CN1374187A - 制造用于连接塑料管的电熔融片材的方法以及制造所述片材的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明披露了一种制造用于连接合成树脂管的电熔融片材的设备,该设备包括:一个挤压器,用于以片材形式挤压合成树脂;一个边缘切割器,用于将挤压的片材边缘切割成具有一定宽度;一个编码器,用于检测挤压的片材的运动距离以输出一个控制信号;一个位置标记器,用于在使挤压的片材运动预定距离时,响应所述控制信号标记出用于设置一个连接端子的位置;一个成形辊,用于压制标有设置连接端子所需的位置的片材和条形网状绕线;及一个切割器,用于在使挤压的片材运动一定距离时,响应控制信号切断片材。根据用于制造电熔融片材的设备,在电熔融片材的制造中能够确保连续的工艺,从而提高了产量并易于通过自动工艺制造出各种尺寸规格的电熔融片材。
Description
发明领域
本发明涉及一种制造用于连接塑料管的电熔融片材的方法和设备，更特别地涉及一种制造用于塑料管连接的电熔融片材的方法和设备，通过本发明的方法和设备，在电熔融片材制造中能够确保连续的工艺过程，从而提高了生产率同时易于通过自动的工艺过程以不同尺寸制造电熔融片材。
相关技术描述
由于合成树脂管，特别是聚乙烯树脂管具有以下特性，即不会腐蚀，如果不受到任何人工损坏则寿命为半永久性的，原料和结构的成本较低以及基本上没有材料从它们本身的管件熔化，因此它们广泛地被用于如大型水管，输气管以及排水管等中。这些合成树脂管最好在不使用其它材料的情况下，通过利用对其自身的合成树脂管的加热而被熔化。不同的方法，如对头焊接，电承接焊接，片材焊接等被认为是这种热焊接，以便根据现场情况和承受连接的管件的类型和尺寸，可以选择一种适合的焊接形式。
对头焊接是一种通过简单地使合成树脂管的两个端部熔化而将它们连接在一起的方法。但是，当管壁的内侧如双壁排水管那样是空心的时，存在的缺点是树脂的熔化在焊接中是不均匀的，由于空心壁往往会造成熔化的缺陷，因此，用于焊接大型管件所需的设备在尺寸和操作中的难度均会增大。
在电承接焊接的方法中，绕合成树脂管的连接头插入具有尺寸对应于合成树脂管外径的套管并使其熔化以连接合成树脂管。但是，当套管的目的在于连接直径为至少400mm的大型合成树脂管时，由于制造用于注模成形的大型模具会造成套管的制造较为困难且其制造成本较高，因此这种方法的应用是麻烦的。另外，由于必须使所述套管与合成树脂管的接头正确匹配，因此在加工中会出现许多限制，另外，还会产生这样的一个问题，即当用于外径尺寸不规则的管件连接时，所述套管不能牢固地与管件结合。
在一种片材焊接方法中，应绕合成树脂管的接头缠绕一块电加热片，且通过电压或电流的供给既熔化合成树脂管的外表面又熔化电加热片的内侧以使对接合成树脂管连接在一起。
图1为平面图，显示了用于连接现有技术的合成树脂管的电加热片的一个例子。如图1所示，电加热片100具有一个由与承受连接的合成树脂管相同的材料制成的合成树脂片112，一个以往复图形固定至合成树脂片的、具有一定直径的绕线114，设置在绕线114两端的连接端子116以及连接至通过片材112的两个连接端子116的导线(未示出)。在这种情况下，当绕承受连接的合成树脂管的接头缠绕电加热片100且经导线供给电流时，合成树脂管和合成树脂片112由于绕线114的加热而被熔化从而熔接并结合合成树脂管。
通常，绕线114以理想的图形被设置在合成树脂片112上，且随后在电加热片100的制造中通过一个辊被压制。但是，该方法要求操作者必须通过肉眼判断绕线114的端部并手动使连接端子116和导线连接至绕线114的端部，从而会产生这样的缺陷，即加工误差往往会产生于每一个制品中，降低了生产率且不能连续进行电加热片100的制造工艺。
发明概述
因此，本发明已经解决了相关技术中的上述问题。
本发明的一个目的在于提供一种制造用于连接合成树脂管的电熔融片材的方法和设备。
本发明的另一个目的在于提供一种制造用于连接塑料管的电熔融片材的方法，通过该方法能够自动定位用于制造连接合成树脂管所需的电熔融片材的每一部件，以减少加工误差。
本发明的再一个目的在于提供一种制造用于连接塑料管的电熔融片材的方法和设备，以此能够以各种尺寸容易地制造出电熔融片材。
