一種熱橡膠片快速降溫裝置及快速降溫方法
【專利摘要】本發(fā)明的熱橡膠片快速降溫裝置，設(shè)置用于向熱橡膠片噴霧的噴霧系統(tǒng)，噴霧系統(tǒng)包含液體控制閥、液體輸送管、氣體控制閥、壓縮空氣輸送管、二流體噴嘴和控制操作系統(tǒng)；本發(fā)明的熱橡膠片的快速降溫方法，在于利用快速降溫裝置的噴霧系統(tǒng)，向熱橡膠片噴霧。本發(fā)明技術(shù)方案帶來的有益效果在于：縮短大鏈條懸掛長度，大大減少橡膠片冷卻線設(shè)備的投資，減少對生產(chǎn)場地的占用；還可以大大減少電能的消耗、水的消耗，也大大減少廢氣、廢水的產(chǎn)生，給工作現(xiàn)場的環(huán)保功能得到提高。本發(fā)明的裝置和方法可以應(yīng)用于各種熱材料的快速降溫和冷卻，如橡膠、塑料、金屬、玻璃或其他材料的制造、處理生產(chǎn)線上的需冷卻制品。
【專利說明】一種熱橡膠片快速降溫裝置及快速降溫方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及輪胎橡膠的加工，具體是加工過程中熱橡膠片的快速冷卻降溫裝置及快速降溫方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在輪胎橡膠的加工過程中，有不少工序都需要將混煉膠加熱到100°C以上、最高達(dá)170°C，然后要求在30-60分鐘內(nèi)降至45°C以下。而且都是連續(xù)作業(yè)，基本上是每班暫停30分鐘左右。目前的降溫方式主要有:自然風(fēng)冷、噴水+浸水+吹風(fēng)、空調(diào)風(fēng)冷、循環(huán)水冷卻金屬輥筒間接降溫等等。
[0003]上述的這些降溫方式都是通過介質(zhì)(水或者空氣)的顯熱變化(溫度升高)帶走熱橡膠片上的熱量，相對來說降溫效率很低，特別是在炎熱的夏季(環(huán)境溫度達(dá)35°C以上時)，迫使降溫介質(zhì)(風(fēng)、水等)流量大大增加，所需的降溫場地也得增加。并且，隨著生產(chǎn)效率的增加，降溫所需的介質(zhì)流量還得增加、降溫場地也得增加，即降溫的成本及能耗也在增加。其主要缺點就是:降溫主要靠介質(zhì)風(fēng)的溫度變化來帶走熱量，是利用介質(zhì)的顯熱降溫，空氣的比熱容只有1.005kJ/kg.°C，所以降溫速度慢，風(fēng)量需求大，導(dǎo)致電能消耗大、外排帶異味的風(fēng)量大、廠房占地大等等缺點。
[0004]在采用噴淋水+浸泡水槽+吹風(fēng)聯(lián)合降溫技術(shù)的場合，胎面壓出生產(chǎn)線的生產(chǎn)量每天2500條，每小時擠出熱橡膠片2500kg。為了連續(xù)生產(chǎn)，120米長的水槽(為了減少場地水槽可分多層多段)，大約150噸的浸泡胎面的水需要25.3 m3/h (25°C低溫水)來進(jìn)行熱交換，以帶走胎面橡膠片中的熱量。隨著天氣的炎熱、生產(chǎn)效率的提高，必須還得延長水槽、力口大低溫水的循環(huán)量來滿足工藝要求。同時水槽中的水大約連續(xù)使用I月后就需要更換，由于該水長期浸泡高溫的橡膠，橡膠中的一些有機化合物有益出污染了水，該水不能繼續(xù)使用，還得定期排放處理。
[0005]水槽浸泡降溫存在以下缺點:降溫主要靠介質(zhì)水的溫度變化來帶走熱量，降溫速度慢，水量需求大，導(dǎo)致電能消耗大、需定期排放污水、廠房占地大等等缺點。
[0006]為了適應(yīng)輪胎橡膠加工業(yè)的發(fā)展，節(jié)能環(huán)保的降溫方法和技術(shù)是發(fā)展的方向。所以這方面的研究、試驗、創(chuàng)新必須出新成果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種輪胎橡膠加工過程中熱橡膠片的冷卻降溫裝置。該裝置須適應(yīng)多種熱橡膠片規(guī)格，并能快速降溫，確保連續(xù)生產(chǎn)不停頓。
