NL8701310A - Werkwijze voor het regelen van het lasproces bij de vervaardiging van een mofverbinding voor warmte-geisoleerde leidingbuizen. - Google Patents

Description

‘ f y’ i O 34340

Korte aanduiding: Werkwijze voor het regelen van het lasproces bij de vervaardiging van een mofverbinding voor warmte-geïsoleerde leidingbuizen.

De uitvinding betreft een werkwijze voor het regelen van het lasproces bij de vervaardiging van een mofverbinding voor warmte-geïsoleerde leidingbuizen, waarbij de verbindingsplaats door een op de buitenhuizen gelegen mof wordt afgedekt en de uit kunststof 5 bestaande mof met de einden van de eveneens uit kunststof bestaande buitenbuis wordt gelast, waarbij in de betreffende spleet tussen de mof en de buitenbuis een meandervormig gevormde of schroeflijnvormig verlopende weerstandsdraad wordt ingebracht respectievelijk meerdere weerstandsdraden worden ingebracht, die respectievelijk de bij stroom-10 doorgang aan elkaar te lassen oppervlakken van de mof en van de buitenbuis in de lasbare toestand overbrengt en het lassen van de oppervlakken onder druk en warmte plaats vindt.

Uit het DE-GM 8204372 is een mofverbinding bekend voor warmte-geïsoleerde leidingbuizen, waarbij de einden van de uit 15 kunststof bestaande buitenbuis met behulp van een kunststof mof worden bedekt, waarbij de einden van de buitenhuis met de mof alsmede de langsspleet van de mof aan elkaar zijn gelast. Het lassen vindt plaats door een weerstandsdraad die meandervormig tussen de einden van de buitenbuis en van de mof is aangebracht en bij stroomdoorgang de aan-20 grenzende vlakken aansmelt, zodat een lassing onder druk kan worden uitgevoerd. Bij dit type lassen bestaat het gevaar dat bijvoorbeeld door oververhitting in het lasgebied de kunststof scheuren gaat vertonen en hierdoor geen voorgeschreven lasnaad kan ontstaan. Anderzijds treedt evenmin lassen bij te lage temperaturen op. Invloed op de 25 temperatuur van de lasnaad wordt uitgeoefend door milieu invloeden, zoals bijvoorbeeld wind, omgevingstemperatuur, zon, enz.

De onderhavige uitvinding beoogt thans een werkwijze te verschaffen, waardoor deze milieuinvloeden kunnen worden geëlimineerd en een duurzame stevige lasnaad kan worden verkregen.

30 Dit doel wordt aldus bereikt, dat gedurende de stroomdoorgang de temperatuur van de weerstandsdraad respectievelijk de weerstandsdraden voortdurend wordt gemeten, dat tegelijkertijd de temperatuur in het midden tussen twee naast elkaar gelegen meander-windingen respectievelijke tussen twee naast elkaar lopende weerstands-35 draden wordt gemeten, waarbij de draadtemperatuur zodanig wordt .·. ... -ï t ' ’ *> :ï· .·' '·* i - ·' ‘‘ * 2 begrensd, dat een maximum temperatuur van de draad, die vlak onder de scheurtemperatuur van de kunststof ligt, niet wordt overschreden en de lastemperatuur in het gebied tussen de meanderwindingen respectievelijk de weerstandsdraden als regelgrootheid voor de verwarmingsenergie wordt 5 benut. Door de maatregelen volgens uitvinding wordt gewaarborgd, dat een oververhitting van de kunststof met zekerheid wordt vermeden en dat de aan elkaar te lassen oppervlakken in elk geval in de lasvormige toestand zijn overgebracht.

Met bijzonder voordeel wordt de lastemperatuur over 10 een tijdruimte van tenminste 10 seconden nagenoeg konstant gehouden.

