况下，128个支路的分流流量误差在
±
5％的范围内，满足阵列化电子设备的使用要求。
46.实施例1
47.一种多路液体均匀分流方法，包括步骤：
48.s1，将多个分流板和封盖板连接组成一体化平板分流装置；
49.s2，在所述一体化平板分流装置的第一面分布2n个支路进口和2n个支路出口，在第二面分布总进液口和一个总出液口，第一面的支路进口、支路出口分为多个分流子区域，每个区域有多个一一对应的支路进口和支路出口，其中每个区域的第一侧为支路进口，第二侧为支路出口；n为正整数；
50.s3，在每个区域插入多个阵列单元，阵列单元内设置连接支路进口和出口的流道，当所有阵列单元插入后，构成2n个闭环的分流通路。
51.实施例2
52.基于实施例1，在步骤s2中，1分2n的分流网络和一个2n汇1的汇流网络在空间内错位叠加。
53.实施例3
54.基于实施例2，所述多个分流板的数量为m层，分流网络和汇流网络由m层平面流路组成，每层平面流路实现多级分流和多级汇流，每一级分流和汇流均采用二叉树的结构形式，各层平面流路通过层与层之间的垂直贯穿孔实现互联，构成立体的分流网络；m为正整数。
55.实施例4
56.基于实施例3，第i层平面流路实现1分2
ai
路分流和2
ai
汇1的汇流，其中
57.实施例5
58.基于实施例4，每层平面流路均通过在平板上加工槽道和垂直贯穿孔来实现，每层分流板承担一层平面流路。
59.实施例6
60.基于实施例5，所述封盖板的数量为一层，m层分流板和1层封盖板通过焊接组成一体化平板分流装置，层与层之间无任何密封分离面。
61.实施例7
62.一种能够运行如实施例1所述方法的多路液体均匀分流装置，包括封盖板、多个分流板，多个分流板和封盖板连接；第一分流板内包含一分四的分流流道和四汇一的汇流流道，第二分流板内包含4个相同的一分四的分流流道和4个相同的四汇一的汇流流道，第三分流板包含16个相同的一分八的分流流道和16个相同的八汇一的汇流流道。
63.实施例8
64.基于实施例7，所述多个分流板为金属分流板。
65.实施例9
66.基于实施例8，所述金属分流板上刻有流道凹槽。
67.实施例10
68.基于实施例8，所述金属分流板上设有垂直贯穿孔。
69.本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
70.上述技术方案只是本发明的一种实施方式，对于本领域内的技术人员而言，在本发明公开了应用方法和原理的基础上，很容易做出各种类型的改进或变形，而不仅限于本发明上述具体实施方式所描述的方法，因此前面描述的方式只是优选的，而并不具有限制性的意义。
71.除以上实例以外，本领域技术人员根据上述公开内容获得启示或利用相关领域的知识或技术进行改动获得其他实施例，各个实施例的特征可以互换或替换，本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。