[0008]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的熱橡膠片降溫裝置，設(shè)置有用于向熱橡膠片噴霧的噴霧系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明的噴霧系統(tǒng)包含液體控制閥、液體輸送管、氣體控制閥、壓縮空氣輸送管、噴嘴；所述液體輸送管和壓縮空氣輸送管均有噴嘴，所述噴嘴設(shè)置在熱橡膠片的上方、下方、或上方和下方。[0010]所述噴霧系統(tǒng)還包括控制操作系統(tǒng)，控制操作系統(tǒng)與控制閥相連；控制操作系統(tǒng)至少包括聯(lián)動操作控制器、緊急控制器、和噴霧流量控制器。
[0011 ] 噴霧系統(tǒng)還可設(shè)置液體過濾器，液體過濾器設(shè)置在水源入口與液體控制閥之間的液體輸送管上?？梢员ＷC水源質(zhì)量，預(yù)防噴嘴堵塞。
[0012]噴霧系統(tǒng)還可設(shè)置空氣過濾器，空氣過濾器設(shè)置在壓縮空氣管路入口與氣體控制閥之間的壓縮空氣輸送管上?？梢员ＷC壓縮空氣質(zhì)量，預(yù)防噴嘴堵塞。
[0013]噴霧系統(tǒng)包括> I個獨立噴霧管路。一般常規(guī)地，考慮到熱交換量和場地大小，以及控制操作系統(tǒng)的情況，噴霧系統(tǒng)包括2?8個獨立噴霧管路。
[0014]本發(fā)明中，為了獲得更好的降溫效果，噴霧系統(tǒng)中每個獨立噴霧管路設(shè)置I?10排噴嘴，優(yōu)選為2?6排噴嘴，每排安裝有> 2個的噴嘴，每個噴嘴與液體輸送管壓縮空氣輸送管相連，設(shè)置在熱橡膠片的上方、上方和下方、或下方；排間距為100?600mm,排內(nèi)噴嘴間距為80?300mm,優(yōu)選為80?120mm;。噴嘴離需降溫的熱橡膠的距離為80?400mm,優(yōu)選為90?150mm,更優(yōu)選為100mm。
[0015]每個獨立的噴霧管路各有> I個空氣管路控制閥和> I個液體管路控制閥。
[0016]控制閥可以選用壓力調(diào)節(jié)閥、電磁閥、或手動閥。
[0017]為了實現(xiàn)雙面噴霧，取得更好的降溫效果，本發(fā)明的噴霧系統(tǒng)中可設(shè)置相向噴霧的獨立噴霧管路。
[0018]由于熱橡膠片是不良導(dǎo)體，實施雙面噴霧將更有效的降溫。雙面噴霧降溫的效果比單面噴霧降溫的效果要好。這時需要采用金屬輥筒、金屬片式輥筒或帶網(wǎng)格的輸送帶輸送熱橡膠片，才可以使得由下往上的噴霧達(dá)到熱橡膠片的朝下的那一面，然后，用設(shè)置了相向噴霧的獨立噴霧管路的噴霧裝置，向熱橡膠片雙面噴霧。
[0019]之所以設(shè)置多個獨立的噴霧管路，是考慮到根據(jù)熱橡膠片產(chǎn)品的大小和形狀，以及厚度，有時候并不需要將一臺噴霧裝置中所有的噴霧管路全部打開噴霧。獨立噴霧管路在控制操作系統(tǒng)的控制下，可以分別獨立地進(jìn)行工作。例如設(shè)置相向噴霧的獨立噴霧管路的噴霧裝置，在不需要雙面噴霧時，只需要讓上面或者下面的獨立噴霧管路工作即可。
[0020]對熱橡膠片進(jìn)行噴霧時，輸送熱膠片可選用常規(guī)有動力驅(qū)動的運輸帶，優(yōu)選采用帶網(wǎng)格的金屬輸送帶、或者帶網(wǎng)格的塑料輸送帶、或者金屬動力輥筒、或金屬片式輥等對熱橡膠制品進(jìn)行連續(xù)輸送。
[0021]本發(fā)明的另一個目的是提供一種輪胎橡膠加工過程中熱橡膠片的快速冷卻降溫方法。
[0022]該方法利用上述所述的熱橡膠降溫裝置，通過所述噴霧系統(tǒng)向熱橡膠片噴霧。
