CN110962266B - 承插管塑料层缠绕成型装置 - Google Patents

承插管塑料层缠绕成型装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及管道塑料层成型技术领域，提供了一种承插管塑料层缠绕成型装置，包括输送机构，挤出机，定点压合机构及移动压合机构，用于碾压熔融状态的塑料，使其紧密贴合在管体外壁的变径部分，并在此处形成防护层。借此，本发明通过输送机构的浮动支撑实现了在输送过程中，管体的中心轴始终保持水平；移动压合机构的仿形压面可与承口紧密贴合，实现了不等径管承口位置塑料防护层的成型。本发明实现了不等径管的塑料防护层缠绕成型的连续生产，升级了不等径管的防护级别，提升了管子的质量并延长了其使用寿命。

Description

承插管塑料层缠绕成型装置
技术领域
本发明属于管道塑料层成型技术领域，尤其涉及一种承插管塑料层缠绕成型装置。
背景技术
采用在管道外成型塑料层（如聚乙烯或聚氨酯）的方法，被认为是最佳的防腐绝热方式。
其成型方法通常采用钢管防腐绝热层“一步法”成型方法(中国专利CN85102477B)，挤出机挤出 聚乙烯套筒与同步前进的钢管外形成空腔，并在空腔内进行聚氨酯的灌注发泡成型，同时采用纠偏装置调整泡沫层与钢管的同心度，适用管径范围小于φ630。
或采用预制聚乙烯壳，通过穿管平台把钢管套入聚乙烯壳，通过高压发泡机在钢管与聚乙烯壳之间形成的均匀空腔内浇注发泡形成防腐绝热复合涂层，俗称“两步法”，适用管径范围φ219≤D≤φ1220。
对于外形规则的普通管道容易实现，但是对于像承插管（如CN201820747877.0专利公开的结构）这样的非等径管，由于其管身存在等径部分和不等径部分（如承插管的承口部分），因此现有的设备无法实现缠绕防护，只能进行喷涂防护，防护级别低，效果差。
综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。
发明内容
针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种承插管塑料层缠绕成型装置，通过输送机构的浮动支撑实现了在输送过程中，管体的中心轴始终保持水平；移动压合机构的仿形压面可与承口紧密贴合，实现了不等径管承口位置塑料防护层的成型。本发明实现了不等径管的塑料防护层缠绕成型的连续生产，升级了不等径管的防护级别，提升了管子的质量并延长了其使用寿命。
为了实现上述目的，本发明提供一种承插管塑料层缠绕成型装置，包括输送机构，用于管体在水平输送的同时自身产生旋转。
挤出机，用于提供缠绕在管体外壁上形成防护层的熔融状态的塑料，并将塑料挂涂到管体外壁上。
定点压合机构，用于碾压熔融状态的塑料，使其紧密贴合在管体外壁的等径部分，并在此处形成防护层。
移动压合机构，用于碾压熔融状态的塑料，使其紧密贴合在管体外壁的变径部分，并在此处形成防护层。
所述输送机构包括两列相互平行排列的支撑组件；所述支撑组件包括相互活动套接的浮动支撑和支撑套；所述浮动支撑上设有用于支撑管体的托辊；所述托辊的中心轴与管体的中心轴呈预定的夹角。
所述支撑套内设有气缸，浮动支撑的底部抵接气缸的伸缩部；各支撑组件的气缸均连接同一个气压源。
所述移动压合机构包括与管体中心轴平行设置的导轨；所述导轨上设有可沿其移动的移动架；所述移动架设有可升降的压辊架；所述压辊架上设有可转动的移动压辊；所述移动压辊具有与管体承口的外轮廓相契合的仿形压面。
所述定点压合机构包括固定架，所述固定架上设有可升降的压辊架；所述压辊架上设有管身压辊。
根据本发明的承插管塑料层缠绕成型装置，所述托辊的中心轴与管体的中心轴的夹角为15-25°。
