CN109261454B - 一种衬塑设备及衬塑方法 - Google Patents

Abstract

一种衬塑设备及衬塑方法，主要包括衬塑设备，包括送料装置、管件加热装置及顶紧装置；所述送料装置包括加料梯架，加料梯架一侧设有螺旋输送机，螺旋输送机下端通过移动支撑组件与第一气缸连接，第一气缸另一端安装在加料梯架上；所述管件加热装置包括翻转支架，翻转支架上左右安装有齿轮机构和加热元件；齿轮机构和加热元件对管件进行翻转、加热；所述顶紧装置包括调节支架，调节支架上设有置纳筒，丝杆伸入到置纳筒内并与置纳筒可转动连接；所述丝杆伸入到置纳筒内的一段上螺纹连接有滑移盘，滑移盘上端通过卡头设置在置纳筒内顶面的限位槽内，滑移盘前端设有推料机构。本发明提供的一种衬塑设备及衬塑方法，可提高工作效率。

Description

一种衬塑设备及衬塑方法

技术领域

本发明涉及防腐蚀管件加工设备，尤其是一种衬塑设备及衬塑方法。

背景技术

为了提高管件的防腐蚀能力，需要在管道内壁及法兰端面喷涂一层PO、PE等衬里材料。现有的内衬工艺一般采用喷火枪将管件内壁加热，再通过人工将 PO 粉料涂覆在管件内壁上。这种操作方式不仅劳动强度大，而且效率较低，不利于批量作业。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种衬塑设备及衬塑方法，能够实现机械操作衬粉，降低劳动强度，提高工作效率。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种衬塑设备，包括送料装置、管件加热装置及顶紧装置；

所述送料装置包括加料梯架，加料梯架一侧设有螺旋输送机，螺旋输送机下端通过移动支撑组件与第一气缸连接，第一气缸另一端安装在加料梯架上；

所述管件加热装置包括翻转支架，翻转支架上左右安装有成对的支撑齿轮，支撑齿轮与外齿圈啮合并通过与支撑齿轮连接的电机驱动；所述支撑齿轮内周向设有伸缩杆，伸缩杆端头设有强磁铁，强磁铁与管件吸附固定；所述管件上端设有加热元件，加热元件通过第二气缸与支承组件连接，支承组件固定设置在翻转支架上；

所述顶紧装置包括调节支架，调节支架上滑动设有置纳筒，丝杆一端通过轴承安装在调节支架上，丝杆另一端伸入到置纳筒内并与置纳筒可转动连接；所述丝杆伸入到置纳筒内的一段上螺纹连接有滑移盘，滑移盘上端通过卡头设置在置纳筒内顶面的限位槽内，滑移盘前端设有推料机构，推料机构对置纳筒或管件内的物料进行推送。

所述螺旋输送机包括壳体，壳体一端开口、另一端封闭，壳体开口一端与管件正对顶紧，壳体封闭一端安装有短轴，短轴一端与壳体内的第一螺旋叶片连接，短轴另一端伸出壳体外并与驱动机构连接。

所述壳体的开口端或置纳筒的开口一端均螺纹连接有限位套，限位套的内径大于管件端头连接面外径。

所述翻转支架包括支撑平台，支撑平台下端一侧固定安装有第一行走支腿，支撑平台下端另一侧铰接有第二行走支腿，第二行走支腿上铰接有第三气缸，第三气缸另一端与支撑平台铰接或者支撑平台下端两侧均铰接有第二行走支腿，第二行走支腿上铰接有第三气缸，第三气缸另一端与支撑平台铰接。

所述调节支架包括固定底座，固定底座依次与滑移平台、第四气缸首尾铰接。

所述推料机构为第二螺旋叶片，第二螺旋叶片穿过丝杆并与丝杆外壁保持间隔。

所述加热元件包括第一加热块、第二加热块，其中第一加热块由多个弧形加热块拼接而成，第二加热块为L型且由弧形部和扇形部构成。

一种衬塑方法，包括以下步骤：

步骤一、用吊具将管件吊起，落到外齿圈下半部分，外齿圈下半部分与支撑齿轮啮合；然后将外齿圈上半部分与下半部分拼接后通过螺栓锁紧；调节伸缩杆使得强磁铁顶紧在管件上并进行磁吸附固定；就此完成管件的安装固定；

