本發(fā)明涉及一種輪胎生產(chǎn)設(shè)備，具體涉及一種可調(diào)式輪胎硫化預(yù)熱裝置。

背景技術(shù)：

輪胎硫化環(huán)節(jié)需要消耗大量的熱量，而這些熱量真正被有效利用的卻占很少一部分，絕大部分被耗散在無(wú)效的管路循環(huán)中，熱耗散很大。此外，現(xiàn)有的輪胎硫化工藝大多沒(méi)有機(jī)外預(yù)熱這一環(huán)節(jié)，胎坯硫化前只是被放置于儲(chǔ)胎架上，待前一條輪胎硫化好后而被直接送于硫化機(jī)內(nèi)，而文獻(xiàn)指出（張術(shù)寬， 用有限元法研究胎坯預(yù)熱對(duì)硫化溫度及硫化程度場(chǎng)的影響， 橡膠工業(yè)，2003 年第 5 卷，305-307），胎坯預(yù)熱對(duì)輪胎硫化具有明顯的積極作用，能夠提高輪胎硫化均勻性，縮短硫化時(shí)間，但絕大多數(shù)輪胎廠家對(duì)此卻不夠重視。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N201310203181的中國(guó)專利公開(kāi)了一種余熱利用的輪胎硫化預(yù)熱裝置。該裝置設(shè)有與硫化機(jī)內(nèi)過(guò)熱水管路的出口端相連通的兩位三通閥，兩位三通閥的出水端與空氣預(yù)熱箱的熱交換管組及蓄熱水箱入水口相連通。

當(dāng)需要硫化預(yù)熱裝置投入使用時(shí)，啟動(dòng)兩位三通閥的控制開(kāi)關(guān)，使硫化預(yù)熱裝置與硫化機(jī)內(nèi)過(guò)熱水管路的出口端接通，120℃左右的過(guò)熱水流入管組，使空氣預(yù)熱箱內(nèi)的溫度迅速升高，將胎坯放置于空氣預(yù)熱箱中，待預(yù)熱到80～90℃取出再入硫化機(jī)進(jìn)行硫化。空氣預(yù)熱箱中的溫度及管組管道壓力可通過(guò)溫度傳感器和壓力傳感器實(shí)時(shí)測(cè)出；蓄熱水箱上設(shè)有入口閥門和出口閥門，通過(guò)控制入口閥門和出口閥門蓄熱水箱可調(diào)節(jié)管組中的過(guò)熱水流量，進(jìn)而間接控制空氣預(yù)熱箱中的溫度，使空氣預(yù)熱箱處于恒溫狀態(tài)。具體控制過(guò)程為：當(dāng)空氣預(yù)熱箱內(nèi)的溫度超過(guò)80～90℃范圍，蓄熱水箱的入口閥門開(kāi)啟，出口閥門關(guān)閉，管路中的過(guò)熱水一部分流入蓄熱水箱內(nèi)，通過(guò)管組的過(guò)熱水流量減小，空氣預(yù)熱箱內(nèi)溫度逐漸降低；當(dāng)空氣預(yù)熱箱內(nèi)溫度低于80℃，蓄熱水箱的出口閥門開(kāi)啟，入口閥門關(guān)閉，蓄熱水箱內(nèi)的過(guò)熱水流入空氣預(yù)熱箱管組，這時(shí)，管組內(nèi)的過(guò)熱水流量增大，空氣預(yù)熱箱內(nèi)溫度逐漸升高。

通過(guò)以上裝置，利用硫化余熱對(duì)未硫化胎坯進(jìn)行預(yù)熱，可提高輪胎硫化均勻性，縮短硫化時(shí)間；同時(shí)硫化預(yù)熱的熱量來(lái)自于硫化余熱，可降低管路中的熱耗散，提高能源利用率。

