专利名称：处理轮胎制造中使用的冷却液的装置和方法
技术领域：
本发明的实施方案涉及工业流体的净化，并且特别是涉及在轮胎制造过程中使用的冷却液的净化。
背景技术：
轮胎的制造涉及多个步骤，典型地包括混合橡胶组分、压延加工、挤出、装配、硫化、检查以及如果需要时的修理。轮胎制造过程中的某些步骤涉及使用流体来冷却加热的橡胶组合物。例如，典型地使用直接接触冷却系统来控制胎面和胎线(tire line)的冷却。这些冷却系统是轮胎制造过程的重要部分。
这些冷却流体的液体载体通常是水，包括软化水或者去离子水(DI)。不幸地是，轮胎制造过程中使用的冷却流体，尤其是水基流体易受细菌、藻类、真菌类、酵母、霉菌和其它由微生物引起的繁殖的影响。生物学污染通常与生物薄膜的形成有关。如下面更详细地讨论，这些流体的生物学污染可能是损失大且危险的，因此需要对这些流体进行一些生物学控制。
为了处理这个问题，轮胎制造工业已经典型地依靠使用杀微生物剂，例如异噻唑啉和戊二醛来控制直接接触冷却系统中的细菌和藻类的水平。但是，使用杀微生物剂会产生附加的问题。
例如，处理杀微生物剂对工人们是有危害的。另外，因为要处理的水是相对小体积的，难以人工或者自动向冷却系统进行杀微生物剂的给药。此外，杀微生物剂典型地间歇给药，从大约每周一次到每周达到几次。因此，给药的剂量并不总是在一致且可预测的基础上。
另外，杀微生物剂化学品的过度使用是不可取的。因为它可能影响水的化学性质，包括pH。水的化学性质的改变会反过来影响所制造的轮胎的质量和/或制造设备。例如，当使用氧化性的杀微生物剂例如氯或溴时，过量的这些化合物对制造系统冶金是腐蚀性的。
当化学方法可以在一定程度上控制循环的水细菌时，微生物克服杀微生物剂和流体中的微生物的降解和污染物导致工作环境中的恶臭气味。此外，甚至使用微生物控制，使用杀微生物剂仍会导致典型地在整个系统中形成的生物沉淀物的显著积累和成块。因此，系统通常必须人工清洁每年至少一次并且通常为每年至少两次。典型地涉及从污水坑(sump)中抽出积累的淤泥并且对其进行适当地处理。
除了微生物繁殖外，轮胎制造中使用的冷却液还趋向于积聚淤泥、沉淀物和在污水坑中定期收集的其它材料(例如橡胶)。当可以使用杀微生物剂来处理微生物繁殖时，它们对减少在冷却液中积聚的其它材料例如橡胶是无效的。
为了获得轮胎制造的冷却液的长期使用，需要发展不会改变其所需组成或特性的流体处理方法。当冷却液的变化不利地影响制造设备或成品轮胎的质量时，该方法尤其是适用的。因此，本领域需要有效的且新的方法来处理在轮胎制造过程中使用的冷却液而不用使用大量的杀微生物剂，并且可以提供随时间变化而一致的保护、或者基本上一致的保护。
发明内容
为了解决这些问题，优选的实施方案包括处理轮胎制造的冷却液的方法，该方法包括使所述冷却液同时暴露于微气泡和100kHz或更高频率的超声下。在更具体的方面，微气泡基本上由环境空气组成。在其它方面，所述微气泡的直径小于大约30或50微米。
本文的其它方面涉及减少活的微生物在轮胎制造的冷却液中存在的设备，其包括用来容纳轮胎制造的冷却液的贮液池的隔间、配置成向所述隔间中发射频率高于100kHz的超声信号的超声发射器、以及配置成向包含冷却液的隔间中的超声场中发射平均直径小于1mm的微气泡的微气泡发射器。在一些有利的实施方案中，微气泡不是臭氧微泡。在甚至更具体的方面，微气泡选自空气微泡和氧气微泡。在再更具体的方面，所述微泡的直径小于大约30或50微米。
