CN108790083A - 一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置，包括配流板、快速热循环装置和气动角座阀，所述配流板的内部设置有快速热循环装置，所述快速热循环装置的两端通过进出水管道连接有中空凸模，所述中空凸模的上部通过并列设置有多个冷却水流道，所述冷却水流道的右端固定安装有气动角座阀，所述气动角座阀底部通过微调螺钉固定安装在中空凸模的外壁上，采用对钻的方式从两端向中间钻孔布置模具内部的冷却水道，通过与模具之间的热交换实现对模具材料以及板料的冷却，并且冷却水道在凸凹模内的交错分布，相互之间能够提供温度补偿，使冷却效果更加均匀，有效增大冷却水的流量，从而增强冷却水与模具间的换热效率，提高了系统的稳定性。

Description

一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置

技术领域

本发明涉及用于玻璃基板机架领域，具体为一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置。

背景技术

在玻璃基板机架注射成型中，玻璃基板机架成型模具不仅是玻璃基板机架熔体的成形设备，还起着热交换器的作用，模具温度调节系统直接影响到制品的质量和生产效率，由于各种玻璃基板机架的性能和成形工艺要求不同，对模具温度的要求也不同，对大多数要求较低模温的玻璃基板机架，仅设置模具的冷却系统即可，且冷却系统的设计是注塑模设计的重要环节，现有的用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置还存在以下不足之处：

例如，申请号为201710332099.9，专利名称为船用电缆挤塑成型用流动式冷却装置的发明专利：

其水冷装置能耗低，水的比热容大，散热效果好，冷却水还可以循环利用，节约能源。

但是，现有的用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置存在以下缺陷：

(1)现有玻璃基板机架成型模具内部的冷却管道在模具内部的排布形式主要有直通式和混排式两种，直通式冷却系统为直接贯穿于模具内部的冷却水道构成；直通式水道设计灵活，水道的数量，位置，形状都可以任意变化，此种冷却方式在保证成形精度与强度的同时能够实现较高的冷却效率，加快生产节拍，但对于大型玻璃基板机架成型模具，模具内细长管道的加工一直是一个挑战；

(2)现有的机架成型模具中使用的冷却装置，其内部的冷却管道上缺少阀门管路转换装置，从而对冷却水的流量控制较差，容易导致冷却装置内部水压、气压等控制精度较差，损害冷却水管道内壁；

(3)现有的大型玻璃基板机架成型模具采用基于加热棒的电加热RHCM工艺，为了达到高的加热和冷却效率，通常将模具结构设计成浮动的型腔板和分离式的冷却板，其中冷却板还要采用高导热率的材料，如铅合金，然而，这种模具的结构非常复杂，导致模具成本上升、强度减弱，可靠性和寿命下降，另外为了实现型腔表面的快速加热，电加热棒被紧紧地安装在模具的孔或槽中，以实现热量的有效传递，因此，将安装好的电加热棒从安装孔中拆卸出来也是非常困难的，这给当电热元件损坏时的更换维修带来了极大困难。此外，电加热棒过热也是一种潜在的危险，因为保持电加热棒与孔壁均勾地接触是非常困难的，总是不可避免地存在一些间隙，尤其是对于较长的加热棒。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足，本发明提供一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置，包括配流板、快速热循环装置和气动角座阀，所述配流板的内部设置有快速热循环装置，所述快速热循环装置的两端通过进出水管道连接有中空凸模，所述中空凸模的上部通过并列设置有多个冷却水流道，所述冷却水流道的右端固定安装有气动角座阀，所述气动角座阀底部通过微调螺钉固定安装在中空凸模的外壁上。

