可調式輪胎硫化預熱裝置的制作方法

本發明涉及一種輪胎生產設備，具體涉及一種可調式輪胎硫化預熱裝置。

背景技術：

輪胎硫化環節需要消耗大量的熱量，而這些熱量真正被有效利用的卻占很少一部分，絕大部分被耗散在無效的管路循環中，熱耗散很大。此外，現有的輪胎硫化工藝大多沒有機外預熱這一環節，胎坯硫化前只是被放置于儲胎架上，待前一條輪胎硫化好后而被直接送于硫化機內，而文獻指出（張術寬， 用有限元法研究胎坯預熱對硫化溫度及硫化程度場的影響， 橡膠工業，2003 年第 5 卷，305-307），胎坯預熱對輪胎硫化具有明顯的積極作用，能夠提高輪胎硫化均勻性，縮短硫化時間，但絕大多數輪胎廠家對此卻不夠重視。

申請號為CN201310203181的中國專利公開了一種余熱利用的輪胎硫化預熱裝置。該裝置設有與硫化機內過熱水管路的出口端相連通的兩位三通閥，兩位三通閥的出水端與空氣預熱箱的熱交換管組及蓄熱水箱入水口相連通。

當需要硫化預熱裝置投入使用時，啟動兩位三通閥的控制開關，使硫化預熱裝置與硫化機內過熱水管路的出口端接通，120℃左右的過熱水流入管組，使空氣預熱箱內的溫度迅速升高，將胎坯放置于空氣預熱箱中，待預熱到80～90℃取出再入硫化機進行硫化。空氣預熱箱中的溫度及管組管道壓力可通過溫度傳感器和壓力傳感器實時測出；蓄熱水箱上設有入口閥門和出口閥門，通過控制入口閥門和出口閥門蓄熱水箱可調節管組中的過熱水流量，進而間接控制空氣預熱箱中的溫度，使空氣預熱箱處于恒溫狀態。具體控制過程為：當空氣預熱箱內的溫度超過80～90℃范圍，蓄熱水箱的入口閥門開啟，出口閥門關閉，管路中的過熱水一部分流入蓄熱水箱內，通過管組的過熱水流量減小，空氣預熱箱內溫度逐漸降低；當空氣預熱箱內溫度低于80℃，蓄熱水箱的出口閥門開啟，入口閥門關閉，蓄熱水箱內的過熱水流入空氣預熱箱管組，這時，管組內的過熱水流量增大，空氣預熱箱內溫度逐漸升高。

通過以上裝置，利用硫化余熱對未硫化胎坯進行預熱，可提高輪胎硫化均勻性，縮短硫化時間；同時硫化預熱的熱量來自于硫化余熱，可降低管路中的熱耗散，提高能源利用率。

但在上述裝置中，蓄熱水箱具有蓄水作用，當需要增大熱交換管組內的流量時，則需要蓄熱水箱中存儲的水進行補充，因此蓄熱水箱必須具有良好的保溫效果。若蓄熱水箱沒有良好的保溫效果，則蓄熱水箱中水進入熱交換管組后只會使空氣預熱箱內的溫度降低。由于蓄熱水箱還具有蓄水作用，因此蓄熱水箱就需要具有足夠的體積，而在一較大的蓄熱水箱中填充隔熱層，將增加蓄熱水箱的成本；若蓄熱水箱的體積較小，就需要不斷將蓄熱水箱中的水引出，以保證蓄熱水箱的蓄水作用，因此就會使得部分過熱水的熱能將無法得到利用。另外隨著過熱水在蓄熱水箱中停留的時間的不同，若在蓄熱水箱內不設加熱裝置，則蓄熱水箱內的水溫很難保證在一恒定溫度，因此通過蓄熱水箱內調節空氣預熱箱內的溫度，無法對空氣預熱箱內的溫度進行精確調節。綜上所述，通過蓄熱水箱無法精確控制空氣預熱箱內的溫度，同時成本較高、過熱水的熱能利用率也較低。

