CN111438952A - 一种管材热熔对接方法及其对接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及管材加工技术领域，更具体地，涉及一种管材热熔对接方法及其对接装置，包括隔热罩和加热装置，所述隔热罩套接所述加热装置，所述对接装置还包括智能控制装置和若干可伸缩的温度传感装置，所述加热装置、温度传感装置均与智能控制装置通信连接。本发明能够根据管材的不同材料、壁厚匹配相应的加热温度与时间，节省人力物力，提高加热效率。

Description

一种管材热熔对接方法及其对接装置
技术领域
本发明涉及管材加工技术领域，更具体地，涉及一种管材热熔对接方法及其对接装置。
背景技术
目前市场上对管材的连接方式大都采用金属连接件通过螺丝锁紧连接，或是用法兰、套筒等连接件进行锁紧连接。但这些连接方式需要配备多个连接件、锁紧件，连接工艺难度高且拆装繁琐，且管材的连接处的外表和内壁均有连接件的凸起，同时金属连接件容易腐蚀生锈导致其脱落、损坏，使管材发生断裂，存在安全隐患。虽然现在已有热熔加热设备对管材的端口面进行连接，但这些热熔设备大多功能单一，只具备加热功能，无法根据管材的不同材料、壁厚等参数来设定不同的加热温度与时间；而且加热效率低，经常会出现温度过高导致端口面被破坏，或是温度过低导致管材无法得到稳固连接。除此之外，管材在完成加热后，还需要通过人工移动管材，浪费人力与物力。
发明内容
本发明的目的在于克服现有的管材热熔设备功能单一的不足，提供一种管材热熔对接方法及其对接装置，能够根据管材的不同材料、壁厚匹配相应的加热温度与时间，节省人力物力，提高加热效率。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
提供一种管材热熔对接装置，包括隔热罩和加热装置，所述隔热罩套接所述加热装置，所述对接装置还包括智能控制装置和若干可伸缩的温度传感装置，所述加热装置、温度传感装置均与智能控制装置通信连接。
本发明包括一种管材热熔对接装置，加热装置用于加热管材；温度传感装置能够在管材端口面加热的过程中保持伸出、用于实时测量管材温度，在完成加热后回缩并不再与管材接触，减少不必要的测量；智能控制装置用于控制加热装置的加热，以及控制温度传感装置的伸缩。
优选地，所述智能控制装置包括人机交互界面和与人机交互界面通信连接的PLC控制器。人机交互界面的设置使智能控制装置能够进行人机交互，PLC控制器的设置使智能控制装置能够有效控制加热装置与温度传感装置。
优选地，所述加热装置包括加热块组和与加热块组连接的夹紧机构，所述夹紧机构与智能控制装置通信连接。夹紧机构的设置使加热装置能够在需要加热管材时收紧并且与管材端口面紧密接触，在完成加热后放松并不再与管材端口面接触，防止加热装置的余热对管材端口面持续加热而影响连接的稳固性。
优选地，温度传感装置包括温度传感器和第一气缸，所述温度传感器的探头与第一气缸的活塞杆连接；所述第一气缸与隔热罩、PLC控制器电连接。温度传感器和第一气缸的设置使温度传感装置能够实现可伸缩。
优选地，所述PLC控制器与温度传感器之间通信连接有隔离变送器，所述PLC控制器与加热块组之间通信连接有交流接触器。隔离变送器和交流接触器的设置使温度传感装置伸缩可控以及使加热装置的收放可控。
优选地，所述隔离变送器与PLC控制器之间通信连接有温度显控装置，所述交流接触器与温度显控装置通信连接。温度显控装置的设置使对接装置能够通过在温度显控装置上手动输入来调整加热的温度与时间。
优选地，所述隔热罩的两侧均设有传送装置；所述智能控制装置上还通信连接有警示装置。传送装置的设置能够减少人工移动管材所需要用到的人力；警示装置的设置能够用于在管材加热过程中的某些重要节点对作业人员进行提示。
本发明还提供一种管材热熔对接方法，所述智能控制装置具有存储和查询历史数据功能，所述对接方法包括以下步骤：
S1.修整待对接的第一管材和第二管材的连接端口面；
S2.将所述第一管材和第二管材置于所述传送装置上，并在所述智能控制装置上输入待连接管材的规格数据；
