CN106914605B - 用于铸造模具上的循环冷却机构 - Google Patents

Abstract

用于铸造模具上的循环冷却机构，包括上基体和底板，底板用于连接到模具上表面上并密封设置在模具中的第一热节点散热腔上，上基体设置有第一进料腔和连通第一进料腔的第一引流管，第一引流管穿过底板深入到第一节点散热腔内；底板中设置有第一回流腔，底板的下表面上还设置有连通第一回流腔的第一回流腔入口，第一引流管与第一回流腔入口对应设置，并让它们位于对应于第一热节点散热腔的第一单元区域内，在底板的下表面上设置有环绕第一单元区域的第一环形密封机构从而让第一引流管与第一回流腔入口适配地组成一组独立的第一冷媒进出集成单元。这样，能够减少上基体的布局位置以及上基体与模具之间的结合面积对冷却管布局的限制。

Description

用于铸造模具上的循环冷却机构

技术领域

本发明涉及一种冷却装置，特别涉及一种用于铸造模具上的循环冷却机构，所述循环冷却机构能够向所述铸造模具中的热节点散热腔输送冷媒，并能够回收所述热节点散热腔内的冷媒。

背景技术

一般的铸造产品例如铝合金轮毂产品，至少包含有轮辐根部位置等铸造的热节点。这些热节点部位相对于其它比较薄弱的部位，在铸造中往往最后冷缩从而极易出现缩孔等问题。现有技术中为了解决这一问题，提出了很多种解决方案，比较常用的方案是采用冷媒管对模具上的热节点进行一对一的定点冷却处理。例如本申请人于2013年11月16日提出的中国实用新型专利ZL201320721973.5，该专利提出一种具有对热节点予以快速冷却的低压铸造模具，铸造模具内具有铸造型腔；还包括具有内孔并且内孔内能够流通冷媒的铜管，在对应于型腔的热节点位置的模具壁体上设置有安装孔，安装孔从模具的外侧向型腔延伸，铜管1的尾端从模具的外侧伸入到安装孔内。在所述铜管 1 内还设置有冷媒管 2，所述冷媒管 2 从所述铜管 1 的入口位置插入 后，其出口延伸到所述铜管 1 内孔 10 的尾端，所述冷媒管 2 连通外部冷媒系统，其中所述冷媒是冷空气；这样可以借助于所述冷媒管 2让所述铜管 1 内的空间形成一个冷媒循环的冷却空间。在所述铜管 1 的顶端设置有过渡接头 8，所述冷媒管 2 的入口连接所述过渡接头 8 的进气管 91，所述过渡接头 8上还设置有排气管 92，所述铜管 1 上设置有侧出口，所述侧出口连通所述排气管 92，所述侧出口或者说所述排气管 92 连接冷媒回收装置。所述冷媒回收装置不仅可以回收冷媒而且还可以回收从上述铜管 1 中排出的热量。专利ZL201320721973.5中提出的冷却装置能够对模具上的热节点进行冷却处理，同时还能够对热节点进行冷却处理后的冷媒进行回收。当模具上设置有众多热节点时，需要为每个热节点专门设置一个所述铜管1，并为每个所述铜管1设置其专有的输送冷媒的输送管和回收冷媒的回收管，这样会导致冷却系统的管道布置及其复杂、凌乱，不仅不便于安装，还不便于后期的维护、维修。

本申请人还关注到另一种结构的循环冷却系统，具体结构在中国实用新型专利ZL201120209943.7中有所介绍。中国实用新型专利ZL201120209943.7披露了一种多点组合冷却装置，包括环形的冷却座9，在所述环形的冷却座9上设置有上下两个循环水道 (18、19)，将下循环水道设置成进水水道 19，上循环水道设置成回水水道 18，所述进水水道19通过进水管6与铸造机冷却介质液源接通，所述回水水道18通过回水管 7与铸造机回水管道接通。在所述冷却座9的上表面上设置有多个相互间隔设置的环形凸台14，在所述冷却座9的上表面上对于每个环形凸台14的内环空间上都设置有一个进水孔22和一个回水孔25，所有所述进水孔22都与所述进水水道 19连通，所有所述回水孔25都与所述回水水道18连通。冷却管24螺纹旋接在所述进水孔22上。在模具的热节点设置有多个冷却孔 8，每个所述冷却孔 8的前端都设置有沉台12，一个所述沉台12对应一个所述凸台14设置。安装时，所述冷却座9的凸台14与所述沉台12一一对应配合贴合紧密，所述冷却管24伸入到所述冷却孔8内。冷却液从所述所述冷却管24喷出对所述热节区域进行冷却，由于所述凸台14与所述沉台12贴合紧密，残余的冷却液不能渗漏出来而集聚在所述环形凸台14的内环空间内并通过所述回水孔25回流到所述回水水道18内。

发明内容

专利ZL201120209943.7中所披露的多点组合冷却装置属于封闭循环水冷却机构，不仅能够同时对多个热节点进行冷却处理，还能够把分别对不同的热节点提供冷却液的多个冷却管集合到一个冷却座上，通过设置在所述冷却座上的上下两个循环水道为多个所述冷却管提供冷却液以及回收残余的冷却液，从而减少进水管和回水管数量的设置，进而简化所述冷却装置的管道布置。为了能够回收残余的冷却液，在所述冷却座的上表面上设置有围绕所述冷却管设置的凸台，所述凸台与模具上的冷却孔密封配合。由此可见，所述冷却管和所述凸台的布局位置被限制在所述冷却座的环形上表面上，所述冷却管和所述凸台不能脱离所述冷却座的环形上表面设置。也就是说，所述多点组合冷却装置只能够对与所述冷却座的环形上表面对应的热节点直接进行冷却处理，而不能对对应设置在所述冷却座的环形上表面之外的热节点进行直接的冷却处理。所述多点组合冷却装置所能够进行冷却处理的区域是非常有限的。

针对现有技术的不足，有必要对冷却装置作进一步的改进，使所述冷却装置不仅能够冷却多个热节点，还能够使其上的冷却管具有更灵活的布局位置。鉴于此，本发明提出一种用于铸造模具上的循环冷却机构，其特征在于：

