一种气体管路系统、气体处理方法及硫化机

摘要

本发明公开了气体管路系统，包括用于回收气体的第一管路，用于开启或关断第一管路的第一切断阀，用于限制第一管路回收气体流速的第一孔板，用于回收气体的管路组，管路组至少包括内径为预设值的第二管路，用于开启或关断第二管路的第二切断阀。新增加的管路组至少包括第二管路，当进行氮气回收的时候，如果进行到硫化的第二步，可以将第一管路和第二管路中的第一切断阀和第二切断阀同时打开，这样相比于现有技术，该系统可以用较短的时间回收相同量的氮气。并且，管路组中至少包括的第二管路口径是预先根据预排气体体积和时间值计算所得的，第二管路中也没有孔板的限制，这样提高了氮气的回收率。本发明还公开了气体处理方法及硫化机。

说明书

技术领域

本发明涉及气体回收技术领域，更具体地说，涉及一种气体管路系统、 气体处理方法及硫化机。

背景技术

现如今，轮胎的制造属于工业生产中的重要组成部分，现有的轮胎的硫 化工艺分为热水硫化和氮气硫化。在氮气硫化工艺中是需要进行氮气回收的。

现有的回收氮气的管路系统只包含一支回收氮气管路，管路中除了有切 断阀，还设置有孔板。在轮胎内胎的硫化过程中，利用唯一一支管路在逻辑 控制器的支配下进行两步氮气的回收。第一步是在轮胎硫化过程中，一边进 氮气，一边回收氮气；第二步是在轮胎硫化完成后，管路进行胶囊排和抽真 空之前进行氮气的回收。

在工业生产中，第一步一边进氮气一边回收氮气，切断阀打开一定时间 内，氮气经过孔板进行回收，因为硫化胶囊内需要保持恒定的气压，所以在 管路内部安装孔板是必要的；但是，在进行第二步氮气回收的时候，需要将 硫化胶囊内的氮气全部回收，此时孔板的存在势必限制了管路的回收能力。

因此，采用现有技术的方法进行氮气回收的过程中，因为其管路本身的 限制导致氮气回收量只占氮气产气量的30%到40%，氮气回收完之后还有 18~19kg/c㎡的氮气留在胶囊内，从而造成了氮气的浪费，回收效率低下。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种气体管路系统，以实现更高效率的气体回收 和利用。

