轮胎辐射型微波硫化机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明应用于轮胎生产研发领域，具体地说，是设计一种利用微波辐射加热方式实现轮胎硫化的装置。
【背景技术】
[0002]硫化是轮胎加工过程的最后一个工序也是最重要的工序，其目的在于使轮胎各部位的物理机械性能达到最佳。传统硫化方法主要依靠热传导方式传热，由于轮胎属于橡胶厚制品，而橡胶是热的不良导体，传热速度极慢，通常轮胎内部达到正硫化时，外部往往早已过硫化，从而影响橡胶制品的使用性能和寿命。此外，传统硫化方法还存在硫化时间长、能耗高、效率低、污染环境的问题。因此，在保证轮胎硫化质量的前提下，寻求一种高效节能环保的轮胎硫化方式尤为重要。微波加热是，当轮胎接受微波作用时，分子处于激烈、快速的振荡和回转之中，通过剧烈的分子运动而获得加热，实现从机械能到热能的转换。在工业作业中，相较传统加热方式周期短，可实现即用即热的效果，效率高，能耗小。因此，越来越受到企业的青睐。
[0003]1945年美国雷声公司的研究人员发现了微波的热效应，两年后他们研制成了世界上第一台采用微波加热食品的“雷达炉”。日本采用2450MHz、5-10KW的微波加热设备对轮胎进行一次加热，升温到硫化温度后用热风保温，硫化3-4吨重量的轮胎。美国专利《用微波能生产气动车辆轮胎的方法》设计了一种微波硫化机模型，在胶囊中充入氮气，利用微波能量进行胎胚加热，定型硫化。我国最早在1985年自国外引进第一条生产线后，相继仿造和改造了多条采用微波硫化橡胶工艺的设备，在各地投入运用后，取得一定的成效。现在的一些挤出制品生产厂也在使用此法进行硫化，如车窗密封条的连续生产硫化、橡胶绝缘电线电缆制品的连续硫化生产等。以上这些为研究轮胎辐射型微波硫化机打下了一定的基础。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是设计一种轮胎辐射型微波硫化机，根据轮胎各部位所需能量的不同提供能量，有效避免轮胎温度分布不均匀现象的出现，同时缩短轮胎硫化时间，降低能量损耗，提高能源利用率，减少废弃物排放，实现经济效益的最大化。
[0005]本发明采用以下技术方案予以实现:
[0006]轮胎辐射型微波硫化机，其特征在于:包括圆柱形炉腔、炉门、联锁微动开关、出气窗、热继电器、磁控管、功率放大器、喇叭形波导、加压模具、轮胎定型模具、充气胶囊、中空支撑台、气动卡盘、中空转台、充气轴、气门嘴；所述圆柱形炉腔，为微波硫化的容器；设置炉腔上壁为炉门，便于取放轮胎加压模具和定型模具，在炉门上配备联锁微动开关可防止磁控管在炉门未关闭的条件下工作，保证操作的安全性；所述出气窗便于炉腔内部通风散热；所述热继电器通过感应出气窗散热温度，实现紧急切断电源；所述磁控管为微波发射源；所述功率放大器可使磁控管发射的小功率微波迅速增大，以满足轮胎硫化所需的高能量，缩短硫化时间；所述喇叭形波导，其喇叭口紧贴加压模具，透过模具将微波辐射到轮胎上，实现对轮胎的微波硫化；所述加压模具，用于提供轮胎硫化所需的外压，模具侧壁上设有出气孔，便于排放硫化过程中产生的潮气和废气；所述轮胎定型模具，用于轮胎硫化过程中的定型；所述充气胶囊，用于提供轮胎硫化所需的内压；所述支撑台，用于支撑加压模具，其下方有放置气门嘴的开孔；支撑台的下方设有气动卡盘，用来夹紧支撑台；所述转台，设有花键凸起，与炉腔下表面的花键凹槽相匹配，炉腔随转台旋转，将微波辐射到轮胎的各个部位，提高轮胎受热均匀性；所述充气轴上部有充气孔，外部嵌套充气胶囊，下部有气门嘴；所述气门嘴，位于充气轴的下部，穿过支撑台的开孔斜插入充气轴内，外部与制气设备相连。