（a）包括呈环形的上基体以及设置在所述上基体下面的底板，所述底板用于连接到铸造模具的上表面上并密封设置在模具中的热节点散热腔上，所述热节点散热腔包括第一热节点散热腔；

（b）所述上基体中设置有呈环形布置的第一进料腔，还包括用于引出所述第一进料腔内的冷媒的第一引流管，所述第一进料腔连通至少一根所述第一引流管，所述第一引流管穿过所述底板延伸到所述底板的下表面之下进而能够深入到模具的第一热节点散热腔内；

（c）所述底板中设置有呈环形布置第一回流腔，所述底板的下表面上还设置有连通所述第一回流腔的第一回流腔入口，所述第一回流腔上连通至少一个所述第一回流腔入口，所述第一回流腔入口用于引出所述第一热节点散热腔内的冷媒到所述第一回流腔中；

（d）所述第一引流管与所述第一回流腔入口对应设置，并让它们位于对应于所述第一热节点散热腔的第一单元区域内，在所述底板的下表面上设置有环绕所述第一单元区域的第一环形密封机构从而让所述第一引流管与所述第一回流腔入口适配地组成一组独立的第一冷媒进出集成单元；所述第一环形密封机构用于当所述上基体、底板及所述第一引流管配合安装到所述模具之上后，从组成所述第一冷媒进出集成单元的所述第一引流管引导出来的冷媒进入到模具中所对应设置的第一热节点散热腔内后，再全部从组成所述第一冷媒进出集成单元的第一回流腔入口进入到所述第一回流腔内，再从所述第一回流腔排出到冷媒回收系统中。

其中，所述冷媒是指通过传递热能来产生冷却效果的工作流体，例如冷却气体、冷却液体等。

其中，所述热节点散热腔是形成于所述模具上的能够储存冷媒的腔体，所述热节点散热腔对应模具上的热节点设置。所述热节点散热腔可以适配模具上的热节点的分布特点设置为环槽形或深井形。

其中，所述上基体和所述底板组成所述循环冷却机构的主体部分，为所述第一进料腔和第一回流腔、进一步的还能够为下面将要论述到的第二进料腔和第二回流腔的设置提供布局空间，同时还能够为所述第一引流管、进一步的还能够为下面将要论述到第二引流管、直冷进料管、直冷回流管提供定位、连接的基础。另外，所述上基体与所述底板分离设置，不仅降低了循环冷却机构的制造难度和装配难度，而且也能减少它们之间的热传递。

其中，所述底板是大致呈板状的构件，从而具有相对所述上基体更大的、能够覆盖到所述模具上的板面面积。另外，所述底板还能够为所述循环冷却机构提供除所述上基体之外的腔体设置空间。设置过程中，可以根据所述热节点散热腔的面积大小、数量、布局位置以及所述第一回流腔的设置位置等诸多因素合理设置所述底板的板面面积大小和形状。为此所述底板呈板状，并不等于所述底板的中央区域不能设置便于加工、安装等功能的中心孔，所述底板呈板状主要是相对于呈环形的所述上基体而言具有更大的径向定位幅面（面积）。

其中，所述底板用于连接到铸造模具的上表面上从而密封模具中的热节点散热腔，上述特征定义了所述底板的主要功能之一。在安装状态下，所述底板密封所述模具中热节点散热腔，从而减少或避免进入到所述热节点散热腔内的冷媒随意向外部空间渗漏，污染环境或产生噪音。为了便于论述和区分，把连通所述第一引流管的热节点散热腔定义为第一热节点散热腔。相应地，把在所述底板上对应于所述第一热节点散热腔的区域，并被所述第一环形密封机构所环绕圈定的区域称为第一单元区域。当设置有多根所述第一引流管时，所述第一引流管和所述第一热节点散热腔之间有多种可选择的对应配置关系。例如在所述模具上可以设置一个所述第一热节点散热腔，所有的第一引流管都通向一个所述第一热节点散热腔，相应地，在所述底板上也设置有一个所述的第一单元区域；或者在所述模具上设置多个所述第一热节点散热腔，一个所述第一引流管对应一个所述第一热节点散热腔设置；又或者是把多根所述第一引流管分组设置，一组所述第一引流管对应一个所述第一热节点散热腔设置。针对上述最后两种情况，相应地，在所述底板上也可以设置有多个第一单元区域，一个第一单元区域对应一个所述第一热节点散热腔设置，当然还可以一个第一单元区域对应多个所述第一热节点散热腔设置。

其中，所述第一回流腔是设置在所述底板中的呈环形布置的流体通道，主要用于回收从所述第一热节点散热腔内引出的冷媒。借助环形布置的所述第一回流腔能够引导所回收的冷媒在所述底板内环形流动，从而能够对所述底板进行大面积的冷却降温。另外，呈环形布置的所述第一回流腔还能够为连通多个所述第一回流腔入口提供设置基础，从而有利于提高冷媒的回收速度。

其中，所述第一回流腔入口是设置在所述底板的下表面上并连通所述第一回流腔与所述底板的下方空间的连通通道。在安装状态下，所述第一回流腔入口连通所述第一回流腔与所述第一热节点散热腔，从而能够把所述第一热节点散热腔内的冷媒引流到所述第一回流腔中。只要能够连通所述第一回流腔与所述第一热节点散热腔，所述第一回流腔入口可以设置在底板的下表面的任意位置上。当然，为了能够简化所述底板的结构，进一步的技术方案可以是，一个所述第一回流腔入口与所适配的一根所述第一引流管同轴设置，所述第一回流腔入口的内径大于所述第一引流管的外径。这样，所述第一回流腔入口还能够成为让所述第一引流管穿过所述底板的通道，这样，在所述底板上不需要再为所述第一引流管另外设置避让通孔，从而简化了所述底板的结构和加工步骤。另外由于所述第一回流腔入口的内径大于所述第一引流管的外径，所以所述第一引流管并不会堵塞所述第一回流腔入口，所述第一热节点散热腔内的冷媒仍然能够通过所述第一回流腔入口的内壁与所述第一引流管的外管壁之间的间隙引流到所述第一回流腔中。其中需要说明的是，特征“所适配的一根所述第一引流管”是指与所述第一回流腔入口属于同一个第一冷媒进出集成单元的第一引流管。