一种气体管路系统，包括：

与硫化胶囊排气口相连、用于回收气体的第一管路；

设置于所述第一管路内部，用于开启或关断所述第一管路的第一切断阀；

设置于所述第一管路内部、用于限制所述第一管路回收气体流速的第一 孔板；

与所述硫化胶囊相连、用于回收气体的管路组，所述管路组至少包括内 径为预设值的第二管路，所述预设值根据预排气体的体积和排放时间设定；

设置于所述第二管路内部，用于开启或关断所述第二管路的第二切断阀。

优选地，所述的气体管路系统还包括：

与所述硫化胶囊排气口相连，用于回收蒸汽冷凝水的第三管路；

设置于所述第三管路内部、用于开启或关断所述第三管路的第三切断阀；

设置于所述第三管路内部、用于限制所述第三管路回收蒸汽冷凝水流速 的第二孔板。

优选地，所述的气体管路系统还包括：

与所述硫化胶囊排气口相连，用于进行胶囊排的第四管路；

设置于所述第四管路内部、用于开启或关断所述第四管路的第四切断阀。

优选地，所述的气体管路系统还包括：

与所述硫化胶囊排气口相连，用于进行抽真空的第五管路；

设置于所述第五管路内部、用于开启或关断所述第五管路的第五切断阀。

优选地，所述的气体管路系统还包括：

设置于所述第一管路中、用于过滤杂质的第一过滤器；

设置于所述第二管路中、用于过滤杂质的第二过滤器；

设置于所述第三管路中、用于过滤杂质的第三过滤器。

一种气体处理方法，应用于上述气体管路系统中，包括：

在通入气体过程中，逻辑控制器向第一管路中的第一切断阀发送第一控 制信号，控制所述第一切断阀打开，由所述第一管路开始回收气体；

当所述逻辑控制器向所述第一切断阀发送第五控制信号时，控制所述第 一切断阀关闭，并使所述第一管路停止回收气体；

在停止通入气体后，所述逻辑控制器同时向第一管路中的第一切断阀和 第二管路中的第二切断阀发送第一控制信号和第二控制信号，控制所述第一 切断阀和第二切断阀打开，由所述第一管路和第二管路同时回收气体；

当所述逻辑控制器同时向所述第一切断阀和第二切断阀发送第六控制信 号和第七控制信号时，控制所述第一切断阀和第二切断阀关闭，并使所述第 一管路和第二管路停止回收气体。

优选地，所述在通入气体过程中，逻辑控制器向第一管路中的第一切断 阀发送第一控制信号，控制所述第一切断阀打开，由所述第一管路开始回收 气体之前，还包括：

所述逻辑控制器向第三管路中的第三切断阀发送第三控制信号，控制所 述第三切断阀打开，并使所述第三管路回收蒸气冷凝水；

在预设时间后，所述逻辑控制器向第三管路中的第三切断阀发送第八控 制信号，控制所述第三切断阀关闭，并使所述第三管路停止回收蒸气冷凝水。

优选地，所述在停止通入气体后，所述逻辑控制器同时向第一管路中的 第一切断阀和第二管路中的第二切断阀发送第一控制信号和第二控制信号， 控制所述第一切断阀和第二切断阀打开，由所述第一管路和第二管路同时回 收气体之后，还包括：

所述逻辑控制器向第四管路中的第四切断阀发送第四控制信号，控制所 述第四切断阀打开，并使所述第四管路进行胶囊排；

在预设时间后，所述逻辑控制器向第四管路中的第四切断阀发送第九控 制信号，控制所述第四切断阀关闭，并使所述第四管路停止所述胶囊排；

和/或，

所述逻辑控制器向第五管路中的第五切断阀发送第五控制信号，控制所 述第五切断阀打开，并使所述第五管路进行抽真空；

在预设时间后，所述逻辑控制器向第五管路中的第五切断阀发送第十控 制信号，控制所述第五切断阀关闭，并使所述第五管路停止抽真空。

优选地，所述的气体处理方法还包括：

过滤所述第一管路、第二管路和第三管路气体中的杂质。

一种硫化机，包括：气体管路系统和逻辑控制器；

所述气体管路系统是权利要求1~5中任意一项所述的气体管路系统；

所述逻辑控制器与所述气体管路系统相连，用于控制所述气体管路系统 对气体进行处理。

从上述的技术方案可以看出，本发明公开了一种气体管路系统，包括与 硫化胶囊排气口相连、用于回收气体的第一管路，设置于第一管路内部，用 于开启或关断第一管路的第一切断阀，设置于第一管路内部、用于限制第一 管路回收气体流速的第一孔板，与硫化胶囊相连、用于回收气体的管路组， 管路组至少包括内径为预设值的第二管路，设置于第二管路内部，用于开启 或关断第二管路的第二切断阀。由此可见，新增加的管路组至少包括第二管 路，当利用该管路系统进行氮气回收的时候，如果进行到硫化的第二步，可 以将第一管路和第二管路中的第一切断阀和第二切断阀同时打开，这样相比 于现有技术中、第二步只进行第一管路氮气回收，该系统可以用较短的时间 回收相同量的氮气。并且，管路组中至少包括的第二管路口径是预先根据预 排气体体积和时间值计算所得的，第二管路中也没有孔板的限制，这样更加 能够在较短的时间内回收气体，提高了氮气的回收率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实 施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面 描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲， 在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例一公开的一种气体管路系统结构示意图；

