CN101614313B - 用于高强度连续复合管的外保温层包覆设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可对高强度复合管外保温层进行连续包覆的设备及包覆方法。包覆设备包括支架，安装在该支架顶部平面上的导向架、涂胶装置、变径套、定型套、冷却套、延长套，以及热风熔枪、电控箱、限位架和若干个水平辊子。包覆方法是将复合管穿过安装在支架顶部的各部件，然后与一个牵引装置连接，再将保温材料通过水平辊子和限位架导引到变径套内，在开动牵引装置将复合管以一定速度从延长套中拉出的同时，对复合管进行涂胶、熔接保温材料的接缝、对保温材料进行定型冷却。采用本发明的包覆设备，可以在复合管铺设之前在管道的整个长度上进行保温层的连续包覆，因而包覆工作效率高，成本低。

Description

用于高强度连续复合管的外保温层包覆设备

技术领域

本发明涉及一种用于高强度连续复合管的外保温层包覆设备。

背景技术

为了对输送油、气、水的管道进行保温，通常在管道外表面包覆上一层或数层保温材料。由于传统的管道使用的是刚性的金属管，金属管长度有限，管道的铺设须分段进行。管道保温层的包覆有两种方法，一种是在施工现场完成包覆，铺设完一段包覆一段，包覆操作无法连续进行，另外受管道周围环境的限制，包覆工作难度大，成本高，效率低。虽然如此，由于没有更好的办法，实践中多采用这种包覆方法。另一种方法是在管道铺设之前预先进行保温层的包覆，采用这种方法须对每段管道分别包覆，包覆操作也不能连续进行，在铺设时还要对管道连接处再进行包覆，工作效率也不高，而且在运输、铺设、连接管道过程中保温层可能会受到损坏，因此这种方法实际施工中很少采用。

高强度复合管的研制成功与应用，为油田等企业提供了一种全新的输送管线。由于这种复合管有一定的柔性，可以在一定程度上自由弯曲、盘绕，因此连续长度很长的复合管也可以方便地生产和运输，并在很大距离内连续铺设。但在这种复合管外表面包覆保温层目前仍使用上述的现场施工方法，还没有相应的高效的包覆方法及设备。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种能够对上述高强度连续复合管外保温层进行包覆的设备，使用该设备可以在复合管铺设之前，在管道的整个长度上进行外保温层的连续包覆。

为解决上述技术问题，本发明的包覆设备采用这样的结构：一个支架，在该支架的顶部从一端至另一端依次固定安装有导向架、涂胶装置、变径套、圆筒形定型套、圆筒形冷却套、圆筒形延长套，在该支架上还安装有热风熔枪、电控箱、限位架、若干个水平辊子。其中：

所述变径套呈一端粗、另一端细的筒状，上部有一个缺口，其细端为圆形，内壁直径与定型套的内壁直径相同，并比包覆了一层保温层的复合管外圆直径小1～2毫米，该细端与定型套的一端固定连接；

所述冷却套的直径大于定型套的直径，轴向长度略小于定型套的轴向长度，定型套从冷却套中间穿过，冷却套的两端与定型套密封固定连接；

所述延长套的内壁直径比定型套的内壁直径大3～4毫米，延长套的一端与定型套连接变径套那一端的另一端固定连接；

所述水平辊子和限位架安装在保温材料的运动路线上，限位架的位置靠近变径套；

所述热风熔枪安装在变径套附近，该热风熔枪有一个通气管和可对该通气管加热的电热部件，该电热部件与电控箱电连接，电控箱安装在支架的适当位置上。

为了在气温较低的环境中取得较好的包覆效果，本发明包覆设备还可以包括一个电加热箱，该电加热箱与电控箱电连接，安装在保温材料的运动路线上并靠近变径套。

作为本发明的一种优选方案，所述导向架由两个固定安装在一起的一上一下、相互平行的两头粗中间细的纺锤形水平辊子构成，这两个辊子之间的距离可以调整。

作为本发明的另一个优选方案，所述涂胶装置是一个顶部带有开口的容器，在该容器的一个垂直侧面上有一个圆形管道进口，在与该垂直侧面相对的另一个垂直侧面上有一个圆形管道出口，管道进口和管道出口的直径相同并比复合管的外圆直径略大；

