目前,采用如圖1所示的帶膠囊的硫化設(shè)備,用氣體作為加熱和加壓介質(zhì)硫化汽車輪胎等橡膠制品的方法得到了應(yīng)用。將生胎(圖中所示制品為汽車輪胎b)放到模具a中,膠囊c采用充氣定型,輪胎b的形狀同模具a內(nèi)部形狀一致后,關(guān)閉模具a。接著,蒸氣作為加熱介質(zhì)從供汽口e吹入,從蒸汽室中心較低位置水平方向進(jìn)入f,輪胎被加熱、加壓。供汽口e位于硫化設(shè)備中心,與供汽通道d互通。當(dāng)輪胎b溫度達(dá)到預(yù)定溫度時或經(jīng)過預(yù)定時間后,停止供應(yīng)蒸汽,通入氮?dú)饣蝾愃贫栊詺怏w作為加壓媒介,直到加熱工序結(jié)束,氣體壓力不得低于所供蒸汽壓力。可從同一個供汽口e水平方向供氣,也可從另一個供氣口水平方向供氣,后者專門用于加壓媒介,與供蒸汽口e在同一高度,與通道d互通,或與另一供應(yīng)通道互通,使氣體進(jìn)入膠囊內(nèi)腔f,因而輪胎b的溫度可以保持在預(yù)定溫度。 在上面的工藝設(shè)備中,蒸氣從蒸汽室中心下部位置沿水平方向吹入,蒸汽冷凝水積聚在輪胎b底部表面較低段排不出去,阻礙了底部胎側(cè)加熱。內(nèi)部壓力增高減少了蒸汽流入量,因而削弱了內(nèi)部蒸汽流。內(nèi)部蒸汽流速降到幾乎為零時,濕蒸汽形成水滴向下滴,同時保持過熱狀態(tài)的其他蒸汽由于相對較小的比重向上升高,在輪胎b的垂直方向就形成了溫差。此外,由于溫度比蒸汽低一些的加壓氣體(惰性氣體),同蒸汽一樣,從位于輪胎內(nèi)下部的噴嘴水平吹向輪胎較低區(qū)段,氣體對著吹的部位(如下部胎圈部分等)被冷卻到較低溫度。在停止通入加壓氣體而造成內(nèi)部壓力升高的情況下,由于加壓氣體比蒸汽比重大,容易沉積于輪胎內(nèi)部空間f底部,而象底部胎側(cè)和胎圈部位與低溫加壓氣體相接觸的底部區(qū)段,其溫度必然會降低。 另一方面,剩余蒸汽積聚在內(nèi)部空間f上部,并經(jīng)絕熱壓縮,雖然只是很短的時間,但因加壓氣體是在高壓下通入的,因此盡管加壓氣體溫度較低,蒸汽溫度仍然升高,上部胎側(cè)被加熱到很高溫度。 因此,在輪胎內(nèi)部空間f形成了主要由蒸汽組成的上層g,主要由加壓氣體組成的中層h,以及由蒸汽冷凝水組成的最底層i。 輪胎b內(nèi)部溫度變化如圖8、9中虛線所示。對輪胎上部胎圈部位的A1點(diǎn),其溫度在通入加壓氣體后趨于升高,如圖8中虛線16所示。相反,對輪胎下部胎圈部位的B1點(diǎn),通入加壓氣體后其溫度趨于降低,如圖8中虛線15所示。這就造成了A1和B1點(diǎn)間的較大溫差T12(例如13℃)。 對輪胎上部胎側(cè)的C1點(diǎn),通入加壓氣體后其溫度趨于升高,如圖9虛線16a所示。相反,對輪胎下部胎側(cè)的D1,通入加壓氣體后其溫度趨于停止升高,如圖9中虛線15a所示。從而造成了C1、D1點(diǎn)間的較大溫差T22(如12℃)。 上面得到的硫化方法中產(chǎn)生的較大溫差,到硫化操作結(jié)束時也不能全部修正,因此輪胎b的上、下胎側(cè)將有不同的硫化程度,在產(chǎn)品質(zhì)量方面產(chǎn)生不良問題。另外,因?yàn)榱蚧瘯r間是由輪胎b底部決定的,而此部位溫度升高的速度非常慢,就必須延長硫化操作時間,這在生產(chǎn)率和能源消耗上也是個不良問題。 本項發(fā)明就是為了解決上述問題,其目的是為硫化輪胎提供一種方法和設(shè)備,使得在硫化過程中輪胎內(nèi)部不會產(chǎn)生不合要求的溫差,能進(jìn)行均勻硫化,減少能源損失。 一方面,該項發(fā)明提供了硫化輪胎的方法,包括加熱工序和卸載工序。