JP2015081553A - Liquid pressure type pipe expansion device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液圧式拡管装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic pipe expanding apparatus.
ボイラやコンデンサなどの熱交換器のチューブと管板とを接合する装置として液圧式拡管装置が知られている。液圧式拡管装置は、数千気圧まで増圧した液体をアクアチューブに供給し前記チューブ内面から直接作用させて前記チューブを拡管する装置である。液圧式拡管装置を用いることで、正確かつ強固に前記チューブと前記管板を固着することができる。また、前記チューブ内面を転圧塑性変形させる方式とは異なり、前記チューブ内面にダメージを与えないこと、拡管範囲が長くても対応し易いこと、などの利点がある。このため、液圧式拡管装置の需要が高まっている。 2. Description of the Related Art A hydraulic tube expansion device is known as a device that joins a tube and a tube plate of a heat exchanger such as a boiler or a condenser. The hydraulic-type tube expanding device is a device that expands the tube by supplying a liquid whose pressure has been increased to several thousand atmospheres to an aqua tube and causing it to act directly from the inner surface of the tube. By using a hydraulic type pipe expanding device, the tube and the tube plate can be fixed accurately and firmly. Further, unlike the method of rolling and plastically deforming the inner surface of the tube, there are advantages such as not damaging the inner surface of the tube and being easy to cope even if the tube expansion range is long. For this reason, the demand of a hydraulic-type pipe expansion apparatus is increasing.
特許文献1には、液圧式拡管装置に関し、超高圧液の液圧により拡管成形をするシール部を装着して、このシール部に前記超高圧液を注入する拡管ツール部と、この拡管ツール部に前記超高圧液を供給する本体と、を有し、この本体から前記拡管ツール部へ前記超高圧液を供給する超高圧流路と、前記本体と前記拡管ツール部とを別体として構成する液圧式拡管成形装置であって、前記本体は、拡管成形に供する拡管液を貯留する給液タンクと、この貯留された前記拡管液を前記拡管ツール部へ圧送する給液ポンプを有する給液ユニットと、前記給液ポンプと前記拡管ツール部の間に設けられ当該給液ポンプから圧送された前記拡管液をさらに増圧して前記超高圧液を当該拡管ツール部へ供給する増圧機と、前記給液ポンプおよび前記増圧機に圧油を供給する油圧ポンプを有する油圧ユニットと、バルブを閉じたときには前記増圧機から吐出した超高圧液の圧力を保持して前記シール部に供給し、バルブを開いたときには当該超高圧液をドレンへ排出する圧力保持用バルブと、を備えたこと、が記載されている。
特許文献2には、液圧式拡管装置に関し、超高圧液の液圧により拡管成形をするシール部を装着して、このシール部に前記超高圧液を注入する拡管ツール部と、この拡管ツール部に前記超高圧液を供給する本体と、を有し、この本体と前記拡管ツール部とを別体として構成し、前記拡管ツール部を作業者が手に持って拡管作業をする液圧式拡管成形装置であって、前記本体に、拡管成形する拡管液を油圧により前記超高圧液にして吐出孔から吐出するブースタと、このブースタに前記拡管液を供給する給液ユニットと、前記ブースタに前記油圧を発生させる圧油を供給する油圧ユニットと、を収納し、前記超高圧液の液圧は、超高圧水の水圧であり、前記拡管ツール部には、前記シール部に連通する超高圧流路を設け、前記超高圧流路と前記ブースタの吐出孔とが超高圧シール部で連結され、前記ブースタの吐出孔から吐出された前記超高圧液の圧力を検出する圧力変換器を前記本体に設け、前記ブースタは、シリンダ内に形成される前記拡管液が充填される給液室および前記圧油が充填される油圧室と、前記給液室および油圧室を前記給液室と前記油圧室との間で往復移動するピストンと、このピストンを前記油圧室側に付勢する付勢手段と、を備え、前記ピストンは、前記シリンダ内に摺接する大径部と、前記シリンダ内に隙間を形成する小径部と、中心部に軸方向に沿って前記圧油が流入される導入孔と、を有し、前記油圧室は、前記シリンダと前記小径部との隙間に形成され、前記小径部に放射状に形成され、前記導入孔から前記油圧室に連通する貫通孔を設けたこと、が記載されている。
しかしながら、特許文献1と特許文献2に記載の装置は、いずれも、油圧方式の増圧機(ブースタ)を採用しており、液体を所望の圧力に正確かつ再現性よく加圧制御することが容易ではなかった。また、前記増圧機の油圧ユニットから油漏れすることがあった。さらには、前記装置ではその構造上、前記増圧機に給液する給液ポンプが配されているが、作業場所によっては、冬期になると前記給液ポンプの中の水が凍結してしまい、動作不良の原因となるなど、前記装置のメンテナンスは容易ではなかった。
However, both of the devices described in
そこで本発明の目的は、液体を所望の圧力に正確かつ再現性よく加圧制御することができ、装置のメンテナンスも容易な構成とした液圧式拡管装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hydraulic tube expansion device that can control the pressure of a liquid to a desired pressure accurately and with high reproducibility, and can be easily maintained.