步骤二、通过移动翻转支架，使得支撑平台对滑移平台进行支撑；并使管件左端与置纳筒端面贴合；调整两侧的第二行走支腿，使得支撑平台及管件高度合适，并使管件与置纳筒轴线大致重合；

步骤三、然后启动第一气缸，推动螺旋输送机向左移动并使壳体与管件贴合，完成整体的安装；

步骤四、启动与支撑齿轮连接的电机，使得电机带动支撑齿轮转动，从而使得外齿圈及管件构成的整体缓慢转动；

步骤五、启动第二气缸，调整加热元件与管件的间隔保持在合理的范围之内，然后使加热元件通电进行电加热；

步骤六、待管件加热到合适温度后，向螺旋输送机上端的料斗内加入内衬物料，然后启动螺旋输送机的驱动机构，使得第一螺旋叶片带动内衬物料进入到管件内；并使管件内及两端头均充满衬料。

步骤七、通过加热后的管件不断转动可使得物料快速涂覆在储罐内壁上；加热一段时间后停止对管件的加热及转动，此时储罐内壁的内衬达到一定厚度；

步骤八、旋转丝杆，使得丝杆上的滑移盘向前移动，滑移盘带动推料机构向前移动并进入到管件内，通过推料机构可将剩余的衬料推入到螺旋输送机内，在此过程中可通过螺旋输送机反转提高出料效果，当丝杆反转时也可将剩余的衬料推回到置纳筒内。

步骤九、第一气缸缩回，移出翻转支架，升起第二气缸，将加热元件抬起，然后拆掉外齿圈上部分，用吊具将管件吊出即可。

步骤十、重复步骤一到步骤九，直到所有的管件完成内衬。当所有的管件完成内衬后，第四气缸缩回，使得置纳筒向右下倾斜，可将置纳筒内部的衬粉倒出，方便清理。

本发明一种衬塑设备及衬塑方法，具有以下技术效果：

1）、通过设置螺旋输送机，螺旋输送机的壳体不仅作为送料通道，同时也作为法兰一侧连接面的限料圈，完成管件法兰一侧端面衬塑，而螺旋输送机与顶紧装置的配合可完成中间管件的左右限位，利用管件加热装置的翻转支架完成管件的轴线调整，并最终实现置纳筒、壳体及管件贴合，方便衬料充满管件内及管件两端的法兰处，通过管件加热装置上的齿轮机构及加热元件完成对管件的翻转式加热，为快速均匀衬料提供基础，通过送料装置、顶紧装置及管件加热装置可机械完成管件内壁衬料作业，为实现机械化自动作业提供条件。

2）、通过设置置纳筒，置纳筒不仅作为限料圈，又作为衬料的容纳腔既避免衬料洒落在外面，完成管件法兰端面衬塑。而置纳筒内设置的滑移盘及推料机构，可在完成衬塑后将管件内多余的衬料推移到送料装置当中或顶紧装置当中，减少清理工作。由于置纳筒通过调节第四气缸可完成倾斜，这样在完成所有管件衬塑后，配合丝杆转动可将内部的剩余衬料最后倒出。

3）、通过设置可调节的加热元件，利用加热元件的升降既可完成对管件的加热又可实现夹紧，这样在管件完成衬塑后可通过加热元件夹紧且翻转支架中支撑平台的倾斜可方便对管件内残留的衬粉进行清理。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：

图1为本发明的整体简易图。

图2为本发明中送料装置的示意图。

图3为本发明中移动支撑组件的示意图。

图4为本发明中限位套的示意图。

图5为本发明中管件加热装置的示意图。

图6为本发明中外齿圈内伸缩杆的示意图。

图7为本发明中管件加热装置的示意图。

图8为本发明中外齿圈的截面示意图。

图9为本发明中翻转支架的示意图（第二种）。

图10为本发明中顶紧装置的示意图。

图11为图10中A处的放大示意图。

图12为本发明中推料机构的示意图（第一种）。

图13为本发明中滑移平台的截面示意图。

图14为本发明中推料机构的示意图（第二种）。

图中：送料装置1，管件加热装置2，顶紧装置3，加料梯架4，螺旋输送机5，移动支撑组件6，第一气缸7，翻转支架8，支撑齿轮9，外齿圈10，伸缩杆11，强磁铁12，管件13，加热元件14，第二气缸15，支承组件16，调节支架17，置纳筒18，丝杆19，滑移盘20，卡头21，限位槽22，壳体23，短轴24，第一螺旋叶片25，驱动机构26，支撑平台27，第一行走支腿28，第二行走支腿29，第三气缸30，固定底座31，滑移平台32，第四气缸33，限位套34，连接面35，第二螺旋叶片36，第一加热块37，第二加热块38，半圆推板39，连接杆40，弧形托板41。

