CN116604859B - 一种轮胎硫化机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轮胎硫化机，包括：环座，具有沿轴向方向的中央通孔；硫化胶囊，固定到环座，并且硫化胶囊与环座的上部共同限定中空的胶囊内腔；旋转驱动装置，将电力转换为旋转动力，旋转驱动装置包括：定子组件，在轴向方向上的上部固定到环座的下部并且具有中央通孔，转子组件，至少部分地设在定子组件的中央通孔中，转子组件的上部转动地设在环座的中央通孔中；支撑筒，上部可拆卸地固定到定子组件的下部；以及中心杆，贯穿支撑筒以及旋转驱动装置的转子组件，其中，中心杆与支撑筒之间限定第一筒形空间，中心杆与转子组件之间限定第二筒形空间，并且第一筒形空间与第二筒形空间共同形成介质通道，介质通道的上部与硫化胶囊的胶囊内腔连通。

Description

一种轮胎硫化机

技术领域

本发明属于轮胎硫化工艺生产设备技术领域，具体而言，涉及一种具有中心介质通道的轮胎硫化机。

背景技术

在工业生产中，通常会采用硫化方式以提高某些材料的整体硬度。在轮胎硫化工艺中，轮胎硫化是指对外胎的硫化，采用模型加压方式进行的硫化。轮胎材料通常是可塑性橡胶，在硫化前具有粘弹性，并且易变形、强度较低，无使用价值；通过硫化工艺，使可塑性橡胶固化，变成具有商用价值的高弹性橡胶。

常规的轮胎硫化工艺采用饱和蒸汽和氮气相结合的方式。具体为将生胎置于密封的硫化胶囊与硫化模具之间。向硫化胶囊内通入饱和蒸汽对硫化胶囊加热并且对硫化模具加热，以将硫化需要的热量提供到生胎。再对硫化胶囊通入高压氮气提供硫化时需要的压力，硫化胶囊膨胀挤压生胎，配合硫化机对生胎进行定型和硫化作业，以提高轮胎的强度。

但是蒸汽遇冷会发生冷凝，产生冷凝水囤积在硫化胶囊下方导致硫化胶囊上下温差大，进而导致轮胎硫化不完全的缺陷，并且蒸汽管路占用空间较大。

现有技术中提供了以各种电动硫化装置为核心的轮胎硫化机。在需要硫化轮胎时，外部介质源对轮胎硫化机的硫化胶囊供应加压的介质，使硫化胶囊膨胀并且从内部挤压轮胎。通过电力对轮胎硫化机的硫化胶囊中的介质（诸如氮气等的加热介质）进行加热及通风。轮胎硫化机还设置有例如风扇、叶轮的搅动装置，通过例如电机的旋转驱动装置来驱动搅动装置对介质进行搅动，使得介质流动以使热量均匀分布，提高加热均匀性以提供硫化所需的热量。轮胎硫化工艺结束后，抽离硫化胶囊中的介质，使硫化胶囊皱缩。

以现有技术CN108297322A为代表，轮胎硫化机包括设于胶囊内部的导流组件、加热组件，通过设在中心机构底部的电机通过传动轴驱动导流组件旋转。在中心机构外侧设置用于介质的进气管路和出气管路，导致轮胎硫化机结构复杂。

因此，仍然存在对轮胎硫化机的用于介质供给和循环的介质通道作进一步改进的需求。

发明内容

针对现有技术的上述问题，本发明的目的在于提供一种轮胎硫化机，包括位于中央的介质通道，缩小了轮胎硫化机的中心机构的尺寸，节约空间，并且将旋转驱动装置、加热组件、搅动组件、介质通道等集成为一体，易于现场组装。

