CN219214167U - 轮胎硫化机热板电磁感应加热线圈板及装备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轮胎硫化机热板电磁感应加热线圈板及装备，线圈板固定于上热板和下热板，线圈板包括线圈板壳体、线圈板盖板、若干磁条、若干组线圈；磁条固定安装在线圈板壳体内，线圈铺设在磁条上。由此，通过通电线圈电磁感应原理，形成交变磁场，使热板在交变磁场内发热，热量从热板以接触传热形式传递给模具，并可以通过温控装置对加热温度进行控制，实现硫化热量“零蒸汽”供给，节能制造，并在确保热板表面温度均匀性的同时，提升加热效率，提升硫化效果；避免热板开设大量蒸汽管路，降低加工难度；每个热板随线圈分布方式的不同实现多点式控温，既能整体控温又能分区域控温。

Description

轮胎硫化机热板电磁感应加热线圈板及装备

技术领域

本实用新型涉及轮胎生产制造技术领域，具体为一种轮胎硫化机热板电磁感应加热线圈板及装备。

背景技术

目前，在轮胎硫化过程中,设备需要保持在较高的温度水平(约165～185℃),以缩短硫化时间,保证轮胎具有良好的硫化效果。在用硫化机热板加工轮胎等橡胶制品的过程中，热板表面温度不均匀容易造成橡胶制品发生硫化不完全情况，严重制约最终产品的成型，成为制造瓶颈。

传统的硫化机热板通常采用电加热管加热、导热油加热、蒸汽加热和硅橡胶加热片加热等方式。其中，蒸汽加热与导热油加热都具有温度均匀性好的优点,但是存在加热效率低的缺点,特别是蒸汽加热过程中能量损耗严重；导热油加热过程中,对导热油的稳定性(沸点、闪点)要求高,设备易出现漏油等故障。电加热过程具有效率高的优点,但是反复加热,存在热电偶损耗严重、设备维护费用高的缺点。

因此，提出一种轮胎硫化机热板电磁感应加热装备及控制方法，电磁感应加热主要通过控制电磁感应过程中的电流、频率来达到控制加热的目的，实现硫化热量“零蒸汽”供给，实现轮胎节能制造。

实用新型内容

为实现上述目的，本实用新型提供一种轮胎硫化机热板电磁感应加热线圈板及装备，以实现硫化热量“零蒸汽”供给，以及实现轮胎节能制造，并在确保热板表面温度均匀性的同时，提升加热效率，提升硫化效果。

为实现上述目的，本实用新型提出一种轮胎硫化机热板电磁感应加热线圈板，所述线圈板固定于热板上，所述线圈板包括线圈板壳体、与所述线圈板壳体扣合的线圈板盖板、若干磁条、若干组线圈；所述磁条固定安装在所述线圈板壳体内，所述线圈铺设在所述磁条上。

优选地，所述线圈板通过Z型支架固定于所述热板上；所述线圈板壳体设置有用于固定安装所述磁条的固定凹槽。

优选地，所述线圈板包括若干分区，每个分区布置有对应的线圈。

优选地，在所述磁条上方铺设有三组线圈或者一组线圈；每组线圈分别通过PLC独立控制；所述线圈板壳体和线圈板盖板均采用云母板材质。

本实用新型还提出一种轮胎硫化机热板电磁感应加热装备，包括：上热板、下热板、温控装置、若干探温针、对应安装在所述上热板和下热板上的若干线圈板，所述上热板和下热板之间安装轮胎外模具；其中：

所述线圈板采用如上所述的线圈板；

所述上热板和下热板上均设置有用于安装探温针的探温针孔，且每个线圈下方装有所述探温针；

所述温控装置与所述探温针及线圈板中的线圈连接。

优选地，所述温控装置包括：PLC、均与所述PLC连接的温控器、电磁线圈电源，所述PLC还与所述探温针连接，所述电磁线圈电源还与所述线圈连接，用于向所述线圈内通入高频电流；

