一种轮胎硫化机活络模电磁加热装置，包括活络模装置和加热控制装置，所述活络模装置包括中套和电磁感应线圈，中套的外侧面设置有上下分段的电磁感应线圈，中套内在每段电磁感应线圈对应的区域设置有温度传感器；所述加热控制装置包括电磁加热控制器、PLC温度控制单元和中间继电器，中套内的每段电磁感应线圈与一个电磁加热控制器连接，每个电磁加热控制器通过中间继电器与PLC温控单元连接；PLC温度控制单元用于调节电磁加热控制器的输出，通过接收中套内温度传感器的温度信号，比较每段区域的温差进行调温，将输出信号传递给电磁加热控制器，进而控制功率输出，实现中套的温度调节。本发明专利技术加热效率高、加热均匀、能耗低。能耗低。能耗低。
【技术实现步骤摘要】
轮胎硫化机活络模电磁加热装置
[0001]本专利技术涉及一种用于对轮胎硫化机的活络模进行加热的装置，属于轮胎硫化机活络模加热
技术介绍
[0002]活络模作为轮胎硫化机的外模具，主要作用是通过多个活络块对轮胎胎冠进行硫化加热并形成胎面花纹。该模具由壳体和型腔两部分组成，其中壳体部分为活络模的主体结构，活络模在进行传统蒸汽加热硫化时，中套蒸汽室内通入高温蒸汽，通过热交换加热中套斜表面，使中套整体升温，而后通过中套耐磨板和弓形座的导热作用，最终将热能传递给安装在弓形座上的花纹块，使花纹块升温，同时配合活络模锁紧时花纹块对轮胎胎冠施加的径向压力进行轮胎硫化。活络模对轮胎的加热硫化过程由外及里，层层递进，此过程需要消耗大量的高温蒸汽来维持热量的传递和模具的保温，能源消耗非常多。
[0003]电磁感应加热因其具有更高的热效率、更低的能耗等优点，具有广阔的市场前景，该技术应用在轮胎硫化外模具上具有较大的节能优势。中国专利文献CN103538188A提出一种轮胎硫化外模具电磁感应加热装置，该装置采用柱状电磁线圈分段缠绕在中套圆周外侧上，对其进行整体加热，该中套径向较厚，且因具有斜切面使得线圈对中套上下感应的深度不一致，可能会导致中套上下感应加热温度不均匀。
[0004]CN104385502A提出一种电磁感应加热轮胎硫化外模具，由上半模，周向模和下半模组成；为解决中套上下热量传递不一致的问题摒弃传统弓形座传动，采用额外油缸为花纹块提供径向伸缩动力，该方式保证了中套到花纹块的传热路径全为金属且路径相同，使得中套上下感应加热距离相近，保证加热均匀。但是，该外模具每个周向模由油缸独立控制运动，要保证完整的轮胎外轮廓，需要对油缸控制精度提出很高要求，增加了模具成本。
[0005]目前电磁感应加热技术应用在轮胎硫化机活络模上还存在中套上下区域加热不均、感应线圈磁场泄漏等问题亟待解决，需要进行优化改进。
技术实现思路
[0006]本专利技术针对现有轮胎硫化机活络模加热技术存在的不足，提出一种加热均匀、能耗较低、安全可靠的硫化机活络模电磁加热装置。该装置采用多组线圈缠绕活络模中套外侧，通过感应加热方式取代原有蒸汽加热，同时考虑磁场泄漏问题，对其进行漏磁屏蔽设计，提高了硫化机活络模的使用安全性和稳定性。
[0007]为解决上述技术问题，本专利技术轮胎硫化机活络模电磁加热装置所采用的技术方案如下：
[0008]该活络模电磁加热装置，包括活络模装置和加热控制装置；
[0009]所述活络模装置，包括中套和电磁感应线圈；
[0010]中套的外侧面设置有上下分段的电磁感应线圈，中套内在每段电磁感应线圈对应的区域设置有温度传感器；
[0011]所述加热控制装置，包括电磁加热控制器、PLC温度控制单元和中间继电器，中套内的每段电磁感应线圈与一个电磁加热控制器连接，每个电磁加热控制器通过中间继电器与PLC温控单元连接；PLC温度控制单元用于调节电磁加热控制器的输出，通过接收中套内温度传感器的温度信号，比较每段区域的温差进行调温，将输出信号传递给电磁加热控制器，进而控制功率输出，实现中套的温度调节；中间继电器为执行元件，PLC温控单元到加热控制器的输出通过中间继电器的来执行。
[0012]进一步地：
[0013]所述电磁感应线圈与中套之间设置有隔热层，以方便调整线圈与中套之间的感应距离，并且避免线圈与中套直接接触加速线圈老化，减少中套热量散失。
[0014]所述电磁感应线圈绕制在中套外侧面开设的环形线圈凹槽内，电磁感应线圈与环形线圈凹槽之间设置隔热层，通过保温材料隔开。所述环形线圈凹槽的底面直径是上段线圈凹槽小于下段线圈凹槽，以保证中套上下部分加热均匀。所述环形线圈凹槽之间的间距为30～50mm，优选为37mm。
[0015]所述温度传感器采用螺钉式PT100热电阻温度传感器，以方便安装和维护。