本発明の液圧式拡管装置は、拡管液を貯留する給液タンクと、前記拡管液を増圧して超高圧拡管液とする増圧機と、前記超高圧拡管液を拡管成形をするシール部に注入する拡管ツール部を備え、前記増圧機には、電動モータと、前記電動モータの回転運動を往復運動に変換する運動変換機構と、圧力保持バルブが備わっており、前記圧力保持バルブを通じて前記超高圧拡管液を前記拡管ツール部に送液する構成であることを特徴とする。 The hydraulic pressure expansion device according to the present invention includes a liquid supply tank for storing a tube expansion solution, a pressure intensifier that increases the tube expansion solution to form an ultra-high pressure tube expansion solution, and injects the ultra-high pressure tube expansion solution into a seal portion that performs tube expansion molding. The pressure intensifier includes an electric motor, a motion conversion mechanism that converts the rotational motion of the electric motor into a reciprocating motion, and a pressure holding valve, and the ultrahigh pressure is passed through the pressure holding valve. It is the structure which sends a pipe expansion liquid to the said pipe expansion tool part.
本発明によれば、電動モータ方式の増圧機とすることで、拡管液を所望の圧力に正確かつ再現性よく加圧制御することができる。尚且つ、電動モータ方式であるから、油圧方式のように油漏れすることがない。さらに、本発明によれば、前記増圧機には、前記圧力保持バルブが備わっているから、配管構成が単純化されたものとなり、コンパクトでメンテナンス性に優れた装置構成となる。 According to the present invention, by using an electric motor type pressure booster, it is possible to pressurize and control the expanded liquid to a desired pressure accurately and with high reproducibility. In addition, since the electric motor system is used, oil leakage does not occur unlike the hydraulic system. Furthermore, according to the present invention, since the pressure intensifier is provided with the pressure holding valve, the piping configuration is simplified, and the apparatus configuration is compact and excellent in maintainability.
前記拡管液は、拡管成形に供する圧力媒体としての流体を指しており、例えば、水である。前記シール部は、数千気圧まで増圧した前記拡管液をアクアチューブに供給し、ボイラやコンデンサなどの熱交換器のチューブをその内面から直接作用させて拡管成形をする工具である。前記チューブの材質としては、例えば、鉄、ステンレス、銅、チタンなどが挙げられる。前記超高圧とは、拡管成形に必要な圧力をいい、例えば、最大500MPaの圧力である。 The said pipe expansion liquid points out the fluid as a pressure medium with which it uses for pipe expansion shaping | molding, for example, is water. The seal portion is a tool that supplies the tube expansion liquid, which has been increased to several thousand atmospheres, to an aqua tube, and directly expands a tube of a heat exchanger such as a boiler or a condenser from its inner surface to perform tube expansion molding. Examples of the material of the tube include iron, stainless steel, copper, and titanium. The ultra-high pressure refers to a pressure required for tube expansion molding, for example, a maximum pressure of 500 MPa.
