CN113858503A - 硫化机 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种硫化机，包括：第一模体和第二模体，第一模体和第二模体相对可移动地设置，以在第一模体和第二模体靠近闭合时对轮胎进行硫化；胶囊，胶囊设置在第二模体内，以在向胶囊充气后使胶囊支撑轮胎的内侧；气缸组件，气缸组件与第二模体驱动连接，以在胶囊充气后推动第二模体朝向第一模体移动使第二模体与第一模体闭合。本发明的硫化机解决了现有技术中的硫化机不节能环保的问题。

Description

硫化机

技术领域

本发明涉及硫化机领域，具体而言，涉及一种硫化机。

背景技术

轮胎硫化机是生产轮胎过程中最后一道硫化工序的专用设备，早期主要采用机械式双模硫化机，此种机型笨重且精度不高，更不能满足智能控制的要求，于是，液压硫化机出现，直至现在各轮胎企业皆采用液压式双模硫化机来实现轮胎制品的生产效率、质量的提升。

液压式双模硫化机主要是解决了各动作的平稳控制，开合模、机械手升降、活络模驱动、中心机构上/下环升降等动作采用液压油缸驱动，运动过程的速度、位置实现了高精度控制，现行液压硫化机主要通过液压实现整机各动作的位置及速度控制，同时提供轮胎硫化所需的合模力。通过蒸汽与氮气双介质提供硫化所需内压及温度。通过在模具上打放气孔实现合模后模具腔体内的气体排出，保证硫化后轮胎型体。

然而，蒸汽和液压在长时间的使用后会对管路或硫化机造成一定的腐蚀，蒸汽、液压中存在的跑冒滴漏问题，造成了对于企业生产环境的恶劣影响。

随着轮胎制品市场竞争环境的加剧，推动了企业对于节能降耗，降低生产制造成本的强烈需求，而硫化工序的能耗约占整个轮胎生产成本的60％，所以轮胎制造企业对于硫化工序的节能降耗创新升级需求强烈。

此外，轮胎硫化生产工序，需要大量的热量，属于高压、高温工况，此工况下的液压系统极易出现管路接头老化，液压油在高温下(＞60℃)运行导致的密封损害等问题，造成液压油泄露，加大了生产维护成本的同时，还有污染地下水质，破坏生态环境的问题。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种硫化机，以解决现有技术中的硫化机不节能环保的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种硫化机，包括：第一模体和第二模体，第一模体和第二模体相对可移动地设置，以在第一模体和第二模体靠近闭合时对轮胎进行硫化；胶囊，胶囊设置在第二模体内，以在向胶囊充气后使胶囊支撑轮胎的内侧；气缸组件，气缸组件与第二模体驱动连接，以在胶囊充气后推动第二模体朝向第一模体移动使第二模体与第一模体闭合。

进一步地，气缸组件采用环形气缸，环形气缸设置在第二模体的底部，以驱动第二模体升降移动。

进一步地，硫化机还包括：机架；机械手组件，机械手组件可移动地设置在机架上，以向硫化机内装卸轮胎；驱动电机，驱动电机设置在机架上，驱动电机与机械手组件驱动连接，以驱动机械手组件升降移动。

进一步地，机械手组件包括装胎机械手和卸胎机械手，硫化机还包括：传动丝杠组件，传动丝杠组件与驱动电机连接，所装胎机械手和卸胎机械手分别可移动地设置在传动丝杠组件上。

进一步地，硫化机还包括：第一护罩和第二护罩，第一护罩与第一模具连接，第二护罩与第二模具连接；第三护罩，第三护罩可伸缩地与第一护罩和/或第二护罩连接，以在第一模具和第二模具连接时，使第一护罩通过第三护罩与第二护罩连接，以形成硫化空间。

进一步地，硫化机还包括：第一护罩和第二护罩，第一护罩和第二护罩相对可移动地设置，以在第一护罩与第二护罩连接时，形成用于硫化轮胎胎体的密封腔；其中，第一护罩具有内壁和外壁，内壁和外壁之间设有真空腔，以减小内壁和外壁之间的热传导。