加熱工序中輪胎被放到硫化機(jī)蒸汽室模具中定型,向蒸汽室供應(yīng)一定壓力的加熱介質(zhì),對輪胎進(jìn)行加熱和加壓,直到輪胎達(dá)到預(yù)定溫度或經(jīng)過了預(yù)定時間,停止供應(yīng)加熱介質(zhì);向蒸汽室供應(yīng)一定壓力的惰性氣體加壓介質(zhì)直至加熱工序結(jié)束,惰性氣體的壓力不低于加熱介質(zhì)。緊隨加熱工序之后是卸載工序,在此將加熱介質(zhì)和加壓介質(zhì)排卸掉以完成硫化過程。從蒸氣室中心上部位置向蒸汽室吹入加熱介質(zhì),同時從蒸汽室中心下部位置向蒸汽室上部區(qū)域吹入加壓介質(zhì)。 加熱介質(zhì)水平或沿水平方向,首先吹向輪胎中緯線或其附近區(qū)域,同時加壓介質(zhì)從蒸汽室中心下面的部位平行吹向輪胎的上部胎側(cè)部分。 另外,由于加熱介質(zhì)冷凝而積聚在蒸汽室底部的冷凝水可通過排放裝置強(qiáng)行排出輪胎外。 另一方面,該項發(fā)明提供了硫化輪胎的設(shè)備,包括放輪胎的模具并提供蒸汽室;位于蒸汽室中心上部位置的加熱介質(zhì)供汽口(水平方向吹入或向蒸汽室下部區(qū)域吹進(jìn)加熱介質(zhì));以及位于蒸汽室中心下部位置的加壓介質(zhì)供氣口(向蒸汽室上部區(qū)域吹進(jìn)加壓介質(zhì))。 在此方法和設(shè)備中,高溫加熱介質(zhì)(如蒸汽)從蒸汽室中心上面位置水平吹入,比如從上面的膠囊座部分水平吹向輪胎中緯線或其附近區(qū)域,使輪胎上、下兩半都能均勻吹到蒸汽流,從而實(shí)現(xiàn)均勻加熱。 另一方面,加熱介質(zhì)可能會向下朝模具中間或底部運(yùn)動。 另外,積聚在蒸汽室底部(即下部胎側(cè)內(nèi)凹部分)的冷凝水,在硫化操作中被強(qiáng)行排出,因而可防止積聚的冷凝水阻礙下面胎側(cè)和高溫蒸汽間的熱接觸及阻礙下面胎側(cè)的加熱升溫,于是防止發(fā)生延遲下面胎側(cè)的加熱,而輪胎內(nèi)部各區(qū)域間加熱情況的差異也明顯減小了。 由于向上吹入加壓介質(zhì),比如向上面胎側(cè)或附近區(qū)域吹加壓介質(zhì),當(dāng)流入輪胎的蒸汽流已經(jīng)減弱后,低溫加壓氣體就沿斜上方吹向積聚在高處局部區(qū)域的相對高溫的蒸汽。因而就由加壓介質(zhì)氣流產(chǎn)生了逆著蒸汽的垂直循環(huán)混合氣流,而不會引起蒸汽絕熱壓縮。也糾正了高壓蒸汽的局部積累,已處于相對高溫的輪胎上部區(qū)域得到了有效冷卻,上、下兩部分的溫度也達(dá)到了一致。 使用可拆式供氣噴嘴時,更換噴嘴會改變加熱介質(zhì)和俄加壓介質(zhì)的吹入方向。這樣可以根據(jù)輪胎的尺寸和形狀,分別以最佳的方向和角度吹入加熱介質(zhì)和加壓介質(zhì),得到最理想的結(jié)果。 平面剖視圖; 平面剖視圖; 加熱介質(zhì)噴嘴的透視簡圖; 圖3是圖2的平面剖視圖; 圖4(A)是加熱介質(zhì)噴嘴的透視簡圖; 圖4(B)是圖4(A)中噴嘴的平面簡圖; 圖5(A)是加壓介質(zhì)供氣噴嘴的透視簡圖; 圖5(B)是圖5(A)中噴嘴的平面簡圖; 圖6是升降、旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)簡圖; 圖7(A)是一個放大的剖視圖,顯示排放裝置中細(xì)長管的主要部分; 圖7(B)和圖7(C)是一個備用細(xì)長管,圖7(B)是主要部分的放大透視圖,圖7(C)是該部分的放大剖視圖; 圖8和圖9是顯示輪胎內(nèi)溫差的曲線圖。 圖中符號S表示加熱介質(zhì)為蒸汽,符號G表示加壓介質(zhì)為氣體。 本文僅以圖2所示的翻入式膠囊硫化設(shè)備為例。