本発明は、前記増圧機にはチェックバルブが内蔵されており、前記増圧機が前記チェックバルブを通じて前記給液タンクから前記拡管液を自給する構成であることを特徴とする。 The present invention is characterized in that a check valve is incorporated in the pressure intensifier, and the pressure intensifier self-supplies the expanded liquid from the liquid supply tank through the check valve.
本発明によれば、前記拡管液を前記増圧機へ供給するための給液ポンプが不要となり、装置のメンテナンスが容易となる。また、装置の部品点数が削減されることで、コストダウンが図れる。 According to the present invention, a liquid supply pump for supplying the pipe expansion liquid to the pressure booster becomes unnecessary, and the maintenance of the apparatus becomes easy. Further, the cost can be reduced by reducing the number of parts of the apparatus.
本発明は、前記圧力保持バルブと前記運動変換機構におけるプランジャとの間の位置に前記チェックバルブが配されていることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the check valve is arranged at a position between the pressure holding valve and a plunger in the motion conversion mechanism.
本発明によれば、前記超高圧拡管液を前記拡管ツール部に送液するに際し、伝達ロスの少ない合理的な配置構成となる。 According to the present invention, when the ultra-high pressure pipe expanding liquid is fed to the pipe expanding tool portion, a rational arrangement configuration with little transmission loss is obtained.
本発明は、前記圧力保持バルブが前記増圧機の出力端にあることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the pressure holding valve is at an output end of the pressure booster.
本発明によれば、前記増圧機は、前記圧力保持バルブが一体化したものであるから、配管構成が単純化されたものとなり、前記超高圧拡管液を前記拡管ツール部に送液するに際し、伝達ロスを最小とした合理的な配置構成となる。 According to the present invention, since the pressure intensifier is one in which the pressure holding valve is integrated, the piping configuration is simplified, and when sending the ultra-high pressure pipe expanding liquid to the pipe expanding tool part, A rational arrangement configuration with minimum transmission loss.
本発明は、前記電動モータのトルクを制御することで前記超高圧拡管液の圧力値を制御するコントローラが備わっていることを特徴とする。 The present invention is characterized in that a controller is provided for controlling the pressure value of the extra-high-pressure tube expansion liquid by controlling the torque of the electric motor.
本発明によれば、従来設置していた高価な圧力変換器が不要となり、装置の部品点数が削減されることで、コストダウンが図れる。 According to the present invention, an expensive pressure transducer that has been conventionally installed is not necessary, and the number of parts of the apparatus is reduced, thereby reducing the cost.
本発明は、前記電動モータのトルクを制御することで前記超高圧拡管液の圧力値を制御し、かつ、前記電動モータの回転速度を制御することで前記運動変換機構におけるプランジャのストローク速度を制御するコントローラが備わっていることを特徴とする。 The present invention controls the pressure value of the ultra-high pressure expanded liquid by controlling the torque of the electric motor, and controls the stroke speed of the plunger in the motion conversion mechanism by controlling the rotational speed of the electric motor. It is characterized by having a controller.
本発明によれば、前記圧力値が設定圧力値付近に近づいたら前記電動モータの回転速度を下げることによって、前記運動変換機構におけるプランジャのストローク速度を遅くすることができるので、拡管成形完了時の圧力をより正確に制御することができる。また、ある一定の圧力値に達するまでは前記プランジャのストローク速度を早くして拡管圧力値までの時間を短縮することや、圧力制御に関係のない前記プランジャの戻しの時に早戻しにするなどして、効率的に拡管作業をすることができる。さらに、設定圧力に到達した後、その設定圧力を一定時間保持して拡管成形をするが、その間に少量の水漏れがあったとしても、その分前記プランジャを動かすことで前記設定圧力を保持させることができる。 According to the present invention, when the pressure value approaches the set pressure value, the stroke speed of the plunger in the motion conversion mechanism can be decreased by reducing the rotation speed of the electric motor. The pressure can be controlled more accurately. Also, until the plunger reaches a certain pressure value, the plunger stroke speed is increased to shorten the time until the tube expansion pressure value, or the plunger is returned quickly when the plunger is not related to pressure control. Therefore, the pipe expansion work can be efficiently performed. Furthermore, after reaching the set pressure, the set pressure is held for a certain period of time to perform tube expansion molding. Even if a small amount of water leaks during that time, the set pressure is held by moving the plunger accordingly. be able to.
