輪胎輻射型微波硫化機的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明應用于輪胎生產研發領域，具體地說，是設計一種利用微波輻射加熱方式實現輪胎硫化的裝置。
【背景技術】
[0002]硫化是輪胎加工過程的最后一個工序也是最重要的工序，其目的在于使輪胎各部位的物理機械性能達到最佳。傳統硫化方法主要依靠熱傳導方式傳熱，由于輪胎屬于橡膠厚制品，而橡膠是熱的不良導體，傳熱速度極慢，通常輪胎內部達到正硫化時，外部往往早已過硫化，從而影響橡膠制品的使用性能和壽命。此外，傳統硫化方法還存在硫化時間長、能耗高、效率低、污染環境的問題。因此，在保證輪胎硫化質量的前提下，尋求一種高效節能環保的輪胎硫化方式尤為重要。微波加熱是，當輪胎接受微波作用時，分子處于激烈、快速的振蕩和回轉之中，通過劇烈的分子運動而獲得加熱，實現從機械能到熱能的轉換。在工業作業中，相較傳統加熱方式周期短，可實現即用即熱的效果，效率高，能耗小。因此，越來越受到企業的青睞。
[0003]1945年美國雷聲公司的研究人員發現了微波的熱效應，兩年后他們研制成了世界上第一臺采用微波加熱食品的“雷達爐”。日本采用2450MHz、5-10KW的微波加熱設備對輪胎進行一次加熱，升溫到硫化溫度后用熱風保溫，硫化3-4噸重量的輪胎。美國專利《用微波能生產氣動車輛輪胎的方法》設計了一種微波硫化機模型，在膠囊中充入氮氣，利用微波能量進行胎胚加熱，定型硫化。我國最早在1985年自國外引進第一條生產線后，相繼仿造和改造了多條采用微波硫化橡膠工藝的設備，在各地投入運用后，取得一定的成效。現在的一些擠出制品生產廠也在使用此法進行硫化，如車窗密封條的連續生產硫化、橡膠絕緣電線電纜制品的連續硫化生產等。以上這些為研究輪胎輻射型微波硫化機打下了一定的基礎。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是設計一種輪胎輻射型微波硫化機，根據輪胎各部位所需能量的不同提供能量，有效避免輪胎溫度分布不均勻現象的出現，同時縮短輪胎硫化時間，降低能量損耗，提高能源利用率，減少廢棄物排放，實現經濟效益的最大化。
[0005]本發明采用以下技術方案予以實現:
[0006]輪胎輻射型微波硫化機，其特征在于:包括圓柱形爐腔、爐門、聯鎖微動開關、出氣窗、熱繼電器、磁控管、功率放大器、喇叭形波導、加壓模具、輪胎定型模具、充氣膠囊、中空支撐臺、氣動卡盤、中空轉臺、充氣軸、氣門嘴；所述圓柱形爐腔，為微波硫化的容器；設置爐腔上壁為爐門，便于取放輪胎加壓模具和定型模具，在爐門上配備聯鎖微動開關可防止磁控管在爐門未關閉的條件下工作，保證操作的安全性；所述出氣窗便于爐腔內部通風散熱；所述熱繼電器通過感應出氣窗散熱溫度，實現緊急切斷電源；所述磁控管為微波發射源；所述功率放大器可使磁控管發射的小功率微波迅速增大，以滿足輪胎硫化所需的高能量，縮短硫化時間；所述喇叭形波導，其喇叭口緊貼加壓模具，透過模具將微波輻射到輪胎上，實現對輪胎的微波硫化；所述加壓模具，用于提供輪胎硫化所需的外壓，模具側壁上設有出氣孔，便于排放硫化過程中產生的潮氣和廢氣；所述輪胎定型模具，用于輪胎硫化過程中的定型；所述充氣膠囊，用于提供輪胎硫化所需的內壓；所述支撐臺，用于支撐加壓模具，其下方有放置氣門嘴的開孔；支撐臺的下方設有氣動卡盤，用來夾緊支撐臺；所述轉臺，設有花鍵凸起，與爐腔下表面的花鍵凹槽相匹配，爐腔隨轉臺旋轉，將微波輻射到輪胎的各個部位，提高輪胎受熱均勻性；所述充氣軸上部有充氣孔，外部嵌套充氣膠囊，下部有氣門嘴；所述氣門嘴，位于充氣軸的下部，穿過支撐臺的開孔斜插入充氣軸內，外部與制氣設備相連。
