机柜及其冷却系统与复合于机柜外的绝缘橡胶的制备方法与流程

本发明属于计算机通讯领域，具体涉及一种机柜及其冷却系统与复合于机柜外的绝缘橡胶的制备方法。

背景技术：

现有技术中的服务器机柜由于封闭严紧，无法调节机柜内部的温度等参数，导致服务器机柜内的服务器无法处于良好的运行环境中，不仅无法确保服务器的安全正常运行，而且极易降低服务器的使用寿命，无形中增加运营成本。此外，现有的一些内部制冷的机柜，往往不能实现隔热和绝缘。此为现有技术的不足之处。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术存在的缺陷，提供一种可以根据柜体内部的温度自动进行散热调节，散热效果好，不仅可以确保服务器的安全正常运行，而且可以维持服务器的使用寿命，减少运营成本；绝缘隔热效果好的机柜及其冷却系统与复合于机柜外的绝缘橡胶的制备方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种机柜，其包括柜体和控制器，柜体外部复合有绝缘橡胶层，柜体的两侧设有空心柜壁，空心柜壁的内腔中灌注有冷媒，两个空心柜壁靠近柜体外部的壁板上嵌有若干个半导体制冷片，半导体制冷片的冷端位于空心柜壁的内腔中，半导体制冷片的热端位于柜体外部，半导体制冷片通过第一继电器的常开触点连接供电电源；柜体内还设有温度传感器，温度传感器连接到控制器的输入端，控制器的输出端连接第一继电器的线圈。

当本发明的温度传感器采集到柜体内的温度过高时，将采集到的温度信息发送至控制器，控制器控制第一继电器的线圈通电，使第一继电器闭合供电电源和半导体制冷片之间的回路，供电电源对半导体制冷片供电。半导体制冷片的热端的热量在外部环境中自然散热，半导体制冷片的冷端对空心柜壁的内腔中的冷媒持续制冷，并对柜体内部的服务器进行散热，可以根据柜体内部的温度自动进行散热调节，散热效果好，不仅可以确保服务器的安全正常运行，而且可以维持服务器的使用寿命，减少运营成本。反之同理，温度降低至合适值时，第一继电器断开供电电源和半导体制冷片之间的回路，供电电源不对半导体制冷片供电，控制调节效果好，节约电能。柜体外部复合有绝缘橡胶层，不仅能够起到有效的绝缘效果，避免触电事故的发生，而且能够避免外界环境总的热量进入柜体内部，起到有效的隔热效果。绝缘橡胶层为涂层，用量少，效果好，且开有用于穿设半导体制冷片的热端通道口。

具体地，半导体制冷片的冷端和热端都均布有多个传热翅片板，散热效率更高，更利于散热。

进一步地，空心柜壁上的壁板为绝热板，保冷效果更好。

具体地，柜体内还水平设置有多层中空隔板，多层中空隔板用于将柜体内部分隔成多个服务器安装区域，每层中空隔板的上层板和下层板均为网孔板，每层中空隔板中均水平夹设有蛇形弯管；每个蛇形弯管的两端分别与两个空心柜壁的内腔连通。两个空心柜壁的内腔中的冷媒可以通过蛇形弯管进行相互连通，可以实现调节冷媒温度的均衡，同时蛇形弯管增加了换热面积，换热效率高，进一步提高了换热效果。每层中空隔板的上层板和下层板均为网孔板，使各个服务器安装区域连通，以进行内部空气流通，保持温度和湿度均衡。蛇形盘管和空心柜壁的内半导体制冷片冷相互配合，能够更加有效的降低柜体内的温度。

进一步地，柜体的后部设有引流风机，柜体连通引流风机的进风口，引流风机的出风口连通有螺旋弯管，螺旋弯管的出风口连通柜体外部。本发明的引流风机可对柜体内部的服务器进行换气冷却，可降低柜体内部温度，同时还能避免内部湿度过高，维持服务器寿命。此外，引流风机不仅能够将柜体内的潮湿空气排至柜体外部，还能通过设置螺旋弯管避免外界环境中的颗粒物进入柜体内部，保持柜体内环境的清洁。