前記電動モータとしては、各種モータが適用可能であり、例えば、サーボモータ、インダクションモータ、PM同期モータが挙げられる。前記サーボモータとしては、ACサーボモータとDCサーボモータが挙げられる。 Various motors can be applied as the electric motor, and examples thereof include a servo motor, an induction motor, and a PM synchronous motor. Examples of the servo motor include an AC servo motor and a DC servo motor.
本発明は、前記電動モータがサーボモータであることを特徴とする。 The present invention is characterized in that the electric motor is a servo motor.
本発明によれば、前記電動モータがサーボモータであることで、通常の電動モータに比べ、速度応答性能に優れ、起動トルク大、低速回転時でもトルクむらが少ないなどの良好な特性が得られる。そして、前記コントローラが前記サーボモータに流す電流を制御することで前記サーボモータのトルクを制御し前記サーボモータのトルク値から前記圧力値を演算して前記圧力を制御する構成とすることで、従来設置していた高価な圧力変換器が不要となり、装置の部品点数が削減される。 According to the present invention, since the electric motor is a servo motor, excellent characteristics such as excellent speed response performance, large starting torque, and low torque unevenness even at low speed rotation can be obtained compared to a normal electric motor. . Then, the controller controls the current flowing through the servo motor to control the torque of the servo motor, and calculates the pressure value from the torque value of the servo motor to control the pressure. The expensive pressure transducer that has been installed is no longer necessary, and the number of parts of the device is reduced.
本発明は、前記超高圧拡管液の圧力値を表示する表示機が備わっていることを特徴とする。 The present invention is characterized in that a display device for displaying the pressure value of the ultra-high pressure tube expanding liquid is provided.
本発明によれば、作業者が前記超高圧拡管液の圧力値を把握して作業管理することが容易となる。前記圧力値は、数値で表示してもよいし、グラフで表示してもよい。前記圧力値をグラフ表示することで、作業者は拡管作業における前記圧力値の推移を視覚的に確認しながら、拡管作業を行えるのでより一層作業管理が容易となる。 According to the present invention, it becomes easy for an operator to grasp the pressure value of the ultra-high pressure tube expanding liquid and manage the work. The pressure value may be displayed as a numerical value or a graph. By displaying the pressure value in a graph, the operator can perform the pipe expansion work while visually confirming the transition of the pressure value in the pipe expansion work, thereby further facilitating the work management.
本発明は、前記圧力保持バルブを制御するための空気式制御弁又は電気式制御弁が備わっていることを特徴とする。 The present invention is characterized in that a pneumatic control valve or an electric control valve for controlling the pressure holding valve is provided.
本発明によれば、前記圧力保持バルブをエア制御方式とすることで、防爆性能が高められ、電気ノイズの発生もない。また、前記圧力保持バルブを電気制御方式とすることで、信号応答性に優れ、より正確な動作が行える。 According to the present invention, by making the pressure holding valve an air control system, the explosion-proof performance is enhanced and no electrical noise is generated. Further, by adopting an electric control system for the pressure holding valve, it is excellent in signal response and can perform more accurate operation.
