熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置，屬于輪胎生產(chǎn)設備領域。設有可伸縮的金屬內(nèi)模具，其特征是，內(nèi)模具由寬鼓瓦、窄鼓瓦、脹縮機構(gòu)及與寬鼓瓦、窄鼓瓦固連并起支撐作用的筋板組成，寬鼓瓦和窄鼓瓦沿周向相互交替排列，組成鼓瓦的每塊寬鼓瓦、窄鼓瓦各處的縱向外輪廓曲線都與成品輪胎的內(nèi)輪廓曲線一致，內(nèi)模具處于脹開狀態(tài)時寬鼓瓦和窄鼓瓦緊密貼合，在外形上組成一個完整的圓，在與筋板接觸的寬鼓瓦及窄鼓瓦表面中部開設有型腔，型腔內(nèi)灌封有相變材料，每一塊寬鼓瓦及窄鼓瓦背面安裝有兩組電感量相同的電磁線圈，電磁線圈對稱分布于鼓瓦縱向中心線的左右兩側(cè)，繞線方向沿鼓瓦縱向，電磁線圈纏繞在“|”形磁芯上，繞線方向沿鼓瓦縱向，電磁線圈表面覆蓋有隔熱層，最外層為外殼，兩個“|”形磁芯對稱分布于筋板的左右兩側(cè)。
【專利說明】熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及輪胎生產(chǎn)技術及設備領域，詳細地講是一種熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置。
【背景技術】
[0002]眾所周知，輪胎硫化工藝在經(jīng)歷了膠囊替代水胎的技術變革之后其設備結(jié)構(gòu)已趨于穩(wěn)定，膠囊硫化形式雖然較早期的水胎機外定型硫化效率提高了近一倍，但仍存在一定缺陷。一方面，輪胎的胎肩及胎圈部位膠料層較厚，硫化時相比胎冠、胎側(cè)等膠料層薄的部位需要更多的熱量才能達到硫化平坦期，因此理想的輪胎硫化條件是胎肩、胎圈對應的熱源溫度高，而胎側(cè)、胎冠所對應的熱源溫度低，但在實際硫化生產(chǎn)中，飽和蒸汽通入硫化膠囊后將熱量傳導給胎坯，胎坯各處受熱并無差異，當胎肩、胎圈部位的膠料達到硫化平坦期時，胎冠、胎側(cè)處的膠料往往已嚴重過硫，這大大降低輪胎的性能。另一方面，硫化工序需要消耗大量的蒸汽，但這些蒸汽實際被輪胎吸收利用的卻很少，大部分被消耗在無效的管路循環(huán)當中，近年來發(fā)展起來的基于“等壓變溫”原理的氮氣硫化技術，雖然在節(jié)能方面效果明顯，但也帶來了新的問題，即通入膠囊內(nèi)部的高溫蒸汽會因冷凝作用沉積于膠囊底部，致使膠囊上下側(cè)部位溫度不同，從而引起傳熱不均，輪胎上下胎側(cè)產(chǎn)溫差較大，輪胎硫化質(zhì)量降低，雖然各輪胎廠通過優(yōu)化中心機構(gòu)上的噴氣孔結(jié)構(gòu)在一定程度上緩解了傳熱不均現(xiàn)象，但這一問題始終未能得到根本解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于針對現(xiàn)有輪胎硫化工藝中的不足，本實用新型提供一種熱效率高，能源消耗少，胎坯上下胎側(cè)受熱一致且熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化方
法及裝置。
[0004]本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是:一種熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置，設有可伸縮的金屬內(nèi)模具，其特征是，內(nèi)模具由寬鼓瓦、窄鼓瓦、脹縮機構(gòu)及與寬鼓瓦、窄鼓瓦固連并起支撐作用的筋板組成，寬鼓瓦和窄鼓瓦沿周向相互交替排列，組成鼓瓦的每塊寬鼓瓦、窄鼓瓦各處的縱向外輪廓曲線都與成品輪胎的內(nèi)輪廓曲線一致，內(nèi)模具處于脹開狀態(tài)時寬鼓瓦和窄鼓瓦緊密貼合，在外形上組成一個完整的圓，在與筋板接觸的寬鼓瓦及窄鼓瓦表面中部開設有型腔，型腔內(nèi)灌封有相變材料，每一塊寬鼓瓦及窄鼓瓦背面安裝有兩組電感量相同的電磁線圈，電磁線圈對稱分布于鼓瓦縱向中心線的左右兩側(cè)，繞線方向沿鼓瓦縱向，電磁線圈纏繞在“ I ”形磁芯上，繞線方向沿鼓瓦縱向，電磁線圈表面覆蓋有隔熱層，最外層為外殼，兩個“ I ”形磁芯對稱分布于筋板的左右兩側(cè)。
