CN107889418A - 一种刀片服务器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种刀片服务器，包括：刀片，刀片包括刀片主体、壳体、和上盖，壳体和上盖之间形成容纳刀片主体的密封的容纳区域；壳体的侧壁上设置有与容纳区域连通的进液阀、以及与容纳区域的气相区连通的出气阀。本发明的上述技术方案，提供一种全密闭式刀片服务器，采用液冷全浸泡式散热，并保证了刀片内部冷液循环***顺畅运行，防止冷液外溢，方便服务器的升级和维护。
Description
技术领域
本发明涉及高性能数据处理设备技术领域，具体地，涉及全浸泡式液冷刀片服务器。
背景技术
目前大部分机器所采用的散热方式多为风冷散热，根据应用环境的不同，传统的风冷散热会带来多余物及增大***空间，而导冷式散热面对功率较大***时则出现散热了瓶颈。而液冷散热技术的出现，由于液体介质比空气及常规散热铝材有更好的换热系数，使得液冷***散热量级甚至为传统风冷式、导冷式散热的100倍以上。
一般液冷***散热通过冷板模块、液冷机箱通过冷液在冷板内循环带走机箱内的热量，但是这种方式冷液没有发生相变，对于超大型，高热量集中的设备这种散热方式还是不够理想。而服务器温度每上升10℃，可靠度可能就会降低为原来的一半。有效的热设计模式是对电子设备的发热元器件及散热***采用合适的冷却技术和结构设计。通过蒸发冷却的热学原理，利用冷液气化带走热量，由于液体的气化潜热比比热要大很多，因此蒸发冷却效果更明显，可以更有力保证电子设备或***正常可靠地工作，全浸泡式液冷散热效率更高。需要对全浸泡式液冷***进行持续的改进。
目前市场上常规的服务器，各内部部件基本都是采用固化结构，各模块的机构都是将其永久固定在主机箱壳体上，不方便生产组装、日常维护很不方便。同时，在机箱震动、布线等方面的设计考虑的比较少。无法实现服务器中各部件的模块化。且由于各部件已经固定，服务器的日常维护和更新升级会很困难。
发明内容
针对相关技术中存在的问题，本发明提出一种刀片服务器，能够保证服务器安全可靠，便捷高效的运行。
本发明的技术方案是这样实现的：
根据本发明的一个方面，提供了一种刀片服务器，包括：刀片，刀片包括刀片主体、壳体、和上盖，壳体和上盖之间形成容纳刀片主体的密封的容纳区域；壳体的侧壁上设置有与容纳区域连通的进液阀、以及与容纳区域的气相区连通的出气阀。
根据本发明的实施例，刀片服务器还包括密封圈；其中，壳体的侧壁具有上端面，上端面的外侧设置有凹陷部，当上盖与壳体接触时，密封圈嵌入凹陷部中，并使得密封圈受到挤压。
根据本发明的实施例，壳体的侧壁具有外侧表面，外侧表面上设置有多个凸起部，凸起部上设置有用于与上盖连接的螺纹孔。
根据本发明的实施例，侧壁上还设置有与刀片主体连接的电源数据交换接头。
根据本发明的实施例，侧壁上还设置有多个导向柱，导向柱沿垂直于侧壁的方向延伸。
根据本发明的实施例，在容纳区域中，冷液液面与气相区的分界处设置有止沸板，止沸板上具有多个通孔。
根据本发明的实施例，刀片主体的发热器件上设置有导热板，导热板与发热器件之间设置有铟片，导热板的表面上设置有铜箔。
根据本发明的实施例，侧壁上还设置有加固板，加固板邻近电源数据交换接头设置，加固板沿垂直于侧壁的方向延伸。
根据本发明的实施例，壳体的侧壁上还设置有与气相区连通的机械调压阀。
根据本发明的实施例，刀片主体包括GPU模组、CPU模组、插卡模组、直流板之中的任意一种或多种。
本发明通过使刀片内部为一个密闭空腔，刀片主体上运行的电子元器件可以完全浸没在不导电低沸点的冷液中，服务器***的运行不会受到外界环境变化的影响，对环境的要求较低；通过配置有进液阀和出气阀使刀片内部气液形成循环，有利与冷液在内部发生相变，借助蒸发冷却原理有效提高散热效率；本发明的刀片服务器的刀片内为一套独立***，实现了服务器的模块化，并且可根据需要适当增减刀片数量，使日常的维修和升级使用变的更加便捷高效。
附图说明
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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的刀片服务器的三维前视示意图；
图2是根据本发明实施例的刀片服务器去掉上盖后的俯视图；