[0023]用于噴霧的液體選自:水、水和隔離劑的混合物。優(yōu)選是水。
[0024]二流體噴嘴的液體供給方式可采用將液體加壓供給二流體噴嘴的液體加壓式，或者利用壓縮空氣力量將水箱中的液體吸上噴霧的虹吸式。壓縮空氣輸送管的空氣壓力為
0.2?0.7MPa,優(yōu)選為0.3?0.5MPa，更優(yōu)選為0.3?0.4MPa。液體輸送管的液體壓力為O?0.7MPa,優(yōu)選為0.2?0.5MPa,更優(yōu)選為0.3?0.4MPa。
[0025]本發(fā)明的方法，通過形成水霧化的小水滴與熱材料表面碰撞時快速地蒸發(fā)，從而有效地從熱材料移除熱能。使得噴霧形成的水霧粒徑為I?100微米。在優(yōu)選的情形下，水霧平均粒徑小于或等于30微米，優(yōu)選小于或等于10微米，更優(yōu)選地，小于或等于5微米。如果水滴太大的話，例如100微米或更大，水滴與熱材料的表面碰撞時將不能足夠快地蒸發(fā)，在熱材的表面上形成液膜，或者保持浮在熱材料的表面上，而液膜從熱材料表面沸騰離開的時間過長，減慢了冷卻效果。為了實現(xiàn)良好的冷卻，水滴需要足夠地小，以具有足夠小的質(zhì)量用于快速蒸發(fā)，而且，水滴以足夠的速率被引導(dǎo)向熱材料的表面上，以實現(xiàn)有效碰撞。水霧粒徑由噴嘴孔徑、噴嘴形狀和水壓等因素決定。本發(fā)明裝置中的加壓泵可以增加水壓，使水霧粒徑達(dá)到要求。
[0026]噴霧降溫，就是利用水霧快速蒸發(fā)帶走熱量。水霧蒸發(fā)就是水的汽化，由于水霧球的幾何形狀，10微米水滴的比表面積為100微米水滴的10倍。伴隨著霧化，億萬顆水滴的表面積是非常大的，從而可以快速蒸發(fā)汽化吸收大量熱量。一般的，使水在其沸點蒸發(fā)所需要的熱量五倍于把等量水從一攝氏度加熱到一百攝氏度所需要的熱量。
[0027]在橡膠輪胎加工過程中，適應(yīng)高效、快速的噴霧降溫的工序有很多:密煉車間的膠片冷卻生產(chǎn)線、半成品準(zhǔn)備車間的胎面復(fù)合壓出生產(chǎn)線、胎側(cè)等型膠擠出生產(chǎn)線、內(nèi)襯層壓出生產(chǎn)線等等。
[0028]本發(fā)明的冷卻裝置可以應(yīng)用于各種熱材料的快速降溫和冷卻，如橡膠、塑料、金屬、玻璃或其他材料的制造、處理生產(chǎn)線上的需冷卻制品?？梢栽谳^短時間內(nèi)降低需冷卻制品溫度，減少用水量及電量消耗，基本實現(xiàn)無廢水排放。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0029]圖1是噴霧裝置工作原理示意圖。
[0030]圖2是噴霧裝置的一種排布示意圖；
圖3是噴霧裝置的另一種排布示意圖。
【具體實施方式】
[0031]實施例1
參見圖1、圖2、圖3。
[0032]本發(fā)明的熱橡膠片降溫裝置，設(shè)置有用于向熱橡膠片噴霧的噴霧系統(tǒng)。本噴霧系統(tǒng)包含壓縮空氣輸送管1、氣體控制閥3、二流體噴嘴4、液體輸送管5、液體控制閥7、和控制操作系統(tǒng)(未在圖中畫出)。
[0033]噴霧系統(tǒng)設(shè)置有空氣過濾器2，空氣過濾器2通過壓縮空氣輸送管I設(shè)置在壓縮空氣管I入口與氣體控制閥3之間；可以保證壓縮空氣質(zhì)量，預(yù)防噴嘴堵塞。
[0034]噴霧系統(tǒng)設(shè)置有液體過濾器6,液體過濾器6設(shè)置在液體輸送管5 A 口與液體控制閥7之間，可以保證水源質(zhì)量，預(yù)防噴嘴堵塞。
[0035]控制操作系統(tǒng)包括聯(lián)動操作控制器、緊急控制器?？刂撇僮飨到y(tǒng)與控制閥相連。
[0036]用于噴霧的液體選自:城市公共自來水，壓力為0.2?0.5MPa，溫度不超過35°C，并經(jīng)過濾處理。