Een nog grotere zekerheid wordt bereikt, als men de lastemperatuur tussen 30 en 180 seconden nagenoeg konstant houdt. De draadtemperatuur wordt bij voorkeur door verandering van de verwarmingsenergie geregeld, waarbij de stroomsterkte continu van een maximumwaarde tot op een met 15 de lastemperatuur overeenkomende waarde naar beneden wordt geregeld. In de praktijk zal men de verwarmingsenergie zeer snel op de maximum waarde instellen en door het naar beneden regelen van de stroomsterkte de draadtemperatuur over een tijdruimte nagenoeg konstant houden. Na het bereiken van de maximum draadtemperatuur wordt de temperatuur van 20 de smelt als regelgrootheid voor de stroomsterkte gebruikt, waarbij de draadtemperatuur op een maximum waarde wordt begrensd. De regeling wordt daarbij bij voorkeur door een micro-processor uitgevoerd. Bij het lassen van delen van polyethyleen wordt de maximum draadtemperatuur met 280 eC op een vaste waarde gehouden.

25 De uitvinding betreft verder een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze, die uit een lastransformator en een meandervormig tussen de te lassen oppervlakken lopende weerstandsdraad respectievelijk meerdere naast elkaar lopende weerstandsdraden bestaat, waarvan de einden met de lastransformator zijn verbonden. In deze 30 inrichting is een micro-processor geschakeld, die door twee meet- plaatsen regelbaar is, waarbij de ene gelegen is bij de weerstandsdraad respectievelijk de weerstandsdraden en de andere tussen twee naast elkaar gelegen windingen van de weerstandsdraad in het gebied van de lasplaats en bij de meetplaatsen via leidingen met de micro-processor 35 zijn verbonden. Voor het meten van de temperatuur worden bij voorkeur thermoelement en toegepast. Een van de thermoelementen is warmtege-leidend met de weerstandsdraad verbonden, bijvoorkeur hieraan gesoldeerd of gelast. Ook kan het thermoelement met behulp van klemmen aan de weerstandsdraad zijn bevestigd. Tussen de meetplaats op de weer-

^ ..... .* 'fV

> * - * . i ; \-f W ! · u' t 3 standsdraad en de microprocessor is bij voorkeur een potentiaal gescheiden meetwaardeversterker geschakeld. Deze moet verhinderen, dat de micro-processor door te hoge spanningen wordt beschadigd. In het bijzonder bij moffen met grotere diameter, bijvoorbeeld voor 5 verbindingsmoffen voor buizen voor warmtetransportleidingen met een nominale breedte van meer dan 200 mm, is het van voordeel gebleken om meerdere thermoelementen in het lasbad aan te brengen, waarbij deze thermoelementen gelijkmatig over de omtrek moeten zijn verdeeld. Het de lasbadtemperatuur metende thermoelement is buiten het lasbad bevestigd.

10 Daardoor moet worden verhinderd, dat ten gevolge van de druk en het verweken van de kunststofmassa een verplaatsing van het thermoelement optreedt. Door een verplaatsing van het thermoelement, dat wil zeggen door een verandering van de afstand tussen de meetplaats en de weerstandsdraad, zou een nauwkeurige temperatuurmeting van het lasbad 15 niet mogelijk zijn. Om dezelfde reden wordt de meander, die de meetplaatsen voor de lasbadtemperatuur omgeeft op tenminste drie punten bij voorkeur in het gebied van de buigingen van de meander, door buiten het lasbad gelegen bevestigingselementen in positie gehouden. Daardoor wordt met zekerheid vermeden, dat ook de meander zich tengevolge van de 20 druk binnen het smeltbad kan verplaatsen.

Bij toepassing van een schroeflijnvormig verlopende weerstandsdraad respectievelijk meerdere in omtreksrichting naast elkaar verlopende weerstandsdraden zijn de thermoelementen midden tussen twee naast elkaar lopende windingen respectievelijk weerstands-25 draden aangebracht.

