CN1638942A - 用于冷却固定至承板的套管的系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于冷却固定至一承板(2)的套管(2)的冷却系统，它借助于经由承板(1)保持的流体管道(7、14、10、11、21)从一流体入口(15)流至一流体出口(22)的流体来进行冷却，所述流体管道(7、14、10、11、21)包括主供应管道(7)以及横向于前者延伸的供应管道(10，11)。供应管道相互平行地延伸，并在承板(1)中成对布置，且经由进入(16)管道和排出管道(17)连接至一组套管(2)，所述套管(2)组在成对供应管道(10，11)之间设置成各套管(2)连接至两供应管道(10，11)。本发明的目的是减少灰尘积聚的危险，并改善冷却性能，同时增加流体涡流和减小对较高流动速度的限制作用。为了实现这些目的，在成对供应管道中的至少一根供应管道(10)中、其纵向长度的大约中心处中断(塞子24)流体连通。

Description

用于冷却固定至承板的套管的系统

技术领域

本发明涉及一种用于冷却固定至承板的套管的冷却系统，它借助于经由承板支承的流体管道从一流体入口流至一流体出口的流体来进行冷却，其中流体管道包括主供应管道以及大致横向于主供应管道延伸的供应管道，后述的供应管道以相互平行的关系延伸，并在承板中成对布置，且经由进入和排出管道连接至套管行，其中套管行在成对供应管道之间设置成各套管连接至两供应管道。

背景技术

人们知道，可在或多或少用透明的塑料材料、特别是PET制成的瓶子中将饮用水供应到终端消费者。已知那些PET瓶子是用预成型坯吹塑而成，而所述的预成型坯又是用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)注塑成的。需要大量的PET瓶子、并相应地需要PET的预成型坯，且使用相当强大的机器来生产它们。在注塑工艺之后，必须对预成型坯进行充分的冷却，以使注塑模制工艺之后对其的加工不会损坏这些预成型坯。

在已知的注塑机器中，冷却作业是通过固定在一承板上的大量套管来实现的。例如从EP-B2-0 283 644可获知这样的工具。实际上，所使用的流体是冷却水，它经由进入管道将冷却水进给到各套管，并在套管区域中进行冷却作业之后，经由排出管道再将水从套管区域中排出的。

为了可以在尽可能小型的机器中同时进行大量套管的冷却，人们已开发出其上固定有多根套管的承板，且流体管道在承板中延伸，以将冷却流体、较佳的是冷却水从用于整个承板的一流体入口、以平行地关系且或多或少同时地传送至流体穿过其流动以进行冷却作业的套管，并再使流体流出套管，流至一流体出口。

已知冷却系统具有本说明书开头部分部分中所列的特征，并且在独立权利要求1的前序部分中也再次引用了这些特征。

不过，已知的冷却系统存在严重的问题。尽管在各根套管中的冷却管道、因而还包括在套管处的进入和排出管道的横截面小，但是当设有相对较大数量的、流体同时流动穿过的套管时，各根管道的横截面合计起来是相当大的。在一已知的承板具有例如144根套管时，供应冷却流体的表面面积约为1,800mm²。与该消耗表面面积相比，在流体入口处仅有约500mm²的横截面面积。因此，套管处供应流体的面积不利地约为冷却流体可获得的入口面积的四倍之多。这意味着从流体入口至套管出口会有严重的压降，并且，由于流速因该压降而减小，在套管区域中仍几乎没有任何涡流。然而，没有涡流，冷却作用也严重减弱。同时，由于杂质因缓慢流动和较低压力而沉淀在流体管道中，并没有被冲洗走，承板可能会受到溢流的不利影响。流体入口和流体出口之间的热传递减少，这是另一个缺点。

发明内容

因此，本发明的目的是，根据在本说明书开头部分中所提及的类型的特征，改进已知的、用于冷却固定至承板的套管的冷却系统，以使随着流体中涡流现象的增加，同时可减小节流效应、提高流动速度、减小受污染的危险并使冷却效率达到更高水平。

