目前國內各輪胎定型硫化機制造廠生產的B型輪胎定型硫化機的管路系統基本上都是參照日本神戶制鋼所和意大利皮列里公司的同類機臺設計而成的。詳見圖1B型輪胎定型硫化機管路系統圖(局部)。該管路系統完全能滿足輪胎定型硫化的工藝要求,但在使用過程中還是出現過一些問題。為使B型輪胎定型硫化機管路系統的使用性能更加先進、合理、可靠,本文將簡要介紹該管路系統的改進情況。 1 解決內壓泄漏的改進 國外同類機臺是憑借主機及其配套件的嚴格質量標準和很高的無故障使用次數保證機臺的正常運轉,即其機臺的可靠性完全建立在優質合格的配套件基礎之上。而國內的配套件大部分未能達到應有的要求,故障較頻繁,尤其是發生在內壓泄漏這一現象上。 輪胎定型硫化機在硫化輪胎時由時間程序控制器(TIMER)或可編程序控制器(PLC),按硫化工藝要求,在不同的硫化階段,將0.35MPa的控制氣源輸送到各氣動切斷閥的氣室,打開或關閉閥門,依次將一次熱水、二次熱水、冷水等介質向膠囊輸入或排出,以完成輪胎硫化。在內壓進、出管路上分別有五個和四個氣動切斷閥,當時間程序控制器的撥塊有誤動作而使控制氣源誤入其中一個或幾個氣動切斷閥的氣室而使閥門打開,或者經過長時間的使用,管道內存有的水垢等雜質而使閥芯卡死或密封面損壞以及閥門的氣室漏氣、復位彈簧疲勞或銹壞等故障都會使閥門關閉不嚴,因此造成如下惡果:①內壓泄漏;②一次熱水和二次熱水同時進的混亂局面;③一、二次熱水和冷水同時進,影響了加熱或冷卻效果;④膠囊無法抽真空等。 由于“抽真空”、“膠囊排氣”這二個氣動切斷閥通常接入排空管道,“熱水回收”的氣動切斷閥接入補充水罐,“冷水回”的氣動切斷閥接入冷水罐,因此從這四個閥門的其中任一閥門泄漏出的內壓熱水,一旦泄漏量大時,必然劇烈破壞內壓熱水熱工系統的壓力、溫度的動態平衡。 輪胎定型硫化機的內壓熱水熱工系統一般配置熱力除氧器。當泄漏量小時,將會出現內壓不穩定,內壓和內溫下降,除氧器水箱水位低的現象(因除氧能力限制,供除氧水的能力比泄漏水量小)。如果內壓熱水泄漏量大,將會造成內壓大幅度下降,除氧器水箱水位急劇下降,內溫下降甚至喪失。即使向除氧器內補入大量未經除氧的水,也無法和大的泄漏量保持平衡。由于硫化機群是共用一個熱工系統的,如果不能及時找到內泄漏位置并.加以控制,單機臺的失控將會引起車間的熱工系統的失控,就會使正在硫化階段的輪胎因脫壓而報廢,甚至發生停產事故。這對硫化機群的連續正常生產將構成相當大的威脅,尤其在硫化機臺數較多的情況下更為嚴重。 查找泄漏處的關鍵是要發現閥門動作位置的反常情況和排出管道的溫度、壓力、介質流向的異常情況,經判斷后及時作出處理。多年來,根據使用輪胎定型硫化機的生產實踐,總結出一些查漏治漏的經驗。由于看不到管道內部介質的流動情況,只能用冷水噴灑管道或采取手摸管道溫度,觀察閥門的閥桿位置,查看時間程序控制器等方法逐臺機查找故障。這不但需要經驗比較豐富,素質較高的人員去進行,而且需要很長時間方能解決問題。生產現場的管理人員一直把內壓泄漏作為一個最警惕的管理項目,常有“聞漏色變”之感。 目前,輪胎定型硫化機臺數急劇增加,為了造應輪胎生產發展的需要,迅速查到泄漏處并進行控制已成了迫切需要解決的課題。國內某閥門儀表有限公司從國內某大型輪胎廠購入管道漏壓報警器的技術專利,研制出漏壓報警器。