本発明の液圧式拡管装置によれば、電動モータ方式の増圧機とすることで、拡管液を所望の圧力に正確かつ再現性よく加圧制御することができる。尚且つ、電動モータ方式であるから、油圧方式のように油漏れすることがない。本発明によれば、前記増圧機は、前記圧力保持バルブが一体化したものであるから、配管構成が単純化されたものとなり、コンパクトでメンテナンス性に優れた装置構成となる。そして本発明によれば、前記増圧機が前記給液タンクからの拡管液を自給する構成であるから、給液ポンプが不要となり、装置のメンテナンスが容易となるとともに、装置の部品点数が削減されることでコストダウンが図れる。 According to the hydraulic type pipe expanding device of the present invention, by using an electric motor type pressure booster, it is possible to pressurize and control the pipe expanding liquid to a desired pressure accurately and with good reproducibility. In addition, since the electric motor system is used, oil leakage does not occur unlike the hydraulic system. According to the present invention, since the pressure booster is an integrated unit of the pressure holding valve, the piping configuration is simplified, and the device configuration is compact and excellent in maintainability. According to the present invention, since the pressure intensifier is configured to self-supply the expanded liquid from the liquid supply tank, a liquid supply pump is not required, the apparatus is easily maintained, and the number of parts of the apparatus is reduced. Cost reduction.
本発明の液圧式拡管装置によれば、前記電動モータがサーボモータであることで、通常の電動モータに比べ、速度応答性能に優れ、起動トルク大、低速回転時でもトルクむらが少ないなどの良好な特性が得られる。そして、前記コントローラが前記サーボモータに流す電流を制御することで前記サーボモータのトルクを制御し前記サーボモータのトルク値から前記圧力値を演算して前記圧力を制御する構成であるから、従来設置していた高価な圧力変換器が不要となり、装置の部品点数が削減されることで、コストダウンが図れる。尚且つ、前記コントローラによって前記サーボモータのトルク値から前記圧力値が演算され前記圧力値が前記表示機に表示される構成であるから、作業者が、前記拡管成形をするときの圧力値を把握して作業管理することが容易な構成となる。そして本発明によれば、前記圧力保持バルブをエア制御するか電気制御することで、クリーン且つ使用環境や使用状況に応じた装置となる。 According to the hydraulic expansion device of the present invention, since the electric motor is a servo motor, the speed response performance is excellent compared to a normal electric motor, the starting torque is large, and the torque unevenness is small even at low speed rotation. Characteristics can be obtained. The controller is configured to control the pressure by calculating the pressure value from the torque value of the servo motor by controlling the torque of the servo motor by controlling the current flowing to the servo motor. The expensive pressure transducer which has been used is not necessary, and the number of parts of the apparatus is reduced, so that the cost can be reduced. In addition, since the pressure value is calculated from the torque value of the servo motor by the controller