在该轮胎硫化机的第一示例中，该轮胎硫化机包括：环座，环座具有沿轴向方向的中央通孔；硫化胶囊，硫化胶囊固定到环座，并且硫化胶囊与环座的上部共同限定中空的胶囊内腔；旋转驱动装置，旋转驱动装置将电力转换为旋转动力，旋转驱动装置包括：定子组件，定子组件在轴向方向上的上部固定到环座的下部并且具有中央通孔，转子组件，转子组件至少部分地设在定子组件的中央通孔中，转子组件的上部转动地设在环座的中央通孔中，转子组件具有中央通孔；支撑筒，支撑筒的上部可拆卸地固定到定子组件的下部，支撑筒具有中央通孔；以及中心杆，中心杆贯穿支撑筒以及旋转驱动装置的转子组件，其中，中心杆与支撑筒之间限定第一筒形空间，中心杆与转子组件之间限定第二筒形空间，并且第一筒形空间与第二筒形空间共同形成介质通道，介质通道的上部与硫化胶囊的胶囊内腔连通。

在该轮胎硫化机的第二示例中，可选地包括第一示例，旋转驱动装置在定子组件与转子组件之间的间隙中还包括密封筒，密封筒的上部与环座的下部密封连接，密封筒的下部与支撑筒的上部密封连接，使定子组件与转子组件隔离。

在该轮胎硫化机的第三示例中，可选地包括第一示例和第二示例中的一个或多个，密封筒的材料选自碳钢、不锈钢材质、陶瓷、工程塑料、碳纤维。

在该轮胎硫化机的第四示例中，可选地包括第一示例至第三示例中的一个或多个，密封筒夹在转子组件和所述定子组件之间的部分厚度为0.5mm-2mm。较佳地，密封筒可以设计成不等厚的，上下两端处的部分的厚度较厚，且下端设置台阶，便于进行安装密封。在该轮胎硫化机的第五示例中，可选地包括第一示例至第四示例中的一个或多个，在旋转驱动装置的转子组件与环座之间设有轴承室，轴承室中包括轴承，轴承允许转子组件相对于环座转动，其中轴承室的上部定位在环座的上部处并且设有密封部，将轴承室与胶囊内腔隔离，并且其中轴承室的下部定位在环座的下部处并且设有密封部，将轴承室与定子组件和转子组件之间的间隙隔离。

在该轮胎硫化机的第六示例中，可选地包括第一示例至第五示例中的一个或多个，轴承室的上部的密封部在轴向方向上依次包括密封圈及迷宫密封，迷宫密封用于阻挡介质内的杂质进入轴承室，密封圈用于避免介质的气体进入轴承室。

在该轮胎硫化机的第七示例中，可选地包括第一示例至第六示例中的一个或多个，环座的上部还包括固定到环座的压紧环，并且轴承室的上部的密封部设在压紧环与转子组件之间。

在该轮胎硫化机的第八示例中，可选地包括第一示例至第七示例中的一个或多个，压紧环与轴承室的轴承之间设置弹性件，能够允许并且能够轴承在轴向方向上位移，其中，弹性件选择成允许轴承在轴向方向上位移1mm -2mm，并且其中，弹性件为波形弹簧。

在该轮胎硫化机的第九示例中，可选地包括第一示例至第八示例中的一个或多个，旋转驱动装置还包括壳体，壳体位于定子组件的外侧，壳体的上部与环座的下部连接，壳体的下部与支撑筒的上部可拆卸地连接。

在该轮胎硫化机的第十示例中，可选地包括第一示例至第九示例中的一个或多个，壳体与环座之间设置隔热件，以减弱硫化胶囊中的热量在轴向方向上从环座朝向支撑筒传递。

本发明提出的轮胎硫化机，将加热组件、搅动组件、介质通道等集成为一体，节约空间，缩小了轮胎硫化机的中心机构的尺寸。并且一体式的中心机构可拆卸安装在支撑筒上，拆装维护更加便易。

取消了现有技术中转子组件42与中心杆70之间的密封部，避免了旋转密封部容易失效以及旋转密封部泄漏问题。

定子组件与转子组件之间设置密封筒，有效阻隔硫化装置内部的介质与外部空气的接触，保证介质不受污染，同时有效保证硫化装置的硫化胶囊的胶囊内腔的密封性。

介质从介质通道进入硫化胶囊之前，能够先带走转子组件的热量，对转子组件进行冷却，同时对介质进行预热。

附图说明

为了描述本发明的上述和其他特征的实施方式，将参考附图中示出的本发明的示例性实施例来呈现以上简要描述的本发明的更具体描述。可以理解，这些附图只描绘了本发明的各示例性实施例，而不应当被认为是对其范围的限制，将通过使用附图并利用附加特征和细节来描述和解释本发明。在附图中：