其中，所述上基体呈环形，所以在所述上基体的中央部位形成有环形腔，所述环形腔不仅能够减少所述上基体的耗材量，还能够为所述第一引流管、进一步的还能够为下面将要论述到的第二引流管、直冷进料管、直冷回流管提供可选择的布局空间。

其中，所述第一进料腔是设置在所述上基体中的呈环形布置的流体通道，从而能够为同时连通多根所述第一引流管提供设置基础。至于所述第一引流管的具体设置数量，可以根据所述模具的热节点的位置、面积大小以及数量来确定。

其中，所述第一引流管穿过所述底板延伸到所述底板的下表面之下进而能够深入到模具的第一热节点散热腔内，这样，所述第一引流管能够为所述第一热节点散热腔直接提供冷媒。所述第一引流管成为冷却管，深入到所述第一热节点散热腔内的一端成为冷媒输出端。采用所述第一引流管的结构，不仅简化了所述上基体向所述第一热节点散热腔引流的结构，而且也能减少所述上基体的热量对冷媒的影响。在所述底板具有合理的径向定位幅面（面积）的基础上，所述第一引流管的布局方式可以是多样的，例如，第一种布局方式：所述第一引流管穿过所述上基体的环形腔后再穿过所述底板并延伸到所述底板的下表面之下进而能够深入到所述第一热节点散热腔内；第二种布局方式：所述第一引流管穿过所述上基体的外周空间后再穿过所述底板并延伸到所述底板的下表面之下进而能够深入到所述第一热节点散热腔内。当设置有两根以上所述第一引流管时，还可以是部分的所述第一引流管采用上述第一种布局方式，而另一部分采用第二种布局方式。所述底板为能够灵活布局所述第一引流管提供可能，减少了所述上基体对所述第一引流管的布局方式的限制。

其中，所述第一引流管与所述第一回流腔入口对应设置，上述特征限定了从布局位置上看，它们都位于同一个所述第一单元区域内。而从对冷媒的引导关系上看，从组成所述第一冷媒进出集成单元的所述第一引流管输送出来的冷媒，对应地流入到组成所述第一冷媒进出集成单元的所述第一回流腔入口中。

其中，所述第一环形密封机构是设置在所述底板的下表面上并环绕所述第一单元区域设置的结构体。所述第一环形密封机构可以是独立于所述底板并在安装状态下设置在所述底板与所述热节点散热腔的腔外周壁之间的密封件，又或者是设置在所述底板的下表面上，并与所述底板一体成型的构造体。例如所述第一环形密封机构可以是环形凹槽，通过所述环形凹槽收容耐高温的密封介质从而在所述底板与所述模具之间形成密封连接关系。又或者，所述第一环形密封机构是设置在所述底板的下表面上的环形凸筋，此时在所述模具上对应所述环形凸筋相应地设置环形凹槽也是可以的。所述底板能够为所述第一环形密封机构，甚至还能够进一步地为下面将要论述到的第二环形密封机构和所述第三环形密封机构提供合理的设置空间。

其中，把位于同一个所述第一环形密封机构所界定的范围内的、具有对应关系的所述第一引流管与所述第一回流腔入口适配地组成一组独立的第一冷媒进出集成单元。在安装状态下，所述第一环形密封机构使所述第一热节点散热腔成为相对密封的腔体，从组成所述第一冷媒进出集成单元的所述第一引流管引导出来的冷媒进入到模具中所对应设置的第一热节点散热腔内后，基本上只能通过所述第一回流腔入口进入到所述第一回流腔内进行回收，而不能或大量地从所述底板与所述模具之间的间隙渗漏到外部空间，甚至渗漏到其他的第一冷媒进出集成单元内或下面将要论述到的第二冷媒进出集成单元、第三冷媒进出集成单元内而对其他的第一冷媒进出集成单元、第二冷媒进出集成单元或第三冷媒进出集成单元内的冷媒温度造成影响，进而影响冷却效果。

进一步的技术方案还可以是，一个所述第一回流腔入口与所适配的一根所述第一引流管同轴设置，所述第一回流腔入口的内径大于所述第一引流管的外径。所述第一回流腔入口与所述第一引流管同轴设置，实际上也就是让所述第一引流管在设置所述第一回流腔入口的位置穿过所述底板。

进一步的技术方案还可以是，所述第一引流管穿过所述上基体的环形腔后再穿过所述底板并延伸到所述底板的下表面之下进而能够深入到所述第一热节点散热腔内。

进一步的技术方案还可以是，所述第一引流管穿过所述上基体的外侧空间后再穿过所述底板并延伸到所述底板的下表面之下进而能够深入到所述第一热节点散热腔内。

所述第一进料腔、第一引流管、第一回流腔、第一回流腔入口和所述第一环形密封机构组成所述循环冷却机构的第一循环冷却单元，除此之外，在所述循环冷却机构上还可以另外增设下面将论述到的第二循环冷却单元或/和第三循环冷却单元。进一步的技术方案还可以是，所述热节点散热腔包括第二热节点散热腔；在所述上基体中还设置有呈环形布置的第二进料腔，还包括用于引出所述第二进料腔内的冷媒的第二引流管，所述第二进料腔连通至少一根所述第二引流管，所述第二引流管穿过所述底板延伸到所述底板的下表面之下进而能够深入到模具的第二热节点散热腔内；在所述上基体中还设置有呈环形布置的第二回流腔，所述第二回流腔位于所述第二进料腔的下方从而相对于所述第二进料腔更靠近所述底板，所述底板的下表面上还设置有连通所述第二回流腔的第二回流腔入口，所述第二回流腔上连通至少一个所述第二回流腔入口，所述第二回流腔入口用于引出所述第二热节点散热腔内的冷媒到所述第二回流腔中；将所述第二引流管与所述第二回流腔入口两者对应设置，并让它们位于对应于所述第二热节点散热腔的第二单元区域内，在所述底板的下表面上设置有环绕所述第二单元区域的第二环形密封机构从而让所述第二引流管与所述第二回流腔入口适配地组成一组独立的第二冷媒进出集成单元；所述第二环形密封机构用于当所述上基体、底板及所述第二引流管配合安装到所述模具之上后，从组成所述第二冷媒进出集成单元的所述第二引流管引导出来的冷媒进入到模具中所对应设置的第二热节点散热腔内后，再全部从组成所述第二冷媒进出集成单元的第二回流腔入口进入到所述第二回流腔内，再从所述第二回流腔排出到冷媒回收系统中。

