JPH031146B2 - - Google Patents

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JPH031146B2
JPH031146B2 JP6702586A JP6702586A JPH031146B2 JP H031146 B2 JPH031146 B2 JP H031146B2 JP 6702586 A JP6702586 A JP 6702586A JP 6702586 A JP6702586 A JP 6702586A JP H031146 B2 JPH031146 B2 JP H031146B2
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JP
Japan
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pressure
clamp
accumulator
ram
solenoid
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JP6702586A
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Jooji Sutatsufuoodo Toreiuaa
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British Gas PLC
Original Assignee
British Gas PLC
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Publication date
Application filed by British Gas PLC filed Critical British Gas PLC
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Publication of JPH031146B2 publication Critical patent/JPH031146B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は熱加塑性材料で作られた管、特に排他
的ではないが、天然ガス供給管を融解によつて接
合する装置に関する。
従来、熱加塑性材料の天然ガス供給管を、これ
らの管と係合できる２つのクランプおよびこれら
のクランプを互いに向けて押す液圧ラムを有する
装置によつて接合している。これらのラムを手で
操作可能なポンプによつて加圧する。まず、管の
端部をヒータ板に押しつけることによつて加熱
し、次いで、これらの管をラムの後退によつて分
離し、管を引込め、管の端部を互いに押して接合
部を作る。このような公知の手順の欠点として
は、操作者が管を板に押しつけながら（ビーズ形
成）、管の端部に形成されるビーズの大きさを判
定し難く、かつ管の端部を互いに押しつけるにつ
いて（融解）、ビーズがさらに形成することを判
定し難い。また、操作者が管の端部を加熱したり
互いに押しつけたりする時間を制御することが必
要とされる。従つて、かかる接合部の強さはある
場合には悪化しがちである。また、内部ビーズは
許容可能な限度を越えて管の中へ半径方向に延び
がちであり、従つてガスの流れが妨げられる。
PCT特許出願第DE82／00047公告第WO82／
03199に、圧力をポンプおよびアキユムレータか
ら突合せ融解機のラムに供給することが提案され
た。
本発明の目的はビーズ形成および融解中、ラム
の圧力の手による制御に頼らずに熱可塑性材の管
を接合することができる装置を提供することであ
る。
本発明による熱可塑性管を融解によつて接合す
る装置は、ガイド構造体に設けられた２つのクラ
ンプと、一方のクランプを案内構造体に沿つて他
方のクランプに押すように作動できる液圧ラム装
置と、一方のクランプの他方のクランプに向う移
動を検出するように配置されたスイツチと、マイ
クロプロセツサに基づく制御装置と、ポンプを有
