CN114701154A - 高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法，属于等离子体连续处理设备技术领域，高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法，包括外框架，设置在外框架中的内框架，所述内框架八个角点处倾斜设有C型钢，各个所述C型钢上设有浮动件，所述内框架中竖直放置有高压电极，所述高压电极中同轴设有接地电极，所述高压电极通过各个浮动件与内框架活动连接，本等离子体连续处理装置其优点在于，防止高分子材料管道在进行内外表面处理时产生阻塞、拉腔、倒架的现象，进而使得低温等离子连续处理体装置对高分子材料管道的处理能够连续进行，同时能够在处理面上产生均匀密集的等离子体，处理效果均匀。
Description
技术领域
本发明属于等离子体连续处理设备技术领域，尤其是高分子材料管道的内外表面连 续处理装置与方法。
背景技术
随着城镇热力管网的大力发展，由聚乙烯外护管、硬质聚氨酯泡沫塑料和钢管组成 的预制直埋高分子材料管道得到了大力推广，该类高分子材料管道在减少热损失，降低能耗方面效果显著，预制直埋高分子材料管道作为一种产品，其质量的好坏直接影响到 管网的运行效果和使用寿命，硬质聚氨酯泡沫与聚乙烯外护管的不黏结，影响预制直埋 高分子材料管道质量，采用等离子体处理技术对聚乙烯外护管内表面进行表面处理，处 理后可以提高高密度聚乙烯或玻璃钢高分子材料管道的内表面的表面能，有利于硬质聚 氨酯泡沫塑料和高分子材料管道内表面的粘接，等离子体处理技术具有可连续生产、可 控制、无污染等优点，而被用于聚乙烯、聚丙烯等材料的表面处理；
高分子材料管道用于液体、气体及其他介质的输送，在石油、化工、航天、集中供热、空调、市政等等管道的绝热保温工程中应用，高分子材料管道主要由三部分组成：
工作钢管：根据输送介质的技术要求分别采用有缝钢管、无缝钢管、双面埋弧螺旋焊接钢管；
保温层：采用硬质聚氨酯泡沫塑料；
保护壳：采用高密度聚乙烯或玻璃钢；
在高分子材料管道从挤塑头出来以后，由于制造工艺局限性因素，高分子材料管道 的外表面局部位置会产生疤痕堆集，高分子材料管道在通过等离子体连续处理装置的放 电区域时会产生阻塞、拉腔、倒架等现象，这种情况下等离子体连续处理装置对高分子材料管道处理无法连续进行。
发明内容
发明目的：提供高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法，以解决现有技术 存在的上述问题。
技术方案：高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法，包括外框架，设置在外框架中的内框架，所述内框架八个角点处倾斜设有C型钢，各个所述C型钢上设有浮 动件，所述内框架中竖直放置有高压电极，所述高压电极中同轴设有接地电极，所述高 压电极通过各个浮动件与内框架活动连接；
所述高压电极包括竖直放置在内框架中的第一哈弗圈与第二哈弗圈，所述第一哈弗 圈与第二哈弗圈通过八个相对弹性装置联接成一个整圆，所述第一哈弗圈与第二哈弗圈 均通过各个浮动件与内框架活动连接。
通过采用上述技术方案，高分子材料管道的内外表面连续处理装置的电源为低温等 离子体电源，低温等离子体电源包括激励和高压变压器部分，当有高分子材料管道通过时，高压电极与接地电极之间形成可使高分子材料管道通过的等离子体区域，当高分子 材料管道外表面的疤痕通过等离子体区域时，此时通过弹性装置使得第一哈弗圈与第二 哈弗圈自动涨开，进而使挤塑成型的高分子材料管道不断向前运行，防止高分子材料管 道产生阻塞、拉腔、倒架的现象，进而使得低温等离子连续处理体装置对高分子材料管 道外表面的处理能够连续进行，同时能够在处理面上产生均匀密集的等离子体，处理效 果均匀。