具体实施方式

如图1所示，一种衬塑设备，主要对管件内部涂覆PO粉、PE粉或其他防腐涂层。包括送料装置1、管件加热装置2及顶紧装置3。

如图2-3所示，所述送料装置1包括加料梯架4，加料梯架4包括Z型的支撑架，Z型的支撑架上安装有爬梯，爬梯与支撑架上端的平台过渡连接。在加料梯架4一侧设有螺旋输送机5，螺旋输送机5包括壳体23，壳体23一端开口、另一端封闭。壳体23开口一端与管件13正对并保持贴合，这里的壳体内径要大于等于管件13的法兰的连接面35外径，保证在螺旋输送机5内充满衬粉时，管件13右端的法兰的连接面35与衬粉可以充分混合，从而保证法兰的连接面35被衬粉。为了实现这一点，通常可在壳体23的开口端螺纹连接有限位套34，通过限位套34的设计来保证该尺寸达到要求，从而满足一定范围内的管件13的衬粉需求，保证设备具有一定的通用性。

如图4所示，由于管件13在衬粉过程中旋转，因此可采用耐高温耐磨的限位套34。限位套34（采用不锈钢316L并在外涂耐高温耐磨层，耐高温耐磨层采用申请号为“201711272236.0 ”的专利中的涂料）耐磨性好且比较光滑，因此可保证管件13与壳体23贴合时紧密且磨损小。为了避免管件13与壳体23贴合处存在间隙而导致漏粉，可在限位套34上螺纹连接上接料环42，接料环42的外径与法兰外径相适应。

如图2-3所示，在壳体23封闭一端通过轴承组件安装有短轴24，短轴24伸入到壳体23内的部分与壳体23内的第一螺旋叶片25连接，短轴24伸出壳体23外的部分安装有皮带轮，通过皮带传动机构、电机等可驱动短轴24、第一螺旋叶片25转动。

在壳体23顶端设有加料斗，人工通过爬上加料梯架4进行加料。通过第一螺旋叶片25的转动可将衬料源源不断的送入到管件13中并充满管件13内部空间。

在壳体23下方设有移动支撑组件6，移动支撑组件6包括四条支腿及万向滚轮，移动支撑组件6一侧与第一气缸7连接，第一气缸7另一端安装在加料梯架4上。通过启动第一气缸7，可带动螺旋输送机5左右移动。

如图5-7所示，所述管件加热装置2包括翻转支架8，翻转支架8上左右通过轴承、轴承座安装有成对的支撑齿轮9，其中左右两端的支撑齿轮9处各设有一台电机，通过电机带动其中一个支撑齿轮9转动。而支撑齿轮9则与外齿圈10啮合、通过电机可驱动齿轮齿圈机构转动。这里的支撑齿轮9的厚度为外齿圈10的3倍，以避免外齿圈10在运行时脱离支撑齿轮9。在外齿圈10内周向焊接有多个短螺纹套，螺纹套内螺纹连接有螺杆，螺杆与螺纹套构成伸缩杆11。在螺杆的端头固定有强磁铁12，强磁铁12为钕铁硼磁铁，耐高温可达600度，且具有强磁性。当螺杆伸出后可通过强磁铁12与管件13吸附固定。这样使得外齿圈10与管件13构成一个整体，确保支撑齿轮9转动时可带动管件13转动。