する加圧液圧流体源と、制御ソレノイドを有する
液圧制御弁とを備え、該液圧制御弁は、上記検出
装置が上記移動を検出するまで、予めプログラム
された比較的低い第１流量でラム装置の流体圧を
上昇させるように上記制御装置によるソレノイド
の電流の制御に応答して作動でき、上記制御装置
は上記ソレノイドの電流を予めプログラムされた
量変えて、上記圧力を比較的高い第２流量でさら
に上昇させ、ラム装置がその前進を終了してビー
ズ形成を行う。
好ましくは、上記移動を引き起す流体圧に相当
する値が上記制御装置で記憶されている。
好ましくは、融解中、上記値に相当する圧力
と、さらに予めプログラムされた圧力との合計で
ある圧力を加える。
本発明による装置の実施例を添付図面を参照し
て例として以下に説明する。
第１図はクランプ１２によつて保持された熱可
塑性材の天然ガス供給管１０を示し、クランプ１
２は一対のラム（一方のラム１６を示してある）
のピストンによつてヒータ板１４に向つて前進で
きる。各ラム１６は複式作用し、そのシリンダが
他方のクランプ（図示せず）に連結され、この他
方のクランプは熱可塑性材の他の管（図示せず）
を保持する。クランプ１２はガイドフレーム（図
示せず）の摺動バー上を他のクランプに対して近
づいたり遠ざかつたり移動自在に案内され、上記
他方のクランプはガイドフレームに固着されてい
る。また、板１４は、このフレームに取付けら
れ、２つの管の端部を板の両面に押しつけると、
フレームに対して相対的に自由に移動する。
ラム１６のピストンロツドはクランプ１２に連
結されており、従つてクランプ１２を他方のクラ
ンプから後退させて管の端部を板１４から分離す
ることができる。各ラムシリンダは２つの供給／
排出ポート１８，２０を有し、これらのポートは
夫々の導管によつて第２図を参照して後述する切
換弁に連結されている。
クランプ１２はカム２２を有し、このカムは、
クランプ１２を完全に後退させると、フレームの
端止め部に設けられたリミツトスイツチ２６の従
動カム２４と係合できる。リミツトスイツチ２６
はマイクロコンピユータ２８に連結され、このマ
イクロコンピユータは第２図にも示してある。
第２図は制御ユニツトを示しており、この制御
ユニツトは下記の主構成要素：すなわち、代表的
には110ボルト、３キロボルト−アンペアを供給
するポータブル発電機に連結できる連結体３０
と；DC電源３２と；マイクロコンピユータに基
づく制御組立体３４，３６と；始動回路４０を備
えた電気モータ３８と；モータ３８によつて駆動
される液圧ポンプ４２と；関連フイルタ４６およ
び圧力除去弁４８を備え、ポンプ４２に供給する
液圧流体タンク４４と；電流が制御組体３４から
供給されるソレノイドで作動される液圧切換弁５
０と；切換弁５０に連結され第１図に示すように
液圧ホースによつてラム１６のポート１８，２０
に連結できる連結部５２，５４と；増幅器６０か
らの可変電流によつて付勢されるソレノイド５８
によつて制御される液圧比例減圧弁５６とを有
し、弁５６からの出力は切換弁５０を経て連結部
５２，５４の一方または他方に達し；そして上記
制御ユニツトは、それぞれの管の端をトリミング
する機構（図示せず）を駆動し、そしてヒータ板
１４を付勢するために110ボルトの電気量を供給
するソケツト６２，６４を有する。
また、制御ユニツトは、リミツトスイツチ２６
に連結された導管（第１図）用の連結部を７０，
７２，７４に、温度センサ（図示せず）をヒータ
板１４に、そしてヒータ板の付勢を制御するスイ
ツチ（図示せず）を夫々有している。また、切換
弁５０と連結部５２との間の管路には液圧変換器
７６が設けられ、変換器の出力は制御副組立体３
６る供給される。
また、制御ユニツトは、モータ始動ボタン８０
と；電力オン／オフスイツチ８２と；非常停止ボ
タン８４と；作動工程を故意の作動によつてのみ
始動することができるための始動ボタン装置８６
と；非常停止ボタンを操作した後、クランプをラ
ム１６によつて前進させたり後退させたりするこ
とができるためのボタン８８とを有する。
制御ユニツトは選択スイツチ９０を有し、この
