CN104608369A - 连续作业式热缩管扩管机组及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种连续作业式热缩管扩管机组，能够对坯管进行连续扩管，生产质量稳定，扩管效率高，自动化程度高。其机架上依次设置有上牵引机构、扩管筒，扩管筒下端口设置有扩管模具，扩管模具下方设置有下牵引机构；扩管筒上端口设置有中心带孔的垫圈、外壁套装有至少一个加热器、侧壁设置有加压气孔；扩管模具包括成型管筒、成型套，成型管筒上端设置有一个排气段，排气孔均布在排气段上。排气孔以下的成型管筒的外壁上套装有冷却水腔。还包括活动设置在两侧放线支架之间的放线轴，放线轴上设置有放线盘，放线轴与放线动力装置传动连接；放线轴末端还设置有旋转式配气阀，放线盘上设置有与旋转式配气阀匹配的热缩管通孔。

Description

连续作业式热缩管扩管机组及其使用方法

技术领域

本发明涉及热缩管生产设备，具体涉及一种热缩管扩管机组，本发明还提供了使用该机组进行热缩管连续扩管的生产方法。

背景技术

热收缩产品从产生到现在发展速度突飞猛进，应用领域不断扩大，现在已广泛应用于航空航天、船舶、汽车、电力、家电、通讯和石油化工等领域。热收缩产品对电线电缆连接处以及分支起到密封防潮、防水和线路的防腐，防震动脱位等功能，因此要求热收缩管既要有良好的物理和电气性能，也要有良好的化学性如防腐及耐候等。除此以外，热缩管必须具有可靠的热回缩性、均匀性。

热缩管生产的一般工艺流程是先制备壁厚较大、管径较小的坯管，然后经扩管工艺增大管径、缩小壁厚得成品管，现有技术中，尚缺乏能够连续、稳定、快速、环保热缩管连续扩管的生产技术。

发明内容

本发明所解决的技术问题在于提供一种连续作业式热缩管扩管机组，能够对热缩管坯管进行连续扩管，具备生产质量稳定，扩管效率高，自动化程度高的技术特点。

为解决上述技术问题，本发明的连续作业式热缩管扩管机组，包括机架，所述的机架上方设置有上牵引机构，上牵引机构下方的机架上设置有扩管筒，所述的扩管筒上端口设置有中心带孔的垫圈、外壁套装有至少一个加热器、侧壁设置有加压气孔，所述扩管筒下端口设置有扩管模具，所述扩管模具下方设置有下牵引机构；所述的扩管模具包括成型管筒，成型管筒内腔上端部设置有自润滑材质的成型套，所述成型套腰部孔径小于两端孔径，所述成型管筒上与成型套匹配的均布有多个排气孔；所述排气孔以下的成型管筒的外壁上套装有冷却水腔。

优选的，还包括一模具连接套，所述模具连接套的外壁沿圆周向均布有多个挂钩、内壁的底面沿圆周向均布有多个挂肩；所述扩管模具上端面与挂肩匹配的设置有多个挂架；所述扩管筒下端部与挂钩匹配的设置有多个锁扣装置，所述锁扣装置包括一固定在扩管筒外壁上的锁扣架，所述锁扣架上通过销轴A设置有手柄，所述手柄上通过销轴B设置有锁扣。

优选的，还包括放线装置；所述放线装置包括活动设置在两侧放线支架之间的放线轴，所述放线轴上设置有放线盘，所述放线轴与放线动力装置传动连接；所述的放线轴末端还设置有旋转式配气阀，所述放线盘上设置有与旋转式配气阀匹配的热缩管通孔。

优选的，所述的上牵引机构包括两侧的牵引机构支架，两牵引机构支架上各活动的设置有两个轴承座，所述两个轴承座分别通过螺杆与牵引机构支架末端连接，螺杆末端设置有螺杆手柄；两侧的牵引机构支架上四个轴承座之间平行的设置有牵引导辊A、牵引导辊B；牵引导辊A、牵引导辊B中至少一个的中端铣切有截面为圆弧形的导槽；还包括动力机构，所述的牵引导辊A、牵引导辊B与动力机构传动连接。