技術實現要素：

本發明的目的在于可以更精確的控制空氣預熱箱內的溫度的可調式輪胎硫化預熱裝置。

為達到上述目的，本發明的基礎方案如下：

可調式輪胎硫化預熱裝置包括空氣預熱箱，空氣預熱箱內設有與硫化機內過熱水管路的出口端相連通的熱交換管組；空氣預熱箱包括殼體、壓力傳感器和溫度傳感器，熱交換管組設置于殼體內，并位于殼體的邊緣；熱交換管組由若干管子組成，管子沿保溫層內壁等間距周向排列；所述空氣預熱箱還包括調節筒體和可驅動調節筒體轉動的調節機構，調節筒體外套于殼體外周，調節筒體與殼體均為筒狀，所述殼體的外側壁和調節筒體的內側壁上均設有沿調節筒體軸向的隔熱槽，隔熱槽內鑲嵌有由隔熱材料制成的隔熱層，隔熱槽兩側為導熱凸棱；所述調節機構包括控制器和執行部，控制器的輸入接口與壓力傳感和溫度傳感器連接，控制器的輸出接口與執行部連接，執行部可驅動調節筒體和殼體相對轉動。

需要硫化預熱裝置投入使用時，將胎坯放置到空氣預熱箱內。由于空氣預熱箱內設有與硫化機內過熱水管路的出口端相連通的熱交換管組，則120℃左右的過熱水將流入熱交換管組，使空氣預熱箱內的溫度迅速升高。

為了將空氣預熱箱內的溫度控制在80～90℃的范圍，需要溫度傳感器、壓力傳感器、控制器和執行部相互配合進行調整。具體控制過程為：當空氣預熱箱內的溫度超過90℃時，該溫度將被溫度傳感器檢測到，并反饋給控制器，此時控制器將向執行部發出指令，執行部將使殼體和調節筒體相對轉動，進而調節筒體內側的隔熱層和殼體外側的導熱凸棱的位置關系將發生改變。在通常的保溫情況下，調節筒體內側的隔熱層和殼體外側的導熱凸棱完全重合；但當殼體和調節筒體相對轉動后，調節筒體內側的導熱凸棱和殼體外側的導熱凸棱的一部分將會重疊，進而使得空氣預熱箱的散熱能力增強，因此可使有利于空氣預熱箱內的溫度降低。當空氣預熱箱內溫度低于80℃時，執行部將方向驅動殼體和調節筒體相對轉動，從而可使得調節筒體內側的隔熱層和殼體外側的導熱凸棱再次完全重合；進而增強了空氣預熱箱的保溫效果增強，則空氣預熱箱內的溫度再度升高。

本方案產生的有益效果是：

（一）在本方案提供的裝置中，通過改變空氣預熱箱的散熱能力來調節其內部的溫度，且通過熱交換管組的過熱水的流量不變，因此調節更加靈活，且控制也更精確；

（二）在該裝置中，過熱交換管組內的過熱水的流量始終不變，因此可以保證硫化機內的過熱水可以正常排出，從而既不造成過熱水能量的過度流失，又可保證硫化機內的水正常循環。

優選方案一：作為對基礎方案的進一步優化，所述執行部由多組驅動機構組成，且一組驅動機構對應調節筒體上的一個導熱凸棱，驅動機構由永磁體一、永磁體二和多個并排排列的電磁鐵組成，永磁體一和永磁體二并排固定在調節筒體上，且永磁體一和永磁體二朝向調節筒體內側的磁極相反，電磁鐵固定在殼體上并與控制器連接。