但在上述裝置中，蓄熱水箱具有蓄水作用，當(dāng)需要增大熱交換管組內(nèi)的流量時(shí)，則需要蓄熱水箱中存儲(chǔ)的水進(jìn)行補(bǔ)充，因此蓄熱水箱必須具有良好的保溫效果。若蓄熱水箱沒(méi)有良好的保溫效果，則蓄熱水箱中水進(jìn)入熱交換管組后只會(huì)使空氣預(yù)熱箱內(nèi)的溫度降低。由于蓄熱水箱還具有蓄水作用，因此蓄熱水箱就需要具有足夠的體積，而在一較大的蓄熱水箱中填充隔熱層，將增加蓄熱水箱的成本；若蓄熱水箱的體積較小，就需要不斷將蓄熱水箱中的水引出，以保證蓄熱水箱的蓄水作用，因此就會(huì)使得部分過(guò)熱水的熱能將無(wú)法得到利用。另外隨著過(guò)熱水在蓄熱水箱中停留的時(shí)間的不同，若在蓄熱水箱內(nèi)不設(shè)加熱裝置，則蓄熱水箱內(nèi)的水溫很難保證在一恒定溫度，因此通過(guò)蓄熱水箱內(nèi)調(diào)節(jié)空氣預(yù)熱箱內(nèi)的溫度，無(wú)法對(duì)空氣預(yù)熱箱內(nèi)的溫度進(jìn)行精確調(diào)節(jié)。綜上所述，通過(guò)蓄熱水箱無(wú)法精確控制空氣預(yù)熱箱內(nèi)的溫度，同時(shí)成本較高、過(guò)熱水的熱能利用率也較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于可以更精確的控制空氣預(yù)熱箱內(nèi)的溫度的可調(diào)式輪胎硫化預(yù)熱裝置。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的基礎(chǔ)方案如下：

可調(diào)式輪胎硫化預(yù)熱裝置包括空氣預(yù)熱箱，空氣預(yù)熱箱內(nèi)設(shè)有與硫化機(jī)內(nèi)過(guò)熱水管路的出口端相連通的熱交換管組；空氣預(yù)熱箱包括殼體、壓力傳感器和溫度傳感器，熱交換管組設(shè)置于殼體內(nèi)，并位于殼體的邊緣；熱交換管組由若干管子組成，管子沿保溫層內(nèi)壁等間距周向排列；所述空氣預(yù)熱箱還包括調(diào)節(jié)筒體和可驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)筒體轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)筒體外套于殼體外周，調(diào)節(jié)筒體與殼體均為筒狀，所述殼體的外側(cè)壁和調(diào)節(jié)筒體的內(nèi)側(cè)壁上均設(shè)有沿調(diào)節(jié)筒體軸向的隔熱槽，隔熱槽內(nèi)鑲嵌有由隔熱材料制成的隔熱層，隔熱槽兩側(cè)為導(dǎo)熱凸棱；所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括控制器和執(zhí)行部，控制器的輸入接口與壓力傳感和溫度傳感器連接，控制器的輸出接口與執(zhí)行部連接，執(zhí)行部可驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)筒體和殼體相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。

需要硫化預(yù)熱裝置投入使用時(shí)，將胎坯放置到空氣預(yù)熱箱內(nèi)。由于空氣預(yù)熱箱內(nèi)設(shè)有與硫化機(jī)內(nèi)過(guò)熱水管路的出口端相連通的熱交換管組，則120℃左右的過(guò)熱水將流入熱交換管組，使空氣預(yù)熱箱內(nèi)的溫度迅速升高。

為了將空氣預(yù)熱箱內(nèi)的溫度控制在80～90℃的范圍，需要溫度傳感器、壓力傳感器、控制器和執(zhí)行部相互配合進(jìn)行調(diào)整。具體控制過(guò)程為：當(dāng)空氣預(yù)熱箱內(nèi)的溫度超過(guò)90℃時(shí)，該溫度將被溫度傳感器檢測(cè)到，并反饋給控制器，此時(shí)控制器將向執(zhí)行部發(fā)出指令，執(zhí)行部將使殼體和調(diào)節(jié)筒體相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)筒體內(nèi)側(cè)的隔熱層和殼體外側(cè)的導(dǎo)熱凸棱的位置關(guān)系將發(fā)生改變。在通常的保溫情況下，調(diào)節(jié)筒體內(nèi)側(cè)的隔熱層和殼體外側(cè)的導(dǎo)熱凸棱完全重合；但當(dāng)殼體和調(diào)節(jié)筒體相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)后，調(diào)節(jié)筒體內(nèi)側(cè)的導(dǎo)熱凸棱和殼體外側(cè)的導(dǎo)熱凸棱的一部分將會(huì)重疊，進(jìn)而使得空氣預(yù)熱箱的散熱能力增強(qiáng)，因此可使有利于空氣預(yù)熱箱內(nèi)的溫度降低。當(dāng)空氣預(yù)熱箱內(nèi)溫度低于80℃時(shí)，執(zhí)行部將方向驅(qū)動(dòng)殼體和調(diào)節(jié)筒體相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而可使得調(diào)節(jié)筒體內(nèi)側(cè)的隔熱層和殼體外側(cè)的導(dǎo)熱凸棱再次完全重合；進(jìn)而增強(qiáng)了空氣預(yù)熱箱的保溫效果增強(qiáng)，則空氣預(yù)熱箱內(nèi)的溫度再度升高。