and the pressure value is displayed on the display device, the operator grasps the pressure value when the tube expansion molding is performed. Thus, the work can be easily managed. And according to this invention, it becomes an apparatus according to a use environment and a use condition clean by carrying out air control or electric control of the said pressure holding valve.
本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら以下、詳細に説明する。 Specific embodiments to which the present invention is applied will be described below in detail with reference to the drawings.
(実施の形態)
図6は、本発明を適用した実施形態の液圧式拡管装置1を例示する外観図である。本実施形態の液圧式拡管装置1は、本体2と拡管ツール部3とが耐圧ホース11並びに信号ケーブル12を介して連結されており、拡管ツール部3の先端側にはチューブに挿入してチューブを拡管成形するシール部109が装着される。耐圧ホース11は、最大500MPaの水圧に十分耐えられる構造となっている。
(Embodiment)
FIG. 6 is an external view illustrating a hydraulic
図1は、本発明を適用した実施形態の液圧式拡管装置1の流体回路構成図である。本実施形態の液圧式拡管装置1は、超高圧の拡管液W2を拡管成形をするシール部に注入する拡管ツール部3と、拡管ツール部3に耐圧ホースで連結された本体2を備え、本体2は、拡管液W1を貯留する給液タンク6と、給液タンク6の拡管液W1を増圧して超高圧にし、拡管ツール部3に超高圧の拡管液W2を出力する増圧機4を有する。増圧機4には、増圧機の駆動源である電動モータ48と、電動モータ48の回転運動を往復運動に変換する運動変換機構49と、圧力保持バルブ42が備わっている。運動変換機構49は、プーリ461,伝動ベルト462及びプーリ463と、ボールねじ44と、プランジャ45を組み合わせて構成される。プランジャ45は、その往復運動により所定空間に閉じ込められた拡管液W1に容積変化を起こさせて超高圧の拡管液W2にまで加圧する機構部品である。圧力保持バルブ42は、増圧機4の出力端にある。圧力保持バルブ42は、バルブを閉じたときには加圧された超高圧の拡管液W2の圧力を保持して超高圧の拡管液W2を拡管ツール部3に供給し、バルブを開いたときには超高圧の拡管液W2を給液タンク6へ排出する。
FIG. 1 is a fluid circuit diagram of a hydraulic
図2は、本実施形態の液圧式拡管装置1の増圧機4の内部構造を側面側から見た要部透視図である。図2に示す例では、増圧機4の出力側には圧力保持バルブ42が直結しているとともに、増圧機4にはチェックバルブ43が内蔵されており、チェックバルブ43を介して増圧機4が給液タンク6から拡管液W1を自給する構成である。符号A1は所定圧力のエアであり、例えばエア圧力は0.1MPa以上かつ1.0MPa以下の範囲で調整される。符号W1は常圧の拡管液であり、符号W2は超高圧の拡管液である。前記拡管液W1,W2は、拡管成形に供する圧力媒体としての流体を指しており、本実施形態では、水である。前記超高圧とは、拡管成形に必要な圧力をいい、例えば、最大500MPaの圧力である。
FIG. 2 is a perspective view of the main part of the internal structure of the
図3は、上記増圧機4を、図2のC線方向から見た要部矢視図である。本実施形態に係る増圧機4は、その筐体41にチェックバルブ43、プランジャ45、ボールねじ44、プーリ461、伝動ベルト462、プーリ463が内蔵されている(図2)。増圧機4の駆動源は電動モータ48であり、減速機47を介して電動モータ48が筐体41に取り付けられている(図2)。増圧機4の出力側には圧力保持バルブ42が配設されている(図2、図3)。電動モータ48のシャフトが回転すると、減速機47にて減速されてトルクが増大し、プーリ461,463と伝動ベルト462とボールねじ44とプランジャ45からなる運動変換機構49が、電動モータ48の回転運動をプランジャ45の往復運動に変換する。そして、チェックバルブ43から給液された拡管液W1がプランジャ45の往復運動によって増圧されて超高圧の拡管液W2となり、圧力保持バルブ42を通じて拡管ツール部3に送液される(図1〜図3)。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the main part of the
図2に示す例では、圧力保持バルブ42とプランジャ45との間の位置にチェックバルブ43が配されている。そして、圧力保持バルブ42が増圧機4の出力端(図2の最上部)にある。
In the example shown in FIG. 2, a