图1是根据本发明的实施例的轮胎硫化机的剖视图；

图2是根据本发明的优选实施例的轮胎硫化机的局部放大视图。

图1、图2大致按比例绘制，然而附图中的尺寸仅是示意性的，不必按比例绘制，而是旨在更清楚说明。在其他实施例中，可以使用其他相对尺寸。

在此以及在下文的所有内容中，不同附图中出现的相同特征用相同或类似的附图标记表示。

附图标记列表：

1 轮胎硫化机

10 环座

11 压紧环

20 硫化胶囊

21 胶囊内腔

31 加热组件

32 搅动组件

40 旋转驱动装置

41 定子组件

42 转子组件

43 密封筒

44 轴承室

45 壳体

50 支撑筒

60 升降驱动装置

70 中心杆

具体实施方式

下面将结合具体实施例和附图对本发明作进一步说明，在以下的描述中阐述了更多的细节以便于充分理解本发明，但是本发明显然能够以多种不同于此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下根据实际应用情况作类似推广、演绎，因此不应以此具体实施例的内容限制本发明的保护范围。

在本发明的各实施例中，定义“旋转轴线”为旋转部件围绕其旋转的中心轴线，定义“轴向方向”为旋转轴线的延伸方向。

图1示意性地示出了根据本发明的轮胎硫化机，其主要包括环座10、硫化胶囊20、加热组件31、搅动组件32、旋转驱动装置40、支撑筒50以及升降驱动装置60。

环座10可以是具有台阶的大致圆筒形结构。环座10具有沿轴向方向的中央通孔。硫化装置可以包括上夹持组件、下夹持组件以及硫化胶囊20，上夹持组件和下夹持组件分别夹设硫化胶囊的上夹缘和下夹缘，其中下夹持组件固定在环座10的外侧，并且上夹持组件在硫化装置的顶部处固定到中心杆70的上部，升降驱动装置60可驱动中心杆70升降设置使得硫化胶囊收拢或者扩张。

硫化装置的上夹持组件、下夹持组件以及硫化胶囊20与环座10的上部共同限定中空的胶囊内腔21。

加热组件31和搅动组件32可以设在硫化胶囊20的胶囊内腔21中。

加热组件31可以对胶囊内腔21内的介质加热，加热组件31可以是线圈形加热源，可以围绕下文将描述的旋转驱动装置40的转子组件42的中心轴线轴向地布置，或者可以是棒形加热源并且仅在胶囊中的预定位置处布置。

搅动组件32，例如风扇，将胶囊内腔21内的介质搅动，以提升胶囊内腔21内的温度场的均匀性。随后，通过硫化胶囊20将热量传递至外部的待硫化轮胎。

搅动组件32具有中央通孔供中心杆70穿过。

旋转驱动装置40为搅动组件32提供旋转动力的来源。旋转驱动装置40包括定子组件41和转子组件42。

定子组件41在轴向方向上的上部固定到环座10的下部并且具有中央通孔，定子组件41在内侧设置电磁绕组。

转子组件42至少部分地设在定子组件41的中央通孔中。转子组件42的上部转动地设在环座10的中央通孔中并且连接到胶囊内腔21中的搅动组件32，以便将旋转动力提供到搅动组件32，能够驱动搅动组件32旋转。转子组件在外侧对应定子组件的电磁绕组设置永磁部件，可以将电力转换为旋转动力。

转子组件42具有中央通孔供中心杆70穿过。

支撑筒50在轴向方向上的上部可拆卸地固定到定子组件41的下部。

支撑筒50具有中央通孔供中心杆70穿过。

升降驱动装置60固定在支撑筒50的下部。升降驱动装置60在中央设有上述的中心杆70。中心杆70贯穿支撑筒50、旋转驱动装置40的转子组件42以及搅动组件32。中心杆70穿过硫化胶囊20的胶囊内腔21连接到硫化装置的顶部，并且能够驱动硫化装置的顶部进行升降运动。

