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CN201357532Y - 模具电加热和空气冷却系统 - Google Patents

模具电加热和空气冷却系统 Download PDF

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Abstract

本实用新型涉及模具电加热和空气冷却系统，特别是涉及用于大型复合模具例如风轮机叶片模具的模具电加热和空气冷却系统。具体的，本实用新型提供一种用于模具的模具电加热和空气冷却系统，所述模具构造为夹心结构，包括第一模具壳、第二模具壳和夹在所述第一模具壳的后侧和所述第二模具壳的前侧之间的芯层，所述第一模具壳的前侧包括一工作表面，其中所述系统包括电加热装置和空气冷却装置。当模具需要加热的时候，电流施加到电加热装置上，因此能够精确和均匀地控制模具温度。通过该系统从而能够精确地控制模具加热和迅速地冷却模具。

Description

模具电加热和空气冷却系统
技术领域
本实用新型涉及模具电加热和空气冷却系统，特别是涉及用于大型复合模具例如风轮机叶片模具的模具电加热和空气冷却系统。
背景技术
目前，有的风轮机叶片制造商采用电模具加热，而且在模具壳中使用电阻丝被广泛接受。然而在去除叶片后，或在模制过程中在过热时，现有电加热系统没有提供任何方法来使模具快速有效地冷却下来。
而有的风轮机叶片制造商使用空气加热和冷却模具。这种方法能够快速加热和冷却，但是使用空气加热不能精确并均匀地控制模具温度。使用者通常使用复杂的管道和门来操作气流，但这不能达到用电阻加热的精确加热效果。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种模具电加热和空气冷却系统，从而既能够精确地控制加热又能够迅速地冷却。
为实现上述目的，本实用新型提供一种用于模具的模具电加热和空气冷却系统，该模具构造为夹心结构，包括第一模具壳、第二模具壳和夹在所述第一模具壳的后侧和所述第二模具壳的前侧之间的芯层，所述第一模具壳的前侧包括一工作表面，其中所述系统包括电加热装置和空气冷却装置。
优选的，所述电加热装置设置在所述第一模具壳中，所述空气冷却装置设置在所述第二模具壳和所述芯层中。
优选的，所述电加热装置包括加热电缆。
优选的，所述电加热装置还包括加热传感器和过热感测开关。
优选的，施加到所述加热电缆上的加热功率为100-5000W/m2。
优选的，所述空气冷却装置包括在所述芯层中的至少一个空气路径和在所述第二模具壳中的多个通孔，每个所述通孔与其中一个所述空气路径连通。
优选的，所述空气路径为由多个沟槽组成的至少一个褶皱通道，在与所述褶皱通道的轴线相垂直的截面上，所述多个沟槽呈C形或U形。
优选的，所述空气路径为多个平行布置的气流孔。
优选的，在与所述气流孔的轴线相垂直的截面上，所述多个气流孔布置成蜂窝状。
优选的，第二模具壳中的所述多个通孔中，至少其中一些通孔沿所述芯层中空气流动的方向设置在靠近所述模具各边缘的位置。
优选的，冷空气供应设备通过柔性管与所述通孔相连。
优选的，所述芯层由铝、玻璃纤维或类似物制成。
优选的，所述第一模具壳由环氧树脂或乙烯基酯树脂和玻璃纤维或碳纤维通过树脂注入工艺制成。
优选的，所述第二模具壳通过手敷层叠和真空注入形成。
优选的，所述第二模具壳通过预浸料(prepreg)形成。
优选的，所述第一模具壳和所述第二模具壳具有相同的厚度和层叠结构。
当模具需要加热的时候，电流施加到加热电缆上，因此能够精确和均匀地控制模具温度。当模具需要冷却的时候，将来自冷空气供应设备的冷空气通过一些通孔供应到芯层中，冷空气在褶皱通道或气流孔中流动，并通过另一些通孔排出芯层，同时带走模具的热量。因此，可快速并有效地冷却模具。
附图说明
图1是本实用新型的模具电加热和空气冷却系统的截面视图，示出模具的夹心结构；
图2是从图1中的Y方向看该系统的视图，示出第二模具壳中的通孔；
图3是从图1中的X方向看该系统的另一截面视图，示出芯层中的C形或U形沟槽；且
图4是与图3类似的视图，示出图3中沟槽的可替换实施例。
具体实施方式
下面将参照附图描述本实用新型的优选实施例。
图1-3示出本实用新型用于模具的模具电加热和空气冷却系统的一个实施例。其中，图1是本实用新型系统的截面视图，示出模具的夹心结构；图2是从图1中的Y方向看该系统的视图，示出第二模具壳中的通孔；图3是从图1中的X方向看该系统的另一截面视图，示出芯层中的C形或U形沟槽。
如图1所示，该模具具有夹心结构，包括第一模具壳2，第二模具壳5，以及插入在第一模具壳2和第二模具壳5之间的芯层4。
第一模具壳2为复合层叠结构，由环氧树脂或乙烯基酯树脂和玻璃纤维或碳纤维通过树脂注入工艺形成。第一模具壳2的前表面(在图1中示为下表面)为模具的工作表面1。加热电缆3根据加热计划直接铺设在第一模具壳2中的加热区中。加热区域例如为1-5m2。加热功率可在100-5000W/m2的范围中设置。也可根据需要在第一模具壳2中铺设加热传感器和过热感测开关。
芯层4由玻璃纤维、铝或类似物制成。它结合在第一模具壳2的后表面(在图1中示为上表面)和第二模具壳5的前表面(在图1中示为下表面)之间，构造成使冷空气沿方向6(图1中)通过其中。例如，芯层4包括由多个沟槽8组成的褶皱通道9，其中在与褶皱通道9的轴线相垂直的截面上，沟槽8呈C形或U形。褶皱通道9和沟槽8示于图1和3中。可选的，如图4所示，用于冷空气流动的芯层4可由这样的材料制成，该材料具有多个彼此平行的气流孔10。例如，当从X方向看时，也就是说在与气流孔10的轴线相垂直的截面上，气流孔10可布置成蜂窝状。
第二模具壳5通过手敷层叠和真空注入制成。从第二模具壳5的后表面(图1中示为上表面)钻多个通孔7。如图3和4所示，每个通孔7都与其中一个褶皱通道8或者气流孔10相通，用于引入或排出冷空气经过芯层4。通孔7的布置可参见图2，至少其中一些通孔7沿所述芯层中空气流动的方向6设置在靠近所述模具两边缘的位置，从而使得引入的冷空气能够流动通过模具的大部分，然后从模具中排出。
另外，尽管图中没有示出，作为冷空气源的已知类型冷空气供应设备提供到本系统中，并通过柔性管(图中略去)连接到第二模具壳5中的通孔7。
在特别优选的实施例中，第一模具壳2和第二模具壳5具有相同的厚度和层叠结构，从而使该系统具有整体的热对称性，防止在加热和冷却过程中翘曲。
该模具电加热和冷却系统以如下方式工作。当模具需要加热的时候，电流施加到加热电缆3上，因此能够精确和均匀地控制模具温度。当模具需要冷却的时候，将来自冷空气供应设备的冷空气通过一些通孔7供应到芯层4中，冷空气在褶皱通道9或气流孔10中流动，并通过另一些通孔7排出芯层4，同时带走模具的热量。因此，可快速并有效地冷却模具。
以上描述的本实用新型可进行修改和调整，而不离开本实用新型思想的范围。例如，复合层叠模具壳也可使用预浸料制成，代替手敷层叠和注入。显然，在实际中的调整和/或改进都包括在所附权利要求的范围内。

