CN111645297B - 一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置 - Google Patents

一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置，涉及管材生产领域，包括冷却筒，所述冷却筒包括管筒，所述管筒内部中空，所述管筒顶端与散热筒底端连通，所述散热筒包括底端与管筒固定连接的外筒，所述外筒端部与内筒固定连接，位于所述内筒内壁固定连接有散热架，位于所述内筒内散热架的左端设置有风机，所述散热架包括与内筒固定连接的架板，所述架板上固定连接有与内筒同轴的扇形翅片，本发明中，提高单位体积内水的吸热量，通过板架、扇形翅片分别与水、空气充分接触，加速散热效率，达到节约用水的目的，分级冷却，使排出的热水为第一级冷却筒内与管材接触的水，充分利用单位体积水所能够吸收的热量。

Description

一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置
技术领域
本发明涉及管材生产领域，尤其涉及一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置。
背景技术
现有技术中，对管材进行冷却时一般是直接用冷水对其喷淋。但是，由于刚挤出的成型管材温度较高，且强度很低，如果直接用冷水进行喷淋会使管材突然遇冷，使得管材收缩，从而增强了管材的脆性。脆性强的管材在使用的时候很容易破损，使用的寿命也很短，达不到所需的要求。为避免生产出的管材在冷却时，由于突然遇冷而产生的脆性，是本领域技术人员值得研究的问题。
专利号为CN106584809B公开了一种管材生产用冷却装置,包括冷却箱，冷却箱的两侧开有进管口和出管口，主要在于，还包括水冷机构、循环管和循环泵，冷却箱内竖直设有多个隔板，每个隔板同轴设有管孔，相邻的两隔板间上下交替设有开口；循环管的两端分别接通冷却箱两侧的顶部，循环管上依次连通水冷机构和循环泵。本发明适用于管材的冷却，通过冷却水从管材在冷却箱内低温部位进入，然后逐渐流向管材的高温部位，并在其过程中对管材进行吸热，实现冷却水与管材高温部位温度的相适，实现逐级冷却，从而避免了管材突然遇冷所带来的脆性。
但是由于浸泡式的冷却方式虽然冷却效果好，所生产的管材质量较高，但是由于水温升高较快，若仅通过泵入、泵出水的方式对水箱内的水降温，则较为浪费水，且泵出的水携带热量不高，不能够充分利用水。
发明内容
本发明的目的在于提供一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置，以解决上述技术问题。
本发明为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置，包括冷却筒，所述冷却筒包括管筒，所述管筒内部中空，所述管筒顶端与散热筒底端连通，所述散热筒包括底端与管筒固定连接的外筒，所述外筒端部与内筒固定连接，位于所述内筒内壁固定连接有散热架，位于所述内筒内散热架的左端设置有风机，所述散热架包括与内筒固定连接的架板，所述架板上固定连接有与内筒同轴的扇形翅片，所述冷却筒有若干个，若干所述冷却筒呈直线阵列并通过水管依次连接，位于所述管筒端部固定连接有密封套；
冷却筒由管筒与散热筒连接，使管筒内部的水扩散到整个散热筒外侧，并在散热筒内侧设置散热架，通过风机对散热架及内筒内壁吹风，快速散热，使管筒内部的水与管材接触吸热的同时不断向外部散热，减缓水流升温的速率，起到节省用水的效果。
优选的，所述架板内部设置有空腔，所述空腔与外筒外侧连通，所述扇形齿板固定连接于架板外侧；
架板与内筒外侧连通，使水能够扩散到架板内，并通过架板上固定扇形翅片散热，增大水与散热架的接触面积，提高热传导效率。
优选的，所述架板上的扇形翅片的半径由架板与内筒连接处至架板端部依次减小，且扇形翅片的扇角相同，所述架板以内筒的轴线为中心呈环形阵列于内筒内壁上，所述扇形翅片沿半径的截面内、外两侧轮廓线均为波浪线；
扇形翅片以同心圆的形状固定在架板上，使气流流过扇形翅片表面带走热量，并使气流能够顺利通过散热架，截面为波浪形的扇形翅片能够增大翅片与空气的接触面，提高散热效率。
优选的，相邻的所述散热筒端部通过排风筒连通，所述排风筒包括与散热筒端部连通的空心圆台筒，空心圆台筒与圆筒连通；