进一步地，所述中空凸模的数量为三个，且三个中空凸模均对称分布在配流板的上表面，所述中空凸模的下端通过密封机构与配流板相连接，所述密封机构包括上支撑板、下支撑板和滑动密封镶件，所述上支撑板的下表面上设置有上微结构基板，所述上微结构基板的两端通过调节螺钉与滑动密封镶件相连接，所述滑动密封镶件的上部与上支撑板内壁固定连接，所述上微结构基板的下表面连接有下微结构基板，所述下微结构基板的两端固定安装有固定密封镶件，所述固定密封镶件的下部固定安装在下支撑板的内壁上，所述下微结构基板的下部与下支撑板的内壁固定连接。

进一步地，所述气动角座阀包括阀体外壳、位置指示杆和活塞弹簧，所述阀体外壳的内部贯通连接有位置指示杆，所述位置指示杆的两端均通过活塞杆螺帽连接有活塞，所述活塞的两端与活塞弹簧弹性连接，所述活塞弹簧设置在位置指示杆的两端，所述活塞的外表面上还固定安装有外密封圈。

进一步地，所述活塞的下端还通过活塞杆螺帽连接有活塞杆，所述活塞杆的上端通过开口垫片连接有内密封圈，所述内密封圈的上部与活塞下部紧密相连，所述活塞杆的下端穿过阀体外壳的下部连接有连接头，所述连接头的上部镶嵌在阀体外壳的内壁上，所述连接头的外部通过弹性挡圈连接有O型密封圈，所述O型密封圈的外表面与阀体外壳内壁紧密相连。

进一步地，所述连接头的上部通过自润滑导套与活塞杆相连接，所述自润滑导套的下部通过支撑环连接有支撑弹簧，所述支撑弹簧的下端连接有弹性柱，所述弹性柱的下端与连接头的内壁固定连接，所述连接头的下部通过密封圈与冷却水流道相连接，所述活塞杆的下端连接有圆盘，所述圆盘的下端通过密封圈连接有垫片，所述垫片通过螺栓固定安装在冷却水流道的内壁上。

进一步地，所述快速热循环装置包括水介质通道和电加热棒，所述电加热棒设置在水介质通道的内部，所述水介质通道的两端分别贯通连接有进水管道和出水管道，所述进水管道和出水管道的正面上均设置有气动阀。

进一步地，所述电加热棒的两端均螺纹连接有封头，所述封头的外表面均通过导体块固定安装有电连接接线。

进一步地，所述电加热棒的外部设置有不锈钢外壳，所述电加热棒的内部还设置有绝缘绕线管，所述绝缘绕线管的左端通过封头与电加热棒棒体内壁相连接，所述绝缘绕线管的外表面上缠绕有多圈电阻丝，且在电加热棒的内部还填充有加热填料。

进一步地，所述快速热循环装置的电连接接口连接有电控制柜，且快速热循环装置的信号端还连接有冷水机，所述电控制柜的供电端通过变压器连接有工业供电接口，所述冷水机的信号控制端分别连接有冷却塔、压缩气体管道和市政供水机构。

进一步地，所述快速热循环装置的信号端连接有注塑机，所述冷水机的内部还设置有冷却水泵。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明的采用对钻的方式从两端向中间钻孔布置模具内部的冷却水道，通过与模具之间的热交换实现对模具材料以及板料的冷却，并且冷却水道在凸凹模内的交错分布，相互之间能够提供温度补偿，使冷却效果更加均匀；

(2)本发明的通过釆集注塑机的注射信号与电加热棒的通断电信号实现同步，以及通过压缩空气驱动模具管路两端的气动阀来实现进出水时间的控制，实现对蒸汽温度、压力的实时监测和调控，有效增大冷却水的流量，从而增强冷却水与模具间的换热效率，提高了系统的稳定性；

(3)本发明的机架成型模具的冷却装置内部采用基于电加热和水冷却的新型模内水介质电加热快速热循环方法，与常规的RHCM电加热模具相比，新方法的一个最显著差异在于电加热棒不是紧贴着安装孔壁，而是留有一定间隙，可以通入水作为加热和冷却介质，在该环形通道通过的冷却水更容易地达到瑞流状态，可以进一步提高冷却效率，同时，因为该系统内冷却水的截面积较小，因此冷却水的消耗量也可以减少。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的快速热循环装置结构示意图；

