一种多区域加热的轮胎硫化机热板电磁加热装置，包括热板装置和加热控制装置，所述热板装置包括热板和基板，热板安装在基板上，基板内设置有以同心圆分布的电磁感应线圈，基板内在每段电磁感应线圈对应的区域设置有磁条，热板内设置有温度传感器；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，基板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。本发明专利技术中基板内的每段电磁感应线圈分别由一个电磁加热控制器单独控制，温度控制方案为各组线圈单独控制热板不同直径区域的加热，可实现热板的区域加热功能，以满足不同尺寸轮胎的硫化。以满足不同尺寸轮胎的硫化。以满足不同尺寸轮胎的硫化。
【技术实现步骤摘要】
一种多区域加热的轮胎硫化机热板电磁加热装置
[0001]本专利技术涉及一种用于对轮胎硫化机的热板进行加热的装置，属于轮胎硫化机热板加热
技术介绍
[0002]热板作为轮胎硫化机的外模具，安装在活络模的顶端和底部，分为上热板和下热板，其作用是对模具中轮胎的胎侧进行加热硫化。当前，普遍采用蒸汽/氮气的硫化工艺对轮胎进行硫化，该工艺向内外模具中通入高温蒸汽对其进行加热，通过热传导作用使胎坯升温硫化。如图1所示，传统硫化工艺中的热板结构比较复杂，由板体、挡板、内外环等焊接组合而成，热板上带有模具定位孔1和吊装孔3。板体内部有多个圆形通道，这些圆形通道与挡板、内外环共同组成热板完整的蒸汽通道2。高温蒸汽通过热板连接板的接口通入曲折复杂的蒸汽管道然后从出口流出。该加热方式通过管路循环不断通入高温蒸汽对热板进行加热和保温，但该循环过程热传导的效率较低，大部分热量在蒸汽循环过程中耗散在输送管路上，加热效率低，能源浪费严重。另外，热板的蒸汽通道加工复杂，制造成本高，且长时间的蒸汽流通会造成蒸汽通道的腐蚀，增加清理和维护成本。
[0003]电磁感应加热通过变频技术产生振荡涡流发热，具有升温速度快、能耗低、非接触等优点，该技术应用在轮胎硫化外模具上，能够节省大量能源，具有广阔的市场前景。但目前用于轮胎硫化机热板的电磁加热技术还不够成熟，存在模具不匹配、温控成本高、使用寿命短等问题。
[0004]中国专利文献CN103538188A提出的一种轮胎硫化外模具电磁感应加热装置，由上下侧板加热单元及中套加热单元组成，其中上侧板开有环形凹槽，垫板铺设于环形凹槽内，盘状电磁线圈置于垫板上，盘状电磁线圈上部为线圈盖板。该设计方案线圈加热区域有限，不能实现热板的区域加热功能，且没有考虑线圈长时间工作下的散热问题。
[0005]CN110103372A提出一种轮胎硫化机用电磁感应式加热板，采用盘式线圈布局模式和封闭式高频导磁条结构增加涡流加热效率和感应加热面积。该线圈布置方式保留了原有模具定位孔的布局，无需过多结构改动，但多个线圈盘加热增加了温控成本和难度，且热板内绕线布局较复杂。
[0006]因此，如何针对硫化机热板电磁感应加热装置进行合理有效且可靠的改进，是该领域需要重点解决的问题。
技术实现思路
[0007]本专利技术针对现有轮胎硫化机热板电磁感应加热技术存在的问题与不足，提出一种安全可靠、可实现多区域加热的硫化机热板电磁加热装置。该装置基于电磁感应原理和涡流生热效应，利用多段同心圆线圈并联绕线方式，通过不同直径线圈的组合控制实现热板的整体和区域加热，提高硫化机热板的模具适用性。
[0008]为解决其技术问题，本专利技术的多区域加热的轮胎硫化机热板电磁加热装置所采用
的技术方案如下：
[0009]该热板电磁加热装置，包括热板装置和加热控制装置；
[0010]所述热板装置包括热板、电磁感应线圈、温度传感器、磁条和基板，热板安装在基板上，基板内设置有以同心圆分布的电磁感应线圈，基板内在每段电磁感应线圈对应的区域设置有磁条，热板内设置有温度传感器；
[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，基板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，通过接收热板中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，实现热板温度调节；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]本专利技术中基板内的每段电磁感应线圈分别由一个电磁加热控制器单独控制，温度控制方案为各组线圈单独控制热板不同直径区域的加热，可实现热板的区域加热功能，以满足不同尺寸轮胎的硫化。
[0013]进一步地：
[0014]所述热板为实心板。所述热板厚度为20～30mm，便于提高加热效率和温度均匀性。