[0007]進一步的，所述圓柱形爐腔，為微波硫化的容器，為不銹鋼材料，除在其上方設有出氣窗、底端有充氣軸和支撐臺外，其余部分均封閉。其上方設置有熱繼電器，上壁為爐門，爐門內壁、爐腔下壁以及側壁上連接有磁控管、功率放大器及喇叭形波導，波導口緊貼加壓模具。輪胎、加壓模具、定型模具及充氣膠囊在其內部。爐腔下表面有花鍵凹槽，與轉臺上的花鍵凸起相配合。
[0008]所述爐門，為爐腔上壁，便于取放輪胎加壓和定型模具，其中部的聯鎖微動開關可防止未關閉爐門的情況下磁控管工作，保證操作的安全性。
[0009]所述出氣窗，為窗柵形，其外側配置的熱繼電器通過感應出氣窗處的散熱溫度來監控爐腔內的工作溫度，當溫度超過150°C時，自動切斷輸入電路。
[0010]所述磁控管，一側連接在爐門內壁、爐腔下壁和側壁上，另一側連接功率放大器和空心喇叭形金屬波導，波導口緊貼加壓模具，每個位置均有三個磁控管并排分布。磁控管產生2450MHz的微波經功率放大器，使功率迅速增大至5kW至10kW，再經喇叭形波導透過模具直接輻射在輪胎上，根據輪胎各部位所需能量的不同改變功率的大小，提供輪胎各部位所需的能量。
[0011]所述加壓模具，為能穿透微波的聚四氟乙烯材料，圓柱形，上下合模式，上模外壁有外螺紋，下模內壁有內螺紋，利用外部設備將上下模擰緊，提供輪胎硫化所需的外壓。下模的側壁上設有出氣孔，便于排放硫化過程中產生的潮氣和廢氣。
[0012]所述輪胎定型模具，放置在加壓模具上下模間的凹槽內，為能穿透微波的陶瓷材料，壁厚標準為承受輪胎硫化所需壓力時壁厚的1.2倍，上下合模式，上下模均為圓柱形，內壁均有花紋，用于輪胎硫化過程中的定型。
[0013]所述充氣膠囊，其材質為硅橡膠，充入氮氣后提供輪胎硫化所需的內壓，便于輪胎定型。
[0014]所述支撐臺，位于加壓模具的下方，貫穿轉臺，用于支撐加壓模具，為能穿透微波的陶瓷材料，圓柱形，中空，其下方有放置氣門嘴的開孔。在支撐臺的底部設置氣動卡盤，用來夾緊支撐臺。
[0015]所述轉臺，中空，設有花鍵凸起，與爐腔下表面的花鍵凹槽相匹配，爐腔隨轉臺旋轉，將微波輻射到輪胎的各個部位，提高輪胎受熱均勻性；
[0016]所述充氣軸，為能穿透微波的陶瓷材料，中空，貫穿支撐臺和轉臺，上部有充氣孔并嵌套有充氣膠囊，下部有氣門嘴。
[0017]所述氣門嘴，位于充氣軸的下部，穿過支撐臺的開孔傾斜插入充氣軸內，外部與制氣設備相連，通過中空的充氣軸將供壓氮氣送入充氣膠囊內。
[0018]與現有設備相比，本發明的優越性表現在:
[0019](I)傳統硫化方法主要依靠熱傳導方式傳熱，傳熱速度極慢，容易出現輪胎外部過硫化而內部欠硫化的現象；而微波對輪胎加熱是一種體加熱方式，使用輪胎輻射型微波硫化機對輪胎旋轉輻射加熱，根據輪胎各部位所需能量的不同提供能量，使得各部位溫度同時上升，不受材料本身熱傳導的影響。因此，較之輪胎傳統硫化方式，輻射型微波硫化方式硫化時間更短，能源利用率更高，溫度分布更均勻，可極大提高企業的經濟效益。
[0020](2)與傳統輪胎硫化設備相比，輪胎輻射型微波硫化機不用設置鍋爐及蒸汽和過熱水管線，能夠減少設備的占地面積，減少煤炭的消耗，并能節約能源，保護環境。再者微波硫化機本身不輻射熱量，避免了環境高溫，改善了勞動環境。
[0021](3)傳統的輪胎硫化機利用熱傳導的方法加熱，由于溫度梯度的存在，對介質升溫至均勻有個過程，停止溫升有個滯后，對加熱的控制帶來了困難，而輪胎微波硫化機加熱和停止無惰性，便于自動控制。
[0022]結合附圖閱讀本發明實施方式的詳細描述后，本發明的其它特點和優點將變得更加清楚。
【附圖說明】
[0023]圖