液冷管连接组件、液冷管装置、冷却设备及服务器的制作方法

1.本实用新型涉及液体防漏技术领域，具体而言，涉及一种液冷管连接组件、液冷管装置、冷却设备及服务器。


背景技术：

2.目前，大多数服务器还在采用传统的风冷方式，但是风冷方式已经很难满足当下的高热流密度的散热需求。因此，在冷却设备和服务器上出现了一些采用液冷散热的技术。
3.由于液冷散热的技术具有高效散热、节能、低噪音、绿色环保等突出的优势，因此在高热流密度散热解决方案中具有良好的发展前景。但是，其仍然存在一些不可忽视的问题。
4.比如冷却工质泄露的问题。目前，已有的技术是提供对液冷管的漏液检测，通过对液冷管的漏液检测，及时发现泄露问题，从而进行检修和维护。但是，目前的漏液检测均是建立在工质已经泄露后如何进行快速修复，虽然能够及时发现问题，但是依然无法阻止液冷管内的冷却工质漏液后渗入到服务器内造成服务器损坏的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的主要目的在于提供一种液冷管连接组件、液冷管装置、冷却设备及服务器，以解决现有技术中的冷却设备的冷却工质泄漏造成服务器损坏的问题。
6.为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种液冷管连接组件，包括：防护管结构，能够套设于液冷管的外侧，其中，防护管结构的内壁上设有沟槽结构；吸水结构，吸水结构设置在沟槽结构内，其中，吸水结构包括吸水性高分子材料部或吸水结构由吸水性高分子材料形成。
7.进一步地，吸水结构包括：第一吸水环和第二吸水环，第一吸水环和第二吸水环分别设置在防护管结构的两端并嵌入在沟槽结构内。
8.进一步地，沟槽结构为毛细结构。
9.进一步地，沟槽结构包括：多个第一沟槽，多个第一沟槽沿防护管结构的轴向方向间隔地布置，其中，第一沟槽沿防护管结构的周向方向环绕一周；多个第二沟槽，多个第二沟槽沿防护管结构的周向方向间隔地布置，其中，第二沟槽沿防护管结构的轴向方向延伸；第一沟槽与第二沟槽连通。
10.进一步地，第一沟槽的槽宽为b1，第二沟槽的槽宽为b2，b1＜b2。
11.进一步地，第一沟槽和/或第二沟槽为梯形槽或矩形槽。
12.进一步地，吸水结构包括多个吸水环，多个吸水环一一对应地设置在相应地第一沟槽内。
13.进一步地，沟槽结构包括：第三毛细槽，第三毛细槽螺旋设置在防护管结构的内壁上，吸水结构沿第三毛细槽的延伸方向嵌入在第三毛细槽内。
14.进一步地，液冷管连接组件还包括：透水带，透水带缠绕在液冷管上；两个导线，两
个导线间隔地设置在透水带上且不连接，其中，当液冷管泄露冷却工质后，透水带能够吸收冷却工质并将两个导线导通形成回路；检测组件，检测组件与两个导线中的至少一个导电连接，以检测导线上电压或电阻的变化。
15.根据本实用新型的第二个方面，提供了一种液冷管装置，包括液冷管和液冷管连接组件，液冷管内具有冷却工质，液冷管连接组件包覆在液冷管的外侧，液冷管连接组件为上述的液冷管连接组件。
16.根据本实用新型的第三个方面，提供了一种冷却设备，包括上述的液冷管装置。
17.根据本实用新型的第四个方面，提供了一种服务器，包括印刷电路板和冷却设备，冷却设备用于对印刷电路板进行冷却，冷却设备为上述的冷却设备，印刷电路板与冷却设备中的检测组件和/或导线连接。
18.应用本实用新型的技术方案的液冷管连接组件包覆在液冷管的外侧，具体的，防护管结构套设在液冷管外侧，防护管结构的内壁上设有沟槽结构，吸水结构嵌入在沟槽结构的槽内，吸水结构包括载体和吸水材料，其中吸水材料采用吸水性高分子材料，能够吸收液冷管流出的冷却工质并将冷却工质锁止在吸水结构内，使其不泄漏，具备较强的吸水与保水性能。
附图说明
19.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
20.图1示出了根据本实用新型的液冷管装置的第一实施例的部分结构示意图；
21.图2示出了本实用新型的液冷管装置的第一实施例的防护管结构示意图；
22.图3示出了图2中a处的放大图；
23.图4示出了图2中a-a处的示意图；
24.图5示出了图4中b处的示意图；
25.图6示出了本实用新型的液冷管装置的第二实施例的部分结构示意图；
26.图7示出了本实用新型的液冷管装置的第二实施例的防护管结构部分结构示意图；
