CN110281491A - 一种新型的模具冷却水路及冷却方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种新型的模具冷却水路，涉及冷却技术领域，包括进水管路、冷却管路以及出水管路；冷却管路包括喷管水路和水路通道，喷管水路具有与进水管路相连通的第一喷管以及与第一喷管相连通的第二喷管，第二喷管相对竖向设置，且完全容置于水路通道中，第二喷管的出口处与水路通道的顶端之间具有间隙，以使流至第二喷管的出口处的冷却液喷射至水路通道的顶端，冷却液经由水路通道的顶端流淌至水路通道的底端；出水管路连通至水路通道的底端，以输送冷却液远离冷却管路。经由冷却水的喷射和流淌将水路通道外侧的热量传递至冷却液中，冷却液喷射进入水路通道以增强了冷却过程中的流通性，提高了冷却效率。本申请另外提供一种新型的模具冷却水路的冷却方法。
Description
技术领域
本发明涉及冷却技术领域，具体而言，涉及一种新型的模具冷却水路及冷却方法。
背景技术
冷却水路技术应用于各类成型生产工艺过程中，特别是在注塑模具产品的生产制造过程中，模具型腔填充的塑胶熔体的温度很高，成型后往往需要通过在与产品接触的模具内布设冷却水路，以传递冷却温度至模具型腔内。在整个成型周期中，冷却占用的时间最长，占用整个周期3/4左右的时间。因此，提高生产效率的关键在于如何减小这部分冷却时间，这就需要提高冷却的效率。
通常冷却水路设计方法是使用标准热交换管，通过热交换来传递模具中的热量，起到注塑冷却的作用。这种方式冷却效率不高，使得产品的成型周期偏长。随之而来的是异性水路冷却方式，异性水路通过布设多条复杂的水路，以提高冷却效率。虽然能够在一定程度上起到热量传递的作用，但是水路占用空间大、且水路复杂较难加工。
发明内容
本发明公开了一种新型的模具冷却水路，结构简单，旨在改善冷却水路热传导效率低的问题。
本发明采用了如下方案：
一种新型的模具冷却水路，包括进水管路、冷却管路以及出水管路；进水管路用以通入冷却液；冷却管路包括喷管水路和承接所述喷管水路的水路通道，所述喷管水路具有与所述进水管路相连通的第一喷管以及与所述第一喷管相连通的第二喷管，所述第二喷管相对竖向设置，且完全容置于所述水路通道中，所述第二喷管的出口处与所述水路通道的顶端之间具有间隙，以使流至所述第二喷管的出口处的冷却液喷射至所述水路通道的顶端，冷却液经由所述水路通道的顶端流淌至所述水路通道的底端；出水管路连通至所述水路通道的底端，以输送冷却液远离所述冷却管路。
作为进一步改进，所述水路通道的顶端设有与所述第二喷管的出口处正对设置的缓冲部，所述缓冲部呈尖角状，且尖角方向为远离所述第二喷管出口处的方向，所述缓冲部连接至所述水路通道的侧壁上。
作为进一步改进，所述水路通道的内径大于所述第二喷管的外径，所述水路通道与所述第二喷管沿同一方向竖向布设，且所述水路通道的侧壁与所述第二喷管的外径之间等距离间隙配合。
作为进一步改进，所述第一喷管入口出的内径大于所述第一喷管出口处的内径，所述第二喷管入口处的内径与所述第一喷管出口处的内径相同，且所述第二喷管沿入口处至出口处内径逐渐缩小，以增大冷却液的输送速率。
作为进一步改进，所述第一喷管与所述第二喷管均为薄壁空心铜管，用以导热及输送冷却液。
作为进一步改进，所述第一喷管布设于待冷却模具的动模镶块内部，所述第二喷管与所述水路通道竖向设于待冷却模具的动模镶件内部；所述动模镶件设置于所述动模镶块上，且所述水路通道的底端设于所述动模镶块内。
作为进一步改进，所述进水管路与所述动模镶块之间设有密封圈，所述动模镶件与所述动模镶块之间且位于所述水路通道两侧设有密封圈。
作为进一步改进，所述动模镶块上设有多个所述动模镶件，且一个所述动模镶件内设有两个所述冷却管路，两个所述冷却管路间隔设置于所述动模镶件内，且均连通至所述进水管路和所述出水管路。
本发明另外提供了一种新型的模具冷却水路的冷却方法，用于布设具有所述的新型的模具冷却水路的模具的冷却控制，包括以下步骤：
S1：获取需要通入冷却液时模具的当前温度T；
