Автоклав для вулканизации резиновых изделий

Авторы патента:

Полезная модель относится к технике для термообработки различных резиновых изделий под давлением и может быть использована в обувной, автомобильной, авиационной и других отраслях промышленности. Технический результат заявляемой полезной модели заключается в снижении энергозатрат на вулканизацию путем сокращения тепловых потерь в установке. Указанный технический результат достигается тем, что автоклав для вулканизации резиновых изделий, содержащий герметичный корпус, устройство подачи сжатого воздуха, устройство сброса давления, расположенное в боковой части автоклава, систему управления автоклавом, состоящую из микроконтроллера, датчика измерения температуры и датчика измерения давления; согласно полезной модели дополнительно содержит теплоизолирующую оболочку, установленную внутри герметичного корпуса, теплоэлектронагреватели, установленные вдоль внутренней стороны герметичного корпуса между теплоизолирующей оболочкой и рабочим пространством автоклава и вентилятор, расположенный в торцевой части автоклава. 1 н.п. ф-лы, 2 ил.

В данное время большая часть используемых в промышленности автоклавов морально и технически устарела.

Известен вертикальный автоклав марки АВТРА-В-1600-3000-12,5 ТУ (Автоклавы вулканизационные общие технические условия Autoklave vulcanizing Jeneral specifications ГОСТ 14106-80). Регулирование давления и температуры автоклава осуществляется с помощью нагретого пара.

Общими признаками заявляемой полезной модели с аналогом являются: герметичный корпус, устройство подачи сжатого воздуха, датчик измерения давления, датчик измерения температуры.

Недостатком аналога является использование водяного пара в качестве источника тепла, что энергозатратно.

Известен автоклав СКС-ВД (Тевис П.И., Ананьев В.А., Шадек Е.Г. Рециркуляционные установки аэродинамического нагрева / Под редакцией Е.Г.Шадека - М.: Машиностроение, 1986, 208 с., ил.). Регулирование давления в нем осуществляется с помощью сжатого воздуха. Данный способ улучшает равномерность прогрева рабочего пространства герметичного корпуса. В данной установке применяется роторный нагрев (нагрев, при котором повышение температуры и частично давления внутри емкости происходит за счет работы роторного нагревателя).

Признаками известного аналога, совпадающими с существенными признаками заявляемого устройства, являются: герметичный корпус, устройство подачи сжатого воздуха, датчик измерения давления, датчик измерения температуры, устройство сброса давления.

Недостатком аналога является то, что аэродинамический нагрев является достаточно энергозатратным, так как используемый двигатель главного привода роторного нагревателя потребляет примерно 10% всей энергии.

Наиболее близким к предлагаемому устройству и принятым за прототип является автоклав АВТМ 2000-4000-12.5. (Автоклавы вулканизационные общие технические условия Autoklave vulcanizing. Jeneral specifications ГОСТ 14106-80).

Прототип содержит герметичный корпус, устройство подачи пара, устройство подачи сжатого воздуха, систему управления, наружную теплоизолирующую оболочку, узел сброса конденсата.

Недостатками прототипа являются высокие энергозатраты и необходимость периодического сброса конденсата.

Задача, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в замене источника нагрева и изменения расположения теплоизолирующей оболочки. Вместо нагрева с помощью устройства подачи пара предлагается использовать электрический нагрев с применением теплоэлектронагревателей.

Технический результат заключается в снижении энергозатрат на вулканизацию путем сокращения тепловых потерь в установке.

Указанный технический результат достигается тем, что автоклав для вулканизации резиновых изделий, содержащий герметичный корпус, устройство подачи сжатого воздуха, устройство сброса давления, расположенное в боковой части автоклава, систему управления автоклавом, состоящую из микроконтроллера, датчика измерения температуры и датчика измерения давления; согласно полезной модели дополнительно содержит теплоизолирующую оболочку, установленную внутри герметичного корпуса, теплоэлектронагреватели, установленные вдоль внутренней стороны герметичного корпуса между теплоизолирующей оболочкой и рабочим пространством автоклава и вентилятор, расположенный в торцевой части автоклава.

На фиг.1 представлена структурная схема автоклава для вулканизации резиновых изделий, а на фиг.2 представлена функциональная схема автоклава для вулканизации резиновых изделий.

Автоклав для вулканизации резиновых изделий содержит: герметичный корпус 1, устройство подачи сжатого воздуха 2, систему управления, состоящую из микроконтроллера 3, датчика измерения температуры 4 и датчика измерения давления 5, теплоизолирующую оболочку 6, теплоэлектронагреватели 7, вентилятор 8, устройство сброса давления 9.

В нижней части герметичного корпуса 1 автоклава устанавливаются электрические теплоэлектронагреватели 7 и вентилятор 8, служащий для равномерного прогрева внутреннего объема герметичного корпуса 1. Теплоизолирующая оболочка 6 устанавливается на внутренней стороне герметичного корпуса 1, что позволяет резко сократить расход электроэнергии при разогреве герметичного корпуса, так как ограничивает нагрев до рабочих температур его стенок.

Автоклав работает следующим образом. После загрузки резиновых изделий в герметичный корпус 1 с помощью микроконтроллера 3 включаются теплоэлектронагреватели 7, вентилятор 8 и устройство подачи сжатого воздуха 2. В автоклав подается сжатый воздух до давления 3,5 атм., теплоэлектронагреватели 7 разогревают автоклав до температуры 143°C, а вентилятор 8 обеспечивает равномерный прогрев внутреннего объема герметичного корпуса 1. Стабилизация температуры внутри автоклава производится микроконтроллером 3 при помощи датчика измерения температуры 4 путем включения и выключения теплоэлектронагревателей 7, а теплоизолирующая оболочка 6 ограничивает нагрев герметичного корпуса 1. Стабилизация давления воздуха также производится микроконтроллером 3 при помощи датчика измерения давления 5 путем включения и выключения устройства подачи сжатого воздуха 2. После окончания технологического процесса вулканизации для снижения температуры и давления внутри герметичного корпуса 1 микроконтроллер 3 выключает теплоэлектронагреватели 7, включает устройство сброса давления 9 и процесс вулканизации прекращается.

При вышеуказанном способе нагрева герметичного корпуса 1 отпадает необходимость в устройстве подачи пара и узле сброса конденсата. Потери на сброс конденсата исключаются. Из-за установки теплоизолирующей оболочки 6 внутри герметичного корпуса 1 значительно уменьшаются потери на нагрев его конструкции. Основное поглощение энергии будет приходиться на реакцию вулканизации. При расчете теплового баланса получается, что при использовании пара расход энергии составляет 263 кВт·ч, а при электрическом нагреве расход составит 57,45 кВт·ч. Экономия энергии при использовании заявляемой полезной модели составляет 205,55 кВт·ч, т.е. расход энергии уменьшается в 4,57 раза.

Использование заявляемой полезной модели позволяет снизить энергозатраты на вулканизацию путем сокращения тепловых потерь в установке.

Автоклав для вулканизации резиновых изделий, содержащий герметичный корпус, устройство подачи сжатого воздуха, устройство сброса давления, расположенное в боковой части автоклава, систему управления автоклавом, состоящую из микроконтроллера, датчика измерения температуры и датчика измерения давления, отличающийся тем, что он дополнительно содержит теплоизолирующую оболочку, установленную внутри герметичного корпуса, теплоэлектронагреватели, установленные вдоль внутренней стороны герметичного корпуса между теплоизолирующей оболочкой и рабочим пространством автоклава, и вентилятор, размещенный в торцевой части автоклава.