根据用于获得上述目的的本发明的一种意图，提供了一种制造用于连接合成树脂管的电熔融片材的设备，该设备包括：一个挤压器，用于以片材形式挤压合成树脂；一个边缘切割器，用于将挤压的片材边缘切割成具有一定宽度；一个编码器，用于检测挤压的片材的运动距离以输出一个控制信号；一个位置标记器，用于在使挤压的片材运动预定距离时，响应所述控制信号标记出用于设置一个连接端子的位置；一个成形辊，用于压制标有设置连接端子所需的位置的片材和条形网状绕线；及一个切割器，用于在使挤压的片材运动一定距离时，响应控制信号切断片材。
根据用于获得上述目的的本发明的另一种意图，提供了一种制造用于合成树脂管连接的电熔融片材的方法，该方法包括以下步骤：以具有一定厚度和宽度的片材形式挤压合成树脂；将挤压出的片材切制成具有一定宽度；检测被切制成具有一定宽度的片材的运动距离；当使挤压出的片材运动一定距离时，标记用于设置一个连接端子的位置；通过使用一个成形辊压制标有用于设置连接端子的位置的片材和条形网状绕线；及在使所述片材运动一定距离时，切断片材。
较理想的是，所述边缘切割器设置在片材的运动表面上，且包括两个相距一定间距的刀片，其中，所述两个刀片之间的间距为可变化的结构。
较理想的是，所述编码器包括：一个辊，用于在接触运动片材时转动；及一个控制器，用于在片材的运动距离达到一定距离时，接收所述辊的转动角度以输出控制信号。
附图简述
下面参照附图进一步详细说明本发明，其中：
图1平面图，其显示了一个用于连接相关技术中合成树脂管的电加热片材的例子；
图2示意性地显示了本发明中一种制造用于连接合成树脂管的电熔融片材的设备；
图3A为透视图，其显示了通过利用图2所示设备制造的用于连接合成树脂管的电熔融片材；
图3B为沿图3A中线A-A’所示的平面图；
图4为用于显示一个挤压器的主要部分的正视图，该挤压器用于本发明一个实施例所述的制造用以连接合成树脂管的电熔融片材的设备；
图5A为用于显示一个三辊型装置的主要部分的透视图，该三辊型装置用于本发明一个实施例所述的制造用以连接合成树脂管的电熔融片材的设备；
图5B为图5A的左视图；
图6为用于显示一个冷却传送器中主要部分的剖面图，该冷却传送器用于本发明一个实施例所述的制造用以连接合成树脂管的电熔融片材的设备；
图7为用于显示一个边缘切割器和编码器的主要部分的正视图，所述边缘切割器和编码器用于本发明一个实施例所述的制造用以连接合成树脂管的电熔融片材的设备；
图8为用于显示一个位置标记器的主要部分的剖面图，该标记器用于本发明一个实施例所述的制造用以连接合成树脂管的电熔融片材的设备；
图9为用于显示一个网状绕线固定装置和一个片材牵引装置的主要部分的剖面图，网状绕线固定装置和片材牵引装置用于本发明一个实施例所述的制造用以连接合成树脂管的电熔融片材的设备；
图10为用于显示成形辊主要部分的侧视图，所述成形辊用于本发明一个实施例所述的制造用以连接合成树脂管的电熔融片材的设备；
图11为用于显示网格辊的主要部分的右侧视图，所述网格辊用于本发明一个实施例所述的制造用以连接合成树脂管的电熔融片材的设备；
图12A-12C为用于显示优选成形辊的剖面图和正视图，这些成形辊用于本发明一个实施例所述的制造用以连接合成树脂管的电熔融片材的设备；
图13为用于显示一个牵引装置的主要部分的右侧图，所述牵引装置用于本发明一个实施例所述的制造用以连接合成树脂管的电熔融片材的设备；以及
14为用于显示一个切割器的主要部分的剖面图，该切割器用于本发明一个实施例所述的制造用以连接合成树脂管的电熔融片材的设备。
最佳实施例的详细说明
下面，参照附图对本发明进行详细说明。
根据本发明，图2为用以连续制造用于连接合成树脂管的电熔融片的设备的示意图。如图2所示，用以制造用于连接合成树脂管的电熔融片材的设备包括：一个用于以片状挤压合成树脂的挤压器10；一个边缘切割器40，用于将挤压的片材的边缘切制成具有预定尺寸的宽度；一个用于测量挤压的片材的移动长度以输出一预定控制信号的编码器50；一个位置标记器60，用于在使挤出的片材运动预定距离时，响应控制信号标记出用于设置连接端子的位置；一个网状绕线固定单元70，该单元包括一个成形辊，用于压制标记有用于设置连接端子的位置的片材和条形网状绕线；及一个切割器90，用于在使片材运动预定距离时，响应控制信号切断所述片材。