根据本发明的承插管塑料层缠绕成型装置，所述浮动支撑的两个相对的侧面上分别设有一齿轮；所述支撑套的内壁上设有用于与所述齿轮配合的齿条。
根据本发明的承插管塑料层缠绕成型装置，所述齿轮的宽度a不小于浮动支撑的宽度b的80%。
根据本发明的承插管塑料层缠绕成型装置，所述托辊上具有用于与管体外壁贴合时形成面接触的倾斜面。
根据本发明的承插管塑料层缠绕成型装置，所述托辊上还设有弧形的导入面。
根据本发明的承插管塑料层缠绕成型装置，所述移动架与压辊架通过顶紧气缸连接。
根据本发明的承插管塑料层缠绕成型装置，所述移动架与压辊架通过两个顶紧气缸连接。
根据本发明的承插管塑料层缠绕成型装置，所述移动架还连接卷绳电机。
根据本发明的承插管塑料层缠绕成型装置，所述固定架的底部活动套接支撑柱。
本发明通过的目的在于提供一种承插管塑料层缠绕成型装置，通过输送机构的浮动支撑实现了在输送过程中，管体的中心轴始终保持水平；移动压合机构的仿形压面可与承口紧密贴合，实现了不等径管承口位置塑料防护层的成型。本发明实现了不等径管的塑料防护层缠绕成型的连续生产，升级了不等径管的防护级别，提升了管子的质量并延长了其使用寿命。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的主视图。
图3是图2中部分区域的结构示意图。
图4是图3的主视图。
图5是图4中A向的结构示意图。
图6是图2中A区域的结构示意图。
图7是图6中A向的结构示意图。
图8是本发明的托辊的一实施例的结构示意图。
图9是本发明的一工作原理的结构示意图。
图10是图2中A向的结构示意图。
图11是图2中部分区域的结构示意图。
图12是本发明的一工作原理的结构示意图。
图13是图2中部分区域的结构示意图。
图14是图13中部分区域的结构示意图。
图中：1-托辊，11-浮动支撑，12-支撑套，13-齿轮，14-齿条，15-气缸，16-倾斜面，17-导入面，18-气压源；2-移动架，21-导轨，22-压辊架，23-顶紧气缸，24-水平压面，25-仿形压面；3-卷绳电机，31-定滑轮；4-固定架，41-管身压辊，42-支撑柱；100-输送机构，200-定点压合机构，300-移动压合机构，400-管体，500-挤出机。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结
合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
参见图1和图2，本发明提供了一种承插管塑料层缠绕成型装置，包括
输送机构100，用于管体400在水平输送的同时自身产生旋转。
结合图10，挤出机500，提供用于缠绕在管体400外壁上形成防护层的熔融状态的塑料，并将塑料挂涂到管体400外壁上。
定点压合机构200，用于碾压熔融状态的塑料，使其紧密贴合在管体400外壁的等径部分，并在此处形成防护层。
移动压合机构300，用于碾压熔融状态的塑料，使其紧密贴合在管体400外壁的变径部分，并在此处形成防护层。
结合图7，所述输送机构100包括两列相互平行排列的支撑组件。参见图3，所述支撑组件包括相互活动套接的浮动支撑11和支撑套12；所述浮动支撑11上设有用于支撑管体400的托辊1；所述托辊1的中心轴与管体400的中心轴呈预定的夹角；该夹角优选为15-25°，如18°、20°或22°；本发明的托辊1优选为橡胶材质，与管体400贴合时具有较大的摩擦力。两列支撑组件的托辊1的转动方向相同，由于夹角的存在，托辊1在管体400上产生的摩擦力在轴向及周向上的分力，可带动管体400一边旋转一边沿其中心轴的方向前进。
参见图4，所述支撑套12内设有气缸15，浮动支撑11的底部抵接气缸15的伸缩部；结合图9，各支撑组件的气缸15均连接同一个气压源18；气压源18统一提供压力，使各个支撑组件的气缸15所提供的推力相同，既每个支撑组件的托辊1所提供的承载力稳定且相同。浮动支撑11上固定驱动托辊1的电机。