图2为本发明实施例二公开的一种气体管路系统结构示意图；

图3为本发明实施例三公开的一种气体管路系统结构示意图；

图4为本发明实施例四公开的一种气体管路系统结构示意图；

图5为本发明实施例五公开的一种气体管路系统结构示意图；

图6为本发明实施例公开的一种气体处理方法流程图；

图7为本发明另一实施例公开的一种气体处理方法流程图；

图8为本发明另一实施例公开的一种气体处理方法流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例一公开了一种气体管路系统，以实现更高效率的气体回收 和利用。

一种气体管路系统，如图1所示，包括：

与硫化胶囊116排气口相连、用于回收气体的第一管路101。

设置于第一管路101内部，用于开启或关断第一管路101的第一切断阀 102。

设置于第一管路101内部、用于限制第一管路回收气体流速的第一孔板 103。

与硫化胶囊116相连、用于回收气体的管路组，管路组至少包括内径为 预设值的第二管路104，所述预设值根据预排气体的体积和排放时间设定。

设置于第二管路104内部，用于开启或关断第二管路的第二切断阀105。

其中，第一切断阀102和第二切断阀105可以是电子装置，在轮胎硫化 过程中接收逻辑控制器发送的第一控制信号，控制第一切断阀102打开，第 一管路101开始对氮气进行回收，回收到一定程度，逻辑控制器发送第六控 制信号至第一切断阀102，第一切断阀102关闭，则第一管路101停止回收氮 气。在轮胎硫化结束后，逻辑控制器分别发送第一控制信号和第二控制信号 至第一切断阀102和第二切断阀105，则第一切断阀102和第二切断阀105打 开，第一管路101和第二管路104同时对气体进行回收，待气体回收完毕后， 逻辑控制器再向第一切断阀102和第二切断阀105发送第六控制信号和第七 控制信号至第一切断阀102和第二切断阀105，第一切断阀和第二切断阀关闭， 回收气体结束。

通过本实施例公开的气体管路系统的管路设置，在管路组至少包括一个 第二管路，当利用该气体管路系统进行气体回收的时候，第一步中利用气体 管路系统进行氮气的回收；第二步，则将第一管路和第二管路中的第一切断 阀和第二切断阀同时打开，这样相比于现有技术中的第二步只进行第一管路 气体回收，在本发明公开的气体管路系统中的管路组内的第二管路，其口径 是根据预排气体的体积和排放时间设定的，且第二管路中也没有孔板的限制， 这样更加能够在较短的时间内回收气体，提高了气体的回收率。因此与现有 技术相比该系统可以用较短的时间回收相同量的气体。

基于上述本发明公开的气体管路系统，在具体的实际应用过程中，可以 用于各种气体回收。这里给出一将其应用于轮胎硫化过程中的示例进行具体 的说明。

轮胎的硫化过程是指将成型工程生产的胎胚放到硫化机的模具里面，通 一定时间的蒸汽和氮气，使橡胶的分子结构发生交联变化，制造成有一定物 理和化学性能的轮胎的过程。硫化控制的三要素为：压力、温度和时间，在 轮胎硫化之前，需要一直向胶囊内通入低压蒸汽，目的是为了使轮胎定型。 接着向胶囊内通入高压蒸汽，加热胚胎，使轮胎的分子结构发生变化。

为了保证硫化胶囊内气压的恒定，在进行第一步氮气回收的时候需要一 边回收氮气一边进氮气，同时第一孔板的存在起到了限制回收氮气流速的作 用，其目的是为了排出残留在胶囊内的蒸汽冷凝水，既能将胶囊内的冷凝水 全部排出，还不排出氮气，是最理想的状况，但这种状况几乎不可能达到， 为了方便工艺调整，就在氮气回管路上安装上了孔板，不同工艺对应的孔板 孔径不同，孔板起到限流的作用，既能排出胶囊内残留的蒸汽冷凝水，又能 最少量的排出胶囊内的氮气。

