一、液冷系统快接头概述及分类
液冷系统快接头是一种不需要工具就能实现管路连通或断开的接头,主要用于 Manifold 与液冷节点之间的连接与关断。快接头早先广泛应用于工业领域,随着液冷技术在计算机领域的应用,快接头开始针对计算机液冷系统进行专门的设计,如今已广泛应用于各种不同的液冷系统中,如算力中心,车载、机载、舰载和地面环境下的雷达设备、机载液冷机箱、服务器、新能源电池模组、高功率密度电机、高功率密度功率模块的液冷散热系统中。
液冷系统快接头简单来说由公头(插头)和母头(插座)组成,内置有密封件、弹簧、锁紧机构、导向槽等关键部件。在液冷系统中,它需要与冷却液接触并实现带液带压插拔的功能,确保在不使用任何工具的情况下,能够迅速完成接合与分离动作,而不造成液体滴漏。
因此,快接头的设计强调密封性、兼容性以及快速连接和断开的能力。此外,用于快接头本体的材料选择需综合考虑应用场合对耐腐蚀性、机械强度、导热性、轻量化以及成本的要求,通常为不锈钢和硬质阳极氧化后的铝合金。
液冷系统快接头根据插拔形式的不同分为手插和盲插两种形式。
手插式是指需要人为手动握住快接头,进行插拔连接操作的接头设计,可分为单手插拔和双手插拔式。插头自带锁紧结构,包括了钢珠锁紧、钢针锁紧、螺纹锁紧、卡扣锁紧等方式。由于手动锁紧是通过运维人员的手动推拉实现快接头与其他连接器件的锁紧与断开,这一过程不仅考验操作者的细心程度,也会受限于服务器内部空间布局。理想的安装环境应当为操作者的手部活动提供充足的空间,确保其能够在不受阻碍的情况下顺利完成接头地对准、插入及锁紧步骤。
手插快接头示意图
盲插快接头则是指能够在视线或空间受限的情况下完成连接的快接头,通常用于服务器背侧、机柜内部,一侧接头安装在 Manifold上,另一侧接头固定在服务器后窗与冷板连接,使液体通路形成封闭环路。盲插快接头没有锁紧机构,仅通过与外部结构的配合锁紧,这一个过程依赖于精确的机械设计和定位导向机制。因此采用盲插快接头的服务器,需在机柜上为服务器单元设置导轨,以完成接头的初步导向,另需在服务器机柜人员操作一侧设置锁紧装置,以固定整个服务器单元,防止因接头弹簧或流体压力导致服务器单元被顶出断连。
为弥补机柜导轨与服务器单元的配合误差、锁紧机构的固定位置偏差,接头通常需配置补偿机构以弥补公母头的对中误差,并能在轴向一定对接范围内保持最大流量。盲插快接头操作方便且连接精度高,未来可满足自动巡检、机器人运维的需求,对一些高度集成且空间受限的服务器环境有较大的优势。
盲插快接头对齐偏差示意图
具体而言,手插快接头和盲插快接头的详细优劣势分析如表
可以看出,从可靠性、可维护性、可安装性及架构演进性等多个维度分析,盲插快接头更能适应未来产业发展的需求。
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