CN112893812A - 一种内循环式伴生型模具冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种内循环式伴生型模具冷却装置，涉及模具冷却装置相关技术领域，包括模具本体，模具本体的外侧安装有隔热罩，模具本体的外壁与隔热罩的内壁之间形成空腔，隔热罩侧壁的内部开设有用于与模具本体之间换热的冷却腔，隔热罩侧壁的内部靠近冷却腔处还设置有循环腔，冷却腔靠近空腔内部的侧壁开设有多个通道，通管延伸至冷却腔内部的一端安装有电磁阀，测量管的内部安装有测压机构，单片机的输出端分别与电磁阀的输入端以及循环腔内部电器元件的输入端连接，循环腔包括气腔以及固定于气腔内壁的循环泵。通过以上各装置的配合使用，能够实现模具的快速冷却，进而实现模具的利用率，可以提升经济效益。

Description

一种内循环式伴生型模具冷却装置

技术领域

本发明涉及模具冷却装置相关技术领域，具体为一种内循环式伴生型模具冷却装置。

背景技术

模具在施行倒模时，温度较高的熔融金属会在短时间内将模具加热至一个较高的温度，模具在长时间保持状态时，容易致使其内部结构出现机械老化，并且温度较高的模具于某一处静置时容易出现烫伤工作人员的情况，现有的模具冷却方式多为自然冷却，冷却效率较低，并且在考虑机械老化的情况下，现有模具的冷却效率在不影响机械老化速率的情况已经降低模具的使用率，并且模具的高频多次的重复使用所带来的经济效益，是能够高于模具被动降温所带来的成本的，即提升模具的降温效率能够增加经济收益，所以特提出一种可以由内部循环对模具施行冷却，并且能够在模具生产制造过程中即可实现与模具匹配的冷却装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种内循环式伴生型模具冷却装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种内循环式伴生型模具冷却装置，包括模具本体，所述模具本体的外侧安装有隔热罩，所述模具本体的外壁与隔热罩的内壁之间形成空腔，所述隔热罩侧壁的内部开设有用于与模具本体之间换热的冷却腔，所述隔热罩侧壁的内部靠近冷却腔处还设置有循环腔，所述隔热罩底端的侧面与模具本体的侧面一体设置。

在进一步的实施例中，所述冷却腔靠近空腔内部的侧壁开设有通道，所述通道的内部插接有通管，所述通管外壁套接有密封管，所述通管的一端与空腔顶侧的内壁齐平，所述通管的另一端延伸至冷却腔的内部，所述通管延伸至冷却腔内部的一端安装有电磁阀，所述电磁阀的外壁与通管的内壁贴合固定，且冷却腔的内部灌注有用于冷却模具本体的水，当电磁阀保持闭合状态时，通管相对于冷却腔保持密封状态，能够有效避免冷却腔内部的水向空腔内部的泄漏。

在进一步的实施例中，所述通道设置有多个，且多个通道在冷却腔的内壁等距分布，所述通管延伸至冷却腔内部一端的外壁延其直径方向开设有通孔，且通孔设置于电磁阀和冷却腔的内壁之间，所述冷却腔的中心处安装有测量管，所述测量管的内部安装有测压机构，所述测压机构的输出端通过导线分别与循环腔内部电器元件以及电磁阀的输入端连接。

在进一步的实施例中，所述测压机构包括固定于测量管内壁的固定筒，所述固定筒的内部插接有活动杆，所述活动杆伸出固定筒的一端固定有圆台型结构的密封垫，所述活动杆的外壁一体设置有触点，所述固定筒的内壁设置有与触点相匹配的触条，所述触点和触条通过导线连接有单片机，所述单片机的输出端分别与电磁阀的输入端以及循环腔内部电器元件的输入端连接。

