可调式轮胎硫化预热装置的制作方法

本发明涉及一种轮胎生产设备，具体涉及一种可调式轮胎硫化预热装置。

背景技术：

轮胎硫化环节需要消耗大量的热量，而这些热量真正被有效利用的却占很少一部分，绝大部分被耗散在无效的管路循环中，热耗散很大。此外，现有的轮胎硫化工艺大多没有机外预热这一环节，胎坯硫化前只是被放置于储胎架上，待前一条轮胎硫化好后而被直接送于硫化机内，而文献指出（张术宽， 用有限元法研究胎坯预热对硫化温度及硫化程度场的影响， 橡胶工业，2003 年第 5 卷，305-307），胎坯预热对轮胎硫化具有明显的积极作用，能够提高轮胎硫化均匀性，缩短硫化时间，但绝大多数轮胎厂家对此却不够重视。

申请号为CN201310203181的中国专利公开了一种余热利用的轮胎硫化预热装置。该装置设有与硫化机内过热水管路的出口端相连通的两位三通阀，两位三通阀的出水端与空气预热箱的热交换管组及蓄热水箱入水口相连通。

当需要硫化预热装置投入使用时，启动两位三通阀的控制开关，使硫化预热装置与硫化机内过热水管路的出口端接通，120℃左右的过热水流入管组，使空气预热箱内的温度迅速升高，将胎坯放置于空气预热箱中，待预热到80～90℃取出再入硫化机进行硫化。空气预热箱中的温度及管组管道压力可通过温度传感器和压力传感器实时测出；蓄热水箱上设有入口阀门和出口阀门，通过控制入口阀门和出口阀门蓄热水箱可调节管组中的过热水流量，进而间接控制空气预热箱中的温度，使空气预热箱处于恒温状态。具体控制过程为：当空气预热箱内的温度超过80～90℃范围，蓄热水箱的入口阀门开启，出口阀门关闭，管路中的过热水一部分流入蓄热水箱内，通过管组的过热水流量减小，空气预热箱内温度逐渐降低；当空气预热箱内温度低于80℃，蓄热水箱的出口阀门开启，入口阀门关闭，蓄热水箱内的过热水流入空气预热箱管组，这时，管组内的过热水流量增大，空气预热箱内温度逐渐升高。

通过以上装置，利用硫化余热对未硫化胎坯进行预热，可提高轮胎硫化均匀性，缩短硫化时间；同时硫化预热的热量来自于硫化余热，可降低管路中的热耗散，提高能源利用率。

但在上述装置中，蓄热水箱具有蓄水作用，当需要增大热交换管组内的流量时，则需要蓄热水箱中存储的水进行补充，因此蓄热水箱必须具有良好的保温效果。若蓄热水箱没有良好的保温效果，则蓄热水箱中水进入热交换管组后只会使空气预热箱内的温度降低。由于蓄热水箱还具有蓄水作用，因此蓄热水箱就需要具有足够的体积，而在一较大的蓄热水箱中填充隔热层，将增加蓄热水箱的成本；若蓄热水箱的体积较小，就需要不断将蓄热水箱中的水引出，以保证蓄热水箱的蓄水作用，因此就会使得部分过热水的热能将无法得到利用。另外随着过热水在蓄热水箱中停留的时间的不同，若在蓄热水箱内不设加热装置，则蓄热水箱内的水温很难保证在一恒定温度，因此通过蓄热水箱内调节空气预热箱内的温度，无法对空气预热箱内的温度进行精确调节。综上所述，通过蓄热水箱无法精确控制空气预热箱内的温度，同时成本较高、过热水的热能利用率也较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于可以更精确的控制空气预热箱内的温度的可调式轮胎硫化预热装置。

为达到上述目的，本发明的基础方案如下：

可调式轮胎硫化预热装置包括空气预热箱，空气预热箱内设有与硫化机内过热水管路的出口端相连通的热交换管组；空气预热箱包括壳体、压力传感器和温度传感器，热交换管组设置于壳体内，并位于壳体的边缘；热交换管组由若干管子组成，管子沿保温层内壁等间距周向排列；所述空气预热箱还包括调节筒体和可驱动调节筒体转动的调节机构，调节筒体外套于壳体外周，调节筒体与壳体均为筒状，所述壳体的外侧壁和调节筒体的内侧壁上均设有沿调节筒体轴向的隔热槽，隔热槽内镶嵌有由隔热材料制成的隔热层，隔热槽两侧为导热凸棱；所述调节机构包括控制器和执行部，控制器的输入接口与压力传感和温度传感器连接，控制器的输出接口与执行部连接，执行部可驱动调节筒体和壳体相对转动。

