CN103481422A - 一种节能轮胎硫化机及轮胎硫化工艺 - Google Patents

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本发明提供一种节能轮胎硫化机及运用该硫化机形成的轮胎硫化工艺，包括硫化机中心夹紧机构，模具，压力系统，加热系统，控制系统，所述轮胎硫化机中心机构包括内设有活塞杆的缸筒，用于夹紧硫化胶囊的上下夹盘，所述下夹盘与缸筒相连接，活塞杆上端部穿过下夹盘中部的通孔与上夹盘相连接，所述上夹盘与下夹盘之间设有固定于下夹盘上的环形密封座，合模时，所述上下夹盘与环形密封座的内侧形成卸压空腔，所述上下夹盘在环形密封座的外侧形成硫化介质压力腔。硫化时硫化介质与过热水或氮气只通向外环型腔，这样内压作用的截面积减少，故而降低了机台的合模力，同时也克服了轮胎硫化时出现飞边现象，这样既起到了节能作用，又降低了机台的吨位。

Description

一种节能轮胎硫化机及轮胎硫化工艺
技术领域
本发明涉及一种节能轮胎硫化机及轮胎硫化工艺。
背景技术
    如图1所示，目前轮胎硫化机一般采用传统的B型硫化机中心机构，即合模开始硫化时，上下夹盘间形成一个较大的空腔，当硫化介质进入时，此空腔也充满硫化介质，此腔的硫化介质对轮胎硫化不起正作用，反而起到了诸多的负作用，如将热量传导给上夹盘升降的液压缸，使液压缸内密封件处于200℃的高温环境老化损坏。再是上下夹盘为金属体，每次硫化时都处于吸收热能状况，上下夹盘间的空腔同时还影响蒸汽循环速度与升温时间，浪费了蒸汽的有效利用，再者是有压力的硫化介质进入上下夹盘间的空腔时，增大了硫化机的合模力，造成设备吨位加大。针对上述诸多问题与当今节能减排的大环境。大多轮胎生产厂家要求硫化机中心机构升级换代。
发明内容
本发明对上述问题进行了改进，即本发明要解决的技术问题是设计一种可实现能量的有效利用，降低设备机台的合模力，达到节能减排效果的胎硫化机及其。
本发明的节能硫化机设备具体实施方案是：一种节能轮胎硫化机，包括硫化机中心夹紧机构，模具，压力系统，加热系统，控制系统，其特征在于，所述轮胎硫化机中心机构包括内设有活塞杆的缸筒，用于夹紧硫化胶囊的上下夹盘，所述下夹盘与缸筒相连接，所述活塞杆上端部穿过下夹盘中部的通孔与上夹盘相连接，所述上夹盘与下夹盘之间设有固定于下夹盘上的环形密封座，合模时，所述上下夹盘与环形密封座的内侧形成卸压空腔，所述上下夹盘在环形密封座的外侧形成硫化介质压力腔。
进一步的，所述压力系统包括用于推动活塞杆上下运动的液压缸和用于控制硫化介质充入硫化介质压力腔的气压装置，所述加热系统包括加热板，所述加热板置于模具外部，所述控制系统与压力系统及加热系统连接以控制轮胎硫化的工作。
进一步的，所述所述下夹盘连接有与卸压空腔相连通的卸压管，所述下夹盘还连接有与硫化介质压力腔相连通的硫化介质进管与硫化介质出管。
进一步的，所述环形密封座上端面设有环形槽，所述环形槽内置有截面呈倒V形的环形密封圈，所述环形槽底部开设有与硫化介质进管相连通的预压孔，所述环形密封座侧壁上还设有连通硫化介质进管与硫化介质压力腔的蜗流喷口。
进一步的，所述环形密封圈与环形槽底部之间还设有预压紧装置，所述预压紧装置由若干个波形弹簧堆叠而成，且波形弹簧一致开口向下，叠置于最上层的波形弹簧上端作用于环形密封圈，叠置于最下层的波形弹簧下端抵顶于环形槽底部。
进一步的，所述的预压紧装置为波形弹簧，所述波形弹簧一端作用于环形槽底部，另一端抵顶于环形密封圈，所述的环形密封圈为两个，所述环形密封圈开口一致且朝向向下。
根据权利要求3所述的一种节能轮胎硫化机，其特征在于，所述环形槽开口处还设置有防止环形密封圈弹出的压板装置。