在进一步的实施例中，所述活动杆底端的外壁一体设置有限位圈，所述固定筒的内壁开设有与限位圈相匹配的限位腔，所述活动杆的外壁套接有压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别与限位腔顶端的内壁以及限位圈顶侧贴合，所述固定筒顶端处的内壁与密封垫匹配。

在进一步的实施例中，所述循环腔包括气腔以及固定于气腔内壁的循环泵，所述循环泵的输入端通过导线与单片机的输出端连接，所述循环泵的出水端和进水端分别固定有水管，与循环泵进水端连接的水管远离循环泵的一端延伸至冷却腔内部水的液面以下，与循环泵出水端连接的水管远离循环泵的一端延伸至循环腔的内部，且循环腔的边缘处与冷却腔相通，两个所述水管均延冷却腔边缘处的切线方向安置，借此能够增加循环泵对冷却腔内部水的扰动范围，进而能够使冷却腔内部水冷却的更加地高效。

在进一步的实施例中，所述循环腔的内壁固定有散热块，所述散热块的内部开设有曲型结构的水道，其中一个所述水管通过水道与循环泵连接，所述散热块的一侧固定有多个热电制冷片，所述热电制冷片的散热端安装有散热扇，所述散热扇远离热电制冷片的一侧延伸至隔热罩的外侧。

优选的，基于上述内循环式伴生型模具冷却装置的模具冷却方法，具体包括如下步骤：

T1、模具本体在完成倒模操作以后，因其自身温度较高，会使得空腔内部的空气受热膨胀，并使空腔内部的气压升高，空腔内部的空气得以通过顶开密封管并穿过通孔进入至冷却腔的内部，并能够将模具本体的热量向冷却腔内部水中转移，并且当空腔内部气压升高时，密封垫能够与固定筒的顶端之间产生缝隙，进而能够通过触点和触条之间的贴合，使得单片机得到高电平的输入信号，单片机随即通过循环腔对冷却腔内部的水施行降温，进而能够增加模具本体与冷却腔内部水的温差，可以提升模具本体的冷却效率。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明中记载了一种内循环式伴生型模具冷却装置，通过通管能够使空腔内部的空气进入冷却腔，使空气能够与水之间进行换热，并且能够使冷却腔内部的气压升高，冷却用的水得以流至空腔的内部，并施行对模具本体冷却，空腔内部形成的水蒸汽能够进一步地提升空腔内部的气压，进而能够使冷却腔内部的水形成循环，可以使模具本体的冷却进程一直持续，通过循环腔内部电器元件的运行，能够将冷却腔内部水的温度降低，进而通过增加冷却腔与空腔之间的温度差，能够进一步地提升冷却腔内部水的换热效率，可以提升模板本体冷却的速率，通过对模具本体的快速冷却，能够提升模板本体的利用率，提升经济效益，并且还能够消除工作人员烫伤的安全隐患。

附图说明

图1为本发明实施例模具本体局部剖视图；

图2为本发明实施例图1中A处结构放大图；

图3为本发明实施例图1中B处结构放大图；

图4为本发明实施例隔热罩局部剖视图；

图5为本发明实施例单片机系统框图。

图中：1、模具本体；2、隔热罩；3、空腔；4、冷却腔；41、通道；42、通管；43、密封管；44、电磁阀；45、通孔；46、测量管；47、测压机构；5、循环腔；51、气腔；52、循环泵；53、水管；6、固定筒；61、活动杆；62、密封垫；63、限位圈；64、限位腔；65、压缩弹簧；66、触点；67、触条；68、单片机；7、散热块；71、水道；72、热电制冷片；73、散热扇。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

