高效内冷式真空罐及全钢子午线轮胎胶囊真空系统的制作方法

本实用新型属于全钢子午线轮胎硫化过程应用的真空罐技术领域，尤其涉及高效内冷式真空罐。

背景技术：

全钢子午线轮胎硫化过程中需要有水环真空泵对硫化结束后的热工系统进行抽汽达到真空效果的工序，其目的是充分排出胶囊内的过热水和蒸汽，让胶囊收缩的更加充分，有利于下一个轮胎的硫化过程中，更加方便的放入轮胎的胎胚。

采用真空泵抽出的过热水和蒸汽温度高、体积大，抽真空过程需要耗费大量能源，同时需要的配置较大功率的真空泵。

技术实现要素：

针对以上问题，本实用新型提供一种高效的、内置式真空罐，设置于水环真空泵和热工系统之间，可以起到降低水环真空泵抽气量的效果。

具体的技术方案如下：

高效内冷式真空罐，包括真空罐本体、热管换热器和冷却箱，所述冷却箱内充满流动的冷却介质，所述真空罐本体内容纳待冷却蒸汽，所述冷却箱位于真空罐本体顶端，冷却箱与真空罐紧密地焊接在一起；

所述真空罐本体为卧式；

所述热管换热器为垂直于真空罐本体、嵌于真空罐和冷却箱中的多个真空热管，所述真空热管内为真空，预先加入冷凝水，所述热管换热器的真空热管部分位于冷却箱中、另一部分位于真空罐本体中；

所述真空罐本体顶部设置压力检测口、空气入口以控制真空罐内压力；真空罐本体顶部还设置连接至热工系统的蒸汽入口和连接至真空泵的蒸汽出口；真空罐本体底部设置加水口和排污口；在真空罐本体的侧壁上还设置液位计口；

在冷却箱的一端设置输入冷水的供水口，被加热后的冷水经另一端设置的出水口排出。

具体的，所述真空罐本体内真空度为0.098MPa。

具体的，所述冷却箱供水口处通入的冷水温度低于30℃，冷水流量为每小时40立方米。

具体的，所述热管换热器中热管中的冷凝水体积为至多2ml，若冷凝水量过大，转化成蒸汽的速度越慢，传热效率不高。

具体的，所述热管换热器包含40支整齐排列的热管。

热管换热器的每支热管是内部真空自封闭为一个小容器的部件，在封闭的热管小容器底部有少量的蒸馏水，在热管底部受热后蒸馏水蒸发并且把热量迅速传到热管的顶部。热管内的蒸馏水到达热管顶部后被外部冷却箱中冷水冷却凝结又下落到热管底，如此循环，将真空罐本体内过热水和热蒸汽的热量源源不断地带到冷却箱中从而迅速降低真空罐本体内的温度。

为了增强热管换热器的热交换效率，所述热管换热器每支热管均为外壁带有螺旋翅片的热管，从而增加热管与热蒸汽或冷水的接触面积，以加快换热速度。

具体的，所述热管换热器的真空热管的底端与水平面平齐，真空热管的顶端排列成与真空罐本体弧度一致的弧形。

全钢子午线轮胎胶囊真空系统，包括与热工系统依次连接的所述高效内冷式真空罐和水环真空泵。

真空罐本体内部充满由水环真空泵抽汽而自流过来的轮胎热工系统的过热水和大量的蒸汽，水环真空泵抽气的量越大真空效果越好，真空泵的能耗也越高，如本专利的利用热管高效传热的原来把罐内大量汽体的热量由热管传递给冷却箱内的冷水，冷水在生产的过程中不断的循环，从而把真空罐内大量的热汽带走，失去热量的汽体变成凝结水回落到了真空罐内。这样大大减轻了水环真空泵的抽气量，也大大减低了水环真空泵的消耗功率。从而为整个系统节能降耗。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.对真空罐本体内蒸汽的降温速度快、效率高，从而使蒸汽的量快速的大量降低，其后续的水环真空泵需要抽走的蒸汽量比常规量少，从而降低真空泵的消耗功率；