本发明的一种轮胎硫化工艺具体实施方案为：一种轮胎硫化工艺，包括如权利要求1所述的节能轮胎硫化机，其特征在于，包括下列步骤：
（1）    活塞杆上行，使硫化胶囊处于拉直状态，由人工或机械手将轮胎装入，向硫化胶囊内腔充入定型介质蒸汽或氮气，使胶囊向外充气逐渐膨胀，将轮胎胎坯与硫化胶囊间的空气挤压排净；
（2）    活塞杆下行，合模至上下模间距20-50mm时，合模暂停，硫化胶囊型腔内再次充入≤0.25Pma的二次定型介质，直至胎坯与硫化胶囊间的空气彻底挤压干净，活塞杆继续下行，上夹盘下表面与环形密封座接触并向下压缩3-5mm位置以使波形弹簧机械力预紧密封表面，硫化胶囊型腔形成这样就形成卸压空腔与硫化介质压力腔，同时，所述卸压管阀门打开，排放卸压空腔内剩余的定型介质与合模时产生的压缩空气；
（3）    在1.6-1.8Pma的压力下，向硫化介质进管通入硫化介质，从蜗流喷口射出，同时高压硫化介质也进入预压孔内，使波形弹簧及环形密封圈的向上运动形成压力密封；
（4）    硫化介质进管不断通入硫化介质的同时硫化介质出管小流量排放硫化介质，使硫化蒸汽循环升降加热，所述轮胎加热8-10分钟后，硫化介质切换为加压介质，所述加压介质为2.5-2.8Pma的氮气或过热水；
（5）    活塞杆上行，使硫化胶囊处于拉直状态，由人工或机械手将轮胎卸下。
进一步的，所述步骤（1）的定型介质压力≤0.1Pma。
 与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明涉及的节能硫化机中硫化中心机构环形密封座将现有的硫化腔分隔为内外环型两个密封腔。硫化时硫化介质蒸汽与过热水或氮气只通向外环型腔，即硫化介质压力腔，卸压空腔无硫化介质，密封环设置于胶囊锁口处，可至少减少20%硫化胶囊内的空腔，这样由于硫化介质的型腔缩小，内压作用的截面积减少，故而降低了机台的合模力，同时也克服了轮胎硫化时出现飞边现象，这样既起到了节能作用，又降低了机台的吨位。
附图说明
图1为传统硫化中心结构示意图；
图2本发明结构示意图；
图3为图2中A-A剖视图；
图4为本发明硫化机构工作状态（包括开模与合模）结构示意图；
图5位中心机构A处放大示意图。
     图中：1-缸筒，2-硫化胶囊，3-上夹盘，4-下夹盘，5-环形密封座，6-环形密封圈，7-预压孔，8-旋转螺套，9-预压紧装置，10-波形弹簧，11-活塞杆，12-压板装置，20-轮胎，21-模具，41-卸压管，42-硫化介质进管，43-硫化介质出管，51-蜗流喷口，134-硫化介质压力腔，345-卸压空腔。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
一种节能轮胎硫化机，包括硫化机中心夹紧机构，模具，压力系统，加热系统，控制系统，所述轮胎硫化机中心机构包括内设有活塞杆的缸筒，用于夹紧硫化胶囊的上下夹盘，所述下夹盘与缸筒相连接，所述活塞杆上端部穿过下夹盘中部的通孔与上夹盘相连接，所述上夹盘与下夹盘之间设有固定于下夹盘上的环形密封座，合模时，所述上下夹盘与环形密封座的内侧形成卸压空腔，所述上下夹盘在环形密封座的外侧形成硫化介质压力腔。所述压力系统包括用于推动活塞杆上下运动的液压缸和用于控制硫化介质充入硫化介质压力腔的气压装置，所述加热系统包括加热板，所述加热板置于模具外部，所述控制系统与压力系统及加热系统连接以控制轮胎硫化的工作。
如图2～4所示,节能轮胎硫化机的节能轮胎硫化机中心机构，包括内设有活塞杆11的缸筒1，用于夹紧硫化胶囊2的上下夹盘，所述下夹盘4与缸筒1相连接，所述活塞杆11上端部穿过下夹盘4中部的通孔与上夹盘3相连接，所述上夹盘3与下夹盘4之间设有固定于下夹盘4上的环形密封座5，合模时，所述上下夹盘与环形密封座5的内侧形成卸压空腔345，所述上下夹盘在环形密封座5的外侧形成硫化介质压力腔134。
