CN116604862B - 一种轮胎硫化设备 - Google Patents

Abstract

一种轮胎硫化设备包括：硫化胶囊、中心杆、加热部件、搅动部件以及电机。电机与搅动部件连接，能够驱动搅动部件旋转。其中，电机包括定子和转子，定子包括内孔，转子的一部分插入在定子的内孔中，并与定子的内侧相面对，且搅动部件与转子相连接，其中，在定子和转子之间设置有密封筒。该轮胎硫化设备中的密封筒可以将定子与高温高压环境阻隔开，避免对定子的电磁线圈产生不良影响，可延长电机的使用寿命。

Description

一种轮胎硫化设备

技术领域

本申请属于轮胎制造技术领域，具体涉及一种对轮胎进行硫化处理的轮胎硫化设备。

背景技术

硫化工艺在工业生产中有着广泛的应用，通过硫化处理，可以提高某些材料的整体硬度，例如可提高橡胶等的硬度。橡胶是制造轮胎的主要材料之一，由橡胶支承的外胎在经历硫化处理之前是具有粘弹性的可塑性橡胶，其易变形、强度低。而经过硫化之后，橡胶固化，具有较高的强度和弹性。

传统的轮胎硫化工艺通常采用饱和蒸汽和氮气相结合的方式来进行硫化。该硫化过程具体如下：首先，将未经硫化的生胎置于密封的硫化胶囊与硫化模具之间；然后，向硫化胶囊内部通入饱和蒸汽，该饱和蒸汽能够提供硫化所需的热量；接着通入高压氮气，以提供硫化所需的压力。在饱和蒸汽的热量和高压氮气的压力作用下，硫化胶囊膨胀挤压并加热生胎，以对生胎进行定型和硫化作业。

蒸汽硫化机的在运行过程中产生的问题之一是进入硫化胶囊中的蒸汽会发生冷凝，冷凝下来的冷凝水会囤积在硫化胶囊的下部，造成硫化胶囊上下部分存在较大温差，进而会影响轮胎的硫化效果。而且，为了向硫化胶囊供应蒸汽，需要布置蒸汽管路，该蒸汽管路会占用较大的空间。

针对蒸汽硫化机的这些问题，现有技术中提出了电动硫化系统，电动硫化系统包括加热和通风装置，以加热封闭腔室中的介质。并且，电动硫化系统中还包括由电机等驱动机构所转动的搅动装置，例如风扇、叶轮等，以强制流动加热介质。在现有的电动硫化系统中，封闭腔室中充满了加热介质，而电机、搅动装置、加热装置等的部件也都位于该封闭腔室中。这样，在电动硫化系统运行的过程中，加热介质中的水分、杂质等容易进入到电机中，污染电机中的电磁绕组等部件。而且，由于电机处于封闭腔室内，其在高温高压环境中运行，例如在2.7MPa、200℃的环境中运行，从而导致电机容易损坏，使用寿命缩短。

因此，存在对结构改进的轮胎硫化设备的需求，其能够有效提高其中电机的使用寿命。

发明内容

本申请是为了解决以上所述现有技术的问题而作出的。本申请的目的是提供一种结构改进的轮胎硫化设备，其能够保护电机不受加热介质的影响，提高电机的使用寿命，进而提高轮胎硫化设备的整体运行寿命。

本申请的轮胎硫化设备包括：硫化胶囊，硫化胶囊的下夹缘由下夹持组件夹持，硫化胶囊的上夹缘由上夹持组件夹持；中心杆，中心杆的上端与上夹持组件固定连接，且中心杆被设置成能够相对于下夹持组件沿上下方向运动；加热部件，加热部件设置在硫化胶囊内，用于对硫化胶囊中的介质进行加热；搅动部件，搅动部件设置在硫化胶囊中，用于搅动介质流动；以及电机，电机与搅动部件连接，能够驱动搅动部件旋转。其中，电机包括定子和转子，定子包括内孔，转子的一部分插入在定子的内孔中，并与定子的内侧相面对，且搅动部件与转子相连接，其中，在定子和转子之间设置有密封筒。