进一步地，外壁上设有真空接口，硫化机还包括：真空阀，真空阀安装在第一护罩或第二护罩上，并与真空腔连通，以对真空腔抽真空。

进一步地，真空腔内设有填充组件，以减小内壁和外壁之间的热传导。

进一步地，硫化机还包括第二加热组件，第二加热组件设置在硫化室内，以给硫化室的的硫化腔进行加热，其中，第二加热组件包括：加热板装置，加热板装置设置在硫化室内；电加热管装置，电加热管装置设置在加热板装置上，以通过加热板装置给硫化室提供热量。

进一步地，硫化机内设有胶囊，述硫化机还包括：输气通道，输气通道与胶囊连通，以通过向胶囊内输送气体使胶囊膨胀；第一加热组件，第一加热组件设置在输气通道上，以对向胶囊输送的气体进行加热。

本发明的硫化机的第一模体和第二模体在闭合后，对模体内部的轮胎进行硫化，此时，胶囊位于轮胎的内侧，通过向胶囊内充入预定压力的气体来支撑轮胎内壁，然而当胶囊内的压力较大时，也会将上方的第一模体顶起来，从而使第一模体与第二模体闭合不严或分离，本发明设计了气缸组件与下方的第二模体驱动连接，以在胶囊充气后，给第二模体施加一个朝向第一模体移动的力，以此来抵消胶囊被撑起后给第一模体施加的力，解决了第一模体和第二模体密封不严的问题，同时驱动气缸设置在硫化室底部，无需供油，结构简单，维护方便且节能环保。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的硫化机的实施例的第一视角示意图；

图2示出了本发明的硫化机的实施例的第二视角示意图；

图3示出了本发明的硫化机的硫化室护罩实施例的示意图；

图4示出了本发明的硫化机的硫化室实施例的部分结构示意图；

图5示出了本发明的硫化机的加热板实施例的示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、气缸组件；20、加热板；21、机械手组件；22、驱动电机；23、传动丝杠组件；41、第一护罩；411、第一密封圈；42、第二护罩；43、第三护罩；51、第一加热组件；52、上支撑杆；521、出气口；53、保护套；60、机架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

请参考图1至图5，一种硫化机，包括：气缸组件10、胶囊、第一模体和第二模体，第一模体和第二模体相对可移动地设置，以在第一模体和第二模体靠近闭合时对轮胎进行硫化；胶囊设置在第二模体内，以在向胶囊充气后使胶囊支撑轮胎的内侧；气缸组件10与第二模体驱动连接，以在胶囊充气后推动第二模体朝向第一模体移动使第二模体与第一模体闭合。

本发明提供了一种节能环保的硫化机，该硫化机的第一模体和第二模体在闭合后，对模体内部的轮胎进行硫化，此时，胶囊位于轮胎的内侧，通过向胶囊内充入预定压力的气体来支撑轮胎内壁，然而当胶囊内的压力较大时，也会将上方的第一模体顶起来，从而使第一模体与第二模体闭合不严或分离，本发明设计了气缸组件10与下方的第二模体驱动连接，以在胶囊充气后，给第二模体施加一个朝向第一模体移动的力，以此来抵消胶囊被撑起后给第一模体施加的力，解决了第一模体和第二模体密封不严的问题，同时驱动气缸设置在硫化室底部，无需供油，结构简单，维护方便且节能环保。

气缸组件10采用环形气缸，环形气缸设置在第二模体的底部，以驱动第二模体升降移动。

为了均匀的给第二模体施加向上的力，使第二模体同步整体移动，同时为了便于安装，采用环形气缸驱动第二模体进行移动。

硫化机还包括机架60、机械手组件21和驱动电机22，机械手组件21可移动地设置在机架60上，以向硫化机内装卸轮胎；驱动电机22设置在机架60上，驱动电机22与机械手组件21驱动连接，以驱动机械手组件21升降移动。机械手组件21包括装胎机械手和卸胎机械手，硫化机还包括传动丝杠组件23，传动丝杠组件23与驱动电机22连接，所装胎机械手和卸胎机械手分别可移动地设置在传动丝杠组件23上。

如图1所示，本实施例中的机械手组件21通过驱动电机22进行驱动，驱动电机22为两个，分别设置在机架60上部的两侧，传动丝杠组件23包括两个传动丝杠，机械手组件21包括一个向硫化室内放轮胎的装胎机械手和一个将硫化室内轮胎取出的卸胎机械手，装胎机械手和卸胎机械手分别设置在两个传动丝杠上，一个驱动电机22驱动一个传动丝杠转动，从而带动装胎机械手和卸胎机械手升降移动，此外，装胎机械手和卸胎机械手还分别能够相对传动丝杠进行水平转动，以完成装卸轮胎的功能。

