Вулканизация

     Специальные блокирующие устройства, которыми снабжаются автоклав-прессы, обеспечивают безопасность работы на них.

     Процесс вулканизации в автоклав-прессах  производят следующим образом. На стол автоклав-пресса устанавливают первую форму, стол опускают на величину высоты формы, устанав- ливают вторую форму, снова опускают стол и устанавливают третью форму, и т. д. до полной загрузки пресс-автоклава. На наружной поверхности верхней половины вулканизационных форм имеются канавки для пара, обеспечивающие равномерный прогрев форм со всех сторон. По окончании загрузки автоклав-пресс закрывают.

     После закрывания крышки в рабочий цилиндр  подают сначала воду низкого давления, а затем воду высокого давления. В корпус пресс-автоклава впускают пар и проводят вулканизацию по установленному режиму. Избыточное давление пара обычно колеблется в пределах 3—5 ат. Продолжительность вулканизации в зависимости от размера изделий и рецептуры резины составляет в среднем от 30 до 120 мин.

     По  окончании вулканизации выпускают  пар из автоклава и затем воду из гидравлического рабочего цилиндра. После этого открывают крышку автоклава и перезаряжают автоклав и формы.

     Пресс-автоклавы  располагают в ряд, для транспортирования  форм вдоль фронта автоклавов устанавливают пластинчатые или роликовые транспортеры, около которых размещаются рабочие места для разборки форм. Управление гидравлической системой во время перезарядки осуществляют вручную при помощи обычного дистрибутора или трехклапанного дистрибутора с пневматическим управлением.

     Современные автоклавы снабжены приборами автоматического  контроля и регулирования процесса, обеспечивающими автоматизацию операций процесса вулканизации и автоматическое регулирование температуры вулканизации. При этом после загрузки автоклава и закрывания его крышкой с помощью переключателя переходят с ручного управления гидравлической системой на автоматическое и включают командный электропневматический прибор КЭП-12у.

     Рис. 4. Пресс-автоклав со съемной крышкой: 1 — гидравлический цилиндр; 2 — плунжер; 3 — станина; 4 — днище; 5 — подвижной стол; 6 — колонна.7 — гидравлическая распределительная коробка; 8 — байонетное кольцо; 9 — предохранитель; 10 — крышка; 11 — верхняя траверса; 12 — корпус.

     ВУЛКАНИЗАЦИЯ  В ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ВУЛКАНИЗАТОРАХ

     Индивидуальные вулканизаторы получили широкое распространение в шинной промышленности для вулканизации покрышек, камер и ободных лент, т. е. изделий сравнительно больших размеров. Каждый из индивидуальных вулканизаторов рассчитан на вулканизацию определенного типа изделий.

     На  рис. 5 приводится устройство двухформового вулканизатора для вулканизации покрышек.

     Отличительной особенностью вулканизации в индивидуальных вулканизаторах, применяемых в шинной промышленности, является следующее: 1) возможность быстрой перезарядки, которая не обеспечивается при вулканизации в пресс-автоклавах; 2) более однородная степень вулканизации резиновых изделий при быстрой перезарядке и более равномерном прогреве; 3) упрощение автоматизации; 4) облегчение перезарядки в связи с применением закрепленных форм.

     ВУЛКАНИЗАЦИЯ   НА   МАШИНАХ   И   АППАРАТАХ   НЕПРЕРЫВНОГО ДЕЙСТВИЯ

     Вулканизационные  машины и аппараты непрерывного действия обладают рядом важных преимуществ: 1) они отличаются высокой производительностью; 2) при их применении понижаются затраты различных видов энергии: пара, электроэнергии;

     Рис.   5.   Двухформовый вулканизатор с механическим приводом для вулканизации покрышек:

     1— основание   пресса;    2 — форма;    3 — механизм для   поджима   формы;    4 — траверсы;   .5  — рычаги для закрывания   пресса;    6 — мотор с  редуктором;    7 — штанга для  выемки   покрышки   из нижней   половины   формы (штанга  служит также аварийным выключателем).

     3) повышается качество резиновых изделий; 4) обеспечивается постоянство температурного режима; 5) при применении машин и аппаратов непрерывной вулканизации облегчается организация поточных линий в производстве различных изделий; 6) сокращаются производственные площади, необходимые для осуществления выпуска продукции в заданном объеме.

     Для непрерывной вулканизации в настоящее  время применяют различное оборудование:

1. непрерывнодействующие вулканизационные камеры и   ап 
   параты шахтного или тоннельного типа для   открытой  вулкани 
   зации при атмосферном давлении и для вулканизации в формах;
2. барабанные   вулканизаторы  для   непрерывной   вулканиза 
   ции   под  давлением;
3. непрерывнодействующие  вулканизационные   прессы   кару 
   сельного типа для вулканизации   резиновых изделий   в формах, 
   (рассмотрены ранее).