在上述结构的轮胎硫化设备中，通过设置密封筒，可以将通常包括电磁线圈的定子与硫化胶囊内的高温高压环境有效地阻隔开，避免硫化胶囊中的介质中的水分、杂质等物质对定子的电磁线圈产生不良影响，进而延长电机的使用寿命。而且，该密封筒还能够阻止外部空气进入到硫化胶囊内部，保证内部介质不受污染。通过将定子和硫化胶囊内部的高温高压环境阻隔开，定子能够在相对低压（例如大气压）的环境中工作，其有助于定子的散热。此外，密封筒的隔离也使得定子的引线等不必考虑密封性，减少引线部位的密封性的施工及密封泄漏风险。

该密封筒可以是碳钢或不锈钢制成的，且出于保证电机运行的考虑，其较佳地可由陶瓷、工程塑料、碳纤维等导磁但不导电的材料制成。

进一步地，轮胎硫化设备还包括环座，转子的上端可旋转地支承在环座的内孔中，且下夹持组件与环座相连接。

较佳地，在转子和环座之间设置有轴承，以方便转子相对于环座的转动。

较佳地，轮胎硫化设备还包括支撑件，电机支承在支撑件，且密封筒的上端连接于环座，密封筒的下端连接于支撑件。

其中，在密封筒和环座之间设置有第一密封圈。另外，在密封筒和支撑件之间可设置有第二密封圈。由此，可保证密封筒的密封性。

较佳地，还包括外壳，外壳覆盖在定子的外侧，且外壳的上端连接于环座，外壳的下端支承在支撑件上。该外壳可以保护定子不受外界环境的影响。

进一步地，在外壳和环座之间还设置有隔热部件，以阻隔硫化胶囊内部的热量向下传导，从而有助于提高轮胎硫化设备的热效率，且保护诸如电机的定子等部件。

较佳地，轮胎硫化设备中包括以下间隙中的至少一个：

形成于密封筒和转子之间的第一间隙；

形成于密封筒和定子的内侧之间的第二间隙；

形成于定子的外侧和外壳之间的第三间隙；

形成于定子的顶部和环座之间的第四间隙；以及

形成于定子的底部和支撑件之间的第五间隙，其中，在定子和支撑件之间设置有多个间隔件，以形成第五间隙。

通过第一间隙，可减弱从转子向密封筒的热传导，从而提高密封筒的隔热效果。而通过第二到第五间隙的设置，使得定子“悬浮”或部分“悬浮”地设置，利用这些间隙中的空气来减弱热量的传递，从而有助于延长电机的使用寿命。

进一步地，可以看到，上述密封筒、外壳、环座和支撑件一起限定出用于容纳高定子的腔室，该腔室具有冷却介质进口和冷却介质出口

较佳地，在支撑件的上端的凸缘上形成该冷却介质进口，在外壳上形成该冷却介质出口。冷却介质可通过冷却介质进口和冷却介质出口流入和流出容纳着定子的空间，从而对定子起到冷却作用。当然，冷却介质进口和冷却介质出口也可形成在其他有利于冷却介质流入和流出容纳定子的腔室的位置。

轮胎硫化设备还包括模具，其中，待硫化的轮胎能够被夹在模具和硫化胶囊之间的硫化空间中，其中，模具为可开合的模具，包括上模和下模。该模具中也可设置有加热装置，以从外侧对轮胎进行加热。

附图说明

本申请的较佳的实施例方案在附图中示出，从附图所示的方案中可以更加清楚地了解本申请的具体实施方式，其中，在附图中：

图1示出了本申请的轮胎硫化设备的剖视图。

图2示出了本申请的轮胎硫化设备的另一个剖视图，其中还包括模具。

图3示出了图1中的部分A的放大图。

(符号说明)

1 轮胎硫化设备

2 轮胎

11 硫化胶囊

12 下夹持组件

13 上夹持组件

14 中心杆

15 支撑件

16 加热部件

17 搅动部件

21 定子

22 转子

23 间隔件

20 电机

31 环座

32 轴承

33 隔热件

41 外壳

42 密封筒

43 第一密封圈

44 第二密封圈

51 第一间隙

52 第二间隙

53 第三间隙

54 第四间隙

55 第五间隙

56 冷却介质进口

57 冷却介质出口

60 模具

61 上模

62 下模

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的具体实施方式进行详细说明。应当了解，附图中所示的仅仅是本申请的较佳实施例，其并不构成对本申请的范围的限制。本领域的技术人员可以在附图所示的实施例的基础上对本申请进行各种显而易见的修改、变型、等效替换，这些都落在本申请的保护范围之内。