各支撑组件共同支撑管体400，由于每个气缸15提供的推力相同，因此有效了保证了管体400在输送过程中其中心轴处于水平状态。
当某一个支撑组件的托辊1接触到管体400上的凸起点时，管体400会在凸起点的位置出现上抬的现象或趋势，从而造成其他支撑组件所受载荷出现减少或有脱离接触的趋势，进而造成与该凸起点接触的托辊1所受到的载荷增大。由于托辊1所提供的承载力为固定值，因此该处的增量载荷会促使该托辊1下移，重新回到所有支撑组件共同支撑管体400的状态，从而使管体400的中心轴保持水平。
管体400在输送过程中，其变径部分（如承插管的承口区域或管身上存在的螺旋焊缝）接触到支撑组件时，相关支撑组件按前述工作原理，实时进行自调整，自动分配变化的载荷从而实现了不等径管的旋转水平输送。在塑性层成型之后，由于支撑组件的自分配作用，避免了凸起位置的塑性层受到过度挤压，从而保证了整个管身防护层厚度的一致性，提高了产品的质量。
本领域技术人员可以根据生产车间的实际情况，确定支撑组件的数量，从而实现了不等径管的连续输送，为实现不等径管的缠绕防护提供了前提条件，也实现了连续生产。
作为一种优选方案，参见图4，所述浮动支撑11的两个相对的侧面上分别设有一齿轮13；所述支撑套12的内壁上设有用于与齿轮13配合的齿条14。随着浮动支撑11的升降，齿轮13沿齿条14转动，避免浮动支撑11在支撑套12中出现卡死现象。
由于托辊1工作状态时要承受管体400带来的动态的反作用力，该力的作用角度存在较为复杂的变化，在某些特定的角度下，会出现浮动支撑11以行程的变化来平衡该力的现象，从而造成浮动支撑11灵敏度的下降，不利于管体400的中心轴保持水平。
为保持浮动支撑11的灵敏度，参见图5，所述齿轮13的宽度a不小于浮动支撑11的宽度b的80%；本发明优选为85-90%。由于齿轮13与齿条14的配合间隙小，加之齿轮13的宽度a较大，从而很好的平衡掉托辊1所受的反作用力，使浮动支撑11伸缩的变化完全响应托辊1与管体400凸起点的接触状态，从而使支撑组件具有较高的灵敏性。进一步的，浮动支撑11每个侧面的齿轮13为两个，优化其平衡反作用力的效果。
参见图8，更好的，所述托辊1上具有用于与管体400外壁贴合时形成面接触的倾斜面16，增大与管体400外壁的贴合面积，从而提供稳定的摩擦力。
支撑组件在空载时完全升起，为避免管体400与托辊1初次接触时出现撞击现象，进一步的，所述托辊1上还设有弧形的导入面17，引导管体400与其逐步接触，减少冲击力。
参见图11，所述移动压合机构300包括与管体400中心轴平行设置的导轨21；所述导轨21上设有可沿其移动的移动架2；所述移动架2设有可升降的压辊架22；更好的，移动架2与压辊架22通过顶紧气缸23连接；进一步的，顶紧气缸23为两个。所述压辊架22上设有可转动的移动压辊；所述移动压辊具有与管体400承口的外轮廓相契合的仿形压面25；压辊架22升起，仿形压面25与管体400承口的外轮廓咬合在一起；挤出机500将熔融状态的塑料挤到管体400上后，仿形压面25将其碾压开，在管体400的承口位置形成均匀的防护层。更好的，移动压辊上还具有水平压面24，用于碾压管体400承口相连区域的等径部分，避免与定点压合机构200交替时出现漏压的区域。
参见图13，所述定点压合机构200包括固定架4，所述固定架4上设有可升降的压辊架22；更好的，固定架4与压辊架22通过顶紧气缸23连接；进一步的，顶紧气缸23为两个。所述压辊架22上设有管身压辊41；管身压辊41用于压合管体400外壁的等径部分的塑料，并在此处形成均匀的防护层。