根据本发明实现了该目的，因为在成对供应管道的至少一根供应管道中、大致其纵向长度的中间处中断流体连通。换言之，堵塞了流体流动穿过供应管道的可能性。其效果与大约相等长度的两根供应管道一根接一根地设置的情况相同。仅需要在供应管道要中断流体连通的位置处设置堵塞件或阻碍物，以从一根供应管道形成出两根供应管道，而无需在承板的结构中有机械/物理方面的改变。通过将成对供应管道中的至少一根供应管道分成两段，原来的单条的流动路径对于成对供应管道的流动图案被细分为两个区段。

套管(冷却套管)布置在一对以相互平行的关系延伸的两根供应管道之间，以使从一根供应管道的流体连通经由套管到达另一供应管道。所有套管都是这样的情况。关于流体的流动路径，这就意味着流体经由套管流出一根供应管道并流入另一供应管道。在已知的情况中，在流体连通中没有中断，从而流入的冷却水总是寻找阻力最小的最方便的路径来从一根管道流入另一管道，所以它仅流过和冷却那些流动阻力足够低的那些套管。由于沉淀在已知承板中的杂质不断增加，流动阻力可能会逐渐增加，其结果是流体不再可能以所希望的方式流过所有的套筒以产生冷却效果。

如果根据本发明，至少一根供应管道可使新鲜的流体流入，而流出仅在第一区段中的流体出口直到中断处，这所带来的优点是，迫使流体寻找至成对供应管道中的相邻供应管道的连通路径(更具体地说，经由套管)，以流动穿过该连通路径，并从而防止污染。

当到达另一平行的供应管道之后，然后，仅在第二区段中(沿着流动方向的、流体连通中的中断的“下游”)，经由上述的进入和排出管道，流体才能找到经由套管通至流体出口的流动路径。这里也迫使流体在第二区段的区域中流入带有流体中断的一根供应管道。这在流体管道中产生了较低压降或-换言之-较低水平的节流。由于作为其结果而产生的较大的流动速度，所以受到污染的危险性、或者甚至是发生堵塞的风险减小，因而最终可以实现相当高的冷却效率。

在本发明的另一种有利的结构形式中，为了构成更加好的结构而将之设计成：除了在成对供应管道中的一根供应管道中的第一中断之外，还在成对供应管道中的另一供应管道中、在两个位置处中断流体连通，这两个位置分别相对其剩余管道的纵向长度的中心成相对的关系。“剩余管道”是在中断后缩短了的供应管道。如果例如仅大约在成对供应管道中的一根管道的中心处在流体连通中设置-中断，则这将包括两根剩余管道、亦即-如沿着流动方向所见-中断的上游和下游。在每对供应管道中包括两根平行的供应管道。如果通过流体连通中的中断将一根供应管道分成两个半段，则将产生两根剩余管道，每根管道有一给定的纵向长度、亦即原供应管道(没有中断)的长度的一半。然后，在剩余管道的该中心的区域中、在相邻的平行供应管道中布置所述的、中断流体连通的位置。这样，后述的供应管道就具有两个中断；所讨论的成对供应管道中的前述的那根供应管道仅有一个中断。从而成对供应管道被细分成四个区段。