可以将处理设备配置成当向隔间中发射超声时所述设备不会产生驻波场现象，并且可以附加包含电磁辐射发射器来向超声场中发射可见范围的电磁辐射。
另外，处理轮胎制造的冷却液的方法可以包括从流体流路中收集轮胎制造的冷却液、使所述冷却液注入隔间中、以及使所述隔间中的冷却液同时暴露于微气泡和100kHz或更高频率的超声下。
进一步的实施例包括设备，其包括轮胎制造系统、与该轮胎制造系统连接的冷却液流路、用来容纳冷却液的贮液池的隔间(其中所述冷却液经过所述冷却液的贮液池进行输送)、配置成向所述隔间中发射频率高于100kHz的超声信号的超声发射器、以及配置成向包含冷却液的隔间中的超声场中发射平均直径小于1mm的微气泡的微气泡发射器。
本文中说明的方法和装置可以包括旋流分离器(有时称作离心分离器)。在优选的实施方案中，旋流分离器使用离心力从冷却液中分离固体，例如橡胶或其它沉淀物。
图1是表示本文所述的超声/微泡装置的一个实施方案的图。
图2是表示配置有使用超声处理装置处理冷却液的轮胎制造系统的图。
具体实施例方式
本发明的实施方案包括处理轮胎制造的冷却液的方法和装置。在一个实施方案中，所述方法包括将所述冷却液同时暴露于微气泡和高频超声下。在另一个实施方案中，所述装置包括用来容纳轮胎制造的冷却液的贮液池的隔间、配置成向所述隔间中发射高频超声信号的超声发射器、以及配置成向包含冷却液的隔间中的超声场中发射微气泡的微气泡发射器。
本文所述的方法和装置提供了对许多轮胎制造系统中的微生物的惊人有效且广泛的控制。这就导致通过浊度和其它分析技术测定的水的清洁度的改善。当本文中都使用术语“净化”或“处理”时，这些术语包括使用公开的方法和装置抑制轮胎制造的冷却液中的污染。
另外，已经发现本文提供的方法和装置在除去工业轮胎制造线路中存在的生物薄膜、延长这些工艺中使用的冷却液的使用寿命、以及降低或消除在轮胎制造工艺中使用的重污染的或杀微生物剂处理的冷却液对工人们造成的危险方面是非常有效的。更具体地说，本文的实施方案防止在固体表面上显著地形成生物薄膜，或者如果所述生物薄膜在本发明技术的高频/低功率超声辐射开始之前已经存在，则显著减少了生物薄膜。在进一步的实施方案中，本文的教导还可以净化没有通过超声室的颗粒。例如，在工业线路中，通过所公开方法的延迟生物化学机制的作用，该线路偏远的部分可以没有生物薄膜。
通过取消了微生物处理化学品的使用，本发明给轮胎制造商节省了化学品成本，并且消除了与处理和存储化学杀微生物剂相关的潜在安全性和环境关注。在附加的有利方面中，大大减少了处理和更换在轮胎制造工艺中使用的被污染的冷却液的成本。
本文的方法和装置可以处理包含淤泥、沉淀物和典型地需要定期且频繁地从污水坑中清理出的其它材料(例如橡胶)的水基流体。在某些实施方案中，本文所述的方法和装置可以使积聚在传统轮胎制造系统中的污泥减少大约80-100％。
与其它传统的系统相比，本文提供的装置和方法还可以用于减少从胎面线(tread line)和其它橡胶组分中所制备的次品的数量。本文的教导还可以显著地减少更换安装的用于过滤胎面线水的滤袋的成本，节省了更换滤袋的人力和一次性滤袋的成本。
本文所述的方法和装置还提供了一种环境友好的解决方案来满足最严格的环境和健康规定。下面更详细地说明具体的实施方案。
可以用于轮胎制造环境的超声装置的实施方案可以在授予Cordemans等的美国专利第6,736,979号和美国专利第6,540,922号中发现。图1中显示了可以用于处理轮胎制造的冷却液的装置的一个具体实施方案。要处理的轮胎制造的冷却液可以包含微生物并且还可以包含其它固体物质，例如橡胶。