本发明还提供了使用上述连续作业式热缩管扩管机组进行扩管的方法，包括以下步骤：

A、将热缩管坯管盘卷于放线盘上，热缩管一端穿过热缩管通孔与旋转式配气阀气体管道连接，另一端依次经上牵引机构、扩管筒、扩管模具、下牵引机构布置；

B、所述旋转式配气阀与压缩空气源气体通道连接，控制热缩管坯管内部压力1.5～2个大气压；所述加压气孔与压缩空气源气体通道连接，控制扩管筒内压力为3～4个大气压；通过所述加热器控制扩管筒内温度150±10℃；

C、热缩管坯管经扩管筒加热后，行进至扩管模具所在位置，排气孔迅速排气，外压释放，加热的热缩管在内压作用下扩张，并经成型套限位成型；

D、冷却水腔内通入循环冷却水，成型后的热缩管进入冷却水腔所在行程内的扩管模具内完成定型，并经下牵引机构牵引得成品。

上述技术方案的优点体现在：

1、热缩管原料盘卷在放线盘上，依次经上牵引机构、扩管筒、扩管模具、下牵引机构延伸后，即可实现连续自动扩管作业，生产质量稳定，扩管效率高，自动化程度高。

2、加热过程中，使用内压使热缩管原料管充分膨胀，均匀受热，扩管筒内压力大于热缩管原料管内部压力，即管外压力大于管内压力，从而防止管壁局部受压变形，保证质量稳定。

3、扩管模具经模具连接套与扩管筒活动连接，便于根据成品规格需要更换模具。

4、放线装置、上牵引机构、下牵引机构可以通过变速装置预调速度，以互相匹配工作。在本装置基础上，可以方便的通过PLC进行控制，其控制变量包括放线装置、上牵引机构、下牵引机构工作速度，还包括加热器温度，从而适应不同产品、产能需要，进一步提高自动化程度。必要的情况下，还可在成型管筒内设置温度传感器，通过PLC对冷却水腔流量进行调节，从而实现对定型温度的控制。

5、所述放线轴末端设置有旋转式配气阀，从而使得热缩管随放线盘旋转的过程中可以同时实现管内加压。

6、成型管筒内腔上端部设置有自润滑材质的成型套，该成型套使用例如聚四氟乙烯等材料制作，具备自润滑功能，防止热缩管污染，减少生产成本。在目标成品规格变化的情形下，通过调整多个排气孔在扩管模具上的分布范围和成型套的行程长度，可以调整成型时间，便于实现质量控制。

7、上牵引机构上的牵引导辊A、牵引导辊B之间的间距可调，导槽槽深可调，进一步提高设备对不同管径原料的适应性。

附图说明

图1是本发明的连续作业式热缩管扩管机组的结构示意图；

图2是本发明的连续作业式热缩管扩管机组的机架部分的结构示意图；

图3是扩管筒与扩管模具连接部分的结构示意图；

图4是图3沿A-A线的的剖视图；

图5是图3沿B-B线的的剖视图；

图6是放线装置的主视图；

图7是上牵引机构部分的俯视图；

图8是图7的侧视图。

以上图中：

机架——1，导轮——11；

扩管筒——2，垫圈——20，加热器——21，加压气孔——22，观察窗——23；

扩管模具——3，成型管筒——30，排气段——300，成型套——31，排气孔——32，冷却水腔——33，进水孔——330，出水孔——331，挂架——34，锁扣架——35，销轴A——36，手柄——37，销轴B——38，锁扣——39；

