[发明专利]汽车轮毂模具冷却系统

说明书

本发明提供一种汽车轮毂模具冷却系统，属于机械技术领域。它解决了现有技术存在着稳定性差的问题。本冷却系统包括工质循环系统、冷却水循环和直接空冷系统，工质循环系统由轮毂模具、压缩机、储液罐、工质循环泵、膨胀阀、蒸发流道、水冷冷凝器或风冷冷凝器及管路组成，冷却水循环系统由水冷冷凝器、冷却塔及循环水泵组成。工质循环系统使用HFCs、HCs、HEFs、PFCs、CF3I、HFO1234yf等纯有机工质或水作为循环工质，冷端可采用水冷或直接空冷的方式，这两种冷却方式可分别设置也可合设。本汽车轮毂模具冷却系统稳定性高。

技术领域

本发明属于机械技术领域，涉及一种汽车轮毂模具冷却系统。

背景技术

汽车轮毂制造技术主要可分为铸造和锻造，铸造生产是让铝液进入到铸模中，依靠铝液的重力作用充满铸模或是通过高压气体持续加压，直至铝液在模具中冷却凝固。至于锻造生产则是通过拍、压、锻等手段来形成轮胚，不过锻造铝合金轮胚所需的锻压机成本过于高昂，因此铸造是现在比较普遍采用的生产工艺。在铸造生产时，铝液从液态到固态的凝固过程中，所出现体积减少的现象称为收缩，收缩是铝合金本身的物理性质，也是铸胚中缩孔、疏松、裂纹和变形等缺陷产生的根本原因。通过自然冷却的铸造方式不仅生产效率低下，同时也难以控制铸胚的凝固成型顺序，使得产品容易产生缺陷，降低了铸造产品的合格率，因此研发汽车轮毂模具的冷却技术对提高生产效率和产品的合格率都有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是提供一种汽车轮毂模具冷却系统，具有冷却效率高的优点，能够迅速降低轮毂模具的温度，提高生产效率，同时在冷却的过程中控制铸胚的凝固成型顺序，提高产品的合格率。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现：

一种汽车轮毂模具冷却系统，包括工质循环系统、冷却水循环和直接空冷系统，工质循环系统由轮毂模具、压缩机、储液罐、工质循环泵、膨胀阀、蒸发流道、水冷冷凝器或风冷冷凝器及管路组成，轮毂模具内蒸发流道出口经管道与压缩机进口相连接，压缩机出口分两路：一路经管道与水冷冷凝器热流体侧进口相连接，水冷冷凝器热流体侧出口经管道与储液罐进口相连接；一路经管道与风冷冷凝器热流体侧进口连接，风冷冷凝器热流体侧出口经管道与储液罐进口相连接，储液罐出口经管道与工质循环泵进口连接，工质循环泵出口经管道与膨胀阀进口连接，膨胀阀出口经管道与轮毂模具内蒸发流道进口相连接，完成一个循环；

冷却水循环系统由水冷冷凝器、冷却塔及循环水泵组成。水冷冷凝器冷流体侧出口经管路与冷却塔热流体侧进口相连接，冷却塔热流体侧出口经管道与循环水泵进口相连接，循环水泵出口经管道与水冷冷凝器冷流体侧进口相连接，完成一个循环。

工质循环系统使用HFCs或HCs或HEFs或PFCs或CF3I或HFO1234yf等纯有机工质或水作为循环工质。

轮毂模具内蒸发流道的入口设置在模具下方中心处，蒸发流道位于在轮辐下方，沿径向流动方向有一定的向上倾角。

本发明的工作原理是：低压的气态工质吸入压缩机中被压缩成高温高压的气态工质，高温高压的气态工质进入水冷或风冷冷凝器中对外散热，逐渐冷凝成高压的液态工质并进入储液罐，储液罐中的工质经工质循环泵加压通过膨胀阀，使高压的液态工质节流成为低温低压的湿蒸汽，然后进入轮毂模具内的蒸发流道中吸收热量，使轮毂模具迅速降温，加快铸胚的凝固速度，同时工质又变为低压气体，重新进入了压缩机中，往复循环。

与现有技术相比，本汽车轮毂模具冷却系统具有以下优点：

(1)该冷却系统结构简单、加工制作方便、冷却效率高，能够迅速降低轮毂模具的温度，加快铸胚的凝固速度，提高生产效率。

(2)工质由轮毂模具中心进入蒸发流道并沿径向向外流动，在流动过程中工质吸热温度逐渐升高，铸胚中心的温度始终保持在最低。随着冷却过程的进行，铸胚由中心沿径向向外顺次凝固成型，这样的凝固过程不易产生缺陷，提高了产品的合格率。