根据本发明的冷却系统的结构装置的简单性是令人印象深刻的。具体地说，根据本发明，用于中断流体连通的装置是一塞子。对那些熟悉本技术领域的人们来说很明白的是，供应管道实际上可以在其长度上的任何位置处设置这样的一个塞子，其结果是可由在那个位置处的塞子来阻止所讨论的该供应管道中的任何流体连通。塞子可以说是-100％的阻碍物或堵塞件。塞子可以具有不同的结构，例如它们可由弹性材料、或者部分弹性的材料加上一硬质且耐蚀的材料(例如钢)来制成。显然，也有用金属整体成型的塞子，由于生产工艺方面的原因而敞开的供应管道的一端在已知的承板中已用该种塞子堵塞住。不过，对于设置在工艺管道纵向长度区域中塞子，较佳的是使用钢和橡胶的组合体，如人们已知的，这两种材料可以牢固地结合在一起。更具体地说，在一种已知承板的情况中，供应管道都是做成从承板的狭窄侧、在承板的整个宽度上并几乎直至相对端地产生所谓深孔镗孔，因而也就是深的盲孔。以与之成平行关系在一定的间距处形成另一深孔镗孔，该间距使冷却套管在其间留有间隙，并使冷却套管能布置成套管的进入管道直接开口在一深孔镗孔(供应管道)的边缘处，并且排出管道开口在相同的高度处通向相邻的深孔镗孔(供应管道)。然后，可以小镗孔的形式在承板的整个宽度上设置许多进入和排出管道，从而可以所述的方式、在承板的宽度上分布设置一整行的套筒。

这就构成了根据本发明的特征，即成对的供应管道实际上在承板的整个宽度上延伸，并且一对供应管道中的一相应的供应管道与设置在承板旁边的一分配器中的一相应的主供应管道流体连通。该所谓的分配器用来分配流体。希望将其布置在承板的旁边，并较佳的是在其平的、较佳的是平坦的下侧上。然后，可以在分配器中设置主供应管道，主供应管道的流动横截面较大，且可用于供应多根供应管道。在该情况中，还可以从相应的主供应管道至供应管道设置一较短的连通。因此，各对供应管道中的一供应管道与主供应管道流体连通。换言之，即该结构布置成：在进入侧，流体从入口经由主供应管道流入成对设置的多根供应管道，亦即穿过一根供应管道经由套管流入另一供应管道，并经由另一供应管道流至流体出口。同样地，在出口侧设置一主供应管道，并且它收集流出的流体(在冷却作业之后)，以使流体集合起来排入排出管道。

前文描述的是这样一个实施例，其中，在相应对的供应管道中，仅在流体连通中借助于一塞子设置一个中断；还描述了作为尤佳的例子的第二实施例，其中，除了所述的一个中断之外，还用塞子在成对供应管道装的相对设置的供应管道中实现中断，其中塞子各设置在其剩余管道的中心的高度处。描述了按照这种结构所获得的四个区段。

不过，在相应供应管道的可用长度范围中，现在可籍助于使用甚至更多的塞子来实现更多的区段。因此，例如一个供应管道可以设有三个塞子，而相对设置的供应管道可设有两个塞子，以致籍助于在流体连通中形成的中断而实现六个区段。当供应管道具有较长的长度、也就是说当承板具有较宽的宽度时，这样的一个实施例则可能是适合和有用的。如果与此相对，所选的实施例是在一对供应管道的区域中成一行地供应十二个套管的情况，则设有四个区段的该实施例就是足够和十分有效的。从一个实施例至另一个，当使用越来越多的塞子、从而想要提供越来越多的区段时，塞子(流体连通中的中断)的数量在每一情况中增加一整数倍。因此，塞子的实施例是根据规则A＝1+2n来确定的，其中n从零开始，例如增加至四或五。例如当n＝0时，塞子的数量将是一个。这是本文前面所述的第一个实施例，其中仅在各对供应管道中的一根供应管道中设置在流体连通中的一个中断(一个塞子)。对于n＝1，则给出为三个塞子的数量A。这是本文前面所述的第二实施例，其中除了在一个供应管道中的塞子之外，在另一供应管道中还设有另外两个塞子。这是产生四个区段的实施例。此外，对于n＝2，上面还描述了带有五个塞子和六个区段的实施例。所获得的区段的数量S总是1+A。