本文的方法和装置可以与使用冷却液的橡胶制造或控制工艺，包括轮胎制造工艺一起使用。例如，本文所述的方法和装置可以结合授予Bohm等的美国专利第4,285,654号中公开的轮胎制造工艺使用。由于本文提供的设备和方法不局限于具体类型的轮胎制造工艺，下面更详细地说明钢带子午轮胎制造中典型使用的六个基本过程。
第一个步骤涉及混合炭黑、弹性体和化学品来形成橡胶混合物。第二个步骤涉及压延加工织物和钢丝帘线并且用橡胶涂覆它们。对于第三个步骤，挤出胎面和胎侧组件。在第四个步骤期间，在轮胎成型机上制造“胎坯”组件。第五个步骤涉及用热和压力固化或者硫化轮胎。然后，采取最后的完成步骤，包括检查、存储和装运。
可以使用图2中公开的系统来进行这些通用的轮胎制造步骤。如下面将更详细地讨论一样，优选的轮胎制造系统20可以包括橡胶混合器22、压延机24、挤出机26、加热器和/或冷却器28、高频超声装置30、一个或多个轮胎成型机32、硫化机34和最后的检查装置36。
混合轮胎可以用橡胶混合物结合许多不同的成分。这些混合物可以非排他地包括抗氧化剂、抗臭氧剂、固化剂、弹性体、硫增强剂、钴、氧化镁、橡胶、碳酸钙、氧化锌、炭黑和加工助剂。可以通过在混合器22中机械混合来使橡胶机械破裂，从而获得均匀的均相物质、或者相对均匀的均相物质来制备混合物。然后，可以将所得物质形成容易挤出或者压延以用于轮胎成型的橡胶板。在优选的实施方案中，根据本文的教导处理过的冷却液将不会有害地改变这些橡胶组合物。
压延一般而言，压延过程涉及用橡胶喂料(rubber stock)涂覆帘线(fabric cord)和钢丝帘线。胎体帘线层(body plies)和加强带可以结合用粘合剂液体涂覆的聚酯帘线。典型地使帘线在压延机24的大加热辊之间通过。可以相似地制备机织织物并且压延以用于防擦带(antichafing strip)。因为橡胶典型地不附着于裸露的钢，所以可以用黄铜薄层涂覆用于钢带的钢丝帘线。这些涂覆了黄铜的包住橡胶的钢丝帘线(多绞线)成为钢带。
典型地将这些线放在线架室(creel room)中的辊子装置上，线架室的温度和湿度受到控制和监控。然后，帘线典型地经过打开设备(openplant)从线架室中到达压延机。在橡胶和带线之间强的结合在制造钢带子午轮胎中是有利的。钢线典型地经过对准梳(aligning comb)从辊上的线架室进入压延机，在那里用敷涂橡胶喂料(skim stock rubber)的薄片涂覆钢线。优选地，橡胶还应该渗透钢丝帘线来最大程度附着。典型地以指定的角度和宽度切割聚酯帘线和钢丝帘线以用于轮胎成型。
挤出通过挤出未固化的橡胶形成一些轮胎组件。一般而言，通过使未固化的橡胶混合物通过挤出机以定型胎面或胎侧轮廓来制备例如胎面和胎侧的轮胎组件。轮胎制造过程中的挤出机通常是螺杆型系统，主要由挤出机料筒(extruder barrel)和挤出机机头组成。典型地，将橡胶混合物加料到挤出机料筒中，在那里经过加热、混合和增压过程。然后，橡胶混合物流到挤出机机头，在那里在压力下成型。挤出是轮胎制造过程中最重要的操作之一，因为挤出加工了大部分由混合操作产生的橡胶混合物，然后制备出用于最终轮胎成型操作的各种组件。