在以下的对本申请的具体描述中，所使用的诸如“上”、“下”之类的表示方向和朝向的用语是为了便于描述而以附图所示的轮胎硫化设备的朝向为基准的，且附图所示的轮胎硫化设备的朝向为其在使用状态时通常的朝向，但也不排除该轮胎硫化设备会采取其它朝向，例如在运输等过程中。

图1示出了本申请的轮胎硫化设备1的示意性剖视图。轮胎硫化设备1具有硫化胶囊11、下夹持组件12和上夹持组件13。其中，下夹持组件12夹持住硫化胶囊11的下夹缘，上夹持组件13夹持住硫化胶囊11的上夹缘。由此，在硫化胶囊11中形成封闭空间，该封闭空间中可充入诸如加压氮气之类的气体介质，并经由硫化胶囊11向包裹在硫化胶囊11上的待硫化的轮胎2的内侧加热加压。气体介质也可以是其他惰性气体，不过从成本等方面考虑的话，氮气是优选的示例。

如图2所示，轮胎硫化设备1还包括模具60，该模具60从外侧覆盖住轮胎2。模具60中也设置有加热装置，例如电加热器等，从而可以从外侧对轮胎2进行加热。模具60较佳地为可开合的模具，其包括上模61和下模62。

在对轮胎2进行硫化处理时，从外侧将轮胎2装载到硫化胶囊11上，然后合上模具60，从而轮胎2被夹持在硫化胶囊11和模具60之间的硫化空间中。随着向硫化胶囊11内的封闭空间注入加压氮气且由加热部件16加热该氮气，该加热加压的氮气通过硫化胶囊11从内侧对轮胎2进行加热加压，与此同时模具60从外侧对轮胎2加热加压。加热部件16较佳地固定安装在环座31上，并且与搅动部件17轴向间隔设置。

轮胎硫化设备1还包括中心杆14，该中心杆14的上端与上夹持组件13固定连接。并且，该中心杆14能够相对下夹持组件12沿着上下方向运动，从而实现硫化胶囊11的收拢和扩张。其中，当中心杆14向上运动时，可增大下夹持组件12和上夹持组件13之间的距离，从而硫化胶囊11的半径减小而收缩，当中心杆14向下运动时，下夹持组件12和上夹持组件13之间的距离缩小，硫化胶囊11的半径增大，在对硫化胶囊11充入气体介质之后硫化胶囊11扩张。在硫化操作过程中，首先将带硫化的轮胎2放置到硫化胶囊11上，然后中心杆14下降，使硫化胶囊11扩张，从而使轮胎2紧密地包裹在硫化胶囊11上。

轮胎硫化设备1还包括支撑件15，诸如电机20之类的驱动装置支承在该支撑件15上。该支撑件15较佳地为支承环筒的形式，以允许中心杆14穿过并进入到硫化胶囊11内部。另外，在硫化胶囊11的内部空间中还设置有加热部件16和搅动部件17。加热部件16可以例如是电加热装置，该加热部件16用于加热硫化胶囊11中的气体介质，例如加压氮气等。搅动部件17可以例如是风扇、叶轮等，通过旋转搅动部件17，使硫化胶囊11中的气体介质流动，该流动有助于使硫化胶囊11中的气体介质的温度均匀。

搅动部件17由电机20驱动，例如，搅动部件17与电机20的转子22相连接，搅动部件17与转子22之间的连接可以是可以直接连接，也可以是间接连接，例如在图1中示例性地显示搅动部件17安装在转子22的上端。