[0007]进一步的，所述圆柱形炉腔，为微波硫化的容器，为不锈钢材料，除在其上方设有出气窗、底端有充气轴和支撑台外，其余部分均封闭。其上方设置有热继电器，上壁为炉门，炉门内壁、炉腔下壁以及侧壁上连接有磁控管、功率放大器及喇叭形波导，波导口紧贴加压模具。轮胎、加压模具、定型模具及充气胶囊在其内部。炉腔下表面有花键凹槽，与转台上的花键凸起相配合。
[0008]所述炉门，为炉腔上壁，便于取放轮胎加压和定型模具，其中部的联锁微动开关可防止未关闭炉门的情况下磁控管工作，保证操作的安全性。
[0009]所述出气窗，为窗栅形，其外侧配置的热继电器通过感应出气窗处的散热温度来监控炉腔内的工作温度，当温度超过150°C时，自动切断输入电路。
[0010]所述磁控管，一侧连接在炉门内壁、炉腔下壁和侧壁上，另一侧连接功率放大器和空心喇叭形金属波导，波导口紧贴加压模具，每个位置均有三个磁控管并排分布。磁控管产生2450MHz的微波经功率放大器，使功率迅速增大至5kW至10kW，再经喇叭形波导透过模具直接辐射在轮胎上，根据轮胎各部位所需能量的不同改变功率的大小，提供轮胎各部位所需的能量。
[0011]所述加压模具，为能穿透微波的聚四氟乙烯材料，圆柱形，上下合模式，上模外壁有外螺纹，下模内壁有内螺纹，利用外部设备将上下模拧紧，提供轮胎硫化所需的外压。下模的侧壁上设有出气孔，便于排放硫化过程中产生的潮气和废气。
[0012]所述轮胎定型模具，放置在加压模具上下模间的凹槽内，为能穿透微波的陶瓷材料，壁厚标准为承受轮胎硫化所需压力时壁厚的1.2倍，上下合模式，上下模均为圆柱形，内壁均有花纹，用于轮胎硫化过程中的定型。
[0013]所述充气胶囊，其材质为硅橡胶，充入氮气后提供轮胎硫化所需的内压，便于轮胎定型。
[0014]所述支撑台，位于加压模具的下方，贯穿转台，用于支撑加压模具，为能穿透微波的陶瓷材料，圆柱形，中空，其下方有放置气门嘴的开孔。在支撑台的底部设置气动卡盘，用来夹紧支撑台。
[0015]所述转台，中空，设有花键凸起，与炉腔下表面的花键凹槽相匹配，炉腔随转台旋转，将微波辐射到轮胎的各个部位，提高轮胎受热均匀性；
[0016]所述充气轴，为能穿透微波的陶瓷材料，中空，贯穿支撑台和转台，上部有充气孔并嵌套有充气胶囊，下部有气门嘴。
[0017]所述气门嘴，位于充气轴的下部，穿过支撑台的开孔倾斜插入充气轴内，外部与制气设备相连，通过中空的充气轴将供压氮气送入充气胶囊内。
[0018]与现有设备相比，本发明的优越性表现在:
[0019](I)传统硫化方法主要依靠热传导方式传热，传热速度极慢，容易出现轮胎外部过硫化而内部欠硫化的现象；而微波对轮胎加热是一种体加热方式，使用轮胎辐射型微波硫化机对轮胎旋转辐射加热，根据轮胎各部位所需能量的不同提供能量，使得各部位温度同时上升，不受材料本身热传导的影响。因此，较之轮胎传统硫化方式，辐射型微波硫化方式硫化时间更短，能源利用率更高，温度分布更均匀，可极大提高企业的经济效益。
[0020](2)与传统轮胎硫化设备相比，轮胎辐射型微波硫化机不用设置锅炉及蒸汽和过热水管线，能够减少设备的占地面积，减少煤炭的消耗，并能节约能源，保护环境。再者微波硫化机本身不辐射热量，避免了环境高温，改善了劳动环境。
[0021](3)传统的轮胎硫化机利用热传导的方法加热，由于温度梯度的存在，对介质升温至均匀有个过程，停止温升有个滞后，对加热的控制带来了困难，而轮胎微波硫化机加热和停止无惰性，便于自动控制。
[0022]结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其它特点和优点将变得更加清楚。
【附图说明】
[0023]图