CN108372664B - 管道热熔对接工艺及热熔对接设备 - Google Patents

Abstract

本发明属于管道焊接领域，提供一种管道热熔对接工艺及热熔对接设备，解决管道焊接时修正量大的问题，方案包括如下步骤：1）准备：平整并清洁管道待对接的端面，加热板设置两片且间隔设置，将两块加热板分别与相邻的管道抵接；2）加热：对加热板进行加热使得与加热板抵接的管道部分熔融；3）卷边：向加热板推动管道使得管道与加热板抵接的部分变形成卷边；4）切换：加热板周向转动且同时轴向移动背离与其抵接的管道，在管道与加热板分离后将加热板撤离；5）压焊：推动管道熔融部分抵接。由于加热板时通过周向转动，加热板在周向转动时会形成一剪切力，从而使得管道与加热板容易分离，减少管道熔融部分轴向或径向移动的程度，从而减少修正。

Description

管道热熔对接工艺及热熔对接设备

技术领域

本发明涉及管道对接领域，特别涉及管道热熔对接工艺及热熔对接设备。

背景技术

随着城市的发展，地下污水管网越来越完善。污水管在受到侵蚀或使用久后其会产生缺陷，需要进行更换。

目前，管道抢修技术主要有开挖和非开挖，非开挖的有非开挖牵引、CIPP翻转内衬、紫外线光固化、树脂点位修补等工艺技术。

牵引管施工技术是采用设备从内部破碎或者割裂原有管道，将原有管道碎片挤入周围土体，同时形成管孔，并同步拉入新管道的管道更新工艺。较多适用于直径小于600mmHDPE、UPVC等柔性管材修复更新。

地下管网中的管道一般较长，在200m以上，而目前从加工难度和运输角度考虑，并不能直接形成管道。现有技术采用的方法是多段管道的焊接。

目前的焊接方式是采用将加热板放入两根对接管道之间，管道焊接的端面与加热板抵接，通过焊机对加热板进行加热，之后管道轴向移动挤压加热板使得管道与加热板的连接处沿其径向发生形变，将加热板沿管道径向撤离，再将两个管道的形变处对接；加热板撤离的时候，有两种撤离方式：1)加热板沿管道径向直接撤离，由于管道还处于加热熔融状态，因此管道容易受加热板的径向移动产生的摩擦力发生不规则的径向变形，需要进行后期修正；2)管道背离加热板轴向移动与加热板分开后，加热板撤离，由于管道还处于加热熔融状态，管道与加热板存在一定粘性，在管道与加热板分开过程中，管道会沿轴线发生形变并在重力作用下发生径向形变，需要进行后期修正。

发明内容

本发明的目的是提供一种管道热熔对接工艺，减少后期修正。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：一种管道热熔对接工艺，包括如下步骤：

1)准备：平整并清洁管道待对接的端面，加热板设置两片且间隔设置，将两块加热板分别与相邻的管道抵接；

2)加热：对加热板进行加热使得与加热板抵接的管道部分熔融；

3)卷边：向加热板推动管道使得管道与加热板抵接的部分变形成卷边；

4)切换：加热板周向转动且同时轴向移动背离与其抵接的管道，在管道与加热板分离后将加热板撤离；

5)压焊：驱动件推动管道夹具从而带动管道使得管道熔融部分抵接并保持一定压力。

上述方案由于加热板时通过周向转动，加热板在周向转动时会形成一剪切力，从而使得管道与加热板容易分离，减少管道熔融部分轴向或径向移动的程度，从而减少修正，同时加热板轴向移动与管道快速完成分离。

进一步的，管道壁厚在2-6.9mm时，3)中卷边高度为0.5mm；管道壁厚在7-11.4mm时，3)中卷边高度为1mm；管道壁厚在11.5-32.3mm时，3)中卷边高度为1.5mm。

