CN100506518C - 钢塑管复合机及复合技术 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种专门生产钢塑管的设备：钢塑管复合机。钢塑管复合机在复合工艺上采用了：蒸汽复合技术，水温复合技术，压力水推动活塞或移动环修整、检测技术，压力水冷却定型技术。蒸汽复合方法：调节左右机头1将钢管30和塑料管29夹住并密封；从右机头输入蒸汽到复合加温加压室27，利用蒸汽的温度使塑料管29软化，同时利用蒸汽的压力使软化后的塑料管29胀大或缩小，与钢管30紧密贴合；然后再从左机头输入压力水，利用压力水推动定径检测活塞10或移动环7对胀大或缩小后的塑料管29进行修整和检测；同时利用压力水对检测后的塑料管29冷却定型，使其成为钢塑管。水温复合方法与蒸汽复合方法基本相同。

Description

钢塑管复合机及复合技术

技术领域  本发明是一种专门生产钢塑管的新型设备：钢塑管复合机。该机生产出来的钢塑管在现代的建设中将被广泛采用，尤其是地下管网工程，如：供水、排水、供气、穿线、输送有毒有害液体和气体等。

背景技术  本发明来源于成都市交警的城市道路信号灯建设施工工程，该工程在预埋地下穿线管时，先将1根根φ75mm的塑料管穿入到φ100mm的钢管中，然后再将钢管埋入地下。虽然钢管的强度保护了塑料管，但钢管与塑料管间的缝隙很大，地面水会渗透积存其中，降低塑料管与电缆的绝缘性能，促使钢管锈蚀。如果要更换钢管，整个管线都得报废。

倘若将钢管和塑料管合为一体，成为钢塑管，其价格先期看来稍高了一点，但它可以提高管道的使用质量，成倍增加管道的使用寿命(塑料管在水土中很难降解，抗腐能力极强，等塑料管烂后钢管才生锈，时间起码20年)，降低管道的维护工程量，减少管道的维修费用，还不中断管道的正常使用，其后算来，钢塑管的价格最低。为此，发明人专门调查了成都的整个钢材和建材市场，至今还没有钢塑管销售；同时又走访了许多建设工地，他们所铺设和安装的管路全是钢管和塑料管，低压有时用到了铝塑管，就没用过钢塑管。从而萌发了对钢塑管复合机的研究，并以钢管和塑料管直接复合为课题。

