CN208261798U - 点喷式冷却环及其应用的轮毂模具 - Google Patents

Abstract

点喷式冷却环及其应用的轮毂模具，包括呈闭环状的外壳体，外壳体具有分体设置且上下对合后形成环形内腔的上壳体和下壳体；在环形内腔内容置有环绕外壳体的中央环心布置的冷媒输送内管，在冷媒输送内管上设置有用于连通外部冷媒源的进料口；在外壳体的外壳壁和冷媒输送内管的外管壁之间形成有冷媒过道，在外壳体上设置有布置在不同的壳壁区域上的出料口和过渡通孔，出料口连通所述冷媒过道；还包括有穿套在过渡通孔内的冷媒喷管，冷媒喷管的内端管口连通冷媒输送内管，外端管口布置在外壳体之外，在过渡通孔的孔内壁和冷媒喷管的管外壁之间形成有连通冷媒过道的回流间隙。本实用新型的点喷式冷却环简化了内部流道结构以及加工操作，降低了加工成本。

Description

点喷式冷却环及其应用的轮毂模具

技术领域

本发明涉及一种可以应用于模具上的冷却装置,所述冷却装置采用点喷式冷却方式对模具上的热节点进行冷却处理。本发明还涉及应用所述点喷式冷却环的轮毂模具。

背景技术

为了能够加快铸件的冷却速度，在铸造模具中往往设置有冷却装置。本申请人关注到中国实用新型专利ZL201120209943.7所披露的一种多点组合冷却装置，包括环形的冷却座9，在所述环形的冷却座9上设置有上下两个循环水道 (18、19)，将下循环水道设置成进水水道 19，上循环水道设置成回水水道 18，所述进水水道19通过进水管6与铸造机冷却介质液源接通，所述回水水道18通过回水管7与铸造机回水管道接通。在所述冷却座9的上表面上设置有多个相互间隔设置的环形凸台14，在所述冷却座9的上表面上对于每个环形凸台14的内环空间上都设置有一个进水孔22和一个回水孔25，所有所述进水孔22都与所述进水水道 19连通，所有所述回水孔25都与所述回水水道18连通。冷却管24螺纹旋接在所述进水孔22上。在模具的热节点设置有多个冷却孔8，每个所述冷却孔 8的前端都设置有沉台12，一个所述沉台12对应一个所述凸台14设置。安装时，所述冷却座9的凸台14与所述沉台12一一对应配合贴合紧密，所述冷却管24伸入到所述冷却孔8内。冷却液从所述冷却管24喷出对所述热节区域进行冷却，由于所述凸台14与所述沉台12贴合紧密，残余的冷却液不能渗漏出来而集聚在所述环形凸台14的内环空间内并通过所述回水孔25回流到所述回水水道18内。所述多点组合冷却装置属于封闭循环水冷却机构，不仅能够同时对多个热节点进行冷却处理，还能够把分别对不同的热节点提供冷却液的多个冷却管集合到一个冷却座上，通过设置在所述冷却座上的上下两个循环水道为多个所述冷却管提供冷却液以及回收残余的冷却液，从而减少进水管和回水管数量的设置。但是可以发现，为了能够引导所述进水水道19内的冷却液向上喷洒到所述冷却孔8内，需要设置与所述进水水道19连通并伸入到所述冷却孔8内的分支冷却管23和喷嘴24，以及用于回收由所述喷嘴24喷洒出来的冷却液并与所述回水水道18连通的所述回水孔25，从而使得所述进水水道19、分支冷却管23、喷嘴24和回水水道18形成串联的水流管道。认真研究所述多点组合冷却装置的结构后可以发现，设置在其上的水流管道的结构是极其复杂的，而且需要在所述冷却座9上针对每个冷却点分别通过钻刀加工出纵横交错的进水孔22、回水孔25和回水水道18等通道，加工非常繁琐，无疑会增加所述多点组合冷却装置的加工成本。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的发明目的之一旨在对所述冷却机构的内部流道结构进行改进，从而简化流道结构以及简化所述流道的加工操作。鉴于此本发明提出一种点喷式冷却环，其特征在于，包括呈闭环状的外壳体，所述外壳体具有分体设置的上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体上下对合后在它们之间形成环形内腔；在所述环形内腔内容置有环绕所述外壳体的中央环心布置的冷媒输送内管，所述冷媒输送内管大致呈C形并且首、尾两端分别呈封闭状，在所述冷媒输送内管上设置有用于连通外部冷媒源的进料口；在所述外壳体的外壳壁和所述冷媒输送内管的外管壁之间形成有冷媒过道，在所述外壳体上设置有布置在不同的壳壁区域上的出料口和过渡通孔，所述出料口连通所述冷媒过道；还包括有穿套在所述过渡通孔内的冷媒喷管，所述冷媒喷管的内端管口连通所述冷媒输送内管，外端管口布置在所述外壳体之外，在所述过渡通孔的孔内壁和所述冷媒喷管的管外壁之间形成有回流间隙，所述回流间隙连通所述冷媒过道。