升降驱动装置60可以是气缸、油缸等，其活塞杆与中心杆70连接，驱动中心杆70上升或者下降。

进一步地，轮胎硫化机还包括硫化模具，硫化模具可开合设置，位于硫化胶囊的外侧，与硫化胶囊共同限定用于硫化轮胎的硫化腔室。硫化模具也可设置有外部热源，例如在硫化模具上设置电加热部件，待硫化轮胎放置于硫化腔室内，由硫化模具及硫化胶囊分别从内外两侧传递热量，完成轮胎硫化。

中心杆70与支撑筒50之间限定第一筒形空间，中心杆70与转子组件42之间限定第二筒形空间，并且第一筒形空间与第二筒形空间共同形成介质通道，介质通道的上部与硫化胶囊20的胶囊内腔21连通，介质通道的下部与外部介质源连通。在硫化装置要运行时，介质从介质通道进入硫化装置，此时介质能够带走转子组件42的部分热量，对转子组件42进行冷却，同时也对介质进行预热，节省加热组件的能耗。

介质经由介质通道进入硫化胶囊20的胶囊内腔21，加热组件31对其进行加热。旋转驱动装置40带动搅动组件32旋转，搅动胶囊内腔21内的介质循环流动。待硫化工艺结束后，介质经由介质通道流出。

介质通道的接口可以设在支撑筒50的下部处，并且与外部介质源连通。支撑筒50与升降驱动装置60之间设置密封部，避免介质泄露。

图2示出了根据本发明的优选实施例的轮胎硫化机的局部放大视图，其中箭头表示介质经由介质通道进入硫化胶囊20的胶囊内腔21。

在优选实施例中，旋转驱动装置40在定子组件41与转子组件42之间的间隙中还可以包括密封筒43。密封筒43的上部与环座10的下部密封连接，并且密封筒43的下部与支撑筒50的上部密封连接，例如使用密封圈进行密封连接，使定子组件41与转子组件42隔离，确保定子组件41与介质通道隔离，继而确保轮胎硫化机外部与硫化胶囊20的胶囊内腔21隔离。

密封筒43的材料可以包括但不限于碳钢、不锈钢材质、陶瓷、工程塑料、碳纤维，优选地为导磁但不导电的材质。

密封筒43的厚度应当小于定子组件41与转子组件42之间的间隙尺寸，并且优选地为0.5mm-2mm，更优选地为1mm。较佳地，密封筒43夹在转子组件42和定子组件41之间的部分厚度为0.5mm-2mm，即与定子绕组、转子磁钢对应的部分的厚度为0.5mm-2mm。

较佳地，密封筒可以设计成不等厚的，上下两端处的部分的厚度较厚，且下端设置台阶，便于进行安装密封。

定子组件41与转子组件42之间设置密封筒43，确保硫化胶囊20的内部与轮胎硫化机外部实现隔离，避免介质泄漏，保证介质不与外部空气的接触，保证介质不受污染，同时有效保证硫化胶囊20的胶囊内腔21的密封性。

并且，密封筒43有效阻隔胶囊内腔21内部介质及高温、高压对定子组件的不良影响，避免介质内的水分、杂质等物质对于定子组件的电磁绕组的不良影响，例如腐蚀等，起到保护旋转驱动装置40的作用，延长旋转驱动装置40的使用寿命。

此外，密封筒43的隔离也使得定子组件41的引线等不必考虑密封性，减少引线部位的密封性的施工。

进一步地，密封筒43将定子组件41与转子组件42所处的高压环境隔离，使定子组件41在低压（大气压）环境中运行，有利于定子组件41散热。

在优选实施例中，在旋转驱动装置40的转子组件42与环座10之间可以设有轴承室44，轴承室44中包括轴承，轴承可以为一个或者多个，允许转子组件42相对于环座10转动。