参见图14，所述固定架4的底部活动套接支撑柱42；固定架4可以在水平面内转动。由于管体400为旋转前进，因此管身压辊41在管体400的摩擦力的作用下，带动固定架4在水平面内转动一定的角度，避免管身压辊41与管体400的接触位置出现相对滑动，确保保护层的质量。
当移动压合机构300压合承口区域时，定点压合机构200的压辊架22落下；当承口区域压合完毕后，定点压合机构200的压辊架22升起，完成管体400其余部分的作业。
初始状态，移动压合机构300的仿形压面25对准管体400的承口位置，压辊架22升起，仿形压面25与承口紧密贴合，管体400转动时带动移动压辊转动；随着管体400的前进，移动架2被其带动同步运行，直至完成承口位置保护层的成型。参见图12，之后，卷绳电机3动作，通过搭接在定滑轮31上的绳子牵引移动架2后退，直至与下一根管体400的承口位置对接，反复重复上述过程实现连续生产。
本发明通过在移动压辊上设置仿形压面25，实现了承口位置的缠绕防护，从而实现了不等径管的缠绕防护的生产。
综上所述，本发明提供了一种承插管塑料层缠绕成型装置，通过输送机构的浮动支撑实现了在输送过程中，管体的中心轴始终保持水平；移动压合机构的仿形压面可与承口紧密贴合，实现了不等径管承口位置塑料防护层的成型。本发明实现了不等径管的塑料防护层缠绕成型的连续生产，升级了不等径管的防护级别，提升了管子的质量并延长了其使用寿命。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种承插管塑料层缠绕成型装置，其特征在于，包括：
输送机构，用于管体在水平输送的同时自身产生旋转；
挤出机，用于提供缠绕在管体外壁上形成防护层的熔融状态的塑料，并将塑料挂涂到管体外壁上；
定点压合机构，用于碾压熔融状态的塑料，使其紧密贴合在管体外壁的等径部分，并在此处形成防护层；
移动压合机构，用于碾压熔融状态的塑料，使其紧密贴合在管体外壁的变径部分，并在此处形成防护层；
所述输送机构包括两列相互平行排列的支撑组件；所述支撑组件包括相互活动套接的浮动支撑和支撑套；所述浮动支撑上设有用于支撑管体的托辊；所述托辊的中心轴与管体的中心轴呈15-25°的夹角；
所述支撑套内设有气缸，浮动支撑的底部抵接气缸的伸缩部；各支撑组件的气缸均连接同一个气压源；
所述移动压合机构包括与管体中心轴平行设置的导轨；所述导轨上设有可沿其移动的移动架；所述移动架设有可升降的压辊架；所述压辊架上设有可转动的移动压辊；所述移动压辊具有与管体承口的外轮廓相契合的仿形压面；
所述定点压合机构包括固定架，所述固定架上设有可升降的压辊架；所述压辊架上设有管身压辊。
2.根据权利要求1所述的承插管塑料层缠绕成型装置，其特征在于，所述浮动支撑的两个相对的侧面上分别设有一齿轮；所述支撑套的内壁上设有用于与所述齿轮配合的齿条。
3.根据权利要求2所述的承插管塑料层缠绕成型装置，其特征在于，所述齿轮的宽度a不小于浮动支撑的宽度b的80％。
4.根据权利要求1所述的承插管塑料层缠绕成型装置，其特征在于，所述托辊上具有用于与管体外壁贴合时形成面接触的倾斜面。
5.根据权利要求4所述的承插管塑料层缠绕成型装置，其特征在于，所述托辊上还设有弧形的导入面。
6.根据权利要求1～5任意一项所述的承插管塑料层缠绕成型装置，其特征在于，所述移动架与压辊架通过顶紧气缸连接。
7.根据权利要求6所述的承插管塑料层缠绕成型装置，其特征在于，所述移动架与压辊架通过两个顶紧气缸连接。
8.根据权利要求6所述的承插管塑料层缠绕成型装置，其特征在于，所述移动架还连接卷绳电机。
9.根据权利要求6所述的承插管塑料层缠绕成型装置，其特征在于，所述固定架的底部活动套接支撑柱。
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