胎面或者轮胎与路面接触的部分由胎面自身、胎肩和胎面基部组成。因为可以有三种不同的橡胶混合物用于形成这种复合胎面轮廓，所以挤出机系统通常包括三个共享一个挤出机机头的不同挤出机。通常，从不同的挤出机同时挤出三种橡胶混合物，然后合并入共享的挤出机机头中。典型地，下一步骤是将橡胶混合物转移至形成形状和尺寸的模板中，然后经过长的加热和/或冷却线路28来进一步控制并稳定尺寸。冷却线路通常涉及冷却液例如水，并且冷却线路通常有100-200英尺长。在线路末端，根据所制造的轮胎的稳定长度和重量切割胎面。
分别通过用于此目的本领域公知的任意合适的方法，例如蒸汽、热空气、喷雾、或者水浴可以完成加热和冷却橡胶组分过程。本文的方法可以用来处理这些类型的加热器和/或冷却器中任一种内的流体。
图1描述了可以用来处理轮胎制造系统中冷却液的高频超声装置30的一个实例。参照该图，此处所述的装置可以包括隔间2，优选是圆柱形或者矩形横截面形状。在进一步的实施方案中，隔间2可以与容纳要处理的冷却液的贮液池(未显示)连通。术语“贮液池”被广义地理解，并且一般涉及包含冷却液的设备。在具体的实施方案中，本文提供的装置通过污水坑与再循环的冷却液连接(例如借助侧流)。在进一步的实施方案中，本文提供的装置不与贮液池连通并且直接与要处理的冷却液连接。
在进一步的实施方案中，隔间2包含(例如沿着其壁)一个或多个向隔间2内(优选向该隔间2的中央)发射超声4的高频超声发射器1。在其它实施方案中，容器还可以具有一个或多个发射微气泡5的微泡发射器3，布置这些发射器使之可以向在隔间2中发射的超声4的场中发射微气泡5。
本文使用的术语“微泡”指平均直径小于1mm的气泡。在一些实施方案中，直径小于或者等于50μm。在其它的实施方案中，微泡具有小于大约30μm的直径。在某些实施方案中，微泡选自空气微泡、氧气微泡和臭氧微泡。为了降低操作成本，使用不是臭氧微泡的微泡，例如空气微泡是有利的。
术语“微生物”与微生物(microbes)是同义词，并且一般指对轮胎制造设备(例如机器、工具等)、人、哺乳动物或者任何其它动物引起有害作用的致病或非致病的微生物。举例来说，这些微生物可以包括需氧的和厌氧的细菌、病毒、原生生物(例如霉菌、藻类)等。
在具体的实施方案中，本文的方法和装置包括低功率、高频、超声来处理冷却液。术语“高频”指高于100kHz并且达到几MHz的步骤。在某些实施方案中，使用的高频介于200kHz和10MHz之间。在不同的实施方案中，超声频率可以在200kHz和3MHz之间。在另一个实施方案中，使用的频率介于200kHz和1.8MHz之间。
在本文所述的方法和装置的各个实施方案，在隔间2的基底11(即隔间2的底部)布置发射微气泡5的微泡发射器3，从而微泡通过自然上升或者通过冷却液流中气体的夹带而移动。
在再进一步的实施方案中，本文提供的装置和方法抑制、处理或者阻止微生物在冷却液中生长。尽管本发明的教导决不受它们的精确作用机制限制，但是在更具体的实施方案中，本文提供的装置可以产生例如ROO-、H-、-OH和HOO-的自由基。这些自由基还可以形成H2O2，它以及自由基对微生物都是有毒的并且可以使它们失活和/或被破坏。
有利地，如本文中所述，如果在微泡的存在下实施所述过程，降低了产生这些有毒物种类所需的能量。
最近已经认识到通过微泡叠加到超声诱导的空穴气泡上，微泡注入超声场中引起声致发光现象的增加，激发的和有毒物种类的数量可能增加。当超声处理与适当尺寸的微泡存在协同结合时，在宏观水平上观察到这种现象。