スイツチによつて、代表的には例えば、４つの管
の大きさおよび２つの管材料に及ぶために８つの
データオプシヨンのうちの任意の１つを手で選択
し得る。これらの管の大きさは、例えば、夫々内
径が125mm、180mm、180mm、250mmであり、肉厚が
11mm、10mm、16mm、15mmである。両材料は、例え
ば、２種類の異なる品質の中位の密度のポリエチ
レンであるのがよい。しかしながら、本発明は他
の大きさおよび材料、例えば内径63〜125mmおよ
び250〜500mmおよびそれ以上の範囲の大きさに容
易に適用できる。データは組立体３３，３６にお
けるEPROMの主プログラム内に記憶されてい
る。
弁５６は好ましくはスイスワンダフルーCo.か
ら市販されているAEDRV16／100／24として特
定された形式のものである。この弁のソレノイド
５８は方形波電流によつて付勢され、この電流の
記号−空間比は組立体３４，３６の２つの刻時タ
イマ回路によつて変えられる。
第３図は流圧変化の代表的な完全サイクルを示
している。水平軸線より上の圧力変化は、管の端
部を板１４にまたは互いに押しつけるためにラム
１６を第１方向に加圧する間に起る。水平軸線よ
り下の圧力変化は、管の端部を分離するためにラ
ム１６を弁５０の切換によつて第２の反対方向に
加圧する間に起る。
サイクルの種々の段階は次の如くである。ラム
１６に供給された流体の圧力を、ドラグ圧力PD
でラムの力が他方の管に向つて移動できる管のド
ラグ抵抗に打ち勝つまで、０からＡまで後述のよ
うに上昇させる。管とともにクランプ１２の移動
を、カム２２が従動カム２４を離れるときに開く
リミツトスイツチ２６によつて検出する。
Ａ〜Ｂでは、ラムの圧力をデータオプシヨンに
よつて定められる量PBだけ上昇させ、管の端部
がヒータ板１４に係合した後、最大圧力上昇が起
る。Ｂ〜Ｃでは、軟化材料を所定圧では半径方向
に押し出すのにつれて管の端部にビーズが形成さ
れると、圧力を時間TBの間、一定に保つ。この
段階を「ビーズ形成」と称ぶ。Ｃ〜Ｄでは、圧力
をソーク圧力PSまで低下させるが、管は板１４と
接触したままであり、従つて、Ｄ〜Ｅでは、ソー
ク期間TSの間、熱が管の端部の中へ伝わる。Ｅ
〜Ｆでは、切換弁５０の操作後、ラム１６が後退
して管の端部を板１４から引き出す。このドエル
期間TD中、板１４を機構（これはここで示した
り説明したりする必要がない）によつて引き出
す。この段階で可動板を逆方向の摩擦抵抗に対抗
して押し戻す。Ｆ〜Ｇでは、切換弁５０の操作
後、ラムの圧力を、一方の管を前進させて他方の
管と係合させる方向に再び上昇させる。第３図に
示す段階Ｏ〜Ａに相当する初めの徐々にの圧力上
昇段階の必要がない。ドラグ抵抗に打ち勝つため
にもともと必要とされる圧力PDに相当する値が
装置３４，３６に記憶されている。
加えられる圧力は圧力PDと、データオプシヨ
ンによつて定められる更らにの圧力すなわち融解
圧力との合計である。Ｇ〜Ｈでは、圧力を管間の
接合までの融解期間TF一定に保つ。Ｈ〜Ｉでは、
圧力を低下させ、Ｉ〜Ｊでは、圧力を冷却期間
TC、低い値に保つて軟化材料を再び硬化させて
接合を終了する。
第４図サイクルの完全フローチヤートを示して
いる。第３図に示す段階Ｏ〜Ａは第４図における
論理ループ２００によつて行なわれる。リミツト
スイツチ２６（第１図）が閉じたままである限
り、論理ループの次々の命令実行により、ソレノ
イド５８（第２図）に供給される方形波電流の記
号−空間比を定める時刻タイマー回路の次々の変
化を引き起す。かくして、ソレノイドによつて及
ぼされる負荷は次々に増大されて、弁５６によつ
て定められる圧力が次々に上昇される。
管が移動しかつリミツトスイツチが開くと、ル
ープ２００を越えたプログラムが効力を生じる。
ソレノイドの電流に相当する電圧をドラグ圧力
PDを表わすデイジタル形態で記録し、プログラ
ムの次の工程では、ビーズ圧力PBに相当するオ
プシヨンによつて定められる電圧を電圧PDに加
えて第３図におけるＢ−Ｃでのビーズ形成圧力を
加える。
融解段階に達するとき、PDを表わす記録電圧
を融解圧力PF用の任意電圧に加え、従つて全融