轮胎硫化设备1还包括环座31，电机20安装在环座31上，并且下夹持组件12与环座31相连接，如图1中可见的。

图3示出了图1中的部分A的放大图，其中示出了电机20的部分的具体结构。电机20包括定子21和转子22，定子21具有电磁绕组，当通电时，该电磁绕组可产生磁场，转子22上设置有多个永磁体，例如磁石、磁钢等，引产生磁场。当定子21的电磁绕组通电时，其所产生的磁场与转子22的永磁体所产生的磁场相互作用，从而使转子22旋转。并且，定子21具有内孔，转子22的一部分插入在定子21的内孔中，并与定子21的内侧相面对。转子22的上端可转动地承载在环座31的内孔中，且较佳地，在转子22和环座31之间设置有轴承32，该轴承32可便于转子22相对于环座31的旋转。

如从图3中清楚地看到的，在定子21和转子22之间设置有密封筒42，该密封筒42的上端与环座31连接，下端与支撑件15连接。这样，可以至少将包括电磁绕组的定子21与硫化胶囊11内部的高温高压介质隔开，从而减少、甚至避免高温高压对定子21的影响。而且，该密封筒42还可阻止外部空气流入到硫化胶囊11内部，从而对硫化胶囊11内部的气体介质造成污染。

该密封筒42可由碳钢、不锈钢等材料制成。较佳地，可选用导磁但不导电的材料来制造密封筒42，例如可以用陶瓷、工程塑料、碳纤维之类的材料来制造密封筒42，从而可更好地保证电机20的正常运行。此外，密封筒42的厚度，特别是其夹在定子21和转子22之间的部分的厚度可以在0.5~2mm的范围内选择。

如图中所示的较佳结构中，密封筒42的上端和下端厚度较大，这可有助于对密封筒42的安装和密封。并且，在密封筒42的下端设置有台阶部，这可便于将密封筒42支承在支撑件15上。

密封筒42中形成有内孔，以供中心杆14穿过。其中，在密封筒42下端之处或附近可设置有诸如密封圈之类的密封件（未示出）。这样的设置可以阻止硫化胶囊11中的气体介质沿着密封筒42和中心杆14之间的间隙向下流动。进一步地，可在环座31上设置进口通道和出口通道，以供气体介质流入和流出硫化胶囊11。

需要说明的是，密封筒42和中心杆14之间设置密封件的情况是可选的。在本申请的另一种实施方式中，在密封筒42和中心杆14之间不设置密封件，从而在它们之间形成围绕着中心杆14的间隙，该间隙可充当气体介质流入和流出硫化胶囊11的通道。这种情况也在本申请的范围之中。其中，密封筒42和中心杆14之间的间隙的尺寸可以是1～10mm。

较佳地，密封筒42的上端与环座31之间设置有第一密封圈43，密封筒42的下端与支撑件15之间设置有第二密封圈44，从而密封筒42可起到密封隔绝的作用，进一步提高隔离效果。

在转子22的外侧上还设置有外壳41，该外壳41的上端与环座31相连接，外壳41的下端可拆卸地支承在支撑件15上。该外壳41可从外侧覆盖定子21，保护定子21不受外部环境的影响。

较佳地，在外壳41和环座31之间设置有隔热件33，该隔热件33例如是由热绝缘材料制成的垫圈等。该隔热件33可阻碍硫化胶囊11中的热量向下朝着支撑件15传导，这有助于减少轮胎硫化设备1的热损耗，进而提高轮胎硫化设备1的整体热效率。

进一步较佳地，为了提高隔热效果，在定子21和转子22与轮胎硫化设备1的其他部件之间形成间隙，以提高隔热效果。

具体来说，如图3所示，在转子22和密封筒42之间形成有第一间隙51。该第一间隙51的尺寸较佳地在2～10mm的范围之内。对于定子21，在轮胎硫化设备1中形成容纳该定子21的空腔，例如由密封筒42、环座31、支撑件15和外壳41限定出该空腔，定子21容纳在该空腔中。并且，在定子21的内侧和密封筒42之间形成第二间隙52，在定子21的外侧和外壳41之间形成第三间隙53，在定子21的顶部与环座31之间形成第四间隙54。另外，定子21的底部也不是直接承载在支撑件15上的，而是在定子21的底部与支撑件15之间设置多个间隔件23，这些间隔件23例如是支撑柱的形式。这样，在定子21的底部与支撑件15之间形成第五间隙55。

