CN110370662A - 用于塑料管与塑料孔板的热熔焊接装置 - Google Patents

Abstract

本公开是关于一种用于塑料管与塑料孔板的热熔焊接装置，该热熔焊接装置包括底座、推杆、外导风套和定位件，底座上设有多个通孔，各通孔的孔径以及相邻的两个通孔的中心轴线之间的间距与塑料孔板上孔的孔径以及相邻两个孔的中心轴线之间的间距匹配；通孔内形成有止挡部，塑料管的一端插入通孔能够抵接在止挡部上，另一端能够伸出通孔的开口所在平面预设长度；推杆的一端设有活塞件，活塞件的直径与塑料管的内径匹配，活塞件上设有环形压型部，环形压型部能够使伸出通孔的塑料管外翻；外导风套套设与推杆上，外导风套上设有进风口，外导风套与推杆之间形成第一风道；定位件套设与导风套上，与导风套位置相对固定，用于将塑料孔板压紧在底座上。

Description

用于塑料管与塑料孔板的热熔焊接装置

技术领域

本公开涉及塑料管板焊接制造技术领域，具体而言，涉及一种用于塑料管与塑料孔板的热熔焊接装置。

背景技术

玻璃管换热器大量应用于石油化工、电力行业、煤化工、冶金行业的硫回收工段，氟塑料管板是玻璃管换热器的核心部件，它被焊接在具有内部衬里的换热器金属框架的内部，并在两管板中间穿过玻璃管形成换热的管程与壳程，它是目前国内外公认的湿法制酸装置中最后工序——SO₂气体冷凝成硫酸的高效热交换元件。

目前，大多数玻璃管换热器的氟塑料管板焊接部位经常出现因外力而导致焊道撕裂、玻璃管换热器管程与壳程短接现象，致使制酸装置停车。而且，氟塑料塑料管板生产设备多属于半机械、半手工的热风焊生产方式，不可数控编程、机械调速等环节导致了生产效率低、制造周期长、产品质量不稳定。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种生产效率更高的用于塑料管与塑料孔板的热熔焊接装置。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于塑料管与塑料孔板的热熔焊接装置，包括：

底座，设有多个通孔，各所述通孔的孔径以及相邻的两个所述通孔的中心轴线之间的间距与所述塑料孔板上孔的孔径以及相邻两个孔的中心轴线之间的间距匹配；所述通孔内形成有止挡部，所述塑料管的一端插入所述通孔能够抵接在所述止挡部上，另一端能够伸出所述通孔的开口所在平面预设长度；

推杆，一端设有活塞件，所述活塞件的直径与所述塑料管的内径匹配，所述活塞件上设有环形压型部，所述环形压型部能够使伸出所述通孔的所述塑料管外翻；

外导风套，套设与所述推杆上，所述外导风套上设有进风口，所述外导风套与所述推杆之间形成第一风道；

定位件，套设与所述导风套上，与所述导风套位置相对固定，用于将塑料孔板压紧在所述底座上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述热熔焊接装置还包括：

内导风套，套设在所述推杆上，且位于所述外导风套的腔体内，所述内导风套与所述外导风套之间具有间隙。

在本公开的一种示例性实施例中，所述热熔焊接装置还包括：

套筒，套设在所述推杆上，所述外导风套与所述内导风套均套设在所述套筒上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述热熔焊接装置还包括：

导风件，位于所述外导风套的腔体内，且套设在所述内导风套上，用于对所述风道内的气流形成导向。

在本公开的一种示例性实施例中，所述定位件的底部设有排风槽和/或定位柱，以形成使所述第一风道与所述定位件的外围连通的第二风道。

在本公开的一种示例性实施例中，所述定位件上包括定位盘和定位盘压盖，所述定位盘压盖套设在所述外导风套上，所述定位盘与所述定位盘压盖固定连接；

所述外导风套与所述定位盘之间形成有第三风道，所述第三风道与所述第一风道连通。

在本公开的一种示例性实施例中，所述外导风套上设有环形槽，所述定位盘压盖卡接在所述环形槽上。

在本公开的一种示例性实施例中，所述活塞内设有冷却水道，所述冷却水道与所述塑料孔板和所述塑料管的热熔焊接区域连通，用于注入冷却水以对塑料管板上的热熔焊区域进行冷却。

