CN1276285A - 制造钢筋骨架增强复合塑料管材的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制造钢筋骨架增强复合塑料管材的方法和装置。其方法包括在管材成型腔中成型复合管道工序之前,对网状筒形钢筋骨架进行成型焊接,即多根轴向钢筋在牵引机作用下连续作轴向移动,至少一根周向钢筋绕轴向钢筋作旋转运动,与焊接电源相连的焊轮绕周向钢筋作旋转运动并施以焊接电流,从而将周向钢筋焊接到轴向钢筋上,连续焊接便形成网状筒形钢筋骨架。其装置包括在管材成型腔前设置钢筋网筒多点焊接装置。

Description

制造钢筋骨架增强复合塑料管材的方法和装置

本发明涉及的是一种制造钢筋骨架增强复合塑料管材的方法和装置。

公知的塑料管材制造方法是先将加热成熔融状态的塑料物料挤压入管道成型腔内，然后进行冷却定型，在牵引机牵引下，使制造过程连续进行。采用此方法制造出的塑料管材虽具有耐腐蚀性强、管材内阻较低的优点，但是管材本身机械强度较低，不适合在较高压力要求的地方使用。

公知的塑料管材制造装置包括塑料挤出机，管材成型腔，冷却定型机，牵引机，切割机，翻管机，这些装置能制造普通的塑料管材，但不能制造钢骨架增强复合塑料管材。

专利号94104509.9提供了一种制造金属骨架一塑料复合管道的方法及装置。其方法是在挤出机出口处的筒形支持电极的纵向钢筋导向槽上均匀配置拉紧的纵向钢筋构件，沿钢筋构件按一定的间距缠绕加强螺旋线材，与筒形支持电极对应的辊式电极随螺旋线材的缠绕而旋转，每当其旋转越过各个纵向钢筋构件时即与支持电极发生电接触并产生焊接脉冲电流从而将螺旋线材焊接到纵向钢筋构件，连续地形成网状筒形钢筋骨架：其经过的纵向钢筋构件为偶数个，辊式电极成180°对称布置，其中的一个辊式电极只对顺序为奇数的纵向钢筋构件与螺旋线材给以焊接脉冲电流。另一个辊式电极只对顺序为偶数的纵向钢筋构件和螺旋线材给以焊接脉冲电流。所述的筒形支持电极和辊式电极在焊接过程作纵向的、连续的、匀速的、相对的往复运动，装置包括塑料挤出机、冷却机构和牵引机构，其特征挤出机出口处设有熔融塑料物料输出管道，其外部套装带有纵向钢筋导向槽的筒形支持电极，与物料输出管道相连通的复合管道成型腔由固定芯棒和固定衬筒组成，成型腔外装有绕成型腔放置的滚筒，滚筒上装有螺旋线小绞轮，与筒形运动电极对应配置的辊式电极及导电环通过弹簧施压并由滚筒带动旋转。专利号94104509.9在位于挤出口处的筒形支持电极的纵向钢筋导向槽上均匀配置拉紧的纵向钢筋，并在此位置上同时进行钢筋骨架焊接和管材复合成型。由于无法进行焊接质量的监控和调整，成型腔外装有绕成型腔旋转的滚筒，对管材成型质量也无法监控调整，造成管材质量下降，废品率上升，管材承压能力差，使用中易造成破裂事故。