27.图8示出了本实用新型的液冷管装置的第二实施例的剖视图；
28.图9示出了本实用新型的液冷管装置的第三实施例的部分结构示意图；
29.图10示出了图9中b-b处的示意图；
30.图11示出了本实用新型的液冷管装置的第四实施例的部分结构示意图；
31.图12示出了图11中c-c处的示意图；
32.图13示出了本实用新型的液冷管装置的第五实施例的部分结构示意图；
33.图14示出了本实用新型的液冷管连接组件中透水带、绝缘套和导线的布置示意图。
34.其中，上述附图包括以下附图标记：
35.10、液冷管；11、冷却工质；20、吸水结构；21、透水带；22、绝缘套；23、导线；25、第一吸水环；26、第二吸水环；30、防护管结构；31、第一沟槽；32、第二沟槽；33、第三毛细槽；40、
接头；50、密封剂。
具体实施方式
36.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
37.为了解决现有技术中的冷却设备的冷却工质泄漏造成服务器损坏的问题，本实用新型提供了一种液冷管连接组件、液冷管装置、冷却设备及服务器。
38.其中，液冷管装置包括液冷管10和下述的液冷管连接组件。液冷管10内具有冷却工质，且液冷管连接组件包覆在液冷管10的外侧。
39.此外，该冷却设备广泛地应用在各类电器系统中，以满足电器系统的冷却、散热需求。以服务器为例，服务器包括印刷电路板和冷却设备，冷却设备用于对印刷电路板进行冷却，冷却设备为下述的冷却设备。本实用新型的液冷管连接组件主要应用在冷却设备上，特别是对具有冷却设备的服务器能够起到有效降温、散热的效果。通过提高液冷管连接组件的防漏效果，避免了因冷却工质的泄露而导致对服务器内的印刷电路板的损伤，能够有效避免服务器损坏或短路。也就是说，本实用新型的冷却设备可防止印刷电路板短路和非计划性停机等事件的发生。
40.请参考图1至图14，一种液冷管连接组件，用于防止液冷管10泄露，液冷管连接组件包括吸水结构20和防护管结构30，防护管结构30套设在液冷管10的外侧，其中，防护管结构30的内壁上设有沟槽结构，吸水结构20设置在沟槽结构内，其中，吸水结构20上设有吸水性高分子材料。
41.本实用新型提供的液冷管连接组件包覆在液冷管的外侧，具体的，防护管结构套设在液冷管外侧，防护管结构的内壁上设有沟槽结构，吸水结构嵌入在沟槽结构的槽内，吸水结构具有吸水性高分子材料以及承载吸水性高分子材料的载体，其中吸水性高分子材料采用吸水树脂、有机凝胶类等高分子材料，因带有大量的亲水集团，故其吸水性较强，遇水膨胀、且吸水速度快、保水性能优良。载体采用纤维棉或纤维布，具备一定的柔性，可与槽道相互匹配，此外，吸水性高分子材料的载体与吸水性高分子材料以一定比例交融在一起形成吸水环，均匀填充在防护管结构内壁的端部的位置，为了方便安装，在吸水性高分子材料外部还设置膜包裹。
42.为了提高吸水结构的锁水性能，本实用新型的吸水结构采用多个吸水环，多个吸水环沿防护管结构的轴向方向上依次布设，各个吸水环之间间隔地设置，其中，多个吸水环至少包括第一吸水环25和第二吸水环26，第一吸水环25和第二吸水环26分别设置在防护管结构30两端内壁的沟槽内，以在液冷工质沿着沟槽流到防护管结构的两端时，两端的第一吸水环和第二吸水环吸收液冷工质并膨胀，从而将液冷工质锁死在防护管结构内，避免溢出。
43.为了安装上述的吸水结构，本实用新型对防护管结构采用多个沟槽设置，其中，根据一种实施例，多个沟槽包括多个第一沟槽31和多个第二沟槽32，多个第一沟槽31沿防护管结构30的轴向方向间隔地布置，其中，第一沟槽31沿防护管结构30的周向方向环绕一周；多个第二沟槽32沿防护管结构30的周向方向间隔地布置，其中，第二沟槽32沿防护管结构30的轴向方向延伸；第一沟槽31与第二沟槽32连通。第一沟槽31的槽宽为b1，第二沟槽32的
槽宽为b2，b1＜b2。第一沟槽31和/或第二沟槽32为梯形槽或矩形槽。
44.如图2所示防护管结构内部的结构示意图，沟槽结构包括第二沟槽32和第一沟槽31，各个第一沟槽31沿轴向以一定的间隔分布，各个第二沟槽32沿圆周方向以一定的间隔分布，两者均为毛细尺度槽道或微通道，具备毛细抽吸力，纵横交错地形成于防护管结构的内壁面上。毛细槽的横截面可为矩形和梯形等形状根据一种实施例，毛细槽为燕尾槽。