在優選方案一中，控制器根據溫度傳感器反饋的溫度，將對電磁鐵組的導電情況進行調整，當空氣預熱箱內的溫度超過90℃時，所有的電磁鐵上的電流都將反向，即使得永磁體一與電磁鐵的相對端迅速處于相斥狀態，從而永磁體二與電磁鐵相吸引，調節筒體和殼體相對轉動，從而調節筒體內側的導熱凸棱和殼體外側的導熱凸棱的一部分將會重疊；當空氣預熱箱內的溫度低于80℃時，電磁鐵上的電流方向不會改變，即調節筒體內側的隔熱層和殼體外側的導熱凸棱完全重合；當空氣預熱箱內的溫度處于80～90℃之間的某一值時，則電磁鐵中的一部分反向，即其中的部分電磁鐵與永磁體一對應，另一部分與永磁體二對應，進而調節空氣預熱箱的散熱。

優選方案二：作為對基礎方案的進一步優化，所述殼體內部設有托架，托架包括多根支撐桿和托板，支撐桿豎向設置，托板水平設置，托板與支撐桿固定；托架上方設有可將托架從空氣預熱箱內提起的吊裝機構。在優選方案二中，通過吊裝機構提起托架，即可方便、快速的更換托架上的胎坯。

優選方案三：作為對基礎方案的進一步優化，所述調節筒體上的隔熱槽均勻的設有四條，從而可以保證空氣預熱箱的散熱均勻，同時又使調節筒體和殼體的加工相對簡單。

附圖說明

圖1是本發明可調式輪胎硫化預熱裝置實施例的結構示意圖；

圖2是本發明可調式輪胎硫化預熱裝置實施例中空氣預熱箱的剖視圖；

圖3是本發明可調式輪胎硫化預熱裝置實施例中調節機構的結構示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明：

說明書附圖中的附圖標記包括：空氣預熱箱1、殼體11、調節筒體12、隔熱層13、導熱凸棱14、熱交換管組18、溫度傳感器21、壓力傳感器22、永磁體一31、永磁體二32、一號電磁鐵41、二號電磁鐵42、三號電磁鐵43、四號電磁鐵44、五號電磁鐵45、托架51、胎坯6。

實施例基本如圖1、圖2、圖3所示：

本實施例的可調式輪胎硫化預熱裝置包括空氣預熱箱1，空氣預熱箱1內設有與硫化機內過熱水管路的出口端相連通的熱交換管組18；空氣預熱箱1包括殼體11、壓力傳感器22和溫度傳感器21，熱交換管組18設置于殼體11內，并固定在殼體11的邊緣；壓力傳感器22、溫度傳感器21用于實時測量管組內的壓力及溫度；熱交換管組18由由一定數量管子組成，管子沿殼體11內壁等間距周向排列，排列層數可根據空氣預熱箱1內部空間大小進行調整。本實施例中管子排列層數為兩層，管子的直徑φ30～φ40，壁厚1～ 2mm，管子材料為耐高溫的合金鋼。

空氣預熱箱1還包括調節筒體12和可驅動調節筒體12轉動的調節機構，調節筒體12外套于殼體11外周，調節筒體12與殼體11均為筒狀，且殼體11相對于地面固定，調節筒體12可相對于殼體11轉動；殼體11的外側壁和調節筒體12的內側壁上設有均設有沿調節筒體12軸向的隔熱槽，殼體11和調節筒體12上均設有四個隔熱槽。隔熱槽內鑲嵌有由隔熱材料制成的隔熱層13，隔熱槽兩側為導熱凸棱14。調節機構包括控制器和執行部，控制器的輸入接口與壓力傳感和溫度傳感器21連接。執行部由四組驅動機構組成，一組驅動機構對應調節筒體12上的一個導熱凸棱14。驅動機構由永磁體一31、永磁體二32和五個并排排列的電磁鐵組成，五個并排排列的電磁鐵依次為一號電磁鐵41至五號電磁鐵45，一號電磁鐵41至五號電磁鐵45的排列方向與永磁體一31和永磁體二32的排列方向一致。永磁體一31和永磁體二32并排固定在調節筒體12上，且永磁體一31和永磁體二32的寬度相同；永磁體一31和永磁體二32朝向調節筒體12內側的磁極相反，電磁鐵固定在殼體11上并與控制器連接，五個電磁鐵所組成的寬度與永磁體一31、永磁體二32的寬度相同；通過改變電磁鐵的磁極，電磁鐵可與永磁體一31和永磁體二32相對。