为了方便对管件13快速升温，在翻转支架8上设有支承组件16，支承组件16顶端安装有多个第二气缸15，第二气缸15与加热元件14连接，加热元件14包括第一加热块37、第二加热块38。其中第一加热块37由多个弧形加热块拼接而成，弧形加热块拼接后在第一加热块37两端设置顶板，螺杆穿过两头的顶板后用螺母等固定。这样可构成一个整体，保证对管件13侧壁进行加热。而第二加热块38为L型且由弧形部和扇形部构成，第二加热块38用于对管件13的法兰部分进行加热。第一加热块37、第二加热块38的加热原理均相同，均在内部设置加热元件（加热棒）、控温装置（热电偶），控温装置实时监测加热块工作表面的温度变化，并进行反馈。当加热块工作表面温度低于系统设定值时，加热元件进行加热；当加热块工作表面温度高于系统设定值时，加热元件暂停加热。控温装置通过温控电路对加热块内的加热温度进行设定和控制，这里的加热温度控制在390-400摄氏度。通过第二气缸15调节加热元件14与管件13的间隔，在管件13旋转的过程中对管件13的侧壁及法兰进行加热。

如图8所示，为了方便安装及调整，将外齿圈10采用上下两块进行拼接，在内部设置连接板，通过螺栓完成拼接。这里加工时必须保证上下两块拼接后外表面形成完整的外齿圈。安装时，可将外齿圈10的下半部与支撑齿轮9啮合，然后将管件13吊放在外齿圈10的下半部上，再将外齿圈10的上半部与下半部拼接并通过螺栓锁紧。

如图5所示，这里的翻转支架8包括支撑平台27，支撑平台27下端一侧固定安装有第一行走支腿28（包括两支腿通过连接杆连接），支撑平台27下端另一侧铰接有第二行走支腿29，第二行走支腿29上铰接有第三气缸30，第三气缸30另一端与支撑平台27铰接。在作业完成后可使得第三气缸30略伸张或收缩，从而使得可调整支撑平台27处于略微倾斜状态，方便对管件13吊出时作内部清理，将多余的衬料清理出来重复使用。

如图9所示，另外，翻转支架8也可采用第二种结构，与第一种翻转支架8不同的是在支撑平台27两侧镜像对称铰接有第二行走支腿29，第二行走支腿29上铰接有第三气缸30，第三气缸30另一端与支撑平台27铰接。这样当第三气缸30同时伸张或收缩时，两第二行走支腿29同时向外或向内转动一个合适的角度，从而使得支撑平台27降低，这样方便调节管件13与壳体23、置纳筒18的位置关系，保证管件13、壳体23、置纳筒18的轴线大致重合（在安装时，壳体、置纳筒18的轴线重合，由于不同批次的管件13大小存在一定的变化，因此只需要调整支撑平台27的高度即可满足三者的轴线大致重合）。

同时，第二种结构也兼具第一种结构可调节管件13倾斜的功能。

如图10所示，所述顶紧装置3包括调节支架17，调节支架17包括固定底座31（由上下的连接板通过合页铰接而成），固定底座31依次与滑移平台32、第四气缸33首尾铰接。这样当第四气缸33收缩时，可使得滑移平台32瞬时针旋转，从而使得滑移平台32倾斜一定角度。而在滑移平台32上沿长度方向设有双弧形滑槽，置纳筒18滑动设置在滑移平台32上。丝杆19一端通过轴承安装在固定底座31上，丝杆19中间段通过轴承安装在置纳筒18上，且丝杆19另一端伸入到置纳筒18内并与置纳筒18可转动连接。置纳筒18的开口一端与管件13正对顶紧，这里的置纳筒18内径要大于等于管件13的法兰的连接面35外径，保证法兰的连接面35与内衬物料可以充分混合，从而保证法兰的连接面35被衬粉。为了实现这一点，通常可在置纳筒18的开口端螺纹连接有限位套34，通过限位套34的设计来保证该尺寸达到要求，从而满足一定范围内的管件13的连接面35的衬粉需求。为了避免管件13与置纳筒18贴合处存在间隙而导致漏粉，可在限位套34上螺纹连接接料环42。置纳筒18开口处的耐磨处理方式与壳体23处的设置方式相同，在此不赘述。