管道连接的时候卷边相抵接，卷边的高度影响管道的连接强度，而管道壁厚越大，其相应的卷边高度增大。

进一步的，加热板加热温度为210±10℃。

根据管道材料，其加热板温度控制在上述范围。

进一步的，2)-5)步骤中环境温度≥20℃。

外部环境影响压焊时间以及效果，同时因为管道焊接在户外进行，因此综合考虑温度保持在20℃以上。

进一步的，加热板与管道抵接的端面粘附有聚四氟乙烯薄膜。

聚乙烯薄膜可以降低管道与加热板的粘连度，使得管道与加热板更容易分离。

本发明的另一目的在于提供一种热熔对接设备，该设备用于上述工艺。

一种热熔对接设备，包括底座、安装在底座上的管道夹具、推动管道夹具移动的驱动件、安装在底座上沿竖直方向移动的安装座、驱动安装座移动的竖直驱动机构、固定在安装座上的至少两个导向片、位于导向片内与导向片螺纹配合的两个加热板、分别带动加热板周向转动的两个旋转机构。

通过旋转机构带动加热板转动，由于加热板与导向片螺纹连接，因此其在旋转的同时可以进行周向转动。加热完毕后竖直驱动机构带动底座上升，从而使得两个管道可以对接。

进一步的，所述旋转机构包括与加热板固定的从动齿圈、与从动齿圈啮合的主动齿轮、驱动主动齿轮转动的电机，所述主动齿轮的齿宽小于从动齿圈的齿宽。

通过电机带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿圈从而使得加热板转动，由于加热板和导向片螺纹连接，因此加热板同时做轴向移动；由于主动齿轮的齿宽小于从动齿圈的齿宽，因此在加热板转动过程中，主动齿轮与从动齿圈一直啮合。

进一步的，所述加热板外侧固定有铝框，铝框与导向片螺纹连接。

铝的相对导磁率和电阻率较小，当加热板(钢板)因电磁感应产生涡流而发热时，铝框几乎不会发热。

进一步的，竖直驱动机构包括固定在底座上的驱动气缸，驱动气缸的活塞杆与安装座固定。

综上所述，本发明具有以下有益效果：本发明改变加热板的撤离方式，从而减少后期管道修正，提升工作效率。

附图说明

图1是实施例的整体结构示意图；

图2是在图1基础上省略了其中一块加热板以及对应的旋转机构；

图3是管道卷边时的示意图。

附图标记：1、底座；2、管道夹具；21、驱动件；22、下座；23、上座；24、导向柱；31、导轨；32、安装座；33、驱动气缸；4、导向片；5、加热板；6、铝框；71、从动齿圈；72、主动齿轮；73、电机；81、电源；82、导线；9、管道。

具体实施方式

以下对本发明作进一步详细说明。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

管道9形成卷边时的结构图如图3所示，卷边高度指的是形变高度h-管道壁厚。

实施例1：一种热熔对接设备，如图1-2，包括底座1、对称安装在底座1上的两个管道夹具2、推动管道夹具2移动的驱动件21。

管道夹具2由下座22和上座23组成，上座23和下座22上各开一个半圆形的孔，螺栓穿过上座23下座22并连接一螺母从而将上座23和下座22连接形成一供管道穿过的圆孔。驱动件21为气缸，气缸的活塞杆与下座22连接，为使得管道夹具2移动平稳，底座1上还固定两根穿过下座22的导向柱24，下座22可相对导向柱24移动。

底座1上固定有导轨31，导轨31位于两个管道夹具2中间，导轨31沿竖直方向延伸；每个导轨31上套一安装座32，安装座32通过竖直驱动机构上下驱动，竖直驱动机构为固定在底座1上的驱动气缸33，驱动气缸33的活塞杆与安装座32固定从而带动安装座32上下移动。

每个安装座32上固定一个导向片4，两个导向片4内部均开设螺纹；两个导向片4设置两个加热板5，加热板5的外侧固定有铝框6，铝框6上开设外螺纹与导向片4螺纹连接。加热板5通过旋转机构带动转动，旋转机构包括与加热板5固定的从动齿圈71、与从动齿圈71啮合的主动齿轮72、驱动主动齿轮72转动的电机73，主动齿轮72的齿宽小于从动齿圈71的齿宽，电机73固定在安装座32上。安装座32上还安装有电源81，加热板5内具有加热线圈(图中未示出)，加热板5表面中心具有一穿线孔(图中未示出)，导线82穿过穿线孔与加热线圈连接。

实施例2：一种管道热熔对接工艺，包括如下步骤：

1)准备：用打磨机平整并清洁管道待对接的端面，将两个管道分别加入管道夹具内且管道伸出管道夹具外，电机转动使得两块加热板分别与相邻的管道抵接，此时两块加热板间隔设置。

