秦玉成

(上海精元机械有限公司 ，上海 201702)

摘要 ：硫化机热工管道由各种执行元件组成，这些执行元件包括切断阀、薄膜调节阀、疏水阀组等，通过这些阀门的通断，实现蒸汽、氮气的进出，从而达到硫化工艺对所需介质的压力、温度、时间的要求。了解和掌握阀门的结构、特性，才能进行合理的选型与应用。

关键词 ：切断阀 ；薄膜调节阀 ；疏水阀 ；集成阀

硫化机是汽车轮胎加工制造的末道工序，其中热工管路是硫化机的重要组成部分。这些管路控制硫化介质进入胶囊、蒸汽室（热板和模套），实现抽真空控制、定型控制、胶囊内压控制以及蒸汽室温度控制的动作，管路中的执行元件主要有切断阀、薄膜调节阀、平衡阀、疏水阀、止回阀、截止阀等阀门。它的关键元件是切断阀、薄膜调节阀、疏水阀组等，切断阀主要用于内温控制，薄膜调节阀主要用于外温控制，疏水阀组主要用于外温冷凝水排放。

1 切断阀结构及特性

切断阀是切断或接通输送管道上流动的介质（蒸汽、氮气、动力水等），达到系统对压力、温度、流量等硫化工艺所需参数的要求。它的动作只有开启与关闭，即通与断。

切断阀根据功能可分为常开和常闭两种形式。常开阀是指没有信号压力（即信号源的压力等于零）时，由于弹簧自身的（单作用仅有）的弹缩预紧力，使阀芯的初使状态在打开状态，即阀门的初使状态为开启。

当执行机构收到信号源的气源压力后，弹簧受压，推杆带动阀芯移动到极限位置，使阀门完全闭合。常闭阀是指没有信号压力（即信号源的压力等于零）时，由于弹簧自身的（单作用仅有）的弹缩预紧力，使阀芯的初使状态在关闭状态，即阀门的初使状态为闭合。

当执行机构收到信号源的气源压力后，弹簧受压，推杆带动阀芯向下移动到极限位置，使阀门完全开启。切断阀的主要结构有两种形式。

1.1 法兰连接式切断阀

此 种 阀 门 目 前 市 场 使 用 较 多， 主 要 以 日 系ROCKY等品牌为主，阀门的外形及内部结构如图1所示，阀门两端根据不同的通径，采用不同规格的法兰（日标或国标）。阀芯在弹簧预紧力作用下，停留在中间位置，阀门闭合。当有信号压力时，阀芯下压，阀门打开 ；阀芯在弹簧力作用下，停留在下部，阀门打开。当有信号压力时，阀芯上移，阀门闭合。

图1 法兰连接式切断阀

阀门特点: ①法兰式连接，互换性强。不同品牌安装尺寸基本相同，如果法兰标准相同，可以实现不同品牌的互相替换 ；②流体通道呈S流线型，压力损失相对较大 ；③成本低，阀门制作技术成熟，同类型阀门在国内、国外比较多，品牌选择性大，价格相对更有优势。

1.2 焊接式角座阀

此种阀门主要最早应用在电力、医药行业，后随着国外进口硫化设备的增多，这些阀门也开始进入了国内的轮胎行业，主要以德系SCHUBERT/SALZER等品牌为主，阀门如图2所示，阀门两端管子可与管路进行焊接，维修时可将上部阀体部位用扳手旋松螺纹并拆下，不需拆卸阀座。常闭阀门如左图，阀芯在弹簧预紧力作用下，停留在下方位置，阀门闭合。当有信号压力时，阀芯上移，阀门打开 ；常开阀如右图，阀芯在弹簧力作用下，停留在上部，阀门为打开状态。当有信号压力时，阀芯下移，阀门闭合。

图2 焊接式角座阀

相对于传统的法兰式连接阀门，具有以下特点:

（1）节能效果更有优势

由传热基本方程Q=KA△T（Q为对空气散的热量 ；K为传热系数 ；A为散热面积 ；△T为管道内蒸汽温度减去环境温度）得出：散热面积越大，能耗越高，散热面积越小，能耗越低。法兰连接增加了散热面积，焊接式连接减小了散热面积。

（2）漏点少

法兰对接的漏点多，焊接式阀门每个阀门连接处可减少2处漏点。

（3）压损更小

角座式阀门的介质呈一字形顺流通过，相对于S流线形，阀阻小，压损也就更小。

（4）整体空间小

硫化机管道布置在辊道下面，空间狭小。阀门本身结构缩小后，管路布局三维空间减小，有利于维修和运输。

（5）备件更换方便

焊接形式的切断阀后期更换备件方便，不需要将阀座从管道上拆除，只需将阀芯拆除即可。

2 调节阀结构及特性

调节阀是根据控制讯号的变化，达到对介质的压力、流量、温度等工艺参数自动调节和远程控制。在轮胎定型硫化机上，主要用于对模套及热板的蒸汽流量调节，达到控制硫化模具温度的目的。调节阀主要有以下两种形式。

2.1 薄膜调节阀

薄膜调节阀是目前国内设备用的较多的结构,主要品牌有ROCKY、FUJITA等，如图3所示。

图3 薄膜调节阀

阀门内部结构及动作原理 ：气源压力信号输入阀门执行机构的上腔室中，因气压作用，膜片产生推力，带动阀杆向下动作，阀芯产生相应位移，阀芯位置的变化促使阀内的流通截面积发生变化，达到调节介质流通能力的目的。

特点 ：①螺纹或法兰式连接 ；②不带IP转换器，需增加控制模块 ；③控制精度约为2.5%，可满足硫化使用要求。

精度控制曲线图如图4所示。

图4 薄膜调节阀精度控制曲线

2.2 滑窗式调节阀

滑窗式调节阀因控制精度高，节省能源，主要应用在食品、医药、军工等行业，但近年来在轮胎行业也逐渐被广泛应用，主要品牌有SCHUBERT、SALZER、boilz等。如图5所示。

滑窗阀的结构及动作原理 ：固定阀板垂直安装在阀体内，此阀板上开有多个条形窗孔，另一片同样结构的活动阀板在垂直于蒸汽流通方向上相对于固定阀板上下运动，两块阀板窗孔位置交错变化引起蒸汽流通面积变化，达到调节蒸汽流量的目的，两个阀板前后的压力差使活动阀板与固定阀板贴合更紧密，起到密封的作用。

图5 滑窗式调节阀