De uitvinding wordt hierna nader toegelicht aan de hand van het in de figuren 1 tot 3 schematisch weergegeven uitvoeringsvoorbeeld.

In figuur 1 zijn met 1 en 2 de uiteinden aangegeven, 30 van een zich over een grote afstand uitstrekkende warmtetransport-leiding, die op niet weergegeven wijze bestaan uit een mediumvoerende staalpijp, een warmteisoloatie van schuimstof en een kunststof buitenmantel. Bergelijke warmtetransportleidingen worden in de praktijk als kunststofmantelbuis of “pijp aangegeven en worden op de bouwplaats 35 afgeleverd in lengten tot ongeveer 6 meter en moeten daar met de buis-leidingsstrop worden verbonden. De afzonderlijke lengtedelen worden zodanig vervaardigd, dat de binnenbuis in de beide uiteinden uit de schuimstoflaag steekt, zodat twee buizen gemakkelijk aan elkaar kunnen worden gelast. Voor het daarna isoleren van deze lasverbinding wordt ö / U ; o < v ? 4 over de lasplaats een kunststof mof 3 ofwel in de vorm van een buis ofwel een kunststof band gelegd. In figuur 1 is een mof 3 weergegeven, die uit een kunststof band is vervaardigd, die met elkaar overlappende baudranden 4 om de lasverbinding is gelegd, waarbij deze ligt op de 5 uiteinden van de kunststofmantelbuizen 1 resp. 2. De mof 3 dient als vorm voor in de ringspleet tussen de middenbuis en de mof 3 op te vullen schuimstof componenten en tegelijkertijd als afdichting tegen binnendringend vocht. De mof 3 wordt zowel met de kunststofmantel van de warmtetransportbuizen 1 en 2 alsook in het.gebied van hun 10 overlappende bandranden 4 gelast. Hiertoe is een meandervormig gevormde weerstandsdraad 14 tussen de aanelkaar te lassen vlakken geplaatst, die via toevoerleidingen 5 en 6 met een lastransformator 7 is verbonden, die door een spanningsbron respectievelijk het stroomnet wordt gevoed. Na het inschakelen van de lastransformator 7 vloeit dus de stroom door 15 de weerstandsdraad, waardoor deze wordt verwarmd en de aangrenzende kunststofvlakken eveneens worden verwarmd en in de lasvormige toestand worden overgebracht. Door niet nader beschreven hulpmiddelen wordt de druk op de lasnaad uitgeoefend, zodat een continue lasverbinding wordt verkregen. Voor het regelen van het lasproces zijn twee meetplaatsen 8 20 en 9 aanwezig, waarvan de ene, bijvoorbeeld de meetplaats 8, de temperatuur van de weerstandsdraad 14 meet en de andere meetplaats 9 de temperatuur van het lasbad. De meetplaatsen 8 en 9 zijn via toevoerleidingen 10 en 11 met een micro-processor 12 verbonden, die de warmteenergie regelt. De temperatuur van de weerstandsdraad 14 is 25 ingesteld op een maximumwaarde van 280eC, terwijl de lastemperatuur in het geval van polyethyleen is gelegen tussen 140 en 160eC.

Figuur 2 toont een bovenaanzicht op de binnenoppervlakken van de mof 3. Aan de te lassen randelementen van de mof 3 is een groef 13 ingefreesd, waarin de door polyethyleenfolies 30 gefixeerde weerstandsdraad 14 meandervormig verlopend is aangebracht.

