带有冷却结构的水电分离式电源及其操作方法

1.本发明涉及一种带有冷却结构的水电分离式电源及其操作方法，属于加速器技术领域。


背景技术：

2.电源设备是一种可以根据特定的输入信号或者电流、电压，经过复杂的转换过程(滤波、逆变、升降压等)后产生特定电流或者电压的输出。近年来在加速器领域得到了越来越广泛的应用。
3.电源模块中一般安装有电源开关，电流表，电压表，变压器，电抗器，可控硅晶闸管等电器元件。电抗器和可控硅晶闸管在工作过程中需要进行冷却，常规的冷却方法是通过进水集水器、回水集水器以及多根连接在进水集水器和回水集水器上的进水管和回水管将冷却水分配到电抗器和可控硅晶闸管等电子器件或各电源模块底板上，通过冷却水的循环流动来对其进行降温。电源模块上连接的进水管和回水管较多，对于可插拔模块化电源结构而言后期的拆装和维护将产生很大成本，其次插拔过程中进水管与进水集水器的连接处以及回水管与回水集水器的连接处很容易发生松脱，一旦松脱，泄漏的冷却水就会喷洒到机柜内其它电器元件上，使用起来非常不安全。


技术实现要素：

4.针对上述技术问题，本发明提供一种带有冷却结构的水电分离式电源及其操作方法，该电源能够有效避免泄漏的冷却水喷洒到其它电器元件上的水电分离式电源冷却结构，且便于快速拆装和维修。
5.为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：
6.一种带有冷却结构的水电分离式电源，包括如下各部件：
7.水冷结构，数量若干，所述水冷结构的内部布置有循环水道；
8.电源模块，数量若干；
9.电源框架，包括后板以及装配于所述后板上、下两端的底板和顶板，三者共同限定出容纳所述水冷结构和所述电源模块的容置空间；
10.若干所述水冷结构和所述电源模块交替排布在所述电源框架的容置空间内。
11.所述的水电分离式电源，优选地，所述水冷结构包括固定板、水冷板以及用于连接所述固定板和所述水冷板的弹簧压紧装置。
12.所述的水电分离式电源，优选地，所述弹簧压紧装置包括导向筒、导向杆以及压缩弹簧，所述导向杆设置于所述导向筒的空腔中，所述导向筒的第一端固定在所述固定板上，第二端为自由端，所述导向杆的第一端位于所述导向筒的空腔中，第二端贯穿所述导向筒的筒壁与所述水冷板连接，所述压缩弹簧套设在所述导向杆上，且位于所述导向筒的空腔中。
13.所述的水电分离式电源，优选地，所述水冷板的上、下端面上设置有若干第四导引
结构，和/或，
14.所述弹簧压紧装置数量若干，均匀分布在所述固定板上。
15.所述的水电分离式电源，优选地，所述底板的上端面与所述顶板的下端面上均设置有第一导引结构以及第二导引结构，所述第二导引结构与所述第四导引结构相适配。
16.所述的水电分离式电源，优选地，所述电源模块的上、下端面上均设置有与所述第一导引结构相适配的第三导引结构。
17.所述的水电分离式电源，优选地，所述第一导引结构为导向槽，所述第三导引结构为导向条，或者，所述第一导引结构为导向条，所述第三导引结构为导向槽；
18.所述第二导引结构为导向槽，所述第四导引结构为导向块，或者，所述第二导引结构为导向块，所述第四导引结构为导向槽。
19.所述的水电分离式电源，优选地，所述水冷板与所述电源模块的贴合面224为楔形面，且所述水冷板的后端面与所述贴合面的夹角为锐角；
20.所述电源模块的侧面为与所述贴合面相贴合的电子器件布置面，其亦为楔形面，且所述电源模块的后端面与电子器件布置面的夹角为钝角。
21.所述的水电分离式电源，优选地，所述电源模块的的前端面上设有锁紧扣，所述锁紧扣与所述电源框架的前板锁扣连接。
22.所述的水电分离式电源安装方法，优选地，包括如下步骤：
23.在使用时，先将各个所述水冷结构中的所述固定板与所述顶板与所述底板连接，然后将所述水冷板上的所述第四导引结构嵌入所述第二导引结构内，随后将多个所述电源模块从所述电源框架的旁边一一挤压所述水冷板插入，插入时所述第四导引结构容纳于所述第二导引结构中，所述电源模块滑动到所述后板的前方，以保证所述电子器件布置面与所述贴合面贴合，此时所述弹簧压紧装置为压缩状态，最后将所述锁紧扣锁在所述电源框架的前板上即可。
24.本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：
25.1、本发明将水冷系统与电源模块独立开来，当多个成排排列的模块相对框架拔插时，无需对水冷系统进行开关，提高拆装效率，且对于水冷连接处松脱后所泄漏的冷却水不会喷酒到其它电器元件上,使用较安全。
26.2、本发明装置在多个弹簧压紧装置的作用下，提高水冷板与电源模块贴合度，增加散热效率；贴合面为楔形面设置，使电源模块插拔容易。
27.3、本发明装置中的第一导引结构和第三导引结构具有辅助电源模块定位的作用，提高插头和插座盲插的准确性；第二导引结构与第四导引结构具有辅助水冷板定位的作用，提高电源模块插拔便易性。
附图说明
28.图1为本发明一实施例提供的带有冷却结构的水电分离式电源的整体示意图；
29.图2为本发明该实施例提供的电源框架的示意图；
30.图3为本发明该实施例提供的水冷结构的示意图；
31.图4为本发明该实施例提供的水冷结构中弹簧压紧装置的示意图；
32.图5为本发明该实施例提供的电源模块的示意图；
33.图中各标记如下：
34.1-电源框架，11-底板，12-顶板，13-后板，14-插座，15-第一导引结构，16-第二导引结构；