將該種報警器分別裝在“抽真空”、“膠囊排氣”、“熱水回收”、“冷水回”的氣動切斷閥之后的管道上,在一次熱水進至二次熱水結束這段時間,若上述四個氣動切斷閥有熱水泄漏,則報警器發出聲、光報警信號,同時觀察報警器上指示塊是否與水平位置成一定角度,此時即可斷定這四個氣動切斷閥中的哪些閥泄漏,硫化操作工隨即手動關閉泄漏閥門管道上的球閥。 這種報警器起到一定的作用,但投資較大,而且當排出管道上(或說報警器)的背壓與漏出介質的壓力接近時,該報警器的可靠性及靈敏度就稍差一點。在“一次熱水進”、“二次熱水進”和“冷水進”的氣動切斷閥的閥后沒有裝此種報警器,因此上述三個閥出現泄漏時,則更難發現。 在90年代初期,日本設計研制出一種觀察泄漏器,分別裝在“抽真空”、“膠囊排氣”的排出管道上,詳見圖1中的1SG、2SG。在夜晚通過觀察泄漏器很難看清閥門是否泄漏。使用一段時間后,觀察泄漏器上的透明玻璃結滿水垢,即使在白天也無法看清是否有泄漏。因此,要經常拆下玻璃進行清洗,很麻煩。 如果能杜絕或減少泄漏機會,使防止泄漏或報警的結構簡單化,不但能使維修工易于接受,也能減少投資,見效快。在1992年10月,我廠生產的LL-B1400×2940×2輪胎定型硫化機的管路系統作了改進,詳見圖2。將硫化過程中工作時間最長(約占總時間90～91.5%)的二次熱水進(19HS)和二次熱水回(26HS)的二個閥,由原來的氣動二位二通切斷閥改為氣動二位三通切斷閥。后者在有信號氣源時,“1口”與“2口”通,“1口”與“3口”不通,“2口”與“3口”不通;無信號氣源時,“2口”與“3口”通,“1口”與“3口”不通,“1口”與“2口”不通。利用后者這樣的動作原理來改變原來的管道流程,在正硫化階段(即二次熱水進、出時)切斷了二次熱水與其它八個閥的通路,減少閥門泄漏機會90%以上(為理論計算值),實際上,經改進后的管路系統,再也沒有發現因閥門原因產生的內壓泄漏現象。要出現這一現象的條件是:20HS、1HS、21HS這三個閥當中只要有一個和19HS同時泄漏或16HS、25HS、28HS、4HS這四個閥當中只要有一個和26HS同時泄漏。即進出管道上分別有防止二次熱水泄漏的二道關口,“雙保險”同時失效的機會極少,甚至為零。這樣的改進基本上不需要增加投資,而且在二次熱水進、出期間(即在不停產的情況下),可以更換或維修如下閥門:18HS、20HS、1HS、21HS、16HS、25HS、28HS、4HS、1Zh,因而可以節約大量的生產時間。此外,還對其它部位作了如下改進:①在硫化機的排出總管道中增設一個大容量的過濾器9GL;②將因結構復雜,質量不穩定而經常泄漏且難于維修的12個旋轉接頭改用4根金屬軟管,從而使原來采用旋轉接頭有46個密封點降到只有16個密封點。使用金屬軟管比旋轉接頭的成本更低。 2 增設膠囊泄漏的安全保護系統 在硫化過程中,有時會發生膠囊破損,導致大量的高溫內壓熱水泄漏到蒸汽室內,使外壓升高,造成蒸汽室及連桿負荷過大,影響機臺的使用壽命;也造成蒸氣室上的安全閥開啟,而噴出大量的熱水,對機臺的電氣系統影響很大,電機因進水而燒壞,電氣元件發生短路故障。大量泄漏后,使整個內壓熱水系統壓力下降,從而不得不中途終止硫化。這樣,因一條膠囊破損就造成二條輪胎同時報廢。 膠囊的使用壽命是有一定限度的,但影響膠囊的使用壽命的因素是多方面的。為了在發生故障時將損失減少到最小程度,經過不斷地探索,在原管路系統上增設膠囊泄漏的安全保護系統。