其中，所述外壳体具有分体设置的上壳体和下壳体。这样分体设置的上壳体和下壳体可以独立分别制造并采用不同的材质。

其中，所述冷媒输送内管大致呈C形并且首、尾两端分别呈封闭状。这样，所述冷媒输送内管的首、尾两端并没有连通一起，它们之间是间隔开的，并且进入到所述冷媒输送内管的冷媒不能通过所述冷媒输送内管的首、尾两端泄漏出来。

其中，所述冷媒喷管的内端管口连通所述冷媒输送内管，外端管口布置在所述外壳体之外。这样，进入到所述冷媒输送内管的冷媒能够通过所述冷媒喷管喷射到所述外壳体之外。

其中，所述出料口和所述回流间隙分别连通所述冷媒过道。这样，从所述回流间隙回流到所述冷媒过道内的冷媒能够通过所述出料口排出所述外壳体。

根据上述技术方案，与现有技术相比，本发明的有益技术效果在于：

1.由于所述上壳体和下壳体采用的是分体结构，所以便于所述上壳体和下壳体的加工，特别是便于所述上壳体和下壳体的内部结构的加工，从而能够比较简便地在它们之间形成所述环形内腔。其次，还能够比较便捷地在所述环形内腔内形成所述冷媒过道。具体说是先把所述冷媒输送内管安装定位在所述上、下壳体中的其中一个壳体上，然后把所述上壳体和下壳体对合一起后即能够在所述外壳体和所述冷媒输送内管之间形成所述冷媒过道。与现有专利ZL201120209943.7中一种多点组合冷却装置的内部结构相比，本发明的所述点喷式冷却环的内部流道结构更简洁，大大简化了加工操作和降低了加工成本。

2.由于所述冷媒输送内管大致呈C形并且首、尾两端分别呈封闭状。这样，从所述进料口进入到所述冷媒输送内管的冷媒在充盈所述冷媒输送内管后将向上流入到所述冷媒喷管内继而喷洒到所述外壳体之外。同时也有利于当有多根所述冷媒喷管连通到所述冷媒输送内管上时，每根所述冷媒喷管都能够分配到流量和温度都基本一致的冷媒，从而能够对多个冷却热节点进行同强度的冷却处理。另外，所述冷媒输送内管的结构非常简洁，非常便于制造。

3.由于所述回流间隙连通所述冷媒过道。这样，通过所述冷媒喷管喷晒到所述外壳体之外的冷媒能够穿过所述回流间隙回流到所述冷媒过道内，继而通过所述出料口排出所述点喷式冷却环。

进一步的技术方案还可以是，所述上壳体具有顶壳壁和一对分置在所述顶壳壁左、右两端的侧壳壁，所述上壳体的顶壳壁和侧壳壁分别与所述冷媒输送内管之间具有间隔空间。即所述冷媒输送内管并不是紧靠在所述上壳体上的，有利于减少在所述冷媒输送内管内流动的低温冷媒与所述上壳体之间的热交换量，避免或减少所述上壳体急剧降温而对与所述上壳体直接接触的模具部分造成不良影响。