所述探温针，用于监测轮胎外模具的温度，通过所述PLC将温度监测结果反馈给所述温控器；

所述温控器，用于根据所述温度监测结果判断是否继续加热。

优选地，所述上热板和下热板各设置有4个线圈板；所述线圈的分布方式包括以下至少之一：

每个线圈板内排布有3组线圈，所述3组线圈相互串联或并联；

每个线圈板内排布有1组线圈，相邻两组线圈板串联，并共用一组控制元件；

每个线圈板内排布有1组线圈，4个线圈板串联，并共用一组控制元件。

优选地，所述上热板和下热板上均设有用于安装所述线圈板的热板凹槽；所述线圈板凹槽的中间设有定位孔；所述线圈围绕所述热板凹槽最外侧轮廓由外向内缠绕，直至缠绕至中间的定位孔，且采用间隔式分布。

本实用新型提出的一种轮胎硫化机热板电磁感应加热线圈板及装备，通过将线圈板固定于上热板和下热板，线圈板包括线圈板壳体、与所述线圈板壳体扣合的线圈板盖板、若干磁条、若干组线圈；所述磁条固定安装在所述线圈板壳体内，所述线圈铺设在所述磁条上。由此，通过通电线圈电磁感应原理，形成交变磁场，使热板在交变磁场内发热，热量从热板以接触传热形式传递给模具，并可以通过温控装置对加热温度进行控制，实现硫化热量“零蒸汽”供给，以及实现轮胎节能制造，并在确保热板表面温度均匀性的同时，提升加热效率，提升硫化效果。具体地，通过电磁加热替代原有蒸汽加热，加热效率大幅提高，同时减少加热时间，实现零蒸汽供给，节能制造；避免热板开设大量蒸汽管路，降低加工难度，使用外加电磁线圈板通过Z型角码固定即可；通过线圈板采用分块式，便于拆卸与安装；通过每个热板随线圈分布方式的不同实现多点式控温，既能整体控温又能分区域控温。

附图说明

图1为本实用新型中轮胎外模具与电磁加热热板整体装配的结构示意图；

图2为本实用新型中硫化机热板与电磁加热线圈板的装配结构示意图；

图3为图2的剖视图；

图4为本实用新型中缠绕三组线圈的电磁加热热板的结构示意图；

图5为本实用新型中缠绕三组线圈的线圈板的结构示意图；

图6为本实用新型中缠绕一组线圈的线圈板的结构示意图；

图7为本实用新型中三组线圈对应的三个热板探温针示意图；

图8为本实用新型中一组线圈对应的一个热板探温针示意图。

附图标号：

1、下热板线圈板；2、下热板；3、底座；4、外模套；5、上盖；6、调节环；7、上热板线圈板；8、上热板；9、减摩板；10、紧固螺钉；11、导向条；12、弓形座；13、线圈板壳体；14、磁条；15、线圈板盖板；16、线圈板上缠绕的三组线圈；17、热板凹槽；18、探温针孔；19、线圈板上缠绕的一组线圈。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本实用新型的目的是针对现有热板加热的各种弊端，提出一种轮胎硫化机热板电磁感应加热线圈板、轮胎硫化机热板电磁感应加热装备及控制方法，通过线圈设计、参数优化、添加磁屏蔽材料来解决热板表面温度均匀性问题。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：电磁加热替代原有的电加热管加热、导热油加热、蒸汽加热和硅橡胶加热片加热，在短时间内能产生大量热量，提供轮胎硫化所需的压力和温度；其中涉及一种轮胎硫化机热板电磁感应加热装备，针对热板形状尺寸的不同，将上下热板作为载体并嵌入其中，选用多组不同的加热单元,实现对热板的电磁加热；另外涉及一种轮胎硫化机热板电磁加热控制方法，高频电流作用下的电磁线圈产生高频交变磁场,加热工件切割高频磁感线产生热量，控制过程采用PLC控制，实现精准控温，硫化效果更佳。

具体地，参照图1-图8所示，本实用新型提出一种轮胎硫化机热板电磁感应加热线圈板，所述线圈板固定于热板上，所述线圈板包括线圈板壳体13、与所述线圈板壳体13扣合的线圈板盖板15、若干磁条14、若干组线圈；所述磁条14固定安装在所述线圈板壳体13内，所述线圈铺设在所述磁条14上。