在研究中，要解决的关键技术在于：

1.用什么方法使塑料管软化？

2.用什么方法使塑料管成型？

3.用什么方法对塑料管的成型偏差进行修整和检测？

4.用什么方法对检测后的塑料管定型？

通过探索，并引用了：

1.工人用火烤弯曲塑料管并放入水中冷却定型的原理。

2.汽车轮胎加气，气压使内胎胀大并紧贴外胎的原理。

3.高压锅快速升温升压的原理……。

经过实验，找到了最佳的解决方法：

1.塑料管用火烤和电热圈加温软化会出现发黄变焦现象，而用水煮和汽蒸，不论多少次都洁白如初，不会改变塑料的机能。

2.塑料管软化后要胀大、缩小须要外加作用力，而蒸汽既有温度又有压力，正好满足要求。

3.对塑料管在软化成型中出现失园、尺寸偏差时，选用了机械活塞在压力水的推动下，强行挤压修整。同时将活塞加工成标准尺寸，活塞通过，说明复合后的塑料管达到了要求。

4.借用压力水对受热成型并通过检测后的塑料管进行加压冷却定型，效果特别好。

因此，发明人发明了本钢塑管复合机，简称复合机。

发明内容  一种钢塑管复合机，包括机头、机头套、机尾、机座、机架、转盘、中心/定径检测活塞或中心/定径检测移动环、定心塞、中心环、加热缸体、滑轨、滑环、电加热器、蒸汽/压力水进出口、压力表接口、螺旋加力杆、钢管支护架和控制管路，其特征在于：在复合机的机架上，左右各安1个机头，机头内装中心/定径检测活塞或中心/定径检测移动环、定心塞、中心环，机头用来夹持密封钢管和塑料管，其中，中心活塞或中心移动环、定心塞、中心环用于钢管和塑料管的中心定位；机架左右各安1个机尾，机尾尾部装有螺旋加力杆，可通过转动转盘来调节螺旋加力杆，使两端机头将钢管和塑料管压紧并密封；在机头和机尾之间连接加热缸体，在缸体的上部有2个接口：蒸汽/压力水进出口和压力表接口，在缸体下部有2个滑环，用来固定加热缸体的位置并在滑轨上移动；在右加热缸体中，装有电加热器，电加热器可对右加热缸体中的水进行高压升温升压；机头可分为内套机头和外套机头两种，其中，内套机头是将塑料管复合在钢管的内表面，在密封的塑料管的内腔加温加压，使管径胀大，借用钢管作为承压管，内套机头的定径检测为活塞，压力水推动活塞在塑料管中移动，对软化胀大后的塑料管的管径进行修整和检测；外套机头是将塑料管复合在钢管的外表面，在塑料管的外表面加温加压，使管径缩小，在塑料管的外表面再套上1根钢套管来密封承压，外套机头的定径检测为移动环，移动环外表面装有密封环，移动环与钢套管滑动配合，其中，利用压力水推动移动环对软化缩小后的塑料管的管径进行修整和检测。

其中，经修整和检测后的钢塑管利用压力水进行压力冷却定型。

其中，可将蒸汽输入到钢塑管复合机中，利用蒸汽对塑料管加温加压，使塑料管软化成型。也可将高温压力水输入到钢塑管复合机中，利用高温压力水对塑料管加温加压，使塑料管软化成型。

其中，按照钢塑管的要求改变机头和机头套的尺寸，就可复合不同管径的钢塑管。

本复合机在结构上采用了多项技术措施：

1.部件通用技术，在复合机中，不论是内套机，还是外套机，除机头外，其余部件通用，节省了材料，减少了费用。

2.分件组装技术，本复合机由多个分体件组装而成，方便拆卸，维修和更换。

3.内套机和外套机只机头结构改变技术，制造简单，更换方便。

4.复合不同管径的钢塑管只机头和机头套尺寸变化技术，易加工，费用低。

5.利用水温复合时，电加热器采用了高压升温升压技术，速度快。

6.对钢管和塑料管采用了中心塞、定心塞、中心环定心技术，快捷准确。

7.固定钢管和塑料管采用了双螺旋加力杆调节技术，简单、快速。

8.利用钢管支护架，防止钢管弯曲，调整钢管与机头同心技术，安全可靠。

本复合机在复合工艺上也采用了多种新技术：

1.蒸汽复合技术。

2.水温复合技术。

3.压力水推动定径活塞或定径移动环对塑料管成型后的修整和检测技术。

4.压力水冷却定型技术。

不论采用蒸汽还是水温复合技术，都是利用润湿温度使塑料管软化，从而保证了塑料的机能。同时，利用蒸汽或水的压力使软化后的塑料管胀大(内套)或缩小(外套)，并与钢管紧密贴合。然后，再利用压力水一边推动定径检测活塞(内套)或定径检测移动环(外套)对软化后的塑料管进行修整和检测；一边又对检测后的塑料管进行压力冷却定型，使其成为无气隙不起层的钢塑管。

附图说明  图1为钢塑管复合机的结构及控制管路图。图中：1-机头、2-机头套、3-机座、5-机架、13-加热缸体、16-机尾、30-复合用钢管、31-钢管支护架、32-压力表、33-蒸汽阀、34-安全阀、35-逆止阀、36-蒸汽调节阀、37-切换阀、38-排汽阀、39-压力水阀、40-压力水调节阀、41-排水阀、42-活接头。