本方案產(chǎn)生的有益效果是：

（一）在本方案提供的裝置中，通過(guò)改變空氣預(yù)熱箱的散熱能力來(lái)調(diào)節(jié)其內(nèi)部的溫度，且通過(guò)熱交換管組的過(guò)熱水的流量不變，因此調(diào)節(jié)更加靈活，且控制也更精確；

（二）在該裝置中，過(guò)熱交換管組內(nèi)的過(guò)熱水的流量始終不變，因此可以保證硫化機(jī)內(nèi)的過(guò)熱水可以正常排出，從而既不造成過(guò)熱水能量的過(guò)度流失，又可保證硫化機(jī)內(nèi)的水正常循環(huán)。

優(yōu)選方案一：作為對(duì)基礎(chǔ)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述執(zhí)行部由多組驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，且一組驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)筒體上的一個(gè)導(dǎo)熱凸棱，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由永磁體一、永磁體二和多個(gè)并排排列的電磁鐵組成，永磁體一和永磁體二并排固定在調(diào)節(jié)筒體上，且永磁體一和永磁體二朝向調(diào)節(jié)筒體內(nèi)側(cè)的磁極相反，電磁鐵固定在殼體上并與控制器連接。

在優(yōu)選方案一中，控制器根據(jù)溫度傳感器反饋的溫度，將對(duì)電磁鐵組的導(dǎo)電情況進(jìn)行調(diào)整，當(dāng)空氣預(yù)熱箱內(nèi)的溫度超過(guò)90℃時(shí)，所有的電磁鐵上的電流都將反向，即使得永磁體一與電磁鐵的相對(duì)端迅速處于相斥狀態(tài)，從而永磁體二與電磁鐵相吸引，調(diào)節(jié)筒體和殼體相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而調(diào)節(jié)筒體內(nèi)側(cè)的導(dǎo)熱凸棱和殼體外側(cè)的導(dǎo)熱凸棱的一部分將會(huì)重疊；當(dāng)空氣預(yù)熱箱內(nèi)的溫度低于80℃時(shí)，電磁鐵上的電流方向不會(huì)改變，即調(diào)節(jié)筒體內(nèi)側(cè)的隔熱層和殼體外側(cè)的導(dǎo)熱凸棱完全重合；當(dāng)空氣預(yù)熱箱內(nèi)的溫度處于80～90℃之間的某一值時(shí)，則電磁鐵中的一部分反向，即其中的部分電磁鐵與永磁體一對(duì)應(yīng)，另一部分與永磁體二對(duì)應(yīng)，進(jìn)而調(diào)節(jié)空氣預(yù)熱箱的散熱。

優(yōu)選方案二：作為對(duì)基礎(chǔ)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述殼體內(nèi)部設(shè)有托架，托架包括多根支撐桿和托板，支撐桿豎向設(shè)置，托板水平設(shè)置，托板與支撐桿固定；托架上方設(shè)有可將托架從空氣預(yù)熱箱內(nèi)提起的吊裝機(jī)構(gòu)。在優(yōu)選方案二中，通過(guò)吊裝機(jī)構(gòu)提起托架，即可方便、快速的更換托架上的胎坯。

優(yōu)選方案三：作為對(duì)基礎(chǔ)方案的進(jìn)一步優(yōu)化，所述調(diào)節(jié)筒體上的隔熱槽均勻的設(shè)有四條，從而可以保證空氣預(yù)熱箱的散熱均勻，同時(shí)又使調(diào)節(jié)筒體和殼體的加工相對(duì)簡(jiǎn)單。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明可調(diào)式輪胎硫化預(yù)熱裝置實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明可調(diào)式輪胎硫化預(yù)熱裝置實(shí)施例中空氣預(yù)熱箱的剖視圖；

圖3是本發(fā)明可調(diào)式輪胎硫化預(yù)熱裝置實(shí)施例中調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：