解圧力はこれらの電圧の合計に相当する。このフ
ローチヤートでは、「監視圧力」として特定され
た工程は変換器７６（第２図）によつて監視され
る圧力を考慮している。万一圧力が各段階で所定
のレベルに合わないならば、誤つた応答が起り、
サイクルが中断される。
このフローチヤートでは、「閉」ソレノイドと
いう称呼は、弁を流体がラム１６へ流れる位置に
設定する切換弁５０のソレノイドがクランプ１２
を他方のクランプに向けて移動させることを意味
する。「開」ソレノイドは弁５０の他方のソレノ
イドを意味する。「圧力弁」は弁５６である。
パラメータPD、PB、PS、PF、TS、TS、TD、
TF、TCはすべて組立体３４，３６で使用される
プログラムに含まれるデータオプシヨンを有する
プログラムによつて定められる。また、液圧回路
は、反復可能であることに基づいてしつかりした
接合部を作り得る液圧流体の流量を生じるように
なつている。詳細には、ソーク期間Ｄ−Ｅ（第３
図）の終りでは、流体の流量は、ビーズが板にく
つつくいずれの傾向をも回避するのに十分すばや
く管を板１４から分離するような流量であること
が重要である。これらの流量全体により、サイク
ルの全時間を最小に保てる。
この自動プログラムは管の端部をトリミングす
る操作を完全に制御しない。クランプの接近およ
び後退移動は手で制御される。しかしながら、ト
リミング圧力はプログラムによつて自動的に制御
される。
第５図は液圧回路の好ましい形態を示してい
る。この回路２０では、参照数字は出来るだけ第
２図に使用した参照番号に相当する。切換えのた
めに使用する単一弁５０の代わりに、２つの別々
のソレノイド操作弁２０２，２０４を使用する。
調整弁５６のポンプ側には、アキユムレータ２０
６が流量調整体２０８を介して連結されている。
ソレノイド操作排液弁２１０が設けられてい
る。第５図に示す回路は下記の（）〜（）の
利点がある。
() 液圧排液圧力は低く、従つて、熱損失をほ
とんど受けない。
() 内部の漏れがほとんどなく、次々の圧送操
作間の長い期間によりアキユムレータを完全に
充填し得る。
() の低要求量の間、モータ３８をオフにする
ことができる。
() あ圧力または流量の変化を行うためにの
み、コンピユータのプログラムの変更を必要と
するだけである。
代表的には、ポンプは、例えば86バールの圧力
がアキユムレータの管路の変換器（図示せず）に
よつて検出されるまで、アキユムメータを充填す
る。次いで、マイクロプロセツサは弁２１０を消
勢してポンプの流れを低圧でタンクに搬出する。
アキユムレータの充填は逆止弁２１２によつて
保たれる。低要求量期間中、アキユムレータの流
れのみを使用する。アキユムレータの容量を越え
れば、圧力降下によりポンプはアキユムレータを
再び充填する。高流量期間では、マイクロプロセ
ツサはポンプ負荷に切換わり、アキユムレータお
よびポンプの組合せの流れを使用することができ
る。アキユムレータの最大放出流量は圧力補償流
量調整器によつて限定される。
段階０〜Ａ（第３図）では、ラム１６への流量
が例えば４／分に限定されるようにラム１６の
圧力が上昇している間、アキユムレータは好まし
くは完全に充填される。段階Ｂ〜Ｃでは、アキユ
ムレータの圧力がアキユムレータの管路の変換器
によつて検出される86バールに達するとき、加圧
流体が排出される。段階Ｄ〜Ｅでは、アキユムレ
ータは、その圧力が６３バールに降下するとき、
完全に充填される。段階Ｅ〜Ｆでは、アキユムレ
ータおよびポンプからの約８／分の組合せ流量
を使用する。段階Ｇ〜Ｈでは、アキユムレータの
圧力が86バールに達すると、液体が排出され、段
階Ｉ〜Ｊでは、アキユムレータは、その圧力が63
バールに降下するとき、完全に充填される。
第６図は組立体３５，３６より詳細に示してい
る。中央の処理ユニツト３００はアキユムレータ
の圧力、充填圧（すなわち、ラム１６の圧力）お
よび板の温度を表わすデイジタル入力をアナロ
グ／デイジタルコンバータ３０２から受入れる。
これらのコンバータは増幅器３０４から入力を受
入れ、増幅器３０４は変換器から信号を受入れ
る。