硫化机还包括第三护罩43、第一护罩41和第二护罩42，第一护罩41与第一模具连接，第二护罩42与第二模具连接；第三护罩43可伸缩地与第一护罩41和/或第二护罩42连接，以在第一模具和第二模具连接时，使第一护罩41通过第三护罩43与第二护罩42连接，以形成硫化空间。

本发明提供了一种用于密封模具的硫化室护罩，该硫化室护罩沿竖直方向上分为三部分，依次为第一护罩41、第三护罩43和第二护罩42，第三护罩43与第一护罩41连接时，第三护罩43能够相对第一护罩41相对滑动伸缩，第三护罩43与第二护罩42连接时，第三护罩43能够相对第二护罩42滑动移动，当第一模具和第二模具闭合时，第一护罩41通过第三护罩43与第二护罩42密封连接，以将第一模具和第二模具密封在护罩内，本发明的硫化室护罩能够根据不同模具的规格在高度方向上可调节伸缩，适用性更好。

当第一护罩41、第三护罩43和第二护罩42密封连接后，在第一护罩41或第二护罩42上还设有真空阀，打开真空阀以对硫化室护罩内侧的空间抽真空。

如图2所示，为了保证硫化室护罩的密封性，在第一护罩41、第三护罩43和第二护罩42之间均设有密封圈，其中，在第三护罩43内壁上设有一圈密封槽以用于安装第一密封圈411，由于第一护罩41和第三护罩43需要相对移动，故第一密封圈411采用Y型密封圈，开口朝向，第二密封圈设置在第三护罩43的底部，也可以设置在第二护罩42的顶部，此外，还可以在第三护罩43的底部和第二护罩42的顶部均设置第二密封圈。

第一护罩41、第二护罩42和第三护罩43内均设有保温层。

第一护罩41、第二护罩42和第三护罩43均采用双层结构设计，分别设有内壁和外壁，在内壁和外壁之间的空间抽真空，并填充隔热材料，真空层加隔热材料能够有效进行隔热。

硫化机还包括：第一护罩41和第二护罩42，第一护罩41和第二护罩42相对可移动地设置，以在第一护罩41与第二护罩42连接时，形成用于硫化轮胎胎体的密封腔；其中，第一护罩41具有内壁和外壁，内壁和外壁之间设有真空腔，以减小内壁和外壁之间的热传导。外壁上设有真空接口，硫化机还包括：真空阀，真空阀安装在第一护罩41或第二护罩42上，并与真空腔连通，以对真空腔抽真空。真空腔内设有填充组件，以减小内壁和外壁之间的热传导。

本发明的硫化机的硫化室采用真空技术来隔绝硫化室内外的热量，具体的，硫化室护罩采用双层设计，通过采用电加热的方式后，有效解决了整体和热油需要在硫化室护罩上开孔设置接口的问题，使的整个硫化室护罩密封性更好，此外，在护罩的外壁上设置真空阀，与真空泵连接，以在硫化室进行工作时，实时对防护罩夹层的真空腔进行抽真空作业，真空腔的隔热效果更好，同时在真空腔内设置填充组件，填充组件采用隔热材料的玻璃纤维或防火棉等，进一步隔热。

硫化机还包括第二加热组件，第二加热组件设置在硫化室内，以给硫化室的的硫化腔进行加热，其中，第二加热组件包括加热板装置和电加热管装置，加热板装置设置在硫化室内；电加热管装置设置在加热板装置上，以通过加热板装置给硫化室提供热量。

硫化机内设有胶囊，述硫化机还包括：输气通道和第一加热组件51，输气通道与胶囊连通，以通过向胶囊内输送气体使胶囊膨胀；第一加热组件51设置在输气通道上，以对向胶囊输送的气体进行加热。

本发明的硫化机采用电加热的方式来给硫化室提供热量，以对轮胎进行硫化，具体的，加热板装置设有上、下两个加热板20，两个加热板20上分别设置电加热管，以给加热板20提供热量，进而通过加热板20给模具内的轮胎加热，此外，为了保证轮胎内侧的温度与外侧一致，还设置了第一加热组件51，第一加热组件51采用电加热丝，缠绕在胶囊的进气口位置处，以在向胶囊充气时，通过对气体进行加热，使胶囊也产生热量，对轮胎的内侧进行加热，保证轮胎内外受热均匀。