2.采用内置式热管换热器，减少了整个系统的占地面积，本实用新型提供的高效内冷式真空罐结构紧凑、简单，便于生产和维护。

附图说明

构成本实用新型的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。

图1为本实用新型提供的高效内冷式真空罐的结构图；

图2为图1的侧视图；

图3为热管换热器单支热管上翅片的结构示意图；

图4为热管换热器布置热管的俯视图。

其中，1-真空罐本体，2-热管换热器，3-冷却箱，4-压力检测口，5-空气入口，6-蒸汽入口，7-蒸汽出口，8-加水口，9-排污口，10-液位计口，11-供水口， 12-出水口。

具体实施方式

应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本实用新型提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本实用新型所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

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实用新型的示例性实施方式。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。

如图1和图2所示，高效内冷式真空罐，包括卧式的真空罐本体1、热管换热器2和冷却箱3，所述冷却箱3内充满流动的冷却介质，所述真空罐本体1内抽真空，所述冷却箱3位于真空罐本体1顶端，冷却箱3与真空罐1紧密地焊接在一起；

所述热管换热器2为垂直于真空罐本体1、嵌于真空罐本体1和冷却箱3中的多个真空热管，所述真空热管内为真空，预先加入冷凝水，所述热管换热器的真空热管部分位于冷却箱中、另一部分位于真空罐本体中；

所述真空罐本体顶部设置压力检测口4、空气入口5以控制真空罐内压力；真空罐本体1顶部还设置连接至热工系统的蒸汽入口6和连接至真空泵的蒸汽出口7；真空罐本体1底部设置加水口8和排污口9；在真空罐本体的侧壁上还设置液位计口10；

在冷却箱的一端设置输入冷水的供水口11，被加热后的冷水经另一端设置的出水口12排出。

图2中热管换热器2体现的是多支热管整体的外部轮廓，并非单个热管的外形，多个热管底端与真空罐本体内液面平行，热管顶端成弧形。

在本实施例中，所述冷却箱3内冷却介质是水。所述真空罐本体内真空度为 0.098MPa。所述冷却箱供水口处通入的冷水温度低于30℃，冷水流量为每小时 40立方米。

所述热管换热器中热管中的冷凝水体积为至多2ml，若冷凝水量过大，转化成蒸汽的速度越慢，传热效率不高。

作为一个典型的实施例，所述热管换热器包含40支整齐排列的热管，如图 4所示。

热管换热器的每支热管是内部真空自封闭为一个小容器的部件，在封闭的热管小容器底部有少量的蒸馏水，在热管底部受热后蒸馏水蒸发并且把热量迅速传到热管的顶部。热管内的蒸馏水到达热管顶部后被外部冷却箱中冷水冷却凝结又下落到热管底，如此循环，将真空罐本体内过热水和热蒸汽的热量源源不断地带到冷却箱中从而迅速降低真空罐本体内的温度。

如图3所示，为了增强热管换热器的热交换效率，所述热管换热器每支热管均为外壁带有螺旋翅片的热管，从而增加热管与热蒸汽或冷水的接触面积，以加快换热速度。

如图2所示，所述热管换热器的真空热管的底端与水平面平齐，真空热管的顶端排列成与真空罐本体弧度一致的弧形。

全钢子午线轮胎胶囊真空系统，包括与热工系统依次连接的所述高效内冷式真空罐和水环真空泵。

作为一个典型的实施例，起初采用sk系列水环式真空泵的sk-30型号水环真空泵，其最大抽气量为30m³/min，真空度为-450mmHg时抽气量为27m³/min，真空泵功率为55kw，压缩机功率为75kw；采用本实用新型提供的体积为15或 20m³的真空罐本体，冷却箱中冷水水流40m³/h，冷却箱供水口处通入的冷水温度28℃，冷水流量为每小时40立方米。热管换热器包含40支热管，每支热管中预装2ml冷凝水，达到相同的-450mmHg真空度时，仅需要利用sk-12型号的水环真空泵，抽气量为10.8m³/min，真空泵功率为18.5kw，压缩机功率为30kw。由此可见，采用实用新型提供的高效内冷式真空罐，以及包括热工系统与所述高效内冷式真空罐和水环真空泵依次连接构成的全钢子午线轮胎胶囊真空系统，大大降低了所需真空泵压缩机的功率，起到降低能耗的效果；同时降温快、效率高，提高了生产效率。

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