其中，作为一种实施方式，所述线圈板通过Z型支架固定于所述热板上。

其中，作为一种实施方式，所述线圈板壳体13设置有用于固定安装所述磁条14的固定凹槽。磁条14的分布方式可以按照一定的排列规律，并且每个磁条14有单独的固定凹槽，从而方便安装。

其中，作为一种实施方式，所述线圈板包括若干分区，每个分区布置有对应的线圈。

其中，作为一种实施方式，在所述磁条14上方铺设有三组线圈16，如图5所示，图5为缠绕三组线圈的线圈板结构示意图。

其中，作为一种实施方式，在所述磁条14上方铺设有一组线圈，如图6所示，图6为缠绕一组线圈的线圈板结构示意图。

上述结构中，每组线圈可以分别通过PLC独立控制。

其中，作为一种实施方式，所述线圈板壳体13和线圈板盖板15均采用云母板材质，可耐800℃高温。

在磁条14上方铺设不同绕制方式的线圈，并将其整体嵌入线圈板壳体13内侧；所述线圈的分布方式包括以下几种：

每个线圈板内排布有3组线圈，所述3组线圈相互串联或并联；

每个线圈板内排布有1组线圈，相邻两组线圈板串联，并共用一组控制元件；

每个线圈板内排布有1组线圈，4个线圈板串联，并共用一组控制元件。

具体地，如图2和图4所示，线圈板使用多个Z型支架固定于上热板8和下热板2之间，线圈与线圈板壳体13固定在一起。线圈板根据热板形状被平均分成4份，由于采用电磁感应加热之后，线圈板外壳不能选用金属材料以防止在交变磁场内发热，线圈板壳体13和线圈板盖板15均采用耐高温的云母板。云母板壳体作为一种不导磁材料，在线圈板中作为承重基体，其不直接接触硫化模具，而且绝缘效果很好，可以满足需求，处理后表面平整、美观；线圈板壳体13内装有磁条14，其分布方式按照一定的排列规律，每个磁条14通过高温胶粘在云母板上；在磁条14上方铺设三组线圈16或者一组线圈19，并将其整体嵌入云母板内侧，线圈依据热板各部分型腔大小绕制而成，缠绕式加热方案容易实现热板平面温度一致性，每组线圈保证一定的电感量，进而确保每一部分的温度均匀性，另外每组线圈分别通过PLC独立控制，而且热板上分布有一定数量探温针孔18实时监测温升情况，探温针也与PLC相连，实时监测模具温度，将监测结果反馈到温控器，PLC控制实现智能精准控温；最后需要使用较薄的云母板盖板15将整个线圈板封闭，便于安装和运输。

本实用新型提出的一种适合轮胎硫化机电磁感应加热技术的线圈板，安装在上下热板2上，热板结构根据不同的线圈排布方式决定，为了方便线圈板安装设置一定深度的凹槽；另外上下热板在电磁感应加热单元的作用直接生热，热量从热板以接触传热形式传递给模具，因此热板表面温度均匀性决定了轮胎硫化的均匀性；其中线圈板壳体13能有效减少与外界的热交换、减少热量损失，有助于均匀温度场的形成，此外，线圈板壳体13为不导磁材料制作，隔绝磁场，除热板外的其他金属不会发热，保证工作环境适宜工人操作；而且在线圈板分布的磁条14可有效均匀磁场，提高温度均匀性。

此外，参照图1-图8所示，本实用新型还提出一种轮胎硫化机热板电磁感应加热装备，包括：上热板8、下热板2、温控装置、若干探温针、对应安装在所述上热板8和下热板2上的若干线圈板，所述上热板8和下热板2之间安装轮胎外模具；其中：

所述线圈板采用如上所述的线圈板；

所述上热板8和下热板2上均设置有用于安装探温针的探温针孔18，且每个线圈下方装有所述探温针；

所述温控装置与所述探温针及线圈板中的线圈连接。

其中，作为一种实施方式，所述温控装置包括：PLC(控制元件)、均与所述PLC连接的温控器、电磁线圈电源，所述PLC还与所述探温针连接，所述电磁线圈电源还与所述线圈连接，用于向所述线圈内通入高频电流；