在进一步的实施例中，各个所述弹性装置包括竖直焊接在第一哈弗圈上的四个相对 的第一基座，所述第二哈弗圈上竖直焊接有四个相对的第二基座，各个所述第一基座内竖直滑移连接有插杆，各个所述插杆远离第一基座的一端分别延伸至各个第二基座内 部，各个所述插杆位于第一基座的部分竖直套设有第一弹簧，各个所述第一弹簧一端与 第一基座内壁焊接，各个所述第一弹簧远离第二哈弗圈的一端与插杆焊接，各个所述插 杆位于第二基座的部分竖直套设有第二弹簧，各个所述第二弹簧一端与第二基座内壁焊 接，各个所述第一弹簧远离第一哈弗圈的一端与插杆焊接。
通过采用上述技术方案，当高分子材料管道外表面的疤痕通过等离子体区域时，此 时第一弹簧与第二弹簧受力压缩，此时第一哈弗圈与第二哈弗圈延伸插杆竖直滑动自动 涨开，进而使高分子材料管道外表面的疤痕能够顺利通过等离子体区域。
在进一步的实施例中，所述第一哈弗圈与第二哈弗圈联接处设有八个相对的锁紧件。
通过采用上述技术方案，在低温等离子体连续处理装置不使用时，通过锁紧将第一 哈弗圈与第二哈弗圈锁紧在一起，防止弹性装置发生疲劳损伤，提高装置使用寿命。
在进一步的实施例中，各个所述锁紧件包括竖直放置在第一哈弗圈上的八个相对的 螺杆，各个所述螺杆上螺纹连接有螺纹套，各个所述螺纹套一侧竖直设有锁紧卡钳，各个所述锁紧卡钳整体均呈“C”字形，各个所述锁紧卡钳远离螺纹套的一端与第二哈弗 圈相抵触，各个所述螺杆远离第二基座的一端水平穿设有驱动螺杆转动的驱动杆。
通过采用上述技术方案，通过转动驱动杆带动螺杆转动，此时螺杆竖直下行与第一 哈弗圈相抵触，同时锁紧卡钳与第二哈弗圈相抵触，此时螺杆与锁紧卡钳对第一哈弗圈与第二哈弗圈产生抱紧力，进而将第一哈弗圈与第二哈弗圈锁紧在一起。
在进一步的实施例中，所述第一哈弗圈与第二哈弗圈上均设有若干个平板龙骨，各 个所述平板龙骨之间的间距相等。
通过采用上述技术方案，通过平板龙骨提高第一哈弗圈与第二哈弗圈整体的刚性， 防止第一哈弗圈与第二哈弗圈产生变形。
在进一步的实施例中，所述接地电极包括放置在高压电极中的外骨架，所述外骨架 内圈上纵向水平设有四个相对的导轮架体，所述外骨架通过各个导轮架体放置在高压电 极中。
通过采用上述技术方案，通过导轮架体支撑外骨架放置在高压电极中，当高分子材 料管道内表面的疤痕通过等离子体区域时，通过导轮架体的自适应的弹性使得高分子材 料管道内表面的疤痕与接地电极整体不发生位置干涉，使得高分子材料管道内表面的疤 痕能够顺利通过等离子体区域，进而使得低温等离子体连续处理装置对高分子材料管道 内表面的处理能够连续进行。
在进一步的实施例中，各个所述导轮架体包括纵向水平设置在外骨架内圈上支撑架，各个所述支撑架两端纵向水平铰接有活动架，各个所述活动架靠近支撑架的一侧竖 直设有导轮架，各个所述导轮架远离活动架的一端转动连接有导轮，各个所述导轮分别 与第一哈弗圈、第二哈弗圈内壁相抵触，各个所述支撑架背离活动架的一侧竖直设有固 定板，各个所述固定板上卡接有拉伸弹簧，各个所述拉伸弹簧远离固定板的一端分别与 各个导轮架卡接连接。
通过采用上述技术方案，当高分子材料管道内表面的疤痕通过等离子体区域时，此 时导轮在高分子材料管道内表面的疤痕上滑动，此时活动架受到阻力转动，同时拉伸弹簧受力压缩产生弹力，使得接地电极为一个活动的整体，进而使得高分子材料管道内表 面的疤痕能够顺利通过等离子体区域，此时借用拉伸弹簧的弹力使得接地电极整体恢复 至原始状态。
在进一步的实施例中，所述外骨架沿圆周方向竖直均匀设有六个模块化的金属毛刷，各个所述金属毛刷整体呈“之”字形分布在外骨架的外侧圆周上。
通过采用上述技术方案，通过金属毛刷整体呈“之”字形分布在外骨架的外侧圆周上，使得接地电极对高分子材料管道内表面的处理更为均匀稳定。