基于上述本发明实施例公开的气体管路系统，如图1所示。

在硫化过程中，进行第一步氮气回收的时候，首先由逻辑控制器发送第 一控制信号至第一切断阀102，第一切断阀102打开，由于蒸汽冷凝在胶囊的 底部产生了部分冷凝水。当第一切断阀102打开后，底部的冷凝水首先顺着 第一管路101流出，此时冷凝水首先经过第一孔板103，接着由于内外气压的 不平衡，硫化胶囊116内部的一部分氮气会从胶囊内部顺着第一管路101流 进预先准备的存储装置内。可以看出，第一步回收氮气的目的不是为了将所 有氮气排除，而是为了将内部大部分冷凝水排尽。

当进行第二步氮气回收的时候，第一切断阀102和第二切断阀105可以 同时接收逻辑控制器发送的第一控制信号和第二控制信号，以打开确保硫化 胶囊116内部的气体全部排尽。第二管路104的口径是根据预排的氮气体积 和排放的时间计算所得。通过大量的实践证实，若要使氮气的回收更迅速， 从而不会影响整个硫化机的效率，就需要将第二管路104的口径设置为预设 值，这样在规定的时间内排掉全部氮气，也不会影响工作效率。同时在满足 回收效率最大的前提下，可以最大化的增大口径，但是一味的追求大口径势 必会增加投资，所以要结合经济收益问题，在节省开支的情况下，对第二管 路104的口径进行设定。

目前，大部分轮胎企业氮气回收量只占氮气产气量的30%到40%左右， 氮气回收完以后，还存在18~19kg/c㎡的氮气在胶囊里。如果利用该气体管路 系统回收氮气，通过合理设置第二管路口径，可在3~5秒内将胶囊内的氮气 压力从18公斤降到2公斤，也就是在最短的时间内回收最大量的氮气，在工 艺时间缩短的情况下提高了氮气回收率。

在实际的工业生产过程中，为了给轮胎更好的定型，需要在第一步氮气 之前首先向硫化胶囊内部充入低压蒸汽，其次要对冷凝后冷凝水进行回收， 以再次利用。

因此，本发明实施例二还公开了一种气体管路系统，如图2所示，除了 包括：

与硫化胶囊116排气口相连、用于回收气体的第一管路101。

设置于第一管路101内部，用于开启或关断第一管路101的第一切断阀 102。

设置于第一管路101内部、用于限制第一管路回收气体流速的第一孔板 103。

与硫化胶囊116相连、用于回收气体的管路组，管路组至少包括内径为 预设值的第二管路104，所述预设值根据预排气体的体积和排放时间设定。

设置于第二管路104内部，用于开启或关断第二管路的第二切断阀105。

还包括：

与硫化胶囊116排气口相连，用于回收蒸气冷凝水的第三管路106。

设置于第三管路106内部、用于开启或关断第三管路的第三切断阀107。

设置于第三管路内部、用于限制第三管路回收蒸气冷凝水流速的第二孔 板108。

由于硫化胶囊116中的蒸汽冷凝水是液态的，氮气处于冷凝水的上方， 在排氮气之前要先排水，第二孔板108的设置是为了使胶囊内部的蒸汽冷凝 水按照一定的流速从第三管路中排出。因为在实际应用中，管路内径较孔板 内径要大很多，如果不加孔板，那么冷凝水和胶囊内的气体一并都会顺着管 路排出，所以，第二孔板的设置是必须的。当第三切断阀接收逻辑控制器在 回收氮气之前发送的第三控制信号，控制第三切断阀打开，使得蒸汽冷凝水 顺着第二孔板和第三管路排出。

在进行过第二步氮气回收之后，硫化胶囊内部还残留着一部分氮气和水， 因此，为了排掉残留的氮气和冷凝水，本发明实施例三还公开了一种气体管 路系统，如图3所示，除了包括：第一管路101、第一切断阀102、第一孔板 103、第二管路104、第二切断阀105、第三管路106、第三切断阀107、第二 孔板108，还包括：

