轮胎定型硫化机节能技术的研究

轮胎定型硫化机节能技术的研究

王亮

银川佳通轮胎有限公司宁夏银川750011

摘要：本文主要研究和分析轮胎定型硫化机在应用的时候出现的能源浪费的情况，分析节能技术出现的问题，对目前轮胎定型硫化机节能的主要技术和方法进行归纳，并且指出当前这些节能技术出现的缺点，展望了未来轮胎定型硫化机的发展。

关键词：轮胎定型硫化机；节能技术；热工系统；加热方式；热板机构

1轮胎定型硫化机节能技术

1．1热工系统改进

对热工系统的改进，目前已经有很多学者进行了尝试与研究，并且取得了非常显著的成效。如尹启旺就曾经申请了一个快速回收轮胎定型硫化机硫化热水的系统。该系统的工作原理是用管路将除氧器相互连接，而轮胎胶囊又与管路进行连接，从而使除氧器与轮胎胶囊进行连接。并且轮胎胶囊又与其他的胶囊以及胶囊内的热水循环产生联系，所以整个系统就形成了互通，热工系统的工作效率就提高了。

1．2添加节能保温装置

在硫化机模具的上加热托板和下加热托板外周部设有若干隔热保温装置，在模具的外周部也设有隔热保温装置。类似的保温装置可以较大程度地降低硫化机的热能散损，既节约能源，又可以大大降低硫化车间的环境温度，改善工作环境。这种保温隔热方式是通过第1道真空或空气隔热装置来完成的，把热量隔离交换了70％～80％，剩余的热量隔离交换由第2道的玻璃纤维与聚酯混合压制隔热板来完成。硫化机内的温度约为200℃时，该方法可以保证硫化机机架等外露在表面的零部件温度不高于45℃。该方法中提到的隔热材料为聚酯玻璃纤维。玻璃纤维为大分子物质，虽然能使层与层之间严密地压合，但是分子之间的空隙依然很大，此种结构会减弱聚酯玻璃纤维的隔热性，并且由于硫化机的体积通常较大，对整台硫化机配置该隔热材料的成本较高，而且对整个硫化车间的机组改造较困难。

1．3改变加热方式

目前理论界研究出来的改变加热方式主要有两种，一种是不用硫化板进行加热，而使用电磁替换。使用电磁进行加热可以使硫化模具的周围都围上电磁，这样一来加热的速度就会更快，并且在周围形成磁场，可以吸收周围的能量，同时转换的效率非常高。但是此种加热方式有一个很大的缺点是，电磁在使用过程中产生的辐射太强，会对人体造成伤害；第二种改变加热的方式是电恒温节能轮胎硫化模，放置在硫化模的内模上。不但可以进行加热，而且加热的速度快，另外，还可以对轮胎进行修补。

1．4改进轮胎定型硫化机的热板机构

李婷在其专利中提到三种轮胎定型硫化机节能型热板机构，由支撑板组成，支撑板位于传热板上方，传热板上设置有加热器，支撑板与加热器之间从上向下依次设有真空层和反射层。真空层能够阻断加热器向支撑板传递热量的途径，从而降低热量损失；反射层可将辐射到其表面的热量反射回去，反射的热量可被传热板传递出去用于加热轮胎。因此该装置可以使加热器发出的热量得到充分利用，可有效提高能源的使用效率。

李剑等在其专利中提到一种轮胎定型硫化机整体式热板机构，主要由上主板、下主板、接管和垫环组成，上下主板为直径相同的圆环形板，下主板内面有高度相同的、与上主板相配合环形的外凸缘、内凸缘、筋板和凸台。外凸缘、内凸缘、筋板和凸台的高度相同，下主板与上主板配对，经筋板、凸台与上主板固定连接，2个接管位于上下主板之间，并与上下主板固定连接，垫环卡于上下主板的内环孔内、并与上下主板固定连接。该装置包含的部件少，组装工序简单；上下主板在各凸台与筋板之问形成弯曲的蒸汽通道，保证蒸汽热量的良好传递，装置密封性好，有利于提高轮胎硫化的质量。

