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

(中策橡膠集團有限公司，浙江 杭州 310018)

新型硫化機集成式熱工閥組改變傳統單一管道單一閥門設計思路，所有閥門并列安裝在模塊上，利用模塊內部流道構造來替代復雜的單根管路結構，節省管路分布空間；同時消除管道因沖擊、電焊腐蝕等造成泄漏。所有管路分布向集約化、集成化轉變，體現出較高的集成度，使整個空間更節能、更美觀、更集約化，從而提升企業的經濟效益。

硫化機；集成；控制；熱工閥

新型硫化機集成式熱工閥組是一種創新型的硫化介質控制功能性閥組，該閥組具有集成度高、流通能力大的結構設計優勢；介質流道短、保溫效果好的運行節能優勢；空間占有率低、更換維護省時高效的維護便利優勢；該閥組的運用，不僅能夠提升設備運行的穩定性和高效性，而且與當前國家倡導的節能減排形勢相適應，具有普及與推廣的必要性。

1 實施背景

硫化機熱工閥組是硫化機的核心部件，輪胎硫化過程中的三要素（壓力、溫度、時間）均通過熱工閥組實現控制，就氮氣硫化工藝而言，熱工閥組根據硫化步序，控制蒸汽、氮氣進管及回管、主排管等的啟閉時間，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行聯通，實現硫化介質的控制。

現有熱工單體閥門體積較大，均通過焊接管路法蘭連接，焊接點多，法蘭連接點也多。因此，現有熱工閥組劣勢明顯，即：管路系統龐大，泄漏點多，占地空間大，沒有維修空間，閥門形狀不規則，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，受閥門結構限制，現有閥門實際流通能力差，易被異物卡住。

2 新型硫化機集成式熱工閥組

2.1 結構形式介紹

該集成式熱工閥組是將閥門對流體介質的開關（調節）功能設計在閥塊內部，閥塊既兼有工藝流道功能，同時起到閥體的作用。閥門在閥塊外部是氣動執行器，控制閥門的開關（調節）。該方式為插裝式結構，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

針對半鋼輪胎硫化機的氮氣硫化工藝，將集成式熱工閥組分為4組設計，分別為外溫進閥組、外溫回閥組、內溫進閥組、內溫回閥組。

外溫進閥組：對熱板模套蒸汽進管閥門開啟度進行調節，控制飽和蒸汽壓力。

外溫回閥組：對熱板模套蒸汽冷凝水進行排放，采用智能液位疏水形式。

內溫進閥組：對硫化所需的介質如定型氮氣、內溫蒸汽、硫化氮氣進行控制，同時具有主排、抽真空功能。

內溫回閥組：對蒸汽排放、氮氣排放、氮氣回收進行控制，同時具有主排、抽真空功能。

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

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構，所以閥塊既兼有工藝流道功能，同時起到閥體的作用，極大地縮小了安裝空間，傳統型閥組占地空間為6.5 m2，集成式熱工閥組占地為1.5 m2，僅為傳統型的1/5。如圖4為傳統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

現有切斷閥密封面在下口，閥芯向下運動，閥門開啟，縮徑的閥芯始終在流通口內，有異物通過時，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，閥芯向上運動，閥門開啟，閥口被完全打開，流通能力強。

以DN25通徑閥為例，現有切斷閥完全開啟時，最小截 面 積S1=10×10×3.14-6×6×3.14 mm2≈200 mm2，DN25閥門執行器完全開啟時，最小截面積S2=11×11×3.14 mm2≈380 mm2，K=S2/S1=1.9，實際通徑是現有DN25切斷閥的1.9倍，優勢是能快速地對膠囊進行充壓，而且流道短，介質損失少。

圖4 傳統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

傳統型閥組更換閥門時，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，只需擰開一個螺紋，就可以將閥門執行器連同閥芯從閥塊內取出，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保溫罩形式，上保溫罩可以活動，上下保溫罩將整個集成閥組密閉保溫，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。同時連接閥組的管路采用不同外表顏色的保溫套管，用來區分管路內的介質，如圖5。

2.7 焊接點少，密封點少，泄漏點少

圖5 保溫罩形式

集成閥組工藝流道均在閥塊內完成，閥塊采用鍛件整體加工，并做鍍鎳處理，防銹能力強，同時閥塊內流道與流道之間最小壁厚在15 mm以上，遠遠大于標準碳鋼管3～4 mm的厚度，耐銹蝕時間長，連接閥塊外部的管路均采用不銹鋼管路，不會銹蝕。這樣可以極大地降低因為管路泄漏而引起的能源浪費和設備故障。

2.8 節能效果預測

傳統型管路蒸汽消耗各項所占的比重如圖6所示。集成式熱工閥組相對于傳統型管路節約的百分比如圖7所示。

圖6 傳統型管路蒸汽消耗各項占比

消耗差值計算：

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

相對于傳統型管路，集成式熱工閥組可將蒸汽總能耗降低16%。

3 節能效果分析

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，不僅達到縮短流道路徑、減少流道體積、降低硫化介質使用量的節約能耗目的，而且在減少工藝流道連接點的情況下，能夠實現更大化的密封性能。

圖7 集成式熱工閥組相對于傳統型管路節約占比

測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切斷閥并聯控制通斷，切斷閥1后裝有3 mm節流孔，切斷閥2后裝有8 mm節流孔。切斷閥1用作正常疏水功能，切斷閥2用作冷模預熱和緊急升溫用。

通過對定時疏水和液位疏水試驗對比發現，在7 min內排出的冷凝水和蒸汽的總量兩者相差1.07 kg，該1.07 kg的量也是蒸汽供給側多消耗的1.07 kg蒸汽。這僅僅是 7 min相差的差值，按一天 24 h運行計算，一天疏水差異，定時疏水就要多消耗蒸汽量T定時多耗=24×60/7×1.07 kg=220 kg。

4 結束語

新型集成式熱工閥組具有泄漏點少、密封性能好、集成度高、介質流道短、保溫性強、閥門維修便利、閥門流通能力強等優勢，是一種綠色、節能、環保的功能性熱工閥組。在企業轉型升級，提質降耗，質量優先，加強環保、精益化生產的市場環境下，該集成閥組所具有的性能優勢適應經濟新形勢，具有廣泛的推廣應用前景。

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，高級工程師，長期從事設備管理工作。

2016-08-25