需要硫化预热装置投入使用时，将胎坯放置到空气预热箱内。由于空气预热箱内设有与硫化机内过热水管路的出口端相连通的热交换管组，则120℃左右的过热水将流入热交换管组，使空气预热箱内的温度迅速升高。

为了将空气预热箱内的温度控制在80～90℃的范围，需要温度传感器、压力传感器、控制器和执行部相互配合进行调整。具体控制过程为：当空气预热箱内的温度超过90℃时，该温度将被温度传感器检测到，并反馈给控制器，此时控制器将向执行部发出指令，执行部将使壳体和调节筒体相对转动，进而调节筒体内侧的隔热层和壳体外侧的导热凸棱的位置关系将发生改变。在通常的保温情况下，调节筒体内侧的隔热层和壳体外侧的导热凸棱完全重合；但当壳体和调节筒体相对转动后，调节筒体内侧的导热凸棱和壳体外侧的导热凸棱的一部分将会重叠，进而使得空气预热箱的散热能力增强，因此可使有利于空气预热箱内的温度降低。当空气预热箱内温度低于80℃时，执行部将方向驱动壳体和调节筒体相对转动，从而可使得调节筒体内侧的隔热层和壳体外侧的导热凸棱再次完全重合；进而增强了空气预热箱的保温效果增强，则空气预热箱内的温度再度升高。

本方案产生的有益效果是：

（一）在本方案提供的装置中，通过改变空气预热箱的散热能力来调节其内部的温度，且通过热交换管组的过热水的流量不变，因此调节更加灵活，且控制也更精确；

（二）在该装置中，过热交换管组内的过热水的流量始终不变，因此可以保证硫化机内的过热水可以正常排出，从而既不造成过热水能量的过度流失，又可保证硫化机内的水正常循环。

优选方案一：作为对基础方案的进一步优化，所述执行部由多组驱动机构组成，且一组驱动机构对应调节筒体上的一个导热凸棱，驱动机构由永磁体一、永磁体二和多个并排排列的电磁铁组成，永磁体一和永磁体二并排固定在调节筒体上，且永磁体一和永磁体二朝向调节筒体内侧的磁极相反，电磁铁固定在壳体上并与控制器连接。

在优选方案一中，控制器根据温度传感器反馈的温度，将对电磁铁组的导电情况进行调整，当空气预热箱内的温度超过90℃时，所有的电磁铁上的电流都将反向，即使得永磁体一与电磁铁的相对端迅速处于相斥状态，从而永磁体二与电磁铁相吸引，调节筒体和壳体相对转动，从而调节筒体内侧的导热凸棱和壳体外侧的导热凸棱的一部分将会重叠；当空气预热箱内的温度低于80℃时，电磁铁上的电流方向不会改变，即调节筒体内侧的隔热层和壳体外侧的导热凸棱完全重合；当空气预热箱内的温度处于80～90℃之间的某一值时，则电磁铁中的一部分反向，即其中的部分电磁铁与永磁体一对应，另一部分与永磁体二对应，进而调节空气预热箱的散热。

优选方案二：作为对基础方案的进一步优化，所述壳体内部设有托架，托架包括多根支撑杆和托板，支撑杆竖向设置，托板水平设置，托板与支撑杆固定；托架上方设有可将托架从空气预热箱内提起的吊装机构。在优选方案二中，通过吊装机构提起托架，即可方便、快速的更换托架上的胎坯。

优选方案三：作为对基础方案的进一步优化，所述调节筒体上的隔热槽均匀的设有四条，从而可以保证空气预热箱的散热均匀，同时又使调节筒体和壳体的加工相对简单。

附图说明

图1是本发明可调式轮胎硫化预热装置实施例的结构示意图；

图2是本发明可调式轮胎硫化预热装置实施例中空气预热箱的剖视图；

图3是本发明可调式轮胎硫化预热装置实施例中调节机构的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：空气预热箱1、壳体11、调节筒体12、隔热层13、导热凸棱14、热交换管组18、温度传感器21、压力传感器22、永磁体一31、永磁体二32、一号电磁铁41、二号电磁铁42、三号电磁铁43、四号电磁铁44、五号电磁铁45、托架51、胎坯6。

实施例基本如图1、图2、图3所示：

本实施例的可调式轮胎硫化预热装置包括空气预热箱1，空气预热箱1内设有与硫化机内过热水管路的出口端相连通的热交换管组18；空气预热箱1包括壳体11、压力传感器22和温度传感器21，热交换管组18设置于壳体11内，并固定在壳体11的边缘；压力传感器22、温度传感器21用于实时测量管组内的压力及温度；热交换管组18由由一定数量管子组成，管子沿壳体11内壁等间距周向排列，排列层数可根据空气预热箱1内部空间大小进行调整。本实施例中管子排列层数为两层，管子的直径φ30～φ40，壁厚1～ 2mm，管子材料为耐高温的合金钢。