图3为本发明的电加热棒结构示意图；

图4为本发明的电加热棒内部结构示意图；

图5为本发明的气动角座阀结构示意图；

图6为本发明的密封机构结构示意图；

图7为本发明的控制结构示意图。

图中标号：

1-配流板；2-快速热循环装置；3-气动角座阀；4-密封机构；5-中空凸模；6-冷却水流道；7-注塑机；8-电控制柜；9-变压器；10-工业供电接口；11-冷却塔；12-压缩气体管道；13-市政供水机构；14-冷水机；15-冷却水泵；

201-电加热棒；202-水介质通道；203-封头；204-进水管道；205-出水管道；206-气动阀；207-电连接接线；208-导体块；209-不锈钢外壳；210-电阻丝；211-绝缘绕线管；212-加热填料；

301-阀体外壳；302-位置指示杆；303-活塞弹簧；304-活塞杆螺帽；305-外密封圈；306-连接头；307-活塞杆；308-内密封圈；309-自润滑导套；310-支撑环；311-弹性柱；312-圆盘；313-垫片；314-活塞；315-开口垫片；316-弹性挡圈；317-O型密封圈；318-支撑弹簧；319-密封圈；

401-上支撑板；402-下支撑板；403-固定密封镶件；404-滑动密封镶件；405-上微结构基板；406-下微结构基板。

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在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图7所示，本发明提供了一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置，包括配流板1、快速热循环装置2和气动角座阀3，所述配流板1的内部设置有快速热循环装置2，所述快速热循环装置2的两端通过进出水管道连接有中空凸模5，所述中空凸模5的上部通过并列设置有多个冷却水流道6，所述冷却水流道6的右端固定安装有气动角座阀3，所述气动角座阀3底部通过微调螺钉固定安装在中空凸模5的外壁上。

本实施例中，采用对钻的方式从两端向中间钻孔作为冷却水流道，钻孔不能保证确保两边的孔在中间位置完全吻合，因此在中间铣出一个空腔，以确保水流通畅，两端同样铣出两个水槽，与配流板1内的进出水口连接，水槽外侧部分用密封螺钉将管道封死，形成闭合的水流回路冷却水从进水口流入，最后从出水口流出，通过与模具之间的热交换实现对模具材料以及板料的冷却，模具的水槽与配流板1连接位置要安装密封圈进行密封，以免在强烈冲击下冷却水外流，配流板1与模块通过螺钉间接，必要时采用定位销进行定位。

所述中空凸模5的数量为三个，且三个中空凸模5均对称分布在配流板1的上表面，所述中空凸模5的下端通过密封机构4与配流板1相连接，所述密封机构4包括上支撑板401、下支撑板402和滑动密封镶件404，所述上支撑板401的下表面上设置有上微结构基板405，所述上微结构基板405的两端通过调节螺钉与滑动密封镶件404相连接，所述滑动密封镶件404的上部与上支撑板401内壁固定连接，所述上微结构基板405的下表面连接有下微结构基板406，所述下微结构基板406的两端固定安装有固定密封镶件403，所述固定密封镶件403的下部固定安装在下支撑板402的内壁上，所述下微结构基板406的下部与下支撑板402的内壁固定连接。

本实施例中，在上微结构基板405和下微结构基板406的底面上加工宽5.5mm的矩形槽6条，为压缩空气的流动通道，通道越多散热越快，加工宽8mm的U型槽3条，为压缩空气的进出口，中间槽为进气口，两个进气口并联，两侧的槽为出气口。

本实施例中，密封机构4采用耐高温氟橡胶密封条，因氟橡胶不仅耐高温且硬度可以达到邵氏75～85HA，而且受热后不像硅橡胶一样具有粘性；上支撑板401用O型密封条，下支撑板402用矩形密封条，同样切斜口粘连；一边O型密封条一边矩形密封条能达到很好的密封效果，而且不会出现受压侧滑的现象，压力源主要来自于上支撑板401、下支撑板402之间的矩形弹簧，所以弹簧的预紧力要足够大，以达到是O型圈和矩形圈具有一定的压缩量，达到密封的效果。