S2：控制冷却液进入所述进水管路的通水温度以及通水时间，根据获取的温度T，分段降温以控温冷却至模具开模温度TI；
S3：提供第一降温阶段，向所述进水管路通入冷却液，此时冷却液的温度为第一进水温度T1，并保持第一进水温度T1持续通水进入所述新型的模具冷却水路中，通水的时间为第一通水时间t1；其中，T1＝T-(15～25)℃，t1＞冷却液经由进水管路到出水管路的时间t；
S4：提供第二降温阶段，向所述进水管路通入冷却液，此时冷却液的温度为第二进水温度T2，并保持第二进水温度T2持续通水进入所述新型的模具冷却水路中，通水的时间为第二通水时间t2；其中，T2＝T1-(15～25)℃，t2＝2t1。
S5：提供第n降温阶段，向所述进水管路通入冷却液，此时冷却液的温度为第n进水温度Tn，并保持第n进水温度Tn持续通水进入所述新型的模具冷却水路中，通水的时间为第n通水时间tn；其中，Tn＝Tn-1-(15～25)℃，tn＝nt1。
作为进一步改进，还包括以下步骤：
S6：判断Tn的范围是否在TI-15～TI+15之间；其中，TI为模具的开模温度；
S7：当Tn的范围在TI-15～TI+15之间，结束冷却通水，停止对新型的模具冷却水路的进水管路通入冷却液；
S8：当Tn的范围不在TI-15～TI+15之间，重复步骤S5。
通过采用上述技术方案，本发明可以取得以下技术效果：
本申请的新型的模具冷却水路，冷却液依次经由进水管路、冷却管路，输送至出水管路，通过冷却管路的喷管水路以及承接喷管水路的水路通道，喷管水路的第二喷管相对竖向设置且完全置于水路通道中，第二喷管与水路通道之间具有间隙，使得流经第二喷管出口处的冷却液喷射至水路通道的顶端，冷却液在喷管水路与水路通道之间喷射传递后沿水路通道流淌至水路通道的底端，保证了经由冷却水的喷射和流淌将水路通道外侧的热量有效传递至冷却液中，冷却液喷射进入水路通道以增强了冷却过程中的流通性，提高了冷却效率，解决了水路空间不足，热量不能得到有效地传导的难题，且不需要布设复杂的冷却水路来提升冷却效率，避免了复杂水路导致的占用空间大、较难加工等问题。
进一步地，水路通道的顶端设有与第二喷管出口正对设置的缓冲部，缓冲部呈尖角状以适配喷射至水路通道的冷却液，进而将喷射至缓冲部的冷却液导流至水路通道的侧壁上，沿水路通道的侧壁直至流淌至水路通道的底端，充分进行热交换以提升冷却效率。
进一步地，水路通道的内径大于第二喷管的外径，水路通道与第二喷管沿同一方向竖向布设，且水路通道的侧壁与第二喷管的外径之间等距离间隙配合，使得输送至水路通道的冷却液均匀流淌，保证了热传导的同步，以均匀冷却。
进一步地，第一喷管入口出的内径大于第一喷管出口处的内径，第二喷管入口处的内径与第一喷管出口处的内径相同，且第二喷管沿入口处至出口处内径逐渐缩小，以增大冷却液的输送速率，保证了冷却液的有效喷射。
进一步地，第一喷管布设于待冷却模具的动模镶块内部，第二喷管与水路通道竖向设于待冷却模具的动模镶件内部，动模镶件设置于动模镶块上，且水路通道的底端设于动模镶块内，且动模镶块上设有多个动模镶件，一个动模镶件内设有两个冷却管路，两个冷却管路间隔设置于动模镶件内，且均连通至进水管路和出水管路，保证了冷却管路的高效热传导，将动模镶块与动模镶件的热量有效输送至冷却液中，热量传递的流动性较强，缩短了注塑模具的成型周期。
本申请另外提供的新型的模具冷却水路的冷却方法，用于布设具有新型的模具冷却水路的模具的冷却控制，通过对新型的模具冷却水路的进水控温以及对通水时间的控制，实现多段式分段降温的冷却方式，且相邻的降温阶段的温度差控制在15～25℃之间，保证冷却效率的同时，分段降温冷却，减小冷却过程中的模具形变量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明实施例1的新型的模具冷却水路的剖面示意图，其中，出水管路(被遮挡)位于进水管路的正后方；
图2是图1中的冷却管路的结构示意图，其中，箭头方向表示冷却液的输送方向，斜虚线表示第二喷管的内径；
