CN101691896B - 具有超声波熔接装置的弹簧伸缩管加工设备 - Google Patents

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Abstract

一种通过超声波熔接装置促使内层弹簧钢筋的包塑材料与外层塑料膜熔接的弹簧伸缩管加工设备。它包括沿弹簧伸缩管的生成方向依次设置的将包塑钢筋卷制成弹簧的卷簧机、在弹簧外缠绕塑料膜的塑料挤出机、将塑料膜冷却凝固的水冷却器以及由红外探头控制长度的自动切割装置，其特点是：在塑料挤出机和水冷却器之间装一个将弹簧伸缩管内层的钢筋外包塑材料和外层的塑料膜熔接的超声波熔接装置，即超声波熔接机，以及辅助推动弹簧伸缩管前进的推压装置。本发明解决了现有加工设备得到的弹簧伸缩管由于多次伸缩后弹簧与塑料膜容易脱离，导致其使用寿命短的问题，提供一种具有超声波熔接装置的加工设备，得到的弹簧伸缩管具有内外层连接强度高、使用寿命长等优点。

Description

具有超声波熔接装置的弹簧伸缩管加工设备 
所属技术领域
本发明涉及一种弹簧伸缩管的加工设备，尤其是一种通过超声波熔接装置促使弹簧伸缩管内层弹簧钢筋的包塑材料与外层塑料膜熔接，以提高内外层连接强度的加工设备。 
背景技术
弹簧伸缩管是软管的一种，其管壁内嵌有钢丝，柔软弯曲性好，且具有伸缩性，用途广泛，主要用于家用和工业真空吸尘器、(中央)真空吸尘器、通风管道、户外清扫工业除尘系统等。 
弹簧伸缩管的结构如图1中所示，其包括内外两层，内层是由包塑钢筋1a制成的弹簧，外层是缠绕覆盖在弹簧外面的塑料膜1c。现有设备是以缠绕方式进行加工的，即通过卷簧机将包塑钢筋卷制成弹簧状，在卷制过程中其不断旋转并推至一台塑料挤出机的挤出口，由于挤出口的宽度刚好等于弹簧的节距，挤出的塑料条便不断缠绕到弹簧上形成塑料膜1c，再通过水冷却器冷却后便形成弹簧伸缩管。为了实现塑料膜1c的伸缩作用，包塑钢筋1a在卷制成弹簧前预先涂抹上一层胶水(专用相容剂)，使其包塑材料1b和塑料膜1c之间通过胶水粘结，这样得到的内层(弹簧)与外层(塑料膜1c)之间的粘结力强度不够，在使用过程中，经过多次伸缩、弯曲后，胶水的粘结作用就会失效，发生脱胶即弹簧与塑料膜1c发生脱离，使得通过这种设备加工而成的弹簧伸缩管的使用寿命短。 
发明内容
本发明的目的是要解决上述现有加工设备得到的弹簧伸缩管使用寿命短的问题，提供一种具有超声波熔接装置的设备，其将钢筋外包塑材料与塑料膜熔接，使加工得到的弹簧伸缩管具有内外层连接强度高、使用寿命长等优点。 
本发明是采用如下方案实现的：由于钢筋外的包塑材料和塑料膜都是塑料，因此两者之间可以利用超声波塑料焊接原理(机器将电能通过超声波换能器转变成为超声能，该能量通过焊头传导作用到塑料工件上，以每秒上万次的超声频率及一定的振幅使塑料工件的接合面剧烈磨擦后产生局部高温迅速熔化。高频振动停止后维持在工件上的短暂压力使两焊件以分子链接方式凝固为一体。)实现熔接熔合，再通过水冷却器冷却后便得到更高连接强度的弹簧伸缩管。 
一种具有超声波熔接装置的弹簧伸缩管加工设备，其具体结构是包括沿弹簧伸缩管的生成方向依次设置的将包塑钢筋卷制成弹簧的卷簧机、在弹簧外缠绕塑料膜的塑料挤出机、将塑料膜冷却凝固的水冷却器以及由红外探头控制长度的自动切割装置，其特点是：在塑料挤出机和水冷却器之间装一个将弹簧伸缩管内层的钢筋外包塑材料和外层的塑料膜熔接的超声波熔接装置，即包括由超声波发生器、超声波换能器、变幅器、焊头组成的超声波熔接机，以及辅助推动弹簧伸缩管前进的包括伺服电机、主动齿轮、推压同步带、若干个压紧齿轮的推压装置；焊头与推压同步带相对设置共同压紧弹簧伸缩管。 
上述推压同步带的外周与弹簧伸缩管的塑料膜接触，主动齿轮带动推压同步带与塑料膜接触边向弹簧伸缩管的生成方向转动，推压同步带带动压紧齿轮同方向转动，且压紧齿轮与推压同步带啮合的齿恰好顶住弹簧；上述焊头上有一个弧面与弹簧伸缩管的塑料膜吻合接触，其与推压同步带共同起到对弹簧伸缩管压紧以便超声波熔接的作用。 
在超声波熔接装置的旁边装摄像头，对加热熔接后的塑料膜外观通过显示器显示，使操作人员更清楚地看到并了解产品，以减少次品发生。 