进一步地，螺旋弯管的出风口的方向朝下。若出风口的方向朝上，则水蒸气易凝结于其中，甚至引起凝结水倒灌至引流风机中，损坏引流风机。因此，本发明的螺旋弯管的出风口的方向朝下，可靠性高，便于排水。

进一步地，引流风机通过第二继电器的常开触点连接供电电源；柜体内还设有湿度传感器，湿度传感器连接到控制器的输入端，控制器的输出端连接第二继电器的线圈。

当本发明的湿度传感器采集到柜体内的温度过高时，将采集到的温度信息发送至控制器，控制器控制第二继电器的线圈通电，使第二继电器闭合供电电源和引流风机之间的回路，供电电源对引流风机供电。引流风机对柜体内部进行换气冷却，可以根据柜体内部的湿度自动进行排气调节，换气效果好，不仅可以维持柜体内部湿度正常，确保服务器的安全正常运行，而且可以维持服务器的使用寿命，减少运营成本。反之同理，湿度降低至合适值时，第二继电器断开供电电源和引流风机之间的回路，供电电源不对引流风机供电，控制调节效果好，节约电能。

一个备选地实施方案，控制器为单片机控制器，便于开发。

备选地，每个蛇形弯管均为铜质蛇形盘管，便于提高热量交换的效率。

备选地，螺旋弯管的出风口处设置有过滤网，避免外界环境中的杂质颗粒进入柜体内部。

备选地，柜门上设置有门把手。

备选地，两个空心柜壁的壁板上固定有多个支撑柱，中空隔板通过多个支撑柱搭设于柜体中，便于拆装，方便清理。

此外，一种机柜的冷却系统，两个空心柜壁的内腔通过外管路连通成循环回路，外管路中依次设有压缩机、冷凝器、膨胀罐和节流装置；类似于空调机组，可保证循环回路中的冷媒在外管路进一步进行冷却降温，制冷效果更好。

进一步地，外管路的两端分别连通柜体的冷媒入口和冷媒出口，冷媒出口位于一个空心柜壁的顶部，冷媒入口位于另一个空心柜壁的底部，冷媒出口、压缩机、冷凝器、膨胀罐、节流装置和冷媒入口在外管路上依次设置。本发明的柜体中的冷媒下进上出，可保证冷媒流速不致过快，可提高换热效率。

一种复合于本发明的机柜外的绝缘橡胶的制备方法，其包括如下步骤：

步骤1)：以重量份计，依次向搅拌机中加入60份的聚硫橡胶、8份的丙烯酸-2-乙基己酯、8份的间苯二酚、8份的顺丁橡胶、9份的石蜡油、4份的氧化铝、3份的线型脂肪族类环氧树脂、5份的活性剂、6份的硅溶胶、4份的硅酸钾溶液、10份的80％乙醇溶液，速度为350转/分钟，搅拌时间为30分钟；

步骤2)：加入4份的双硬脂酸甘油酯，搅拌速度为600转/分钟，搅拌时间为20分钟；

步骤3)：加入3份的乙酰柠檬酸三丁酯、2份的甲硝唑，转速为560转/分钟，搅拌时间为25分钟；

步骤4)：加入2份的聚山梨酯、1份的炭黑，转速为900转/分钟，搅拌时间为40分钟；

步骤5)：加入1.4份的线型脂肪族类环氧树脂、1.6份的硫化剂、0.5份的促进剂，转速为1500转/分钟，搅拌时间15分钟；

步骤6)：烘干，即制得用于复合于柜体外部的绝缘橡胶。

本发明的绝缘橡胶层通过间苯二酚、乙酰柠檬酸三丁酯、氧化铝、聚山梨酯等与聚硫橡胶共混，然后制得绝缘橡胶烘干并涂敷于柜体表面后，不仅能够起到有效的柜体绝缘效果，避免触电事故的发生，而且能够避免外界环境总的热量进入柜体内部，起到有效的隔热效果。

本发明的机柜的有益效果是：

1.半导体制冷片的冷端对空心柜壁的内腔中的冷媒持续制冷，并对柜体内部的服务器进行散热，可以根据柜体内部的温度自动进行散热调节，散热效果好，不仅可以确保服务器的安全正常运行，而且可以维持服务器的使用寿命，减少运营成本；