图3根据本发明实施例的刀片服务器的三维后视示意图。
【符号说明】
1-上盖；2-密封圈；
3-出气阀；4-导向柱；
5-机械调压阀；6-进液阀；
7-电源数据交换接头；8-加固板；
9-滑轨；10-壳体；
12-把手；13-高低液位传感器模块；
14-导热板；15-GPU模组；
16-插卡模组；17-CPU模组；
18-止沸板；19-高压直流板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图1至图3所示，根据本发明实施例的刀片服务器包括：刀片，刀片包括刀片主体、壳体10、和上盖1，壳体10和上盖1之间形成容纳刀片主体的密封的容纳区域；壳体10的侧壁上设置有与容纳区域连通的进液阀6、以及与容纳区域的气相区连通的出气阀3。
本发明的上述技术方案，是以全浸泡式液冷散热方式为背景，由于刀片内部为一个密闭空腔，刀片主体上运行的电子元器件可以完全浸没在不导电低沸点的冷液中，即使服务器***置于环境温度变化大、空气湿度高、灰尘雾霾严重等外部条件比较恶劣的环境中，例如热带海岛等环境，服务器***的运行仍不会受到外界环境变化的影响，对环境的要求较低；通过配置有进液阀6和出气阀3使刀片内部气液形成循环，有利与冷液在内部发生相变，借助蒸发冷却原理有效提高散热效率。本发明的刀片服务器的刀片内为一套独立***，实现了服务器的模块化，并且可根据需要适当增减刀片数量，使日常的维修和升级使用变的更加便捷高效。
在一些实施例中，上述刀片主体包括GPU模组、CPU模组、插卡模组、直流板之中的任意一种或多种。在图2所示的实施例中，刀片主体主要GPU模组15、插卡模组16、CPU模组17、高压直流板19。GPU模组15和CPU模组17的数量可根据需要适当调整，减少资源浪费。高压直流板19向刀片内电路板提供直流电压，外端输入电压为300V，输出12V直流电压，保证电路安全运行。
如图2所示，在一个实施例中，刀片服务器还包括：密封圈2；其中，壳体10的侧壁具有上端面，上端面的外侧设置有凹陷部，当上盖1与壳体10接触时，密封圈2嵌入凹陷部中，并使得密封圈2受到挤压以保证密封性。
结合图1和图3所示，其中，壳体10的侧壁具有外侧表面，外侧表面上设置有多个凸起部，凸起部上设置有用于与上盖1连接的螺纹孔。在壳体10上端四周每隔一段距离便设有一块凸起的料，自上而下打有螺纹孔，用来连接壳体10和端盖，在壳体10上端面外侧，设有一圈凹槽用以限制胶皮圈的移动。
结合图1至图3所示，在一个实施例中，侧壁上还设置有与刀片主体连接的电源数据交换接头7。本发明的刀片服务器的刀片内为一套独立***，刀片间可以数据交换，方便热插拔，实现了服务器的模块化，并且可根据需要适当增减刀片数量，使日常的维修和升级使用变的更加便捷高效。
其中，侧壁上还可设置有加固板8，加固板8邻近电源数据交换接头7设置，并且加固板8邻近电源数据交换接头7设置。具体的，结合图1至图3所示，加固板8固定在刀片后端，位于刀片后端的插接板之上，可以保护插接板上的电子元器件，例如电源数据交换接头7。
在一个实施例中，侧壁上还设置有多个导向柱4，导向柱4沿垂直于侧壁的方向延伸。图1至图3示例性的示出了导向柱4的数量为三个的情形。导向柱4可以保证刀片顺利***机箱的插头中。具体的，刀片***机箱时需将刀片侧立起来，两个侧边的滑轨9与机箱上下端相对应的滑轨9相配合，刀片两侧的滑轨9可使刀片插拔更加灵活，导入位置更加准确。刀片***到机箱里面，在刀片与机箱的接触器将要接触时，紧靠滑轨9的导向是无法准确将刀片与机箱的接触器连接到一起，但是由于机箱面板形变和滑轨9之间的间隙，刀片***后上下端的位置无法准确定位，所以在刀片后端设置了三个导向柱4，这样就保证了刀片***时的精确导向，保证刀片顺利***机箱的插头中。
在一个实施例中，在容纳区域中，冷液液面与气相区的分界处设置有止沸板18，止沸板18上具有多个通孔。优选的，止沸板18上的多个通孔呈均匀排布。刀片内充入冷液后，发热器件发热会导致冷液沸腾，为了防止沸腾过度冲击刀片内部电子器件造成损坏，冷液液面与气相区的分界处附近设置止沸板18，冷液沸腾发生相变气化后聚集在止沸板18之上，通过出气阀3排出刀片之外并带走大量的热。