放线支架——40，放线轴——41，放线盘——42，放线用电机——43，卷线用电机——44，旋转式配气阀——45，热缩管通孔——46；

模具连接套——5，挂钩——50，挂肩——51。

牵引机构支架——60，轴承座——61，螺杆——62 ，牵引导辊A——63、牵引导辊B——64，导槽——65，动力机构——66。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1至图8可见，本发明的连续作业式热缩管扩管机组，包括机架1，所述的机架1上方设置有上牵引机构，上牵引机构下方的机架1上设置有扩管筒2，所述的扩管筒2上端口设置有中心带孔的垫圈20，该垫圈20中心孔孔径根据热缩管坯管直径设置，其在便于热缩管坯管通过的同时，起到密封作用，保证扩管筒2内压。该垫圈20可使用自润滑材料制备。

如图1、图2可见，扩管筒2外壁套装有至少一个加热器21，本实施例中，所述加热器21由6个等距离分布的电加热管组成，加压气孔22设置在相邻电加热管之间的扩管筒2侧壁上。扩管筒2上可进一步设置热电偶，用于采集管内温度，以便进行温度控制。

扩管筒2侧壁设置有加压气孔22，其与压缩空气源连接，扩管筒2内压由压缩空气源控制，也可在扩管筒2设置压力传感器，压力由PLC控制。

如图3、图4、图5所述扩管筒2下端口设置有扩管模具3，所述扩管模具3下方设置有下牵引机构；所述的扩管模具3包括成型管筒30，成型管筒30内腔上端部设置有自润滑材质的成型套31，本实施例中，成型套31采用聚四氟乙烯材料。所述成型套31腰部孔径小于两端孔径，所述成型管筒30上端设置有一个排气段300，排气孔32均布在排气段300上，成型套31与多个排气孔32匹配是指排气段300的底端相对于成型套31的底端延伸1至2个排气孔直径距离，从而使得在成型套31的工作范围内，扩管模具3内压（即热缩管外压）快速释放，快速成型。所述排气孔32以下的成型管筒30的外壁上套装有冷却水腔33，进水孔330设置于下方、出水孔331设置于上方，强制冷却水在腔体内全程流动。

图3、图4、图5给出了扩管模具3与扩管筒2连接的详细视图。

根据成品规格需要，扩管模具3规格可变，因此其活动的设置在扩管筒2下端口，为了实现连接，还包括一模具连接套5，本实施例中，所述模具连接套5的外壁沿圆周向均布有三个挂钩50、内壁的底面沿圆周向均布有三个挂肩51；所述扩管模具3上端面与挂肩51匹配的设置有三个挂架34；所述扩管筒2下端部与挂钩50匹配的设置有多个锁扣装置，所述锁扣装置包括一固定在扩管筒2外壁上的锁扣架35，所述锁扣架35上通过销轴A36设置有手柄37，所述手柄37上通过销轴B38设置有锁扣39。安装扩管模具3时，先向下扳动手柄37松开锁扣装置，将扩管模具3上的多个挂架34对正模具连接套5上多个挂肩51之间的空档，然后旋转扩管模具3，使多个挂架34挂上多个挂肩51，向上扳动手柄37，锁扣39扣住挂钩50，继续扳动手柄37至其与扩管筒2平行，使模具连接套5和扩管模具3锁紧至扩管筒2上。拆卸扩管模具3时以相反顺序进行。所述扩管模具3、模具连接套5之间设置有起密封作用的垫圈。

如图2可见，所述扩管模具3上方的扩管筒2上还设置有用于观察内部状况的观察窗23。

如图1、图6可见，还包括与机架1邻近布置的放线装置，其一方面以旋转给料方式连续提供热缩管坯管，另一方面可以向坯管内腔施加气压。

所述放线装置包括活动设置在两侧放线支架40之间的放线轴41，所述放线轴41上设置有放线盘42，所述放线轴41与放线动力装置传动连接；所述的放线轴41末端还设置有旋转式配气阀45，所述放线盘42上设置有与旋转式配气阀45匹配的热缩管通孔46。热缩管坯管盘卷于放线盘42上，热缩管坯管一端穿过热缩管通孔46与旋转式配气阀45气体管道连接，旋转式配气阀45与压缩空气源连接，即可向坯管加内压。