45.如图3所示的局部放大图，第一沟槽呈闭合的圆周状，第二沟槽呈线状、且首尾终止于位于防护管结构的两个端部的第一沟槽；假如第一沟槽31的槽宽为b1，第二沟槽32的槽宽为b2，b1＜b2，即相互交错的第一沟槽和第二沟槽之间，第一沟槽拥有更小的当量直径，对应的拥有更大的毛细抽吸力，这样当有泄漏液存在于交错点时如图3所示，因第一沟槽方向的毛细抽吸力(粗箭头所示)大于第二沟槽方向的毛细抽吸力(细箭头所示)，那么泄漏液将更倾向于首先沿第一沟槽圆周扩散，这样将减弱了泄漏液向端部扩散的能力，从而更有利于将其聚集在液冷管的管道中部，降低泄漏的风险。
46.如图3以及图5所示，优选的，第二沟槽32和第一沟槽31为燕尾形槽道，即沿液冷管的管道轴线向外，槽道的横截面越来越宽，形成燕尾形横截面；该形状槽道的优点是：存在于槽道内的泄漏液将更不利于脱离槽道如图5所示，即泄漏液一旦进入槽道内部，将更好地被吸附在里边，泄漏液有了专门的“容身之地”，便不会轻易脱离导致泄漏。
47.如图9或图10所示的液冷管连接组件，沟槽结构还包括第三毛细槽33，第三毛细槽33螺旋设置在防护管结构30的内壁上，吸水结构沿第三毛细槽33的延伸方向嵌入在第三毛细槽33内。
48.图9和图10示出的第三毛细槽内全部布置吸水结构。
49.图11和图12示出的只在第三毛细槽的两端布置吸水结构，即第一吸水环和第二吸水环。
50.如图14所示，液冷管连接组件还包括透水带21、两个导线23和检测组件，透水带21缠绕在液冷管10上；两个导线23间隔地设置在透水带21上且不连接，其中，当液冷管10泄露冷却工质后，透水带21能够吸收冷却工质并将两个导线23导通形成回路；检测组件与两个导线23中的至少一个导电连接，以检测导线23上电压或电阻的变化。
51.本实用新型的液冷管连接组件在透水带21上设置两个导线23，该两个导线23在正常情况下不导电连接，当透水带21吸液后发生膨胀，进而使两个导线23通过冷却工质11导电连接，或者膨胀后使得两个导线23直接连接形成导通状态，此时，检测组件测得导电后的电压或电阻与两个导线23不连接时的电压或电阻发生变化，并传递报警信号，从而能够使的操作人员及时止损。
52.液冷管连接组件包括透水带21和两个绝缘套22，透水带21螺旋缠绕在液冷管10上；两个绝缘套22分别穿设在透水带21内，其中，两个导线23分别对应地插设在两个绝缘套22内；其中，透水带21和绝缘套22均采用多孔结构设置，以方便水浸润透水带和绝缘套，此外，绝缘套采用绝缘材料制成。
53.检测组件与导线23连接，液冷管连接组件还包括透水带21和绝缘套22，其中，绝缘套22为内层毛细编织层，透水带21为外层毛细编织层，内层毛细编织层主要起固定单根导线23的作用，外层毛细编织层主要起固定两个内层毛细编织层的作用；两层毛细编织层均为毛细多孔结构，具备高吸水能力，当有水与透水带21接触时，毛细编织层的高吸水特性会
迅速使水浸润透水带21内部，使两根导线23遇水导通，形成回路，检测组件基于导通前后的阻抗或电压等变化检测泄漏；透水带21与机箱内部的主板连接，用于从主板获取供电和传输信号等。
54.本实用新型的透水带21缠绕在液冷管10上，以环形缠绕或一字形的方式布置在液冷管10上。透水带21主要由内层编织层和外层编织层组成，内层编织层主要起固定单根导线23的作用，外层编织层主要起固定两个内层编织层的作用；两层编织层均为毛细多孔结构，具备高吸水能力，当有水与透水带21接触时，毛细编织层的高吸水特性会迅速使水浸润透水带21内部，使两根导线23遇水导通，形成回路，基于导通前后的阻抗或电压等变化检测泄漏。
55.透水带21与机箱内部的主板连接，用于从主板获取供电和传输信号等。
56.透水带21具备较强的吸水与保水性能，可由吸水性高分子材料和相关载体组成。
57.本实用新型上述液冷管连接组件的工作原理如下：