进一步的技术方案还可以是，所述上壳体具有顶壳壁和一对分置在所述顶壳壁左、右两端的侧壳壁，所述上壳体为隔热壳体。这样，同样有利于减少在所述冷媒输送内管内流动的低温冷媒与所述上壳体之间的热交换量，避免或减少所述上壳体急剧降温而对与所述上壳体直接接触的模具部分造成不良影响。

进一步的技术方案还可以是，所述进料口和所述冷媒喷管错位设置。这样，从所述进料口进入到所述冷媒喷管内的冷媒需要沿所述冷媒喷管流动一段距离后再进入到所述冷媒喷管内，而不会径直进入到所述冷媒喷管内，否则会导致与所述进料口对齐布置的冷媒喷管喷出过量的冷媒，而其他所述冷媒喷管的冷媒喷射量却明显偏少。

进一步的技术方案还可以是，所述出料口对应所述冷媒输送内管的首、尾两端之间的间隔空间布置。这样，避免所述出料口被所述冷媒输送内管遮盖而影响冷媒的排放量和排放速度。

另外，本发明还提出一种应用所述点喷式冷却环的轮毂模具，其特征在于，包括上、下分置的上模、下模以及布置在所述上模、下模之间的侧模，所述上模、下模和所述侧模围成轮毂型腔，在所述下模上设置有用于输入原料熔液的浇口，所述浇口连通所述轮毂型腔，在所述浇口的上周壁上设置有至少一对凸起柱，全部的所述凸起柱向上延伸并环绕所述浇口布置；其特征在于，在所述下模的下侧壁上设置有呈封闭环状的容置坑，所述浇口布置在由所述容置坑所界定的的中央空间内，在所述下模的下侧壁上还设置有针对每个凸起柱分别配置的冷却腔，所述冷却腔朝所述凸起柱所在方向延伸，所述冷却腔布置在所述容置坑的上方并连通所述容置坑；在所述容置坑内镶装有所述点喷式冷却环，所述点喷式冷却环的冷媒喷管的外端管口伸入到所述冷却腔内，所述点喷式冷却环的过渡通孔连通所述冷却腔。这样，从所述点喷式冷却环的冷媒喷管喷射而出的冷媒能够进入到所述冷却腔内对所述凸起柱进行冷却处理，然后通过所述过渡通孔回流到所述冷媒过道内，继而通过所述出料口排出所述点喷式冷却环。

由于本发明具有上述特点和优点，为此可以应用到多点冷却机构及其应用的轮毂模具。

附图说明

图1 是应用本发明技术方案的点喷式冷却环的轮毂模具的剖面结构示意图；

图2 是所述点喷式冷却环的立体结构示意图；

图3 是所述点喷式冷却环的俯视结构示意图；

图4 是图3中A-A的剖面结构示意图；

图5 是图3中B-B的剖面结构示意图；

图6 是所述点喷式冷却环的俯视结构示意图，为了能够看清楚所述冷媒输送内管4，图中省略显示所述外壳体3。

具体实施方式

下面结合附图对应用本发明技术方案的点喷式冷却环及其应用的轮毂模具的结构作进一步的说明。

如图1所示，应用点喷式冷却环2的轮毂模具100包括上、下分置的上模1、下模12，以及设置在所述上模1和下模12之间的侧模11，所述上模1、下模12和侧模11围成轮毂型腔10，在所述下模12上设置有用于输入原料熔液的浇口13，所述浇口13连通所述轮毂型腔10，在所述浇口13的上周壁上设置有至少一对凸起柱121（又称PCD柱），全部的所述凸起柱121向上延伸并环绕所述浇口13布置。在所述下模12的下侧壁上设置有呈封闭环状的容置坑（图中被所述点喷式冷却环2遮挡，所以未予以标记），所述浇口13布置在由所述容置坑所界定的中央空间内。在所述下模12的下侧壁上还设置有针对每个凸起柱121分别配置的冷却腔120，所述冷却腔120朝所述凸起柱121所在方向延伸。所述冷却腔120布置在所述容置坑的上方连通所述容置坑，在所述容置坑内镶装有所述点喷式冷却环2。

