氮气硫化的方法及设备

原作者:[标签:作者] 添加时间:2007-07-02 原文发表:2007-07-02 人气:3

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目前，采用如图1所示的带胶囊的硫化设备，用气体作为加热和加压介质硫化汽车轮胎等橡胶制品的方法得到了应用。将生胎(图中所示制品为汽车轮胎b)放到模具a中，胶囊c采用充气定型，轮胎b的形状同模具a内部形状一致后，关闭模具a。接着，蒸气作为加热介质从供汽口e吹入，从蒸汽室中心较低位置水平方向进入f，轮胎被加热、加压。供汽口e位于硫化设备中心，与供汽通道d互通。当轮胎b温度达到预定温度时或经过预定时间后，停止供应蒸汽，通入氮气或类似惰性气体作为加压媒介，直到加热工序结束，气体压力不得低于所供蒸汽压力。可从同一个供汽口e水平方向供气，也可从另一个供气口水平方向供气，后者专门用于加压媒介，与供蒸汽口e在同一高度，与通道d互通，或与另一供应通道互通，使气体进入胶囊内腔f，因而轮胎b的温度可以保持在预定温度。

在上面的工艺设备中，蒸气从蒸汽室中心下部位置沿水平方向吹入，蒸汽冷凝水积聚在轮胎b底部表面较低段排不出去，阻碍了底部胎侧加热。内部压力增高减少了蒸汽流入量，因而削弱了内部蒸汽流。内部蒸汽流速降到几乎为零时，湿蒸汽形成水滴向下滴，同时保持过热状态的其他蒸汽由于相对较小的比重向上升高，在轮胎b的垂直方向就形成了温差。此外，由于温度比蒸汽低一些的加压气体(惰性气体)，同蒸汽一样，从位于轮胎内下部的喷嘴水平吹向轮胎较低区段，气体对着吹的部位(如下部胎圈部分等)被冷却到较低温度。在停止通入加压气体而造成内部压力升高的情况下，由于加压气体比蒸汽比重大，容易沉积于轮胎内部空间f底部，而象底部胎侧和胎圈部位与低温加压气体相接触的底部区段，其温度必然会降低。

另一方面，剩余蒸汽积聚在内部空间f上部，并经绝热压缩，虽然只是很短的时间，但因加压气体是在高压下通入的，因此尽管加压气体温度较低，蒸汽温度仍然升高，上部胎侧被加热到很高温度。

因此，在轮胎内部空间f形成了主要由蒸汽组成的上层g，主要由加压气体组成的中层h，以及由蒸汽冷凝水组成的最底层i。

轮胎b内部温度变化如图8、9中虚线所示。对轮胎上部胎圈部位的A1点，其温度在通入加压气体后趋于升高，如图8中虚线16所示。相反，对轮胎下部胎圈部位的B1点，通入加压气体后其温度趋于降低，如图8中虚线15所示。这就造成了A1和B1点间的较大温差T12(例如13℃)。

对轮胎上部胎侧的C1点，通入加压气体后其温度趋于升高，如图9虚线16a所示。相反，对轮胎下部胎侧的D1，通入加压气体后其温度趋于停止升高，如图9中虚线15a所示。从而造成了C1、D1点间的较大温差T22(如12℃)。

上面得到的硫化方法中产生的较大温差，到硫化操作结束时也不能全部修正，因此轮胎b的上、下胎侧将有不同的硫化程度，在产品质量方面产生不良问题。另外，因为硫化时间是由轮胎b底部决定的，而此部位温度升高的速度非常慢，就必须延长硫化操作时间，这在生产率和能源消耗上也是个不良问题。

本项发明就是为了解决上述问题，其目的是为硫化轮胎提供一种方法和设备，使得在硫化过程中轮胎内部不会产生不合要求的温差，能进行均匀硫化，减少能源损失。

一方面，该项发明提供了硫化轮胎的方法，包括加热工序和卸载工序。加热工序中轮胎被放到硫化机蒸汽室模具中定型，向蒸汽室供应一定压力的加热介质，对轮胎进行加热和加压，直到轮胎达到预定温度或经过了预定时间，停止供应加热介质；向蒸汽室供应一定压力的惰性气体加压介质直至加热工序结束，惰性气体的压力不低于加热介质。紧随加热工序之后是卸载工序，在此将加热介质和加压介质排卸掉以完成硫化过程。从蒸气室中心上部位置向蒸汽室吹入加热介质，同时从蒸汽室中心下部位置向蒸汽室上部区域吹入加压介质。

加热介质水平或沿水平方向，首先吹向轮胎中纬线或其附近区域，同时加压介质从蒸汽室中心下面的部位平行吹向轮胎的上部胎侧部分。

另外，由于加热介质冷凝而积聚在蒸汽室底部的冷凝水可通过排放装置强行排出轮胎外。另一方面，该项发明提供了硫化轮胎的设备，包括放轮胎的模具并提供蒸汽室；位于蒸汽室中心上部位置的加热介质供汽口(水平方向吹入或向蒸汽室下部区域吹进加热介质)；以及位于蒸汽室中心下部位置的加压介质供气口(向蒸汽室上部区域吹进加压介质)。

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