2.温度降低至合适值时，第一继电器断开供电电源和半导体制冷片之间的回路，供电电源不对半导体制冷片供电，控制调节效果好，节约电能；

3.柜体外部复合有绝缘橡胶层，不仅能够起到有效的绝缘效果，避免触电事故的发生，而且能够避免外界环境总的热量进入柜体内部，起到有效的隔热效果。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明的机柜及其冷却系统的示意图；

图2是本发明的机柜的全剖示意图；

图3是图2中A部分的局部放大图；

图4是本发明的机柜的控制原理框图。

其中:1.柜体，101.空心柜壁，102.半导体制冷片；2.第一继电器；3.供电电源；4.温度传感器；5.控制器；6.传热翅片板；7.中空隔板；8.蛇形弯管；9.引流风机，901.螺旋弯管；10.第二继电器；11.湿度传感器；12.外管路；13.压缩机；14.冷凝器；15.膨胀罐；16.节流装置；17.支撑柱。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图4所示的本发明的机柜及其冷却系统与复合于机柜外的绝缘橡胶的制备方法的具体实施例，其包括柜体1和控制器5，柜体1外部复合有绝缘橡胶层，柜体1的两侧设有空心柜壁101，空心柜壁101的内腔中灌注有冷媒，两个空心柜壁101靠近柜体1外部的壁板上嵌有若干个半导体制冷片102，半导体制冷片102的冷端位于空心柜壁101的内腔中，半导体制冷片102的热端位于柜体1外部，半导体制冷片102通过第一继电器2的常开触点连接供电电源3；柜体1内还设有温度传感器4，温度传感器4连接到控制器5的输入端，控制器5的输出端连接第一继电器2的线圈。

当本实施例的温度传感器4采集到柜体1内的温度过高时，将采集到的温度信息发送至控制器5，控制器5控制第一继电器2的线圈通电，使第一继电器2闭合供电电源3和半导体制冷片102之间的回路，供电电源3对半导体制冷片102供电。半导体制冷片102的热端的热量在外部环境中自然散热，且半导体制冷片102的冷端对空心柜壁101的内腔中的冷媒持续制冷，并对柜体1内部的服务器进行散热，可以根据柜体1内部的温度自动进行散热调节，散热效果好，不仅可以确保服务器的安全正常运行，而且可以维持服务器的使用寿命，减少运营成本。反之同理，温度降低至合适值时，第一继电器2断开供电电源3和半导体制冷片102之间的回路，供电电源3不对半导体制冷片102供电，控制调节效果好，节约电能。柜体1外部复合有绝缘橡胶层，不仅能够起到有效的绝缘效果，避免触电事故的发生，而且能够避免外界环境总的热量进入柜体1内部，起到有效的隔热效果。绝缘橡胶层为涂层，用量少，效果好，且开有用于穿设半导体制冷片102的热端通道口。

具体地，半导体制冷片102的冷端和热端都均布有多个传热翅片板6，散热效率更高，更利于散热。

进一步地，空心柜壁101上的壁板为绝热板，保冷效果更好。

具体地，柜体1内还水平设置有多层中空隔板7，多层中空隔板7用于将柜体1内部分隔成多个服务器安装区域，每层中空隔板7的上层板和下层板均为网孔板，每层中空隔板7中均水平夹设有蛇形弯管8；每个蛇形弯管8的两端分别与两个空心柜壁101的内腔连通。两个空心柜壁101的内腔中的冷媒可以通过蛇形弯管8进行相互连通，可以实现调节冷媒温度的均衡，同时蛇形弯管8增加了换热面积，换热效率高，进一步提高了换热效果。每层中空隔板7的上层板和下层板均为网孔板，使各个服务器安装区域连通，以进行内部空气流通，保持温度和湿度均衡。蛇形盘管8和空心柜壁101的内半导体制冷片102冷相互配合，能够更加有效的降低柜体1内的温度。

进一步地，柜体1的后部设有引流风机9，柜体1连通引流风机9的进风口，引流风机9的出风口连通有螺旋弯管901，螺旋弯管901的出风口连通柜体1外部。本实施例的引流风机9可对柜体1内部的服务器进行换气冷却，可降低柜体1内部温度，同时还能避免内部湿度过高，维持服务器寿命。此外，引流风机9不仅能够将柜体1内的潮湿空气排至柜体1外部，还能通过设置螺旋弯管901避免外界环境中的颗粒物进入柜体1内部，保持柜体1内环境的清洁。