图3是本发明的新型的模具冷却水路在另一实施例中的使用状态图；
图4是本发明实施例2的新型的模具冷却水路的冷却方法的流程框图。
图标：1-进水管路；2-冷却管路；21-喷管水路；211-第一喷管；212-第二喷管；22-水路通道；221-缓冲部；23-间隙；3-出水管路；4-密封圈；A-动模镶块；B-动模镶件。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
实施例1
结合图1至图2，本实施例提供了一种新型的模具冷却水路，包括进水管路1、冷却管路2以及出水管路3。冷却液依次经由进水管路1、冷却管路2，输送至出水管路3，再通过出水管路3输送至冷凝塔或冷水机等设备中以循环利用。
进水管路1用以通入冷却液，冷却液经由进水管路1输送至冷却管路2中。冷却管路2包括喷管水路21和承接喷管水路21的水路通道22。喷管水路21具有与进水管路1相连通的第一喷管211以及与第一喷管211相连通的第二喷管212，第二喷管212相对竖向设置，且完全容置于水路通道22中。第二喷管212的出口处与水路通道22的顶端之间具有间隙23，以使流至第二喷管212的出口处的冷却液喷射至水路通道22的顶端，冷却液经由水路通道22的顶端流淌至水路通道22的底端。出水管路3连通至水路通道22的底端，以输送冷却液远离冷却管路2，保证了经由冷却水的喷射和流淌将水路通道22外侧的热量有效传递至冷却液中。冷却液喷射进入水路通道22，经由间隙23喷射至水路通道22的顶端，使得冷却液喷射过程中，在间隙23内实现传输，以增强冷却液在冷却过程中的流动性，提高了冷却效率，解决了水路空间不足，热量不能得到有效地传导的难题，且不需要布设复杂的冷却水路来提升冷却效率，避免了复杂水路导致的占用空间大、较难加工等问题。
进一步地，水路通道22的顶端设有与第二喷管212的出口处正对设置的缓冲部221。缓冲部221呈尖角状，且尖角方向为远离第二喷管212出口处的方向，以适配喷射至水路通道的冷却液。缓冲部221连接至水路通道22的侧壁上，进而将喷射至缓冲部221的冷却液导流至水路通道22的侧壁上，沿水路通道的侧壁直至流淌至水路通道22的底端，充分进行热交换以提升冷却效率。
请参阅图2，水路通道22的内径大于第二喷管212的外径，水路通道22与第二喷管212沿同一方向竖向布设，且水路通道22的侧壁与第二喷管212的外径之间等距离间隙配合，使得输送至水路通道22的冷却液均匀流淌，保证了热传导的同步，以均匀冷却。第一喷管211入口出的内径大于第一喷管211出口处的内径，第二喷管212入口处的内径与第一喷管211出口处的内径相同，且第二喷管212沿入口处至出口处内径逐渐缩小，以增大冷却液的输送速率。第一喷管211与进水管路1连通的一端的输送孔径大于第一喷管211与第二喷管212连通的一端的输送孔径，加快了冷却液在第一喷管的输送速率。第二喷管212与第一喷管211连通的一端的输送孔径相同，以使第一喷管211稳定输送冷却液至第二喷管212内。第二喷管212沿入口处至出口处，其输送内径逐渐缩小，使得流经第二喷管212出口处的冷却液输送速率加快以加强喷射力度，保证了冷却液的有效喷射，且喷射过程产生气流增强，加快了冷却过程中的流通性。
优选地，第一喷管211与第二喷管212均为薄壁空心铜管。第一喷管211和第二喷管212均由入口处至出口处，输送内径逐渐缩小，但第一喷管211、第二喷管212的外径沿入口处至出口处均不变，使得第一喷管211和第二喷管212的壁厚均沿入口处至出口处逐渐增大，保证了喷管外径的统一，铜质的喷管自身具有导热、吸热功能，且便于输送冷却液以传递热量。