其中，同样为了便于论述和区分，把连通所述第二引流管的热节点散热腔定义为第二热节点散热腔，当设置有多根所述第二引流管时，所述第二引流管和第二热节点散热腔之间可以选择的对应配置关系，与所述第一引流管和第一热节点散热腔之间可以选择的对应配置关系类似，在此不再重复论述。

其中，所述第二进料腔、第二引流管、第二回流腔、第二回流腔入口和所述第二环形密封机构组成所述循环冷却机构的第二循环冷却单元，所述第二循环冷却单元和所述第一循环冷却单元的结构、所取得的技术效果类似，主要区别点在于所述第二回流腔的布局位置。所述第二回流腔不是设置在所述底板上而是设置在所述上基体上，所述第二回流腔位于所述第二进料腔的下方从而相对于所述第二进料腔更靠近所述底板。这样，有利于设置在所述底板的下表面上的第二回流腔入口连通所述第二回流腔，简化所述第二回流腔入口和所述第二回流腔之间的通道结构，而且也能减少模具的热量向所述第二进料腔扩散进而影响所述第二进料腔中冷媒的温度。所述第二进料腔可以与所述第一进料腔左右设置，也可以让所述第二进料腔位于所述第一进料腔的下方。

其中，所述冷媒回收系统是用于回收吸收了热节点热量的废弃冷媒的一种装置。为了能够把冷媒回收到所述冷媒回收系统中，回收方式可以采用多种方式。例如，所述第二回流腔可以直接通过回收管连通所述冷媒回收系统，而此时所述第一回流腔也直接通过回收管连通另一个冷媒回收系统，此时所述第二回流腔和所述第一回流腔不连通。又或者，所述第二回流腔直接先与所述第一回流腔连通，再由直接连通所述第一回流腔或第二回流腔的回收管连通所述冷媒回收系统。在所述第二回流腔与所述第一回流腔连通的设置方案中，有可能会出现冷媒倒灌现象。例如当第一循环冷却单元处于工作状态，而所述第二循环冷却单元处于非工作状态时，已经回收到所述第一回流腔或所述冷媒回收系统内的废弃冷媒可能通过所述第二回流腔反向倒灌到所述第二引流管、第二进料腔内进而进入到冷媒供应装置或者第一进料腔中，而影响到新输送的新冷媒的温度。为了防止出现上述倒灌现象，在所述第二进料腔、第一进料腔与所述冷媒供应装置之间分别设置有控制阀。当进一步地设置有下面将要论述到的第三循环冷却单元时，在直冷进料管与所述冷媒供应装置之间同样需要设置控制阀。

进一步的技术方案还可以是，一个所述第二回流腔入口与所适配的一根所述第二引流管同轴设置，所述第二回流腔入口的内径大于所述第二引流管的外径。该技术方案与上述技术方案：一个所述第一回流腔入口与所适配的一根所述第一引流管同轴设置，所述第一回流腔入口的内径大于所述第一引流管的外径，具有类似的结构特征和技术效果，在此不再重复论述。

进一步的技术方案还可以是，所述热节点散热腔包括第三热节点散热腔；在所述底板的中央区域还连接有直冷进料管，所述直冷进料管穿过所述上基体的环形腔后再穿过所述底板并延伸到所述底板的下表面之下进而能够深入到模具中央区域的第三热节点散热腔内；在所述直冷进料管的旁边设置有直冷回流管，所述底板的中央区域下表面上还设置有连通所述直冷回流管的直冷回流管入口，所述直冷回流管入口与所述直冷进料管两者对应设置，并让它们位于对应于所述第三热节点散热腔的第三单元区域内，在所述底板的下表面上设置有环绕所述第三单元区域的第三环形密封机构从而让所述直冷进料管与所述直冷回流管入口适配地组成一组独立的第三冷媒进出集成单元；所述第三环形密封机构用于当所述上基体、底板及所述直冷进料管配合安装到所述模具之上后，从组成所述第三冷媒进出集成单元的所述直冷进料管引导出来的冷媒进入到模具中所对应设置的第三热节点散热腔内后，再全部从组成所述第三冷媒进出集成单元的所述直冷回流管入口进入到所述直冷回流管内，再从所述直冷回流管排出到冷媒回收系统中。

其中，所述直冷进料管、直冷回流管、直冷回流管入口和所述第三环形密封机构组成所述循环冷却机构的第三循环冷却单元。所述直冷进料管和所述直冷回流管都设置在所述底板的中央区域，所述直冷进料管直接或通过过渡管道间接连通冷媒供应装置，而不需要另外在所述上基体上设置为所述直冷进料管提供冷媒的送料腔。同样地，所述直冷回流管直接或通过过渡管道间接连通冷媒回收系统，而不需要另外在所述上基体或所述底板上设置用于回收由所述第三热节点散热腔引导出来的冷媒的回流腔。为了能够适配所述直冷进料管和所述直冷回流管的设置，在所述底板上主要是增加避让所述直冷进料管的避让孔以及所述直冷回流管入口。所以，第三循环冷却单元的设置并不需要所述上基体和底板的结构作过多的改变，能够在基本保留所述上基体和底板的原有结构的基础上增设所述第三循环冷却单元。另外，由于所述直冷进料管和直冷回流管都设置在所述底板的中央区域，所以能够充分利用所述上基体的环形腔所具有的空间。

其中，所述第三单元区域、第三环形密封机构和所述第三冷媒进出集成单元，分别与所述第一单元区域、第一环形密封机构和所述第一冷媒进出集成单元具有类似的结构和技术效果，在此不在重复论述。

