集成式熱工閥組在硫化中的探索

黃秀華，濮征，賴騰敏，江杰

(中策橡膠集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 310018)

集成式熱工閥組在硫化中的探索

黃秀華，濮征，賴騰敏，江杰

(中策橡膠集團(tuán)有限公司，浙江 杭州 310018)

新型硫化機(jī)集成式熱工閥組改變傳統(tǒng)單一管道單一閥門設(shè)計(jì)思路，所有閥門并列安裝在模塊上，利用模塊內(nèi)部流道構(gòu)造來替代復(fù)雜的單根管路結(jié)構(gòu)，節(jié)省管路分布空間；同時(shí)消除管道因沖擊、電焊腐蝕等造成泄漏。所有管路分布向集約化、集成化轉(zhuǎn)變，體現(xiàn)出較高的集成度，使整個(gè)空間更節(jié)能、更美觀、更集約化，從而提升企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

硫化機(jī)；集成；控制；熱工閥

新型硫化機(jī)集成式熱工閥組是一種創(chuàng)新型的硫化介質(zhì)控制功能性閥組，該閥組具有集成度高、流通能力大的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)；介質(zhì)流道短、保溫效果好的運(yùn)行節(jié)能優(yōu)勢(shì)；空間占有率低、更換維護(hù)省時(shí)高效的維護(hù)便利優(yōu)勢(shì)；該閥組的運(yùn)用，不僅能夠提升設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和高效性，而且與當(dāng)前國(guó)家倡導(dǎo)的節(jié)能減排形勢(shì)相適應(yīng)，具有普及與推廣的必要性。

1 實(shí)施背景

硫化機(jī)熱工閥組是硫化機(jī)的核心部件，輪胎硫化過程中的三要素（壓力、溫度、時(shí)間）均通過熱工閥組實(shí)現(xiàn)控制，就氮?dú)饬蚧に嚩裕瑹峁らy組根據(jù)硫化步序，控制蒸汽、氮?dú)膺M(jìn)管及回管、主排管等的啟閉時(shí)間，完成輪胎的硫化工序。目前，熱工閥組的組成形式均為單體切斷閥通過焊有法蘭的碳鋼管路進(jìn)行聯(lián)通，實(shí)現(xiàn)硫化介質(zhì)的控制。

現(xiàn)有熱工單體閥門體積較大，均通過焊接管路法蘭連接，焊接點(diǎn)多，法蘭連接點(diǎn)也多。因此，現(xiàn)有熱工閥組劣勢(shì)明顯，即：管路系統(tǒng)龐大，泄漏點(diǎn)多，占地空間大，沒有維修空間，閥門形狀不規(guī)則，管路與管路之間空間狹小，保溫困難；由于閥門均采用法蘭形式連接，且空間狹小，閥門拆裝更換效率低，并易被管路燙傷，受閥門結(jié)構(gòu)限制，現(xiàn)有閥門實(shí)際流通能力差，易被異物卡住。

2 新型硫化機(jī)集成式熱工閥組

2.1 結(jié)構(gòu)形式介紹

該集成式熱工閥組是將閥門對(duì)流體介質(zhì)的開關(guān)（調(diào)節(jié)）功能設(shè)計(jì)在閥塊內(nèi)部，閥塊既兼有工藝流道功能，同時(shí)起到閥體的作用。閥門在閥塊外部是氣動(dòng)執(zhí)行器，控制閥門的開關(guān)（調(diào)節(jié)）。該方式為插裝式結(jié)構(gòu)，有別于貼面安裝的集成式熱工閥組。如圖1、2。

2.2 總體布局方式

針對(duì)半鋼輪胎硫化機(jī)的氮?dú)饬蚧に?，將集成式熱工閥組分為4組設(shè)計(jì)，分別為外溫進(jìn)閥組、外溫回閥組、內(nèi)溫進(jìn)閥組、內(nèi)溫回閥組。