硫化室还包括中心机构，中心机构上设有上环油缸和上支撑杆52，上支撑杆52与胶囊连接，上环油缸与上支撑杆52驱动连接，以通过上支撑杆52驱动胶囊的上支座移动；其中，输气通道设置在上支撑杆52内。

本发明的硫化室底部还设有中心机构，中心机构能够驱动胶囊移动，为了方便向胶囊内输送气体，将驱动胶囊移动的上支撑杆52设计成中空的杆，使得该上支撑杆52在驱动胶囊移动的同时还能够通过内部的通道向胶囊内输送气体。

上支撑杆52顶部设有出气口521，第一加热组件51设置在出气口521处。出气口521为多个，多个出气口521环绕在上支撑杆52的顶部间隔地设置。第一加热组件51采用电加热丝加热，电加热丝缠绕在上支撑杆52上。

本发明在上支撑杆52的顶端设置了一圈出气口521，为了便于固定电加热丝，采用将电加热丝缠绕在出气口521位置的方式，从而使的氮气在经过出气口521时通过电加热丝的加热温度升高，进而对胶囊进行加热。

硫化室还包括保护套53，保护套53罩设在电加热丝的外侧。该保护套53采用耐高温的材料，且保护套53具有隔热作用，防止电加热丝与胶囊直接接触，进一步，保护套53上设有多个孔以用于出气。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：

本发明提供了一种节能环保的硫化机，该硫化机的第一模体和第二模体在闭合后，对模体内部的轮胎进行硫化，此时，胶囊位于轮胎的内侧，通过向胶囊内充入预定压力的气体来支撑轮胎内壁，然而当胶囊内的压力较大时，也会将上方的第一模体顶起来，从而使第一模体与第二模体闭合不严或分离，本发明设计了气缸组件10与下方的第二模体驱动连接，以在胶囊充气后，给第二模体施加一个朝向第一模体移动的力，以此来抵消胶囊被撑起后给第一模体施加的力，解决了第一模体和第二模体密封不严的问题，同时驱动气缸设置在硫化室底部，无需供油，结构简单，维护方便且节能环保。

本发明的硫化机在现有蒸汽硫化的基础上，升级能源介质：由蒸汽热能升级为电热能，在满足轮胎硫化压力、温度的基础上，增设电加热装置(内/外)，并通过先进的温控模块，实现内外温在设定温度范围内偏差±1.5℃。通过能源介质的升级优化，整机结构进一步简化：热板无需铣槽焊接，内外温管路精简，生产使用成本降低40％；通过能源介质的升级优化，传统蒸汽能取消，终端轮胎用户的投资建厂成本大大降低，工厂管道、阀门大大减少，维护人工、备件大大减少，日常投入成本大大降低；通过能源介质优化，原蒸汽通道的跑冒滴漏现象消失，工厂车间的工作环境大大优化，操作人员工作场所进一步美化。

进一步本申请还简化液压系统，取消高压部分的合模力加压油缸，使用气加压方式，同时与原热工系统中的内压氮气相配合，无需增加新的压力源即可实现合模力加压；

更进一步的取消机械手升降油缸，采用伺服电机+滚珠丝杠结构驱动，满足位置精度的同时，可根据负载的变化实现驱动功率的伺服调节，节约能源，运行更平稳。

此外，采用全新的真空硫化室结构，配备真空泵及满足密封要求的真空硫化室，在合模后，对硫化室内实施抽真空，将多余空气全部排空，保证生胎与模具的紧密贴合，而不会出现“气蚀”，在提升轮胎制品质量的同时，为轮胎企业减掉了剃毛工序，进一步降低了生产经营成本。

本发明的第二加热组件分为上热板和下热板，分别在上下热板设置螺旋槽，用于安装电热管，采用可折弯式电热管，便于装配，采用电压控制实现功率、温度的可控，通过先进的温控系统，保证不同区域温度的控制，保证热板温差±1.5℃。

本发明的硫化机通过在中心机构设置深入胶囊内部的电加热装置，对原内压源氮气加热到工艺温度，满足轮胎硫化的内温要求。

通过在硫化室上主板(上热板安装板)、下垫板(下热板安装板)设置密封装置，在硫化室外围设置密封护罩，按上中西三层级位置加装密封装置，通过真空泵作用，实现硫化室内抽真空作业。