58.当液冷管出现局部轻微或中等程度的泄漏点时，液冷工质或泄漏液将从泄漏点溢出此时检测组件经检测发出泄漏告警信号，并逐渐渗透至防护管结构内表面的毛细尺度槽道内，然后在毛细效应下会以泄漏点为中心沿纵横交错通道向四周均匀辐射扩散，并被锁附在此，即泄漏液通过毛细作用力被吸附在泄漏点周围区域的槽道内部，其随机流动性受到限制，以此降低向外泄漏的风险；当液冷管出现较高程度的泄漏时，泄漏液的分散区域会扩大，并有可能扩散至位于端部的毛细槽内如图6或图7所示，此时位于端部毛细槽内的吸水环依靠强大的吸水和保水能力将水溶液进一步锁止于此，阻止其进一步扩散，具体实现过程举例如下：吸水环内的吸水树脂等吸水高分子材料遇水后，亲水基团通过氢键与大量的水分子发生作用，使得高分子链伸展扩张，吸水膨胀；该过程中一方面水分子被吸收，阻止了水溶液的进一步扩散；另一方面吸水高分子材料吸水后形成的凝胶类物质具有一定的粘性、弹性和韧性，通过膨胀架桥作用会对泄漏路径起到封堵作用；此外，弹性凝胶在膨胀受压作用下会不断被压实，以此将周围泄漏路径中的裂缝和孔隙完全填充，强化堵漏能力。
59.本实用新型还提供了一种液冷管连接装置，包括液冷管10和液冷管连接组件，液冷管10内具有冷却工质，液冷管连接组件包覆在液冷管10的外侧，液冷管连接组件为上述的液冷管连接组件。
60.如图8所示，液冷管装置还包括接头40，接头40为多个，且液冷管10的端部设置有接头40，其中，接头40的至少部分插设在液冷管10内。具体的，图中仅示出了一段液冷管10，可以看到，每个液冷管10的两端均设置有对应的接头40。而在整个冷却设备中，液冷管10是多段形式的，相邻的两个液冷管之间设置有冷板或冷排。
61.而图8中示出的接头40，也是冷却设备中的冷板和冷排上的接头。所以，接头40的数量根据冷板、冷排及液冷管10的个数都是有关的。液冷管10置于两个接头40的中间，通过过盈配合、卡压等的方式密封连接在一起。
62.可选的，液冷管连接组件沿液冷管10的长度方向覆盖整个液冷管10以及液冷管10与接头40的连接处，从而最大限度地扩展检测区域和防漏区域，提升检测能力和防漏效果。
63.在图8所示的具体实施例中，在液冷管连接组件的各端部设置有端部密封结构。具体的，液冷管连接组件与接头40之间设有密封剂50。通过使用密封剂50对液冷管连接组件与液冷管10和接头40之间进行密封性增强等，以此防止泄漏液沿着液冷管10的轴向向端部
扩散溢出。
64.根据液冷管连接组件、冷板、冷排的连接方式不同，整个冷却设备可以分为开环系统或闭环系统。其中，液冷管10为多个，冷板的个数可以是一个也可以是多个。
65.本实用新型还提供了一种包括印刷电路板和冷却设备的服务器，冷却设备用于对印刷电路板进行冷却，冷却设备为上述的冷却设备，印刷电路板与冷却设备中的检测组件和/或导线23连接。
66.在开环系统中，散热机构包括至少一个冷板，液冷管10通过接头与冷板连接。其中，冷板设置在服务器的机箱内，并与印刷电路板连接，对其进行冷却、散热；冷排或换热器以及液压泵设置在服务器的机箱的外侧，冷排或换热器用于对冷却工质进行冷却。
67.在闭环系统中，冷板与冷板之间以及冷板与冷排之间均通过液冷管10连接形成循环流路。在闭环系统中，冷板和冷排均设置在服务器内。其中，冷板的设置位置与服务器上的发热器件的位置对应。如，发热器件cpu对应地位置处设有冷板，该冷板与cpu等发热器件接触，用于从cpu吸热并给其降温。冷却工质在上述密闭腔体内流动与换热，当液冷管10破裂或接头40密封性变差时，冷却工质将会从液冷管10内外溢产生泄漏问题。液冷管10在机箱内部排布比较分散，因此需要重点关注液冷管10的泄露问题。
68.在上述的开环和闭环系统中，多个冷板采用串联或并联的设置形式，冷板与冷排之间也可以采用串联或并联的形式。
69.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
70.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
71.在本实用新型的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
72.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器
件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
73.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
74.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。