     Непрерывнодействующие камгры и аппараты для вулканизации при атмосферном давлении применяют для вулканизации тонких прорезиненных тканей, хирургических перчаток, штампованной резиновой обуви. Конструкция и размеры камер и аппаратов бывают разные. Как правило, во всех этих аппаратах вулканизуемые изделия тем или иным путем проходят через зону вулканизации, в которой поддерживается необходимая температура горячего воздуха. Чем больше длина пути, который проделывает изделие при своем движении через камеру, и чем меньше скорость этого движения, тем больше продолжительность вулканизации. Практически изменение продолжительности вулканизации изделий достигается изменением скорости движение изделия внутри камеры или аппарата.

     По  принципу устройства эти машины и  аппараты напоминают устройство сушилок. Нагревание воздуха в них производят с помощью паровых или электрических калориферов. Циркуляция воздуха внутри аппарата обеспечивает равномерное и более быстрое нагревание воздуха и дает возможность поддерживать более равномерную температуру.

     Так как в процессе вулканизации в  воздухе накапливаются газообразные и летучие продукты вулканизации, для уменьшения их распространения в окружающую среду часть воздуха непрерывно удаляют из камеры и заменяют свежим.

     Вулканизация  при атмосферном давлении может привести к образованию пор в резине. Но при вулканизации прорезиненных тканей, несущих тонкий слой резины, образующиеся при испарении влаги пары достаточно легко диффундируют через тонкую пленку резины и не вызывают образования пор.

     При изготовлении тонких хирургических перчаток из латекса методом ионного отложения перед вулканизацией перчатки сушат; обе эти операции последовательно производят в аппаратах для непрерывной сушки и вулканизации. И в этом случае образование пузырей предотвращается подбором соответствующих температур и скорости сушки и вулканизации, а также благодаря наличию тонкого слоя.

     В последнее время непрерывнодействующие  аппараты стали применять для вулканизации лакированной штампованной резиновой обуви при атмосферном давлении. Понижение содержания влаги в резиновых смесях достигается дополнительной обработкой резиновых смесей на червячном фильтр прессе (стрейнере) или путем введения в них водопоглощающих добавок в виде окиси кальция, молотой извести или окиси сурьмы. В дальнейшем предполагается использование специальных двухстадийных червячных прессов с вакуум-отсосом (вакуум-шприц-машин), спроектированных «Химаппаратпроектом».

     Рис. 6. Роликовая камера для непрерывной вулканизации.

     На  рис. 6 приводится схема устройства роликовой камеры для непрерывной вулканизации прорезиненной ткани. Камера подразделяется на три зоны. Первая зона камеры служит для нагревания ткани до температуры вулканизации, вторая зона — для вулканизации и третья зона — для охлаждения вулканизованной ткани путем обдувки холодным воздухом. Охлаждение ткани предупреждает перевулканизацию ее после закатки в рулоны. Скорость движения ткани в камерах непрерывного действия 6—12 м/мин. Продолжительность вулканизации зависит от условий процесса, рецептуры смеси и составляет от 15 до 30 мин. Общее время пребывания ткани во всех зонах камеры 30—60 'мин.

     В настоящее время на заводе «Каучук» введен в действие агрегат для высокотемпературной вулканизации прорезиненных тканей инфракрасными лучами (рис. 7).

     Благодаря значительной проникающей способности  инфракрасных лучей создаются условия для прогрева ткани по всей толщине. От этого примерно вдвое сокращается продолжительность вулканизации и улучшается качество продукции. Оптимальные свойства прорезиненных тканей достигаются в зависимости от конструкции и общего калибра ткани за 10—40 сек при скорости прохождения ткани от 7,5 до 30 м/мин при температуре вулканизации 180—200 '"С. При продолжительности вулканизации 20 сек производительность такого агрегата составляет 27 000 м ткани в сутки.

Рис.   7.  Агрегат для   непрерывной вулканизации  прорезиненных   тканей инфракрасными лучами:

     1 — раскаточное устройство;   2 — узел сшивки тканей;   3 — компенсатор; 4 — вулканизационная   камера;   5 — закаточное   устройство;   б — пульт  управления.

