Тема 21.Вулканизация в котлах

Вулканизационный котел представляет собой цилиндрический аппарат стальной конструкции, основными узлами которого являются корпус, днище и крышка. Они бывают в горизонтальном и вертикальном исполнении; преимущественно распространены горизонтальные вулканизационные котлы, позволяющие механизировать загрузку и выгрузку наиболее рациональным способом. Корпус котла 1 из листовой стали марки Ст.З соединен с днищем 8 выпуклой формы при помощи сварки.

Рис 40- Вулканизационный котел: 1 — корпус; 2 — байонетное кольцо крышки; 3 — ось; 4 — крышка; 5 — байонетное кольцо корпуса; 6 — прокладка; 7 — парораспределительная труба; 8 — днище; 9 — шестерня- 10 — зубчатый сектор; 11 — тележка; 12 — опоры; 13 — рельсы; 14 — кронштейн.

Крышка котла 4 своей осью 3 смонтирована на кронштейне 14 и может обеспечить замыкание рабочего пространства, соединяясь с корпусом посредством байонетного затвора. Байонетный затвор состоит из зубчатого кольца 5, приваренного к корпусу 1, и кольца 2 являющегося элементом крышки. При закрывании котла крышка 4 с помощью шестерни 9 и зубчатого сектора 10 поворачивается вокруг оси 3. При этом зубья кольца 2, вошедшие при закрывании котла во впадины байонетного кольца 5, входят в зацепление с зубьями байонетного кольца 2 корпуса, обеспечивая надежное соединение крышки с корпусом. Герметичность этого соединения достигается с помощью резиновой прокладки 6, заправленной в кольцевую выточку кольца 5. Подача греющего пара во внутреннюю полость вулканизационного котла производится с помощью парораспределительной трубы 7. Резиновые изделия, подлежащие вулканизации, укладываются на тележку 11, которая закатывается в котел по рельсам 13, смонтированным на нижней части корпуса 1.

 

Сам корпус имеет несколько опор 12, посредством которых крепится на фундаменте. При этом одна опора крепится к фундаменту неподвижно, а другая опирается на катки и может смещаться при удлинении котла вследствие его нагрева. Вулканизационные котлы бывают без паровой рубашки и с паровой рубашкой. В котлах первого типа греющий пар подается непосредственно во внутреннюю полость аппарата, как в вышеописанной конструкции, и такой обогрев иногда называют обогревом острым паром. Если котел снабжен паровой рубашкой, то пар подается в нее, и такой обогрев называют обогревом глухим паром; сама вулканизация изделий производится в этом случае в воздушной среде. Для вулканизации эбонитовых изделий котлы изготавливаются из нержавеющей стали.

Типы вулканизационных котлов регламентируются ГОСТом 14106—69. Котлы выпускаются в основном на давление 0,6 МПа, а некоторые на давление 1,0 и 1,25 МПа. Внутренний диаметр котлов: 800; 1100; 1500; 2000; 2200; 2800 и 3600 мм. Длина котлов — от 0,9 до 22 м.

Согласно этим «Правилам», представители Инспекции дают разрешение на эксплуатацию вулканизационного котла после монтажа, проводят периодические осмотры и испытания. На каждый котел ведется шнуровая книга, в которую заносятся все результаты осмотров и испытаний. Без разрешения инспектора Госгортехнадзора работа котлов запрещается. Для обеспечения безопасной работы котлы оснащаются предохранительными устройствами, исключающими возможность открытия крышки котла в том случае, если в нем есть избыточное давление. Кроме того, на котлах устанавливаются предохранительные клапаны, сбрасывающие давление во внутренней полости котла, если оно по каким-либо причинам превысило допустимое. Управление процессом вулканизации, с момента закрытия крышки и до окончания цикла, как правило, осуществляется автоматически с помощью командных электропневматических приборов типа КЭП.

Вопросы для закрепления знаний

1. Устройство вулканизационного котла?

2. Принцип работы вулканизационного котла?

3. Глухой и острый пар?

Тема 22. Установка для вулканизации изделий в среде горячего воздуха.

Вулканизация на ро­тационных машинах.

На ротационных и барабанных машинах осуществляют непрерывную вулканизацию лент, пла­стин, ковров, ремней. Вулканизация проходит за счет нагретого барабана и дополнительного нагревания через прессующую ленту (рис. 4). Изделие поступает в зазор между поверхностями бара­бана 1 и ленты 5. По мере движения изделие нагревается и вулка­низуется. С целью интенсификации нагревания изделия через ленту на новых вулканизаторах устанавливают инфракрасные из­лучатели 8.

Рис.41- Схема барабанного вулканизатора с одной (а) и с двумя (б) лентами: 1 — обогреваемый барабан; 2,6— прессую­щие барабаны; 3 — изделие; 4 — натяжной барабан; 5, 7 — ленты; 8 — инфракрасный излучатель.

Вулканизатор с двумя лентами и двумя обогреваемыми бара­банами значительно производительнее. Вулканизуемый материал поступает в зазор между барабаном, лентой и нижним прижимным валком, огибает вместе с лентой барабан, проходит к зазору между барабаном и верхним валком и затем направляется в приемно-закаточное устройство. Для повышения температуры вулкани­зации по дуге вулканизационной зоны барабана расположены нагревательные элементы.