直接辐射(例如超声、激光、光)对特定分子(例如经典的光敏剂和声敏剂)的影响是产生高活性的氧的种类，例如单线态氧、过氧化物自由基、或者脂肪酸自由基，它们特别是在源于氧化应激(oxidativestress)的生化过程中，可以在所处理的冷却介质的杀菌性质方面起着重要的作用。具体地说，例如单线态氧可以氧化许多细胞成分，例如蛋白质、类脂、氨基酸和核苷酸。
非常有活性的氧类种类，例如过氧化物自由基或单线态氧的产生可能导致一系列对细菌、真菌、藻类和霉菌细胞是非常有毒的生物化学反应。
在某些实施方案中，轮胎制造工艺中使用的水是去离子的或者软化的。
各个实施方案都涉及不需要加入化学产品例如杀微生物剂、光敏剂和/或声敏剂的情况下来抑制、阻止细胞生长和/或从冷却液介质中除去细胞的装置和方法。当本文提供的装置和方法可以结合其它药物例如光敏剂、声敏剂使用时，重要的是注意所提供的方法和装置在处理活细胞时的有效性与其它化学品、试剂或药物的使用无关。因此，可以在没有加入化学品或者试剂，包括杀微生物剂或者其它抗微生物剂的情况下使用本文所述的方法和装置。但是在其它实施方案中，可以结合加入化学试剂使用本文的方法和装置。
在另外的实施方案中，因为观察到处理系统通过将原位形成的产物(例如信使分子)、ROS(活性的氧的种类)、自由基和形成的H2O2向要处理的冷却液的贮液池进行扩散来起作用，所以本文提供的装置和方法具有不需要将超声专用于特定区域的优点。
在进一步的实施方案中，使本文所述的装置中的一个或多个超声4的发射器1排列以限制驻波现象。例如，在某些实施方案中，一个或多个超声发射器可以相对隔间2的轴9(不与该轴9垂直的锐角)并且相对冷却液流和微泡5的流倾斜排列。这种特征可以以统计上相同的方式处理隔间2中的所有微泡2，而不会在所述隔间2中产生稳态区域。因此，本文的某些实施方案涉及随着时间的消逝提供一致的处理、或者基本上一致的处理和保护的装置和方法。
根据其它实施方案，本文所述的装置和方法可以向隔间2的超声4的场中发射频率主要在可见范围内的辐射的光发射器12(即电磁辐射发射器)。但是，对于某些应用，为了除去某些特殊的微生物，例如作为紫外辐射(例如UVA、UVB或UVC型)、红外、激光、微波等，发射频率主要是不可见的电磁辐射是有利的。
包括向结合了超声和光辐射的场中发射微泡的处理在使冷却液中存在的微生物失活和除去，并且防止它们生长方面是特别有效的。声致发光现象可以促进产生非常有活性的氧化类型(通常称作ROS活性氧类型)，例如过氧化物自由基、-OH或单线态氧，它们可以导致对于某些微生物非常有毒的一系列生物化学反应。
在其它实施方案中，本文所述的装置和方法可以包括用来再循环冷却液的泵或者其它装置，以及用于回收冷却液中存在的微生物的装置。回收微生物的非排他的装置的实例包括过滤、离心和沉淀设备(例如旋流分离器等)。在某些实施方案中，在包含要处理的冷却液的贮液池和隔间2之间布置用于回收的泵和/或装置。
在进一步的实施方案中，可以通过重力流、速度流、或者沟槽(例如传送沟槽)来收集冷却液。在具体的实施方案中，在收集了冷却液后，冷却液可以根据本文提供的方法处理并且在整个冷却系统中再循环。
使用本文的方法和装置可以用来实际处理能够用于橡胶制造业或者制造例如轮胎制造的任意合适设备(例如机器)的任意类型的冷却液，并且可以用来处理目前在轮胎制造业中使用或者未来可获得的任何适当类型的冷却液。实际上，任意冷却液，包括在制造工艺中使用的任意下面一般种类的流体都可以与本文所述的装置和方法一起使用含水介质、乳液、分散液或溶液。术语“冷却液”应广泛理解，并且一般涉及在冷却过程任意步骤中使用的流体。在本文所述的每个方法和设备实施方案中，术语“冷却液”可以用包括用来在轮胎制造业工艺中加热橡胶组分的流体的术语“加热液”替代。