マイクロプロセツサからの４つの出力は、ソレ
ノイド５８用の制御電流である「圧力」、弁５０
（または第５図における弁２０２，２０４）のソ
レノイド用の制御電流である「開」および「閉」、
およびモータ３８の作動を制御する信号である
「負荷／無負荷」と記号化されている。それらの
信号は増幅器３０６で増幅される。
変形例（図示せず）では、リミツトスイツチの
代わりに変位量変換器を使用してクランプの相対
移動を検出する。他の変形例（図示せず）では、
プログラムは管の端部のトリミングを完全に制御
する。さらに他の変形例（図示せず）では、ポン
プを内燃機関によつて駆動し；あるいはポンプは
ラムの圧力の手による制御範囲で手で操作でき
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は装置の一部の概略図であり、第２図は
装置の一部を形成する制御ユニツトの概略ブロツ
ク図であり、第３図は装置の完全作動サイクル
中、時間に対してフロツトした第１図に示すラム
の液圧の変化を示す簡単な概略図であり、第４Ａ
図、第４Ｂ図および第４Ｃ図は装置の作動につい
てのフローチヤートであり、第５図は第２図に示
す回路の変更例として装置に使用するための好ま
しい液圧回路を示す図であり、第６図は第２図に
示すマイクロプロセツサの概略ブロツク図であ
る。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 熱可塑性管を融解によつて接合する装置にお
    いて、ガイド構造体に設けられた２つのクランプ
    と、一方のクランプをガイド構造体に沿つて他方
    のクランプに向けて押すように作動できる液圧ラ
    ム装置と、一方のクランプの他方のクランプに向
    う移動を検出するように配置された装置と、マイ
    クロプロセツサに基づく制御装置と、ポンプを有
    する加圧流圧流体源と、制御ソレノイドを有する
    液圧制御弁とを備え、該液圧制御弁は、上記検出
    装置が上記移動を検出するまで、予めプログラム
    された比較的低い第１流量でラム装置の流体圧を
    上昇させるように上記制御装置によるソレノイド
    の電流の制御に応答して作動でき、上記制御装置
    は上記ソレノイドの電流を予めプログラムされた
    量変えて、上記圧力を比較的高い第２流量でさら
    に上昇させ、ラム装置がその前進を終了してビー
    ズ形成を行うことを特徴とする装置。 ２ 上記移動を起させる液体圧に相当する値が上
    記制御装置によつて記憶されていることを特徴と
    する特許請求の範囲第１項に記載の装置。 ３ 融解中、上記値に相当する圧力と、さらに予
    めプログラムされた圧力との合計である圧力を加
    えることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記
    載の装置。 ４ 上記流体源は流体をポンプから受入れかつこ
    の流体をラム装置に供給するように配置された液
    圧アキユムレータを有することを特徴とする特許
    請求の範囲第１項乃至第３項のうちのいずれかに
    記載の装置。 ５ 変換器がアキユムレータの圧力を監視し、監
    視されたアキユムレータの圧力がより高い値に達
    するとき、無負荷弁が加圧流体をタンクに排出
    し、監視されたアキユムレータの圧力がより低い
    値に降下するとき、無負荷弁がアキユムレータを
    完全に充填することを特徴とする特許請求の範囲
    第４項に記載の装置。 ６ 制御装置が上記検出装置の状態を監視するた
    めの制御ループを実行した後、圧力を上記第１低
    流量で各々加えられる予めプログされた次々の圧
    力増分ずつ上昇させることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項乃至第５項のうちのいずれかに記載
    の装置。
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