图2为钢塑管复合机内套机结构图。图中：1-机头、2-机头套、3-机座、4-内套圈、6-转盘、10-中心/定径检测活塞、11-堵头、12-弹簧、13-加热缸体、14-滑轨、15-滑环、16-机尾、17-电加热器、18-螺旋加力杆、19-电源接头、20-缸体密封垫、21-电加热器密封垫、22-蒸汽/压力水进出口、23-加温缸、24-压力表接口、25-O型密封环、27-复合加温加压室、29-复合用塑料管、30-复合用钢管。

图3为钢塑管复合机外套机结构图。图中：1-机头、2-机头套、3-机座、6-转盘、7-中心/定径检测移动环、8-定心塞、9-中心环、11-堵头、12-弹簧、13-加热缸体、14-滑轨、15-滑环、16-机尾、17-电加热器、18-螺旋加力杆、19-电源接头、20-缸体密封垫、21-电加热器密封垫、22-蒸汽/压力水进出口、23-加温缸、24-压力表接口、25-移动环密封环、26-钢套管密封环、27-复合加温加压室、28-钢套管、29-复合用塑料管、30-复合用钢管。

实施方式  钢塑管复合机内套机的工作原理及复合方法(见图1和图2)

1.蒸汽复合法

蒸汽复合法为：

(1)塑料管29的外径应比钢管30的内径小1-3mm，塑料管的长度比钢管长3-7cm。

(2)塑料管29与钢管30的贴合面应清洁干净，必要时还可涂上胶水。

(3)将塑料管29穿入钢管30内，一起抬上钢管支护架31，并调整好钢管30与两机头1的中心位置。

(4)将钢管30和塑料管29对准两端机头1的口环和中心塞10。

(5)转动转盘6，调节螺旋加力杆18，使两端机头1将钢管30和塑料管29压紧并密封。

(6)关闭管路中的所有阀门，检查安全阀和压力表是否正常。

(7)将蒸汽温度控制在塑料管29的软化范围。

(8)打开蒸汽阀33，慢慢开启蒸汽调节阀36，将蒸汽引入右机头的复合加温加压室27。

(9)利用蒸汽的温度使塑料管29软化，同时利用蒸汽的压力使软化后的塑料管29的管径胀大，并与钢管30的内壁紧密贴合。

(10)当蒸汽压力达到1mpa时，关闭蒸汽调节阀36。

(11)打开压力水阀39，慢慢开启压力水调节阀40，使压力水进入左机头定径检测活塞10的内腔。

(12)当压力水压力达到蒸汽压力时，慢慢打开排汽阀38减压，此时，定径检测活塞10在压力水的作用下慢慢向右移动，对胀大后的塑料管29的管径进行修整和检测。由于定径检测活塞10的外径为钢塑管的公称内径，当塑料管29胀大失圆或尺寸未达到要求时，活塞10可以将其挤压修整；同时定径检测活塞10后面的压力水又对检测后的塑料管29进行加压冷却定型。

(13)当定径检测活塞10到达终点时，关闭压力水调节阀40，打开排水阀41，放掉塑料管29中的积水，钢塑管复合完毕。

(14)松开螺旋加力杆18，退出左右机头1，推开钢塑管，取出定径检测活塞10。

(15)用压缩空气吹干钢塑管，贴标包装。

2.水温复合法

水温复合法为：(1)-(6)同蒸汽复合法。

(7)打开蒸汽阀33和蒸汽调节阀36，将事先加热到80℃左右的水输入到右机头的加温腔23和复合加温加压室27(水事先加热能大大提高钢塑管的复合速度)。

(8)关闭蒸汽调节阀36，接通电加热器17的电源，进行高压升温升压。

(9)当水温升到塑料管29的软化范围，压力达到1mmpa时，切断电加热器的电源。

(10)利用水温使塑料管29软化，同时利用水压使软化后的塑料管29的管径胀大，并与钢管30的内壁紧密贴合。

(11)-(15)同蒸汽复合法。

复合机外套机的工作原理及复合方法(见图1和图3)