轴承室44的上部可以定位在环座10的上部处并且设有密封部，将轴承室44与胶囊内腔21隔离，避免胶囊内腔21内的杂质进入轴承室44并且加大轴承负载，延长轴承使用寿命。

并且轴承室44的下部可以定位在环座10的下部处并且设有密封部，将轴承室44与定子组件41和转子组件42之间的间隙隔离。

优选地，轴承室44的上部的密封部在轴向方向上依次包括密封圈及迷宫密封，进行逐级密封，迷宫密封用于阻挡介质内的杂质进入轴承室44，密封圈用于避免介质的加热气体进入轴承室44。

环座10的上部还可以包括固定到环座10的压紧环11，并且轴承室44的上部的密封部可以设在压紧环11与转子组件42之间。

压紧环11与轴承室44的轴承之间可以设置弹性件，弹性件可以包括但不限于片簧，盘簧。弹性件能够限制轴承在轴向方向上位移，以限制轴承在轴向方向上过度窜动，并且弹性件也允许轴承在轴向方向上位移，能够允许轴承在轴向上进行一定量的浮动，例如1mm-2mm。

在优选实施例中，旋转驱动装置40还可以包括壳体45。壳体45可以位于定子组件41的外侧。

可选地，壳体45可以接触定子组件41，通过直接接触并且在壳体外设置散热翅片以促进旋转驱动装置40内部的热量的散逸。

可选地，壳体45可以不接触定子组件41，在壳体45内部存在空气循环的空冷系统。

壳体45的上部与环座10的下部连接，壳体45的下部与支撑筒50的上部可拆卸地连接。在壳体45的下部与支撑筒50的上部例如但不限于设置法兰盘，通过在法兰盘上设置连接螺栓实现壳体45与支撑筒50的可拆卸连接。

加热组件31、搅动组件32、环座10以及旋转驱动装置40的壳体45连接，使得加热装置与环座与壳体集成为一体。

并且如上所述定子组件41也可拆卸连接到支撑筒50，使得加热组件31、搅动组件32、环座10与旋转驱动装置40能够一体地可拆卸连接到支撑筒50。这种集成为一体并且具备较短的动力传输距离，可以节约空间，缩小轮胎硫化机的中心机构的尺寸，并且一体式的中心机构可拆卸安装在支撑筒上，拆装维护更加便易。

通过采用中心布置的介质通道，取消了现有技术中转子组件42与中心杆70之间的密封部，避免了旋转密封部在高温、高压以及高速旋转工况下容易失效以及旋转密封部泄漏问题。

现有技术中，转子组件42与中心杆70之间需要密封，且需要是旋转密封，若不密封介质会泄露、污染、损坏中心机构等。在高温、高压条件下，旋转密封容易失效泄露，加热介质则会进入中心机构内部，造成介质泄露、污染、损坏中心机构部件等。

优选地，壳体45与环座10之间设置隔热件，以减弱硫化胶囊20中的热量在轴向方向上从环座10朝向支撑筒50传递，减少热量损耗。

以上，为了使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，结合本发明的具体实施方式和附图对本发明的技术方案进行了清楚、完整地描述。

尽管以上已经描述了各种实施例，但应当理解，它所描述的实施方式是本发明的一部分实施方式，而非全部的实施方式，它们以示例而非限制的方式提出。对相关领域技术人员而言显而易见的是，所公开的主题可以其它特定的形式实施而不脱离其精神和必要特征。

因此，以上所描述的实施例在所有方面被认为是示例性而非限制性的，并不作为对本发明做任何限制的依据。

基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施方式均属于本发明所要保护的范围。本公开也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其他组合、方式也属于本公开的范畴、思想范围。

Claims (10)