附图说明

从下面参照附图对较佳实施例的描述中，本发明的其它优点、特征和可能的用途会变得更加清楚。

图1是带有分配器和一些套管的承板的局部剖开的分解立体图，那些套管固定在承板上并是示例性地选出的，

图2示出承板当从图1中的左前侧向右后侧看时的平面图，不过仅示出了六根套管，

图3是承板的顶部左侧区域中的一部分的比例放大的视图，

图4是沿着图2中标示在左侧的IV-IV处的剖面线截取的、穿过一套管、设置在其下方的承板以及分配器的剖视图，

图5示出沿着图2中的V-V、沿着图2中的视图方向从右向左看的承板视图，且承板在左侧带有四根装配好的套管，以及

图6示出三对不同的供应管道的示意图，该三对不同的供应管道带有不同装配的塞子，从而分别将流动路径分成两段、四段和六段。

具体实施方式

图1示出了其上固定有冷却套管(下文称为套管2)的一承板1的总体结构。由标号3总的标示的分配器固定在承板1的平的后侧，该分配器3的中央部分4有真空管道12(本文也不再进一步描述它们)穿过，并且分配器3的上部分5和下部分6中设有一相应的主供应管道7。承板1和分配器3及其零件4-6固定在总的由标号8标示的框架上。

较佳的是，垂直设置承板1，以使其大致布置在图1中所示的位置，并且重力沿着向下方向作用在用作流体的冷却水上。由框架8和承板1所构成的单元可以沿着轴9水平放置。

在图2中、以对其上的视图示出的承板1的宽度为B，这也大致在图1中示出。在这里所示的实施例中，在实际上承板1的整个宽度B上设置深孔镗孔(deep hole bore)形式的十二对供应管道10、11。在图2和3中，供应管道10、11的封闭端向上设置，而在图2中用金属塞13在底部封闭开口端。在各图2和3中示于左侧的供应管道10经由相应的连接孔14连接至进入侧的主供应管道7。后者沿着承板1的纵向延伸，因而在图2和3中为从左至右或相反地水平延伸。各对的连接孔14从主供应管道7、与承板1的主平面成垂直关系地向上延伸，如在图5中示意地所示，直至到达在承板1中延伸的相应的左供应管道10。连接孔14终止于该处。在主供应管道7的相应左侧外端部设置流体入口15。

因为十二对供应管道10、11延伸过承板1的整个长度(在图2中的从左至右或反之)，所以在主供应管道7的区域中也设有一行十二个连接孔14，这些连接孔以一间距以相互并列的关系布置，并为所有的供应管道10提供与主供应管道7的流体连通。在承板1上以同样的相等间距设置上述的套管2，这些套管2经由进入管道16和排出管道17在供应管道10和11之间进行流体连通。在图4中更加清楚地示出了经由套管2的流体连通。冷却水经由进入管道16流出供应管道10，以相对承板1的表面成垂直关系地向上进入上升的螺旋结构18，穿过入口19，然后以螺旋的形式向上。该螺旋结构是一双螺旋结构，以使流动路径可在越过顶部处从一个螺旋结构变化成向下流动的另一螺旋结构，直至出口20，冷却水可从该出口20穿过出口管道17流入另一(右侧)供应管道11。

在其流体连通中无塞子且无中断的现有技术(这里没有示出)的状态中，冷却水在冷却作业之后沿着右侧的供应管道11垂直向下地流动，并且，如这里所示的本发明实施例中-经由排出管道17(在图2中的底部处)穿过套管流入进入管道16，并经由左侧的供应管道10和排出侧的连接孔21流入排出侧主供应管道7(在图2的底部处)，以从流体出口22流出。

在现有技术状态中，进入侧上的上连接孔14连接至一供应管道、例如左侧供应管道10，而下部或排出侧连接孔21连接至相应的另一、例如右侧供应管道11。这于本发明所示的实施例明显不同，通过将现有的流体流动细分成四个区段，而实质上的差别很微小，以致本发明的许多结构和尺寸与现有技术的状态相同；例如流体入口15和流体出口22的横截面就是。结果，根据本发明的新型承板也与老的系统相匹配，从而能够利用新颖的冷却结构来加以改进老的系统。