散热筒通过排风筒连接，使各个散热筒内的气流依次连通，在风机作用下，将带有热量的空气集中排放处理，多个冷却筒依次连接，使热水、热风能够由温度较低的冷却筒进入到温度较高的冷却筒内，不仅能够避免管材直接与过冷的水接触骤冷导致骤缩，还可以使水与温度最高的管材段接触后排出，充分利用水吸热的能力，节约用水量。
优选的，所述冷却筒上分别设置有注水口、排水口，相邻的冷却筒之间的排水口、进水口连通；
相邻的冷却筒的注水口、排水口连通，使水流相通，在注水的同时实现排水，使冷却筒内部水温、水压保持在一定范围内。
优选的，所述进水口设置于管筒底侧，所述排水口设置于散热筒顶侧；
进水口设于管筒底侧，使温度较低的水由管筒底部进入，温度较高的水由管筒顶部排出，利用热水上浮的特性将温度较高的水排出。
优选的，所述密封套内侧设置有凹槽，所述凹槽内设置有密封环；
在管筒端部设置密封环，使管材与密封套之间保持密封。
优选的，所述密封环为内部中空的橡胶环，所述橡胶环内径小于密封环中部的通孔直径，所述密封环内置有圆球；
橡胶制成的内部中空的密封环具有可滚动的特点，使其与管材表面贴合并受到管材的摩擦力而自身相对于凹槽滑动。
优选的，所述密封套内侧的凹槽内设置珠槽，所述珠槽内设置有滚珠；
在凹槽内设置滚珠，减小密封环与凹槽的摩擦力，延长密封环的使用寿命。
本发明的有益效果是：
1、将管筒与散热筒连接，并在散热筒内部设置散热架，通过热传导的方式将水由管材上吸收的热量传递到内筒内侧，并由风机加速气流运动，将水的热量快速散去，提高单位体积内水的吸热量，通过板架、扇形翅片分别与水、空气充分接触，加速散热效率，达到节约用水的目的；
2、多个冷却筒依次连接连接的方式，使管材的同一段能够依次通过多个冷却筒，分级散热，多个冷却筒底侧、顶部分别设置注水口、排水口，利用热水上浮、冷水下潜的特性，使后一级的冷却筒内的热水进入到前一级的冷却筒中，从而使管材由高温水到低温水依次降温，避免管材骤缩导致管材形状不均匀，同时热水最后由最靠前一级的冷却筒排出，使排出的热水为第一级冷却筒内与管材接触的水，充分利用单位体积水所能够吸收的热量；
3、在管筒端部设置密封环，使管材与管筒连接处密封，且避免对管材产生较大的压力而导致管材变形。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明冷却筒的立体结构示意图；
图3为本发明散热架的立体结构示意图；
图4为本发明密封套的剖视图；
图5为本发明密封环的剖视图；
附图标记：1、冷却筒；11、管筒；111、注水口；12、散热筒；121、排水口；122、内筒；123、外筒；2、排风筒；21、空心圆台筒；22、圆筒；3、密封套；31、凹槽；32、珠槽；33、滚珠；4、散热架；41、架板；42、扇形翅片；5、密封环；51、空腔；52、圆球。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本发明，但下述实施例仅仅为本发明的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本发明的保护范围。
下面结合附图描述本发明的具体实施例。
实施例1
如图1-2所示，一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置，包括冷却筒1，冷却筒1包括管筒11，管筒11内部中空，管筒11顶端与散热筒12底端连通，散热筒12包括底端与管筒11固定连接的外筒123，外筒123端部与内筒122固定连接，位于内筒122内壁固定连接有散热架4，位于内筒122内散热架4的左端设置有风机，散热架4包括与内筒122固定连接的架板41，架板41上固定连接有与内筒122同轴的扇形翅片42，冷却筒1有若干个，若干冷却筒1呈直线阵列并通过水管依次连接，位于管筒11端部固定连接有密封套3。
管材加工冷却中，管材由管筒11一端进入，管筒11与散热筒12连通，通过向管筒11内部注入的方式使管材冷却，管材的热量通过接触传递到水中，携带热量的水上浮进入到散热筒12的外筒123与内筒122之间，内筒122采用导热材料制成，如铜或铝，使水中的热量通过内筒122传导到散热架4上，位于内筒122的端部设置有风机，通过风机将散热架4上的热量带走，从而加快冷却筒1内的温度散失速度，使冷却筒1内一定体积的水能够吸收更多的热量，达到节约用水的目的。
实施例2