图3A为利用图2中所示的制造设备制成的电熔融片材的透视图，图3B为沿图3A中线A-A’所示的剖面图。如图3A所示，本发明的电熔融片材200具有一矩形合成树脂片材210，沿矩形合成树脂片材210周边或以距该周边规定间隔压制的网状绕线212，在网状绕线212两端的一对连接端子214以及分别被固定至连接端子214以便有助于供给电流的导线216。另外，如图3B所示，具有压制的网状绕线212的合成树脂片材210具有不均匀的图形。图3A和3B显示了利用本发明的设备和方法制成的电熔融片材的一个最佳实施例，其中，根据需要可改变片材210，网状绕线212和连接端子的位置和形状。
根据本发明的实施例，下面对用以构成制造连接合成树脂管的电熔融片材所需的设备的部件进行更详细的说明。
图4为一正视图，其显示了以片状挤压的合成树脂的挤压器10的主要部分。
挤压器10熔化了从漏斗12供给的、在制造电熔融片材中作为原材料的合成树脂，且通过一根螺杆的转动将合成树脂输送至一个T型模14。T型模14使熔融合成树脂形成具有恒定宽度和厚度的片材210并将片材210输送至一个三辊型装置20。在这种情况下，流动有合成树脂的T型模14的出口的左右侧均可被堵塞以调节片材210的宽度。
图5A和5B为一个透视图和一个左视图，用于显示三辊型装置20的主要部分，该三辊型装置20用于压制片材210以调节其厚度。如图5A和5B所示，三辊型装置20包括三个抛光辊22，22-1及22-2，三个引导辊24，24-1及24-2，节距调节装置26，气缸28，28-1及28-2和冷却水供给装置21。另外，三辊型装置20还包括一个用于驱动三个抛光辊22，22-1及22-2的马达23，一个减速器25，皮带轮27及万向节29。当驱动马达23时，经减速器25，皮带轮27和万向节29传送动力，以便使三个抛光辊22，22-1及22-2匀速转动。使合成树脂片材210交替在三个抛光辊22，22-1及22-2之间通过，以便以均匀的厚度制造片材210。气缸28和28-1根据气体压力产生的驱动分别使抛光辊22和22-2向上和向下运动，以控制抛光辊22，22-1和22-2之间的间距。节距调节装置26能够调节抛光辊22，22-1和22-2之间的细微间隙。冷却水供给装置21使具有一定温度的冷却水循环加入抛光辊22，22-1和22-2内以调节抛光辊22，22-1和22-2的温度并冷却片材210。临近引导辊24-2的气缸稳定地输送片材210。在通过三辊型装置20后，经冷却传送器30将片材210输送至边缘切割器20(参见图6)。
图6为用于显示冷却传送器30的主要部分的剖面图。如图6所示，冷却传送器30包括两个引导辊32，一个冷却传送床34及一个冷却水输送装置36。冷却传送器30通过冷却水输送装置36将冷却水循环至冷却传送床34，以在片材210暴露的上表面及在其接触冷却传送床34的底部保持均匀的冷却速度，以防止片材210的变形，因此能够形成具有均匀尺寸的片材210。另外，用于经减速器38和链条39接受动力的后一个引导辊32以及前一个引导辊32以恒定速度沿片材210的前进方向转动，以使片材210运动。
图7为用于显示边缘切割器40以及位于边缘切割器40后部的编码器50的主要部分的正视图。边缘切割器40包括一块片材供给导板42及两个刀片44，它们可沿横向(即，图7中纸面的方向)运动且角度是可调节的。两个刀片44在片材210的移动表面上以规定的间距(宽度)彼此分离，且刀片44的间隔距离是可调节的，以便切除具有不规则厚度和形状的片材210的两个边缘以获得理想的厚度。由于能够减小边缘切割器40中两个刀片44之间的间距以制造出具有较小宽度d(参见图3A)的电熔融片材210，相反，可增大边缘切割器40中两个刀片44之间的间距以制造出具有较大宽度d(参见图3A)的电熔融片材200，因此，能够容易地以不同的尺寸制造电熔融片材210。
编码器50检测由于挤压造成的运动片材210的运动距离以输出控制信号，包括一个辊52和一个控制器54。辊52在接触移动片材210时转动，而控制器54能够接收辊52的转动度数(转动量)以检测片材210的移动距离，且当片材210的运动距离达到电熔融片材200的长度L(参见图3A)时，输出控制信号。在这种情况下，为了避免运动间距测量中的误差并防止片材210变形，在编码器50前面最好安装有一个能够通过缸58可上下运动的光面辊56。在图7中，未提到的参考标号46表示一个辊46，该辊有助于片材210的运动。