另外，该方法在挤出机出口处对钢筋网筒进行焊接时，将网筒内的筒形构件作为焊接电源的一极，另外一极在两个成180°角对称布置的辊式电极上，辊式电极随螺旋线材的缠绕而旋转，当辊式电极旋转越过纵向钢筋构件时，其中一个辊式电极只对顺序为奇数的纵向钢筋构件与螺旋线材给以焊接脉冲电流。另一个辊式电极只对顺序为偶数的纵向钢筋构件和螺旋线材给以焊接脉冲电流，这种方法，只能在周向钢筋与纵向钢筋接触瞬时接通正负极电源对一个钢筋交叉点施加脉冲电流，焊接一个交叉点，两点交叉点的焊接必须分两次分别接通电源焊接，不能对两点及两点以上的交叉点同时焊接。同时由于辊式电极不断随螺旋线材的缠绕而旋转，难以准确及时地将正负电源接通将脉冲电流施加到钢筋交叉点上，使焊接质量不可靠，焊接速度更难提高。因而焊接效率低，速度慢，大大降低了管材生产速度。该专利没有设置对管材外径进行尺寸精度控制和表面粗糙度修光装置，使生产出的管材达不到ISO标准要求，管道安装时需要对连接处二次车削加工，降低生产率，施工困难加大。

鉴于以上原因，本发明的目的是为了提供一种生产效率高，质量可靠的制造钢筋骨架增强复合塑料管材的方法。本发明的另一个目的是为了提供一种制造钢筋骨架增强复合塑料管材的装置。

本发明的目的是这样来实现的：

本发明方法包括：

1)在与挤出机连接的管材成型腔中成型复合管道工序之前，对网状筒形钢筋骨架进行成型焊接，即多根轴向钢筋在牵引机作用下连续作轴向移动，至少一根周向钢筋绕轴向钢筋作旋转运动，与焊接电源相连的焊轮绕周向钢筋作旋转运动并施以焊接电流，从而将周向钢筋焊接到轴向钢筋上，连续焊接便形成网状筒形钢筋骨架。

2)已成型网状筒形钢筋骨架在牵引机作用下连续进入管材成型腔中，与管材成型腔连接的挤出机将经过加热变成熔融状态的塑料物料从成型腔侧面入口处挤入管材成型腔中，在成型腔中挤压成型为带金属骨架的复合塑料管材形状后进入冷却定型箱中冷却定型处理，冷却定型后的管材由牵引机牵引出，使制造过程得以连续进行。

上述的方法中至少有一只与焊接电源一极相连的焊轮绕位于与焊接电源另一极相连的导电环圆周上的钢筋作旋转运动，通过焊轮持续获得的经三相次极整流的非脉冲焊接电源，使轴向钢筋与周向钢筋的交点在接触时得以焊接，从而将周向钢筋焊接到轴向钢筋上，连续焊接便形成网状筒形钢筋骨架。

上述方法中至少有一对与电源正负极分别连接的焊轮绕位于导电环圆周的钢筋作旋转运动，当焊轮越过轴向钢筋时，通过焊轮给轴向钢筋与周向钢筋的交点施以焊接电源，使至少两处周向钢筋与轴向钢筋的交叉接触点同时得到焊接电流，从而将周向钢筋至少两点同时焊接到至少两根轴向钢筋上，连续焊接便形成网状筒形钢筋骨架。

本发明制造钢筋骨架增强复合塑料管材的装置饭知管材成型腔，塑料挤出机，冷却定型箱，牵引机，其特征是管材成型腔侧面与挤出机连接，在管材成型腔前有钢筋网筒多点焊接成型装置，钢筋网筒多点焊接成型装置中设置了受电动机带动周向钢筋绕丝盘，轴向钢筋牵引机，受电动机带动的焊盘，焊盘上设置了至少一只与焊接电源一极相连可持续获得经三相次极整流的非脉冲焊接电流的焊轮，焊轮对应位置上设置了与焊接电源另一极相连的可通过轴向钢筋的导电环，或设置至少一对与电源正负极分别连接的对称分布位于可通过轴向钢筋的导电环圆周上的焊轮。

上述的管材成型腔包括含冷却水进口、出口和抽真空孔的内定位芯轴和与内定位芯轴连接的芯模，与芯模配合的外定径口模。

上述的冷却定型箱入口处有对管材外径尺寸和表面进行修光定型的修光装置，修光装置可采用已知的修光环即可。

本发明方法采用了至少一只与焊接电源一极连接可持续获得经三相次极整流的非脉冲焊接电流的焊轮或设置至少一对与电源正负极分别连接的对称分布于通过轴向钢筋上的导电环圆周上的焊轮，可实现多点同时焊接，可调整焊轮的宽度极大地提高了焊接速度，装置中焊轮与绕丝盘的转动相互独立，通过成倍地增加绕丝盘的转速以适应相对增加的焊接速度。绕丝盘转速与牵引机牵引速度可任意调整匹配，制造出周向钢筋具有不同螺旋要求的复合管材，以适应不同压力强度的要求。