基于上述功能，在轮胎制造业工艺中使用的适当处理过的冷却液可以使设备的寿命更长和成品轮胎的质量提高。
在进一步的实施方案中，本文的装置和方法可以结合一种或多种防止微生物繁殖的方法使用例如包括离心、过滤、充气、清洁污水坑、清除固体和添加杀微生物剂。因此，在某些实施方案中，本文的装置和方法涉及在一种或多种上述处理方法、或者其它抗微生物处理之前、之后或者期间施用高频超声。
轮胎成型大多数钢带子午轮胎在轮胎成型机(tire building machine)32的辅助下手工组装。第一阶段成型机典型地在圆柱形旋转鼓上构造轮胎。通常，在轮胎成型过程的第一阶段，通过第一阶段轮胎成型机来组装内衬、胎体帘线层、胎圈、胎圈加强带和胎侧。在第二阶段轮胎成型期间，应用钢带和胎面。称作“胎胚”组件的轮胎组件通过其粘性机械地固定在一起。在组装胎体帘线层和钢胎面之前，将各组件存储在大的辊上。在将各组件转移至成型机之前，各组件通常以这种辊轧的结构(rolled configuration)存储。在辊轧材料层之间放置机织织物衬里以防止组件粘附到一起。
硫化(加热/固化)在硫化过程期间，将“胎胚”放在模具中并且放在可膨胀的橡胶气囊上。典型地，硫化机34是两片金属模具。气囊通过使轮胎对着模具、形成胎侧花纹和胎面花纹来工作。典型地通过使用气囊内部的蒸汽压或者热水来完成模制。
通常通过在高温和压力下在模具和气囊中加热产生的蒸汽来硫化轮胎的橡胶组件。这种加热导致橡胶混合物中的化学和物理变化。在分子水平上，在硫化期间发生重要的化学变化。一般来说，“胎胚”橡胶混合物从塑性稠度转变成成品轮胎中的稠度。硫化过程通过化学方法和物理方法连接各个组件，形成应该是几乎不可分的结合。较短的橡胶分子与长的聚合物链接分子连接。
当各种组件中的分子正确键合时，消除了界面，形成成品胎坯。作为硫化的结果，橡胶变成基本上不溶的，并且不能通过在成型过程期间用来处理“胎胚”的任何方法加工。
最后检查和修理在硫化后，在将轮胎送到仓库前，通常视觉检查轮胎并且将其放在轮胎均衡机(tire uniformity machine)(TUG)上。当发现异常时，典型地可以将轮胎送到分选器以修理、报废轮胎、或者对轮胎进行进一步检查。这些修理可以包括抛光和打磨。轮胎可以现场硫化或者由修理工修理，从而不会看见修理。在最后检查/修理后。将轮胎送到仓库，在仓库在轮胎上面放上胎面标记，然后将它们送至零售商处。
可以使用各种仪器和机器来检查所制造的轮胎。非排他的实例包括外观检查装置、平衡检查装置、力和力矩检查装置以及X-射线机。在优选的实施方案中，本文的设备包括这些检查仪器和机器。在另外的实施方案中，本文公开的处理冷却液的方法可以与包括检查机器和/或仪器的设备一起使用。在图2中描述的轮胎制造系统中显示了最终检查装置36。
当前面的说明书详述了本文教导的某些实施方案时，但是应当领会无论前述内容在文中描述得如何详细，都可以以许多方式实践本文的装置和方法。如上面所述，应当指出，在说明本文教导的某些特征或方面时使用特殊的术语不意味着该术语在本文中被重新定义为限制于包括该术语相关的本文教导的特征或方面的任何具体特征。因此，应该根据所附的权利要求书及其任何等价物解释本文教导的范围。
权利要求