所述探温针，用于监测轮胎外模具的温度，通过所述PLC将温度监测结果反馈给所述温控器；

所述温控器，用于根据所述温度监测结果判断是否继续加热。

其中，作为一种实施方式，所述上热板8和下热板2各设置有4个线圈板；所述线圈的分布方式包括以下至少之一：

每个线圈板内排布有3组线圈，所述3组线圈相互串联或并联；

每个线圈板内排布有1组线圈，相邻两组线圈板串联，并共用一组控制元件；

每个线圈板内排布有1组线圈，4个线圈板串联，并共用一组控制元件。

其中，作为一种实施方式，所述上热板8和下热板2上均设有用于安装所述线圈板的热板凹槽17；所述线圈板凹槽的中间设有定位孔；所述线圈围绕所述热板凹槽17最外侧轮廓由外向内缠绕，直至缠绕至中间的定位孔，且采用间隔式分布。

其中，线圈板包括安装在上热板8上的上热板线圈板7，以及安装在下热板2上的下热板线圈板1，

其中，轮胎外模具设有外膜套4，为了更好的安装上热板8、下热板2、线圈板，在上热板8与外膜套4之间设有上盖5和调节环6，在下热板2与外膜套4之间设有底座3，外膜套4内侧设有弓形座12，弓形座12上通过紧固螺钉10固定有导向条11、减摩板9。

此外，加热装备还可以包括控制电柜等。

具体方案如下：

线圈板壳体13内装有磁条14，其分布方式按照一定的排列规律，并且每个磁条14有单独的固定凹槽方便安装，每个磁条14通过高温胶粘在云母板上；在磁条14上方铺设不同绕制方式的线圈，并将其整体嵌入云母板内侧，线圈依据热板各部分型腔大小绕制而成，缠绕式加热方案容易实现热板平面温度一致性，每组线圈保证一定的电感量，进而确保每一部分的温度均匀性，另外每组线圈分别通过PLC独立控制，而且热板上分布有一定数量探温针孔18实时监测温升情况，探温针也与PLC相连，实时监测模具温度，将监测结果反馈到温控器，PLC控制实现智能精准控温；最后需要使用较薄的云母板将整个线圈板封闭，便于安装和运输。

本实用新型提出的轮胎硫化机热板电磁感应加热的线圈板中的不同线圈缠绕方式以及电磁加热温度控制方法，其具体实施方案如下：

线圈根据线圈板的分区数量灵活变化，可分为一区、两区、三区、四区，分区不同线圈的结构也不同，如图2和图4展示的是四区的热板结构，其线圈板也分为四个，每一个线圈板内独立绕制线圈，线圈的形状主要有以下几种。

(1)上热板8、下热板2各需要4个线圈板1，线圈板内排布3个线圈，线圈板1凹槽中间有定位孔作为参考，起到分隔作用，定位孔上方即热板内侧缠绕1组线圈，定位孔下方绕制对称分布的2组线圈，每个扇形区域分布3组线圈，彼此独立控制，可以实时调整热板3个区域温度，那么整个热板可以实现12个区域温度独立调控，有更好的灵活性；具体的控制方法：每个线圈由独立的电磁线圈电源、温控器以及PLC元件控制，电磁线圈电源向螺旋线圈内通入高频电流，从而形成交变磁场，使热板在交变磁场内快速发热；测温热电偶与PLC元件组成闭合回路，起到测量和反馈的作用；每个线圈下方装有探温针18，探温针从热板侧面插入探温针孔18，如图7所示，其头部分布在三个线圈温度最高处，及时反馈线圈加热温度，并将实时信号通过PLC传递至温控器；电磁线圈电源通过判断温控器实时温度与设定温度之间的差值决定是否继续加热，如果需要则继续给线圈加热，反之则处于保温环节，直至温度低于设定温度继续加热，高于设定温度停止加热；根据预设值与监测值对比分析独立控制，可控精度在±1℃之内。