外溫進(jìn)閥組：對(duì)熱板模套蒸汽進(jìn)管閥門開啟度進(jìn)行調(diào)節(jié)，控制飽和蒸汽壓力。

外溫回閥組：對(duì)熱板模套蒸汽冷凝水進(jìn)行排放，采用智能液位疏水形式。

內(nèi)溫進(jìn)閥組：對(duì)硫化所需的介質(zhì)如定型氮?dú)?、?nèi)溫蒸汽、硫化氮?dú)膺M(jìn)行控制，同時(shí)具有主排、抽真空功能。

內(nèi)溫回閥組：對(duì)蒸汽排放、氮?dú)馀欧拧⒌獨(dú)饣厥者M(jìn)行控制，同時(shí)具有主排、抽真空功能。

具體見圖3。（從左至右分別為外溫進(jìn)閥組、外溫回閥組、內(nèi)溫回閥組、內(nèi)溫進(jìn)閥組）。

圖1 新型集成式熱工閥組

圖2 貼面安裝集成式熱工閥組

圖3 集成式熱工閥組

2.3 傳統(tǒng)型與集成式熱工閥組占地空間比較

由于閥門采用了集約化的插裝式結(jié)構(gòu)，所以閥塊既兼有工藝流道功能，同時(shí)起到閥體的作用，極大地縮小了安裝空間，傳統(tǒng)型閥組占地空間為6.5 m2，集成式熱工閥組占地為1.5 m2，僅為傳統(tǒng)型的1/5。如圖4為傳統(tǒng)型閥組與集成式閥組占地空間比較。

2.4 單體閥門流通能力比較

現(xiàn)有切斷閥密封面在下口，閥芯向下運(yùn)動(dòng)，閥門開啟，縮徑的閥芯始終在流通口內(nèi)，有異物通過時(shí)，易被閥芯卡住，損壞閥門，集成式熱工閥組閥門密封面在上口，閥芯向上運(yùn)動(dòng)，閥門開啟，閥口被完全打開，流通能力強(qiáng)。

以DN25通徑閥為例，現(xiàn)有切斷閥完全開啟時(shí)，最小截 面 積S1=10×10×3.14-6×6×3.14 mm2≈200 mm2，DN25閥門執(zhí)行器完全開啟時(shí)，最小截面積S2=11×11×3.14 mm2≈380 mm2，K=S2/S1=1.9，實(shí)際通徑是現(xiàn)有DN25切斷閥的1.9倍，優(yōu)勢(shì)是能快速地對(duì)膠囊進(jìn)行充壓，而且流道短，介質(zhì)損失少。

圖4 傳統(tǒng)型閥組與集成式閥組占地空間比較

2.5 快速高效地更換閥門

傳統(tǒng)型閥組更換閥門時(shí)，需將閥門兩端的連接法蘭拆除，需拆卸8顆螺絲，某些位置空間狹小，拆卸時(shí)易被高溫管燙傷，集成式熱工閥組的閥門采用螺紋的方式垂直連接至集成閥塊頂部，只需擰開一個(gè)螺紋，就可以將閥門執(zhí)行器連同閥芯從閥塊內(nèi)取出，可以做到快速更換閥門。

2.6 保溫體積小，效果好

集成式熱工閥組采用上下兩個(gè)保溫罩形式，上保溫罩可以活動(dòng)，上下保溫罩將整個(gè)集成閥組密閉保溫，保溫效果好，散熱量少，可以保證保溫罩外部的溫度控制在40℃之下。同時(shí)連接閥組的管路采用不同外表顏色的保溫套管，用來區(qū)分管路內(nèi)的介質(zhì)，如圖5。

2.7 焊接點(diǎn)少，密封點(diǎn)少，泄漏點(diǎn)少

圖5 保溫罩形式

集成閥組工藝流道均在閥塊內(nèi)完成，閥塊采用鍛件整體加工，并做鍍鎳處理，防銹能力強(qiáng)，同時(shí)閥塊內(nèi)流道與流道之間最小壁厚在15 mm以上，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于標(biāo)準(zhǔn)碳鋼管3～4 mm的厚度，耐銹蝕時(shí)間長(zhǎng)，連接閥塊外部的管路均采用不銹鋼管路，不會(huì)銹蝕。這樣可以極大地降低因?yàn)楣苈沸孤┒鸬哪茉蠢速M(fèi)和設(shè)備故障。