具體措施如下:在進、出兩蒸汽室的管道上分別加裝止回閥7Zh、8Zh,壓力控制器PS8、PS9和止回閥9Zh、10Zh將左右內壓排出管道上的氣動切斷閥16HS、24HS分別改為止回閥11Zh和12Zh;在15HS、2HS的氣控管道上分別增加電磁閥SV30、選擇閥5XZ和SV31、6XZ。SV30、SV31的氣源是從機械閥JF的輸出口B接來的;在23HS的氣控管道上增加電磁閥SV32。詳見圖2。動作原理:硫化時,一次熱水或二次熱水等介質通過2HS、15HS分別進入左右膠囊,然后從11Zh、12Zh排出。若左(或右)膠囊破損,內壓熱水就會泄漏到左(或右)蒸汽室內,由于止回閥8Zh、9Zh(或7Zh、10Zh)的作用,使左(或右)蒸汽室外壓升高,當外壓升高到比蒸汽室上的安全闊的開啟壓力大0.05MPa時,接通PS9(或PS8)的常開觸點,因而電磁閥SV31(或SV30)得電并延時至硫化結束開模時止,輸出控制氣源進入氣動切斷閥2HS(或15HS),把進入左(或右)膠囊的管道自動關閉,從而保證右(或左)邊的一條輪胎仍可以繼續硫化。SV32也同時得電并延時數十秒,從而切斷23HS的控制氣源,使得泄漏到左(或右)蒸汽室里的內壓熱水迅速從23HS的“3口”排掉,以免影響右(或左)蒸汽室的蒸汽冷凝水從疏水器SQ的排放,以及防止機臺長時間負荷過大。PS8、PS9采用上海遠東儀表廠引進德國海隆公司技術合作生產的D502/7D系統的壓力控制器。上述六個止回閥的內密封性能必須很好,否則此系統的可靠性就受到影響。目前,國外的硫化機只是設有膠囊泄漏報警裝置而已。 3 抽真空控制的改進 為了便于卸胎和裝胎,國內外的B型硫化機從硫化結束開模前,開始對膠囊抽真空,持續抽至新的生胎裝進膠囊,并開始一次定型時止。這樣就浪費了大量蒸汽或動力水。將IHS的排出管道上的P12真空表取消,改為VS1真空壓力控制器,將P5壓力表改為真空壓力表。利用VS1可以調整膠囊真空度,當達到預定真空度時,斷開V汩的常閉觸點,因而電磁閥SV33失電,1HS、18HS、22HS關閉,膠囊內停止抽真空,并保持這個真空度至開始一次定型時止。詳見圖2。這樣改進后可以節約能源。VS1采用上海遠東儀表廠引進德國海隆公司的技術合作生產的D500/18D系列的真空壓力控制器。 4 定型控制的改進 國內外的B型硫化機的一、二次定型壓力大小,通常是由一個電磁閥來切換,從圖1可以看出在機臺整個工作周期內,都有給定氣壓訊號輸入自力式壓力調節閥1PH、2PH的上膜室,使這二個閥一直開啟,這樣會造成:①這二個閥的金屬膜片較容易疲勞而破裂,縮短了1PH、2PH的使用壽命p；②在非定型期間,1PH和2PH都一直輸出一次定型蒸汽,因此在1PH至2HS,2PH至15HS這二段管道內產生大量的冷凝水,從而影響定型效果。此外,蒸汽變成冷凝水等于浪費了能源。到了90年代初期,國外部分制造廠在1PH、2PH的閥后輸出管道上各增加一個疏水器,以排除上述管道中的冷凝水(見圖3);國外個別用戶則左右各增設一個氣動切斷閥,在定型時開啟數秒種,以排掉管道中的冷凝水(見圖4)。國內某主要制造廠除增加疏水器外,還增設了容量為5L的冷凝水儲存罐(見圖5)。本人認為增加這個罐反而增加了散熱面積,冷凝水也越多。 上述三種都是治標不治本的方法。我們作了如下改進:在電磁閥SV18、SV19的輸出管道上各增加一個電磁<