(2)线圈分布方式：上下热板2仍然需要4个线圈板，每个线圈板内排布3个线圈，具体缠绕方式与方案(1)中相同，但是3个线圈之间彼此串联，联动控制，大大缩减控制器、PLC元件、探温针的数量，减少三分之二的电器元件使用，占用空间较小而且成本大大缩减；具体的控制方法：每个线圈板由独立的电磁线圈电源、温控器以及PLC元件控制，线圈板内3组线圈串联，只需要4个电磁线圈电源、4个温控器、4组PLC元件以及4个探温针即可完成加热，具体的加热控制方法如(1)所示，另外探温针头部探温需在线圈板温度最高处。

(3)线圈分布方式：上下热板2还是需要4个线圈板，每个线圈板内排布1个线圈，线圈围绕热板凹槽17最外侧轮廓由外向内缠绕，直至缠绕至中间定位孔，采用间隔式分布，例如，缠绕1根线间隔1-2根线距离继续缠绕，直至达到一定的电感量停止缠绕，因此，最终将4个线圈独立控制；具体的控制方法：每个线圈板由独立的电磁线圈电源、温控器以及PLC元件控制，线圈板内只有1组线圈，只需要4个电磁线圈电源、4个温控器、4组PLC元件以及4个探温针即可完成加热，每个线圈板的控制方式如(1)所示，但是该方案的探温针头部分布在线圈温度最高处。

(4)线圈分布方式：上下热板2还是需要4个线圈板，每个线圈板内排布1个线圈，具体缠绕方式如(3)所示，与其不同的是，本方案采用两两串联的方式，相邻两组线圈板串联在一起，共用一组控制元件，进一步缩减成本而且降低控制难度；具体的控制方法：每两个线圈板由独立的电磁线圈电源、温控器以及PLC元件控制，相邻两个线圈板串联，只需要2个电磁线圈电源、2个温控器、2组PLC元件以及2个探温针即可完成加热，每个线圈板的控制方式如(1)所示，但是该方案的探温针头部分布在线圈温度最高处，2个线圈板共用一个探温针。

(5)线圈分布方式：上下热板2还是需要4个线圈板，每个线圈板内排布1个线圈，具体缠绕方式如(3)所示，与其不同的是，本方案采用4个线圈板串联的方式，共用一组控制元件，进一步缩减成本而且降低控制难度；具体的控制方法：每个热板由独立的电磁线圈电源、温控器以及PLC元件控制，每个热板即4个线圈板只需要1个电磁线圈电源、1个温控器、1组PLC元件以及1个探温针即可完成加热，每个线圈板的控制方式如(1)所示，但是该方案的探温针头部分布在线圈温度最高处，4个线圈板共用一个探温针，如图8所示，并将实时信号通过PLC传递到控制器，控制器通过判断实时温度与设定温度之间的差值决定是否继续加热，如果需要加热则继续给线圈加热，反之则处于保温环节，直至温度低于设定温度继续加热，高于设定温度停止加热。

本实用新型一种轮胎硫化机热板电磁感应加热装备，电磁线圈电源将三相工频转换成高频交流电输送到螺旋线圈中，通电的电磁线圈磁场，高频交流电产生高频交变磁场，热板作为金属工件在交变磁场内高速发热，热电偶与PLC元件组成闭合回路，起到测量和反馈的作用。每台硫化机配备独立的温控柜，从而实现了单台硫化机的温度控制，改革了蒸汽加热的源头控温机制，解决了蒸汽加热成组硫化机采用一个工艺温度参数、无法实现单机控温的难题。

