一种挡水坝气囊及其平板硫化机硫化加工方法技术领域
本发明涉及一种挡水坝气囊及其平板硫化机硫化加工方法，属于挡水坝气囊及其加工方法技术领域。
背景技术
目前，现有的气囊在加工时，成型后直接硫化，这样制出的气囊气密性、紧密型、物理性均一般。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的不足，提供一种高气密性、高紧密性、高物理性能的挡水坝气囊，该气囊的加工方法简捷，易于操作。
本发明是通过以下技术方案来实现的：
一种挡水坝气囊，其特殊之处在于包括橡胶内层1、橡胶外层2，二者之间夹设有骨架层3，三者通过硫化技术结合为一体结构；
所述橡胶内层1、橡胶外层2包括帘子布和橡胶层，帘子布与橡胶层通过压延技术紧密贴合为一体形成；
所述骨架层3为2-10层，每层骨架层3包括帘子布和橡胶层，帘子布与橡胶层通过压延技术紧密贴合为一体，形成一层骨架层3，奇数层与偶数层帘子布的帘线5倾斜角度相反；
所述帘线5的倾斜角度a为40-60度；
所述帘子布为涤纶帘子布或者锦纶帘子布；
一种挡水坝气囊的平板硫化机硫化加工方法，其特殊之处在于包括以下工艺流程：
1、压延贴胶
取一层帘子布，在其一面压延橡胶层，使橡胶层与帘子布结合为一体，形成橡胶内层1，橡胶外层2、骨架层3同理形成；
2、成型
将橡胶内层1铺盖于垂直放置的芯板4上，帘子布一面朝上，芯板4形状与所要制备的气囊形状相匹配，向橡胶内层1上一层层的铺盖骨架层3，其中骨架层的奇数层与偶数层帘子布的帘线倾斜方向相反，最后将橡胶外层2铺于骨架层3之上，制得气囊半成品；
3、预硫化
将气囊半成品平铺于硫化模具内，将硫化模具送至平板硫化机的两个硫化热板之间，进行预硫化，将两个硫化热板之间的单位压力控制在1.3-1.7MPa、硫化热板间的温控控制在90-120摄氏度，预硫化10-15分钟；
所述硫化模具的长度、宽度均比气囊的长度、宽度多20-30毫米。
4、硫化
将载有气囊半成品的硫化模具从平板硫化机内取出，送至平板硫化机内进行硫化，平板硫化机内的压力控制在0.5-1.5MPa、温度145-155摄氏度，硫化时间根据骨架层层数确定；
将气囊半成品从硫化模具内取出，抽出芯板4，即得挡水坝气囊；
5、气囊修整
对气囊表面存在的缺陷进行修整；
6、气密性，耐压试验
将气囊安装到试验基础上，通过冲排气管将气囊内的压力冲到0.07MPa，保压10-14小时，然后检查气囊内的压力，如果不小于0.07 MPa，即为初步合格，再通过充排气管将气囊内的压力充到0.26-0.30MPa，保压22-26小时，若气囊无破裂现象即为完全合格。
本发明的挡水坝气囊，通过工艺和技术创新，实现了产品的批量生产，
气囊硫化前采用了预硫化工艺，从而充分的排出了骨架层之间、骨架层与
橡胶内层、橡胶外层之间的气体，保证了硫化带体的致密性和骨架层之间
良好的粘接性。可充分保证产品质量，一次性合格率达到100%，具有良好
的工艺稳定性，通过此种工艺制作的气囊，经过破坏性实验，可以耐0.5Mpa以上压力，气囊有较长的使用寿命，预计正常使用寿命可达到40-50年。远高于一般橡胶水坝的10-15年使用寿命，具有广阔的应用前景。
附图说明
图1：本发明挡水坝气囊的结构示意图；
图2：骨架层的基数层帘线的排列图；
图3：骨架层的偶数层帘线的排列图；
图4：预硫化模具的结构示意图；
图5：试验基础的结构示意图；
图6：芯板的结构示意图；
图7：图6的A-A剖结构示意图；
图8：图6的B-B剖结构示意图。
具体实施方式
以下参考附图给出本发明的具体实施方式，用来对本发明做进一步的
说明。
实施例1
本实施例的一种挡水坝气囊，包括橡胶内层1、橡胶外层2，二者均为3毫米厚，二者之间夹设有骨架层3，三者通过硫化技术结合为一体结构，骨架层3为8层，每层骨架层3包括帘子布和橡胶层，帘子布与橡胶层通过压延技术紧密贴合为一体，形成一层骨架层3，奇数层与偶数层帘子布的帘线5倾斜角度相反，帘线的倾斜角度为50度，帘子布为涤纶帘子布。
本实施例的一种挡水坝气囊的平板硫化机硫化加工方法，以制作坝高2米挡水坝用开口式气囊为例，气囊长4.8米，宽2.1米，加工工艺如下：
1、准备制作气囊的原材料
①将三元乙丙橡胶、天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶的混炼橡胶经压制成型后制得橡胶内层1、橡胶外层2；
