專(zhuān)利名稱(chēng)：冷卻裝置和模具的組件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于冷卻模具的裝置和模具的組件，該裝置包括一環(huán)繞模具的環(huán)形通道系統(tǒng)，該通道系統(tǒng)包括一通道，該通道具有至少一個(gè)供給冷卻介質(zhì)進(jìn)入通道內(nèi)部的進(jìn)口，該通道具有至少一個(gè)面對(duì)模具的冷卻介質(zhì)的出口孔。
本發(fā)明也涉及一用于冷卻模具的裝置。
這種組件在例如美國(guó)專(zhuān)利US 4,032,317中進(jìn)行了描述。該美國(guó)專(zhuān)利描述了一沿模具的不同部分分配和控制冷卻介質(zhì)流動(dòng)的裝置。為達(dá)到此目的，冷卻介質(zhì)被引入環(huán)繞模具的底座的環(huán)形腔。冷卻介質(zhì)可通過(guò)出口孔離開(kāi)該空腔，帶孔的隔板和大量的控制閥用于沿模具的不同部分選擇性地調(diào)節(jié)和引導(dǎo)冷卻介質(zhì)的流動(dòng)。通過(guò)該已知裝置可選擇性的控制模具的不同部分的溫度。
如上所述，用于冷卻模具的裝置與模具的組合件，以及其它部件用來(lái)制造用于顯像管的玻璃件，例如屏幕和錐形體。
實(shí)踐證明使用該已知裝置經(jīng)常造成該模具的不均勻的冷卻。
本發(fā)明的目的是提供一用于模具冷卻的裝置和模具的組件，使得通過(guò)簡(jiǎn)單方法獲得該模具的更均勻冷卻。
在用于冷卻模具的裝置和模具的組件中，這一目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，該通道適合于使得環(huán)繞模具的冷卻介質(zhì)大體上為一切向的流動(dòng)方向。
常規(guī)的裝置造成這樣一種流動(dòng)型式，其中冷卻介質(zhì)在流向出口孔的過(guò)程中相對(duì)于模具部分順時(shí)針和部分逆時(shí)針地流過(guò)通道。因此，尤其在方向相反的流體相遇的區(qū)域，環(huán)形通道系統(tǒng)內(nèi)的壓力差可能會(huì)上升。這些壓力差可導(dǎo)致沿模具的冷卻介質(zhì)的流動(dòng)有差異。這樣就造成了該模具冷卻的不均勻。
根據(jù)本發(fā)明，通道適合于以這樣的一種形式，即冷卻介質(zhì)在整個(gè)通道內(nèi)都具有大體上相同的切向流向。因此冷卻介質(zhì)流動(dòng)的切向分量在整個(gè)通道內(nèi)都大體上方向相同。其結(jié)果是冷卻介質(zhì)在通道內(nèi)大體上順時(shí)針或逆時(shí)針地環(huán)繞模具流動(dòng)。在通道內(nèi)這樣的流動(dòng)型式減小了在通道內(nèi)可能出現(xiàn)的壓力差，因而獲得更均勻的冷卻。
在該已知的組件中，如希望獲得模具的均勻冷卻，對(duì)大量的控制閥進(jìn)行復(fù)雜的調(diào)節(jié)是必須的。本發(fā)明的組件的另一優(yōu)點(diǎn)是控制閥及其調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)均可省去。冷卻介質(zhì)流動(dòng)的大體上方向相同的切向分量將確保對(duì)模具的足夠均勻的冷卻。
依靠本發(fā)明的組件，通過(guò)簡(jiǎn)單的方式可獲得模具的更加均勻的冷卻。實(shí)踐證明模具均勻的冷卻對(duì)使用該模具制造的玻璃制品的最終物理特性是有利的。不均勻的冷卻可能將造成上述制品尺寸過(guò)大，并且在將該制品從模具中取出時(shí)導(dǎo)致許多問(wèn)題。
根據(jù)本發(fā)明組件的一實(shí)施例，其中該通道具有一用于冷卻介質(zhì)的供應(yīng)通道，其特征在于，該供應(yīng)通道與該通道大體上相切地連通。當(dāng)冷卻介質(zhì)流過(guò)該供應(yīng)通道時(shí)，供應(yīng)通道中的冷卻介質(zhì)的流動(dòng)方向大體上平行于該供應(yīng)通道。在供應(yīng)通道和該通道的連通之處冷卻介質(zhì)趨于保持平行于供應(yīng)通道的流動(dòng)方向。由于本發(fā)明采取的措施，冷卻介質(zhì)在供應(yīng)通道和通道的連通之處獲得了大體上切向的流動(dòng)方向。該通道還適合于使得冷卻介質(zhì)繼續(xù)在基本上整個(gè)通道內(nèi)具有大體上相同的切向流向。因此冷卻介質(zhì)將環(huán)繞模具大體上順時(shí)針或逆時(shí)針地在通道內(nèi)流動(dòng)。