本实施例中，密封机构4采用滑动密封，滑动密封镶件404和上微结构基板405形成滑动密封；在滑动密封镶件404内侧安装自润滑导向板与上微结构基板405做滑动配合；矩形弹簧提供下行动力，密封机构4内部采用的卸料螺栓做行程限位。

所述气动角座阀3包括阀体外壳301、位置指示杆302和活塞弹簧303，所述阀体外壳301的内部贯通连接有位置指示杆302，所述位置指示杆302的两端均通过活塞杆螺帽304连接有活塞314，所述活塞314的两端与活塞弹簧303弹性连接，所述活塞弹簧303设置在位置指示杆302的两端，所述活塞314的外表面上还固定安装有外密封圈305。

所述活塞314的下端还通过活塞杆螺帽连接有活塞杆307，所述活塞杆307的上端通过开口垫片315连接有内密封圈308，所述内密封圈308的上部与活塞314下部紧密相连，所述活塞杆307的下端穿过阀体外壳301的下部连接有连接头306，所述连接头306的上部镶嵌在阀体外壳301的内壁上，所述连接头306的外部通过弹性挡圈316连接有O型密封圈317，所述O型密封圈317的外表面与阀体外壳301内壁紧密相连。

所述连接头306的上部通过自润滑导套309与活塞杆307相连接，所述自润滑导套309的下部通过支撑环310连接有支撑弹簧318，所述支撑弹簧318的下端连接有弹性柱311，所述弹性柱311的下端与连接头306的内壁固定连接，所述连接头306的下部通过密封圈319与个冷却水流道6相连接，所述活塞杆307的下端连接有圆盘312，所述圆盘312的下端通过密封圈连接有垫片313，所述垫片313通过螺栓固定安装在冷却水流道6的内壁上。

本实施例中，通过综合考虑蒸汽和冷却水的压力、温度、流量，设计选用公称通径为DN25、公称压力为PN20的不锈钢气动螺纹角座阀3作为蒸汽和冷却水进出的控制元件，同时在管路中安装温度传感器、压力表以及压力调节阀，实现对蒸汽温度、压力的实时监测和调控，同时在冷却水管路中设置增压泵，有效增大冷却水的流量，从而增强冷却水与模具间的换热效率，在模具温度控制系统的冷却管路中也安装温度传感器和压力表，用于检测冷却水的温度和压力，为了减少热量损失，提高系统稳定性，在各控制管路之间设置单向控制阀，有效减少蒸汽控制管路、冷却水控制管路和压缩空气控制管路之间的相互干扰。

所述快速热循环装置2包括水介质通道202和电加热棒201，所述电加热棒201设置在水介质通道202的内部，所述水介质通道202的两端分别贯通连接有进水管道204和出水管道205，所述进水管道204和出水管道205的正面上均设置有气动阀206，所述电加热棒201的两端均螺纹连接有封头203，所述封头203的外表面均通过导体块208固定安装有电连接接线207。

本实施例中，气动阀206在弹簧作用下处于常闭状态，需要时向管体内通入压缩空气，推动活塞向后运动，打开管路，闭合状态下当管道内部的压力超过额定值时可以自动释放。

所述电加热棒201的外部设置有不锈钢外壳209，所述电加热棒201的内部还设置有绝缘绕线管211，所述绝缘绕线管211的左端通过封头203与电加热棒201棒体内壁相连接，所述绝缘绕线管211的外表面上缠绕有多圈电阻丝210，且在电加热棒201的内部还填充有加热填料212。