在本公开的一种示例性实施例中，所述通孔内设有台阶面，所述台阶面形成所述止挡部。

在本公开的一种示例性实施例中，所述环形压型部与所述活塞件主体连接的内角为弧形倒角。

本公开提供的热熔焊接装置，通过底座、活塞、定位件能够快速的形成对塑料孔板与塑料管之间的相对定位，提高焊接效率，且定位相对较为精确，保证了焊接质量；相对于其它焊接方式，采用本公开的热熔焊接装置可消除半机械、半手工的热熔焊接中的偶然性，并控制热熔焊接熔覆位置，可提高管板的制造精度和质量。

此外，本公开提供的热熔焊接装置可通过在底座上设置不同直径的通孔以及设置匹配不同直径的活塞件，以满足对不同规格的塑料管板进行热熔焊接，并可进行连续焊接或间断焊接，以生产不同规格的管板产品，提高热熔焊接装置的实用性。

此外，本公开提供的热熔焊接装置，整个焊接过程可自动化控制，由于是当塑料管板为氟塑料管和氟塑料孔板焊接形成时，能够有效控制焊接过程中产生的有害气体对焊接工人及生产环境的危害，且实现自动化控制，能够提高焊接产品的质量和生产效率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本公开的一种实施例提供的热熔焊接装置示意图；

图2为图1的截面图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

目前，国内氟塑料管板的加工方法有以下几种：喷涂法、热风焊接、热熔焊接等方法，申请人发现，这些方法都因氟塑料材料的理化性能、及氟塑料管板的结构形式而无法有效实施或效果不佳。

喷涂法是使用一定压力的压缩空气带动氟塑料粉料到达工件表层并获得足够的表面附着力，而形成图层。如采用高温喷涂，基材的温度要高于粉体材料的熔融温度，粉状微粒覆于其上，这样微粉在喷涂的过程中就已熔融。低温喷涂这种加工方法则是基材温度低于粉体材料的熔融温度，随后在烘炉中进行熔融。喷涂技术主要应用于大型设备内部衬里防腐，在管板制作上也有应用。申请人发现，其因受空间较小的局限行，致使喷涂后的管板短管厚度不均、内径不圆，涂覆层易脱落等缺点，在后期的设备运行期间经常发生泄漏事故。

热风焊接是塑料焊接面及塑料焊条或焊丝被热风烘成塑性状态，再通过外压使其连接在一起的焊接方法。其中圆嘴热风焊、快速热风焊。申请人发现，热风焊接一般都是焊工人员手工操作，对焊工的技术水平要求较高，手工焊接效率较低，因此氟塑料管板的产品质量、产品产能都因焊工人员的整体素质所决定。

热熔焊接是将加热部件加热塑料的两个端面后，加热部件迅速移开，然后施加适当的压力将两个塑料端面熔接在一起的工艺。热熔焊包括热熔对接焊、热熔承插焊、热熔鞍形焊。申请人发现，热熔焊接受加热元件外形尺寸的约束，外径不大于63mm或壁厚小于6mm的焊件不允许使用热熔对接焊。热熔承插焊适用于直径125mm以下管件的连接，直径大于等于63mm以上用承插焊机，直径小于63mm可用手工承插焊。管板用的氟塑料孔板厚度小于4mm，氟塑料短管直径小于40mm，人工焊接又成为影响氟塑料管板制作的重要因素。

因此，如何保证提高产品质量与生产效率、减少制造周期、有效控制焊接过程中产生的有害气体对焊接工人及生产环境的危害，良好的热熔焊接模具装置及自动化制造设备是关键因素。

针对上述现有技术存在的缺点，本公开实施方式提供了一种用于塑料管与塑料孔板的热熔焊接装置，如图1和图2所示，热熔焊接装置包括底座31、推杆21、外导风套22和定位件23。

具体地，底座31上设有多个通孔32，各通孔32的孔径以及相邻的两个通孔32的中心轴线之间的间距与塑料孔板11上孔的孔径以及相邻两个孔的中心轴线之间的间距匹配；通孔32内形成有止挡部，塑料管12的一端插入通孔32能够抵接在止挡部上，另一端能够伸出通孔32的开口所在平面预设长度；推杆21的一端设有活塞件24，活塞件24的直径与塑料管12的内径匹配，活塞件24上设有环形压型部241，环形压型部241能够使伸出通孔32的塑料管12外翻；外导风套22套设与推杆21上，外导风套22上设有进风口，外导风套22与推杆21之间形成第一风道；定位件23套设与导风套上，与导风套位置相对固定，用于将塑料孔板11压紧在底座31上。