[0037]噴霧系統(tǒng)包括4個獨立噴霧管路。位于需冷卻橡膠片正上方和正下方各有2個獨立噴霧管路，屬于相向噴霧的獨立噴霧管路。可用于對熱橡膠片實施雙面噴霧降溫。
[0038]從上往下噴霧:由2個獨立的噴霧管路組成，每個獨立的噴霧管路設(shè)置有2排噴嘴4，每個噴嘴與壓縮空氣輸送管1、液體輸送管5相連，每個獨立的噴霧管路有一個空氣管路控制閥3和一個液體管路控制閥7，壓縮空氣輸送管I的空氣壓力為0.3?0.5MPa，液體輸送管5的液體壓力為0.3?0.4MPa ;相鄰噴嘴4間距120mm，每排噴嘴間距150mm，噴嘴4離需降溫的熱橡膠片的距離為110mm。
[0039]從下往上噴霧:由2個獨立的噴霧管路組成，每個獨立的噴霧管路設(shè)置有2排噴嘴4，每個噴嘴與壓縮空氣輸送管1、液體輸送管5相連，每個獨立的噴霧管路有一個空氣管路控制閥3和一個液體管路控制閥7，壓縮空氣輸送管I的空氣壓力為0.3?0.5MPa，液體輸送管5的液體壓力為0.3?0.4MPa ;相鄰噴嘴4間距120mm，每排噴嘴間距150mm，噴嘴4離需降溫的熱橡膠片的距離為110mm。
[0040]通過選擇合適的噴嘴型號規(guī)格、調(diào)整噴嘴與熱膠片的距離、控制氣壓與水壓噴霧流量，使噴霧形成的水霧粒徑小于或等于30微米。
[0041]考慮到根據(jù)熱橡膠片產(chǎn)品的大小和形狀，以及厚度，有時候并不需要將一臺降溫裝置的噴霧系統(tǒng)中所有的噴霧管路全部打開噴霧。獨立噴霧管路在控制操作系統(tǒng)的控制下，可以分別獨立地進(jìn)行工作。
[0042]對連續(xù)輸送的膠片上下兩面噴霧降溫。輸送熱薄膠片選用帶網(wǎng)格的金屬輸送帶，網(wǎng)格直徑為20?50mm。
[0043]實施例2 參見圖1、圖2、圖3。
[0044]本實施例與實施例1相似，只是噴霧系統(tǒng)包括的獨立噴霧管路數(shù)量和噴嘴的安裝高度等與實施例1不同。
[0045]噴霧系統(tǒng)包括5個獨立噴霧管路。位于需冷卻橡膠片正上方有3個獨立噴霧管路，位于需冷卻橡膠片正下方有2個獨立噴霧管路，屬于相向噴霧的獨立噴霧管路。可用于對熱橡膠片實施雙面噴霧降溫。
[0046]從上往下噴霧:由3個獨立的噴霧管路組成，每個獨立的噴霧管路設(shè)置有I排噴嘴4，每個噴嘴與壓縮空氣輸送管1、液體輸送管5相連，每個獨立的噴霧管路有一個空氣管路控制閥3和一個液體管路控制閥7，壓縮空氣輸送管I的空氣壓力為0.7MPa，液體輸送管5的液體壓力為0.6MPa ;相鄰噴嘴4間距200mm，每排噴嘴間距320mm，噴嘴4離需降溫的熱橡膠片的距離為350mm。
[0047]從下往上噴霧:由2個獨立的噴霧管路組成，每個獨立的噴霧管路設(shè)置有2排噴嘴4，每個噴嘴與壓縮空氣輸送管1、液體輸送管5相連，每個獨立的噴霧管路有一個空氣管路控制閥3和一個液體管路控制閥7，壓縮空氣輸送管I的空氣壓力為0.7MPa，液體輸送管5的液體壓力為0.6MPa ;相鄰噴嘴4間距200mm，每排噴嘴間距320mm，噴嘴4離需降溫的熱橡膠片的距離為350mm。
[0048]通過選擇合適的噴嘴型號規(guī)格、調(diào)整噴嘴與熱膠片的距離、控制氣壓與水壓噴霧流量，使噴霧形成的水霧粒徑小于或等于50微米。
[0049]輸送熱薄膠片選用帶有金屬片式輥，對熱橡膠制品進(jìn)行連續(xù)輸送。
[0050]實施例3
本實施例除噴霧系統(tǒng)只在待冷卻材料上方設(shè)置噴霧管路及噴嘴，進(jìn)行單面噴霧冷卻夕卜，其余與實施例1或2相同。