本发明包覆设备的使用方法如下：先将复合管穿过导向架、涂胶装置、电加热箱(当环境温度较低时使用)、变径套、定型套、冷却套、延长套，然后与一个牵引装置连接好，在涂胶装置中注满液态胶；将长条状保温材料的宽度制成与复合管外圆周长相同，在水平辊子、限位架和电加热箱(当环境温度较低时使用)之间穿过，经水平辊子的承托和限位架的导引进入变径套，然后将保温材料的端部包覆在复合管上并用胶带固定好；将热风熔枪与一个气泵连接，并打开气泵向热风熔枪供气，同时将电控箱接通电源，通过电控箱调整电热部件的发热功率从而把热风熔枪喷出的气体控制在一个适当的温度；在温度较低的环境使用电加热箱的情况下，通过电控箱将电加热箱也控制在一个合适的温度；开动牵引装置，以一定速度将复合管从延长套中拉出，此时保温材料会在复合管的带动下与复合管同步运动，在变径套喇叭形状的作用下自然包覆在复合管外表面并在复合管上方形成接缝，此时用热风熔枪对准变径套的缺口，将保温材料的接缝边缘熔化，在保温材料进入定型套时，该熔化的边缘就会粘接在一起，经过冷却套的冷却和延长套的巩固，接缝边缘的粘接就会很牢固，从而使保温材料包覆在复合管上。采用上述包覆设备对复合管外保温层进行包覆，在复合管整个长度上，包覆操作可以连续进行直至完成。

本发明经过进一步改进，还能够进行两层保温层的同时连续包覆。为此，本发明包覆设备还包括：在支架顶部与延长套适当距离的位置依次安装的第二变径套、第二定型套、第二冷却套、第二延长套，在第二变径套的邻近位置安装的第二热风熔枪，在第二层保温材料的运动路线上安装的第二限位架和若干个水平辊子。其中第二限位架靠近第二变径套，第二变径套的细端直径与第二定型套的内壁直径相同，并比包覆了两层保温层的复合管外圆直径小1～2毫米，第二延长套的内壁直径比第二定型套的内壁直径大3～4毫米。

为了在气温较低的环境中取得较好的包覆效果，该改进的包覆设备还可以再包括一个电加热箱，该电加热箱与电控箱电连接，安装在第二层保温材料的运动路线上并靠近第二限位架。

两层保温层包覆设备的使用方法如下：先将复合管依次穿过安装在支架顶部的上述各部件，然后与牵引装置连接；将第一层保温材料导引到变径套内，将第二层保温材料的宽度制成与包覆了一层保温层的复合管外圆周长相同，穿过水平辊子和第二限位架，导引到第二成型套内；开动牵引装置，以一定速度将复合管从第二延长套中拉出，同时进行包覆第一层保温层的操作，其步骤与上述包覆一层的相应步骤相同；当已经包覆了一层保温层的复合管进入第二变径套时停止牵引装置，把第二层保温材料包覆在复合管上并用胶带固定，然后再次开动牵引装置，此时第二层保温材料会与复合管同步运动，然后进行第二层包覆的操作，其步骤与包覆一层的相应步骤相同。经过以上操作，就可以对复合管进行两层保温层的同时连续包覆。

本发明包覆设备采用上述结构，可以在复合管的整个长度上对复合管进行一层或两层保温层的连续包覆，包覆工作效率高，成本低。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1是本发明包覆设备的示意图。