本发明的有益效果是：超声波熔接具有生产效率高、熔接质量好、环保又节能等显著优点；设备在使用塑料挤出机缠绕塑料膜之后对弹簧钢筋外包塑材料和塑料膜进行超声波熔接，使弹簧和塑料膜熔合成一体，这样加工得到的弹簧伸缩管能达到内外层更高的连接强度，使在长期不断的伸缩过程中弹簧和塑料膜不会脱离，大大延长了其使用寿命。 
附图说明
图1为本发明设备加工的弹簧伸缩管的结构示意图； 
图2为本发明加工设备的结构示意图； 
图3为图2中的A-A剖面图； 
图4为图2中的A-A剖面图的另一种结构。 
对各幅附图中的标号说明如下：1-弹簧伸缩管；1a-钢筋；1b-包塑材料；1c-塑料膜；1d-弹簧；2-包塑钢筋；3-卷簧机；4-主动齿轮；4a-伺服电机；5-压紧齿轮；6-推压同步带；7-塑料挤出机；7a-挤出口；8-超声波熔接机；8a-焊头；8b-变幅器；8c-超声波换能器；8d-超声波发生器；8e-震波腔；9-显示器；9a-摄像头；10-支撑轮；11-水冷却器；11a-喷嘴；12-自动切割装置；12a-割刀；12b-托架；12c-红外探头。 
具体实施方案：
实施例1  本实施例的具有超声波熔接装置的弹簧伸缩管加工设备，其结构可 从图2中看到，它包括沿弹簧伸缩管(如图中虚线所示)的生成方向(如图中箭头方向所示)依次设置的将包塑钢筋2卷制成弹簧1d的卷簧机3、在弹簧1d外缠绕塑料膜1c的塑料挤出机7、将塑料膜1c冷却凝固的水冷却器11以及由红外探头12c控制长度的自动切割装置12，并且在塑料挤出机7和水冷却器11之间装一个将弹簧伸缩管内层的钢筋1a外包塑材料1b和外层的塑料膜1c熔接的超声波熔接装置，即包括由超声波发生器8d、超声波换能器8c、变幅器8b、焊头8a组成的超声波熔接机8，如图3中所示，以及辅助推动弹簧伸缩管前进的包括伺服电机4a、主动齿轮4、推压同步带6、若干个压紧齿轮5的推压装置；焊头8a与推压同步带6相对设置共同压紧弹簧伸缩管1。 
如图2中所示，推压同步带6的外周与弹簧伸缩管1的塑料膜1c接触，主动齿轮4带动推压同步带6与塑料膜1c接触边向弹簧伸缩管1的生成方向转动，推压同步带6带动压紧齿轮5同方向转动，若干个压紧齿轮5与推压同步带6啮合的最下面的齿恰好顶住弹簧部位；如图3中所示，推压同步带6外周与焊头8a上均有一个弧面与弹簧伸缩管的塑料膜1c吻合接触，推压同步带6与焊头8a共同起到压紧的作用。 
在超声波熔接装置的旁边装摄像头9a进行监测。 
弹簧伸缩管的加工过程如下： 
首先通过卷簧机3将包塑钢筋2卷制成弹簧状； 
在卷制过程中弹簧不断旋转并推至塑料挤出机7的挤出口7a，塑料挤出机7的挤出塑料条缠绕到卷制成的弹簧1d上形成塑料膜1c，再让其通过超声波熔接装置。 
超声波发生器8d通电后产生超声波信号，超声波发生器8d连接超声波换能器8c，将超声波信号传入超声波换能器8c，超声波换能器8c把信号转变为超声波频率的机械震动，由变幅器8b将机械震动振幅放大，焊头8a与推压同步带6以一定压力夹紧弹簧伸缩管1进行熔接，焊头8a的高频震动使与其接触的弹簧部位产生局部高温，在夹紧力作用下使包塑材料1b与塑料膜1c熔接到一起；推压同步带6由主动齿轮4带动，主动齿轮4由伺服电机4a驱动，使弹簧伸缩管1即使被夹紧也能顺利的向前移动，通过调节伺服电机4a使推压同步带6的线速度与卷簧机3的弹簧卷制线速度一致； 
超声波熔接后再通过水冷却器7冷却后便形成弹簧伸缩管1； 
得到的弹簧伸缩管1由支撑轮10支撑通过托架12b，然后由红外探头12c控制，一旦达到预定位置，即预定长度，自动切割装置12的割刀12a即将弹簧伸缩管1切断，便得到需要长度的弹簧伸缩管1。 
本发明对在使用塑料挤出机7缠绕塑料膜1c之后，利用超声波对弹簧钢筋1a外的包塑材料1b和塑料膜1c进行熔接，其速度快、质量好；再由摄像头9a 对被熔接后的塑料膜1c外观通过显示器9显示，使操作人员更清楚的看到并了解产品，以减少次品发生。 
实施例2  本实施例的具有超声波熔接装置的弹簧伸缩管加工设备，其结构可从图4中看到，它与实施例1不同的是：超声波熔接装置是利用两束超声波聚焦，以产生更集中的更大的能量实现快速熔接。 
如图4中所示，在变幅器8b和焊头8a之间设置有一个底面同为弧面的内装液体如水的震波腔8e，并有两个超声波换能器8c和两个变幅器8b，它们传递的超声波再通过震波腔8e内水介质传递可发生聚焦，聚焦到弹簧伸缩管1的弹簧1d上，即利用聚焦的高密度能量使其局部发热，实现包塑材料1b与塑料膜1c之间的熔接。 