本実施形態によれば、増圧機4によって、配管構成が単純化されたものとなり、超高圧拡管液W2を拡管ツール部3に送液するに際し、伝達ロスを最小とした合理的な配置構成となる。
According to the present embodiment, the piping configuration is simplified by the
本実施形態によれば、電動モータ方式の増圧機4とすることで、拡管液W1を所望の圧力に正確かつ再現性よく加圧制御することができる。尚且つ、電動モータ方式であるから、油圧方式のように油漏れすることがない。本実施形態では、電動モータ48として、サーボモータを採用している。サーボモータ48とすることで、通常の電動モータに比べ、速度応答性能に優れ、起動トルク大、低速回転時でもトルクむらが少ないなどの良好な特性が得られるからである。
According to the present embodiment, by using the electric motor
拡管ツール部3は、増圧機4によって加圧された超高圧の拡管液W2を拡管成形をするシール部9へ注入する。本実施形態では、作業者の重量負担を少なくし作業性を向上させるため、ガン形状(ピストル形状)の拡管ツール部3としており(図4)、耐圧ホース11並びに信号ケーブル12を介して拡管ツール部3と本体2とが連結されている(図1、図6)。図4に示す符号33は、スイベル機構であり、スイベル機構33は、耐圧ホース11を回転自在に流通路322に連結する機構である。
The tube
図5は、拡管ツール部3に装着するシール部9の内部構造を側面側から見た要部透視図である。シール部9は、チューブ形状となっている。ボイラやコンデンサなどの熱交換器のチューブ109と管板108とを接合するため、液圧式拡管装置1は、数千気圧まで増圧した液体W2をアクアチューブ107に供給し前記チューブ内面から超高圧の圧力P2で直接作用させてチューブ109を拡管する。前記チューブ109の材質,形状及びサイズに合せてシール部9は、バリエーション豊富に用意されており、アタッチメントとして、着脱自在に拡管ツール部3に装着される。
FIG. 5 is a perspective view of the main part of the internal structure of the
本体2には、サーボモータ48に流す電流を制御することでサーボモータ48のトルクを制御するコントローラ7が内蔵されており、コントローラ7によってサーボモータ48のトルク値から増圧機4によって増圧された前記拡管液W2の圧力値が演算され前記圧力が制御される構成となっている(図1)。本実施形態によれば、従来設置していた高価な圧力変換器を使用しなくても拡管液W2の圧力制御が可能になる。また、コントローラ7は、圧力値や拡管状況に応じてサーボモータ48の回転速度を制御する構成となっており、これによって、プランジャ48のストローク速度も制御可能となり、より正確に拡管成形における圧力値を制御することができる。なお、本実施形態では圧力変換器を使用することなく圧力値の制御を可能としているが、もちろん圧力変換器を用いてもよく、その場合はさらにより正確な圧力制御が可能になる。
The
本実施形態では、作業者の重量負担を少なくし作業性を向上させるため、ガン形状(ピストル形状)の拡管ツール部3としており(図4)、耐圧ホース11並びに信号ケーブル12を介して拡管ツール部3と本体2とが連結されている(図1、図6)。図4に示す符号33は、スイベル機構であり、スイベル機構33は、耐圧ホース11を回転自在に流通路322に連結する機構である。
In this embodiment, in order to reduce the operator's weight burden and improve workability, the gun-shaped (pistol-shaped) tube
図5は、拡管ツール部3に装着するシール部9の内部構造を側面側から見た要部透視図である。シール部9は、チューブ形状となっている。ボイラやコンデンサなどの熱交換器のチューブ109と管板108とを接合するため、液圧式拡管装置1は、数千気圧まで増圧した液体W2をシール部9内のアクアチューブ107に供給し前記チューブ内面から超高圧の圧力P2で直接作用させてチューブ109を拡管する。前記チューブ109の材質,形状及びサイズに合せてシール部9の材質,形状及びサイズは、バリエーション豊富に用意されており、アタッチメントとして、着脱自在に拡管ツール部3に装着される。
FIG. 5 is a perspective view of the main part of the internal structure of the
本体2には、サーボモータ48に流す電流を制御することでサーボモータ48のトルクを制御するコントローラ7が内蔵されており、コントローラ7によってサーボモータ48のトルク値から前記拡管成形をするときの圧力値が演算され前記圧力が制御される構成となっている(図1)。本実施形態によれば、従来設置していた高価な圧力変換器が不要となり、装置の部品点数が削減されることで、コストダウンが図れる。
The
本体2には、前記拡管成形をするときの圧力値を表示する表示機8が備わっており、コントローラ7によってサーボモータ48のトルク値から前記圧力値が演算され前記圧力値が表示機8に表示される構成となっている(図1)。本実施形態によれば、圧力値が数字やグラフで表示されるので、作業者は、前記拡管成形をするときの圧力値を容易に把握しながら作業することができる。表示機8は、タッチパネル式の液晶画面となっており、操作性を向上させている。