请参阅图1和图3，图1中出水管路3(被遮挡)位于进水管路2的正后方，且水路通道22的底端连通至出水管路3。第一喷管211布设于待冷却模具的动模镶块A内部，第二喷管212与水路通道22竖向设于待冷却模具的动模镶件B内部。在本实施例中，第一喷管211纵横布设设于动模镶块A内，且第一喷管211的入口处弯曲设置用以与进水管道1相连通，第一喷管的出口处弯曲设置用以与第二喷管212相连通。动模镶件B设置于动模镶块A上，且水路通道22的底端设于动模镶块A内，出水管路3穿设于动模镶块A且连通至水路通道22的底端，以输送冷却液至远离冷却管道2。进水管路1与动模镶块A之间设有密封圈4，动模镶件B与动模镶块A之间且位于水路通道22两侧设有密封圈4，以防止冷却液的泄漏，影响注塑成型。请参阅图3，为新型的模具冷却水路在另一实施例中的使用状态图。动模镶块A上设有多个动模镶件B，且一个动模镶件B内设有两个冷却管路2，两个冷却管路2间隔设置于动模镶件B内，且均连通至进水管路1和出水管路3，保证了多个冷却管路2的高效热传导，将动模镶块A与动模镶件B的热量有效输送至冷却液中，热量传递的流动性强，缩短了注塑模具的成型周期。
实施例2
请参阅图4，在实施例2中，提供了一种新型的模具冷却水路的冷却方法，用于布设具有所述新型的模具冷却水路的模具的冷却控制，包括以下步骤：
S1：获取需要通入冷却液时模具的当前温度T；其中，模具的当前温度T为模具成型后，需要进行冷却时的模具温度。
S2：控制冷却液进入所述进水管路的通水温度以及通水时间，根据获取的温度T，分段降温以控温冷却至模具开模温度TI；其中，冷却液进入进水管路，分别以不同温度、对应不同通水时间以实现分段降温，提高冷却效率。
S3：提供第一降温阶段，向所述进水管路通入冷却液，此时冷却液的温度为第一进水温度T1，并保持第一进水温度T1持续通水进入所述新型的模具冷却水路中，通水的时间为第一通水时间t1；其中，T1＝T-(15～25)℃，t1＞冷却液经由进水管路到出水管路的时间t，保证第一降温阶段时，冷却水保持第一进水温度T1进入整个所述新型的模具冷却水路中，实现对布设有所述新型的模具冷却水路的模具的冷却降温。
S4：提供第二降温阶段，向所述进水管路通入冷却液，此时冷却液的温度为第二进水温度T2，并保持第二进水温度T2持续通水进入所述新型的模具冷却水路中，通水的时间为第二通水时间t2；其中，T2＝T1-(15～25)℃，t2＝2t1。
S5：提供第n降温阶段，向所述进水管路通入冷却液，此时冷却液的温度为第n进水温度Tn，并保持第n进水温度Tn持续通水进入所述新型的模具冷却水路中，通水的时间为第n通水时间tn；其中，Tn＝Tn-1-(15～25)℃，tn＝nt1。
S6：判断Tn的范围是否在TI-15～TI+15之间；其中，TI为模具的开模温度，模具冷却至温度TI后，满足成型后的开模条件。
S7：当Tn的范围在TI-15～TI+15之间，结束冷却通水，停止对新型的模具冷却水路的进水管路通入冷却液，完成对冷却降温。
S8：当Tn的范围不在TI-15～TI+15之间，重复步骤S5。
具体地，本实施例2中对冷却液的通水控制可以是通过模温机来辅助实现。模温机的出水管连通至所述新型的模具冷却水路的进水管路，模温机的进水管连通至所述新型的模具冷却水路的出水管路，通过模温机的出水控温以及通水时间的控制，实现多段式分段降温的冷却方式，且相邻的降温阶段的温度差控制在15～25℃之间，保证冷却效率的同时，分段降温冷却，减小了冷却过程中的模具形变量。避免了模具在冷却过程中，采用单一冷却方式，且温度相差较大的瞬间冷却对模具造成了较大的不可逆形变，影响模具寿命，对生产成型的产品造成品质影响。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种新型的模具冷却水路，其特征在于，包括：
进水管路，用以通入冷却液；
冷却管路，包括喷管水路和承接所述喷管水路的水路通道，所述喷管水路具有与所述进水管路相连通的第一喷管以及与所述第一喷管相连通的第二喷管，所述第二喷管相对竖向设置，且完全容置于所述水路通道中，所述第二喷管的出口处与所述水路通道的顶端之间具有间隙，以使流至所述第二喷管的出口处的冷却液喷射至所述水路通道的顶端，冷却液经由所述水路通道的顶端流淌至所述水路通道的底端；
出水管路，连通至所述水路通道的底端，以输送冷却液远离所述冷却管路。