說(shuō)明書(shū)附圖中的附圖標(biāo)記包括：空氣預(yù)熱箱1、殼體11、調(diào)節(jié)筒體12、隔熱層13、導(dǎo)熱凸棱14、熱交換管組18、溫度傳感器21、壓力傳感器22、永磁體一31、永磁體二32、一號(hào)電磁鐵41、二號(hào)電磁鐵42、三號(hào)電磁鐵43、四號(hào)電磁鐵44、五號(hào)電磁鐵45、托架51、胎坯6。

實(shí)施例基本如圖1、圖2、圖3所示：

本實(shí)施例的可調(diào)式輪胎硫化預(yù)熱裝置包括空氣預(yù)熱箱1，空氣預(yù)熱箱1內(nèi)設(shè)有與硫化機(jī)內(nèi)過(guò)熱水管路的出口端相連通的熱交換管組18；空氣預(yù)熱箱1包括殼體11、壓力傳感器22和溫度傳感器21，熱交換管組18設(shè)置于殼體11內(nèi)，并固定在殼體11的邊緣；壓力傳感器22、溫度傳感器21用于實(shí)時(shí)測(cè)量管組內(nèi)的壓力及溫度；熱交換管組18由由一定數(shù)量管子組成，管子沿殼體11內(nèi)壁等間距周向排列，排列層數(shù)可根據(jù)空氣預(yù)熱箱1內(nèi)部空間大小進(jìn)行調(diào)整。本實(shí)施例中管子排列層數(shù)為兩層，管子的直徑φ30～φ40，壁厚1～ 2mm，管子材料為耐高溫的合金鋼。

空氣預(yù)熱箱1還包括調(diào)節(jié)筒體12和可驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)筒體12轉(zhuǎn)動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，調(diào)節(jié)筒體12外套于殼體11外周，調(diào)節(jié)筒體12與殼體11均為筒狀，且殼體11相對(duì)于地面固定，調(diào)節(jié)筒體12可相對(duì)于殼體11轉(zhuǎn)動(dòng)；殼體11的外側(cè)壁和調(diào)節(jié)筒體12的內(nèi)側(cè)壁上設(shè)有均設(shè)有沿調(diào)節(jié)筒體12軸向的隔熱槽，殼體11和調(diào)節(jié)筒體12上均設(shè)有四個(gè)隔熱槽。隔熱槽內(nèi)鑲嵌有由隔熱材料制成的隔熱層13，隔熱槽兩側(cè)為導(dǎo)熱凸棱14。調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)包括控制器和執(zhí)行部，控制器的輸入接口與壓力傳感和溫度傳感器21連接。執(zhí)行部由四組驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，一組驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)對(duì)應(yīng)調(diào)節(jié)筒體12上的一個(gè)導(dǎo)熱凸棱14。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)由永磁體一31、永磁體二32和五個(gè)并排排列的電磁鐵組成，五個(gè)并排排列的電磁鐵依次為一號(hào)電磁鐵41至五號(hào)電磁鐵45，一號(hào)電磁鐵41至五號(hào)電磁鐵45的排列方向與永磁體一31和永磁體二32的排列方向一致。永磁體一31和永磁體二32并排固定在調(diào)節(jié)筒體12上，且永磁體一31和永磁體二32的寬度相同；永磁體一31和永磁體二32朝向調(diào)節(jié)筒體12內(nèi)側(cè)的磁極相反，電磁鐵固定在殼體11上并與控制器連接，五個(gè)電磁鐵所組成的寬度與永磁體一31、永磁體二32的寬度相同；通過(guò)改變電磁鐵的磁極，電磁鐵可與永磁體一31和永磁體二32相對(duì)。

殼體11內(nèi)部設(shè)有托架51，托架51包括四根支撐桿和托板，支撐桿豎向設(shè)置，托板水平設(shè)置，托板與支撐桿焊接；托架51上方設(shè)有吊裝機(jī)構(gòu)，吊裝機(jī)構(gòu)可將托架51從空氣預(yù)熱箱1內(nèi)提起。在本實(shí)施例中，空氣預(yù)熱箱1可設(shè)置多個(gè)，從而提高預(yù)熱效率，因此吊裝機(jī)構(gòu)采用行車，從而通過(guò)該行車可以吊裝任何空氣預(yù)熱箱1內(nèi)的托架51。