在进一步的实施例中，所述外骨架内部设有保持架。
通过采用上述技术方案，通过保持架提高外骨架整体的刚性，进而防止接地电极整 体发生扭曲变形。
在进一步的实施例中，所述内框架八个角点处设有安装套，各个所述安装套内嵌设 有隔离柱，所述外框架八个角点处设有支撑套，所述隔离柱远离安装套的一端嵌设在支撑套内部。
通过采用上述技术方案，隔离柱材料选用绝缘的高分子材料，优选聚四氟乙烯，通过隔离柱将外框架与内框架隔开，有效提高了低温等离子体连续处理装置整体的绝缘质量，提高装置使用的安全性。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过弹性装置使得第一哈弗圈与第二哈弗圈自动涨开，进而使挤塑成型的高分子材料管道不断向前运行，防止高分子材料管道产生阻塞、拉腔、倒架的现象，进而使 得低温等离子连续处理体装置对高分子材料管道外表面的处理能够连续进行，同时能够 在处理面上产生均匀密集的等离子体，处理效果均匀。
2、在低温等离子体连续处理装置不使用时，通过锁紧将第一哈弗圈与第二哈弗圈锁紧在一起，防止弹性装置发生疲劳损伤，提高装置使用寿命。
3、通过导轮架体的自适应的弹性使得高分子材料管道内表面的疤痕与接地电极整 体不发生位置干涉，使得高分子材料管道内表面的疤痕能够顺利通过等离子体区域，进而使得低温等离子体连续处理装置对高分子材料管道内表面的处理能够连续进行。
4、通过金属毛刷整体呈“之”字形分布在外骨架的外侧圆周上，使得接地电极对高分子材料管道内表面的处理更为均匀稳定。
5、通过隔离柱将外框架与内框架隔开，有效提高了低温等离子体连续处理装置整体的绝缘质量，提高装置使用的安全性。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的接地电极左视图；
图3是本发明的弹性装置剖视图；
图4是本发明图3中的A放大图；
图5是本发明的等离子体处理原理图。
附图标记为：1、外框架；2、内框架；3、接地电极；4、高压电极；5、C型钢；6、 浮动件；7、安装套；8、隔离柱；9、支撑套；10、保持架；11、外骨架；12、金属毛 刷；13、支撑架；14、活动架；15、导轮架；16、导轮；17、拉伸弹簧；18、固定板； 19、第一哈弗圈；20、第二哈弗圈；21、平板龙骨；22、驱动杆；23、螺杆；24、螺纹 套；25、锁紧卡钳；26、第一基座；27、插杆；28、第一弹簧；29、第二弹簧；30、第 二基座。
具体实施方式
在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而， 对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实 施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。
如图1至图4所示，高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法，包括外框架1，设置在外框架1中的内框架2，内框架2八个角点处倾斜设有C型钢5，各个C型钢 5上设有浮动件6，内框架2中竖直放置有高压电极4，高压电极4中同轴设有接地电极 3，高压电极4通过各个浮动件6与内框架2活动连接，高压电极4包括竖直放置在内 框架2中的第一哈弗圈19与第二哈弗圈20，第一哈弗圈19与第二哈弗圈20通过八个 相对弹性装置联接成一个整圆，第一哈弗圈19与第二哈弗圈20均通过各个浮动件6与 内框架2活动连接，高分子材料管道的内外表面连续处理装置的电源为低温等离子体电 源，低温等离子体电源包括激励和高压变压器部分，当有高分子材料管道通过时，高压 电极4与接地电极3之间形成可使高分子材料管道通过的等离子体区域，当高分子材料 管道外表面的疤痕通过等离子体区域时，此时通过弹性装置使得第一哈弗圈19与第二 哈弗圈20自动涨开，进而使挤塑成型的高分子材料管道不断向前运行，防止高分子材 料管道产生阻塞、拉腔、倒架的现象，进而使得低温等离子连续处理体装置对高分子材 料管道外表面的处理能够连续进行，同时能够在处理面上产生均匀密集的等离子体，处 理效果均匀。