如图1-3所示，一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置，包括冷却筒1，冷却筒1包括管筒11，管筒11内部中空，管筒11顶端与散热筒12底端连通，散热筒12包括底端与管筒11固定连接的外筒123，外筒123端部与内筒122固定连接，位于内筒122内壁固定连接有散热架4，位于内筒122内散热架4的左端设置有风机，散热架4包括与内筒122固定连接的架板41，架板41上固定连接有与内筒122同轴的扇形翅片42，冷却筒1有若干个，若干冷却筒1呈直线阵列并通过水管依次连接，位于管筒11端部固定连接有密封套3，架板41内部设置有空腔51，空腔51与外筒123外侧连通，扇形齿板固定连接于架板41外侧，架板41上的扇形翅片42的半径由架板41与内筒122连接处至架板41端部依次减小，且扇形翅片42的扇角相同，架板41以内筒122的轴线为中心呈环形阵列于内筒122内壁上，扇形翅片42沿半径的截面内、外两侧轮廓线均为波浪线。
散热架4由架板41上固定连接同心的扇形翅片42组成，且散热架4呈环形阵列于内筒122内壁，位于各个散热架4上相对应的翅片围成一个同心圆状，从而使气流通过多个同心圆状的翅片，将翅片上的热量带走，扇形翅片42与气流的流向平行设置，减小翅片对气流的阻力，保证气流的流速，翅片轮廓设计为波浪状，增大翅片与气流的接触面，提高散热效率。
实施例3
如图1-5所示，一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置，包括冷却筒1，冷却筒1包括管筒11，管筒11内部中空，管筒11顶端与散热筒12底端连通，散热筒12包括底端与管筒11固定连接的外筒123，外筒123端部与内筒122固定连接，位于内筒122内壁固定连接有散热架4，位于内筒122内散热架4的左端设置有风机，散热架4包括与内筒122固定连接的架板41，架板41上固定连接有与内筒122同轴的扇形翅片42，冷却筒1有若干个，若干冷却筒1呈直线阵列并通过水管依次连接，位于管筒11端部固定连接有密封套3，相邻的散热筒12端部通过排风筒2连通，排风筒2包括与散热筒12端部连通的空心圆台筒21，空心圆台筒21与圆筒22连通，冷却筒1上分别设置有注水口111、排水口121，相邻的冷却筒1之间的排水口121、进水口连通，进水口设置于管筒11底侧，排水口121设置于散热筒12顶侧。
由注水口111将水注入到冷却筒1内，当冷却筒1内位于管材外部的水满时，水流延伸到散热筒12内，当持续注水时，水流由散热筒12顶端的排水口121流出，由于热水浮于上方，因此能够使相较于此冷却筒1平均温度较高的水进入到下一冷却筒1内，由于下一冷却筒1内与管材首先接触，因此其热量相较于上一冷却筒1较高，当上一冷却筒1内的水进入时，能够降低此冷却筒1内的水温，使水温处于低于管材温度的一定范围内，其范围取决于管材温度与注水速度，使管材能够在此温度范围内能够逐渐冷却，并通过注水保持冷却筒1内的水温处于动态平衡状态，当水进入到第一级冷却筒1内时，再由第一级冷却筒1顶端的排水口121排出，此时排出的水为第一级与管材接触的水，因此水温较高，使单位体积的水能够携带最大的热量排出，达到节约用水的目的，且相较于喷淋冷却的方式，所生产的管材质量更好。
实施例4
如图1-5所示，一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置，包括冷却筒1，冷却筒1包括管筒11，管筒11内部中空，管筒11顶端与散热筒12底端连通，散热筒12包括底端与管筒11固定连接的外筒123，外筒123端部与内筒122固定连接，位于内筒122内壁固定连接有散热架4，位于内筒122内散热架4的左端设置有风机，散热架4包括与内筒122固定连接的架板41，架板41上固定连接有与内筒122同轴的扇形翅片42，冷却筒1有若干个，若干冷却筒1呈直线阵列并通过水管依次连接，位于管筒11端部固定连接有密封套3，密封套3内侧设置有凹槽31，凹槽31内设置有密封环5，密封环5为内部中空的橡胶环，橡胶环内径小于密封环5中部的通孔直径，密封环5内置有圆球52，密封套3内侧的凹槽31内设置珠槽32，珠槽32内设置有滚珠33。