在一个实施例中，刀片主体的发热器件上设置有导热板14，导热板14与发热器件之间设置有铟片，导热板14的表面上设置有铜箔。其中，发热器件可以包括CPU和GPU，导热板14压在CPU和GPU的表面上，导热板14与CPU和GPU的夹层放有铟片。导热板14之上可贴有表面粗糙的铜箔，以加大发热器件表面与冷液的接触面积，加快冷液的气化。
参考图1和图3所示，在一个实施例中，壳体10的侧壁上还设置有与气相区连通的机械调压阀5。机械调压阀5在刀片内部的接口也位于气液分界面之上的气化区，当外部断电或者发生突发事件导致换热***骤停，但是发热器件仍在发热，为了避免由于内部气压过大而引起的刀片损坏，当内部压强达到一定值之后，机械调压阀5可以自动打开放气。可选的，出气阀3、机械调压阀5、和进液阀6三个阀门在壳体10上的接口为公头，母头固定在箱体的对应位置上。刀片***箱体后，保证刀片各接口与机箱上的接口连接在一起。
参考图1和图2所示，刀片***机箱时，与出气阀3一侧的滑轨9位于上侧，与加固板8一侧的滑轨9位于下侧。当刀片内部充入冷液后，为了防止冷液阻挡出气阀3和机械调压阀5的孔道，刀片内的气液分界面应低于出气阀3和机械调压阀5。为了实现这一特点，可在设定的标准分界面附近增加一高低液位传感器模块13，高低液位传感器模块13与控制进液阀6接口的电磁阀相连接，当液位低于标准分界面时，高低液位传感器模块13给电磁阀信号控制进液阀6接口打开充入冷液；当液位高于标准分界面时，高低液位传感器模块13给电磁阀信号控制进液阀6接口关闭，禁止充入冷液。
如图1所示，刀片的壳体10下端的两个凹槽内设有螺纹孔，刀片把手12固定在壳体10上，通过螺纹连接，方便刀片在机箱上的拆装。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，本装置是以全浸泡式液冷散热方式为背景，由于刀片内部为一个密闭空腔，运行的电子元器件可以完全浸没在不导电低沸点的冷液中，即使服务器置于环境温度变化大，空气湿度高，灰尘雾霾严重等外部条件比较恶劣的环境中，比如热带海岛等环境，服务器的运行仍不会受外界环境变化的影响，对环境的要求较低；本装置配置有进液阀和出气阀使内部气液形成循环，有利与冷液在内部发生相变，借助蒸发冷却原理有效提高散热效率；本刀片服务器刀片内为一整套小***，刀片间可以数据交换，方便热插拔，实现了服务器的模块化，并且可根据需要适当增减刀片数量，使日常的维修和升级使用变的更加便捷高效。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种刀片服务器，其特征在于，包括：刀片，所述刀片包括刀片主体、壳体、和上盖，所述壳体和所述上盖之间形成容纳所述刀片主体的密封的容纳区域；
所述壳体的侧壁上设置有与所述容纳区域连通的进液阀、以及与所述容纳区域的气相区连通的出气阀。
2.根据权利要求1所述的刀片服务器，其特征在于，还包括：密封圈；
其中，所述壳体的侧壁具有上端面，所述上端面的外侧设置有凹陷部，当所述上盖与所述壳体接触时，所述密封圈嵌入所述凹陷部中，并使得所述密封圈受到挤压。
3.根据权利要求2所述的刀片服务器，其特征在于，所述壳体的侧壁具有外侧表面，所述外侧表面上设置有多个凸起部，所述凸起部上设置有用于与所述上盖连接的螺纹孔。
4.根据权利要求1所述的刀片服务器，其特征在于，所述侧壁上还设置有与所述刀片主体连接的电源数据交换接头。
5.根据权利要求1所述的刀片服务器，其特征在于，所述侧壁上还设置有多个导向柱，所述导向柱沿垂直于所述侧壁的方向延伸。
6.根据权利要求1所述的刀片服务器，其特征在于，在容纳区域中，冷液液面与所述气相区的分界处设置有止沸板，所述止沸板上具有多个通孔。
7.根据权利要求1所述的刀片服务器，其特征在于，所述刀片主体的发热器件上设置有导热板，所述导热板与所述发热器件之间设置有铟片，导热板的表面上设置有铜箔。
8.根据权利要求4所述的刀片服务器，其特征在于，所述侧壁上还设置有加固板，所述加固板邻近所述电源数据交换接头设置，所述加固板沿垂直于所述侧壁的方向延伸。
9.根据权利要求1所述的刀片服务器，其特征在于，所述壳体的侧壁上还设置有与所述气相区连通的机械调压阀。
10.根据权利要求1-9任意一项所述的刀片服务器，其特征在于，所述刀片主体包括GPU模组、CPU模组、插卡模组、直流板之中的任意一种或多种。
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