關(guān)于模具和蒸汽室的中心機(jī)構(gòu),圖2所示的設(shè)備采用了和原來的工藝設(shè)備幾乎相似的結(jié)構(gòu)。不過兩者的不同之處在于供應(yīng)蒸汽和加壓氣體的特殊結(jié)構(gòu)以及冷凝水排放裝置。 在圖2設(shè)備的操作中,將生胎2放入蒸汽室模具1中定型;向膠囊3中傳送定型內(nèi)壓;膠囊頂部內(nèi)端面21由上膠囊座10支承,同時底部端面22由下膠囊座11支承,于是生胎2靠近并沿著模具1內(nèi)表面伸展定型且其形狀與模具1內(nèi)表面形狀相似。接著關(guān)閉模具1,向膠囊3中供應(yīng)加熱介質(zhì)蒸汽,對生胎2加熱并加壓。當(dāng)生胎2溫度達(dá)到預(yù)定溫度或經(jīng)過預(yù)定時間后,停止供應(yīng)加熱介質(zhì),而向膠囊3中以不低于加熱介質(zhì)的壓力供應(yīng)加壓介質(zhì)(氮?dú)?,直到加熱階段結(jié)束。因而輪胎2溫度可以保持在預(yù)定溫度,以完成硫化。 模具1包括上模1a和下模1b。 上膠囊座10位于中心支柱41的上頂端,即在蒸汽室的上部和中心,由壓環(huán)42、環(huán)座43及附在環(huán)座43上的加熱介質(zhì)供應(yīng)噴嘴組成。壓環(huán)42和環(huán)座43形成一個頂部鎖緊圈48,壓環(huán)42和環(huán)座43通過螺栓12將膠囊3頂部內(nèi)端面21固定并壓緊。 加熱介質(zhì)噴嘴如圖4(A)所示為環(huán)形,與環(huán)座43可拆開裝配,因而二者形成一環(huán)形腔44。加熱介質(zhì)噴嘴45有多個供汽口4與膠囊內(nèi)腔6互通。這多個供汽口4按預(yù)先設(shè)定的間隔沿圓周方向分布。供汽口4的方向、數(shù)量和直徑根據(jù)輪胎尺寸選定。 加熱介質(zhì)供應(yīng)通道40的一端與環(huán)座43連接,引導(dǎo)加熱介質(zhì)(如蒸汽)進(jìn)入環(huán)形腔44;另一端穿過貯囊筒46與加熱介質(zhì)供汽源(圖中省略)相連接。因此加熱介質(zhì)從通道40吹過環(huán)形腔44,再從供汽口4水平吹進(jìn)膠囊內(nèi)腔。通常提供兩個或更多供汽噴嘴45,其上有供汽口4水平朝向輪胎內(nèi)部中緯線E1或其附近區(qū)域。于是蒸汽流均勻接觸上、下兩半輪胎,從而達(dá)到均勻加熱。 另外,供汽口4的供應(yīng)通道4a相對徑向是斜的,如圖4(B)所示,因而從供汽口4噴出的加熱介質(zhì)沿圓周方向循環(huán)流動。 關(guān)于加熱介質(zhì)供應(yīng)通道40的位置,雖然在圖2所示的具體設(shè)備中它是位于中心支柱41的外面,其實(shí)它也可以在中心支柱41的里面。 在貯囊筒46里面,加壓介質(zhì)供應(yīng)通道50用于供應(yīng)惰性氣體,比如氮?dú)?它與貯囊筒46內(nèi)形成的一個環(huán)形中轉(zhuǎn)腔51相連并互通。環(huán)形中轉(zhuǎn)腔51與多個分支通道52相連并互通,分支通道52按預(yù)先確定的間隔沿圓周分布。在分支通道恒的頂端,可拆式加壓介質(zhì)噴嘴54通過螺栓56固定在貯囊筒46頂端。加壓介質(zhì)噴嘴54有多個供氣口5與蒸汽室互通。如圖3所示,供氣口5在圓周方向按預(yù)定間隔分布。從而使加壓介質(zhì)通過環(huán)形中轉(zhuǎn)腔51,從供應(yīng)通道50流入多個分支通道52,從供氣口5吹向蒸汽室上部區(qū)域。 如圖3、圖5(A)和5(B)所示,加壓介質(zhì)噴嘴54為環(huán)形,通常有兩個或兩個以上供氣噴嘴餌,其上的供氣口5方向朝上,加壓介質(zhì)<