这里的推料机构包括第二螺旋叶片36，第二螺旋叶片36一端与滑移盘20连接，第二螺旋叶片36穿过丝杆19并与丝杆19外壁保持间隔。或者推料机构包括半圆推板39，半圆推板39与丝杆19保持间隔，半圆推板39通过连接杆40与滑移盘20连接，半圆推板39靠近滑移盘20的一端设有弧形托板41。当衬料完成后，可转动丝杆19，这样滑移盘20带动推料机构前移进入到管件13中，将管件13内的物料推到壳体23中或返料到置纳筒18中，减少对衬料完成的管件13内多余衬粉的处理。

上述驱动机构均通过PLC控制器及相应的控制电路、控制器件进行控制。

一种衬塑方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、用吊具将管件13吊起，落到外齿圈10下半部分，外齿圈10下半部分与支撑齿轮9啮合；然后将外齿圈10上半部分与下半部分拼接后通过螺栓锁紧；调节伸缩杆11使得强磁铁12顶紧在管件13上并进行磁吸附固定；就此完成管件13的安装固定；

步骤二、通过移动翻转支架8，使得支撑平台27对滑移平台32进行支撑；并使管件13左端与置纳筒18端面贴合；调整两侧的第二行走支腿29，使得支撑平台27及管件13高度合适，并使管件13与置纳筒18轴线大致重合；

步骤三、然后启动第一气缸7，推动螺旋输送机5向左移动并使壳体23与管件13贴合，完成整体的安装；

步骤四、启动与支撑齿轮9连接的电机，使得电机带动支撑齿轮9转动，从而使得外齿圈10及管件13构成的整体缓慢转动；

步骤五、启动第二气缸15，调整加热元件14与管件13的间隔保持在合理的范围之内，然后使加热元件14通电进行电加热；

步骤六、待管件13加热到390摄氏度后，向螺旋输送机5上端的料斗内加入内衬物料，然后启动螺旋输送机5的驱动机构26，使得第一螺旋叶片25带动内衬物料进入到管件13内；并使管件13内及两端头均充满衬料。

步骤七、通过加热后的管件13不断转动可使得物料快速涂覆在储罐内壁上；加热一段时间后停止对管件13的加热及转动，此时储罐内壁的内衬达到一定厚度；

步骤八、旋转丝杆19，使得丝杆19上的滑移盘20向前移动，滑移盘20带动推料机构向前移动并进入到管件13内，通过推料机构可将剩余的衬料推入到螺旋输送机5内，在此过程中可通过螺旋输送机5反转提高出料效果，当丝杆19反转时也可将剩余的衬料推回到置纳筒18内。

步骤九、第一气缸7缩回，移出翻转支架8，升起第二气缸15，将加热元件14抬起，然后拆掉外齿圈10上部分，用吊具将管件13吊出即可。

步骤十、当所有的管件13完成内衬后，第四气缸33缩回，使得置纳筒18向右下倾斜，可将内部的衬粉倒出，方便清理。

Claims (5)

1.一种衬塑设备，其特征在于：包括送料装置（1）、管件加热装置（2）及顶紧装置（3）；

所述送料装置（1）包括加料梯架（4），加料梯架（4）一侧设有螺旋输送机（5），螺旋输送机（5）下端通过移动支撑组件（6）与第一气缸（7）连接，第一气缸（7）另一端安装在加料梯架（4）上；

所述管件加热装置（2）包括翻转支架（8），翻转支架（8）上左右安装有成对的支撑齿轮（9），支撑齿轮（9）与外齿圈（10）啮合并通过与支撑齿轮（9）连接的电机驱动；所述支撑齿轮（9）内周向设有伸缩杆（11），伸缩杆（11）端头设有强磁铁（12），强磁铁（12）与管件（13）吸附固定；所述管件（13）上端设有加热元件（14），加热元件（14）通过第二气缸（15）与支承组件（16）连接，支承组件（16）固定设置在翻转支架（8）上；

所述顶紧装置（3）包括调节支架（17），调节支架（17）上滑动设有置纳筒（18），丝杆（19）一端通过轴承安装在调节支架（17）上，丝杆（19）另一端伸入到置纳筒（18）内并与置纳筒（18）可转动连接；所述丝杆（19）伸入到置纳筒（18）内的一段上螺纹连接有滑移盘（20），滑移盘（20）上端通过卡头（21）设置在置纳筒（18）内顶面的限位槽（22）内，滑移盘（20）前端设有推料机构，推料机构对置纳筒（18）或管件内的物料进行推送；