S3.持续对第一管材和第二管材施加压力使二者的端口面对接；
S4.所述温度传感装置接收到智能控制装置的测量信号后伸出，与第一管材、第二管材接触并测量温度，同时将测量的温度数据反馈给智能控制装置；
S5.所述夹紧机构在接收到智能控制装置的加热信号后控制所述加热块组夹紧第一管材、第二管材，所述智能控制装置根据管材的规格数据自动匹配相应的预热、加热、热熔数据，控制加热装置对端口面进行加热；
S6.当加热至端口面变为熔融状态时，所述智能控制装置控制所述夹紧机构放松且停止加热，以及控制温度传感装置回缩且停止测量；
S7.所述传送装置将完成对接的第一管材、第二管材输送至离开加热装置。
本发明还包括一种管材智能热熔对接装置的对接方法，通过在智能控制装置上将已存储的加热数据的对应规格与待连接管材的规格数据匹配，并输出相应的加热信号给加热装置令其收紧与管材的端口面紧密接触，给管材进行热熔对接；同时智能控制装置控制温度传感装置对正在加热的管材进行温度测量，并实时反馈相应温度数据给智能控制装置，便于作业人员实时监控，提高管材的加热效率以及成功率。
为了使智能控制装置能够匹配出对应数据并输出，所述PLC控制器具有存储和查询历史数据功能，在步骤S1中，将不同材料、不同壁厚的管材所对应的预热、加热、热熔的温度与时间通过人机交互界面输入并存储在PLC控制器中；在步骤S5中，PLC控制器通过查询历史数据，并与步骤S2中输入的待连接管材的规格数据进行匹配，得到相应的预热、加热、热熔的温度与时间。
为了便于当遇到特殊情况时需要手动输入加热的相关数据，在步骤S2中，当待连接的管材的规格数据无法与智能控制装置中存储的数据匹配时，可通过在温度显控装置中手动输入待连接管材的预热、加热、热熔的温度与时间，加热装置在接收到温度显控装置的加热信号后开始对管材的端口面加热，直至端口面变为熔融状态时停止加热。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)夹紧机构和加热块组的设置，使加热装置能够在需要加热管材时收紧、与管材端口面紧密接触，在完成加热后放松并不再与管材端口面接触，防止加热装置的余热对管材端口面持续加热而影响连接的稳固性。
(2)可伸缩的温度传感器的设置，使能够在管材端口面加热的过程中保持伸出、用于实时测量管材温度，在完成加热后回缩并不再与管材接触，减少不必要的测量。
(3)温度显控装置的设置，使对接装置能够通过手动输入来调整加热的温度与时间，以此来应对特殊情况。
(4)传送装置的设置，能够减少人工移动管材所需要用到的人力，且能够提高移动效率。
附图说明
图1为本发明一种管材热熔对接装置的结构示意图。
图2为图1的主视图。
图3为图2的左视图。
图4为图3中B-B方向的剖视图。
图5为图4中I部分放大示意图。
图6为图2中A-A方向的剖视图。
图7为本发明加热装置收放状态的结构示意图。
图8为本发明一种管材热熔对接装置的连接示意图一。
图9为本发明一种管材热熔对接装置的连接示意图二。
图10为本发明一种管材热熔对接方法的流程图。
图示标记说明如下：
1-传送装置，2-智能控制装置，21-人机交互界面，22-PLC控制器，3-温度显控装置，31-隔离变送器，32-交流接触器，4-警示装置，5-温度传感装置，51-温度传感器，52-第一气缸，6-隔热罩，7-加热装置，71-加热块组，72-夹紧机构，721-第二气缸，722-铰链，723-固定座，8-第一管材，9-第二管材。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明。其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，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的具体含义。
实施例1
如图1至图8所示为本发明一种管材热熔对接装置的第一实施例，包括隔热罩6和加热装置7，隔热罩6套接加热装置7，对接装置还包括智能控制装置2和若干可伸缩的温度传感装置5，加热装置7、温度传感装置5均与智能控制装置2通信连接。