此外，本实用新型还提出一种轮胎硫化机热板电磁感应加热温度控制的方法，应用于上述实施例所述的轮胎硫化机热板电磁感应加热装备，所述方法包括以下步骤：

S1，通过电磁线圈电源向所述线圈内通入高频电流，形成交变磁场，使热板在交变磁场内发热，热量从热板以接触传热形式传递给模具；

S2，通过探温针监测所述模具的温度，并通过所述PLC将温度监测结果反馈给温控器；

S3，通过所述温控器根据温度监测结果判断实时温度与设定温度之间的差值，并根据差值决定是否继续加热。

其中，每个热板由独立的电磁线圈电源、温控器以及PLC控制。

本实用新型加热温度控制方法的实现原理，请参照上述各实施例，在此不再赘述。

本实用新型提出的一种轮胎硫化机热板电磁感应加热的线圈板电磁加热温度控制方法，380V/50HZ工频交流电通过电磁控制器后,经过整流、滤波、逆变、谐振成高频交流电输送到缠绕的螺旋线圈中,高频电流作用下的电磁线圈产生高频交变磁场,放置于线圈中的磁芯具有聚合磁感线的作用,使得加热工件切割高频磁感线,产生感应电动势并与被加热工件的阻抗构成回路进而产生涡流,涡流使被加热工件内部原子高速无规则运动,最终产生热能,起到加热物品的效果。

本实用新型的有益效果是：(1)电磁加热替代原有蒸汽加热，加热效率大幅提高，同时减少加热时间，实现“零蒸汽”供给，节能制造。(2)避免热板开设大量蒸汽管路，降低加工难度，使用外加电磁线圈板通过Z型角码固定即可。(3)线圈板采用分块式便于拆卸与安装。(4)每个热板随线圈分布方式的不同实现多点式控温，既能整体控温又能分区域控温。

以上仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种轮胎硫化机热板电磁感应加热线圈板，其特征在于，所述线圈板固定于热板上，所述线圈板包括线圈板壳体、与所述线圈板壳体扣合的线圈板盖板、若干磁条、若干组线圈；所述磁条固定安装在所述线圈板壳体内，所述线圈铺设在所述磁条上。

2.根据权利要求1所述的轮胎硫化机热板电磁感应加热线圈板，其特征在于，所述线圈板通过Z型支架固定于所述热板上；所述线圈板壳体设置有用于固定安装所述磁条的固定凹槽。

3.根据权利要求1所述的轮胎硫化机热板电磁感应加热线圈板，其特征在于，所述线圈板包括若干分区，每个分区布置有对应的线圈。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的轮胎硫化机热板电磁感应加热线圈板，其特征在于，在所述磁条上方铺设有三组线圈或者一组线圈；每组线圈分别通过PLC独立控制；所述线圈板壳体和线圈板盖板均采用云母板材质。

5.一种轮胎硫化机热板电磁感应加热装备，其特征在于，包括：上热板、下热板、温控装置、若干探温针、对应安装在所述上热板和下热板上的若干线圈板，所述上热板和下热板之间安装轮胎外模具；其中：

所述线圈板采用如权利要求1-4中任一项所述的线圈板；

所述上热板和下热板上均设置有用于安装探温针的探温针孔，且每个线圈下方装有所述探温针；

所述温控装置与所述探温针及线圈板中的线圈连接。

6.根据权利要求5所述的轮胎硫化机热板电磁感应加热装备，其特征在于，所述温控装置包括：PLC、均与所述PLC连接的温控器、电磁线圈电源，所述PLC还与所述探温针连接，所述电磁线圈电源还与所述线圈连接，用于向所述线圈内通入高频电流；

所述探温针，用于监测轮胎外模具的温度，通过所述PLC将温度监测结果反馈给所述温控器；

所述温控器，用于根据所述温度监测结果判断是否继续加热。

7.根据权利要求6所述的轮胎硫化机热板电磁感应加热装备，其特征在于，所述上热板和下热板各设置有4个线圈板；所述线圈的分布方式包括以下至少之一：

每个线圈板内排布有3组线圈，所述3组线圈相互串联或并联；

每个线圈板内排布有1组线圈，相邻两组线圈板串联，并共用一组控制元件；

每个线圈板内排布有1组线圈，4个线圈板串联，并共用一组控制元件。

8.根据权利要求6所述的轮胎硫化机热板电磁感应加热装备，其特征在于，所述上热板和下热板上均设有用于安装所述线圈板的热板凹槽；所述线圈板凹槽的中间设有定位孔；所述线圈围绕所述热板凹槽最外侧轮廓由外向内缠绕，直至缠绕至中间的定位孔，且采用间隔式分布。

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