如图2至图6所示，所述点喷式冷却环2包括呈闭环状的外壳体3，所述外壳体3具有分体设置的上壳体31和下壳体32，所述上壳体31和下壳体32上下对合后在它们之间形成环形内腔300。在所述环形内腔300内容置有环绕所述外壳体3的中央环心布置的冷媒输送内管4，所述冷媒输送内管4大致呈C形并且首、尾两端（41、42）分别呈封闭状，在所述冷媒输送内管4上设置有用于连通外部冷媒源的进料口，在所述进料口上连接有进料管7。在所述外壳体3的外壳壁和所述冷媒输送内管4的外管壁之间形成有冷媒过道301，在所述外壳体3上设置有布置在不同的壳壁区域上的出料口320和过渡通孔30，所述出料口320连通所述冷媒过道301并对应所述冷媒输送内管4的首、尾两端（41、42）之间的间隔空间布置，所述过渡通孔30连通所述冷却腔120，另外在所述出料口320上连接有出料管6。还包括有5支冷媒喷管5。所述支冷媒喷管5的数量是根据所述凸起柱121的数量适配性设置的。当在其他的实施方式中只设置2个所述凸起柱时，则设置2支所述支冷媒喷管5。所述冷媒喷管5穿套在所述过渡通孔30内，所述冷媒喷管5的内端管口连通所述冷媒输送内管4，外端管口布置在所述外壳体3之外并伸入到所述冷却腔120内。在所述过渡通孔30的孔内壁和所述冷媒喷管5的管外壁之间形成有回流间隙30a，所述回流间隙30a连通所述冷媒过道301。冷却工作过程中，低温冷媒通过所述进料管7进入到所述冷媒输送内管4内。由于所述冷媒输送内管4大致呈C形并且首、尾两端分别呈封闭状。这样，从所述进料口进入到所述冷媒输送内管4的冷媒在充盈所述冷媒输送内管4后将向上流入到所述冷媒喷管5内继而喷洒到所述外壳体3之外并进入到所述冷却腔120内对所述凸起柱121进行冷却处理。并且每根所述冷媒喷管5都能够分配到流量和温度都基本一致的冷媒，从而能够对多个所述凸起柱121进行同强度的冷却处理。然后吸收了所述凸起柱121热量的高温冷媒通过所述回流间隙30a回流到所述冷媒过道301内，继而通过所述出料口320和出料管6排出所述点喷式冷却环2。

进一步的，所述进料口和所述冷媒喷管5错位设置。这样，从所述进料口进入到所述冷媒喷管5内的冷媒需要沿所述冷媒喷管5流动一段距离后再进入到所述冷媒喷管5内，而不会径直进入到所述冷媒喷管5内，否则会导致与所述进料口对齐布置的冷媒喷管5喷出过量的冷媒，而其他所述冷媒喷管5的冷媒喷射量却明显偏少。

根据上述技术方案可以发现，由于所述上壳体31和下壳体32采用的是分体结构，所以便于所述上壳体31和下壳体32的加工，特别是便于所述上壳体31和下壳体32的内部结构的加工，从而能够比较简便地在它们之间形成所述环形内腔300。其次，还能够比较便捷地在所述环形内腔300内形成所述冷媒过道301。具体说是先所述冷媒输送内管4安装定位在所述上、下壳体（31、32）中的其中一个壳体上，然后把所述上壳体31和下壳体32对合一起后即能够在所述外壳体3和所述冷媒输送内管4之间形成所述冷媒过道301。另外，所述冷媒输送内管4的结构非常简洁，非常便于制造。