2)加热：对加热板进行加热使得与加热板抵接的管道部分熔融；加热板加热温度为210±10℃。

3)卷边：向加热板推动管道使得管道与加热板抵接的部分变形成卷边；管道壁厚在2-6.9mm时，卷边高度为0.5mm；管道壁厚在7-11.4mm时，卷边高度为1mm；管道壁厚在11.5-32.3mm时，中卷边高度为1.5mm。

4)切换：电机转动带动加热板周向转动且同时轴向移动背离与其抵接的管道，之后驱动机构带动导向片上升，使得管道与加热板在竖直方向错位。

5)压焊：驱动件推动管道夹具从而带动管道使得管道熔融部分抵接并保持一定压力。

步骤2)-5)中环境温度≥20℃。

实施例3：一种管道热熔对接工艺，与实施例2的区别在于，加热板与管道抵接的端面粘附有聚四氟乙烯薄膜。

实施例4-13：对10组管道进行热熔对接，管道直径400mm，长度35m，管道壁厚10mm。采用实施例2的方式进行，加热温度210℃，加热时间120s，压焊时间20min。

实施例14-23：与实施例4-13的区别在于，管道采用实施例3的方式进行对接。

对比例1-10：对10组管道进行热熔对接，管道直径400mm，长度35m，管道壁厚10mm。采用先轴向移动管道，将管道与加热板分离，之后移开加热板，将管道对接的方式进行对接，且加热板上粘附有聚四氟乙烯薄膜。

如管道外壁有明显不规则的凸起(该凸起有熔融的管道液冷却形成)，则需要修正。

Claims (9)

1.一种管道热熔对接工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1）准备：平整并清洁管道待对接的端面，加热板设置两片且间隔设置，将两块加热板分别与相邻的管道抵接；

2）加热：对加热板进行加热使得与加热板抵接的管道部分熔融；

3）卷边：向加热板推动管道使得管道与加热板抵接的部分变形成卷边；

4）切换：加热板周向转动且同时轴向移动背离与其抵接的管道，在管道与加热板分离后将加热板撤离；

5）压焊：驱动件推动管道夹具从而带动管道使得管道熔融部分抵接并保持一定压力。

2.根据权利要求1所述的管道热熔对接工艺，其特征是：管道壁厚在2-6.9mm时，3）中卷边高度为0.5mm；管道壁厚在7-11.4mm时，3）中卷边高度为1mm；管道壁厚在11.5-32.3mm时，3）中卷边高度为1.5mm。

3.根据权利要求1所述的管道热熔对接工艺，其特征是：加热板加热温度为210±10℃。

4.根据权利要求1所述的管道热熔对接工艺，其特征是：2）-5）步骤中环境温度≥20℃。

5.根据权利要求1所述的管道热熔对接工艺，其特征是：加热板与管道抵接的端面粘附有聚四氟乙烯薄膜。

6.一种与权利要求1所述的管道热熔对接工艺配套的热熔对接设备，其特征是：包括底座(1)、安装在底座(1)上的管道夹具(2)、推动管道夹具(2)移动的驱动件(21)、安装在底座(1)上沿竖直方向移动的安装座(32)、驱动安装座(32)移动的竖直驱动机构、固定在安装座(32)上的至少两个导向片(4)、位于导向片(4)内与导向片(4)螺纹配合的两个加热板(5)、分别带动加热板(5)周向转动的两个旋转机构。

7.根据权利要求6所述的热熔对接设备，其特征是：所述旋转机构包括与加热板(5)固定的从动齿圈(71)、与从动齿圈(71)啮合的主动齿轮(72)、驱动主动齿轮(72)转动的电机(73)，所述主动齿轮(72)的齿宽小于从动齿圈(71)的齿宽。

8.根据权利要求6所述的热熔对接设备，其特征是：所述加热板(5)外侧固定有铝框(6)，铝框(6)与导向片(4)螺纹连接。

9.根据权利要求6所述的热熔对接设备，其特征是：竖直驱动机构包括固定在底座(1)上的驱动气缸(33)，驱动气缸(33)的活塞杆与安装座(32)固定。