根据上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

1.由于所述循环冷却机构包括有设置在所述上基体下面的底板，所述底板用于连接到铸造模具的上表面上并密封设置在模具中的热节点散热腔上，所以，所述底板的设置为所述第一引流管的冷媒输出端、所述第二引流管的冷媒输出端、所述直冷进料管和所述直冷回流管的设置提供了设置空间，在所述底板所覆盖的范围内都可以灵活的设置所述第一引流管的冷媒输出端、所述第二引流管的冷媒输出端、所述直冷进料管和所述直冷回流管。所述底板的设置为上述多根冷却管提供了能够灵活布置的基础，减少了所述上基体的布局位置以及所述上基体与所述模具之间的结合面积对冷却管布局的限制。与专利201120209943.7中所披露的多点组合冷却装置相比，所述循环冷却机构能够为模具上的热节点提供更多的、具有灵活布局位置的冷却管，从而能够更快、更好地对模具进行冷却。

2.在所述循环冷却机构设置有所述第一循环冷却单元的基础上，还可以混搭设置所述第二循环冷却单元或/和第三循环冷却单元，所述第一循环冷却单元的第一进料腔、所述第二循环冷却单元的第二进料腔以及第三循环冷却单元的直冷进料管可以分别连接具有不同温度的冷却源，或设置不同的控制器而形成能够独立控制的循环冷却单元，从而能够根据模具上的不同的热节区设置分别进行不同的冷却处理，从而能够进一步优化所述循环冷却机构的冷却效果,扩大了所述循环冷却机构的适用性。

由于本发明具有上述特点和优点，为此可以应用到轮毂铸造模具上的循环冷却机构上。

附图说明

图1是应用本发明技术方案的用于铸造模具上的循环冷却机构的立体结构示意图；

图2是所述循环冷却机构的另一个方向的立体结构示意图；

图3是所述循环冷却机构的俯视方向的结构示意图；

图4是图3中的A-A方向的剖视结构示意图；

图5是上基体的剖面结构示意图；

图6是所述底板的仰视方向的结构示意图；

图7是图6中的B-B方向的剖面结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对应用本发明技术方案的用于铸造模具上的循环冷却机构的结构作进一步的说明。

如图1、图2和图4所示是一种用于铸造模具6上的循环冷却机构100。所述循环冷却机构100上设置有三个循环冷却单元，即第一循环冷却单元、第二循环冷却单元和第三循环冷却单元。冷媒供应装置分别为所述第一循环冷却单元、第二循环冷却单元和第三循环冷却单元提供冷媒，吸收了所述铸造模具6中热节点热量的废弃冷媒回收到冷媒回收系统中。

下面先介绍所述第一循环冷却单元，包括呈环形的上基体4以及设置在所述上基体4下面的底板5，所述底板5用于连接到铸造模具6的上表面上并密封设置在模具6中的热节点散热腔上。所述热节点散热腔是形成于所述模具6上对应模具6上的热节点设置的腔体，通过向其内引入冷媒对热节点进行冷却降温。所述热节点散热腔分别为呈深井状的5个第一热节点散热腔61、5个第二热节点散热腔62和1个第三热节点散热腔63。当然针对不同冷却部位，所述热节点散热腔的形状是不同的，例如还可以设置成环形。

如图4和图5所示，所述上基体4呈环形从而在所述上基体4的中央部位形成有环形腔40。所述环形腔40不仅能够减少所述上基体4的耗材量，还能够为下面将要论述到的第一引流管11、第二引流管21、直冷进料管3、直冷回流管30提供可选择的布局空间。在所述上基体4中设置有呈环形布置的第一进料腔41。在所述第一进料腔41上连通有一根用于输送冷媒的第一输送管1，所述第一输送管1连通所述冷媒供应装置。在所述第一输送管1和所述冷媒供应装置之间设置有第一控制阀12。当打开所述第一控制阀12，所述冷媒供应装置内的冷媒通过所述第一输送管1流进所述第一进料腔41内。还包括用于引出所述第一进料腔41内的冷媒的第一引流管11，所述第一进料腔41连通5根所述第一引流管11（图中分别用标记11、11a、11b、11c和11d予以区别标记）。当然在其他实施例中也可以只设置1根所述第一引流管11。全部的所述第一引流管11穿过所述上基体4的环形腔40后再穿过所述底板5并延伸到所述底板5的下表面之下进而能够深入到所述第一热节点散热腔61内，一根第一引流管11深入到一个所述第一热节点散热腔61内。这样，所述第一引流管11能够为所述第一热节点散热腔61直接提供冷媒。所述第一引流管11成为冷却管，深入到所述第一热节点散热腔61内的一端成为冷媒输出端。

如图4、图6和图7所示，所述底板5是呈板状的构件，从而具有相对所述上基体4更大的、能够覆盖到所述模具6上的径向定位幅面。在所述底板5设置有合理大小的径向定位幅面的情况下，所述第一引流管11的布局方式可以是多样的，除采用上述的第一种布局方式外，还可以采用如下的第二种布局方式：全部的所述第一引流管11穿过所述上基体4的外侧空间后再穿过所述底板5并延伸到所述底板5的下表面之下进而能够深入到所述第一热节点散热腔61内。当然还可以部分的所述第一引流管11采用上述第一种布局方式，而另一部分的所述第一引流管11采用第二种布局方式。由此可见，所述底板5能够为灵活布局所述第一引流管11的冷媒输出端提供可能，减少所述上基体4对所述第一引流管11的布局方式的限制。