2.8 節(jié)能效果預(yù)測(cè)

傳統(tǒng)型管路蒸汽消耗各項(xiàng)所占的比重如圖6所示。集成式熱工閥組相對(duì)于傳統(tǒng)型管路節(jié)約的百分比如圖7所示。

圖6 傳統(tǒng)型管路蒸汽消耗各項(xiàng)占比

消耗差值計(jì)算：

原管路三相消耗為Q原=Q總×(5%+ 10%+40%) =0.55Q總

集成閥組管路三相消耗為Q集=Q總×(5%×60%+ 10%×80%+40%×70%)=0.39Q總

消耗差值Q差=(0.55-0.39)×Q總=0.16Q總

相對(duì)于傳統(tǒng)型管路，集成式熱工閥組可將蒸汽總能耗降低16%。

3 節(jié)能效果分析

集成閥組直接將閥塊作為工藝流道，與原工藝流道形式（管路+法蘭）相比，不僅達(dá)到縮短流道路徑、減少流道體積、降低硫化介質(zhì)使用量的節(jié)約能耗目的，而且在減少工藝流道連接點(diǎn)的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)更大化的密封性能。

圖7 集成式熱工閥組相對(duì)于傳統(tǒng)型管路節(jié)約占比

測(cè)試采用熱板末端出口連接管徑57 mm冷凝桶，冷凝桶出口處由兩個(gè)切斷閥并聯(lián)控制通斷，切斷閥1后裝有3 mm節(jié)流孔，切斷閥2后裝有8 mm節(jié)流孔。切斷閥1用作正常疏水功能，切斷閥2用作冷模預(yù)熱和緊急升溫用。

通過對(duì)定時(shí)疏水和液位疏水試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，在7 min內(nèi)排出的冷凝水和蒸汽的總量?jī)烧呦嗖?.07 kg，該1.07 kg的量也是蒸汽供給側(cè)多消耗的1.07 kg蒸汽。這僅僅是 7 min相差的差值，按一天 24 h運(yùn)行計(jì)算，一天疏水差異，定時(shí)疏水就要多消耗蒸汽量T定時(shí)多耗=24×60/7×1.07 kg=220 kg。

4 結(jié)束語

新型集成式熱工閥組具有泄漏點(diǎn)少、密封性能好、集成度高、介質(zhì)流道短、保溫性強(qiáng)、閥門維修便利、閥門流通能力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，是一種綠色、節(jié)能、環(huán)保的功能性熱工閥組。在企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，提質(zhì)降耗，質(zhì)量?jī)?yōu)先，加強(qiáng)環(huán)保、精益化生產(chǎn)的市場(chǎng)環(huán)境下，該集成閥組所具有的性能優(yōu)勢(shì)適應(yīng)經(jīng)濟(jì)新形勢(shì)，具有廣泛的推廣應(yīng)用前景。

Integrated thermal valves in the exploration of sulfide

Integrated thermal valves in the exploration of sulfi de

Huang Xiuhua,Pu Zheng, Lai Tengmin,Jiang Jie
(Zhongce Rubber Group Co. LTD., Hangzhou 310018, Zhejiang, China)

New press an integrated thermal valves has changed the traditional single tube single valve design, all valves side installation on a module, modules internal fl ow structure to replace the complex single pipe structure, so as to save space on the pipeline distribution; upon impact while eliminating pipeline leaks caused by corrosion and welding. To the intensive and integrated into all pipelines are located, refl ecting the high degree of integration, making the entire space to be more effi cient, more beautiful, more intensive, so as to enhance the economic effi ciency of enterprises.

curing press; integration; control; thermal valve

TQ330.47

1009-797X(2016)21-0034-04

B

10.13520/j.cnki.rpte.2016.21.006

(R-01)

黃秀華（1961-），女，高級(jí)工程師，長(zhǎng)期從事設(shè)備管理工作。

2016-08-25