本实施例中，放线动力装置包括一放线用电机43，其转速可控。放线盘42距离地面有一定高程，为了便于设备在工作前上料，本发明进一步的进行了优化，放线装置上还设置有一个卷线用电机44，其驱动方向与放线用电机43相反，用于使放线盘42逆转，从而将较低位置的热缩管坯管盘绕至放线盘42上。通过传动结构的修改，上述放线用电机43、卷线用电机44可合并为一个。

如图7、图8可见，所述的上牵引机构包括两侧的牵引机构支架60，两牵引机构支架60上各活动的设置有两个轴承座61，所述两个轴承座61分别通过螺杆62与牵引机构支架60末端连接，螺杆62末端设置有螺杆手柄；两侧的牵引机构支架60上四个轴承座61之间平行的设置有牵引导辊A63、牵引导辊B64，通过调整螺杆62，轴承座61可相对牵引机构支架60运动，从而使得两导辊之间的间距可调；牵引导辊A63、牵引导辊B64中至少一个的中端铣切有截面为圆弧形的导槽65，本实施例中，导槽65设置在牵引导辊B64中端；还包括动力机构66，所述的牵引导辊A63、牵引导辊B64与动力机构66传动连接。本实施例中，动力机构66为电机，传动带以外切和内接方式同时与牵引导辊A63、牵引导辊B64末端的齿轮盘接触，实现牵引导辊A63、牵引导辊B64的相向运动，并带动热缩管坯管向下运动。所述导槽65的位置与扩管筒2上端的垫圈20的中心孔对正。

除不设置导槽65以外，下牵引机构与上牵引机构结构相同，从而提高部件互换性，降低设备制造和维护成本。下牵引机构中的牵引导辊A63、牵引导辊B64之间具备一个合适的间距，从而将成品管挤成扁平状，一是便于挤压后成品的后续卷绕，二是能保持加工段坯管的内压稳定。

如图1可见，在机架1上通过支撑架设置有多个高度依次递减的导轮11，热缩管坯管经放线装置牵引至导轮11，高度逐次递减后牵引至牵引导辊A63、牵引导辊B64之间。

使用连续作业式热缩管扩管机组进行扩管的方法，包括以下步骤：

A、将热缩管坯管盘卷于放线盘42上，热缩管一端穿过热缩管通孔46与旋转式配气阀45气体管道连接，另一端依次经上牵引机构、扩管筒2、扩管模具3、下牵引机构布置；

B、所述旋转式配气阀45与压缩空气源气体通道连接，控制热缩管坯管内压力1.5～2个大气压；所述加压气孔22与压缩空气源气体通道连接，控制扩管筒2内压力为3～4个大气压；通过所述加热器21控制扩管筒2内温度150±10℃；

C、阻燃热坯管缩管经扩管筒2加热后，行进至扩管模具3所在位置，排气孔32迅速排气，外压释放，加热的热缩管坯管在内压作用下扩张，并经成型套31限位成型；

D、冷却水腔33内通入循环冷却水，成型后的热缩管进入冷却水腔33所在行程内的扩管模具3内完成定型，并经下牵引机构牵引得成品。

所述的放线装置、上牵引机构、下牵引机构工作速度由PLC控制。在以上设备对应位置安装位置传感器，即可监控各部位上热缩管运转速度，获取采样信号；也可直接对各部位的安装的电机电信号进行监控获取采样信号。

所述的扩管筒2内温度由PLC控制。通过在扩管筒2内设置温度传感器即可获取温度信号，进而通过PLC调整加热器21的输出功率。

Claims (7)

