轮胎氮气硫化的方法

目前，采用如图1所示的带胶囊的硫化设备，用气体作为加热和加压介质硫化汽车轮胎等橡胶制品的方法得到了应用。将生胎(图中所示制品为汽车轮胎b)放到模具a中，胶囊c采用充气定型，轮胎b的形状同模具a内部形状一致后，关闭模具a。接着，蒸气作为加热介质从供汽口e吹入，从蒸汽室中心较低位置水平方向进入f，轮胎被加热、加压。供汽口e 位于硫化设备中心，与供汽通道d互通。当轮胎b温度达到预定温度时或经过预定时间后，停止供应蒸汽，通入氮气或类似惰性气体作为加压媒介，直到加热工序结束，气体压力不得低于所供蒸汽压力。可从同一个供汽口e水平方向供气，也可从另一个供气口水平方向供气，后者专门用于加压媒介，与供蒸汽口e在同一高度，与通道d互通，或与另一供应通道互通，使气体进入胶囊内腔f，因而轮胎b的温度可以保持在预定温度。

在上面的工艺设备中，蒸气从蒸汽室中心下部位置沿水平方向吹入，蒸汽冷凝水积聚在轮胎b底部表面较低段排不出去，阻碍了底部胎侧加热。内部压力增高减少了蒸汽流入量，因而削弱了内部蒸汽流。内部蒸汽流速降到几乎为零时，湿蒸汽形成水滴向下滴，同时保持过热状态的其他蒸汽由于相对较小的比重向上升高，在轮胎b的垂直方向就形成了温差。此外，由于温度比蒸汽低一些的加压气体(惰性气体)，同蒸汽一样，从位于轮胎内下部的喷嘴水平吹向轮胎较低区段，气体对着吹的部位(如下部胎圈部分等)被冷却到较低温度。在停止通入加压气体而造成内部压力升高的情况下，由于加压气体比蒸汽比重大，容易沉积于轮胎内部空间f底部，而象底部胎侧和胎圈部位与低温加压气体相接触的底部区段，其温度必然会降低。

另一方面，剩余蒸汽积聚在内部空间f上部，并经绝热压缩，虽然只是很短的时间，但因加压气体是在高压下通入的，因此尽管加压气体温度较低，蒸汽温度仍然升高，上部胎侧被加热到很高温度。

因此，在轮胎内部空间f形成了主要由蒸汽组成的上层g，主要由加压气体组成的中层h，

以及由蒸汽冷凝水组成的最底层i。

轮胎b内部温度变化如图8、9中虚线所示。对轮胎上部胎圈部位的A1点，其温度在通入加压气体后趋于升高，如图8中虚线16所示。相反，对轮胎下部胎圈部位的B1点，通入加压气体后其温度趋于降低，如图8中虚线15所示。这就造成了A1和B1点间的较大温差T12(例如13℃)。

对轮胎上部胎侧的C1点，通入加压气体后其温度趋于升高，如图9虚线16a所示。相反，对轮胎下部胎侧的D1，通入加压气体后其温度趋于停止升高，如图9中虚线15a所示。从而造成了C1、D1点间的较大温差T22(如12℃)。

上面得到的硫化方法中产生的较大温差，到硫化操作结束时也不能全部修正，因此轮胎b

的上、下胎侧将有不同的硫化程度，在产品质量方面产生不良问题。另外，因为硫化时间是由轮胎b底部决定的，而此部位温度升高的速度非常慢，就必须延长硫化操作时间，这在生产率和能源消耗上也是个不良问题。

本项发明就是为了解决上述问题，其目的是为硫化轮胎提供一种方法和设备，使得在硫化过程中轮胎内部不会产生不合要求的温差，能进行均匀硫化，减少能源损失。

一方面，该项发明提供了硫化轮胎的方法，包括加热工序和卸载工序。加热工序中轮胎被放到硫化机蒸汽室模具中定型，向蒸汽室供应一定压力的加热介质，对轮胎进行加热和加压，

直到轮胎达到预定温度或经过了预定时间，停止供应加热介质；向蒸汽室供应一定压力的惰性气体加压介质直至加热工序结束，惰性气体的压力不低于加热介质。紧随加热工序之后是卸载工序，在此将加热介质和加压介质排卸掉以完成硫化过程。从蒸气室中心上部位置向蒸汽室吹入加热介质，同时从蒸汽室中心下部位置向蒸汽室上部区域吹入加压介质。

加热介质水平或沿水平方向，首先吹向轮胎中纬线或其附近区域，同时加压介质从蒸汽室中心下面的部位平行吹向轮胎的上部胎侧部分。

另外，由于加热介质冷凝而积聚在蒸汽室底部的冷凝水可通过排放装置强行排出轮胎外。另一方面，该项发明提供了硫化轮胎的设备，包括放轮胎的模具并提供蒸汽室；位于蒸汽室中心上部位置的加热介质供汽口(水平方向吹入或向蒸汽室下部区域吹进加热介质)；以及位于蒸汽室中心下部位置的加压介质供气口(向蒸汽室上部区域吹进加压介质)。

在此方法和设备中，高温加热介质(如蒸汽)从蒸汽室中心上面位置水平吹入，比如从上面的胶囊座部分水平吹向轮胎中纬线或其附近区域，使轮胎上、下两半都能均匀吹到蒸汽流，从而实现均匀加热。

另一方面，加热介质可能会向下朝模具中间或底部运动。

另外，积聚在蒸汽室底部(即下部胎侧内凹部分)的冷凝水，在硫化操作中被强行排出，因而可防止积聚的冷凝水阻碍下面胎侧和高温蒸汽间的热接触及阻碍下面胎侧的加热升温，于是防止发生延迟下面胎侧的加热，而轮胎内部各区域间加热情况的差异也明显减小了。

由于向上吹入加压介质，比如向上面胎侧或附近区域吹加压介质，当流入轮胎的蒸汽流已经减弱后，低温加压气体就沿斜上方吹向积聚在高处局部区域的相对高温的蒸汽。因而就由加压介质气流产生了逆着蒸汽的垂直循环混合气流，而不会引起蒸汽绝热压缩。也纠正了高压蒸汽的局部积累，已处于相对高温的轮胎上部区域得到了有效冷却，上、下两部分的温度也达到了一致。使用可拆式供气喷嘴时，更换喷嘴会改变加热介质和俄加压介质的吹入方向。这样可以根据轮胎的尺寸和形状，分别以最佳的方向和角度吹入加热介质和加压介质，得到最理想的结果。

从下面的说明和附图中可以更清楚地认识该发明的特点和优点。图2是该专利硫化设备剖视图；

图3是图2的平面剖视图；

图4(A)是加热介质喷嘴的透视简图；图4(B)是图4(A)中喷嘴的平面简图；

图5(A)是加压介质供气喷嘴的透视简图；图5(B)是图5(A)中喷嘴的平面简图；

图6是升降、旋转机构简图；

图7(A)是一个放大的剖视图，显示排放装置中细长管的主要部分；

图7(B)和图7(C)是一个备用细长管，图7(B)是主要部分的放大透视图，图7(C)是该部分的放大剖视图；

图8和图9是显示轮胎内温差的曲线图。