所述底板5中设置有呈环形布置的第一回流腔51，所述底板5的下表面上还设置有用于连通所述第一回流腔51的第一回流腔入口511，所述第一回流腔51上连通至少一个所述第一回流腔入口511。在本实施例中，所述第一回流腔51上连通有5个第一回流腔入口511（图中用标记511、511a、511b、511c和511d予以区别标记）。在每个所述第一回流腔入口511和每个所述第一回流腔51之间还设置有一个第一过渡回流管510。所述第一回流腔入口511用于引出所述第一热节点散热腔61内的冷媒到所述第一回流腔51中。在所述第一回流腔51上还连通设置有第一回收管10，回流到所述第一回流腔51内的冷媒最终通过所述第一回收管10排出到冷媒回收系统中。这样，环形布置的所述第一回流腔51能够对冷媒进行回收。而且在引导所回收的冷媒在所述底板5内环形流动的过程中，还能够借助冷媒对所述底板5进行大面积的冷却降温。另外，呈环形布置的所述第一回流腔51还能够为连通多个所述第一回流腔入口511提供设置基础，从而有利于加快冷媒的回收速度。由此可见，所述底板5还能够为所述循环冷却机构100提供除所述上基体4之外的腔体设置空间。

所述第一回流腔入口511是设置在所述底板5的下表面上并连通所述第一回流腔51与所述底板5的下方空间的连通通道。在安装状态下，所述第一回流腔入口511连通所述第一回流腔51与所述第一热节点散热腔61，从而能够把所述第一热节点散热腔61内的冷媒引流到所述第一回流腔51中。只要能够连通所述第一回流腔51与所述第一热节点散热腔61，所述第一回流腔入口511可以设置在底板5的下表面的任意位置上。当然，为了能够简化所述底板5的结构，如图4所示，一个所述第一回流腔入口511与所适配的一根所述第一引流管11同轴设置，所述第一回流腔入口511的内径大于所述第一引流管11的外径。这样，所述第一回流腔入口511还能够成为让所述第一引流管11穿过所述底板5的通道，在所述底板5上不需要再为所述第一引流管11另外设置避让通孔，从而简化了所述底板5的结构和加工步骤。另外由于所述第一回流腔入口511的内径大于所述第一引流管11的外径，所以所述第一引流管11并不会堵塞所述第一回流腔入口511，所述第一热节点散热腔61内的冷媒仍然能够通过所述第一回流腔入口511的内壁与所述第一引流管11的外管壁之间的间隙引流到所述第一回流腔51中。其中需要说明的是，特征“所适配的一根所述第一引流管11”是指与所述第一回流腔入口511属于同一个第一冷媒进出集成单元的第一引流管11。

如图2、图4和图6所示，在所述底板5的下表面上设置有对应于5个所述第一热节点散热腔61设置的所述第一单元区域A，对应于5个第二热节点散热腔62设置的第二单元区域B，以及对应1个第三热节点散热腔63设置的第三单元区域C。在第一单元区域A、第二单元区域B和第三单元区域C的外环边上分别环绕有三条同心设置的环形凹槽（57、571、572）。在所述铸造模具6上设置有对应所述环形凹槽（57、571、572）设置的环形凸筋（64、641、642）。所述第一引流管11与所述第一回流腔入口511对应设置，并都位于所述第一单元区域A内。安装前先在所述环形凹槽571和环形凹槽572内填充耐高温密封介质，然后所述上基体4、底板5及所述第一引流管11配合安装到所述模具6之上，所述环形凸筋641、环形凸筋642分别伸入到所述环形凹槽571、环形凹槽572内组成密封机构，从而使所述第一热节点散热腔61成为相对密封的腔体。所述第一引流管11引导出来的冷媒进入到模具中所对应设置的第一热节点散热腔内61后，基本上只能通过所述第一回流腔入口511进入到所述第一回流腔51内进行回收，而不能或大量地从所述底板5与所述模具6之间的间隙渗漏到外部空间，甚至渗漏到下面将要论述到的第二冷媒进出集成单元、第三冷媒进出集成单元内而对所述第二冷媒进出集成单元或第三冷媒进出集成单元内的冷媒温度造成影响，进而影响冷却效果。所述环形凹槽571、环形凹槽572成为设置在所述底板5的下表面上的第一环形密封机构。所述第一环形密封机构让其所圈定的5根所述第一引流管11与5个所述第一回流腔入口511适配地组成一组独立的第一冷媒进出集成单元。也就是说，所述第一环形密封机构用于当所述上基体4、底板5及所述第一引流管11配合安装到所述模具6之上后，从组成所述第一冷媒进出集成单元的所述第一引流管11引导出来的冷媒进入到模具6中所对应设置的第一热节点散热腔61内后，再全部从组成所述第一冷媒进出集成单元的第一回流腔入口511进入到所述第一回流腔51内，再从所述第一回流腔51排出到冷媒回收系统中。

作为另一种实施方式，所述第一环形密封机构还可以采用其他的实施方式，例如，所述第一环形密封机构可以是独立于所述底板5并在安装状态下设置在所述底板5与所述热节点散热腔的腔外周壁之间的密封件。又或者，所述第一环形密封机构可以是设置在所述底板5的下表面上的环形凸筋，此时在所述模具6上设置有对应所述环形凸筋设置的环形凹槽。

下面再介绍所述第二循环冷却单元。如图4所示，在所述上基体4中还设置有呈环形布置的第二进料腔42。在所述第二进料腔42上连通有一根用于输送冷媒的第二输送管2，所述第二输送管2连通所述冷媒供应装置。在所述第二输送管2和所述冷媒供应装置之间设置有第二控制阀22。当打开所述第二控制阀22，所述冷媒供应装置内的冷媒通过所述第二输送管2流进所述第二进料腔42内。在所述第二进料腔42上连通有至少一根所述第二引流管21，所述第二引流管21用于引出所述第二进料腔42内的冷媒。在本实施方式中，所述第二进料腔42连通5根所述第二引流管21，分别为第二引流管（21、21a、21b、21c、21d），5根所述第二引流管21都穿过所述底板5延伸到所述底板5的下表面之下进而能够深入到模具6的第二热节点散热腔62内，一根所述第二引流管21深入到一个所述第二热节点散热腔62内。在所述上基体4中还设置有呈环形布置的第二回流腔44，所述第二回流腔44位于所述第二进料腔42的下方从而相对于所述第二进料腔42更靠近所述底板5。