所述所述下夹盘4连接有与卸压空腔345相连通的卸压管41，所述下夹盘4还连接有与硫化介质压力腔134相连通的硫化介质进管42与硫化介质出管43。环形密封座5上端面设有环形槽，所述环形槽内置有截面呈倒V形的环形密封圈6，所述环形槽底部开设有与硫化介质进管相连通的预压孔7，所述环形密封座5侧壁上还设有连通硫化介质进管42与硫化介质压力腔的蜗流喷口51。环形密封圈6可以为两个，所述环形密封圈6的开口一致且朝向向下，以形成双节V型环形密封圈，以提高密封能能力，所述环形槽开口处还设置有防止环形密封圈弹出的压板装置12。
如图3～4所示，L方向为开模状态，R方向为合模状态，下夹盘4与环形密封座5固定连接，下夹盘4与缸筒1通过旋转螺套8，当专用工具插入旋转螺套8径向长孔后，做顺时针方向或逆时针方向转动来拆装上下夹盘和硫化胶囊2。开模或脱模时，活塞杆11在液压作用下上行，推动上夹盘3升起，使硫化胶囊2拉直，然后由人工或机械手11将轮胎20取出，合模时，活塞杆11下行，使上夹盘3紧压于环形密封圈6上表面，以实现密合。
之后，上夹盘3与下夹盘4在环形密封座5的作用下，形成外侧硫化介质压力腔134与卸压空腔345，高压硫化介质进入硫化介质进管42时，与硫化介质进管42相连通的预压孔充满压力，而卸压空腔345无压力，因此进入预压孔的高压硫化介质将环型密封圈6紧压上夹盘3下表面。同时，高压硫化介质通过环型密封座5侧壁开设的蜗流喷射孔51进入，通过蜗流喷射孔51将硫化介质喷射到轮胎断面中心线上，并形成蜗流气体循环，达到温度均匀目的。其中，硫化介质进管42提供高压蒸汽与高压过热水或氮气，硫化介质出管43提供硫化介质循环和开模前排放或回收硫化介质。
环形密封圈6与环形槽底部之间还设有预压紧装置9，所述的预压紧装置9为波形弹簧10，所述波形弹簧10一端作用于环形槽底部，另一端抵顶于环形密封圈6，还可以设置若干个波形弹簧堆叠而成，且波形弹簧一致开口向下，则叠置于最上层的波形弹簧上端作用于环形密封圈6，叠置与最下层的波形弹簧下端抵顶于环形槽底部。
本发明的一种轮胎硫化工艺具体实施方案为：一种轮胎硫化工艺，包括如权利要求1所述的节能轮胎硫化机，其特征在于，包括下列步骤：
（1）    活塞杆11上行，使硫化胶囊2处于拉直状态，由人工或机械手将轮胎20装入，向硫化胶囊2内腔充入定型介质蒸汽或氮气，定型介质压力≤0.1Pma，使硫化胶囊2向外充气逐渐膨胀，将轮胎20胎坯与硫化胶囊2间的空气挤压排净 ；
（2）    活塞杆11下行，合模至上下模间距20-50mm时，合模暂停，硫化胶囊2型腔内再次充入≤0.25Pma的二次定型介质，直至轮胎20胎坯与硫化胶囊2间的空气彻底挤压干净，活塞杆11继续下行，上夹盘3下表面与环形密封座5接触并向下压缩3-5mm位置以使波形弹簧10机械力预紧密封表面，硫化胶囊2型腔形成这样就形成卸压空腔345与硫化介质压力腔134，同时，所述卸压管41阀门打开，排放345卸压空腔内剩余的定型介质及合模时产生的压缩空气；
（3）    在1.6-1.8Pma的压力下，向硫化介质进管42通入硫化介质，从蜗流喷口51射出，同时高压硫化介质也进入预压孔7内，使波形弹簧及环形密封圈的向上运动形成压力密封；
（4）    硫化介质进管42不断通入硫化介质的同时硫化介质出管43小流量排放硫化介质，使硫化蒸汽循环升降加热，所述轮胎20加热8-10分钟后，硫化介质切换为加压介质，所述加压介质为2.5-2.8Pma的氮气或过热水；该步骤整个过程持续30～40分钟。