在对塑料管12进行热熔焊接时，塑料孔板11放置于底座31上，并将塑料孔板11上的孔与底座31上的通孔32位置对齐，接着将塑料管12插入底座31的通孔32中；或者，先将塑料管12插入底座31的通孔32中，然后将塑料孔板11放置于底座31上；接着推杆21朝向底座31下压，活塞件24伸入塑料管12中，定位件23将塑料孔板11压紧在底座31上，完成定位；接着通过进风口接通热风，热风通过第一风道来到活塞件24的环形压型部241下方、塑料孔板11与塑料管12的热熔焊接区域并进行加热，使热风持续加热热熔焊接区域，经过预设时间的加热后，塑料孔板11与塑料管12焊接部位表层融化，此时，下压推杆21通过外力推动活塞下压，塑料管12在活塞件24下压的作用力及环形压型部241的引导下向四周翻转，最终塑料孔板11与塑料管12的焊接部位在活塞件24的环形压型部241压力下贴合并融合在一起，完成塑料孔板11与塑料管12的热熔焊接作业。

本公开提供的热熔焊接装置，通过底座31、活塞件24、定位件23能够快速的形成对塑料孔板11与塑料管12之间的相对定位，提高焊接效率，且定位相对较为精确，保证了焊接质量；相对于其它焊接方式，采用本公开的热熔焊接装置可消除半机械、半手工的热熔焊接中的偶然性，并控制热熔焊接熔覆位置，可提高管板的制造精度和质量。

此外，本公开提供的热熔焊接装置可通过在底座31上设置不同直径的通孔32以及设置匹配不同直径的活塞件24，以满足对不同规格的塑料管12进行热熔焊接，并可进行连续焊接或间断焊接，以生产不同规格的管板产品，提高热熔焊接装置的实用性。

此外，本公开提供的热熔焊接装置，整个焊接过程可自动化控制，由于是当塑料管12与塑料孔板11为氟塑料管12和氟塑料孔板11焊接形成时，能够有效控制焊接过程中产生的有害气体对焊接工人及生产环境的危害，且实现自动化控制，能够提高焊接产品的质量和生产效率。

如图2所示，热熔焊接装置还包括内导风套27，内导风套27套设在推杆21上，且位于外导风套22的腔体内，内导风套27与外导风套22之间具有间隙。具体地，内导风套27设于推杆21上靠近活塞件24的位置上，内导风套27与外导风套22的间隙为环形间隙，热风从进风口进入后，通过外导风套22与推杆21之间的间隙形成的风道流向内导风套27与外导风套22之间的间隙，然后从内导风套27与外导风套22之间底部形成的环形开口流出，进而热风流向活塞件24的环形压型部241下方、塑料孔板11与塑料管12的热熔焊接区域并进行加热。通过内导风套27的设置，形成对热风的导流，使其汇流到目标区域。

在一实施例中，如图2所示，内导风套27的截面呈倒U形，顶部设有安装孔以套设在推杆21上，内导风套27底部具有朝向外导风套22的环形外导向角271，内导风套27与活塞件24之间形成一环形腔体。通过环形外导向角271的设置，对热风起到的导向作用，使其汇流到目标区域，提高对热熔焊接区域的加热效率，进而提高焊接效率。

如图2所示，热熔焊接装置还包括套筒25，套筒25套设在推杆21上，外导风套22与内导风套27均套设在套筒25上。具体地，套筒25紧密套设在推杆21上，外导风套22与内导风套27分别与套筒25螺纹连接，方便外导风套22与内导风套27的安装和拆卸，进而便于热熔焊接装置的组装和维护。此外，通过套筒25的设置，可方便调整外导风套22与内导风套27在推杆21上的相对位置，只要调整套筒25在推杆21上的相对位置即可。

进一步地，套筒25在与外导风套22连接处的外径较小，即与外导风套22连接处的外径小于外导风套22主体的外径，在套筒25上形成一台阶面，外导风套22抵接在台阶面上，形成对外导风套22在套筒25上上下位置的限位。此外，当拖杆向上运动时，套筒25能够通过台阶面给外导风套22一个向上运动的力，以使外导风套22与推杆21同步运动。

如图2所示，热熔焊接装置还包括导风件26，导风件26位于外导风套22的腔体内，且套设在套筒25上，用于对风道内的气流形成导向。具体地，导风元件上设有环形通风槽，通过环形导风槽的设置，能够使通过进风口进入到第一风道的热风呈螺旋流动，以使环形的第一风道内的热风均匀分布，从而使流向热熔焊接区域的热风的流速相同，使热熔焊接区域的加热速度相同，避免热熔焊接区域局部加热过快而引起加热不均匀而使得热熔焊接质量降低的情况出现，提供了热熔焊接装置的可靠性。