所述底板5的下表面上还设置有用于连通所述第二回流腔44的第二回流腔入口521，所述第二回流腔44上连通至少一个所述第二回流腔入口521。在本实施例中，所述第二回流腔44上连通有5个所述第二回流腔入口521。所述第二回流腔入口521用于引出所述第二热节点散热腔62内的冷媒到所述第二回流腔44中。所述第二引流管21与所述第二回流腔入口521对应设置，并让它们位于对应于所述第二热节点散热腔62的第二单元区域B内。环绕所述第二单元区域B设置的环形凹槽57和环形凹槽571形成第二环形密封机构，所述第二环形密封机构让所述第二引流管21与所述第二回流腔入口521适配地组成一组独立的第二冷媒进出集成单元。所述第二环形密封机构用于当所述上基体4、底板5及所述第二引流管21配合安装到所述模具6之上后，从组成所述第二冷媒进出集成单元的所述第二引流管21引导出来的冷媒进入到模具6中所对应设置的第二热节点散热腔62内后，再全部从组成所述第二冷媒进出集成单元的第二回流腔入口521进入到所述第二回流腔44内，再从所述第二回流腔44排出到冷媒回收系统中。

所述第二循环冷却单元和所述第一循环冷却单元的结构、所取得的技术效果类似，主要区别点在于所述第二回流腔44和所述第二引流管21的布局位置不同。如图4所示，所述第二回流腔44不是设置在所述底板5上而是设置在所述上基体4上，所述第二回流腔44位于所述第二进料腔42的下方从而相对于所述第二进料腔42更靠近所述底板5。这样，有利于设置在所述底板5的下表面上的第二回流腔入口521连通所述第二回流腔44，简化所述第二回流腔入口521和所述第二回流腔44之间的通道结构。

在所述第二进料腔42和所述第二回流腔44之间的腔侧边上设置有安装通孔43，所述安装通孔43的内径与所述第二引流管21的管外径相当。所述第二引流管21上端旋接锁紧在所述安装通孔43内，而另一端依次穿过第二回流腔44、所述第二回流腔44的下腔壁上的避让孔45、所述第二回流腔入口521延伸到所述底板5的下表面之下进而能够深入到模具6的第二热节点散热腔62内。其中，一个所述第二回流腔入口521、避让孔45与所适配的一根所述第二引流管21同轴设置，所述第二回流腔入口521、避让孔45的内径大于所述第二引流管21的外径。这样，通过所述第二引流管21流入到所述第二热节点散热腔62内的冷媒通过所述第二回流腔入口521、避让孔45与所述第二引流管21之间的间隙回流到所述第二回流腔44内。在所述第二回流腔44上连通设置有第二回收管20，所述第二回收管20连通到所述冷媒回收系统。

下面再介绍所述第三循环冷却单元。如图4所示，在所述底板5的中央区域还连接有直冷进料管3，所述直冷进料管3穿过所述上基体4的环形腔40后再穿过所述底板5并延伸到所述底板5的下表面之下进而能够深入到模具6中央区域的第三热节点散热腔63内。在所述直冷进料管3的旁边设置有直冷回流管30。所述底板5的中央区域下表面上还设置有连通所述直冷回流管30的直冷回流管入口531，所述直冷回流管入口531与所述直冷进料管3两者对应设置，并让它们位于对应于所述第三热节点散热腔63的第三单元区域C内。所述环形凹槽572成为环绕所述第三单元区域C的第三环形密封机构从而让所述直冷进料管3与所述直冷回流管入口531适配地组成一组独立的第三冷媒进出集成单元。所述第三环形密封机构用于当所述上基体4、底板5及所述直冷进料管3配合安装到所述模具6之上后，从组成所述第三冷媒进出集成单元的所述直冷进料管3引导出来的冷媒进入到模具6中所对应设置的第三热节点散热腔63内后，再全部从组成所述第三冷媒进出集成单元的所述直冷回流管入口531进入到所述直冷回流管30内，再从所述直冷回流管30排出到冷媒回收系统中。

所述直冷进料管3和所述直冷回流管30都设置在所述底板5的中央区域，所述直冷进料管3直接或通过过渡管道间接连通所述冷媒供应装置，而不需要另外在所述上基体4上设置为所述直冷进料管3提供冷媒的进料腔。在所述直冷进料管3和所述冷媒供应装置之间设置有第三控制阀32。同样地，所述直冷回流管30直接或通过过渡管道间接连通所述冷媒回收系统，而不需要另外在所述上基体4或所述底板5上设置用于回收由所述第三热节点散热腔63引导出来的冷媒的回流腔。

为了能够适配所述直冷进料管3和所述直冷回流管30的设置，在所述底板5上主要是增加避让所述直冷进料管3的避让孔53以及所述直冷回流管入口531。所以，第三循环冷却单元的设置并不需要所述上基体4和底板5的结构作过多的改变而导致结构复杂化，基本上能够在保留所述上基体4和底板5的原结构的基础上增设所述第三循环冷却单元。另外，由于所述直冷进料管3和直冷回流管30都设置在所述底板5的中央区域，所以充分利用了所述上基体4的环形腔40所具有的空间。

其中，所述第三单元区域C、第三环形密封机构和所述第三冷媒进出集成单元，分别与所述第一单元区域A、第一环形密封机构和所述第一冷媒进出集成单元具有类似的结构和技术效果，在此不在重复论述。

根据上述技术方案可以发现，由于所述循环冷却机构100包括有设置在所述上基体4下面的底板5，所述底板5用于连接到铸造模具6的上表面上并密封设置在模具6中的热节点散热腔上，所以，所述底板5的设置为所述第一引流管11的冷媒输出端、所述第二引流管21的冷媒输出端、所述直冷进料管3和所述直冷回流管30的设置提供了设置空间，在所述底板5的板体上都可以灵活的设置所述第一引流管11的冷媒输出端、所述第二引流管21的冷媒输出端、所述直冷进料管3和所述直冷回流管30。所述底板5的设置为上述多根冷却管提供了能够灵活布置的基础，减少了所述上基体4的布局位置以及所述上基体4与所述模具6之间的结合面积大小的限制。与专利201120209943.7中所披露的多点组合冷却装置相比，所述循环冷却机构100能够为模具6上的热节点提供更多的、具有灵活布局位置的冷却管，从而能够更快、更好地对模具6进行冷却。