图2是本发明所使用的变径套的示意图。

图3是本发明包覆两层保温材料包覆设备的示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的包覆设备包括支架1，该支架是一个框架，其顶部、侧面及中间的空间用来安装本发明的其他部件，该支架最好采用长方体形状，当然也可以采用其他适用形状，在该支架的侧面可以安装若干支柱以加强承重。在该支架的顶部从一端至另一端依次安装有导向架2、涂胶装置3、变径套7、定型套8、冷却套9、延长套10。所述导向架2的作用是固定复合管4的运动方向，防止其横向摆动，导向架的结构可以有多种，例如：由两对辊子组成，其中一对是相距一定距离的水平辊子，另一对是与水平辊子相邻的相距一定距离的垂直辊子。本发明优选的导向架由安装在一起的上下相距一定距离的两个水平辊子构成，这两个水平辊子呈两头粗、中间细的纺锤形，辊子之间的距离可以调整。所述的涂胶装置3用于在复合管4外表面涂胶，可以采用如下结构：一个顶部有开口的容器，在该容器的两个相对的垂直侧面上有两个相对应的圆形的孔，用作复合管的进口和出口，孔的直径略大于复合管外圆的直径，在复合管穿过容器后在容器内注满液态胶，这样随着复合管的运动就可以连续在其表面涂上一层胶。为使所涂的胶均匀并防止胶从圆孔流出，可以在圆孔的周边安装与复合管外表面紧密接触的橡胶密封圈。本发明的涂胶装置也可以采用其他结构，比如喷涂装置，只要能够对管道外表面连续涂胶即可，并不局限于上述实施方式。如图2所示，所述的变径套7大致上呈上部有缺口的喇叭形，其粗端71可以是圆形，也可以是水平方向的直径大于垂直方向直径的扁圆形；其细端72为圆形，内壁直径比包覆了一层保温材料的复合管的外圆直径小1～2毫米；变径套上部缺口73的作用是热风熔枪能通过该缺口熔接包覆材料，该缺口可以采用任何适用的形状，如：一个靠近细端72的小孔，或是一个从粗端71延伸至细端72，宽度逐渐由宽变窄的三角形缺口，本实施方式采用后一种缺口。在安装变径套时应使其底部大致呈水平状态。所述定型套8是一个由金属材料制成的圆筒，其内壁直径与变径套7细端的内壁直径相同。冷却套9是一个由金属材料制成的圆筒，直径比定型套8的直径大，轴向长度比定型套轴向长度略小，安装时，使定型套8从冷却套9中间穿过，通过焊接或其他方式将冷却套的两端与定型套固定连接在一起。冷却套的作用是对保温材料的熔接缝进行降温，使熔接牢固，其冷却方式可以有多种，如气冷、水冷等。本实施方式采用水冷方式，即：在冷却套的管壁两端分别开有进水孔和出水孔，在进行外保温层包覆时，通过进水孔向冷却套持续注水，水从出水孔持续流出，流水就可以对定型套内的复合管保温层进行冷却降温。所述的延长套10是一个由金属材料制成的圆筒，其内壁直径比定型套8的内壁直径大3～4毫米，延长套10的一端与定型套8连接变径套7那一端的另一端固定连接。水平辊子131、132、133、134用来承托和导引保温材料13，相隔一定距离顺序安装在保温材料13的预定运动线路上。限位架6用来防止保温材料13在向前运动过程中可能产生的横向移动，其安装位置应靠近变径套，限位架6的宽度比保温材料13的宽度略大，其形状可以是扁长方体形状的套，也可以是上部开口的扁长方体形状的槽，或其他适用的形状。热风熔枪11的内部有一个通气管，此通气管的一端是进气口，使用时与一个气泵连接，由气泵对通气管供气，另一端是出气口，喷出的热气用来熔解保温材料13，热风熔枪11还有一个对通气管中的气流加热的电热部件(该电热部件图中未示出)，该电热部件与电控箱12电连接。

为了在气温较低的环境中取得较好的包覆效果，本实用新型包覆设备还可以包括一个电加热箱5，该电加热箱5与电控箱12电连接，由电控箱控制其内部温度，安装在保温材料13的运动路线上并靠近变径套7。

在进行外保温层包覆操作时，先将复合管4穿过导向架2，再穿过涂胶装置3、电加热箱5(在环境温度较低时使用)、变径套7、定型套8、冷却套9、延长套10，然后与一个牵引装置连接，将涂胶装置3注满液态胶；本发明使用的保温材料13为长条形PVC片材，使用前一般卷成卷，先用切割机把卷状保温材料的宽度制成与复合管4外圆周长相同，然后使其在水平辊子131、132、133、134和限位架6之间穿过，在环境温度较低使用电加热箱5的情况下穿过电加热箱，经水平辊子的承托和限位架的导引进入变径套7，然后将保温材料13的端部包覆在复合管4上并用胶带固定好；将热风熔枪11与一个气泵连接，并打开气泵向热风熔枪11供气，同时将电控箱12接通电源，通过电控箱调整电热部件的发热功率从而把热风熔枪喷出的气体控制在一个适当的温度；开动牵引装置，以一定速度将复合管4从延长套10中拉出，此时保温材料13会在复合管4的带动下与复合管同步运动，在变径套7喇叭形状的作用下自然包覆在复合管4外表面并在复合管上方形成接缝，此时用热风熔枪11对准变径套细端的缺口，将保温材料13的接缝边缘熔化，在保温材料进入定型套8时，该熔化的边缘就会粘接在一起，经过冷却套9的冷却和延长套10的巩固，接缝边缘的粘接就会很牢固，从而使保温材料包覆在复合管上。采用上述包覆设备和方法对复合管外保温层进行包覆，在复合管整个长度上，包覆操作可以连续进行直至完成。

如图3所示，本发明经过进一步改进，还能够进行两层保温层的同时连续包覆。为此，需要将支架适当加长，在支架顶部与延长套10相距适当距离的位置再依次安装第二变径套15、第二定型套16、第二冷却套17、第二延长套18；其中第二变径套15的细端内壁直径与第二定型套的内壁直径相同，并比包覆了两层保温层的复合管外圆直径小1～2毫米，第二延长套的内壁直径比第二定型套的内壁直径大3～4毫米；在第二变径套15的邻近位置再安装一个热风熔枪19，在第二层保温材料20的运动路线上再安装第二限位架14和若干个水平辊子201、202、203、204、205、206。