通过对硫化室抽真空，在硫化机合模后，将硫化室内多余空气抽空，防止轮胎硫化的气蚀现象，保证硫化后轮胎外形。同时，可取消模具外围的排气孔，使硫化后的轮胎没有胎毛，减少了现在人工或机器的剃毛工序。

安装卸胎机械手的升降运动位置，升级为伺服电机驱动滚珠丝杠的传动结构，取消原装卸胎油缸，减少液压泄漏点的同时，实现机械手动作有胎/无胎的不同功率控制，即无胎状态下，伺服电机根据负载反馈，可降低传动功率，节约能源。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种硫化机，其特征在于，包括：

第一模体和第二模体，所述第一模体和所述第二模体相对可移动地设置，以在所述第一模体和所述第二模体靠近闭合时对轮胎进行硫化；

胶囊，所述胶囊设置在所述第二模体内，以在向所述胶囊充气后使所述胶囊支撑所述轮胎的内侧；

气缸组件(10)，所述气缸组件(10)与所述第二模体驱动连接，以在所述胶囊充气后推动所述第二模体朝向所述第一模体移动使所述第二模体与所述第一模体闭合。

2.根据权利要求1所述的硫化机，其特征在于，所述气缸组件采用环形气缸，所述环形气缸设置在所述第二模体的底部，以驱动所述第二模体升降移动。

3.根据权利要求1所述的硫化机，其特征在于，所述硫化机还包括：

机架；

机械手组件(21)，所述机械手组件(21)可移动地设置在所述机架上，以向所述硫化机内装卸轮胎；

驱动电机(22)，所述驱动电机(22)设置在所述机架上，所述驱动电机(22)与所述机械手组件(21)驱动连接，以驱动所述机械手组件(21)升降移动。

4.根据权利要求3所述的硫化机，其特征在于，所述机械手组件(21)包括装胎机械手和卸胎机械手，所述硫化机还包括：

传动丝杠组件(23)，所述传动丝杠组件(23)与所述驱动电机(22)连接，所装胎机械手和所述卸胎机械手分别可移动地设置在所述传动丝杠组件(23)上。

5.根据权利要求1所述的硫化机，其特征在于，所述硫化机还包括：

第一护罩(41)和第二护罩(42)，所述第一护罩(41)与第一模具连接，所述第二护罩(42)与第二模具连接；

第三护罩(43)，所述第三护罩(43)可伸缩地与所述第一护罩(41)和/或所述第二护罩(42)连接，以在所述第一模具和所述第二模具连接时，使所述第一护罩(41)通过所述第三护罩(43)与所述第二护罩(42)连接，以形成硫化空间。

6.根据权利要求1所述的硫化机，其特征在于，所述硫化机还包括：

第一护罩(41)和第二护罩(42)，所述第一护罩(41)和所述第二护罩(42)相对可移动地设置，以在所述第一护罩(41)与所述第二护罩(42)连接时，形成用于硫化轮胎胎体的密封腔；

其中，所述第一护罩(41)具有内壁和外壁，所述内壁和所述外壁之间设有真空腔，以减小所述内壁和所述外壁之间的热传导。

7.根据权利要求6所述的硫化机，其特征在于，所述外壁上设有真空接口，所述硫化机还包括：

真空阀，所述真空阀安装在所述第一护罩(41)或所述第二护罩(42)上，并与所述真空腔连通，以对所述真空腔抽真空。

8.根据权利要求7所述的硫化机，其特征在于，所述真空腔内设有填充组件，以减小所述内壁和所述外壁之间的热传导。

9.根据权利要求1所述的硫化机，其特征在于，所述硫化机还包括第二加热组件，所述第二加热组件设置在硫化室内，以给所述硫化室的的硫化腔进行加热，其中，所述第二加热组件包括：

加热板装置，所述加热板装置设置在所述硫化室内；

电加热管装置，所述电加热管装置设置在所述加热板装置上，以通过所述加热板装置给所述硫化室提供热量。

10.根据权利要求1所述的硫化机，其特征在于，所述硫化机内设有胶囊，述硫化机还包括：

输气通道，所述输气通道与所述胶囊连通，以通过向所述胶囊内输送气体使所述胶囊膨胀；

第一加热组件(51)，所述第一加热组件(51)设置在所述输气通道上，以对向所述胶囊输送的气体进行加热。

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