围绕带有向外开口的双螺旋的螺旋结构18设有一保护壳体23，在图4中可以看见该保护壳体23，并且图5示出了其从外侧看的视图，所示为三根右侧套管2。

在图6中示出了三个不同实施例的相应的成对供应管道10和11。为了简化附图，甚至省略了承板1，以致在三个实施例(a)、(b)及(c)中仅示出了三对供应管道10、11。深孔镗孔形式的供应管道10、11在附图中的顶端处由镗孔端封闭，并在相对的下端处由塞子13封闭。根据本发明，在图6的实施例(a)中，在成对供应管道中的、为左侧管道的一根供应管道中，由一塞子24中断从上方向下或者相反的任何流动。供应管10、11中的每一根从上封闭端延伸过一纵向长度I，直至下端塞子13。该纵向长度几乎与承板1的宽度B相同。该纵向长度I的中心大约在距离的一半处。该纵向长度的中心设置在承板1中大约在B/2的高度处。可以在承板1的整个长度上假想地画出一条线，在流体连通中的一中断也设置在该线于其它供应管道的相交处，例如在图6中的实施例(b)中的管道11以及图6中的实施例(c)的管道10。

首先参照图6中的实施例(a)。这里由一塞子24来保证中断，该塞子24将左侧供应管道10细分成大约两个半段。当各对供应管道的两根管道10和11之间的单个连接为连接于其间的套管2或者以相互平行的关系连接的多个套管2时，迫使例如在供应管道10中的上半段中的、设置成处于压力之下的所有冷却水流动穿过套管2进入右侧供应管道11。在区段S1中发生该横向流动。压降致使冷却水在供应管道11中向下流动，并从那里经由其它介于其间的套管2流入剩余管道、左侧供应管道10的下半段。从左至右的进入剩余管道R的的回流发生在下面的第二区段S2中。

在图6中示意地示出的实施例(b)按照图1至5中具体所示的结构示出。

根据在图6中的另一且尤佳的实施例，除了在成对供应管道中的一根、右侧供应管道11中的第一中断(塞子25)之外，还在成对供应管道中另一供应管道、亦即左侧供应管道中的两个位置(塞子24a、24b)处中断流体连通。如果考虑带有由塞子25实现的单个中心中断的右侧供应管道11，则该结构具有大约相等长度的一上剩余管道R1和一下剩余管道R2。两剩余管道在塞子25处相接。以与剩余管道R1和R2分别相对的关系、在相应剩余管道的纵向长度的一半长度处设置相应位置24a和24b，左侧供应管道10的流体连通在这两个位置处中断。因此，在管道10的上区域中设置一塞子24a，以及在下区域中也设置另一塞子24b。结果，与图6中的实施例(a)相比，复现了其流动图案。因而在图6的实施例(b)中设有四个区段S1至S4。

如果假定冷却水沿着左侧供应管道10向上流动，然后它在驱动S1中转变进入右侧管道11的剩余管道R1的上部。冷却水从剩余管道R1的下部区域流出，在区段S稳定区域中经由套管(未示出)进入左侧供应管道10的中央部分的上部区域，亦即进入塞子24a与24b之间。在下部区域中，冷却流体在区段S3中再次流入剩余管道R2的上部中，并最终在区段S4中流入供应管道10的最下部，以从那里流出。