进一步地，可以向容纳定子21的空间引入冷却介质，来冷却定子21，从而进一步抑制定子21收到的高温影响。为此，设置通入容纳定子21的空腔中的形成冷却介质进口56和冷却介质出口57。例如，如图3中所示的，在支撑件15的上端处的法兰中形成冷却介质进口56，在外壳41上形成有冷却介质出口57。诸如冷空气之类的冷却介质可从冷却介质进口56流入上述第二间隙52、第三间隙53、第四间隙54和第五间隙55中，以对定子21进行冷却，之后从冷却介质出口57流出。

除了图中所示的优选结构之外，冷却介质进口56和冷却介质出口57也可形成在其他合适的位置上，这也在本申请的范围中。

Claims (11)

1.一种轮胎硫化设备，所述轮胎硫化设备包括：

硫化胶囊，所述硫化胶囊的下夹缘由下夹持组件夹持，所述硫化胶囊的上夹缘由上夹持组件夹持；

中心杆，所述中心杆的上端与所述上夹持组件固定连接，且所述中心杆被设置成能够相对于所述下夹持组件沿上下方向运动；

加热部件，所述加热部件设置在所述硫化胶囊内，用于对所述硫化胶囊中的介质进行加热；

搅动部件，所述搅动部件设置在所述硫化胶囊中，用于搅动所述介质流动；以及

电机，所述电机与所述搅动部件连接，能够驱动所述搅动部件旋转；

其特征在于，所述电机包括定子和转子，所述定子包括内孔，所述转子的一部分插入在所述定子的内孔中，并与所述定子的内侧相面对，且所述搅动部件与所述转子相连接，所述定子具有电磁绕组，所述转子上设置有多个永磁体，当所述定子的所述电磁绕组通电时，所产生的磁场与所述转子的所述永磁体所产生的磁场相互作用，从而使所述转子旋转，其中，在所述定子和所述转子之间设置有密封筒。

2.如权利要求1所述的轮胎硫化设备，其特征在于，还包括环座，所述转子的上端可旋转地支承在所述环座的内孔中，且所述下夹持组件与所述环座相连接。

3.如权利要求2所述的轮胎硫化设备，其特征在于，在所述转子和所述环座之间设置有轴承。

4.如权利要求2所述的轮胎硫化设备，其特征在于，还包括支撑件，所述电机支承在所述支撑件，且所述密封筒的上端连接于所述环座，所述密封筒的下端连接于所述支撑件。

5.如权利要求4所述的轮胎硫化设备，其特征在于，在所述密封筒和所述环座之间设置有第一密封圈；和/或在所述密封筒和所述支撑件之间设置有第二密封圈。

6.如权利要求4所述的轮胎硫化设备，其特征在于，还包括外壳，所述外壳覆盖在所述定子的外侧，且所述外壳的上端连接于所述环座，所述外壳的下端支承在所述支撑件上。

7.如权利要求6所述的轮胎硫化设备，其特征在于，在所述外壳和所述环座之间还设置有隔热部件。

8.如权利要求6所述的轮胎硫化设备，其特征在于，所述轮胎硫化设备中包括以下间隙中的至少一个：

形成于所述密封筒和所述转子之间的第一间隙；

形成于所述密封筒和所述定子的内侧之间的第二间隙；

形成于所述定子的外侧和所述外壳之间的第三间隙；

形成于所述定子的顶部和所述环座之间的第四间隙；以及

形成于所述定子的底部和所述支撑件之间的第五间隙，其中，在所述定子和所述支撑件之间设置有多个间隔件，以形成所述第五间隙。

9.如权利要求6所述的轮胎硫化设备，其特征在于，所述密封筒、所述外壳、所述环座和所述支撑件共同限定出用于容纳所述定子的腔室，所述腔室具有冷却介质进口和冷却介质出口。

10.如权利要求9所述的轮胎硫化设备，其特征在于，所述冷却介质进口形成在所述支撑件的上端的凸缘上，所述冷却介质出口形成在所述外壳上。

11.如权利要求1所述的轮胎硫化设备，其特征在于，还包括模具，其中，待硫化的轮胎能够被夹在所述模具和所述硫化胶囊之间的硫化空间中，其中，所述模具为可开合的模具，包括上模和下模。