Claims (5)

1.一种具有超声波熔接装置的弹簧伸缩管加工设备，它包括沿弹簧伸缩管的生成方向依次设置的将包塑钢筋(2)卷制成弹簧(1d)的卷簧机(3)、在弹簧(1d)外缠绕塑料膜(1c)的塑料挤出机(7)、将塑料膜(1c)冷却凝固的水冷却器(11)以及由红外探头(12c)控制长度的自动切割装置(12)，其特征是：它还包括在塑料挤出机(7)和水冷却器(11)之间装的一个将弹簧伸缩管(1)内层的钢筋(1a)外包塑材料(1b)和外层的塑料膜(1c)熔接的超声波熔接装置，即包括由超声波发生器(8d)、超声波换能器(8c)、变幅器(8b)、焊头(8a)组成的超声波熔接机(8)，以及辅助推动弹簧伸缩管(1)前进的包括伺服电机(4a)、主动齿轮(4)、推压同步带(6)、若干个压紧齿轮(5)的推压装置；所述焊头(8a)与推压同步带(6)相对设置共同压紧弹簧伸缩管(1)。
2.根据权利要求1所述的具有超声波熔接装置的弹簧伸缩管加工设备，其特征是：所述推压同步带(6)的外周与弹簧伸缩管的塑料膜(1c)接触，所述主动齿轮(4)由伺服电机(4a)控制带动推压同步带(6)与塑料膜(1c)接触边向弹簧伸缩管(1)的生成方向转动，所述推压同步带(6)带动压紧齿轮(5)同方向转动，所述若干个压紧齿轮(5)与推压同步带(6)啮合的最下面的齿恰好顶住弹簧部位。
3.根据权利要求1所述的具有超声波熔接装置的弹簧伸缩管加工设备，其特征是：所述推压同步带(6)外周与焊头(8a)上均有一个弧面与弹簧伸缩管(1)的塑料膜(1c)吻合接触，推压同步带(6)与焊头(8a)共同将弹簧伸缩管(1)压紧。
4.根据权利要求1所述的具有超声波熔接装置的弹簧伸缩管加工设备，其特征是：在所述超声波熔接装置的旁边装摄像头(9a)，将被熔接后的塑料膜(1c)外观通过显示器(9)显示。
5.根据权利要求1所述的具有超声波熔接装置的弹簧伸缩管加工设备，其特征是：在所述超声波熔接机(8)有两个超声波换能器(8c)和两个变幅器(8b)，在变幅器(8b)和焊头(8a)之间设置有一个底面同为弧面的内装液体的震波腔(8e)，超声波通过震波腔(8e)内液体介质传递后聚焦到弹簧伸缩管(1)的弹簧(1d)上。
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