     Рис.   8.   Принципиальная   схема   аппарата   тоннельного "типа для непрерывной вулканизации   в   среде   горячего   воздуха:

     1 — камера распределения воздуха; 2 — нижняя часть трубчатого тоннеля; 3 —верхняя часть трубчатого тоннеля; 4 — дроссельная заслонка; 5 — лепестковые диафрагмы; 6 — кольцевые камеры гашения скорости и возврата воздуха; 7 — воздуховод; в — вентилятор; 9 — калорифер; 10 — поворотная станция; II. — приводная станция; 12 — тяговая цепь.

     Для вулканизации массивных изделий  и изделий с внутренней полостью применяют непрерывно действующие вулканизационные аппараты тоннельного типа. На рис. 8 приводится схема устройства такого аппарата. Аппарат имеет два одинаковых трубчатых тоннеля, расположенных один над другим. Внутри тоннелей по направляющим проходит цепной транспортер с закрепленными на нем формами. С помощью приводной станции, расположенной вне тоннелей, бесконечный цепной транспортер может двигаться с заданной скоростью (0,45—1,75 м/мин), проходя сначала через верхний, а затем через нижний тоннель. Нагревание воздуха производят с помощью калориферов с паровым или электрическим обогревом, если вулканизацию необходимо вести при температуре 180—220 °С. Постоянство температуры горячего воздуха поддерживается с помощью регулятора температуры ТГ-610 и мембранного исполнительного механизма (МИМ). Для вулканизации применяют формы, снабженные замковыми устройствами, предотвращающими открывание форм. Формы с заготовками изделий устанавливают в держатели тяговой цепи аппарата. По окончании вулканизации формы по мере выхода -из аппарата снимают с тяговой цепи транспортера и производят перезарядку, после чего формы снова устанавливают на тяговую цепь аппарата. Применяют также аппараты с закрепленными формами. Таким способом производят вулканизацию мячей, полых резиновых игрушек и других изделий с внутренней полостью. 

     ВУЛКАНИЗАЦИЯ  НА БАРАБАННЫХ ВУЛКАНИЗАТОРАХ НЕПРЕРЫВНОГО   ДЕЙСТВИЯ

     Барабанные  вулканизаторы, применяемые для  вулканизации технической пластины, ковриков и других изделий в виде пластин, ^контактным методом, имеют горизонтальный барабан диаметром от 500 до 1500 мм и длиной от 1250 до 2000 мм, обогреваемый паром давлением 5—6 кг/см или с помощью электричества. К поверхности барабана плотно прижимается бесконечная стальная лента, огибая примерно ³/₄ окружности барабана. Бесконечная «стальная лента охватывает также поверхность верхнего и нижнего прижимных валов и натяжного барабана, как показано на рис. 9.

     Ткань после раскатки подается между поверхностью вулканизационного барабана и стальной лентой и прессуется под действием давления, создаваемого стальной лентой. Давление ленты возникает благодаря сильному натяжению ее с помощью натяжного барабана, подшипники которого связаны со штоком гидравлического цилиндра и могут перемещаться в горизонтальном направлении. Огибая горячую поверхность барабана под давлением, ткань (или техническая пластина) подвергается вулканизации. Давление ленты обеспечивает прессование изделия и предотвращает   образование   пор.

     При   выпуске   изделий,   имеющих   на   поверхности   рисунок, поверхность барабана вулканизатора подвергается  гравировке.

     Рис. 9. Барабанный вулканизатор с приводом от электромотора с регулируемым числом оборотов:

     а—общий вид; б—схема устройства; 1—электромотор; 2—редуктор; 3—фундаментная плита под электромотор и редуктор: 4—нижний прижимной вал: 5- барабан с паровым обогревом; б—верхний прижимной вал; 7—большая приводная шестерня; 8—гидравлический цилиндр для перемещения подшипника натяжного барабана: 9—боковины корпуса машины; 10—подшипник нятяжного барабана;11—закаточный валик с вулканизованным материалом: 12—привод закаточного валика;13—раскаточная стойка с рулонами невулканизованного материала; 14—закаточный валик с прокладочным полотном;15—стальная плита;16—натяжной барабан; 17—хлопчатобумажная прорезиненная лента; 18—дублировочные валики; 19- рулоны с невулканизованными материалами; 20—раскаточный валик с прокладочным полотном.

     Наиболее  простой рисунок обеспечивается нарезкой канавок, расположенных вдоль окружности барабана. Скорость вулканизации зависит от температуры вулканизации и толщины изделия. Температура поверхности барабанов бывает в пределах от 140 до 180—200 °С. Регулирование скорости вращения барабана и тем самым продолжительности вулканизации производится с помощью вариатора скорости или электродвигателя с регулируемым числом оборотов от 2 до 20 м/мин в зависимости от условий вулканизации.