如图3和图4，各个弹性装置包括竖直焊接在第一哈弗圈19上的四个相对的第一基座26，第二哈弗圈20上竖直焊接有四个相对的第二基座30，各个第一基座26内竖直 滑移连接有插杆27，各个插杆27远离第一基座26的一端分别延伸至各个第二基座30 内部，各个插杆27位于第一基座26的部分竖直套设有第一弹簧28，各个第一弹簧28 一端与第一基座26内壁焊接，各个第一弹簧28远离第二哈弗圈20的一端与插杆27焊 接，各个插杆27位于第二基座30的部分竖直套设有第二弹簧29，各个第二弹簧29一 端与第二基座30内壁焊接，各个第一弹簧28远离第一哈弗圈19的一端与插杆27焊接， 当高分子材料管道外表面的疤痕通过等离子体区域时，此时第一弹簧28与第二弹簧29 受力压缩，此时第一哈弗圈19与第二哈弗圈20延伸插杆27竖直滑动自动涨开，进而 使高分子材料管道外表面的疤痕能够顺利通过等离子体区域。
如图3至图4，第一哈弗圈19与第二哈弗圈20联接处设有八个相对的锁紧件，在 低温等离子体连续处理装置不使用时，通过锁紧将第一哈弗圈19与第二哈弗圈20锁紧 在一起，防止弹性装置发生疲劳损伤，提高装置使用寿命。
如图3至图4，各个锁紧件包括竖直放置在第一哈弗圈19上的八个相对的螺杆23，各个螺杆23上螺纹连接有螺纹套24，各个螺纹套24一侧竖直设有锁紧卡钳25，各个 锁紧卡钳25整体均呈“C”字形，各个锁紧卡钳25远离螺纹套24的一端与第二哈弗圈 20相抵触，各个螺杆23远离第二基座30的一端水平穿设有驱动螺杆23转动的驱动杆 22，通过转动驱动杆22带动螺杆23转动，此时螺杆23竖直下行与第一哈弗圈19相抵 触，同时锁紧卡钳25与第二哈弗圈20相抵触，此时螺杆23与锁紧卡钳25对第一哈弗 圈19与第二哈弗圈20产生抱紧力，进而将第一哈弗圈19与第二哈弗圈20锁紧在一起。
如图3，第一哈弗圈19与第二哈弗圈20上均设有若干个平板龙骨21，各个平板龙骨21之间的间距相等，通过平板龙骨21提高第一哈弗圈19与第二哈弗圈20整体的刚 性，防止第一哈弗圈19与第二哈弗圈20产生变形。
如图1和图2，接地电极3包括放置在高压电极4中的外骨架11，外骨架11内圈 上纵向水平设有四个相对的导轮16架15体，外骨架11通过各个导轮16架15体放置 在高压电极4中，通过导轮16架15体支撑外骨架11放置在高压电极4中，当高分子 材料管道内表面的疤痕通过等离子体区域时，通过导轮16架15体的自适应的弹性使得 高分子材料管道内表面的疤痕与接地电极3整体不发生位置干涉，使得高分子材料管道 内表面的疤痕能够顺利通过等离子体区域，进而使得低温等离子体连续处理装置对高分 子材料管道内表面的处理能够连续进行。
如图1和图2，各个导轮16架15体包括纵向水平设置在外骨架11内圈上支撑架13，各个支撑架13两端纵向水平铰接有活动架14，各个活动架14靠近支撑架13的一 侧竖直设有导轮16架15，各个导轮16架15远离活动架14的一端转动连接有导轮16， 各个导轮16分别与第一哈弗圈19、第二哈弗圈20内壁相抵触，各个支撑架13背离活 动架14的一侧竖直设有固定板18，各个固定板18上卡接有拉伸弹簧17，各个拉伸弹 簧17远离固定板18的一端分别与各个导轮16架15卡接连接，当高分子材料管道内表 面的疤痕通过等离子体区域时，此时导轮16在高分子材料管道内表面的疤痕上滑动， 此时活动架14受到阻力转动，同时拉伸弹簧17受力压缩产生弹力，使得接地电极3为 一个活动的整体，进而使得高分子材料管道内表面的疤痕能够顺利通过等离子体区域， 此时借用拉伸弹簧17的弹力使得接地电极3整体恢复至原始状态。