所述螺旋输送机（5）包括壳体（23），壳体（23）一端开口、另一端封闭，壳体（23）开口一端与管件（13）正对顶紧，壳体（23）封闭一端安装有短轴（24），短轴（24）一端与壳体（23）内的第一螺旋叶片（25）连接，短轴（24）另一端伸出壳体（23）外并与驱动机构（26）连接；

所述壳体（23）的开口端和置纳筒（18）的开口一端均螺纹连接有限位套（34），限位套（34）的内径大于管件（13）端头连接面（35）外径；

所述翻转支架（8）包括支撑平台（27），支撑平台（27）下端两侧均铰接有第二行走支腿（29），第二行走支腿（29）上铰接有第三气缸（30），第三气缸（30）另一端与支撑平台（27）铰接；

置纳筒（18）的开口一端与管件（13）正对顶紧，置纳筒（18）内径要大于等于管件（13）的法兰的连接面（35）外径。

2.根据权利要求1所述的一种衬塑设备，其特征在于：所述调节支架（17）包括固定底座（31），固定底座（31）依次与滑移平台（32）、第四气缸（33）首尾铰接。

3.根据权利要求2所述的一种衬塑设备，其特征在于：所述推料机构为第二螺旋叶片（36），第二螺旋叶片（36）穿过丝杆（19）并与丝杆（19）外壁保持间隔。

4.根据权利要求3所述的一种衬塑设备，其特征在于：所述加热元件（14）包括第一加热块（37）、第二加热块（38），其中第一加热块（37）由多个弧形加热块拼接而成，第二加热块（38）为L型且由弧形部和扇形部构成。

5.根据权利要求4所述的一种衬塑设备进行衬塑的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、用吊具将管件（13）吊起，落到外齿圈（10）下半部分，外齿圈（10）下半部分与支撑齿轮（9）啮合；然后将外齿圈（10）上半部分与下半部分拼接后通过螺栓锁紧；调节伸缩杆（11）使得强磁铁（12）顶紧在管件（13）上并进行磁吸附固定；就此完成管件（13）的安装固定；

步骤二、通过移动翻转支架（8），使得支撑平台（27）对滑移平台（32）进行支撑；并使管件（13）左端与置纳筒（18）端面贴合；调整两侧的第二行走支腿（29），使得支撑平台（27）及管件（13）高度合适，并使管件（13）与置纳筒（18）轴线大致重合；

步骤三、然后启动第一气缸（7），推动螺旋输送机（5）向左移动并使壳体（23）与管件（13）贴合，完成整体的安装；

步骤四、启动与支撑齿轮（9）连接的电机，使得电机带动支撑齿轮（9）转动，从而使得外齿圈（10）及管件（13）构成的整体缓慢转动；

步骤五、启动第二气缸（15），调整加热元件（14）与管件（13）的间隔保持在合理的范围之内，然后使加热元件（14）通电进行电加热；

步骤六、待管件（13）加热到合适温度后，向螺旋输送机（5）上端的料斗内加入内衬物料，然后启动螺旋输送机（5）的驱动机构（26），使得第一螺旋叶片（25）带动内衬物料进入到管件（13）内；并使管件（13）内及两端头均充满衬料；

步骤七、通过加热后的管件（13）不断转动可使得物料快速涂覆在储罐内壁上；加热一段时间后停止对管件（13）的加热及转动，此时储罐内壁的内衬达到一定厚度；

步骤八、旋转丝杆（19），使得丝杆（19）上的滑移盘（20）向前移动，滑移盘（20）带动推料机构向前移动并进入到管件（13）内，通过推料机构可将剩余的衬料推入到螺旋输送机（5）内，在此过程中可通过螺旋输送机（5）反转提高出料效果，当丝杆（19）反转时也可将剩余的衬料推回到置纳筒（18）内；

步骤九、第一气缸（7）缩回，移出翻转支架（8），升起第二气缸（15），将加热元件（14）抬起，然后拆掉外齿圈（10）上部分，用吊具将管件（13）吊出即可；

步骤十、当所有的管件（13）完成内衬后，第四气缸（33）缩回，使得置纳筒（18）向右下倾斜，可将内部的衬粉倒出，方便清理。