1.一种轮胎硫化机，其特征在于，所述轮胎硫化机（1）包括：

环座（10），所述环座（10）具有沿轴向方向的中央通孔；

硫化胶囊（20），所述硫化胶囊（20）固定到所述环座（10），并且所述硫化胶囊（20）与所述环座（10）的上部共同限定中空的胶囊内腔（21）；

旋转驱动装置（40），所述旋转驱动装置（40）将电力转换为旋转动力，所述旋转驱动装置（40）包括：

定子组件（41），所述定子组件（41）在所述轴向方向上的上部固定到所述环座（10）的下部并且具有中央通孔，

转子组件（42），所述转子组件（42）至少部分地设在所述定子组件（41）的中央通孔中，所述转子组件（42）的上部转动地设在所述环座（10）的中央通孔中，所述转子组件（42）具有中央通孔；

支撑筒（50），所述支撑筒（50）的上部可拆卸地固定到所述定子组件（41）的下部，所述支撑筒（50）具有中央通孔；以及

中心杆（70），所述中心杆（70）贯穿所述支撑筒（50）以及所述旋转驱动装置（40）的转子组件（42），

其中，所述中心杆（70）与所述支撑筒（50）之间限定第一筒形空间，所述中心杆（70）与所述转子组件（42）之间限定第二筒形空间，并且所述第一筒形空间与所述第二筒形空间共同形成介质通道，所述介质通道的上部与所述硫化胶囊（20）的胶囊内腔（21）连通。

2.根据权利要求1所述的轮胎硫化机，其特征在于，

所述旋转驱动装置（40）在所述定子组件（41）与所述转子组件（42）之间的间隙中还包括密封筒（43），所述密封筒（43）的上部与所述环座（10）的下部密封连接，所述密封筒（43）的下部与所述支撑筒（50）的上部密封连接，使所述定子组件（41）与所述转子组件（42）隔离。

3.根据权利要求2所述的轮胎硫化机，其特征在于，

所述密封筒（43）的材料选自碳钢、不锈钢材质、陶瓷、工程塑料、碳纤维。

4.根据权利要求2所述的轮胎硫化机，其特征在于，

所述密封筒（43）夹在所述转子组件（42）和所述定子组件（41）之间的部分厚度为0.5mm-2mm。

5.根据权利要求1所述的轮胎硫化机，其特征在于，

在所述旋转驱动装置（40）的转子组件（42）与所述环座（10）之间设有轴承室（44），所述轴承室（44）中包括轴承，所述轴承允许所述转子组件（42）相对于所述环座（10）转动，

其中所述轴承室（44）的上部定位在所述环座（10）的上部处并且设有密封部，将所述轴承室（44）与所述胶囊内腔（21）隔离，并且

其中所述轴承室（44）的下部定位在所述环座（10）的下部处并且设有密封部，将所述轴承室（44）与所述定子组件（41）和所述转子组件（42）之间的间隙隔离。

6.根据权利要求5所述的轮胎硫化机，其特征在于，

所述轴承室（44）的上部的密封部在所述轴向方向上依次包括密封圈及迷宫密封，所述迷宫密封用于阻挡介质内的杂质进入所述轴承室（44），所述密封圈用于避免介质的气体进入所述轴承室（44）。

7.根据权利要求5所述的轮胎硫化机，其特征在于，

所述环座（10）的上部还包括固定到所述环座（10）的压紧环（11），并且所述轴承室（44）的上部的密封部设在所述压紧环（11）与所述转子组件（42）之间。

8.根据权利要求7所述的轮胎硫化机，其特征在于，

所述压紧环（11）与所述轴承室（44）的轴承之间设置弹性件，能够允许并且能够所述轴承在所述轴向方向上位移，

其中，所述弹性件选择成允许所述轴承在所述轴向方向上位移1mm -2mm，并且

其中，所述弹性件为波形弹簧。

9.根据权利要求1所述的轮胎硫化机，其特征在于，

所述旋转驱动装置（40）还包括壳体（45），所述壳体（45）位于所述定子组件（41）的外侧，所述壳体（45）的上部与所述环座（10）的下部连接，所述壳体（45）的下部与所述支撑筒（50）的上部可拆卸地连接。

10.根据权利要求9所述的轮胎硫化机，其特征在于，

所述壳体（45）与所述环座（10）之间设置隔热件，以减弱所述硫化胶囊（20）中的热量在所述轴向方向上从所述环座（10）朝向所述支撑筒（50）传递。