Claims (11)

1.一种用于模具的模具电加热和空气冷却系统，所述模具构造为夹心结构，包括第一模具壳、第二模具壳和夹在所述第一模具壳的后侧和所述第二模具壳的前侧之间的芯层，所述第一模具壳的前侧包括一工作表面，其中所述系统包括电加热装置和空气冷却装置。
2.如权利要求1所述的模具电加热和空气冷却系统，其中所述电加热装置设置在所述第一模具壳中，所述空气冷却装置设置在所述第二模具壳和所述芯层中。
3.如权利要求2所述的模具电加热和空气冷却系统，其中所述电加热装置包括加热电缆。
4.如权利要求3所述的模具电加热和空气冷却系统，其中所述电加热装置还包括加热传感器和过热感测开关。
5.如权利要求2所述的模具电加热和空气冷却系统，其中所述空气冷却装置包括在所述芯层中的至少一个空气路径和在所述第二模具壳中的多个通孔，每个所述通孔与其中一个所述空气路径连通。
6.如权利要求5所述的模具电加热和空气冷却系统，其中所述空气路径为由多个沟槽组成的至少一个褶皱通道，在与所述褶皱通道的轴线相垂直的截面上，所述多个沟槽呈C形或U形。
7.如权利要求5所述的模具电加热和空气冷却系统，其中所述空气路径为多个平行设置的气流孔。
8.如权利要求7所述的模具电加热和空气冷却系统，其中在与所述气流孔的轴线相垂直的截面上，所述多个气流孔布置成蜂窝状。
9.如权利要求5所述的模具电加热和空气冷却系统，其中第二模具壳中的所述多个通孔中，至少其中一些通孔沿所述芯层中空气流动的方向设置在靠近所述模具各边缘的位置。
10.如权利要求5所述的模具电加热和空气冷却系统，其中冷空气供应设备通过柔性管与所述通孔相连。
11.如权利要求1-10中任一项所述的模具电加热和空气冷却系统，其中所述第一模具壳和所述第二模具壳具有相同的厚度和层叠结构。
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Granted publication date: 20091209