②通过计算公式计算确定帘子布的强度为260KN/m；
③准备成型芯板4：芯板4为金属材料，形状为矩形，芯板的边缘为圆
弧形（见图6），
④芯板长4770mm，宽2070mm，厚度为8mm。
⑤准备硫化模具：硫化模具结构如图4，材质为金属材料，其中A为
4820mm,B为2120mm；
2、压延贴胶
取一层帘子布，在其一面压延橡胶层，使橡胶层与帘子布结合为一体，形成橡胶内层1，橡胶外层2、骨架层3同理形成；
3、成型
①将橡胶内层1铺盖于垂直放置的芯板4上，帘子布一面朝上；
②向橡胶内层1上一层层的铺盖骨架层3，每层骨架层均倾斜放置，使帘线的倾斜角度为50度，其中骨架层的奇数层与偶数层帘子布的帘线倾斜方向相反，最后将橡胶外层2铺于骨架层3之上，制得气囊半成品；
4、预硫化过程：
①将气囊半成品放入到硫化模具内；
②将气囊半成品平铺于硫化模具内，将硫化模具送至平板硫化机的两个硫化热板之间，进行预硫化，将两个硫化热板之间的单位压力控制在1.3-1.7MPa、硫化热板间的温控控制在90-120摄氏度，预硫化10-15分钟；
③经第一次预硫化后，对气囊半成品表面进行检查修整。
5、硫化过程：
硫化时间公式计算：
硫化时间=（橡胶内层厚度+橡胶外层厚度）*2+骨架层层数+（20-30分钟）；（橡胶内层厚度、橡胶外层厚度为毫米单位、硫化时间为分钟单位）
①运行平板硫化机对气囊半成品进行硫化；
②硫化条件：单位压力1Mpa，温度145-155℃，硫化时间50分钟；
③硫化完成后操作平板硫化机将模具和气囊半成品从平板硫化机之间
取出；
④将气囊半成品从硫化模具内取出，抽出芯板4，即得挡水坝气囊。
本实施例采用平板硫化机硫化加工的气囊宽度能够达到5米，而本发明的平板硫化机硫化加工方法中的硫化步骤采用硫化罐硫化加工则其硫化加工的气囊宽度只能够达到 3.5米。
实施例2
本实施例与实施例1的区别在于：挡水坝气囊的加工方法中还包括以下步骤：
6、气囊修整：
①将气囊半成品从模具内取出，然后将芯板4从气囊开口一侧取出；
②对气囊进行外观质量检查，如发现表面缺陷需要进行修补；
6、进行气密性、耐压试验。
①、将按图5所示将气囊安装到试验基础上；
②、进行气密性试验：通过充排气管将气囊内的压力充到0.07Mpa，并保压12小时，12小时后检查气囊内的压力不小于0.07 Mpa，即为初步合格；
③、进行耐压试验：
通过充排气管将气囊内的压力充到0.28Mpa，并保压24小时，24小时后坝袋无破裂现象为完全合格。
试验基础包括基础台面6、基础台面6上设有用于固定盾板9及气囊8的气囊锚固件7，盾板9与基础平台6之间安装有限位皮带10，限位皮带通过限位皮带固定锚件固定于基础平台6上，气囊8还连接有用于向其充气的充排气管11；
1、盾板：为金属等刚性材料，用于挡水，可以通过升降达到控制挡水高度的目的；
2、气囊锚固件:为金属材料，用于固定气囊和气囊的封闭；
3、基础台面：用于安放整套挡水坝系统；
4、冲排气管：向气囊内充、排气；
5、限位皮带锚固件：用于固定限位皮带；
6、限位皮带：用于限制盾板升起的最大高度；
7、气囊：由橡胶和高强度帘线制成，通过充、排气进而控制盾板的升降。
本发明具有如下积极效果：
①通过工艺和技术创新，实现了产品的批量生产。
②气囊边缘骨架层硫化定型为圆弧形，气囊充涨时边缘的骨架层可以自由展开，受力均匀，气囊整体强度较好；
③气囊硫化前采用了预硫化工艺，预硫化时气囊上的单位压力达到
1.3-1.7Mpa，排出骨架层之间、骨架层与覆盖胶之间的气体，保证了硫化带体的致密性和骨架层之间良好的粘接性。可充分保证产品质量：一次性合格率达到100%，具有良好的工艺稳定性；
④由于气囊采用一次性硫化制作，气囊上无缝无痕，无应力集中的薄弱点。使整个挡水坝系统更安全；
⑤采用此种工艺制作气囊，可以用于建设挡水高度达10米的挡水坝系
统；
⑥通过此种工艺制作的气囊，经过破坏性实验，可以耐0.5Mpa以上压力，气囊有较长的使用寿命。预计正常使用寿命可达到40-50年。远高于一般橡胶水坝的10-15年使用寿命。
以上所述只是本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内可轻易想到的变化和替代都应涵盖在本发明的保护范围之内。