35.2-水冷结构，21-固定板，22-水冷板，221-第四导引结构，222-进水口，223-出水口，224-贴合面，23-弹簧压紧装置，231-导向筒，232-导向杆，233-弹簧；
36.3-电源模块，31-电子器件布置面，32-电源模块后板，33-锁紧扣，34-电源插头，35-第三导引结构。
具体实施方式
37.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明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。基于本发明中的实施例，本领域普通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。
38.除非另外定义，本发明使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明中使用的“第一”、“第二”、“第三”、“第四”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
39.本发明针对现有的电源模块上连接的进水管和回水管较多，对于可插拔模块化电源结构而言后期的拆装和维护将产生很大成本，其次插拔过程中进水管与进水集水器的连接处以及回水管与回水集水器的连接处很容易发生松脱，一旦松脱，泄漏的冷却水就会喷洒到机柜内其它电器元件上，使用起来非常不安全的问题提出一种带有冷却结构的水电分离式电源及其操作方法，该电源能够有效避免泄漏的冷却水喷洒到其它电器元件上的水电分离式电源冷却结构，且便于快速拆装和维修。
40.下面结合附图对发明的技术方案进行详细说明。
41.如图1所示，本发明所述涉及的带有冷却结构的水电分离式电源，包括：电源框架1、水冷结构2以及电源模块3。电源框架1包括底板11、顶板12以及后板13，底板11、顶板12以及后板13围合形成用于容纳成排排列且交替布置的水冷结构2和电源模块3的容置空间；如图3所示，水冷结构2包括固定板21、水冷板22以及用于连接固定板21和水冷板22的弹簧压紧装置23；如图4所示，弹簧压紧装置23包括导向筒231、导向杆232以及弹簧233，导向杆232设置于导向筒231的空腔中，导向筒231的第一端固定在所述固定板21上，第二端为自由端，所述导向杆232的第一端位于所述导向筒231的空腔中，第二端贯穿所述导向筒231的筒壁与所述水冷板22连接，弹簧233套设在所述导向杆232上，且位于导向筒231的空腔中。
42.如图5所示，电源模块后板32上设有电源插头34；电源框架1的后板13上设有与电源插头34相匹配的插座14；电源框架1的底板11与顶板12的上、下端面分别设有第一导引结构15以及第二导引结构16，电源模块3的上、下端面上设有与第一导引结构15滑动连接的第三导引结构35，水冷板22的上、下端面上分别设有与第二导引结构16滑动连接的第四导引结构221。
43.进一步的，第一导引结构15为导向槽，第三导引结构35为导向条，或者第一导引结构15为导向条，第三导引结构35为导向槽。第二导引结构16为导向槽或导向块，每个电源框架1的一个单元上设置有四个第二导引结构16，第四导引结构221为导向块或导向槽，每个水冷板22的四边角端均设置有一个第四导引结构221。所有导引结构均为聚四氟乙烯材料，具有小摩擦力高强度特点。
44.进一步的，固定板21的上、下两端分别与电源框架顶板12与底板11两端连接。弹簧压紧装置23分布设置在固定板21与水冷板22的四个边角处。导向筒231与固定板21固定连接，导向杆232的第二端与水冷板22螺纹紧固连接。导向杆232内沿台阶直径需大于弹簧233内径与导向筒231自由端内径。弹簧233在装入电源模块3后应处于压缩状态，以提高水冷板22与电源模块3的贴合度，增加散热效率。
45.进一步地，水冷板22的前端面下部设置有进水口222，上部设置有出水口223，水冷板22内部分布有循环水道。水冷板22与电源模块3的贴合面224为楔形面，且水冷板22的后端面与贴合面224之间的夹角为锐角，例如85
°
。电源模块3的侧面为电子器件布置面31，电子器件布置面31与水冷板22贴合。电子器件布置面31为楔形面，且电源模块3的后端面与电子器件布置面31的夹角为钝角，例如95
°
，这样使电源模块3容易插拔。电源模块3的前端设有锁紧扣33，锁紧扣33与电源框架1的前板锁扣连接。
46.本发明在使用时，先将各水冷结构2中的固定板21与电源框架1的顶板12与底板11连接，将水冷板22上的第四导引结构221嵌入第二导引结构16内，随后将多个电源模块3从电源框架1的旁边一一挤压水冷板22插入，插入时第四导引结构221容纳于第二导引结构16中，电源模块3滑动到电源框架1的后板13前方，保证电子器件布置面31与贴合面224贴合，此时弹簧233应为压缩状态，具有压紧作用。电源插头34与后板13上的插座14互插，最后将锁紧扣33锁在电源框架1的前板上即可。日常运维或检修时，解开相应的锁紧扣33，将损坏的电源模块3抽出即可，无需拔出进水管，出水管，提高拆装效率，且对于水冷连接处松脱后所泄漏的冷却水不会喷洒到其它电器元件上，使用较安全。
47.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。