徐慕贤等在其专利中提到一种轮胎定型硫化机的迷宫型钻孔式热板，其下热板采用整体加工：在圆环状板体外缘中间加工出外环槽，外环槽外围用外封闭环封闭，用分隔板将外环槽周向分隔成发散分汽环形槽和集汽环形槽；在圆环状板体中间径向加工出内环槽，内环槽外围用内封闭环封闭，用分隔板将内环槽周向分隔成多个分集汽环形槽，分集汽环形槽与蒸汽流道连通；在外封闭环外缘开设一个进气口和一个回气口。该装置易于加工、不易泄漏、温度均匀、变形小且生产安全。

这些方法虽然在节能方面有较大改进，但是对于轮胎定型硫化机的热板机构，只能改善轮胎与热板接触部分的受热状况，对于远离热板部分的受热没有明显的改进，轮胎的受热不均匀现象没有得到明显改善。

2轮胎定型硫化机节能技术存在的问题

当前各种节能技术的不足之处主要表现在以下几个方面。(1)轮胎硫化过程存在较长时间的硫化诱导期和预硫化期，该阶段不需要太高的温度和压力，而现有轮胎硫化技术却在这个阶段消耗了大量的能量。(2)现有轮胎硫化机技术采用蒸汽加热的胶囊硫化方式，胶囊表面存在较大的温差，导致轮胎硫化程度不均匀。为了保证轮胎完全硫化，只能延长硫化时间，从而增加了能耗。(3)蒸汽加热方式能量转化率低，加之胶囊硫化方式导热性差，从根本上限制了轮胎硫化节能技术的进一步发展。上述改进技术虽节能效果明显，但对硫化机性能对轮胎硫化成型制品质量的影响考虑较少，只有深入理解两者之间的依存关系，才能从根本上提高轮胎硫化机的能源利用率，并降低轮胎硫化能耗。

上述改进技术虽节能效果明显，但对硫化机性能对轮胎硫化成型制品质量的影响考虑较少，只有深入理解两者之间的依存关系，才能从根本上提高轮胎硫化机的能源利用率，并降低轮胎硫化能耗。

3技术展望

3．1现有胶囊式硫化技术的温度均匀性改进技术

因为胶囊本身材质的局限性，导致硫化机在进行轮胎硫化的时候，并不能硫化均匀，所以轮胎定型硫化机要达到节能的作用，一定要提高轮胎硫化的均匀性。实际操作中可以在胶囊内加入定量的氮气，因为气体的硫化速度明显要强于液体，氮气的使用可以增加气体的扩散性。

3．2否定现有胶囊式硫化方法的直压硫化技术

胶囊硫化方法存在很多的不足之处，不但经常造成能量的过多消耗，而且还会使硫化出来的轮胎质量不高，达不到国际水平。除此之外，我国的轮胎售价并不低，所以轮胎的更换需要高成本，不利于我国轮胎行业的发展。现有的胶囊式硫化方法存在太多的弊端，不利于我国轮胎行业的发展，所以必须予以解决。

结束语

轮胎在现今社会已经成为了一种不可或缺的必需品，不管是哪种车，自行车、摩托车、小轿车，我们都需要使用轮胎才能够使用。但是因为轮胎定型硫化机节能技术不够发达，造成轮胎定型硫化过程中不但要消耗大量的能量，而且使轮胎质量低的现象一直困扰着我国的研究学者以及生产者和使用者。所以如何提高轮胎定型硫化机的硫化技术的研究是非常重要的，即硫化机的节能技术对我国轮胎行业的发展起着至关重要的作用，尤其是胶囊预硫化中能量消耗的改进是重中之重。

参考文献:

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[4]张锡成，段振亚，石文梅．轮胎定型硫化设备的研发现状与发展趋势[J]．橡塑技术与装备，2010(09)