加热装置7用于加热管材；温度传感装置5能够在管材端口面加热的过程中保持伸出并用于实时测量管材温度，在完成加热后回缩并不再与管材接触，减少不必要的测量；智能控制装置2用于控制加热装置7的加热，以及控制温度传感装置5的伸缩；隔热罩6套接在加热装置7的外部，用于隔热，防止作业人员被烫伤。
另外，智能控制装置2包括人机交互界面21和与人机交互界面21通信连接的PLC控制器22。人机交互界面21的设置使智能控制装置2能够实现人机交互，PLC控制器22的设置使智能控制装置2能够有效控制加热装置7与温度传感装置5。本实施例中人机交互界面21与PLC控制器22之间通过232/485转换器电连接。
其中，加热装置7包括加热块组71和与加热块组71连接的夹紧机构72，夹紧机构72与智能控制装置2通信连接。夹紧机构72的设置使加热装置能够在需要加热管材时收紧并且与管材端口面紧密接触，在完成加热后放松并不再与管材端口面接触，防止加热装置7的余热对管材端口面持续加热而影响连接的稳固性。具体地，夹紧机构72包括第二气缸721、铰链722和固定座723，加热块组71包括若干加热块，若干加热块首尾相铰接组成环状，如图6至图7所示。本实施例中设置有四块结构为1/4环状的加热块，加热块之间通过铰链722连接；第二气缸721的活塞杆末端伸入隔热罩6内后与其中一块加热块连接，第二气缸721的气缸座与固定座723铰接，第二气缸721还与PLC控制器22通信连接；固定座723还与隔热罩6固定连接，使第二气缸721能够通过活塞杆的伸缩来控制加热块与管材的接触。需要说明的是，隔热罩6的罩体体积足够容纳加热块的活动，使加热块能够在加热罩6内伸缩。
其中，温度传感装置5包括温度传感器51和第一气缸52，温度传感器51的探头与第一气缸52的活塞杆连接；第一气缸52与隔热罩6连接、与PLC控制器22电连接。温度传感器51和第一气缸52的设置使温度传感装置5能够实现可伸缩。如图4至图5所示，本实施例中温度传感器51的探头与第一气缸52的活塞杆的末端连接；对接装置中设置有两个温度传感装置5，分别用于测量两个待对接管材的温度。隔热罩6上设置有两个缺口，便于第一气缸52的活塞杆带动温度传感器51的探头伸入与管材表面接触。
其中，PLC控制器22与温度传感器51之间通信连接有隔离变送器31，PLC控制器22与加热块组71之间通信连接有交流接触器32。隔离变送器31和交流接触器32的设置使温度传感装置5的伸缩可控以及使加热装置7的收放可控。本实施例中隔离变送器31为1分2信号隔离变送器，与两个温度传感器51电连接，用于同时控制两个温度传感器51；交流接触器32为KM交流接触器，通过KM交流接触器的吸合和断开来对加热块组71加热或不加热。
其中，隔热罩6的两侧均设有传送装置1。传送装置1的设置能够减少人工移动管材所需要用到的人力。如图1至图4所示，本实施例中传送装置1为传送带，用于移动管材。具体地，传送装置1为传送带，传送带的启停可通过人工操作传送带上的开关按钮进行操控。
其中，智能控制装置2上通信连接有警示装置4。警示装置4的设置能够用于在管材加热过程中的某些重要节点对作业人员进行提示，如可以在预热、加热、热熔各阶段完成时进行提示。如图1至图4、以及图7所示，本实施例中警示装置4包括LED灯和蜂鸣器，LED灯和蜂鸣器均与PLC控制器22电连接。
实施例2
本实施例与实施例1类似，所不同之处在于，如图9所示，隔离变送器31与PLC控制器22之间通信连接有温度显控装置3，交流接触器32与温度显控装置3通信连接。温度显控装置3的设置使对接装置能够通过手动输入来调整加热的温度与时间，能够用于一些特殊材质的管材或是特殊的壁厚、该数据也并未录入至PLC控制器22中。本实施例中PLC控制器22与温度显控装置3通过232/485转换器电连接；温度显控装置3为虹润数显温度控制器高精度PID温控器智能数字恒温调节器仪表E300。
实施例3
如图1至图7、图8、图10所示为本发明一种管材热熔对接方法的第一实施例，智能控制装置2具有存储和查询历史数据功能，对接方法包括以下步骤：
S1.修整待对接的第一管材8和第二管材9的连接端口面；