如图1和图2，外骨架11沿圆周方向竖直均匀设有六个模块化的金属毛刷12，各 个金属毛刷12整体呈“之”字形分布在外骨架11的外侧圆周上，通过金属毛刷12整 体呈“之”字形分布在外骨架11的外侧圆周上，使得接地电极3对高分子材料管道内 表面的处理更为均匀稳定。
如图1和图2，外骨架11内部设有保持架10，通过保持架10提高外骨架11整体 的刚性，进而防止接地电极3整体发生扭曲变形。
如图1和图2，内框架2八个角点处设有安装套7，各个安装套7内嵌设有隔离柱8，外框架1八个角点处设有支撑套9，隔离柱8远离安装套7的一端嵌设在支撑套9内部， 隔离柱8材料选用绝缘的高分子材料，优选聚四氟乙烯，通过隔离柱8将外框架1与内 框架2隔开，有效提高了低温等离子体连续处理装置整体的绝缘质量，提高装置使用的 安全性。
工作原理：当有高分子材料管道通过时，高压电极4与接地电极3之间形成可使高分子材料管道通过的等离子体区域，通过转动驱动杆22带动螺杆23转动，此时螺杆23 竖直上行与第一哈弗圈19分离，同时锁紧卡钳25与第二哈弗圈20分离，此时将锁紧 件插卸下来，此时挤塑成型的高分子材料管道从等离子体区域通过，当高分子材料管道 外表面的疤痕通过等离子体区域时，此时第一弹簧28与第二弹簧29受力压缩，此时第 一哈弗圈19与第二哈弗圈20延伸插杆27竖直滑动自动涨开，进而使高分子材料管道 外表面的疤痕能够顺利通过等离子体区域，当高分子材料管道内表面的疤痕通过等离子 体区域时，此时导轮16在高分子材料管道内表面的疤痕上滑动，此时活动架14受到阻 力转动，同时拉伸弹簧17受力压缩产生弹力，使得接地电极3为一个活动的整体，进 而使得高分子材料管道内表面的疤痕能够顺利通过等离子体区域，此时借用拉伸弹簧17 的弹力使得接地电极3整体恢复至原始状态，防止高分子材料管道产生阻塞、拉腔、倒 架的现象，进而使得低温等离子连续处理体装置对高分子材料管道的内外表面处理能够 连续进行，同时能够在处理面上产生均匀密集的等离子体，处理效果均匀。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施 方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法，包括外框架(1)，设置在外框架(1)中的内框架(2)，其特征在于，所述内框架(2)八个角点处倾斜设有C型钢(5)，各个所述C型钢(5)上设有浮动件(6)，所述内框架(2)中竖直放置有高压电极(4)，所述高压电极(4)中同轴设有接地电极(3)，所述高压电极(4)通过各个浮动件(6)与内框架(2)活动连接；
所述高压电极(4)包括竖直放置在内框架(2)中的第一哈弗圈(19)与第二哈弗圈(20)，所述第一哈弗圈(19)与第二哈弗圈(20)通过八个相对弹性装置联接成一个整圆，所述第一哈弗圈(19)与第二哈弗圈(20)均通过各个浮动件(6)与内框架(2)活动连接。
2.根据权利要求1所述的高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法，其特征在于，各个所述弹性装置包括竖直焊接在第一哈弗圈(19)上的四个相对的第一基座(26)，所述第二哈弗圈(20)上竖直焊接有四个相对的第二基座(30)，各个所述第一基座(26)内竖直滑移连接有插杆(27)，各个所述插杆(27)远离第一基座(26)的一端分别延伸至各个第二基座(30)内部，各个所述插杆(27)位于第一基座(26)的部分竖直套设有第一弹簧(28)，各个所述第一弹簧(28)一端与第一基座(26)内壁焊接，各个所述第一弹簧(28)远离第二哈弗圈(20)的一端与插杆(27)焊接，各个所述插杆(27)位于第二基座(30)的部分竖直套设有第二弹簧(29)，各个所述第二弹簧(29)一端与第二基座(30)内壁焊接，各个所述第一弹簧(28)远离第一哈弗圈(19)的一端与插杆(27)焊接。