实施例1

请参阅图1-5，本实施例提供了一种内循环式伴生型模具冷却装置，包括模具本体1，所述模具本体1的外侧安装有隔热罩2，所述模具本体1的外壁与隔热罩2的内壁之间形成空腔3，所述隔热罩2侧壁的内部开设有用于与模具本体1之间换热的冷却腔4，所述隔热罩2侧壁的内部靠近冷却腔4处还设置有循环腔5，所述隔热罩2底端的侧面与模具本体1的侧面一体设置，模具本体1在完成倒模操作以后，因其自身温度较高，会使得空腔3内部的空气受热膨胀，并使空腔3内部的气压升高，空腔3内部的空气得以通过顶开密封管43并穿过通孔45进入至冷却腔4的内部，并能够将模具本体1的热量向冷却腔4内部水中转移，并且当空腔3内部气压升高时，密封垫62能够与固定筒6的顶端之间产生缝隙，进而能够通过触点66和触条67之间的贴合，使得单片机68得到高电平的输入信号。

单片机68能够通过循环腔5对冷却腔4内部的水施行降温，进而能够增加模具本体1与冷却腔4内部水的温差，可以提升模具本体1的冷却效率。

为了充分利用空腔3内部的高气压，所述冷却腔4靠近空腔3内部的侧壁开设有通道41，所述通道41的内部插接有通管42，所述通管42外壁套接有密封管43，所述通管42的一端与空腔3顶侧的内壁齐平，所述通管42的另一端延伸至冷却腔4的内部，所述通管42延伸至冷却腔4内部的一端安装有电磁阀44，所述电磁阀44的外壁与通管42的内壁贴合固定，且冷却腔4的内部灌注有用于冷却模具本体1的水，因模具本体1的温度升高，空腔3内部的气压升高，空腔3内部的空气得以通过通管42进入至冷却腔4的内部，通过空气于空腔3和冷却腔4之间的流动，能够利用空气与冷却腔4内部水之间的换热，使得模具本体1的气温得到一定的降低，并且还能够在使冷却腔4内部水的温度得到一定的升高，防止水在进入空腔3内部瞬间时出现爆沸的情况，可以提升安全性。

其中，空腔3内部的空气在进入通管42内部时，在气压的作用下，密封管43与通管42之间靠近通孔45处被顶开，空腔3内部的空气得以进入，冷却腔4的内部，当电磁阀44保持闭合状态时，通管42相对于冷却腔4保持密封状态，能够有效避免冷却腔4内部的水向空腔3内部的泄漏。

若模具本体1本身具有较高的温度，即空腔3通过通管42向冷却腔4具有较为剧烈的泄压过程，此时密封管43与通管42之间的缝隙增大，会存在少数的冷却腔4内部的水进入至空腔3的内部，进入空腔3内部的水会在瞬间爆沸，进而形成较多的水蒸汽，水蒸汽会进一步地提升空腔3内部的气压，使得空腔3内部气压转移的过程被加快，此时测压机构47能够顺利进行动作，并能够向单片机68传输信号，其中，当水蒸汽进入冷却腔4并与冷却腔4内部的水相遇时，能够顺利地液化，并能够进一步地提升空腔3与冷却腔4之间的换热效率，可以进一步地减少冷却腔4内部水与空腔3内部的温度差。

通过水的汽化和液化，既能够实现热量的转移，以及对模具本体1的冷却，还能够使冷却腔4内部的水可以被重复利用，能够降低模具本体1在进行冷却的成本。

为了进一步地提升空腔3内部泄压的效率，所述通道41设置有多个，且多个通道41在冷却腔4的内壁等距分布，所述通管42延伸至冷却腔4内部一端的外壁延其直径方向开设有通孔45，且通孔45设置于电磁阀44和冷却腔4的内壁之间，所述冷却腔4的中心处安装有测量管46，所述测量管46的内部安装有测压机构47，所述测压机构47的输出端通过导线分别与循环腔5内部电器元件以及电磁阀44的输入端连接，当测压机构47受到空腔3内部的气压影响时，能够通过向单片机68发送信号，致使电磁阀44被打开，此时冷却腔4内部的冷却水便能够顺着通管42进入至空腔3的内部，使冷却水直接与模具本体1接触，进而能够有效提升模具本体1散热的效率。