与硫化胶囊116排气口相连，用于进行胶囊排的第四管路109。

设置于第四管路内部、用于开启或关断第四管路的第四切断阀110。

当进行完氮气的回收之后，硫化胶囊内部还残留着氮气和冷凝水，因此 需要进一步对氮气和冷凝水进行回收，这一步在本领域内叫做胶囊排。第四 管路109中的第四切断阀110在回收氮气结束之后，接收逻辑控制器发送的 第四控制信号，并打开，以对残留氮气和冷凝水进行进一步回收。

当第四切断阀打开一段时间后，第四切断阀接收逻辑控制器发送的第九 控制信号并关闭，此时，胶囊排结束。

胶囊排属于由于管路内部和硫化胶囊内部的气压差而自发进行的回收， 而为了保证硫化胶囊内的压力全部泄掉，硫化胶囊内的氮气和冷凝水彻底清 除干净，本发明实施例四还公开了一种气体管路系统，如图4所示，除了包 括：第一管路101、第一切断阀102、第一孔板103、第二管路104、第二切 断阀105、第三管路106、第三切断阀107、第二孔板108，第四管路109，第 四切断阀110，还包括：

与硫化胶囊116排气口相连，用于进行抽真空的第五管路111。

设置于第五管路内部、用于开启或关断第五管路的第五切断阀112。

与硫化胶囊排气口相连的第五管路111中的第五切断阀112接收在进行 完胶囊排之后，接收逻辑控制器发送的第五控制信号并打开，此时第五管路 可与外界动力装置相连，比如抽真空设备，借助于外力对硫化胶囊内部的残 余氮气和冷凝水进行回收，在外力的作用下，使得硫化胶囊内部彻底变为真 空，这样更加方便轮胎的取出。

当进行氮气回收和冷凝水回收的时候，为了保证回收的大部分氮气和冷 凝水的纯度，本发明实施例五还公开了一种气体管路系统，如图5所示，除 了包括：

第一管路101、第一切断阀102、第一孔板103、第二管路104、第二切 断阀105、第三管路106、第三切断阀107、第二孔板108，还包括：

设置于第一管路101中、用于过滤杂质的第一过滤器113。

设置于第二管路104中、用于过滤杂质的第二过滤器114。

设置于第三管路106中、用于过滤杂质的第三过滤器115。

由于在回收氮气和蒸汽冷凝水的时候，气体中可能混有轮胎硫化过程中 的橡胶颗粒，甚至还有其他杂质。因此需要在第一管路、第二管路和第三管 路中设置有过滤器，以过滤相应管路中的杂质，确保回收气体和冷凝水的高 纯度。

本发明还公开了一种气体处理方法，应用于上述气体管路系统中，以实 现高效率的气体回收和利用。

一种气体处理方法，如图6所示，包括以下步骤：

S101、在通入气体过程中，逻辑控制器向第一管路中的第一切断阀发送 第一控制信号，控制第一切断阀打开，由第一管路开始回收气体。

S102、当逻辑控制器向第一切断阀发送第五控制信号时，控制第一切断 阀关闭，并使第一管路停止回收气体。

S103、在停止通入气体后，逻辑控制器同时向第一管路中的第一切断阀 和第二管路中的第二切断阀发送第一控制信号和第二控制信号，控制第一切 断阀和第二切断阀打开，由第一管路和第二管路同时回收气体。