另外，在所述循环冷却机构100设置有所述第一循环冷却单元的基础上，还可以混搭设置所述第二循环冷却单元或/和第三循环冷却单元，所述第一循环冷却单元的第一进料腔41、所述第二循环冷却单元的第二进料腔42以及第三循环冷却单元的直冷进料管3可以分别连接具有不同温度的冷却气体源，或设置不同的控制器而形成能够独立控制的循环冷却单元，从而能够根据模具6上的不同的热节区设置分别进行不同的冷却处理。进而能够进一步优化所述循环冷却机构100的冷却效果，扩大了所述循环冷却机构100的适用性。

Claims (7)

1.用于铸造模具上的循环冷却机构，其特征在于：

（a）包括呈环形的上基体以及设置在所述上基体下面的底板，所述底板用于连接到铸造模具的上表面上并密封设置在模具中的热节点散热腔上，所述热节点散热腔包括第一热节点散热腔；

（b）所述上基体中设置有呈环形布置的第一进料腔，还包括用于引出所述第一进料腔内的冷媒的第一引流管，所述第一进料腔连通至少一根所述第一引流管，所述第一引流管穿过所述底板延伸到所述底板的下表面之下进而能够深入到模具的第一热节点散热腔内；

（c）所述底板中设置有呈环形布置的第一回流腔，所述底板的下表面上还设置有连通所述第一回流腔的第一回流腔入口，所述第一回流腔上连通至少一个所述第一回流腔入口，所述第一回流腔入口用于引出所述第一热节点散热腔内的冷媒到所述第一回流腔中；

（d）所述第一引流管与所述第一回流腔入口对应设置，并让它们位于对应于所述第一热节点散热腔的第一单元区域内，在所述底板的下表面上设置有环绕所述第一单元区域的第一环形密封机构从而让所述第一引流管与所述第一回流腔入口适配地组成一组独立的第一冷媒进出集成单元；所述第一环形密封机构用于当所述上基体、底板及所述第一引流管配合安装到所述模具之上后，从组成所述第一冷媒进出集成单元的所述第一引流管引导出来的冷媒进入到模具中所对应设置的第一热节点散热腔内后，再全部从组成所述第一冷媒进出集成单元的第一回流腔入口进入到所述第一回流腔内，再从所述第一回流腔排出到冷媒回收系统中。

2.根据权利要求1所述的循环冷却机构，其特征在于，一个所述第一回流腔入口与所适配的一根所述第一引流管同轴设置，所述第一回流腔入口的内径大于所述第一引流管的外径。

3.根据权利要求1所述的循环冷却机构，其特征在于，所述第一引流管穿过所述上基体的环形腔后再穿过所述底板并延伸到所述底板的下表面之下进而能够深入到所述第一热节点散热腔内。

4.根据权利要求1所述的循环冷却机构，其特征在于，所述第一引流管穿过所述上基体的外侧空间后再穿过所述底板并延伸到所述底板的下表面之下进而能够深入到所述第一热节点散热腔内。

5.根据权利要求1所述的循环冷却机构，其特征在于，所述热节点散热腔包括第二热节点散热腔；在所述上基体中还设置有呈环形布置的第二进料腔，还包括用于引出所述第二进料腔内的冷媒的第二引流管，所述第二进料腔连通至少一根所述第二引流管，所述第二引流管穿过所述底板延伸到所述底板的下表面之下进而能够深入到模具的第二热节点散热腔内；在所述上基体中还设置有呈环形布置的第二回流腔，所述第二回流腔位于所述第二进料腔的下方从而相对于所述第二进料腔更靠近所述底板，所述底板的下表面上还设置有连通所述第二回流腔的第二回流腔入口，所述第二回流腔上连通至少一个所述第二回流腔入口，所述第二回流腔入口用于引出所述第二热节点散热腔内的冷媒到所述第二回流腔中；将所述第二引流管与所述第二回流腔入口两者对应设置，并让它们位于对应于所述第二热节点散热腔的第二单元区域内，在所述底板的下表面上设置有环绕所述第二单元区域的第二环形密封机构从而让所述第二引流管与所述第二回流腔入口适配地组成一组独立的第二冷媒进出集成单元；所述第二环形密封机构用于当所述上基体、底板及所述第二引流管配合安装到所述模具之上后，从组成所述第二冷媒进出集成单元的所述第二引流管引导出来的冷媒进入到模具中所对应设置的第二热节点散热腔内后，再全部从组成所述第二冷媒进出集成单元的第二回流腔入口进入到所述第二回流腔内，再从所述第二回流腔排出到冷媒回收系统中。

6.根据权利要求5所述的循环冷却机构，其特征在于，一个所述第二回流腔入口与所适配的一根所述第二引流管同轴设置，所述第二回流腔入口的内径大于所述第二引流管的外径。

7.根据权利要求1到6任一所述的循环冷却机构，其特征在于，所述热节点散热腔包括第三热节点散热腔；在所述底板的中央区域还连接有直冷进料管，所述直冷进料管穿过所述上基体的环形腔后再穿过所述底板并延伸到所述底板的下表面之下进而能够深入到模具中央区域的第三热节点散热腔内；在所述直冷进料管的旁边设置有直冷回流管，所述底板的中央区域下表面上还设置有连通所述直冷回流管的直冷回流管入口，所述直冷回流管入口与所述直冷进料管两者对应设置，并让它们位于对应于所述第三热节点散热腔的第三单元区域内，在所述底板的下表面上设置有环绕所述第三单元区域的第三环形密封机构从而让所述直冷进料管与所述直冷回流管入口适配地组成一组独立的第三冷媒进出集成单元；所述第三环形密封机构用于当所述上基体、底板及所述直冷进料管配合安装到所述模具之上后，从组成所述第三冷媒进出集成单元的所述直冷进料管引导出来的冷媒进入到模具中所对应设置的第三热节点散热腔内后，再全部从组成所述第三冷媒进出集成单元的所述直冷回流管入口进入到所述直冷回流管内，再从所述直冷回流管排出到冷媒回收系统中。