3.根据权利要求1所述的高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法，其特征在于，所述第一哈弗圈(19)与第二哈弗圈(20)联接处设有八个相对的锁紧件。
4.根据权利要求3所述的高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法，其特征在于，各个所述锁紧件包括竖直放置在第一哈弗圈(19)上的八个相对的螺杆(23)，各个所述螺杆(23)上螺纹连接有螺纹套(24)，各个所述螺纹套(24)一侧竖直设有锁紧卡钳(25)，各个所述锁紧卡钳(25)整体均呈“C”字形，各个所述锁紧卡钳(25)远离螺纹套(24)的一端与第二哈弗圈(20)相抵触，各个所述螺杆(23)远离第二基座(30)的一端水平穿设有驱动螺杆(23)转动的驱动杆(22)。
5.根据权利要求1所述的高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法，其特征在于，所述第一哈弗圈(19)与第二哈弗圈(20)上均设有若干个平板龙骨(21)，各个所述平板龙骨(21)之间的间距相等。
6.根据权利要求1所述的高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法，其特征在于，所述接地电极(3)包括放置在高压电极(4)中的外骨架(11)，所述外骨架(11)内圈上纵向水平设有四个相对的导轮架体，所述外骨架(11)通过各个导轮架体放置在高压电极(4)中。
7.根据权利要求6所述的高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法，其特征在于，各个所述导轮架体包括纵向水平设置在外骨架(11)内圈上支撑架(13)，各个所述支撑架(13)两端纵向水平铰接有活动架(14)，各个所述活动架(14)靠近支撑架(13)的一侧竖直设有导轮架(15)，各个所述导轮架(15)远离活动架(14)的一端转动连接有导轮(16)，各个所述导轮(16)分别与第一哈弗圈(19)、第二哈弗圈(20)内壁相抵触，各个所述支撑架(13)背离活动架(14)的一侧竖直设有固定板(18)，各个所述固定板(18)上卡接有拉伸弹簧(17)，各个所述拉伸弹簧(17)远离固定板(18)的一端分别与各个导轮架(15)卡接连接。
8.根据权利要求6所述的高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法，其特征在于，所述外骨架(11)沿圆周方向竖直均匀设有六个模块化的金属毛刷(12)，各个所述金属毛刷(12)整体呈“之”字形分布在外骨架(11)的外侧圆周上。
9.根据权利要求6所述的高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法，其特征在于，所述外骨架(11)内部设有保持架(10)。
10.根据权利要求1所述的高分子材料管道的内外表面连续处理装置与方法，其特征在于，所述内框架(2)八个角点处设有安装套(7)，各个所述安装套(7)内嵌设有隔离柱(8)，所述外框架(1)八个角点处设有支撑套(9)，所述隔离柱(8)远离安装套(7)的一端嵌设在支撑套(9)内部。
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