本实施例中，电加热棒201是一种防爆型电加热棒，它主要由一个绝缘绕线管211、电阻丝210、填料212和不锈钢管209构成，电加热棒201的直径为8mm，绝缘绕线管211的直径、填料212的厚度和不锈钢管209加热棒的厚度分别为5mm、1.25mm和0.25mm。

本实施例中，快速热循环装置2采用新型模内水介质电加热快速热循环方法加热和冷却过程为：在模具加热时，相应的安装孔的电加热棒和孔壁之间的环形间隙先充满水，并关闭进水口和出水口的气动阀，将水密闭在管道中，然后电加热棒通电，利用水作为传热介质对模具进行加热，由于环形间隙内水介质的存在，由电加热棒产生的热量可以均匀迅速地扩散到模具型腔，从而快速提升模具表面的温度，因为电加热棒所产生的热量几乎全部被用于提高模具温度，可以显著提高热传递效率，因此电加热方法的能量效率会显著高于蒸汽加热的方法。

本实施例中，水介质通道202内部围绕电加热棒201周围的水还可以有效地避免电加热棒过热，从而提高电加热棒的使用寿命，在模具冷却时，电加热，201停止通电，同时打开进水口和出水口的气动阀，将一定压力的低温冷却水通入环形间隙通道来冷却模具，由于环形冷却通道的截面积比常规的圆形冷却通道小得多，在该环形通道通过的冷却水更容易地达到瑞流状态，可以进一步提高冷却效率，同时，因为该系统内冷却水的截面积较小，因此冷却水的消耗量也可以减少。

本实施例中，快速热循环装置2与常规的电加热模具相比，新系统的冷却通道更接近模具表面，也有助于提高加热和冷却效率，除了以上优点，这种新的电加热模具不需另设单独的冷却通道，也不需要设计浮动型腔板和分离式的冷却板，因此又可简化模具结构，提高模具强度，降低模具的制造成本。

所述快速热循环装置2的电连接接口连接有电控制柜8，且快速热循环装置2的信号端还连接有冷水机14，所述电控制柜8的供电端通过变压器9连接有工业供电接口10，所述冷水机14的信号控制端分别连接有冷却塔11、压缩气体管道12和市政供水机构13，所述快速热循环装置2的信号端连接有注塑机7，所述冷水机14的内部还设置有冷却水泵15。

本实施例中，对电加热棒201和水介质需要分别进行控制，其中对加热棒201釆用电控制柜8来控制，通过安装在模具上的热电偶感知模具型腔靠近表面处的温度，并采集注塑机7的注射信号，从而根据设定的温度，控制加热棒的通断电时间；对水介质的控制则集成在冷水机14中，冷水机14中设有冷却水泵15，一方面对从模具中循环出来的热水进行冷却，另一方面将温度较低的冷水以一定的压力注入到模具中，通过釆集注塑机14的注射信号与电加热棒201的通断电信号实现同步，以及通过压缩空气驱动模具管路两端的气动阀来实现进出水时间的控制。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置，包括配流板(1)、快速热循环装置(2)和气动角座阀(3)，其特征在于：所述配流板(1)的内部设置有快速热循环装置(2)，所述快速热循环装置(2)的两端通过进出水管道连接有中空凸模(5)，所述中空凸模(5)的上部通过并列设置有多个冷却水流道(6)，所述冷却水流道(6)的右端固定安装有气动角座阀(3)，所述气动角座阀(3)底部通过微调螺钉固定安装在中空凸模(5)的外壁上。

2.根据权利要求1所述的一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置，其特征在于：所述中空凸模(5)的数量为三个，且三个中空凸模(5)均对称分布在配流板(1)的上表面，所述中空凸模(5)的下端通过密封机构(4)与配流板(1)相连接，所述密封机构(4)包括上支撑板(401)、下支撑板(402)和滑动密封镶件(404)，所述上支撑板(401)的下表面上设置有上微结构基板(405)，所述上微结构基板(405)的两端通过调节螺钉与滑动密封镶件(404)相连接，所述滑动密封镶件(404)的上部与上支撑板(401)内壁固定连接，所述上微结构基板(405)的下表面连接有下微结构基板(406)，所述下微结构基板(406)的两端固定安装有固定密封镶件(403)，所述固定密封镶件(403)的下部固定安装在下支撑板(402)的内壁上，所述下微结构基板(406)的下部与下支撑板(402)的内壁固定连接。