殼體11內部設有托架51，托架51包括四根支撐桿和托板，支撐桿豎向設置，托板水平設置，托板與支撐桿焊接；托架51上方設有吊裝機構，吊裝機構可將托架51從空氣預熱箱1內提起。在本實施例中，空氣預熱箱1可設置多個，從而提高預熱效率，因此吊裝機構采用行車，從而通過該行車可以吊裝任何空氣預熱箱1內的托架51。

需要硫化預熱裝置投入使用時，先將托架51吊起，將胎坯6放置于托架51上的托板上，每個托架51上放置一個胎坯6；然后再將托架51放入空氣預熱箱1內，并將空氣預熱箱1固定。由于空氣預熱箱1內設有與硫化機內過熱水管路的出口端相連通的熱交換管組18，則120℃左右的過熱水將流入熱交換管組18，使空氣預熱箱1內的溫度迅速升高。

為了將空氣預熱箱1內的溫度控制在80～90℃的范圍，需要溫度傳感器21、壓力傳感器22、控制器和執行部相互配合進行調整。

具體控制過程為：

當空氣預熱箱1內的溫度超過90℃時，該溫度將被溫度傳感器21檢測到，并反饋給控制器，此時控制器將向執行部發出指令，一號電磁鐵41至五號電磁鐵45上的電流都變為反向，使得永磁體一31與電磁鐵的相對端迅速處于相斥狀態，從而永磁體二32與電磁鐵相吸引，調節筒體12和殼體11相對轉動并達到穩定狀態，則調節筒體12內側的導熱凸棱14和殼體11外側的導熱凸棱14的重疊部分最大，散熱速度最快，從而可迅速的降低空氣預熱箱1內的溫度。

當空氣預熱箱1內的溫度在88～90℃時，則一號電磁鐵41上的電流變為正向，即一號電磁鐵41將進入永磁體一31的范圍內，從而調節筒體12內側的導熱凸棱14和殼體11外側的導熱凸棱14的重疊部分減少，進而散熱速度減慢。

當空氣預熱箱1內的溫度在86～88℃時，則二號電磁鐵42上的電流也將變為正向，即二號電磁鐵42將進入永磁體一31的范圍內，從而調節筒體12內側的導熱凸棱14和殼體11外側的導熱凸棱14的重疊部分再次減少，進而散熱速度有一次減慢。

當空氣預熱箱1內的溫度在84～86℃時，則三號電磁鐵43上的電流也將變為正向，即三號電磁鐵43將進入永磁體一31的范圍內，從而調節筒體12內側的導熱凸棱14和殼體11外側的導熱凸棱14的重疊部分進一步減少，進而散熱速度進一步減慢。

直到當空氣預熱箱1內的降低到82℃一下時，一號電磁鐵41至五號電磁鐵45都將變為正向，一號電磁鐵41至五號電磁鐵45都將進入永磁體一31的范圍內，此時調節筒體12內側的導熱凸棱14和殼體11外側的導熱凸棱14將不會有重疊部分，致使空氣預熱箱1的保溫效果最好，有利于空氣預熱箱1內的溫度升高。

通過以上控制過程可以跟精確的控制空氣預熱箱1內的溫度，使其總能維持在80～90℃的范圍內。

以上所述的僅是本發明的實施例，方案中公知的具體結構及特性等常識在此未作過多描述。應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發明結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發明的保護范圍，這些都不會影響本發明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應當以其權利要求的內容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權利要求的內容。