为了在空腔3与冷却腔4之间进行初步换热之后，使冷却水进入空腔3内部，所述测压机构47包括固定于测量管46内壁的固定筒6，所述固定筒6的内部插接有活动杆61，所述活动杆61伸出固定筒6的一端固定有圆台型结构的密封垫62，所述活动杆61的外壁一体设置有触点66，所述固定筒6的内壁设置有与触点66相匹配的触条67，所述触点66和触条67通过导线连接有单片机68，所述单片机68的输出端分别与电磁阀44的输入端以及循环腔5内部电器元件的输入端连接，在空腔3内部气压的作用下，活动杆61在固定筒6的内部滑动，此时触点66能够与触条67之间接触，进而能够通过单片机68控制电磁阀44以及循环腔5的运行。

其中，优选的，通过触点66和触条67的配合使用，能够简化散热系统内部的电路设计，能够减少电器元件的使用，进而能够使冷却系统的运行更加地稳定。

为了使电磁阀44能够在空腔3内部具有一定气压时开始运行，所述活动杆61底端的外壁一体设置有限位圈63，所述固定筒6的内壁开设有与限位圈63相匹配的限位腔64，所述活动杆61的外壁套接有压缩弹簧65，所述压缩弹簧65的两端分别与限位腔64顶端的内壁以及限位圈63顶侧贴合，所述固定筒6顶端处的内壁与密封垫62匹配，压缩弹簧65能够对活动杆61的运动提供一定的阻力，进而能够使空腔3内部在具有一定的气压时才会运动，可以使冷却腔4内部水对模具本体1施行冷却的过程能够在模具本体1先行冷却后进行，能够进一步地防止冷却腔4内部的水出现爆沸的情况。

为了提升冷却腔4内部水与模具本体1之间的温度差，所述循环腔5包括气腔51以及固定于气腔51内壁的循环泵52，所述循环泵52的输入端通过导线与单片机68的输出端连接，所述循环泵52的出水端和进水端分别固定有水管53，与循环泵52进水端连接的水管53远离循环泵52的一端延伸至冷却腔4内部水的液面以下，与循环泵52出水端连接的水管53远离循环泵52的一端延伸至循环腔5的内部，且循环腔5的边缘处与冷却腔4相通，两个所述水管53均延冷却腔4边缘处的切线方向安置，循环泵52能够将冷却腔4内部的水源源不断地向散热块7的内部运输，进而能够完成对冷却腔4内部水施行降温的目的。

其中，优选的水管53远离循环泵52的一端均沿着冷却腔4边缘处的切线方向安置，借此能够增加循环泵52对冷却腔4内部水的扰动范围，进而能够使冷却腔4内部水冷却的更加地高效。

为了能够进一步地提升冷却腔4内部水散热的速率，所述循环腔5的内壁固定有散热块7，所述散热块7的内部开设有曲型结构的水道71，其中一个所述水管53通过水道71与循环泵52连接，所述散热块7的一侧固定有多个热电制冷片72，所述热电制冷片72的散热端安装有散热扇73，所述散热扇73远离热电制冷片72的一侧延伸至隔热罩2的外侧，热电制冷片72能够将散热块7所获取的热量向着隔热罩2的外部转移，进而能够提升散热块7与冷却腔4内部水之间换热的速率，可以提升冷却腔4内部水冷却的速率。

其中，曲形结构的水道71能够延长水在散热块7内部滞留的时间，进而能够使水与散热块7之间的换热更加地充分。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种内循环式伴生型模具冷却装置，包括模具本体(1)，所述模具本体(1)的外侧安装有隔热罩(2)，其特征在于：所述模具本体(1)的外壁与隔热罩(2)的内壁之间形成空腔(3)，所述隔热罩(2)侧壁的内部开设有用于与模具本体(1)之间换热的冷却腔(4)，所述隔热罩(2)侧壁的内部靠近冷却腔(4)处还设置有循环腔(5)，所述隔热罩(2)底端的侧面与模具本体(1)的侧面一体设置。