（5）    活塞杆上行，使硫化胶囊2处于拉直状态，由人工或机械手将轮胎卸20下。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。 

Claims (9)

1.一种节能轮胎硫化机，包括硫化机中心夹紧机构，模具，压力系统，加热系统，控制系统，其特征在于，所述轮胎硫化机中心机构包括内设有活塞杆的缸筒，用于夹紧硫化胶囊的上下夹盘，所述下夹盘与缸筒相连接，所述活塞杆上端部穿过下夹盘中部的通孔与上夹盘相连接，所述上夹盘与下夹盘之间设有固定于下夹盘上的环形密封座，合模时，所述上下夹盘与环形密封座的内侧形成卸压空腔，所述上下夹盘在环形密封座的外侧形成硫化介质压力腔。
2.根据权利要求1所述的一种节能轮胎硫化机，其特征在于，所述压力系统包括用于推动活塞杆上下运动的液压缸和用于控制硫化介质充入硫化介质压力腔的气压装置，所述加热系统包括加热板，所述加热板置于模具外部，所述控制系统与压力系统及加热系统连接以控制轮胎硫化的工作。
3.根据权利要求1所述的一种节能轮胎硫化机，其特征在于，所述所述下夹盘连接有与卸压空腔相连通的卸压管，所述下夹盘还连接有与硫化介质压力腔相连通的硫化介质进管与硫化介质出管。
4.根据权利要求3所述的一种节能轮胎硫化机，其特征在于，所述环形密封座上端面设有环形槽，所述环形槽内置有截面呈倒V形的环形密封圈，所述环形槽底部开设有与硫化介质进管相连通的预压孔，所述环形密封座侧壁上还设有连通硫化介质进管与硫化介质压力腔的蜗流喷口。
5.根据权利要求4所述的一种节能轮胎硫化机，其特征在于，所述环形密封圈与环形槽底部之间还设有预压紧装置，所述预压紧装置由若干个波形弹簧堆叠而成，且波形弹簧一致开口向下，叠置于最上层的波形弹簧上端作用于环形密封圈，叠置于最下层的波形弹簧下端抵顶于环形槽底部。
6.根据权利要求5所述的一种节能轮胎硫化机，其特征在于，所述的预压紧装置为波形弹簧，所述波形弹簧一端作用于环形槽底部，另一端抵顶于环形密封圈，所述的环形密封圈为两个，所述环形密封圈开口一致且朝向向下。
7.根据权利要求3所述的一种节能轮胎硫化机，其特征在于，所述环形槽开口处还设置有防止环形密封圈弹出的压板装置。
8.一种轮胎硫化工艺，包括如权利要求1所述的节能轮胎硫化机，其特征在于，包括下列步骤：
(1)活塞杆上行，使硫化胶囊处于拉直状态，由人工或机械手将轮胎装入，向硫化胶囊内腔充入定型介质蒸汽或氮气，使胶囊向外充气逐渐膨胀，将轮胎胎坯与硫化胶囊间的空气挤压排净；
(2)活塞杆下行，合模至上下模间距20-50mm时，合模暂停，硫化胶囊型腔内再次充入≤0.25Pma的二次定型介质，直至胎坯与硫化胶囊间的空气彻底挤压干净，活塞杆继续下行，上夹盘下表面与环形密封座接触并向下压缩3-5mm位置以使波形弹簧机械力预紧密封表面，硫化胶囊型腔形成这样就形成卸压空腔与硫化介质压力腔，同时，所述卸压管阀门打开，排放卸压空腔内剩余的定型介质与合模时产生的压缩空气；
(3)在1.6-1.8Pma的压力下，向硫化介质进管通入硫化介质，从蜗流喷口射出，同时高压硫化介质也进入预压孔内，使波形弹簧及环形密封圈的向上运动形成压力密封；
(4)硫化介质进管不断通入硫化介质的同时硫化介质出管小流量排放硫化介质，使硫化蒸汽循环升降加热，所述轮胎加热8-10分钟后，硫化介质切换为加压介质，所述加压介质为2.5-2.8Pma的氮气或过热水；
(5)活塞杆上行，使硫化胶囊处于拉直状态，由人工或机械手将轮胎卸下。
9.根据权利要求8所述的一种轮胎硫化工艺，其特征在于，所述步骤（1）的定型介质压力≤0.1Pma。
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