进一步地，螺旋弯管901的出风口的方向朝下。若出风口的方向朝上，则水蒸气易凝结于其中，甚至引起凝结水倒灌至引流风机9中，损坏引流风机9。因此，本实施例的螺旋弯管901的出风口的方向朝下，可靠性高，便于排水。

进一步地，引流风机9通过第二继电器10的常开触点连接供电电源3；柜体1内还设有湿度传感器11，湿度传感器11连接到控制器5的输入端，控制器5的输出端连接第二继电器10的线圈。

当本实施例的湿度传感器11采集到柜体1内的温度过高时，将采集到的温度信息发送至控制器5，控制器5控制第二继电器10的线圈通电，使第二继电器10闭合供电电源3和引流风机9之间的回路，供电电源3对引流风机9供电。引流风机9对柜体1内部进行换气冷却，可以根据柜体1内部的湿度自动进行排气调节，换气效果好，不仅可以维持柜体1内部湿度正常，确保服务器的安全正常运行，而且可以维持服务器的使用寿命，减少运营成本。反之同理，湿度降低至合适值时，第二继电器10断开供电电源3和引流风机9之间的回路，供电电源3不对引流风机9供电，控制调节效果好，节约电能。

一个备选地实施方案，控制器5为单片机控制器，便于开发。

备选地，每个蛇形弯管8均为铜质蛇形盘管，便于提高热量交换的效率。

备选地，螺旋弯管901的出风口处设置有过滤网，避免外界环境中的杂质颗粒进入柜体1内部。

备选地，柜门上设置有门把手。

备选地，两个空心柜壁101的壁板上固定有多个支撑柱17，中空隔板7通过多个支撑柱17搭设于柜体1中，便于拆装，方便清理。

此外，一种机柜的冷却系统，两个空心柜壁101的内腔通过外管路12连通成循环回路，外管路12中依次设有压缩机13、冷凝器14、膨胀罐15和节流装置16；类似于空调机组，可保证循环回路中的冷媒在外管路12进一步进行冷却降温，制冷效果更好。

进一步地，外管路12的两端分别连通柜体1的冷媒入口和冷媒出口，冷媒出口位于一个空心柜壁101的顶部，冷媒入口位于另一个空心柜壁101的底部，冷媒出口、压缩机13、冷凝器14、膨胀罐15、节流装置16和冷媒入口在外管路12上依次设置。本实施例的柜体1中的冷媒下进上出，可保证冷媒流速不致过快，可提高换热效率。

一种复合于本实施例的机柜外的绝缘橡胶的制备方法，其包括如下步骤：

步骤1)：以重量份计，依次向搅拌机中加入60份的聚硫橡胶、8份的丙烯酸-2-乙基己酯、8份的间苯二酚、8份的顺丁橡胶、9份的石蜡油、4份的氧化铝、3份的线型脂肪族类环氧树脂、5份的活性剂、6份的硅溶胶、4份的硅酸钾溶液、10份的80％乙醇溶液，速度为350转/分钟，搅拌时间为30分钟；

步骤2)：加入4份的双硬脂酸甘油酯，搅拌速度为600转/分钟，搅拌时间为20分钟；

步骤3)：加入3份的乙酰柠檬酸三丁酯、2份的甲硝唑，转速为560转/分钟，搅拌时间为25分钟；

步骤4)：加入2份的聚山梨酯、1份的炭黑，转速为900转/分钟，搅拌时间为40分钟；

步骤5)：加入1.4份的线型脂肪族类环氧树脂、1.6份的硫化剂、0.5份的促进剂，转速为1500转/分钟，搅拌时间15分钟；

步骤6)：烘干，即制得用于复合于柜体1外部的绝缘橡胶层。

本实施例的绝缘橡胶层通过间苯二酚、乙酰柠檬酸三丁酯、氧化铝、聚山梨酯等与聚硫橡胶共混，然后制得绝缘橡胶烘干并涂敷于柜体1表面后，不仅能够起到有效的柜体1绝缘效果，避免触电事故的发生，而且能够避免外界环境总的热量进入柜体1内部，起到有效的隔热效果。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。