S2.将第一管材8和第二管材9置于传送装置1上，并在智能控制装置2上输入待连接管材的规格数据；
S3.持续对第一管材8和第二管材9施加压力使二者的端口面对接；
S4.温度传感装置5接收到智能控制装置2的测量信号后伸出，与第一管材8、第二管材9接触并测量温度，同时将测量的温度数据反馈给智能控制装置2；
S5.夹紧机构72在接收到智能控制装置2的加热信号后控制所述加热块组71夹紧第一管材8、第二管材9，智能控制装置2根据管材的规格数据自动匹配相应的预热、加热、热熔数据，控制加热装置7对端口面进行加热；
S6.当加热至端口面变为熔融状态时，智能控制装置2控制夹紧机构72放松且停止加热，以及控制温度传感装置5回缩且停止测量
S7.传送装置1将完成对接的第一管材8、第二管材9输送至离开加热装置7。
通过在智能控制装置2上将已存储的加热数据的对应规格与待连接管材的规格数据匹配，并输出相应的加热信号给加热装置7令其收紧与管材的端口面紧密接触，给管材进行热熔对接；同时智能控制装置2控制温度传感装置5对正在加热的管材进行温度测量，并实时反馈相应温度数据给智能控制装置2，便于作业人员实时监控，提高管材的加热效率以及成功率。
具体地，PLC控制器22具有存储和查询历史数据功能。在步骤S1中，除了需要修整待对接的第一管材8和第二管材9的连接端口面外，还需要将不同种材料在对应不同壁厚的管材时所对应的预热、加热、热熔的温度与时间数据，通过人机交互界面21输入并存储在PLC控制器22中。
具体地，在步骤S2中，将第一管材8和第二管材9分别放置于隔热罩6两侧的传送带上，并在人机交互界面21上输入第一管材8和第二管材9的规格数据，该规格数据包括管材的材料名称以及其壁厚。
具体地，在步骤S3中，通过液压设备或人工手动对第一管材8和第二管材9的非连接端持续施加压力，使第一管材8和第二管材9的端口面在整个对接过程中保持紧密接触。
具体地，在步骤S4中，第一气缸52在接收到PLC控制器22的测量信号后，其活塞杆伸出，并带动温度传感器51的探头伸出与第一管材8、第二管材9接触用以测量管材的温度，且将测量的温度数据实时反馈给PLC控制器22。
具体地，在步骤S5中，第二气缸721在接收到PLC控制器22的加热信号后，其活塞杆伸出，并带动加热块组71收紧与第一管材8、第二管材9的端口面紧密接触；
PLC控制器22根据输入的管材规格数据，自动匹配相应的预热、加热、热熔的温度与时间数据，并向交流接触器32传输相应加热信号；
交流接触器32在接收到PLC控制器22发出的加热信号后吸合，给加热块组71通电加热，使与之紧密接触的第一管材8、第二管材9的端口面依次进入预热、加热、热熔阶段；当加热至设定温度时，第一管材8、第二管材9结束热熔阶段，PLC控制器22控制交流接触器32断开，加热块组71断电并停止加热。在对加热块组71通电加热的整个过程中，温度传感器51保持和管材接触，当温度传感器51感应到管材温度已超过管材所能承受的最高温时，PLC控制器22在接收到相关信号后会控制交流接触器32断开，停止对加热块组71继续加热；直至管材冷却到相应温度，温度传感器51将其温度数据传输给PLC控制器22后，PLC控制器22再控制交流接触器32吸合，继续对加热块组71加热。
具体地，在步骤S6中，当第一管材8、第二管材9的端口面已进入熔融状态时，PLC控制器22控制交流接触器32断开，停止对加热块组71继续加热，同时控制第二气缸721的活塞杆回缩，加热块组71不再与管材接触；除此之外，PLC控制器22还控制第一气缸52的活塞杆回缩，并带动温度传感器51的探头回缩，停止对管材表面温度的测量。同时，LED灯闪烁以及蜂鸣器鸣叫，用于提示作业人员管材已完成对接。
具体地，在步骤S7中，传送带会将完成对接的第一管材8、第二管材9传送至离开加热装置7，以便进入下一阶段的加工。
实施例4