該供應(yīng)通道與該通道的連通點(diǎn)優(yōu)選地設(shè)置在靠近遠(yuǎn)離模具的通道的一側(cè)上。供應(yīng)通道的連通點(diǎn)優(yōu)選地設(shè)置在相對(duì)于設(shè)有出口孔的通道一側(cè)。這些措施有助于在通道內(nèi)形成符合要求的平均壓力差。
出口孔優(yōu)選地設(shè)置在靠近面對(duì)環(huán)形通道系統(tǒng)的中心的通道一側(cè)。特別是當(dāng)與在靠近遠(yuǎn)離環(huán)形通道的中心的通道一側(cè)連通的供應(yīng)通道相結(jié)合時(shí)，這個(gè)措施有助于在靠近出口孔處形成更加均勻的壓力分布，并且有助于模具的更加均勻的冷卻。
本發(fā)明組件的另一實(shí)施例的特征在于通道具有一用于冷卻介質(zhì)的出口，其中在該通道的進(jìn)口和出口之間設(shè)有出口孔，并且該通道的橫截面積從進(jìn)口到出口遞減。通道的遞減的橫截面積將確保通道內(nèi)冷卻介質(zhì)的切向的速度分量的大致恒定。通道從進(jìn)口到出口變窄，類(lèi)似蝸牛殼狀。
通道的出口優(yōu)選地與通道的進(jìn)口連通。供應(yīng)通道和通道的出口優(yōu)選地與通道的進(jìn)口相切地連通。于是冷卻介質(zhì)的切向流向?qū)е滦D(zhuǎn)流，稱(chēng)為渦流或旋流，從而使得冷卻介質(zhì)的進(jìn)口條件的差異被平均，并且環(huán)繞模具可獲得均勻的壓力分布。
通過(guò)適當(dāng)?shù)剡x擇通道的尺寸，近似的自由渦流在通道內(nèi)形成。渦流是以同心圓為流線(xiàn)的旋轉(zhuǎn)流，其中切向的速度分量與離圓心的一定距離成反比。因此冷卻介質(zhì)的切向流速在面向環(huán)形通道系統(tǒng)的中心的通道的一側(cè)處為最大值。
通道的橫截面積大小優(yōu)選地從通道進(jìn)口到出口連續(xù)遞減。為在通道內(nèi)獲得均勻的壓力分布，理論上通道的橫截面積應(yīng)按指數(shù)級(jí)遞減。然而橫截面積的線(xiàn)性地遞減所引起的差別實(shí)際上非常小，以致于可選擇線(xiàn)性地遞減的橫截面積。
本發(fā)明組件的一實(shí)施例的特征在于該通道系統(tǒng)包括一在面對(duì)模具的通道的一側(cè)的另一通道，其中通道的出口孔終止在該另一通道，該另一通道在面對(duì)模具的一側(cè)上具有至少一個(gè)另外的出口孔。該另一通道源于具有環(huán)繞模具的冷卻介質(zhì)的均勻壓力分布的通道，隨后該另一通道通過(guò)延伸出口孔分配并控制沿模具的不同部分的冷卻介質(zhì)的流動(dòng)。
本發(fā)明這些和其它的方面將由下文描述的實(shí)施例表現(xiàn)出來(lái)并且予以闡明。
附圖中

圖1是沿圖2中A-A線(xiàn)截取的、已知的用于冷卻模具的裝置和模具的組件的實(shí)施例的示意圖；圖2是沿圖1中B-B線(xiàn)截取的、已知的用于冷卻模具的裝置和模具的組件的實(shí)施例的示意圖；圖3是沿圖4中A-A線(xiàn)截取的、本發(fā)明的用于冷卻模具的裝置和模具的組件的實(shí)施例的示意圖；以及圖4是沿圖3中B-B線(xiàn)截取的、本發(fā)明的用于冷卻模具的裝置和模具的組件的實(shí)施例的示意圖。
當(dāng)模制用于顯像管(陰極射線(xiàn)管)的玻璃錐形體和屏幕時(shí)，模具1借助于通常為空氣形式的冷卻介質(zhì)冷卻其外側(cè)面。圖中用標(biāo)記11表示的該空氣供給到形式為圓形冷卻箱2的用于冷卻模具的裝置。該冷卻箱通常包括二個(gè)部分一通道3和另一延伸通道4，該通道3也稱(chēng)為下箱，其使得空氣環(huán)繞模具分布；而通道4也稱(chēng)上箱，其使得空氣沿模具的外側(cè)面分布。在已知的用于冷卻模具的裝置中，如圖1和圖2所示意，空氣徑向地被吹入下箱。下箱3中的壓力分布完全不均勻。在前部5和后部6以及左部7和右部8之間存在著較大的壓力差。因?yàn)樯舷?中的空氣通過(guò)出口孔9經(jīng)由下箱3供給，這就造成通過(guò)上箱4且通過(guò)另一出口孔10的不均勻流動(dòng)和模具1的不均勻冷卻。
此外，在一模具上不同的冷卻箱之間存在著冷卻性能上的偏差。這是因不同的冷卻箱2之間尺寸和安裝的差異有最小偏差的結(jié)果。
不均勻的冷卻和模具上不同的冷卻箱之間的相互差異導(dǎo)致模制過(guò)程不受控制。已知的冷卻箱2是造成尺寸過(guò)大和產(chǎn)品從模具1中取出時(shí)多種問(wèn)題的重要原因。