为了在气温较低的环境中取得较好的包覆效果，上述改进的包覆设备还可以再包括一个电加热箱21，该电加热箱21与电控箱12电连接，由电控箱控制其内部温度，安装在保温材料20的运动路线上并靠近第二限位架14。

两层保温层包覆设备的使用方法如下：先将复合管4依次穿过安装在支架1顶部的导向架2、涂胶装置3、电加热箱5(在环境温度较低时使用)、变径套7、定型套8、冷却套9、延长套10，再穿过第二变径套15、第二定型套16、第二冷却套17、第二延长套18，然后与一个牵引装置连接；将第一层保温材料13经限位架6导引到变径套7内，将第二层保温材料20的宽度制成与包覆了一层保温层的复合管4外圆周长相同，穿过水平辊子201、202、203、204、205、206、电加热箱21(在环境温度较低时使用)和限位架14，导引到第二变径套15内；开动牵引装置，以一定速度将复合管4从第二延长套18中拉出，同时进行包覆第一层保温层的操作，其步骤与上述包覆一层保温层的相应步骤相同；当已经包覆了一层保温材料的复合管4进入第二变径套15时停止牵引装置，把第二层保温材料20包覆在复合管4上并用胶带固定，然后再次开动牵引装置，此时第二层保温材料20会与复合管同步运动；然后进行第二层包覆的操作，其步骤也与包覆一层保温层的相应步骤相同。经过以上操作，就可以对复合管进行两层保温层的同时连续包覆。

Claims (6)

1.一种用于高强度连续复合管的外保温层包覆设备，其特征是采用如下结构：一个支架，在该支架的顶部从一端至另一端依次固定安装的导向架、涂胶装置、变径套、圆筒形定型套、圆筒形冷却套、圆筒形延长套，以及在该支架上安装的热风熔枪、电控箱、限位架、若干个水平辊子，其中：

a)所述变径套呈一端粗、另一端细的筒状，上部有一个缺口，其细端为圆形，内壁直径与所述定型套的内壁直径相同，并比包覆了一层保温层的复合管外圆直径小1～2毫米，该细端与定型套的一端固定连接；

b)所述冷却套的直径大于定型套的直径，轴向长度略小于定型套的轴向长度，定型套从冷却套中间穿过，冷却套的两端与定型套密封固定连接；

c)所述延长套的内壁直径比定型套的内壁直径大3～4毫米，延长套的一端与定型套连接变径套那一端的另一端固定连接；

d)所述水平辊子和限位架安装在保温材料的运动路线上，限位架的位置靠近变径套；

e)所述热风熔枪安装在变径套附近，该热风熔枪有一个通气管和可对该通气管加热的电热部件，该电热部件与电控箱电连接，电控箱安装在支架的适当位置上。

2.根据权利要求1所述的包覆设备，其特征在于：该包覆设备还包括一个电加热箱，该电加热箱与电控箱电连接，安装在保温材料的运动路线上并靠近变径套。 

3.根据权利要求1所述的包覆设备，其特征在于：所述导向架由两个固定安装在一起的一上一下、相互平行的两头粗中间细的纺锤形水平辊子构成，这两个水平辊子之间的距离可以调整。

4.根据权利要求1所述的包覆设备，其特征在于：所述涂胶装置是一个顶部带有开口的容器，在该容器的一个垂直侧面上有一个圆形管道进口，在与该垂直侧面相对的另一个垂直侧面上有一个圆形管道出口，管道进口和管道出口的直径相同并比复合管的外圆直径略大。

5.根据权利要求1、2、3或4所述的包覆设备，其特征在于：该包覆设备还包括：在支架顶部与所述延长套适当距离的位置依次固定安装的第二变径套、第二定型套、第二冷却套、第二延长套，在第二变径套的邻近位置安装的第二热风熔枪，在支架的第二层保温材料的运动路线上安装的第二限位架和若干个水平辊子；其中第二限位架靠近第二变径套，第二变径套的细端直径与第二定型套的内壁直径相同，并比包覆了两层保温层的复合管外圆直径小1～2毫米，第二延长套的内壁直径比第二定型套的内壁直径大3～4毫米。

6.根据权利要求5所述的包覆设备，其特征在于：该包覆设备还包括一个电加热箱，该电加热箱与电控箱电连接，安装在第二层保温材料的运动路线上并靠近第二限位架。 

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