可借助于图1至5所示实施例的详细例子，以更加具体的细节来描述参照图6示意示出的该流动图案、特别是在塞子25以及24a、24b的位置处的流动图案。

参见图2至3，其中示出了上塞子行24a和同样在两区段的一间距处的下塞子行24b，它们分别属于左侧供应管道10。如图2中所示，可想像将十二根套管布置在每一行中，并可想像同样将十二根套管布置在每一列中(沿着供应管道10、11)，总共为144根套管12。各套管设置在两供应管道10和11之间，并形成从一根管道10至相对设置的管道11的流动路径。在各个区段中设置三根套管，一根在另一根之下。冷却水流动穿过流体入口15进入主供应管道7，并经由连接孔14向上流入在图3中示于最左侧的供应管道10的开口区域，以在整个区段S1中充注它。仍然是冷的水经由进入管道16流动穿过三根套管，并经由排出管道17在第一区段S1中在顶部处流入右侧供应管道11，并充注它。从图2和3中可见，在区段S2(仍为图6中的实施例(b))中的第一冷却作业之后，因此在图3中的底部处以及图2中的下部区域中设置了塞子25，该塞子将不允许冷却水在供应管道11中沿向下方向进一步流动，所以冷却水经由接着的三根套管2朝向左侧流动，再次进入供应管道10。

现在，在冷却水在供应管道10中向下流动直至到达下一塞子24b上方的位置，实际上，上述的状态再次实现，以致在区段S3和S4中，现在也如上所述地重复相同的流动图案。

在区段S4中，冷却水从右侧供应管道11流入左侧供应管道10，进行最后的冷却作业，并在那里遇到排出侧的连接孔21，被加热的冷却水就从该连接孔21经由主供应管道7流入流体出口22并流出它。

关于图6中的实施例(c)，通过在右侧供应管道11中布置两个塞子25a和25b，并在左侧供应管道10中设置三个塞子24a、24b及24c而实现了六个区段S1至S6。流动图案实际上与图6中的实施例(a)和(b)相同。在例如图6所示的三个实施例中的每一个中，各个区段的长度与其它的区段相同。

                        标号列表

1      承板

2      冷却套管，套管

3      分配器

4      中央部分

5      上部分

6      下部分

7      主供应管道

8      框架

9      轴

10     供应管道

11     供应管道

12     真空管道

13     金属塞

14     连接镗孔

15     流体入口

16     进入管道

17     排出管道

18     螺旋结构

19     进入

20     排出

21     连接镗孔

22     流体出口

23     保护盒

24     塞子

24a    塞子

24b    塞子

24c    塞子

25     塞子

25a     塞子

25b     塞子

I       纵向长度

B       承板的宽度

B/2     承板的高度

R       剩余管道

R1      上剩余管道

R2      下剩余管道

S1-S6   区段

Claims (4)

1.一种用于冷却固定至一承板(2)的套管(2)的冷却系统，它借助于经由承板(1)支承的流体管道(7、14、10、11、21)从一流体入口(15)流至一流体出口(22)的流体来进行冷却，其中流体管道(7、14、10、11、21)包括主供应管道(7)以及大致横向于主供应管道延伸的供应管道(10，11)，后述的供应管道以相互平行的关系延伸，并在承板(1)中成对布置，且经由进入管道(16)和排出管道(17)连接至套管行(2)，其中套管行(2)在成对供应管道(10，11)之间设置成各套管(2)连接至两供应管道(10，11)，其特征在于，在成对供应管道中的至少一根供应管道(10)中、其纵向长度(I)的中间处中断(塞子24)流体连通(图6a)。

2.如权利要求1所述的冷却系统，其特征在于，除了在一个供应管道(11)中的第一中断(塞子25)之外，还在两个位置(塞子24a，24b)处中断在成对供应管道中的另一供应管道(10)中的流体连通，所述两个位置各相应地与剩余管道(R1，R2)的纵向长度的中心成大致相对的关系(图6b)。

3.如权利要求1或2所述的冷却系统，其特征在于，用于中断流体连通的装置是塞子(24)。

4.如权利要求1至3中任一项所述的冷却系统，其特征在于，成对的供应管道(10、11)几乎在承板(1)的整个宽度(B)上延伸，并且一对供应管道中的一相应的供应管道(10，11)与设置在承板(1)旁边的分配器(4)中的一相应的主供应管道(7)流体连通。

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