[0005]本實用新型還可通過如下措施來實現(xiàn):纏繞在兩“ I ”形磁芯上的兩組電磁線圈由一根長導線串聯(lián)而成，再與變頻控制電路連接。纏繞在兩“ I ”形磁芯上的兩組電磁線圈是并聯(lián)的，分別與控制電路連接。寬鼓瓦上電磁線圈的電感量大于窄鼓瓦上電磁線圈的電感量，相差15μΗ?25μΗ。寬鼓瓦、窄鼓瓦由鐵質(zhì)材料制成。筋板及外殼由不導磁的金屬材料制成。寬鼓瓦、窄鼓瓦內(nèi)部中心及兩端位置裝有熱電偶，以對鼓瓦表面溫度進行實時監(jiān)控?！?I ”形磁芯由具有導磁功能的合金材料制成。
[0006]本實用新型的有益效果是，采用電磁加熱方式替代蒸汽、過熱水等傳統(tǒng)傳熱介質(zhì)，傳熱效率高，能源消耗降低，且內(nèi)模具中蓄含的相變材料可根據(jù)胎坯不同部位硫化時的熱量需要對鼓瓦溫度分段控制，從而保證胎坯較難硫化部位達到硫化平坦期的同時，防止較易硫化部位過硫，因此輪胎硫化質(zhì)量提高。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0008]圖1為本實用新型一種熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置的內(nèi)模具脹開時的示意圖。
[0009]圖2為圖1的局部放大示意圖。
[0010]圖3為本實用新型一種熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置的局部剖視圖。
[0011]圖4為本實用新型一種熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置的局部示意圖。
[0012]圖中，1、寬鼓瓦；2、桂膠；3、“ I ”形磁芯；4、外殼；5、隔熱層；6、電磁線圈；7、筋板；
8、熱電偶；9、相變材料；10、胎坯；11、窄鼓瓦。
【具體實施方式】
[0013]結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明。參見圖1?圖4，是將輪胎定型硫化機中心機構(gòu)上的硫化膠囊替換為可徑向脹縮的金屬內(nèi)模具，內(nèi)模具主要由η塊寬鼓瓦1，η塊窄鼓瓦11(η為不小于5的整數(shù))，與鼓瓦固連并起支撐作用的筋板7組成，其中寬鼓瓦I和窄鼓瓦11沿周向相互交替排列，每一塊鼓瓦各處的縱向外輪廓曲線都與成品輪胎的內(nèi)輪廓曲線一致。硫化時，內(nèi)模具處于脹開狀態(tài)，寬鼓瓦I和窄鼓瓦11緊密貼合，在外形上組成一個完整的圓，圓的外徑等于成品輪胎的內(nèi)徑，在與筋板7接觸的鼓瓦表面中部開設一定深度的型腔，型腔內(nèi)灌封有相變材料9。每一塊鼓瓦背面安裝有兩組電感量相同的電磁線圈6，電磁線圈6對稱分布于鼓瓦縱向中心線的左右兩側(cè)，繞線方向沿鼓瓦縱向。工作時，高頻電流作用下的電磁線圈6產(chǎn)生磁力線沿鼓瓦縱向環(huán)繞的高頻交變磁場，內(nèi)模具的鼓瓦通過切割磁力線表面產(chǎn)生渦電流，渦電流的熱效應使鼓瓦溫度迅速升高，從而對胎坯10進行加熱，由于鼓瓦上下兩側(cè)位置所處的交變磁場強度相同，因此產(chǎn)生的渦電流大小相同，溫升一致。當鼓瓦中部被加熱到所需的溫度，其內(nèi)部的相變材料9吸收并儲藏多余的熱量，從而使中部溫度不再變化，而鼓瓦上下兩側(cè)溫度繼續(xù)升高，這樣，鼓瓦中部與兩側(cè)溫度不同，以適應輪胎不同部位硫化時的熱量需要，保證輪胎整體硫化質(zhì)量。
[0014]本實用新型一種熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置，該裝置主要由內(nèi)模具、電磁線圈6、“ I ”形磁芯3、隔熱層5、外殼4組成，內(nèi)模具主要由寬鼓瓦1、窄鼓瓦11和筋板7組成，在與筋板7接觸的鼓瓦表面中部開設2?5mm深的型腔，型腔內(nèi)灌封有相變材料9，如相變溫度在150°C的固態(tài)無機鹽。電磁線圈6纏繞在“ I ”形磁芯3上，繞線方向沿組成鼓瓦的寬鼓瓦1、窄鼓瓦11縱向，電磁線圈6表面覆蓋有隔熱層5，最外層為外殼4，兩個“ I ”形磁芯3對稱分布于筋板7的左右兩側(cè)，并通過硅膠2與筋板7粘結(jié)固定。纏繞在兩“ I ”形磁芯3上的兩組電磁線圈6由一根長導線串聯(lián)而成，再與變頻控制電路連接，也可以是相互并聯(lián)，分別與控制電路連接。兩組線圈6的纏繞方向相同且電感量相同，由于寬鼓瓦I的體積大于窄鼓瓦11的體積，因此寬鼓瓦I上電磁線圈6的電感量大于窄鼓瓦11上電磁線圈6的電感量，差值為15MH?25MH。鼓瓦由鐵質(zhì)含量高的鋼材制成，如45號鋼。筋板7與外殼4由不導磁的金屬材料制成，如不銹鋼304。鼓瓦內(nèi)部中心及兩端位置裝有熱電偶8，以對鼓瓦表面溫度進行實時監(jiān)控?！?I ”形磁芯3由具有高導磁率的鐵氧體或微晶合金材料制成。隔熱層5材料為石棉。