需要硫化預(yù)熱裝置投入使用時(shí)，先將托架51吊起，將胎坯6放置于托架51上的托板上，每個(gè)托架51上放置一個(gè)胎坯6；然后再將托架51放入空氣預(yù)熱箱1內(nèi)，并將空氣預(yù)熱箱1固定。由于空氣預(yù)熱箱1內(nèi)設(shè)有與硫化機(jī)內(nèi)過(guò)熱水管路的出口端相連通的熱交換管組18，則120℃左右的過(guò)熱水將流入熱交換管組18，使空氣預(yù)熱箱1內(nèi)的溫度迅速升高。

為了將空氣預(yù)熱箱1內(nèi)的溫度控制在80～90℃的范圍，需要溫度傳感器21、壓力傳感器22、控制器和執(zhí)行部相互配合進(jìn)行調(diào)整。

具體控制過(guò)程為：

當(dāng)空氣預(yù)熱箱1內(nèi)的溫度超過(guò)90℃時(shí)，該溫度將被溫度傳感器21檢測(cè)到，并反饋給控制器，此時(shí)控制器將向執(zhí)行部發(fā)出指令，一號(hào)電磁鐵41至五號(hào)電磁鐵45上的電流都變?yōu)榉聪?，使得永磁體一31與電磁鐵的相對(duì)端迅速處于相斥狀態(tài)，從而永磁體二32與電磁鐵相吸引，調(diào)節(jié)筒體12和殼體11相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)并達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，則調(diào)節(jié)筒體12內(nèi)側(cè)的導(dǎo)熱凸棱14和殼體11外側(cè)的導(dǎo)熱凸棱14的重疊部分最大，散熱速度最快，從而可迅速的降低空氣預(yù)熱箱1內(nèi)的溫度。

當(dāng)空氣預(yù)熱箱1內(nèi)的溫度在88～90℃時(shí)，則一號(hào)電磁鐵41上的電流變?yōu)檎?，即一?hào)電磁鐵41將進(jìn)入永磁體一31的范圍內(nèi)，從而調(diào)節(jié)筒體12內(nèi)側(cè)的導(dǎo)熱凸棱14和殼體11外側(cè)的導(dǎo)熱凸棱14的重疊部分減少，進(jìn)而散熱速度減慢。

當(dāng)空氣預(yù)熱箱1內(nèi)的溫度在86～88℃時(shí)，則二號(hào)電磁鐵42上的電流也將變?yōu)檎颍炊?hào)電磁鐵42將進(jìn)入永磁體一31的范圍內(nèi)，從而調(diào)節(jié)筒體12內(nèi)側(cè)的導(dǎo)熱凸棱14和殼體11外側(cè)的導(dǎo)熱凸棱14的重疊部分再次減少，進(jìn)而散熱速度有一次減慢。

當(dāng)空氣預(yù)熱箱1內(nèi)的溫度在84～86℃時(shí)，則三號(hào)電磁鐵43上的電流也將變?yōu)檎?，即三?hào)電磁鐵43將進(jìn)入永磁體一31的范圍內(nèi)，從而調(diào)節(jié)筒體12內(nèi)側(cè)的導(dǎo)熱凸棱14和殼體11外側(cè)的導(dǎo)熱凸棱14的重疊部分進(jìn)一步減少，進(jìn)而散熱速度進(jìn)一步減慢。

直到當(dāng)空氣預(yù)熱箱1內(nèi)的降低到82℃一下時(shí)，一號(hào)電磁鐵41至五號(hào)電磁鐵45都將變?yōu)檎颍惶?hào)電磁鐵41至五號(hào)電磁鐵45都將進(jìn)入永磁體一31的范圍內(nèi)，此時(shí)調(diào)節(jié)筒體12內(nèi)側(cè)的導(dǎo)熱凸棱14和殼體11外側(cè)的導(dǎo)熱凸棱14將不會(huì)有重疊部分，致使空氣預(yù)熱箱1的保溫效果最好，有利于空氣預(yù)熱箱1內(nèi)的溫度升高。

通過(guò)以上控制過(guò)程可以跟精確的控制空氣預(yù)熱箱1內(nèi)的溫度，使其總能維持在80～90℃的范圍內(nèi)。

以上所述的僅是本發(fā)明的實(shí)施例，方案中公知的具體結(jié)構(gòu)及特性等常識(shí)在此未作過(guò)多描述。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本發(fā)明的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本發(fā)明實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。本申請(qǐng)要求的保護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)以其權(quán)利要求的內(nèi)容為準(zhǔn)，說(shuō)明書(shū)中的具體實(shí)施方式等記載可以用于解釋權(quán)利要求的內(nèi)容。