图8为用于显示位置标记器60主要部分的剖面图，当使挤压的片材210运动了预定长度L时，该位置标记器能够由编码器50接收控制信号，以标明用于设置连接端子24(参见图3)的位置，以便对电熔融片材200提供电流。位置标记器60由用于标明片材210连接端子的位置的标记装置66，67和68构成，且最好包括一个用于以预定温度加热并软化片材210表面的加热器62以及一个调节加热器62高度的高度调节装置60。一旦在片材210的运动距离达到电熔融片材210的长度L(参见图3A)时，接收到从编码器50的控制器54发出的控制信号，位置标记器60的标记装置或缸66便向下运动压在片材210的表面上以在连接片材214的安装位置处形成槽，同时对应于片材210的运动速度前进，随后，返回至下一个操作所需的原始位置。在这种情况下，通过标记装置或一个可动缸68使缸66沿标记装置或杆67运动。
图9为用于显示网状绕线固定单元70主要部分以及一个片材牵引装置80的剖面图，其中，网状绕线固定单元70用于压制标有用以设置连接端子和条形网状绕线213的位置的片材210。网状绕线固定单元70由一对成形辊72和74以及网状绕线供给装置76，77和78构成，图10为在第一和第二引导辊76和77之间所示的成形辊72和74的右侧正视图，用于观察该对成形辊72和74的结构。图11为显示网状绕线供给装置76，77和78的右侧正视图。
如图9-11所示，网状绕线供给装置76，77和78具有绕有条形网格绕线的网格辊78，以及第一和第二引导辊76和77，这些引导辊用于在预定张紧状态下对成形辊72和74供给从网格辊78松开的网状绕线。在这种情况下，第一和第二引导辊76和77适于对网状绕线施加张紧力，且它们能够以代替辊的棒的形式使用。在图10和11中，参考标号76-1和77-1表示了用于均匀引导条形网状绕线的网状绕线供给导板。网格辊78和网状绕线供给导板76-1和77-1可沿横向(图9中纸面的方向)移动就位，且通过网格辊78和网状绕线供给导板76-1和77-1的位置移动可使条状网状绕线213位于片材上的理想位置处。一旦从网格辊78上松开，便引导网状绕线213通过第一和第二引导辊76和77，以使进入片材210内达一定深度，同时与片材210一起在成形辊72和74之间通过。
图12A-12C描述了适用于本发明的成形辊72和74的最佳实施例。如图12A所示，至少一个成形辊72和74可由一个有齿辊72-1构成，或作为一种可选择的方案，也可具有图12C所示的栅格状不均匀的图案72-2。图12A为图12B中所示的有齿辊72-1的剖面图。由于形成在成形辊72和74中的不均匀图案，因此网状绕线213牢固地穿入片材210内并被固定在其中。因此，只要能够使网状绕线213牢固地进入并固定至片材210中，能够以多种方式改进形成在每一成形辊72和74中的图案，除了在图12B中所示的横条图案以及在图12C中所示的栅格状图案以外，还包括环形图案，矩形图案和波纹状图案。
如图9和10所示，网状绕线固定单元70具有可通过缸71上下运动的成形辊72以及一个安装至固定单元70上的节矩调节装置73，以便能够通过调节成形辊72和74之间的间距来调节网状绕线213进入片材210的深度。在成形辊72和74的前面安装有一个加热器62-1和一个用于调节加热器62-1高度的高度调节装置64-1，以便优选地以预定的温度加热并熔化片材210输入成形辊72和74内的表面。
在使网状绕线213进入片材210中，当需要一辅助网状绕线211来连接图3A所示的条形网状绕线213时，优选的是，辅助网状绕线211以在片材210上标出的连接端子214的位置为基础设置在片材210上，且在成形辊72和74之间通过。在这种情况下，最好使连接端子214位于在片材210上标记的连接端子的位置处，以便使连接端子214和辅助网状绕线212与条形网状绕线213一起进入并结合在片材210内。