在管筒11端部连接密封套3，密封套3内侧设置凹槽31，并在凹槽31内设置密封环5，通过密封环5对管材与管筒11端部的连接处密封，避免水流失，密封环5为橡胶制成的空腔51，并在空腔51内部注入润滑液，使橡胶本身具有一定的流动性，当管材由密封环5中部通过时，管材对密封环5产生轴向的摩擦力，由于密封环5位于凹槽31内，因此能够使密封环5表面流转，使密封环5始终与管材贴合，密封环5内部的空腔51设置圆球52，用以支撑密封环5，同时圆球52与珠槽32内的滚珠33隔着密封环5侧壁相切，改滑动为滚动，减小密封环5与凹槽31的摩擦力，使密封环5表面流转更顺利。
工作原理：本发明在冷却管材时，管材由管筒11的一端通入冷却筒1内，由最左侧冷却筒1的注水口111向冷却筒1内注水，当水流充满冷却筒1时，水由排水口121进入下一冷却仓，由于管材由最右端的冷却筒1进入，因此管材最右端的冷却筒1内水温最高，冷却筒1的温度由右到左依次降低，因此由左端进入的水能够使位于右端的冷却筒1冷却水温降低，充分利用水的同时使管材逐渐降温，提高管材的质量，将管筒11与散热筒12连接，并在散热筒12内部设置散热架4，通过风机运动将冷却筒1内的水温降低，减少水的用量。
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。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的仅为本发明的优选例，并不用来限制本发明，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置，包括冷却筒(1)，其特征在于：所述冷却筒(1)包括管筒(11)，所述管筒(11)内部中空，所述管筒(11)顶端与散热筒(12)底端连通，所述散热筒(12)包括底端与管筒(11)固定连接的外筒(123)，所述外筒(123)端部与内筒(122)固定连接，位于所述内筒(122)内壁固定连接有散热架(4)，位于所述内筒(122)内散热架(4)的左端设置有风机，所述散热架(4)包括与内筒(122)固定连接的架板(41)，所述架板(41)上固定连接有与内筒(122)同轴的扇形翅片(42)，所述冷却筒(1)有若干个，若干所述冷却筒(1)呈直线阵列并通过水管依次连接，位于所述管筒(11)端部固定连接有密封套(3)；
所述架板(41)内部设置有空腔(51)，所述空腔(51)与外筒(123)外侧连通，扇形齿板固定连接于架板(41)外侧；
所述架板(41)上的扇形翅片(42)的半径由架板(41)与内筒(122)连接处至架板(41)端部依次减小，且扇形翅片(42)的扇角相同，所述架板(41)以内筒(122)的轴线为中心呈环形阵列于内筒(122)内壁上，所述扇形翅片(42)沿半径的截面内、外两侧轮廓线均为波浪线。
2.根据权利要求1所述的一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置，其特征在于：相邻的所述散热筒(12)端部通过排风筒(2)连通，所述排风筒(2)包括与散热筒(12)端部连通的空心圆台筒(21)，空心圆台筒(21)与圆筒(22)连通。
3.根据权利要求2所述的一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置，其特征在于：所述冷却筒(1)上分别设置有注水口(111)、排水口(121)，相邻的冷却筒(1)之间的排水口(121)、进水口连通。
4.根据权利要求3所述的一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置，其特征在于：所述进水口设置于管筒(11)底侧，所述排水口(121)设置于散热筒(12)顶侧。
5.根据权利要求1所述的一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置，其特征在于：所述密封套(3)内侧设置有凹槽(31)，所述凹槽(31)内设置有密封环(5)。
6.根据权利要求5所述的一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置，其特征在于：所述密封环(5)为内部中空的橡胶环，所述橡胶环内径小于密封环(5)中部的通孔直径，所述密封环(5)内置有圆球(52)。
7.根据权利要求6所述的一种塑料管材生产用浸泡式冷却装置，其特征在于：所述密封套(3)内侧的凹槽(31)内设置珠槽(32)，所述珠槽(32)内设置有滚珠(33)。
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