2.根据权利要求1所述的一种内循环式伴生型模具冷却装置，其特征在于：所述冷却腔(4)靠近空腔(3)内部的侧壁开设有通道(41)，所述通道(41)的内部插接有通管(42)，所述通管(42)外壁套接有密封管(43)，所述通管(42)的一端与空腔(3)顶侧的内壁齐平，所述通管(42)的另一端延伸至冷却腔(4)的内部，所述通管(42)延伸至冷却腔(4)内部的一端安装有电磁阀(44)，所述电磁阀(44)的外壁与通管(42)的内壁贴合固定，且冷却腔(4)的内部灌注有用于冷却模具本体(1)的水。

3.根据权利要求2所述的一种内循环式伴生型模具冷却装置，其特征在于：所述通道(41)设置有多个，且多个通道(41)在冷却腔(4)的内壁等距分布，所述通管(42)延伸至冷却腔(4)内部一端的外壁延其直径方向开设有通孔(45)，且通孔(45)设置于电磁阀(44)和冷却腔(4)的内壁之间，所述冷却腔(4)的中心处安装有测量管(46)，所述测量管(46)的内部安装有测压机构(47)，所述测压机构(47)的输出端通过导线分别与循环腔(5)内部电器元件以及电磁阀(44)的输入端连接。

4.根据权利要求3所述的一种内循环式伴生型模具冷却装置，其特征在于：所述测压机构(47)包括固定于测量管(46)内壁的固定筒(6)，所述固定筒(6)的内部插接有活动杆(61)，所述活动杆(61)伸出固定筒(6)的一端固定有圆台型结构的密封垫(62)，所述活动杆(61)的外壁一体设置有触点(66)，所述固定筒(6)的内壁设置有与触点(66)相匹配的触条(67)，所述触点(66)和触条(67)通过导线连接有单片机(68)，所述单片机(68)的输出端分别与电磁阀(44)的输入端以及循环腔(5)内部电器元件的输入端连接。

5.根据权利要求4所述的一种内循环式伴生型模具冷却装置，其特征在于：所述活动杆(61)底端的外壁一体设置有限位圈(63)，所述固定筒(6)的内壁开设有与限位圈(63)相匹配的限位腔(64)，所述活动杆(61)的外壁套接有压缩弹簧(65)，所述压缩弹簧(65)的两端分别与限位腔(64)顶端的内壁以及限位圈(63)顶侧贴合，所述固定筒(6)顶端处的内壁与密封垫(62)匹配。

6.根据权利要求4所述的一种内循环式伴生型模具冷却装置，其特征在于：所述循环腔(5)包括气腔(51)以及固定于气腔(51)内壁的循环泵(52)，所述循环泵(52)的输入端通过导线与单片机(68)的输出端连接，所述循环泵(52)的出水端和进水端分别固定有水管(53)，与循环泵(52)进水端连接的水管(53)远离循环泵(52)的一端延伸至冷却腔(4)内部水的液面以下，与循环泵(52)出水端连接的水管(53)远离循环泵(52)的一端延伸至循环腔(5)的内部，且循环腔(5)的边缘处与冷却腔(4)相通，两个所述水管(53)均延冷却腔(4)边缘处的切线方向安置。

7.根据权利要求6所述的一种内循环式伴生型模具冷却装置，其特征在于：所述循环腔(5)的内壁固定有散热块(7)，所述散热块(7)的内部开设有曲型结构的水道(71)，其中一个所述水管(53)通过水道(71)与循环泵(52)连接，所述散热块(7)的一侧固定有多个热电制冷片(72)，所述热电制冷片(72)的散热端安装有散热扇(73)，所述散热扇(73)远离热电制冷片(72)的一侧延伸至隔热罩(2)的外侧。

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