De meetplaatsen 8 en 9 worden door thermoelementen gevormd, waarvan het bij de meetplaats 8 behorende thermoelement aan de weerstandsdraad 14 bijvoorbeeld door klemmen 15 is bevestigd. Het thermoelement voor de meetplaats 9, dat de lasbadtemperatuur meet, bevindt zich tussen twee 35 meanderwindingen en wel in een gebied waarin de laagste temperatuur kan worden verwacht. Het thermoelement is met behulp van klemmen 16 aan de mof 3 bevestigd en wel liggen deze klemmen 16 buiten de groef 13, dat wil zeggen buiten het lasbad. Daardoor wordt de meetplaats 9 ook bij lastemperatuur en bij uitoefening van druk vastgehouden. De weerstands- ~ ·· ·· 4 i.? V 4 ’J I % 5 * * draad 14 wordt eveneens vastgehouden door klemmen 17, die buiten de groef 13 aan de mof 3 zijn bevestigd en wel bij voorkeur in het gebied van de kromming van de meander. Deze positionering verdient de voorkeur, omdat de afstand van de meetplaats 9 tot de weerstandsdraad 14 bij las-5 temperatuur en onder uitoefening van druk constant kan worden gehouden.

In figuur 3 is het verloop van het lassen aan de hand van drie curven weergegeven, waarvan de curve C de verwarmingsenergie, de curve A de draadtemperatuur, dus de waarde van de meetplaats 8, en 10 de curve B de temperatuur van de lasnaad, dat wil zeggen van de meetplaats 9 weergeeft. Langs de abscis is de tijd uitgezet. Als nu de las~ transformator 7 wordt ingeschakeld dan stijgt de warmte-energie binnen korte tijd tot een maximum waarde en wordt vervolgens naar behoefte geregeld. De stijging van de curve A, dat wil zeggen de draadtempera-15 tuur verloopt derhalve eerst eveneens stijl. Na het bereiken van de maximum draadtemperatuur in de orde van grootte van 280eC, wordt de verwarmingsenergie boven de waarde van de meetplaats 8 begrensd. De stijging van de curve B is natuurlijk minder stijl dan die van de curve A, omdat de afstand van de meetplaats 9 tot de aangrenzende windingen 20 van de weerstandsdraad 4 relatief groot is. Na het bereiken van de lastemperatuur van ca. 150° wordt de verwarmingsenergie zodanig geregeld, dat de temperatuur van de meetplaats 9 over een tijdruimte van circa 30 tot 50 seconden constant wordt gehouden. Na beëindiging van het lasproces schakelt de micro-processor 12 de lastransformator 7 25 uit en de lasnaden worden langzaam afgekoeld.

De uitvinding is in het voorbeeld beschreven aan de hand van een meandervormig uitgevoerde weerstandsdraad, maar kan ook op gunstige wijze worden toegepast, als een in omtreksrichting schroeflijnvormig gevormde weerstandsdraad in de ringspleet tussen de buizen 30 is aangebracht. Ook zijn meerdere naast elkaar in omtreksrichting verlopende weerstandsdraden toepasbaar. De thermoelementen die de smeltbadtemperatuur meten zijn dan in het midden tussen twee naast elkaar gelegen windingen aangebracht.

·· - . - A Λ -U V ' i i 0 1 k

Claims (15)

1. Werkwijze voor het regelen van het lasproces bij de vervaardiging van een mofverbinding voor warmtegeïsoleerde leiding-buizen, waarbij de verbindingsplaats door een op de buitenbuizen liggende mof wordt bedekt en de uit kunststof bestaande mof met de 5 einden van de eveneens uit kunststof bestaande buitenbuis wordt gelast, waarbij in de betreffende spleet tussen de mof en de buitenbuis een meandervormig gevormde of schroeflijnvormig verlopende weerstandsdraad respectievelijk meerdere weerstandsdraden wordt ingebracht respectievelijk worden ingebracht, die bij stroomdoorgang de aan elkaar te 10' lassen oppervlakken van de mof en van de buitenbuizen in de lasbare toestand overbrengt respectievelijk overbrengen en het lassen van de oppervlakken onder druk en warmte plaatsvindt, met het kenmerk, dat gedurende de stroomdoorgang de temperatuur van de weerstandsdraad respectievelijk de weerstandsdraden voortdurend wordt gemeten, dat 15 gelijktijdig de temperatuur in het midden tussen twee aan elkaar grenzende meanderwindingen respectievelijk twee naast elkaar verlopende weerstandsdraden wordt gemeten, waarbij de draadtemperatuur zo wordt begrensd, dat een.maximum temperatuur van de draad, die vlak onder de scheurtemperatuur van de kunststof ligt, niet wordt overschreden en de 20 lasbadtemperatuur in het gebied tussen de meanderwindingen respectievelijk de weerstandsdraden als regelgrootheid voor de verwarmingsenergie wordt benut.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de lastemperatuur tenminst 10 seconden nagenoeg konstant wordt 25 gehouden.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de lastemperatuur tussen 30 en 180 seconden nagenoeg konstant wordt gehouden.

4. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1 30 tot 3, met het kenmerk, dat de draadtemperatuur door verandering van de verwarmingsenergie wordt geregeld, waarbij de stroomsterkte continu van een maximum waarde tot op een met de lastemperatuur overeenkomende waarde naar beneden wordt geregeld.

5. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1 35 tot 4, met het kenmerk, dat de smelttemperatuur als regelgrootheid voor de verwarmingsenergie wordt toegepast en de draadtemperatuur op een maximum waarde wordt begrensd. Λ -7, Λ g ƒ M j .j * \i

6. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1 tot 5, met het kenmerk, dat de regeling door een micro-processor wordt uitgevoerd.

7. Werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1 5 tot 6 voor het lassen van delen van Polyethyleen, met het kenmerk, dat de maximum draadtemperatuur op 280°C en de lastemperatuur tussen 140° en 160°C op een vaste waarde wordt gehouden.

8. Inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens een of meer van de conclusies 1 tot 7, bestaande uit een las- 10 transformator en een meandervormig tussen de aan elkaar te lassen oppervlakken verlopende weerstandsdraad respectievelijk meerdere naast elkaar verlopende weerstandsdraden, waarvan einden met de lastransfor-mator zijn verbonden, met het kenmerk, dat in de inrichting een microprocessor (12) is geschakeld, die door twee meetplaatsen (8, 9) kan 15 worden geregeld, waarbij de ene gelegen is op de weerstandsdraad (14) respectievelijk de weerstandsdraden en de andere tussen twee aan elkaar grenzende windingen van de weerstandsdraad (14) in het gebied van de lasplaats en beide meetplaatsen (8, 9) via leidingen (11, 12) met de micro-processor (12) zijn verbonden.

9. Inrichting volgens conclusie 8, met het kenmerk, dat op de meetplaatsen (8, 9) thermoelementen zijn aangebracht.

10. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat een van de thermoelementen warmtegeleidend met de weerstandsdraad is verbonden, bij voorkeur gesoldeerd of gelast is.

11. Inrichting volgens conclusie 9, met het kenmerk, dat een van de thermoelementen door klemmen (15) met de weerstandsdraad is verbonden.

12. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 8 tot 11, met het kenmerk, dat tussen de meetplaats (8) aan de weer- 30 standsdraad (14) en de micro-processor (12) een potentiaal-gescheiden meetwaarde versterker is geschakeld.

13. Inrichting volgens een of meer van de conclusies 8 tot 12, met het kenmerk, dat meerdere thermoelementen in het lasbad zijn aangebracht.

14. Inrichting valgens een of meer van de conclusies 8 tot 13, met het kenmerk, dat het, de lasbadtemperatuur metende thermoelement buiten het lasbad is bevestigd. ρ ~ - ' 'i 0 '•m4 J* s* - 1 *· » V/

15, Inrichting volgens een of meer van de conclusies 8 tot 14, met het kenmerk, dat de, de meetplaatsen voor de lasbad-temperatuur omgevende meander op tenminste drie punten, bij voorkeur in het gebied van de buigingen van het gebied van de meander door buiten 5 het lasbad gelegen bevestigingselementen (17) is gefixeerd. f; 7 f* 1 ? ·! Λ