[0015]工作時，高頻電流作用下的電磁線圈6產(chǎn)生磁力線沿鼓瓦縱向環(huán)繞的高頻交變磁場，內(nèi)模具的鼓瓦通過切割磁力線表面產(chǎn)生渦電流，渦電流的熱效應使鼓瓦溫度迅速升高，從而對胎坯10進行加熱，由于鼓瓦上下兩側(cè)位置所處的交變磁場強度相同，因此產(chǎn)生的渦電流大小相同，溫升一致。當鼓瓦中部被加熱到所需的溫度，其內(nèi)部的相變材料9吸收并儲藏多余的熱量，使中部溫度不再變化，而鼓瓦上下兩側(cè)溫度繼續(xù)升高，這樣，鼓瓦中部與兩側(cè)溫度不同，以適應輪胎不同部位硫化時的熱量需要，保證胎坯10整體硫化質(zhì)量。
【權利要求】
1.一種熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置，設有可伸縮的金屬內(nèi)模具，其特征是，內(nèi)模具由寬鼓瓦、窄鼓瓦、脹縮機構(gòu)及與寬鼓瓦、窄鼓瓦固連并起支撐作用的筋板組成，寬鼓瓦和窄鼓瓦沿周向相互交替排列，組成鼓瓦的每塊寬鼓瓦、窄鼓瓦各處的縱向外輪廓曲線都與成品輪胎的內(nèi)輪廓曲線一致，內(nèi)模具處于脹開狀態(tài)時寬鼓瓦和窄鼓瓦緊密貼合，在外形上組成一個完整的圓，在與筋板接觸的寬鼓瓦及窄鼓瓦表面中部開設有型腔，型腔內(nèi)灌封有相變材料，每一塊寬鼓瓦及窄鼓瓦背面安裝有兩組電感量相同的電磁線圈，電磁線圈對稱分布于鼓瓦縱向中心線的左右兩側(cè)，繞線方向沿鼓瓦縱向，電磁線圈纏繞在“ I ”形磁芯上，繞線方向沿鼓瓦縱向，電磁線圈表面覆蓋有隔熱層，最外層為外殼，兩個“ I ”形磁芯對稱分布于筋板的左右兩側(cè)。
2.根據(jù)權利要求1所述一種熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置，其特征在于所述的纏繞在兩“ I ”形磁芯上的兩組電磁線圈由一根長導線串聯(lián)而成，再與變頻控制電路連接。
3.根據(jù)權利要求1所述一種熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置，其特征在于所述的纏繞在兩“ I ”形磁芯上的兩組電磁線圈是并聯(lián)的，分別與控制電路連接。
4.根據(jù)權利要求1所述一種熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置，其特征在于所述的寬鼓瓦上電磁線圈的電感量大于窄鼓瓦上電磁線圈的電感量，相差15μΗ?25μΗ。
5.根據(jù)權利要求1所述一種熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置，其特征在于所述的寬鼓瓦、窄鼓瓦由鐵質(zhì)材料制成。
6.根據(jù)權利要求1所述一種熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置，其特征在于所述的筋板及外殼由不導磁的金屬材料制成。
7.根據(jù)權利要求1所述一種熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置，其特征在于所述的寬鼓瓦、窄鼓瓦內(nèi)部中心及兩端位置裝有熱電偶，以對鼓瓦表面溫度進行實時監(jiān)控。
8.根據(jù)權利要求1所述一種熱源溫度分段可控的輪胎電磁加熱硫化裝置，其特征在于所述的“ I ”形磁芯由具有導磁功能的合金材料制成。
【文檔編號】B29C33/38GK203600496SQ201320297552
【公開日】2014年5月21日 申請日期:2013年5月28日 優(yōu)先權日:2013年5月28日
【發(fā)明者】丁玉華, 楊衛(wèi)民, 張金云, 鄧世濤, 焦志偉, 薛梓晨, 閻華
申請人:三角輪胎股份有限公司, 北京化工大學