1.一种连续作业式热缩管扩管机组，包括机架（1），其特征在于：所述的机架（1）上方设置有上牵引机构，上牵引机构下方的机架（1）上设置有扩管筒（2），所述的扩管筒（2）上端口设置有中心带孔的垫圈（20）、外壁套装有至少一个加热器（21）、侧壁设置有加压气孔（22），所述扩管筒（2）下端口设置有扩管模具（3），所述扩管模具（3）下方设置有下牵引机构；所述的扩管模具（3）包括成型管筒（30），成型管筒（30）内腔上端部设置有自润滑材质的成型套（31），所述成型套（31）腰部孔径小于两端孔径，所述成型管筒（30）上与成型套（31）匹配的均布有多个排气孔（32）；所述排气孔（32）以下的成型管筒（30）的外壁上套装有冷却水腔（33）。

2.如权利要求1所述的连续作业式热缩管扩管机组，其特征在于：还包括一模具连接套（5），所述模具连接套（5）的外壁沿圆周向均布有多个挂钩（50）、内壁的底面沿圆周向均布有多个挂肩（51）；所述扩管模具（3）上端面与挂肩（51）匹配的设置有多个挂架（34）；所述扩管筒（2）下端部与挂钩（50）匹配的设置有多个锁扣装置，所述锁扣装置包括一固定在扩管筒（2）外壁上的锁扣架（35），所述锁扣架（35）上通过销轴A（36）设置有手柄（37），所述手柄（37）上通过销轴B（38）设置有锁扣（39）。

3.如权利要求1或2所述的连续作业式热缩管扩管机组，其特征在于：还包括放线装置；所述放线装置包括活动设置在两侧放线支架（40）之间的放线轴（41），所述放线轴（41）上设置有放线盘（42），所述放线轴（41）与放线动力装置传动连接；所述的放线轴（41）末端还设置有旋转式配气阀（45），所述放线盘（42）上设置有与旋转式配气阀（45）匹配的热缩管通孔（46）。

4.如权利要求3所述的连续作业式热缩管扩管机组，其特征在于：所述的上牵引机构包括两侧的牵引机构支架（60），两牵引机构支架（60）上各活动的设置有两个轴承座（61），所述两个轴承座（61）分别通过螺杆（62）与牵引机构支架（60）末端连接，螺杆（62）末端设置有螺杆手柄；两侧的牵引机构支架（60）上四个轴承座（61）之间平行的设置有牵引导辊A（63）、牵引导辊B（64）；牵引导辊A（63）、牵引导辊B（64）中至少一个的中端铣切有截面为圆弧形的导槽（65）；还包括动力机构（66），所述的牵引导辊A（63）、牵引导辊B（64）与动力机构（66）传动连接。

5.一种使用连续作业式热缩管扩管机组进行扩管的方法，包括以下步骤：

A、将热缩管坯管盘卷于放线盘（42）上，热缩管坯管一端穿过热缩管通孔（46）与旋转式配气阀（45）气体管道连接，另一端依次经上牵引机构、扩管筒（2）、扩管模具（3）、下牵引机构布置；

B、所述旋转式配气阀（45）与压缩空气源气体通道连接，控制热缩管坯管内部压力1.5～2个大气压；所述加压气孔（22）与压缩空气源气体通道连接，控制扩管筒（2）内压力为3～4个大气压；通过所述加热器（21）控制扩管筒（2）内温度150±10℃；

C、热缩管坯管经扩管筒（2）加热后，行进至扩管模具（3）所在位置，排气孔（32）迅速排气，外压释放，加热的热缩管在内压作用下扩张，并经成型套（31）限位成型；

D、冷却水腔（33）内通入循环冷却水，成型后的热缩管进入冷却水腔（33）所在行程内的扩管模具（3）内完成定型，并经下牵引机构牵引得成品。

6.如权利要求5所述的使用连续作业式热缩管扩管机组进行扩管的方法，其特征在于：所述的放线装置、上牵引机构、下牵引机构工作速度由PLC控制。

7.如权利要求5所述的使用连续作业式热缩管扩管机组进行扩管的方法，其特征在于：所述的扩管筒（2）内温度由PLC控制。