空气预热箱1还包括调节筒体12和可驱动调节筒体12转动的调节机构，调节筒体12外套于壳体11外周，调节筒体12与壳体11均为筒状，且壳体11相对于地面固定，调节筒体12可相对于壳体11转动；壳体11的外侧壁和调节筒体12的内侧壁上设有均设有沿调节筒体12轴向的隔热槽，壳体11和调节筒体12上均设有四个隔热槽。隔热槽内镶嵌有由隔热材料制成的隔热层13，隔热槽两侧为导热凸棱14。调节机构包括控制器和执行部，控制器的输入接口与压力传感和温度传感器21连接。执行部由四组驱动机构组成，一组驱动机构对应调节筒体12上的一个导热凸棱14。驱动机构由永磁体一31、永磁体二32和五个并排排列的电磁铁组成，五个并排排列的电磁铁依次为一号电磁铁41至五号电磁铁45，一号电磁铁41至五号电磁铁45的排列方向与永磁体一31和永磁体二32的排列方向一致。永磁体一31和永磁体二32并排固定在调节筒体12上，且永磁体一31和永磁体二32的宽度相同；永磁体一31和永磁体二32朝向调节筒体12内侧的磁极相反，电磁铁固定在壳体11上并与控制器连接，五个电磁铁所组成的宽度与永磁体一31、永磁体二32的宽度相同；通过改变电磁铁的磁极，电磁铁可与永磁体一31和永磁体二32相对。

壳体11内部设有托架51，托架51包括四根支撑杆和托板，支撑杆竖向设置，托板水平设置，托板与支撑杆焊接；托架51上方设有吊装机构，吊装机构可将托架51从空气预热箱1内提起。在本实施例中，空气预热箱1可设置多个，从而提高预热效率，因此吊装机构采用行车，从而通过该行车可以吊装任何空气预热箱1内的托架51。

需要硫化预热装置投入使用时，先将托架51吊起，将胎坯6放置于托架51上的托板上，每个托架51上放置一个胎坯6；然后再将托架51放入空气预热箱1内，并将空气预热箱1固定。由于空气预热箱1内设有与硫化机内过热水管路的出口端相连通的热交换管组18，则120℃左右的过热水将流入热交换管组18，使空气预热箱1内的温度迅速升高。

为了将空气预热箱1内的温度控制在80～90℃的范围，需要温度传感器21、压力传感器22、控制器和执行部相互配合进行调整。

具体控制过程为：

当空气预热箱1内的温度超过90℃时，该温度将被温度传感器21检测到，并反馈给控制器，此时控制器将向执行部发出指令，一号电磁铁41至五号电磁铁45上的电流都变为反向，使得永磁体一31与电磁铁的相对端迅速处于相斥状态，从而永磁体二32与电磁铁相吸引，调节筒体12和壳体11相对转动并达到稳定状态，则调节筒体12内侧的导热凸棱14和壳体11外侧的导热凸棱14的重叠部分最大，散热速度最快，从而可迅速的降低空气预热箱1内的温度。

当空气预热箱1内的温度在88～90℃时，则一号电磁铁41上的电流变为正向，即一号电磁铁41将进入永磁体一31的范围内，从而调节筒体12内侧的导热凸棱14和壳体11外侧的导热凸棱14的重叠部分减少，进而散热速度减慢。

当空气预热箱1内的温度在86～88℃时，则二号电磁铁42上的电流也将变为正向，即二号电磁铁42将进入永磁体一31的范围内，从而调节筒体12内侧的导热凸棱14和壳体11外侧的导热凸棱14的重叠部分再次减少，进而散热速度有一次减慢。

当空气预热箱1内的温度在84～86℃时，则三号电磁铁43上的电流也将变为正向，即三号电磁铁43将进入永磁体一31的范围内，从而调节筒体12内侧的导热凸棱14和壳体11外侧的导热凸棱14的重叠部分进一步减少，进而散热速度进一步减慢。

直到当空气预热箱1内的降低到82℃一下时，一号电磁铁41至五号电磁铁45都将变为正向，一号电磁铁41至五号电磁铁45都将进入永磁体一31的范围内，此时调节筒体12内侧的导热凸棱14和壳体11外侧的导热凸棱14将不会有重叠部分，致使空气预热箱1的保温效果最好，有利于空气预热箱1内的温度升高。

通过以上控制过程可以跟精确的控制空气预热箱1内的温度，使其总能维持在80～90℃的范围内。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。