具体地，定位件23的底部设有排风槽或定位柱，或者，定位件23的底部同时设有排风槽和定位柱，以形成使第一风道与定位件23的外围连通的第二风道，热风持续加热焊接区域时，加热过的热风能够从第二风道排出。其中，排风槽可为从定位件23底部通过凹陷形成的排风槽，也可以为从定位件23底部凸出形成的排风槽，排风槽可为矩形、图形或S形，只要能形成风道即可，本公开对此不做限制；定位柱可为从定位件23底部凸出的圆柱或圆台，多个定位柱长度相同，即多个定位柱远离定位件23的一端位于同一水平面上，能够同时对底盘上的塑料孔板11形成压紧。

如图2所示，定位件23上包括定位盘232和定位盘压盖231，定位盘压盖231套设在外导风套22上，定位盘232与定位盘压盖231固定连接。外导风套22与定位盘232之间形成有第三风道，第三风道与第一风道连通。

具体地，定位盘压盖231包括与外导风套22固定连接的固定环、与固定环通过肋条连接的连接盘，连接盘上设有多个通孔，相当于法兰盘，定位盘232上设有与匹配的螺纹孔，连接盘与定位盘232通过螺杆可拆卸连接。定位盘232通过肋条的设置，相当于形成一环形的镂空部，进行过加热作业的热风可通过第三通道从镂空部散出，加快进行过加热作业的热风排出。

进一步地，外导风套22上设有环形槽，定位盘232通过固定环卡接在环形槽上。通过定位盘压盖231与外导风套22卡接，可间接形成定位件23与外导风套22之间的相对定位，使两者之间的安装位置相对固定，便于热熔焊接装置的组装，提高了热熔焊接装置的定位精度。

如图2所示，通孔32内设有台阶面，台阶面形成止挡部。采用台阶面作为止挡部，能够使塑料管12的底部完全抵接，提高对塑料管12支撑的稳定性。具体地，止挡部可为从通孔内壁上延伸出的环形凸台，进而形成台阶面，或者，通孔32为不等径通孔，通孔32底部的直径相对较小，从而在通孔32内形成台阶面。

此外，止挡部可为从通孔内壁凸出的多个呈环形分布凸起部，对塑料管12形成止挡和支撑。本公开对止挡部具体结构不做限制，凡是具有同样技术效果的技术方案，均属于本公开的保护范围。

具体地，环形压型部241与活塞件24主体连接的内角为弧形倒角，采用弧形倒角，环形压型部241在塑料管12进行挤压时能够更好地引导塑料管12的边缘外翻，能够提高塑料管板热熔焊接的速度和质量。当然，环形压型部241与活塞件24主体连接的内角也可为直线倒角，本公开对此不做限制。

此外，底座31上的通孔32朝向推杆21一端的开口边缘形成有倒角，以便于塑料管12的插入。

具体地，活塞件24内设有冷却水道，冷却水道与塑料孔板11和塑料管12的热熔焊接区域连通，用于注入冷却水以对塑料管12上的热熔焊区域进行冷却。塑料孔板11与塑料管12的热熔焊接部位在环形压型部241的压力下融合在一起，持续加压后，对活塞件24内的冷却水道外接冷却水，冷却水通过冷却水道对塑料孔板11和塑料管12的热熔焊接后的融合区域进行快速冷却，完成塑料孔板11和塑料管12的焊接作业。

其中，塑料管12直径可为20mm～40mm，塑料管12厚度可为1.5mm～4mm，塑料孔板11与塑料管12焊接部位表层融化深度可为0.5mm～1mm，塑料管12的翻边宽度可为4mm～10mm。当然，本公开对塑料管12直径、塑料管12厚度、塑料孔板11与塑料管12焊接部位表层融化深度以及塑料管12的翻边宽度并不完全限于上述尺寸范围，本领域技术人员可根据实际情况进行调整。

此外，本公开提供的热熔焊接装置由耐高温材料制成，各部件的熔点至少大于塑料孔板11与塑料管12的熔点，例如，热熔焊接装置可由铁、铝合金等金属材料制成。

此外，本公开提供的热熔焊接装置与塑料孔板11与塑料管12接触的部位均具有耐粘性，以保证与热熔后的塑料能够分离，避免塑料孔板11与塑料管12热熔后黏粘在热熔焊接装置上。具体地，可采用防粘材料制作与塑料孔板11和塑料管12热接触的部件，也可通过在与塑料孔板11和塑料管12热接触的部件上粘贴或涂覆防粘层，避免与热熔后的塑料孔板11和塑料管12热黏粘，以保证塑料孔板11与塑料管12后的质量，提高热熔焊接装置的可靠性。