S104、当逻辑控制器同时向第一切断阀和第二切断阀发送第六控制信号 和第七控制信号时，控制第一切断阀和第二切断阀关闭，并使第一管路和第 二管路停止回收气体。

在上述实施例公开的气体处理方法中，在通入气体过程中，逻辑控制器 向第一管路中的第一切断阀发送第一控制信号，控制第一切断阀打开，由第 一管路开始回收气体。控制的过程类似，第一管路停止回收气体。在停止通 入气体后，逻辑控制器同时向第一管路中的第一切断阀和第二管路中的第二 切断阀发送第一控制信号和第二控制信号，控制第一切断阀和第二切断阀打 开，由第一管路和第二管路同时回收气体。控制过程类似，第一管路和第二 管路停止回收气体。由此可以看出，若将该处理气体的方法应用于回收氮气 的管路系统中，在通入氮气的过程中，第一管路会对氮气进行回收，该步骤 与现有技术类似，但是在停止通入气体后，第一管路和第二管路同时对气体 进行回收，该方法可以用较短的时间回收相同量的氮气。第二管路中也没有 孔板的限制，这样更加能够在较短的时间内回收气体，提高了氮气的回收率。

本发明另一实施例还公开了一种气体处理方法，如图7所示，包括以下 步骤：

S105、逻辑控制器向第三管路中的第三切断阀发送第三控制信号，控制 第三切断阀打开，并使第三管路回收蒸气冷凝水。

S106、在预设时间后，逻辑控制器向第三管路中的第三切断阀发送第八 控制信号，控制第三切断阀关闭，并使第三管路停止回收蒸气冷凝水。

S101、在通入气体过程中，逻辑控制器向第一管路中的第一切断阀发送 第一控制信号，控制第一切断阀打开，由第一管路开始回收气体。

S102、当逻辑控制器向第一切断阀发送第五控制信号时，控制第一切断 阀关闭，并使第一管路停止回收气体。

S103、在停止通入气体后，逻辑控制器同时向第一管路中的第一切断阀 和第二管路中的第二切断阀发送第一控制信号和第二控制信号，控制第一切 断阀和第二切断阀打开，由第一管路和第二管路同时回收气体。

S104、当逻辑控制器同时向第一切断阀和第二切断阀发送第六控制信号 和第七控制信号时，控制第一切断阀和第二切断阀关闭，并使第一管路和第 二管路停止回收气体。

本发明另一实施例还公开了一种气体处理方法，如图8所示，除了包括 步骤S105、S106、S101、S102、S103、S104，还包括：

S107、逻辑控制器向第四管路中的第四切断阀发送第四控制信号，控制 第四切断阀打开，并使第四管路进行胶囊排。

S108、在预设时间后，逻辑控制器向第四管路中的第四切断阀发送第九 控制信号，控制第四切断阀关闭，并使第四管路停止所述胶囊排。

S109、逻辑控制器向第五管路中的第五切断阀发送第五控制信号，控制 第五切断阀打开，并使第五管路进行抽真空。

S110、在预设时间后，逻辑控制器向第五管路中的第五切断阀发送第十 控制信号，控制第五切断阀关闭，并使第五管路停止抽真空。

另外，在回收氮气和冷凝水的时候还需要对气体进行除杂，因此需要过 滤所要回收的气体，在实际的生产过程中，可以在相应的管路中设置过滤器， 过滤器可以接收逻辑控制器发送的过滤信号，然后开始工作，也可以是一直 处于工作状态，只要有气体或水从中通过，便开始工作，起过滤作用。

以上三个方法的实施例分别应用于气体管路系统实施例一、实施例二以 及实施例三和实施例四中，具体的操作过程请参见气体管路系统实施例相应 的描述，在此不做赘述。

众所周知，硫化胶囊是轮胎制造过程中的一个部件，而硫化胶囊中的气 体流向是由硫化机控制的。因此，本发明还公开了一种硫化机，以实现高效 率的气体回收和利用。该硫化机包括上述实施例中的气体管路系统和与之相 连的逻辑控制器，逻辑控制器控制气体管路系统中的第一管路和第二管路回 收气体，具体过程请参见气体管路系统实施例相应的描述，在此不做赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都 是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用 本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易 见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下， 在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例， 而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。