外套机的工作原理及复合方法与内套机基本相同，区别仅为：

1.内套机是将塑料管29复合在钢管30的内表面，而外套机是将塑料管29复合在钢管30的外表面。

2.内套机塑料管29的外径比钢管30的内径小1-3mm，塑料管29的长度比钢管长3-7cm；而外套机塑料管29的内径比钢管30的外径大1-3mm。

3.内套机是在密封的塑料管29的内腔加温加压，使管径胀大，所以借用钢管30作为承压管；而外套机是在塑料管29的外表面加温加压，使管径缩小，因而须在塑料管的外表面再套上1根钢套管28来密封承压。

4.内套机的定径检测为活塞10。活塞前端外径比钢管30的内径小0.5mm，后端的外径为钢塑管的公称内径；而外套机的定径检测为移动环7，移动环外表面装有密封环25，移动环与钢套管28为滑动配合，移动环的内径为钢塑管的公称外径；

复合机复合时的注意事项：

1.蒸汽的温度不得接近塑料的熔点，不同性能的塑料其熔点不同，应参考相关资料。

2.钢管如有变形，则不能使用定径检测活塞和定径检测移动环。

3.钢管和塑料管两端面应端止平整，利于密封。

Claims (5)

1.一种钢塑管复合机，包括机头、机头套、机尾、机座、机架、转盘、中心/定径检测活塞或中心/定径检测移动环、定心塞、中心环、加热缸体、滑轨、滑环、电加热器、蒸汽/压力水进出口、压力表接口、螺旋加力杆、钢管支护架和控制管路，其特征在于：在复合机的机架上，左右各安1个机头，机头内装中心/定径检测活塞或中心/定径检测移动环、定心塞、中心环，机头用来夹持密封钢管和塑料管，其中，中心活塞或中心移动环、定心塞、中心环用于钢管和塑料管的中心定位：机架左右各安1个机尾，机尾尾部装有螺旋加力杆，可通过转动转盘来调节螺旋加力杆，使两端机头将钢管和塑料管压紧并密封；在机头和机尾之间连接加热缸体，在缸体的上部有2个接口：蒸汽/压力水进出口和压力表接口，在缸体下部有2个滑环，用来固定加热缸体的位置并在滑轨上移动；在右加热缸体中，装有电加热器，电加热器可对右加热缸体中的水进行高压升温升压；机头可分为内套机头和外套机头两种，其中，内套机头是将塑料管复合在钢管的内表面，在密封的塑料管的内腔加温加压，使管径胀大，借用钢管作为承压管，内套机头的定径检测为活塞，活塞可在塑料管中移动，对软化胀大后的塑料管的管径进行修整和检测；外套机头是将塑料管复合在钢管的外表面，在塑料管的外表面加温加压，使管径缩小，在塑料管的外表面再套上1根钢套管来密封承压，外套机头的定径检测为移动环，移动环外表面装有密封环，移动环与钢套管滑动配合，其中利用压力水推动移动环对软化后的塑料管的管径进行修整和检测。

2.根据权利要求1所述的钢塑管复合机，其特征在于：经修整和检测后的钢塑管利用压力水进行压力冷却定型。

3.根据权利要求1所述的钢塑管复合机，其特征在于：可将蒸汽输入到钢塑管复合机中，利用蒸汽对塑料管加温加压，使塑料管软化成型。

4.根据权利要求1所述的钢塑管复合机，其特征在于：可将高温压力水输入到钢塑管复合机中，利用高温压力水对塑料管加温加压，使塑料管软化成型。

5.根据权利要求1所述的钢塑管复合机，其特征在于：按照钢塑管的要求改变机头和机头套的尺寸，就可复合不同管径的钢塑管。

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