与已有的方法相比，本发明具有如下优点：

(1)在与挤出机相连的成型腔前面设置钢筋筒多点焊接成型装置，对钢筋网筒进行多点同时焊接，并可同时检查焊接质量，随时调整焊接参数、焊接机构、保证将焊接质量合格后的钢筋筒形骨架送入管材成型腔，焊接速度快、生产率高，质量好。

(2)整条生产线工艺布置合理，挤出机出口直接通过物料流道与管材成型腔侧面相连，有利于物料均匀加热升温，流道畅通，生产出管材内外光洁，不易造成裂纹、气孔、巯松、堆积或缺料等缺陷。

(3)冷却定型箱前设置有对管材外径尺寸精度进行控制和对管材外表面粗糙度进行修光的修整装置，使管材尺寸直接达到ISO标准要求，而不用将生产出的管材重新用其它加工设备进行尺寸加工，提高了生产效率，便于安装施工中管与管或管与管件之间连续和保证连接质量可靠。

采用本发明方法和装置可以连续制造出高机械强度的复合管道，耐腐蚀性强，管道内阻小。

下面结合附图详细说明本发明的实施例：

图1为本发明装置结构示意图。

图2为图1的俯视图。

图3中的修光装置位置示意图。

图4为内定径芯轴和外定径口模连接示意图。

图5为钢筋网筒多点焊接装置结构示意图。

图6为图5的A-A剖视图。

图7为三相整流电源初级主电路图。

图8为三相整流电源次级连接图。

图9为钢筋网筒多点焊接装置另一结构示意图。

图10为图9中焊轮、径向钢筋、轴向钢筋位置图。

图11为图9中三相整流电源次级连接图。

参见图1～图3，本发明装置包括放线架1，管材成型机2，钢筋网筒多点焊接成型装置3，管材成型腔4，塑料挤出机5，冷却定型机6，牵引机7，切割机8，翻转堆放架9。塑料挤出机与生产线夹角α＝90°。在冷却定型箱入口处装有对管材外径尺寸和表面进行修光定型的修光装置——修光环10。

参见图4，成型腔4中的外定径口模11外周有数个加热圈12，位于口模内的芯模13的两端分别与内定径装置14和含冷却水进口42、冷却水出口43、抽真空气口15的内定径芯轴16连接。

参见图5～图8，钢筋网筒多点焊接成型装置中的机架17的前、后有轴向放线架18、牵引机19。芯轴20装在机架上且其相对于焊轮处有导电环21。周向放线架22、周向放线盘23、周向绕盘24空套在芯轴上，绕丝盘通过皮带25与电动机26连接，多根轴向钢筋27穿过导电环上的轴向导电槽在牵引机的牵引下作轴向运动。绕在周向放线架上的周向钢筋28绕过周向放线盘、绕丝盘并在绕丝盘作用下在芯轴上作周向螺旋推进。装在机架上的焊盘29空套在芯轴上且其上以芯轴为对称轴对称装有两焊轮30、31。焊盘为齿轮，与装在电动机32上的齿轮33啮合。绕丝盘和焊盘的转速比为2∶1。三相次级整流电源34中有三相变压器35，与变压器相连的三相整流管36，其两极分别连接在两焊轮上。

图9～图11给出了钢筋网筒多点焊接成型装置的另一结构示意图。本装置结构基本与图5～图8所示装置结构相同，不同处是在周向钢筋绕丝盘上装了支架37，通过弹簧固定在支架37上的电刷38，过电环39装在导电环40的轮缘上。焊轮41与导电环40分别与焊接电源一极相连。焊接时焊接电流焊轮通过周向钢筋与轴向钢筋交叉接触点传到轴向钢筋与导电环，再通过电刷传到焊接电源的另一端。