在使用所述点喷式冷却环2对所述凸起柱121实施冷却处理时，难免会对影响到所述浇口10周边部位的温度。如果过早对所述浇口10周边部位进行冷却，会导致所述浇口10内的金属熔液过早冷却而影响到补缩效果，从而导致铸件出现缩孔等缺陷。传统的解决方案是在完成补缩后再启动所述点喷式冷却环2，实际上也即推迟所述凸起柱121的冷却时间，这样明显影响到冷却效率。鉴于此，本发明提出进一步的解决方案。如图4所示，所述上壳体31具有的顶壳壁311和一对分置在所述顶壳壁311左、右两端的侧壳壁（312、313），所述上壳体31的顶壳壁311和侧壳壁（312、313）分别与所述冷媒输送内管4之间具有间隔空间。即所述冷媒输送内管4并不是紧靠在所述上壳体31上的，有利于减少在所述冷媒输送内管4内流动的低温冷媒与所述上壳体31之间的热交换量，避免或减少所述上壳体31急剧降温而对与所述上壳体31直接接触的模具部分造成不良影响。进一步的，所述上壳体31为隔热壳体。这样，能够进一步减少在所述冷媒输送内管4内流动的低温冷媒与所述上壳体31之间的热交换量。如此，通过所述冷媒喷管5喷出的冷媒对每个所述凸起柱121进行同步、同强度的冷却，保证所述凸起柱121的冷却效果。同时又能够通过所述上壳体31的隔热作用，避免冷媒提前冷却所述浇口13内的金属熔液，保证铸件的补缩效果，更有利于平衡所述轮毂模具的温度。所以在使用所述点喷式冷却环2时并不需要像传统工序一样刻意推迟对所述凸起柱121的冷却时间，有利于提高冷却效率。

Claims (6)

1.点喷式冷却环，其特征在于，包括呈闭环状的外壳体，所述外壳体具有分体设置的上壳体和下壳体，所述上壳体和下壳体上下对合后在它们之间形成环形内腔；在所述环形内腔内容置有环绕所述外壳体的中央环心布置的冷媒输送内管，所述冷媒输送内管大致呈C形并且首、尾两端分别呈封闭状，在所述冷媒输送内管上设置有用于连通外部冷媒源的进料口；在所述外壳体的外壳壁和所述冷媒输送内管的外管壁之间形成有冷媒过道，在所述外壳体上设置有布置在不同的壳壁区域上的出料口和过渡通孔，所述出料口连通所述冷媒过道；还包括有穿套在所述过渡通孔内的冷媒喷管，所述冷媒喷管的内端管口连通所述冷媒输送内管，外端管口布置在所述外壳体之外，在所述过渡通孔的孔内壁和所述冷媒喷管的管外壁之间形成有回流间隙，所述回流间隙连通所述冷媒过道。

2.根据权利要求1所述的点喷式冷却环，其特征在于，所述上壳体具有顶壳壁和一对分置在所述顶壳壁左、右两端的侧壳壁，所述上壳体的顶壳壁和侧壳壁分别与所述冷媒输送内管之间具有间隔空间。

3.根据权利要求1所述的点喷式冷却环，其特征在于，所述上壳体具有的顶壳壁和一对分置在所述顶壳壁左、右两端的侧壳壁，所述上壳体为隔热壳体。

4.根据权利要求1、2或3所述的点喷式冷却环，其特征在于，所述进料口和所述冷媒喷管错位设置。

5.根据权利要求1、2或3所述的点喷式冷却环，其特征在于，所述出料口对应所述冷媒输送内管的首、尾两端之间的间隔空间布置。

6.应用上述权利要求1至权利要求5任一项所述点喷式冷却环的轮毂模具，包括上、下分置的上模、下模以及布置在所述上模、下模之间的侧模，所述上模、下模和所述侧模围成轮毂型腔，在所述下模上设置有用于输入原料熔液的浇口，所述浇口连通所述轮毂型腔，在所述浇口的上周壁上设置有至少一对凸起柱，全部的所述凸起柱向上延伸并环绕所述浇口布置；其特征在于，在所述下模的下侧壁上设置有呈封闭环状的容置坑，所述浇口布置在由所述容置坑所界定的中央空间内，在所述下模的下侧壁上还设置有针对每个凸起柱分别配置的冷却腔，所述冷却腔朝所述凸起柱所在方向延伸，所述冷却腔布置在所述容置坑的上方并连通所述容置坑；在所述容置坑内镶装有所述点喷式冷却环，所述点喷式冷却环的冷媒喷管的外端管口伸入到所述冷却腔内，所述点喷式冷却环的过渡通孔连通所述冷却腔。