1.一种处理在轮胎制造中使用的冷却液的方法，其包括使所述冷却液同时暴露于微气泡和100kHz或更高频率的超声下。
2.权利要求1的方法，其中所述微气泡基本上由环境空气组成。
3.权利要求1的方法，其中所述微气泡的直径小于大约50微米。
4.一种减少轮胎制造的冷却液中活的微生物存在的设备，其包括用来容纳所述冷却液的贮液池的隔间；超声发射器，配置成向所述隔间中发射频率高于100kHz的超声信号；以及微气泡发射器，配置成向包含所述冷却液的所述隔间中的超声场中发射平均直径小于1mm的微气泡。
5.根据权利要求4的设备，其中所述微气泡不是臭氧微泡。
6.根据权利要求4的设备，其中所述微气泡选自空气微泡和氧气微泡。
7.根据权利要求4的设备，其中所述微气泡的平均直径小于50微米。
8.根据权利要求4的设备，其中所述微气泡的平均直径小于30微米。
9.根据权利要求4的设备，其中配置所述设备，从而使发射入所述隔间中的超声不会产生驻波场现象。
10.根据权利要求4的设备，其还包含配置成向所述超声场中发射在可见范围的电磁辐射的电磁辐射发射器。
11.根据权利要求4的设备，其中所述微生物是细菌。
12.一种处理轮胎制造中使用的冷却液的方法，其包括从流体流路中收集所述冷却液；使所述冷却液注入隔间中；以及使所述隔间中的所述冷却液同时暴露于微气泡和100kHz或更高频率的超声下。
13.权利要求12的方法，其中所述微气泡基本上由环境空气组成。
14.权利要求12的方法，其中所述微气泡的直径小于大约50微米。
15.一种设备，包括轮胎制造系统；与该轮胎制造系统连接的冷却液流路；用来容纳所述冷却液的贮液池的隔间，其中经过所述冷却液的所述贮液池输送所述冷却液；超声发射器，配置成向所述隔间中发射频率高于100kHz的超声信号；以及微气泡发射器，配置成向包含所述冷却液的所述隔间中的超声场中发射平均直径小于1mm的微气泡。
16.根据权利要求15的设备，其中所述微气泡不是臭氧微泡。
17.根据权利要求15的设备，其中所述微气泡选自空气微泡和氧气微泡。
18.根据权利要求15的设备，其中所述微气泡的平均直径小于50微米。
19.根据权利要求15的设备，其中所述微气泡的平均直径小于30微米。
20.根据权利要求15的设备，其中配置所述设备，从而使发射入所述隔间中的超声不会产生驻波场现象。
21.根据权利要求15的设备，其还包含配置成从所述冷却液中离心分离固体颗粒的旋流分离器。
22.根据权利要求15的设备，其还包含配置成向所述超声场中发射在可见范围的电磁辐射的电磁辐射发射器。
23.一种轮胎制造设备，包括橡胶混合器；挤出机；冷却浴；与所述冷却浴流体连接的超声和微泡处理设备；及轮胎成型机。
全文摘要
本发明提供了通过高频、低功率超声在轮胎制造中使用的冷却液中处理微生物、防止所述微生物的生长并抑制微生物的装置和方法。在一个实施方案中，所述方法包括将所述冷却液同时暴露于微气泡和高频超声下。在另一个实施方案中，提供一种装置，所述装置包括用来容纳制造轮胎的冷却液的贮液池的隔间、配置成向所述隔间中发射高频超声信号的超声发射器、以及配置成向包含冷却液的隔间中的超声场中发射微气泡的微气泡发射器。
文档编号C02F1/74GK101061071SQ200580039301
公开日2007年10月24日 申请日期2005年11月15日 优先权日2004年11月17日
发明者埃里克·科尔德曼斯·德莫伊勒内尔, 博杜安·阿内卡尔, 凯文·M.·戈特沙尔克 申请人:亚什兰许可和知识产权有限公司