Новые конструкции барабанных вулканизаторов снабжены зоной довулканизации, расположенной между верхним и задним валками. В этом случае в вулканизационной зоне осущест­вляется подвулканизация изделия под давлением стальной ленты, а завершается вулканизация в зоне довулканизации уже без давления.

 

Установка для вулканизации изделий в среде горячего воздуха. Вулканизация изделий в псевдоожиженном слое и расплаве солей

 

Вулканизация в расплавах солей.

Вулка­низацию проводят в ваннах, где в качестве теплоносителя исполь­зуют расплавы солей. Аппаратурное оформление способа простое. Процесс вулканизации ведут при высоких температурах (250 °С и выше).. Наиболее распространенным теплоносителем яв­ляется сплав солей следующего состава: 54% KNO₃, 7% NaNO₃ и 40% NaNO₂.

Технологический процесс осуществляется в следующем по­рядке: шприцованный профиль от шприц-машины с вакуум- отсосом поступает на приемный транспортер, который подает его в вулканизатор. В ванне вулканизатора профиль попадает под ленточный транспортер, который погружает профиль в расплав солей. Пройдя ванну, профиль вулканизуется и, выходя из нее, поступает в устройство для отмывки от солей водой. Далее очищен­ный профиль поступает на охлаждение и сушку.

Процесс этот эффективен, и его применяют для изготовления шприцованных изделий и губки.

Такого же типа установки используют для вулканизации рукавов низкого давления.

Недостатком данного способа вулканизации являются:

- относительно высокая темпе­ратура плавления теплоносителя (около 143 °С), -необходимость удаления избытка соли с поверхности изделия и применение погружных транспортеров, что связано со значительной разницей между плотностью теплоносителя и резины.

Вулканизация в псевдоожиженном с л о е.

Рис. 42- Схема линии вулканизации в псевдоожиженном слое 1-питатель; 2- шприц-машина; 3-приемный транспортер; 4-машина для опудривания; 5-отборочный транспортер; 6-вулканизатор; 7-устройство для охлаждения; 8-станок для резки; 9-контроль; 10- комплектовка; 11-зазодувка; 12-склад вспомогательных материалов

При этом способе камера содержит слой нагретых псевдоожиженных частиц, через который можно легко пропускать шприцован­ные резиновые заготовки непрерывным способом. Слой пескообразного материала (стеклянные шарики, называемые «баллотини») подвергается электрообогреву, а псевдоожижение производится пропусканием через этот слой воздуха или перегретого пара. Рабочие температуры достигают 240 °С, что обеспечивает очень короткий вулканизационный цикл.

В псевдоожиженном слое лучше всего вулканизовать полые профили. Время вулканизации профилей составляет 2—10 мин.

Катушка с резиновой лентой со склада резиновых смесей поступает к шприц-машине холодного питания с устройством автоматического питания и устанавливается на питателе. Питание пресса осуществляется холодной резиновой смесью.

Резиновую смесь шприцуют через шайбы с профилирующими отверстиями соответствующей конфигурации. Шприцевание ре­зиновой смеси на основе наирита проводят при следующих тем­пературах: I зона 60—70; II зона 70—80; головка шприц-машины 55—60 °С.

Частота вращения червяка должна обеспечить постоянную скорость шприцевания синхронно с вулканизатором.

Непосредственно из шприц-машины профиль поступает на приемный пластинчатый цепной транспортер, расположенный под углом 20° к горизонтали. Шприцованный профиль подвергают антиадгезионной обра­ботке тальковой суспензией при температуре последней 70 ± 5 °С. Профиль, обработанный тальковой суспензией, обдувают горячим воздухом из установки. Температура воздуха в этом случае 200—210 °С, скорость воздуха для сушки профиля — не менее 3,0 м/с.

Профиль поступает на отборочный транспортер, который кон­структивно аналогичен приемному; работают они синхронно.

 

Опудренный профиль вручную заправляют в зажим и затем протаскивают через вулканизационную камеру. При подходе профиля к выходу из вулканизатора подается звуко­вой предупредительный сигнал. Профиль освобождают от зажима и заправляют в отборочное устройство, при помощи которого происходит последующее протаскивание его через вулканизатор.

Температура вулканизации губчатых профилей из резиновой смеси на основе наирита следующая: I зона — 200± 3; II—V зоны — 230 ± 3 °С.

Время вулканизации в зависимости от конфигурации изделия 1,6—3,0 мин. При этом скорость движения отборочного транс­портера равна 8—10 м/мин. Свулканизованный профиль, выходя из вулканизационной ванны,_; охлаждается воздухом и очищается от теплоносителя вращающимися щетками в специальной закры­той камере. Температура изделия после охлаждения не должна превышать 60 °С. Очищенный от теплоносителя и охлажденный профиль подают на станок для резки, где его режут по заданным длинам. Затем он поступает на контроль и упаковку.

Вопросы для закрепления знаний

1. Вулканизация на ротационной машине?

2. Вулканизация в расплаве солей?

3. Вулканизация в кипящем слое?