本实施例与实施例3类似，所不同之处在于，在步骤S2中，当待连接的管材的规格数据无法与智能控制装置2中存储的数据匹配时，可通过在温度显控装置3中手动输入待连接管材的预热、加热、热熔的温度与时间，交流接触器32在接收到温度显控装置3的加热信号后吸合，加热块组71通电加热，并对管材的端口面加热，直至端口面变为熔融状态时停止加热。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种管材热熔对接装置，包括隔热罩(6)和加热装置(7)，所述隔热罩(6)套接所述加热装置(7)，其特征在于，所述对接装置还包括智能控制装置(2)和若干可伸缩的温度传感装置(5)，所述加热装置(7)、温度传感装置(5)均与智能控制装置(2)通信连接。
2.根据权利要求1所述的一种管材热熔对接装置，其特征在于，所述智能控制装置(2)包括人机交互界面(21)和与人机交互界面(21)通信连接的PLC控制器(22)。
3.根据权利要求2所述的一种管材热熔对接装置，其特征在于，所述加热装置(7)包括加热块组(71)和与加热块组(71)连接的夹紧机构(72)，所述夹紧机构(72)与智能控制装置(2)通信连接。
4.根据权利要求3所述的一种管材热熔对接装置，其特征在于，温度传感装置(5)包括温度传感器(51)和第一气缸(52)，所述温度传感器(51)的探头与第一气缸(52)的活塞杆连接；所述第一气缸(52)与隔热罩(6)、PLC控制器(22)电连接。
5.根据权利要求4所述的一种管材热熔对接装置，其特征在于，所述PLC控制器(22)与温度传感器(51)之间通信连接有隔离变送器(31)，所述PLC控制器(22)与加热块组(71)之间通信连接有交流接触器(32)。
6.根据权利要求5所述的一种管材热熔对接装置，其特征在于，所述隔离变送器(31)与PLC控制器(22)之间通信连接有温度显控装置(3)，所述交流接触器(32)与温度显控装置(3)通信连接。
7.根据权利要求6所述的一种管材热熔对接装置，其特征在于，所述隔热罩(6)的两侧均设有传送装置(1)；所述智能控制装置(2)上还通信连接有警示装置(4)。
8.一种应用于权利要求7的管材智能热熔对接装置的对接方法，其特征在于，所述智能控制装置(2)具有存储和查询历史数据功能，所述对接方法包括以下步骤：
S1.修整待对接的第一管材(8)和第二管材(9)的连接端口面；
S2.将所述第一管材(8)和第二管材(9)置于所述传送装置(1)上，并在所述智能控制装置(2)上输入待连接管材的规格数据；
S3.持续对第一管材(8)和第二管材(9)施加压力使二者的端口面对接；
S4.所述温度传感装置(5)接收到智能控制装置(2)的测量信号后伸出，与第一管材(8)、第二管材(9)接触并测量温度，同时将测量的温度数据反馈给智能控制装置(2)；
S5.所述夹紧机构(72)在接收到智能控制装置(2)的加热信号后控制所述加热块组(71)夹紧第一管材(8)、第二管材(9)，所述智能控制装置(2)根据管材的规格数据自动匹配相应的预热、加热、热熔数据，控制加热装置(7)对端口面进行加热；
S6.当加热至端口面变为熔融状态时，所述智能控制装置(2)控制所述夹紧机构(72)放松且停止加热，以及控制温度传感装置(5)回缩且停止测量；
S7.所述传送装置(1)将完成对接的第一管材(8)、第二管材(9)输送至离开加热装置(7)。
9.根据权利要求8所述的一种管材智能热熔对接方法，其特征在于，所述PLC控制器(22)具有存储和查询历史数据功能，在步骤S1中，将不同材料、不同壁厚的管材所对应的预热、加热、热熔的温度与时间通过人机交互界面(21)输入并存储在PLC控制器(22)中；在步骤S5中，PLC控制器(22)通过查询历史数据，并与步骤S2中输入的待连接管材的规格数据进行匹配，得到相应的预热、加热、热熔的温度与时间。
10.根据权利要求8所述的一种管材智能热熔对接方法，其特征在于，在步骤S2中，当待连接的管材的规格数据无法与智能控制装置(2)中存储的数据匹配时，可通过在温度显控装置(3)中手动输入待连接管材的预热、加热、热熔的温度与时间，加热装置(7)在接收到温度显控装置(3)的加热信号后开始对管材的端口面加热，直至端口面变为熔融状态时停止加热。
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