参见图1、图2，轴向钢筋27从放线架1引出，与周向钢筋28在成型机2中形成网状骨架，经钢筋网筒多点焊接线成型装置3焊接定型，然后与从塑料挤出机5中挤出的热塑性塑料一起送入成型腔4中成型，再经修光装置10对管材外径尺寸和表面进行修光定型后再进入冷却定型机6冷却定型，由牵引机7引出，经切割机8分段切断，进入翻转堆放架9。制造出钢筋骨架增强复合塑料管材。

Claims (6)

1、制造钢筋骨架增强复合塑料管材的方法，该方法包括：

1)在与挤出机连接的管材成型腔中成型复合管道工序之前，对网状筒形钢筋骨架进行成型焊接，即多根轴向钢筋在牵引机作用下连续作轴向移动，至少一根周向钢筋绕轴向钢筋作旋转运动，与焊接电源相连的焊轮绕周向钢筋作旋转运动并施以焊接电流，从而将周向钢筋焊接到轴向钢筋上，连续焊接便形成网状筒形钢筋骨架；

2)已成型网状筒形钢筋骨架在牵引机作用下连续进入管材成型腔中，与管材成型腔连接的挤出机将经过加热变成熔融状态的塑料物料从成型腔侧面入口处挤入管材成型腔中，在成型腔中挤压成型为带金属骨架的复合塑料管材形状后进入冷却定型箱中冷却定型处理，冷却定型后的管材由牵引机牵引出，使制造过程得以连续进行。

2、根据权利要求1所述的制造钢筋骨架增强复合塑料管材的方法，其特征在于至少有一只与焊接电源一极相连的焊轮绕位于与焊接电源另一极相连的导电环圆周上的钢筋作旋转运动，通过焊轮持续获得的经三相次极整流的非脉冲焊接电源，使轴向钢筋与周向钢筋的交点在接触时得以焊接，从而将周向钢筋焊接到轴向钢筋上，连续焊接便形成网状筒形钢筋骨架。

3、根据权利要求1所述的制造钢筋骨架增强复合塑料管材的方法，其特征在于至少一对与电源正负极分别连接的焊轮绕位于导电环圆周的钢筋作旋转运动，当焊轮越过轴向钢筋时，通过焊轮给轴向钢筋与周向钢筋的交点施以焊接电源，使至少两处周向钢筋与轴向钢筋的交叉接触点同时得到焊接电流，从而将周向钢筋至少两点同时焊接到至少两根轴向钢筋上，连续焊接便形成网状筒形钢筋骨架。

4、制造钢筋骨架增强复合塑料管材的装置，包括管材成型腔、塑料挤出机，冷却定型箱、牵引机，其特征在于管材成型腔侧面与挤出机连接，在管材成型腔前有钢筋网筒多点焊接成型装置，钢筋网筒多点焊接成型装置中设置了受电动机带动的周向钢筋绕丝盘，轴向钢筋牵引机，受电动机带动的焊盘，焊盘上设置了至少一只与焊接电源一极相连可持续获得经三相次极整流的非脉冲焊接电流的焊轮，焊轮对应位置上设置了与焊接电源另一极相连的可通过轴向钢筋的导电环，或焊盘上设置至少一对与电源正负极分别连接的对称分布位于可通过轴向钢筋的导电环圆周上的焊轮。

5、根据权利要求4所述的制造钢筋骨架增强复合塑料管材的装置，其特征在于管材成型腔包括含冷却水进口、出口和抽真空孔的内定位芯轴和与内定位芯轴连接的芯模，与芯模配合的外定径口模。

6、根据权利要求4或5所述的制造钢筋骨架增强复合塑料管材的装置，其特征在于冷却定型箱入口处有对管材外径尺寸和表面进行修光定型的修光装置。

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