图13为片材牵引装置80的正视图。片材牵引装置80包括两个辊82和84，一个缸85和一个节矩调节装置86，且包括一个马达81，一个减速器88，一个万向节89及一条用于驱动至少一个辊82和84的链条87。牵引装置80牵引与网状绕线212固定在一起的片材210向上运动通过网状绕线单元70，其中牵引辊82和84优选地在其表面上设有用于防滑动的不均匀图形。在这种情况下，作为动力传递装置的马达81，减速器88，万向节89及链条87起到了与冷却传送器30所述的马达37，减速器38及链条39相同的功能，且缸85和85-1以及节矩调节装置86和86-1起到了与安装至网状绕线固定装置70上的缸71和节矩调节装置73相同的功能。
在图14所示的切割器90中，切割象这样牵引的与网状绕线212固定在一起的片材210以具有预定长度L，以便实现本发明的电熔融片材200。切割器90包括一个缸92，一个刀片94且还包括一个辊96，其中，一旦从编码器50的控制器54接收到片材210运动预定长度L的控制信号，缸92便操纵刀片94，以便在无需由使用者采用辅助控制工序的情况下，能够以理想的长度L连续制造出电熔融片材200。
下面，将对通过利用上述制造合成树脂管连接所需的电熔融片材的设备制造电熔融片材200的方法进行说明。
首先，挤压器10通过一个T型模14将熔融的合成树脂挤压成具有预定厚度和宽度的片材形式。随后，利用边缘切割器40切割挤压的片材的边缘以具有预定的宽度。在这种情况下，优选地，在三辊型装置20中压制从T型模14挤压出的片材以使其具有理想的厚度，并在冷却传送器30中使这些片材冷却以保持象这样的所压制出的形状。接着，使用编码器50检测被切割成具有理想宽度的片材的运动距离，且当挤压的片材运动预定距离时，利用位置标记器60标记出用于设置连接端子的位置。这样，当利用网状绕线固定装置70中的成形辊72和74对压制标记有设置连接端子位置的片材和条形网状绕线时，片材运动了预定距离，且随后响应由编码器50发出的信号切割片材，从而能够将片材制造成用于连接合成树脂管的电熔融片。
一旦绕被连接的合成树脂管的接头缠绕了根据这一方法制成的电熔融片200，便能够使其固定，并通过连接端子和导线216供给电流以加热网状绕线212。如此加热的网状绕线212会熔化并焊接合成树脂片材210和合成树脂管，从而允许有效地连接合成树脂管。
本发明提供了用于通过合成树脂原材料连续制造电熔融片材的方法，而无需通过片材的辅助制造制成电熔融片材，通过该方法能够使用于制造电熔融片材的每一部件自动定位，且易于以不同的厚度，宽度和长度制造出电熔融片材。因此，根据本发明的制造用于合成树脂管连接的电熔融片材的方法和设备，能够以低成本大量制造出电熔融片材。
Claims (5)
1.一种制造用于连接合成树脂管的电熔融片材的设备，该设备包括：
一个挤压器，用于以片材形式挤压合成树脂；
一个边缘切割器，用于将挤压的片材边缘切割成具有一定宽度；
一个编码器，用于检测挤压的片材的运动距离以输出一个控制信号；
一个位置标记器，用于在使挤压的片材运动预定距离时，响应所述控制信号标记出用于设置一个连接端子的位置；
一个成形辊，用于压制标有设置连接端子所需的位置的片材和条形网状绕线；及
一个切割器，用于在使挤压的片材运动一定距离时，响应控制信号切断片材。
2.根据权利要求1所述的制造用于连接合成树脂管的电熔融片材的设备，还包括：
一个三辊型装置，用于压制从所述挤压器挤压的片材以调节其厚度；及
一个冷却输送器，用于均匀地保持从所述三辊型装置输送的片材的上表面和底部的冷却速度。
3.根据权利要求1所述的制造用于连接合成树脂管的电熔融片材的设备，其特征在于，所述边缘切割器被设置在片材的运动表面上，且包括两个相距一定间距的刀片，其中，所述两个刀片之间的间距为可变化的结构。
4.根据权利要求1所述的制造用于连接合成树脂管的电熔融片材的设备，其特征在于，所述编码器包括：
一个辊，用于在接触运动片材时转动；及
一个控制器，用于在片材的运动距离达到一定距离时，接收所述辊的转动角度以输出控制信号。
5.一种制造用于合成树脂管连接的电熔融片材的方法，该方法包括以下步骤：
以具有一定厚度和宽度的片材形式挤压合成树脂；
将挤压出的片材切制成具有一定宽度；
检测被切制成具有一定宽度的片材的运动距离；
当使挤压出的片材运动一定距离时，标记用于设置一个连接端子的位置；
通过使用一个成形辊压制标有用于设置连接端子的位置的片材和一条形网状绕线；及
在使所述片材运动一定距离时，切断片材。
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