3.根据权利要求1所述的一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置，其特征在于：所述气动角座阀(3)包括阀体外壳(301)、位置指示杆(302)和活塞弹簧(303)，所述阀体外壳(301)的内部贯通连接有位置指示杆(302)，所述位置指示杆(302)的两端均通过活塞杆螺帽(304)连接有活塞(314)，所述活塞(314)的两端与活塞弹簧(303)弹性连接，所述活塞弹簧(303)设置在位置指示杆(302)的两端，所述活塞(314)的外表面上还固定安装有外密封圈(305)。

4.根据权利要求3所述的一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置，其特征在于：所述活塞(314)的下端还通过活塞杆螺帽连接有活塞杆(307)，所述活塞杆(307)的上端通过开口垫片(315)连接有内密封圈(308)，所述内密封圈(308)的上部与活塞(314)下部紧密相连，所述活塞杆(307)的下端穿过阀体外壳(301)的下部连接有连接头(306)，所述连接头(306)的上部镶嵌在阀体外壳(301)的内壁上，所述连接头(306)的外部通过弹性挡圈(316)连接有O型密封圈(317)，所述O型密封圈(317)的外表面与阀体外壳(301)内壁紧密相连。

5.根据权利要求4所述的一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置，其特征在于：所述连接头(306)的上部通过自润滑导套(309)与活塞杆(307)相连接，所述自润滑导套(309)的下部通过支撑环(310)连接有支撑弹簧(318)，所述支撑弹簧(318)的下端连接有弹性柱(311)，所述弹性柱(311)的下端与连接头(306)的内壁固定连接，所述连接头(306)的下部通过密封圈(319)与冷却水流道(6)相连接，所述活塞杆(307)的下端连接有圆盘(312)，所述圆盘(312)的下端通过密封圈连接有垫片(313)，所述垫片(313)通过螺栓固定安装在冷却水流道(6)的内壁上。

6.根据权利要求1所述的一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置，其特征在于：所述快速热循环装置(2)包括水介质通道(202)和电加热棒(201)，所述电加热棒(201)设置在水介质通道(202)的内部，所述水介质通道(202)的两端分别贯通连接有进水管道(204)和出水管道(205)，所述进水管道(204)和出水管道(205)的正面上均设置有气动阀(206)。

7.根据权利要求6所述的一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置，其特征在于：所述电加热棒(201)的两端均螺纹连接有封头(203)，所述封头(203)的外表面均通过导体块(208)固定安装有电连接接线(207)。

8.根据权利要求6所述的一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置，其特征在于：所述电加热棒(201)的外部设置有不锈钢外壳(209)，所述电加热棒(201)的内部还设置有绝缘绕线管(211)，所述绝缘绕线管(211)的左端通过封头(203)与电加热棒(201)棒体内壁相连接，所述绝缘绕线管(211)的外表面上缠绕有多圈电阻丝(210)，且在电加热棒(201)的内部还填充有加热填料(212)。

9.根据权利要求1所述的一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置，其特征在于：所述快速热循环装置(2)的电连接接口连接有电控制柜(8)，且快速热循环装置(2)的信号端还连接有冷水机(14)，所述电控制柜(8)的供电端通过变压器(9)连接有工业供电接口(10)，所述冷水机(14)的信号控制端分别连接有冷却塔(11)、压缩气体管道(12)和市政供水机构(13)。

10.根据权利要求9所述的一种用于玻璃基板机架成型模具的冷却装置，其特征在于：所述快速热循环装置(2)的信号端连接有注塑机(7)，所述冷水机(14)的内部还设置有冷却水泵(15)。