[0051]上述實施例，僅為對本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和有益效果進(jìn)一步詳細(xì)說明的具體個例，本發(fā)明并非限定于此。凡在本發(fā)明的公開的范圍之內(nèi)所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱橡膠片快速降溫裝置，其特征在于:設(shè)置用于向熱橡膠片噴霧的噴霧系統(tǒng)，噴霧系統(tǒng)包含液體控制閥、液體輸送管、氣體控制閥、壓縮空氣輸送管、噴嘴；所述液體輸送管和壓縮空氣輸送管均有噴嘴，所述噴嘴設(shè)置在熱橡膠片的上方、下方、或上方和下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降溫裝置，其特征在于:所述噴霧系統(tǒng)還包括控制操作系統(tǒng)，控制操作系統(tǒng)與控制閥相連；控制操作系統(tǒng)至少包括聯(lián)動操作控制器、緊急控制器、和噴霧流量控制器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降溫裝置，其特征在于:所述噴霧系統(tǒng)還包括液體過濾器，液體過濾器設(shè)置在水源入口與液體控制閥之間的液體輸送管上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降溫裝置，其特征在于:所述噴霧系統(tǒng)還包括空氣過濾器，空氣過濾器設(shè)置在壓縮空氣管路入口與氣體控制閥之間的壓縮空氣輸送管上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降溫裝置，其特征在于:所述噴霧系統(tǒng)包括>I個獨立噴霧管路，每個獨立的噴霧管路各有> I個空氣管路控制閥和> I個液體管路控制閥。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5的快速降溫裝置，其特征在于:所述噴霧系統(tǒng)包括2?8個獨立噴霧管路。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降溫裝置，其特征在于:所述噴霧系統(tǒng)中設(shè)置相向噴霧的獨立噴霧管路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降溫裝置，其特征在于:所述噴霧系統(tǒng)中每個獨立噴霧管路設(shè)置I?10排噴嘴，排間距為100?600mm，排內(nèi)噴嘴間距為80?300mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降溫裝置，其特征在于:所述噴嘴離需降溫的熱橡膠片的距離為80?400mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速降溫裝置，其特征在于:還包括輸送熱橡膠片的裝置:金屬輥筒、金屬片式輥筒、或者帶網(wǎng)格的輸送帶。
11.一種熱橡膠片的快速降溫方法，其特征在于:利用權(quán)利要求1所述的熱橡膠降溫裝置，通過所述噴霧系統(tǒng)向熱橡膠片噴霧。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的快速降溫方法，其特征在于:噴霧形成的水霧粒徑為I?100微米。
13.根據(jù)權(quán)利要求11或12所述的快速降溫方法，其特征在于:噴霧形成的水霧粒徑小于或等于30微米。
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的快速降溫方法，其特征在于:用于噴霧的液體選自:水、水和隔離劑的混合物。
【文檔編號】B29C47/88GK103921429SQ201410154422
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月17日
【發(fā)明者】李智, 陳巖, 張彤, 丘繼蘭 申請人:中國化學(xué)工業(yè)桂林工程有限公司