[0015]所述温度传感器安装在基板上，所述热板的侧面开设有容纳所述温度传感器的测温通道，所述测温通道的深度依据加热线圈的径向距离设置。
[0016]所述热板与基板之间设置有隔热板。以避免感应线圈和热板直接接触而造成线圈过早老化破损漏电，进而影响加热质量，同时还能防止感应线圈长时间工作产生的热量影响热板温度场，减少热板靠近基板一侧的热量损失。
[0017]所述基板内开设有同心圆分布的环形凹槽，所述电磁感应线圈置于环形凹槽内。所述环形凹槽从内到外设置2～4层，对应地电磁感应线圈设置有2
‑
4段。环形凹槽的具体数量和径向宽度根据热板加热控制要求设置。所述环形凹槽设置在基板内沿径向设置的模具定位孔的间隔处。所述环形凹槽内沿周向均匀开设放置磁条的矩形槽。
[0018]所述基板上设置有绕线孔，基板的底面设置有走线槽。
[0019]所述基板上开设有散热通孔(在环形凹槽内)，在基板底面开设有散热槽。所述散热通孔在环形线圈凹槽内沿周向均匀分布。所述散热槽包含环形槽和径向槽，环形槽与容纳电磁感应线圈的环形凹槽的位置和数量相对应，环形槽的宽度与散热通孔直径一致。所述径向槽沿周向均匀分布，每个径向槽的周向位置与散热通孔对应，且宽度与散热通孔直径一致。这些散热槽(环形槽和径向槽)将每段线圈槽上的散热孔连通起来，便于空气从基板侧面流入线圈散热通道内，实现线圈散热。
[0020]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，产生变化的交变磁场，热板处在交变磁场中切割磁力线发热。
[0021]本专利技术基于电磁感应加热原理，采用基板开槽绕线圈，上面覆盖热板的方案，配合相应的加热控制装置，实现热板的整体和区域硫化加热，具有加热效率高、温度可控、节省能源等优点。本专利技术的特点如下：
[0022]1.采用电磁感应加热方式，通过电磁线圈和热板涡流直接加热，功率密度大，加热
温度高，使用寿命长，且线圈与热板无接触，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。
[0023]2.采用耐高温树脂基材料制作基板，用于绕制电磁线圈，并且在基板开设合理的散热通道，能够增加线圈工作时的散热性能，提高装置的可靠性。
[0024]3.在基板上绕制多组同心圆线圈，每段线圈由单独的加热控制器进行控制，可实现热板的多区域加热，通过编程控制不同加热控制器的启停与功率输出，进而控制不同线圈的工作，实现热板不同直径区域的加热功能，提高模具适用性。
[0025]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和实验验证所得，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
[0026]图1是传统硫化工艺中轮胎硫化机热板的平面结构示意图。
[0027]图2是本专利技术中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种多区域加热的轮胎硫化机热板电磁加热装置，其特征是：包括热板装置和加热控制装置；所述热板装置包括热板、电磁感应线圈、温度传感器、磁条和基板，热板安装在基板上，基板内设置有以同心圆分布的电磁感应线圈，基板内在每段电磁感应线圈对应的区域设置有磁条，热板内设置有温度传感器；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，基板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，通过接收安装在热板上的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，实现热板温度调节；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所述的多区域加热的轮胎硫化机热板电磁加热装置，其特征是，所述热板为实心板，厚度为20～30mm。3.根据权利要求1所述的多区域加热的轮胎硫化机热板电磁加热装置，其特征是，所述温度传感器安装在基板上，所述热板的侧面开设有容纳所述温度传感器的测温通道。4.根据权利要求1所述的多区域加热的轮胎硫化机热板电磁加热装置，其特征是，所述热板与基板之间设置有隔热板。5.根据权利要求1所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈颂英，吕伟，樊若男，魏雪松，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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