依照本發(fā)明的一方面，空氣被切向地吹入下箱3，類(lèi)似于氣旋形式，而不是常規(guī)的徑向吹入。該切向地吹入導(dǎo)致在通道3內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)流，稱(chēng)為渦流或旋流，從而使得冷卻介質(zhì)的進(jìn)口條件的差異被平均，并且環(huán)繞模具1的通道3內(nèi)可獲得均勻的切向壓力分布。
本發(fā)明用于冷卻模具的裝置和模具的組件的一實(shí)施例在圖3和圖4中示意性地示出。在這個(gè)實(shí)施例中，下箱3具有“蝸牛殼”的形狀，其中供應(yīng)通道12在遠(yuǎn)離環(huán)形通道系統(tǒng)的中心的一側(cè)上與通道大體上相切地連通。在這個(gè)實(shí)施例中，選擇了縫隙狀的出口孔9，該孔處面對(duì)環(huán)形通道系統(tǒng)的中心的一側(cè)上環(huán)繞該通道。
下箱的最大的外半徑Ro由該模具上的空間決定。下箱的內(nèi)半徑Ri由模具1的底座決定。當(dāng)下箱3的高度為恒定時(shí)，唯有通道進(jìn)口14的寬度Wi和“蝸牛殼為的形狀仍是可自由選擇的參數(shù)。
較窄的進(jìn)口14(Wi相對(duì)于W較小)產(chǎn)生高流入速度(按給定速度)和高壓降，但是其具有均勻的切向壓力分布的優(yōu)點(diǎn)。較寬的進(jìn)口(Wi相對(duì)于W較大)產(chǎn)生低壓降，但是有不均勻切向壓力分布的風(fēng)險(xiǎn)“舌”13的影響在出口區(qū)域還可能非常明顯。依據(jù)估算，建議采用通道的進(jìn)口寬度Wi與總寬度W相比為0.5和0.7之間的比率。
本實(shí)施例示出了一具有用于冷卻介質(zhì)的出口15的通道，其與該通道13的的進(jìn)口14相連通。此外，該通道3的橫截面積從進(jìn)口14到出口15遞減，并形成了“蝸牛殼”的特征。為了在該通道內(nèi)獲得均勻的壓力分布，下箱3的橫截面積理論上應(yīng)按指數(shù)級(jí)遞減。當(dāng)該下箱3的高度和內(nèi)半徑Ri為定值時(shí)，這就意味著外半徑Ro應(yīng)從進(jìn)口14到出口15指數(shù)級(jí)遞減。然而外半徑Ro線(xiàn)性地遞減所引起的差異實(shí)際上非常小，以致于可選擇線(xiàn)性地遞減的外半徑Ro。
在本發(fā)明的冷卻箱的實(shí)施例中，(圖3和圖4中的)上箱4與(圖1和圖2中的)上箱4相同。
顯然在本發(fā)明的范圍內(nèi)可進(jìn)行許多變動(dòng)。例如，通道3的局部的橫截面形狀(正方形、矩形、圓形等)與本發(fā)明無(wú)關(guān)。上述的實(shí)施例示出了而不是限制本發(fā)明。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能構(gòu)想出在所附的權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)的各種的替代實(shí)施例。
在權(quán)利要求書(shū)中的任何在括號(hào)中參考的附圖標(biāo)記不應(yīng)理解為對(duì)權(quán)利要求的限制。
總之，本發(fā)明涉及一用于冷卻模具的裝置、冷卻箱2以及模具1的組件。這種模具1用于模制玻璃，例如用于顯像管(例如屏幕和錐形體)的玻璃件將被諸如水或空氣之類(lèi)的冷卻介質(zhì)環(huán)繞模具1流動(dòng)而冷卻。該冷卻介質(zhì)依靠冷卻箱2沿模具1的不同部分分布。
本發(fā)明的冷卻箱2以這樣的一種方式適合于，使該冷卻介質(zhì)流的切向分量在整個(gè)通道3內(nèi)大體上方向相同。實(shí)現(xiàn)此目的的方法是冷卻介質(zhì)切向地流入該通道，而不是常規(guī)的徑向地流入。該切向流入導(dǎo)致在通道3內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)流，稱(chēng)為渦流或旋流，使得冷卻介質(zhì)的進(jìn)口條件的差異被平均，并且獲得通道3內(nèi)均勻的壓力分布。依靠本發(fā)明的組件，通過(guò)簡(jiǎn)單的方式可獲得更加均勻的模具1的冷卻。
權(quán)利要求
