[发明专利]处理轮胎制造中使用的冷却液的装置和方法

说明书

                      技术领域

本发明的实施方案涉及工业流体的净化，并且特别是涉及在轮胎制造过程中使用的冷却液的净化。

                      背景技术

轮胎的制造涉及多个步骤，典型地包括：混合橡胶组分、压延加工、挤出、装配、硫化、检查以及如果需要时的修理。轮胎制造过程中的某些步骤涉及使用流体来冷却加热的橡胶组合物。例如，典型地使用直接接触冷却系统来控制胎面和胎线(tire line)的冷却。这些冷却系统是轮胎制造过程的重要部分。

这些冷却流体的液体载体通常是水，包括软化水或者去离子水(DI)。不幸地是，轮胎制造过程中使用的冷却流体，尤其是水基流体易受细菌、藻类、真菌类、酵母、霉菌和其它由微生物引起的繁殖的影响。生物学污染通常与生物薄膜的形成有关。如下面更详细地讨论，这些流体的生物学污染可能是损失大且危险的，因此需要对这些流体进行一些生物学控制。

为了处理这个问题，轮胎制造工业已经典型地依靠使用杀微生物剂，例如异噻唑啉和戊二醛来控制直接接触冷却系统中的细菌和藻类的水平。但是，使用杀微生物剂会产生附加的问题。

例如，处理杀微生物剂对工人们是有危害的。另外，因为要处理的水是相对小体积的，难以人工或者自动向冷却系统进行杀微生物剂的给药。此外，杀微生物剂典型地间歇给药，从大约每周一次到每周达到几次。因此，给药的剂量并不总是在一致且可预测的基础上。

另外，杀微生物剂化学品的过度使用是不可取的。因为它可能影响水的化学性质，包括pH。水的化学性质的改变会反过来影响所制造的轮胎的质量和/或制造设备。例如，当使用氧化性的杀微生物剂例如氯或溴时，过量的这些化合物对制造系统冶金是腐蚀性的。

当化学方法可以在一定程度上控制循环的水细菌时，微生物克服杀微生物剂和流体中的微生物的降解和污染物导致工作环境中的恶臭气味。此外，甚至使用微生物控制，使用杀微生物剂仍会导致典型地在整个系统中形成的生物沉淀物的显著积累和成块。因此，系统通常必须人工清洁每年至少一次并且通常为每年至少两次。典型地涉及从污水坑(sump)中抽出积累的淤泥并且对其进行适当地处理。

除了微生物繁殖外，轮胎制造中使用的冷却液还趋向于积聚淤泥、沉淀物和在污水坑中定期收集的其它材料(例如橡胶)。当可以使用杀微生物剂来处理微生物繁殖时，它们对减少在冷却液中积聚的其它材料例如橡胶是无效的。

为了获得轮胎制造的冷却液的长期使用，需要发展不会改变其所需组成或特性的流体处理方法。当冷却液的变化不利地影响制造设备或成品轮胎的质量时，该方法尤其是适用的。因此，本领域需要有效的且新的方法来处理在轮胎制造过程中使用的冷却液而不用使用大量的杀微生物剂，并且可以提供随时间变化而一致的保护、或者基本上一致的保护。

                      发明内容

为了解决这些问题，优选的实施方案包括处理轮胎制造的冷却液的方法，该方法包括使所述冷却液同时暴露于微气泡和100kHz或更高频率的超声下。在更具体的方面，微气泡基本上由环境空气组成。在其它方面，所述微气泡的直径小于大约30或50微米。

本文的其它方面涉及减少活的微生物在轮胎制造的冷却液中存在的设备，其包括用来容纳轮胎制造的冷却液的贮液池的隔间、配置成向所述隔间中发射频率高于100kHz的超声信号的超声发射器、以及配置成向包含冷却液的隔间中的超声场中发射平均直径小于1mm的微气泡的微气泡发射器。在一些有利的实施方案中，微气泡不是臭氧微泡。在甚至更具体的方面，微气泡选自空气微泡和氧气微泡。在再更具体的方面，所述微泡的直径小于大约30或50微米。

可以将处理设备配置成当向隔间中发射超声时所述设备不会产生驻波场现象，并且可以附加包含电磁辐射发射器来向超声场中发射可见范围的电磁辐射。

另外，处理轮胎制造的冷却液的方法可以包括从流体流路中收集轮胎制造的冷却液、使所述冷却液注入隔间中、以及使所述隔间中的冷却液同时暴露于微气泡和100kHz或更高频率的超声下。

进一步的实施例包括设备，其包括轮胎制造系统、与该轮胎制造系统连接的冷却液流路、用来容纳冷却液的贮液池的隔间(其中所述冷却液经过所述冷却液的贮液池进行输送)、配置成向所述隔间中发射频率高于100kHz的超声信号的超声发射器、以及配置成向包含冷却液的隔间中的超声场中发射平均直径小于1mm的微气泡的微气泡发射器。