下面，对本公开的提供的用于塑料管12与塑料孔板11的热熔焊接装置的工作流程再次详细说明：

先将目标塑料孔板11与塑料管12分别放置到底盘的表面与通孔32中，然后下压推杆21，使活塞件24插入塑料管12中、定位盘232压紧在塑料孔板11上，完成定位；

接着进风口接通热风，热风通过套筒25与外导风套22之间的风道来到导风件26，接着通过导风件26的环形导风槽来到内导风套27与外导风套22之间的风道，接着穿出内导风套27与外导风套22底部形成的环形出风口来到塑料孔板11和塑料管12的热熔焊接区域，对热熔焊接区域进行加热，加热后的风可通过定位盘232下的第二风道和定位件23上的第三风道排出；

当塑料孔板11和塑料管12的热熔焊接区域加热到预设温度或加热预设时间后，塑料孔板11和塑料管12的焊接部位融化，此时，下压推杆21带动活塞件24下压，塑料管12在活塞件24的下压作用力及环形压型部241的外力翻边圆弧的引导下向四周外翻，并最终塑料孔板11与塑料管12焊接部位在活塞件24的环形压型部241压力下相接在一起并融合；

接着对塑料孔板11和塑料管12的焊接融合后的部位持续加压预时间，接着对活塞件24的冷却水道接通冷却水源，对塑料孔板11和塑料管12的焊接融合后的部位进行快速冷却，待塑料孔板11和塑料管12的焊接融合后的部位完成冷却后，完成焊接作业。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种用于塑料管与塑料孔板的热熔焊接装置，其特征在于，包括：

底座，设有多个通孔，各所述通孔的孔径以及相邻的两个所述通孔的中心轴线之间的间距与所述塑料孔板上孔的孔径以及相邻两个孔的中心轴线之间的间距匹配；所述通孔内形成有止挡部，所述塑料管的一端插入所述通孔能够抵接在所述止挡部上，另一端能够伸出所述通孔的开口所在平面预设长度；

推杆，一端设有活塞件，所述活塞件的直径与所述塑料管的内径匹配，所述活塞件上设有环形压型部，所述环形压型部能够使伸出所述通孔的所述塑料管外翻；

外导风套，套设与所述推杆上，所述外导风套上设有进风口，所述外导风套与所述推杆之间形成第一风道；

定位件，套设与所述导风套上，与所述导风套位置相对固定，用于将塑料孔板压紧在所述底座上。

2.根据权利要求1所述的热熔焊接装置，其特征在于，所述热熔焊接装置还包括：

内导风套，套设在所述推杆上，且位于所述外导风套的腔体内，所述内导风套与所述外导风套之间具有间隙。

3.根据权利要求2所述的热熔焊接装置，其特征在于，所述热熔焊接装置还包括：

套筒，套设在所述推杆上，所述外导风套与所述内导风套均套设在所述套筒上。

4.根据权利要求3所述的热熔焊接装置，其特征在于，所述热熔焊接装置还包括：

导风件，位于所述外导风套的腔体内，且套设在所述内导风套上，用于对所述风道内的气流形成导向。

5.根据权利要求1所述的热熔焊接装置，其特征在于，所述定位件的底部设有排风槽和/或定位柱，以形成使所述第一风道与所述定位件的外围连通的第二风道。

6.根据权利要求1所述的热熔焊接装置，其特征在于，所述定位件上包括定位盘和定位盘压盖，所述定位盘压盖套设在所述外导风套上，所述定位盘与所述定位盘压盖固定连接；

所述外导风套与所述定位盘之间形成有第三风道，所述第三风道与所述第一风道连通。

7.根据权利要求6所述的热熔焊接装置，其特征在于，所述外导风套上设有环形槽，所述定位盘压盖卡接在所述环形槽上。

8.根据权利要求1所述的热熔焊接装置，其特征在于，所述活塞内设有冷却水道，所述冷却水道与所述塑料孔板和所述塑料管的热熔焊接区域连通，用于注入冷却水以对塑料管板上的热熔焊区域进行冷却。

9.根据权利要求1所述的热熔焊接装置，其特征在于，所述通孔内设有台阶面，所述台阶面形成所述止挡部。

10.根据权利要求1所述的热熔焊接装置，其特征在于，所述环形压型部与所述活塞件主体连接的内角为弧形倒角。