[0016]所述中套外侧设置有包裹电磁感应线圈的隔磁屏蔽罩，以为减少电磁感应线圈工作时产生的高频电磁场对周围环境造成的不良影响，通过漏磁屏蔽设计减少感应线圈的磁场外漏，降低电磁污染。所述隔磁屏蔽罩采用高导磁率的材料制作，厚度为3～5mm，优选3mm，并且在隔磁屏蔽罩上开设有用于电磁感应线圈走线的孔位。
[0017]所述电磁加热控制器所述电磁加热控制器将电能转换为电磁能，将交流电整流变成直流电，再将直流电转换高频电流(频率为10～40kHz)，高频电流接入电磁感应线圈中，从而产生变化的交变磁场，中套切割磁力线发热。
[0018]本专利技术基于电磁感应加热原理，将原有活络模中套蒸汽室结构进行改进，通过开设不同直径大小的环形线圈凹槽，在凹槽内绕制感应线圈，配合相应的加热控制系统，实现活络模中套的加热，通过热传导作用，最终实现花纹块的加热升温，该装置具有加热效率高、加热均匀、能耗低、温度可控、使用安全可靠等优点。本专利技术的特点如下：
[0019]1.采用电磁感应加热方式，功率密度大，加热效率高，加热温度高，使用寿命长，且线圈与中套无直接接触，无漏电危险，可靠性高，另外该加热方式无热阻和热惯性，温控精度高，升温速度快，节能效率高，后期维护成本低。
[0020]2.将中套原蒸汽室结构改为多段不同直径的环形线圈凹槽，在线圈凹槽内绕制感应线圈，且每段线圈由单独的加热控制器进行控制，可满足中套热容大的要求，加热效率更高，加热温度更均匀。
[0021]3.在中套外侧安装隔磁屏蔽罩，可有效吸收感应线圈工作时泄漏的电磁场，抑制电磁干扰对周围空间中敏感设备的干扰或人员的伤害，提高设备使用安全性。
[0022]4.本专利技术所述装置的结构和控制方案均由电磁加热仿真验证所得，漏磁屏蔽设计经仿真对比，屏蔽效能明显，且相较于传统蒸汽加热方式，该装置加热效率显著提升，且能耗大幅降低。
附图说明
[0023]图1是本专利技术轮胎硫化机活络模电磁加热装置的结构示意图。
[0024]图2是本专利技术中的中套结构示意图。
[0025]图3是中套的轴向截面局部放大图。
[0026]图4是本专利技术中电磁加热控制装置的结构原理示意图。
[0027]图5是活络模加装隔磁屏蔽罩前后电磁线圈周围感应磁力线分布示意图。其中(a)加装隔磁屏蔽罩；(b)无隔磁屏蔽罩。
[0028]图6是活络模加装隔磁屏蔽罩前后中套外围不同位置与距离的磁感应强度分布曲线图。
[0029]图中：1.中套上环，2.上盖，3.中套耐磨板，4.T型滑块，5.电磁感应线圈，6.隔热层，7.限位块，8.导向条，9.定中环，10.底板，11.底板耐磨板，12.花纹块，13.弓形座，14.中套，1401.环形线圈凹槽，15.温度传感器，16.隔磁屏蔽罩，17.电磁加热控制器，18.中间继电器，19.PLC温度控制单元。
具体实施方式
[0030]下面结合附图和具体实施例，对本专利技术进行更详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例为最优解，仅用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种轮胎硫化机活络模电磁加热装置，其特征是，包括活络模装置和加热控制装置；所述活络模装置，包括中套和电磁感应线圈，中套的外侧面设置有上下分段的电磁感应线圈，中套内在每段电磁感应线圈对应的区域设置有温度传感器；所述加热控制装置，包括电磁加热控制器、PLC温度控制单元和中间继电器，中套内的每段电磁感应线圈与一个电磁加热控制器连接，每个电磁加热控制器通过中间继电器与PLC温控单元连接；PLC温度控制单元用于调节电磁加热控制器的输出，通过接收中套内温度传感器的温度信号，比较每段区域的温差进行调温，将输出信号传递给电磁加热控制器，进而控制功率输出，实现中套的温度调节；中间继电器为执行元件，PLC温控单元到加热控制器的输出通过中间继电器的来执行。2.根据权利要求1所述的轮胎硫化机活络模电磁加热装置，其特征是，所述电磁感应线圈与中套之间设置有隔热层。3.根据权利要求1所述的轮胎硫化机活络模电磁加热装置，其特征是，所述电磁感应线圈绕制在中套外侧面开设的环形线圈凹槽内，电磁感应线圈与环形线圈凹槽之间设置隔热层...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈颂英，樊若男，魏雪松，吕伟，刘振文，张艳军，刘晓飞，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
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