The
本体2には、圧力保持バルブ42をエア制御する空気式制御弁5が備わっており、この制御弁5からのエアA1の供給によって圧力保持バルブ42が閉じて増圧機4から超高圧の拡管液W2が拡管ツール部3に注入され、さらに拡管ツール部3からシール部9に注入された超高圧の拡管液W2の圧力P2によってシール部9が挿入されたチューブ109が拡管され、その後、制御弁5からのエア供給が停止され圧力保持バルブ42が開いて拡管液W1となって減圧排水口422から給液タンク6に戻される構成となっている(図1)。
The
本実施形態では、増圧機4が給液タンク6から拡管液W1を自給する構成となっている(図1)。これは、主に、増圧機4周辺の流体回路を単純化しつつ、増圧機4のチェックバルブ43のシール性を高めたことによる。本実施形態によって、拡管液W1を増圧機4に供給するための給液ポンプが不要となり、冬期に給液ポンプ内の水が凍結し装置故障の原因となるなどのトラブルがなくなり、装置のメンテナンスが容易となる。また、装置の部品点数が削減されることで、コストダウンが図れる。
In the present embodiment, the
(作業手順)
本実施形態の液圧式拡管装置1を用いた作業手順について以下に説明する。ここでは、拡管液W1は水である。まず、本体2の電源スイッチを入れる。次に、本体2にエアを供給し、準備完了ボタンを押す。そして、本体2のタッチパネル8にて表示されるエア抜きボタンを押して増圧機4内のエア抜きを行う。エア抜きは、サーボモータ48が作動してプランジャ45が往復運動し、給水タンク6から拡管液W1を自吸して圧力保持バルブ42の減圧排水口422を通して給水タンク6にエアと共に吐出される。次に、タッチパネル8にて拡管圧力P2を設定する。そして、拡管ツール部3の出力側(図4では左側)にシール部9を装着し、熱交換器などのチューブ109にシール部9を挿入する。そして、拡管ツール部3の手元の拡管ボタン39を押し続け(図4を参照)、拡管作業を行う。拡管作業は、圧力保持バルブ42にエアA1が供給されバルブが閉じた後、増圧機4が作動して、圧力保持バルブ42の超高圧吐出口421を通して拡管ツール部3に超高圧の拡管液W2が送液され、シール部9のアクアチューブ107に超高圧の拡管液W2が供給され、超高圧の圧力P2によってチューブ109が拡管する。拡管圧力P2に到達すると数秒間(1〜3秒間)その圧力P2を保持した後、拡管終了ブザーが鳴り、圧力保持バルブ42が開いて減圧する。そして、拡管ボタン39を離した後、チューブ109からシール部9を抜いて、次のチューブ109に挿入し、拡管ツール部3の手元の拡管ボタン39を押し続け、拡管作業を繰り返し行う。
(Work procedure)
The work procedure using the hydraulic
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されず、各種バリエーションに応じて仕様を変更することができる。例えば、上述の実施形態では、空気式制御弁5によって圧力保持バルブ42を制御するとして説明したが、これに限定されるものではなく、電気式制御弁によって圧力保持バルブ42を制御してもよい。このように本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能であることは言うまでもない。
In addition, this invention is not limited to the above-mentioned embodiment, A specification can be changed according to various variations. For example, in the above-described embodiment, the
1 液圧式拡管装置、
2 本体、
3 拡管ツール部、
4 増圧機、
5 制御弁、
6 給液タンク、
7 コントローラ、
8 表示機、
9 シール部、
11 耐圧ホース、
41 増圧機の筐体、
42 圧力保持バルブ、
43 チェックバルブ、
45 プランジャ、
48 電動モータ(サーボモータ)、
49 運動変換機構、
W1 拡管液、
W2 超高圧の拡管液(超高圧拡管液)
1 Hydraulic expansion device,
2 body,
3 Tube expansion tool part,
4 Booster,
5 control valve,
6 Supply tank,
7 Controller,
8 Display,
9 Seal part,
11 Pressure hose,
41 Booster housing,
42 pressure holding valve,
43 Check valve,
45 plunger,
48 Electric motor (servo motor),
49 Motion conversion mechanism,
W1 expansion liquid,
W2 Super high pressure pipe expansion liquid (Ultra high pressure pipe expansion liquid)
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