2.根据权利要求1所述的新型的模具冷却水路，其特征在于，所述水路通道的顶端设有与所述第二喷管的出口处正对设置的缓冲部，所述缓冲部呈尖角状，且尖角方向为远离所述第二喷管出口处的方向，所述缓冲部连接至所述水路通道的侧壁上。
3.根据权利要求2所述的新型的模具冷却水路，其特征在于，所述水路通道的内径大于所述第二喷管的外径，所述水路通道与所述第二喷管沿同一方向竖向布设，且所述水路通道的侧壁与所述第二喷管的外径之间等距离间隙配合。
4.根据权利要求1所述的新型的模具冷却水路，其特征在于，所述第一喷管入口出的内径大于所述第一喷管出口处的内径，所述第二喷管入口处的内径与所述第一喷管出口处的内径相同，且所述第二喷管沿入口处至出口处内径逐渐缩小，以增大冷却液的输送速率。
5.根据权利要求4所述的新型的模具冷却水路，其特征在于，所述第一喷管与所述第二喷管均为薄壁空心铜管，用以导热及输送冷却液。
6.根据权利要求1所述的新型的模具冷却水路，其特征在于，所述第一喷管布设于待冷却模具的动模镶块内部，所述第二喷管与所述水路通道竖向设于待冷却模具的动模镶件内部；所述动模镶件设置于所述动模镶块上，且所述水路通道的底端设于所述动模镶块内。
7.根据权利要求6所述的新型的模具冷却水路，其特征在于，所述进水管路与所述动模镶块之间设有密封圈，所述动模镶件与所述动模镶块之间且位于所述水路通道两侧设有密封圈。
8.根据权利要求7所述的新型的模具冷却水路，其特征在于，所述动模镶块上设有多个所述动模镶件，且一个所述动模镶件内设有两个所述冷却管路，两个所述冷却管路间隔设置于所述动模镶件内，且均连通至所述进水管路和所述出水管路。
9.一种新型的模具冷却水路的冷却方法，用于布设具有如权利要求1至8任意一项所述的新型的模具冷却水路的模具的冷却控制，其特征在于，包括以下步骤：
S1：获取需要通入冷却液时模具的当前温度T；
S2：控制冷却液进入所述进水管路的通水温度以及通水时间，根据获取的温度T，分段降温以控温冷却至模具开模温度TI；
S3：提供第一降温阶段，向所述进水管路通入冷却液，此时冷却液的温度为第一进水温度T1，并保持第一进水温度T1持续通水进入所述新型的模具冷却水路中，通水的时间为第一通水时间t1；其中，T1＝T-(15～25)℃，t1＞冷却液经由进水管路到出水管路的时间t；
S4：提供第二降温阶段，向所述进水管路通入冷却液，此时冷却液的温度为第二进水温度T2，并保持第二进水温度T2持续通水进入所述新型的模具冷却水路中，通水的时间为第二通水时间t2；其中，T2＝T1-(15～25)℃，t2＝2t1；
S5：提供第n降温阶段，向所述进水管路通入冷却液，此时冷却液的温度为第n进水温度Tn，并保持第n进水温度Tn持续通水进入所述新型的模具冷却水路中，通水的时间为第n通水时间tn；其中，Tn＝Tn-1-(15～25)℃，tn＝nt1。
10.根据权利要求9所述的新型的模具冷却水路的冷却方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S6：判断Tn的范围是否在TI-15～TI+15之间；其中，TI为模具的开模温度；
S7：当Tn的范围在TI-15～TI+15之间，结束冷却通水，停止对新型的模具冷却水路的进水管路通入冷却液；
S8：当Tn的范围不在TI-15～TI+15之间，重复步骤S5。
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Cited By (2)
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| CN113858564A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-31 | 浙江凯华模具有限公司 | 一种用于注塑模具的冷却喷管预冷结构 |
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2019
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