1.一種用于冷卻模具(1)的裝置和模具(1)的組件，所述裝置包括一環(huán)繞該模具(1)的環(huán)形通道系統(tǒng)，該通道系統(tǒng)包括一通道(3)，該通道具有至少一個(gè)用于供給冷卻介質(zhì)進(jìn)入該通道(3)內(nèi)部的進(jìn)口(14)，該通道(3)具有至少一個(gè)面對(duì)模具的用于冷卻介質(zhì)的出口孔(9)，其特征在于該通道(3)適合于環(huán)繞模具的冷卻介質(zhì)大體上為一切向流動(dòng)方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其中，所述通道(3)具有一用于冷卻介質(zhì)的供應(yīng)通道(12)，其特征在于該供應(yīng)通道(12)大體上與該通道(3)相切地連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的組件，其特征在于該供應(yīng)通道(12)在靠近遠(yuǎn)離該模具的通道(3)的一側(cè)與該通道(3)連通。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的組件，其特征在于該出口孔(9)設(shè)置于靠近面對(duì)該環(huán)形通道系統(tǒng)的中心的通道(3)的一側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的組件，其特征在于該通道(3)具有一冷卻介質(zhì)的出口(15)，其中出口孔(9)設(shè)置在通道(3)的進(jìn)口(14)和出口(15)之間，并且通道(3)的橫截面積從進(jìn)口(14)到出口(15)遞減。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的組件，其特征在于該通道(3)的該出口(15)與該通道(3)的該進(jìn)口(14)連通。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的組件，其特征在于該通道(3)的橫截面積大小在該通道的該進(jìn)口(14)和該出口(15)之間連續(xù)地遞減。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組件，其特征在于該通道系統(tǒng)包括一在面對(duì)模具的該通道(3)的一側(cè)上的另一通道(4)，通道(3)的該出口孔(9)終止于該另一通道(4)，該另一通道(4)具有至少一個(gè)在面對(duì)模具的一側(cè)上的另一出口孔(10)。
9.一種用于冷卻模具的裝置，該裝置包括一具有至少一個(gè)通道(3)的環(huán)形通道系統(tǒng)，該通道(3)具有至少一個(gè)用于將冷卻介質(zhì)供給到該通道(3)內(nèi)部的進(jìn)口(14)，該通道(3)具有至少一個(gè)用于冷卻介質(zhì)的出口孔(9)，其特征在于該通道(3)適合于使得環(huán)繞模具的冷卻介質(zhì)大體上為一切向流動(dòng)方向。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的用于冷卻模具(1)的裝置，其特征在于該通道(3)適合于一種氣態(tài)的冷卻介質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于冷卻模具的裝置和冷卻箱(2)以及模具(1)的組件。這種模具(1)用于模制玻璃,例如用于顯像管(例如屏幕和錐形體)的玻璃件將被諸如水或空氣之類(lèi)的冷卻介質(zhì)環(huán)繞模具(1)流動(dòng)而冷卻。該冷卻介質(zhì)依靠冷卻箱(2)沿模具(1)的不同部分分布。本發(fā)明的冷卻箱(2)以這樣的一種方式適合于,使該冷卻介質(zhì)流的切向分量在整個(gè)通道(3)內(nèi)大體上方向相同。實(shí)現(xiàn)此目的的方法是冷卻介質(zhì)切向地流入該通道,而不是常規(guī)的徑向地流入。該切向流入導(dǎo)致在通道(3)內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)流,稱(chēng)為渦流或旋流,使得冷卻介質(zhì)的進(jìn)口條件的差異被平均,并且獲得通道(3)內(nèi)均勻的壓力分布。依靠本發(fā)明的組件,通過(guò)簡(jiǎn)單的方式可獲得更加均勻的模具(1)的冷卻。
文檔編號(hào)C03B11/12GK1380875SQ01801338
公開(kāi)日2002年11月20日 申請(qǐng)日期2001年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年5月19日
發(fā)明者J·W·克羅姆維克 申請(qǐng)人:皇家菲利浦電子有限公司