Page 107 - 《橡塑技术与装备》2025年8期

设备管理与维护
EQUIPMENT MANAGEMENT AND MAINTENANCE

清洁功能自动完成工作。 第二步，在硫化工艺抽真空—主机开模阶段，吸气装
置吸入一定量的环境空气，然后通过比对罐体内的静
3 检测方法 态空气温度，温差△ T 2 超出 5 ℃判断胶囊泄漏。
3.1 研究方向和可行性分析 3.3 流体管道设计 ：
研究发现导致轮胎硫化机内压泄漏的主要原因 管道是流体运动的重要通道，设计合理的流体管
有 ：管路杂质随流体混合，容易刺破胶囊 ；长时间在 道能够提高检测效率。在硫化机的横梁顶部安装一根
高温高压环境下使用的橡胶密封圈容易老化龟裂，导 通往活络模的吹风管道，管道上安装有温度传感器。
致密封圈失去密封性能 ；中心机构的胶囊夹盘上的螺 管道上的传感器安装位置不能距离模具太近，否则热
钉松动等。轮胎定型硫化机内压泄漏的介质主要是氮 板温度（175 ℃）容易通过热传导的方式快速被传感
气和蒸汽。硫化工艺中的氮气温度一般在 30~50 ℃， 器检测，影响数据准确性。同时传感器的安装位置也
而在硫化过程中使用的饱和蒸汽温度基本在 175 ℃以 不能距离热板位置太远，不然泄漏流体的信息不能及
上。在硫化过程中氮气的压力维持在 2.8 MPa，而高 时被传感器收集到。管道连接模具端为吸热端，管道
压蒸汽压力 2.3 MPa 左右。所以通过检测发现两种介 另外一端连接传感器，模具热量主要是通过传导的方
质的压力相差不大，但是温度相差显著。所以将检测 式将热量带到管道上，管道将传导吸收的热量主要通
目标首选为温度变化作为变量。泄漏流体的温度变化 过对流方式散热到空气中，轮胎硫化机上安装胶囊内
作为研究对象似乎更有利于提高方案的可靠性。备件 压泄漏管道如图 5 所示 .
市场可提供丰富的压力、温度检测仪器和技术成熟的
传感器，将有利于实验的顺利进行。
3.2 内压泄漏检测原理
从轮胎硫化过程分析，假如发生蒸汽泄漏，那么
胶囊外温度会偏离正常的环境温度很多，那么温度作
为目标函数迭代泄漏的介质温度能够出现明显的变化
量。假如发生氮气泄漏，那么破损的胶囊在下一锅轮
胎硫化蒸汽进入时必然发生蒸汽泄漏。同理根据检测
泄漏温度变化判断内压是否泄漏。初定胶囊内压泄漏
检测系统原理如下图 4 所示。

图 5 胶囊内压泄漏检测系统管道图

根据吸热传导和对流散热能量守恒原理，计算主
管道的长度按照下面的计算公式 ：
-t 1 )Ln( D 0 )
λ 2 (t 0
D 1
L 2=
2η2ηh 1 L1λ 2 (T-T a )
公式中
图 4 胶囊内压泄漏检测系统原理图 T— 传递热源表面温度 ； T a : 传递热源环境温度 ；
λ 1 ：热源传导部分材料导热系数 ； D 0 ：导管外径 ；
轮胎硫化胶囊内压泄漏的检测方案分两阶段进
D 1 ：导管内径 ； L 1 ：导热部分长度 ；
行 ：第一步， PLC 实时采集罐体环境静态温度，在硫
η ：热传递效率 ； λ 2 ：散热管散热系数 ；
化工艺高温蒸汽进入胶囊阶段，吸气装置吸入一定量
h 1 ：对流散热管高度 ； t 0 ：热源表面温度 ；
的环境空气，然后通过比对罐体内的静态空气温度，
t 1 ：环境温度 ； L 2 ：对流散热管长度。
温差△ T 1 超出 10 ℃判断中心机构密封圈存在泄漏。

年
2025 第 51 卷 ·57·