製造鋼筋骨架增強複合塑料管材的方法和裝置的製作方法
2023-04-28 11:31:16
專利名稱：製造鋼筋骨架增強複合塑料管材的方法和裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及的是一種製造鋼筋骨架增強複合塑料管材的方法和裝置。
公知的塑料管材製造方法是先將加熱成熔融狀態的塑料物料擠壓入管道成型腔內，然後進行冷卻定型，在牽引機牽引下，使製造過程連續進行。採用此方法製造出的塑料管材雖具有耐腐蝕性強、管材內阻較低的優點，但是管材本身機械強度較低，不適合在較高壓力要求的地方使用。
公知的塑料管材製造裝置包括塑料擠出機，管材成型腔，冷卻定型機，牽引機，切割機，翻管機，這些裝置能製造普通的塑料管材，但不能製造鋼骨架增強複合塑料管材。
專利號94104509.9提供了一種製造金屬骨架一塑料複合管道的方法及裝置。其方法是在擠出機出口處的筒形支持電極的縱向鋼筋導向槽上均勻配置拉緊的縱向鋼筋構件，沿鋼筋構件按一定的間距纏繞加強螺旋線材，與筒形支持電極對應的輥式電極隨螺旋線材的纏繞而旋轉，每當其旋轉越過各個縱向鋼筋構件時即與支持電極發生電接觸並產生焊接脈衝電流從而將螺旋線材焊接到縱向鋼筋構件，連續地形成網狀筒形鋼筋骨架其經過的縱向鋼筋構件為偶數個，輥式電極成180°對稱布置，其中的一個輥式電極只對順序為奇數的縱向鋼筋構件與螺旋線材給以焊接脈衝電流。另一個輥式電極只對順序為偶數的縱向鋼筋構件和螺旋線材給以焊接脈衝電流。所述的筒形支持電極和輥式電極在焊接過程作縱向的、連續的、勻速的、相對的往復運動，裝置包括塑料擠出機、冷卻機構和牽引機構，其特徵擠出機出口處設有熔融塑料物料輸出管道，其外部套裝帶有縱向鋼筋導向槽的筒形支持電極，與物料輸出管道相連通的複合管道成型腔由固定芯棒和固定襯筒組成，成型腔外裝有繞成型腔放置的滾筒，滾筒上裝有螺旋線小絞輪，與筒形運動電極對應配置的輥式電極及導電環通過彈簧施壓並由滾筒帶動旋轉。專利號94104509.9在位於擠出口處的筒形支持電極的縱向鋼筋導向槽上均勻配置拉緊的縱向鋼筋，並在此位置上同時進行鋼筋骨架焊接和管材複合成型。由於無法進行焊接質量的監控和調整，成型腔外裝有繞成型腔旋轉的滾筒，對管材成型質量也無法監控調整，造成管材質量下降，廢品率上升，管材承壓能力差，使用中易造成破裂事故。
另外，該方法在擠出機出口處對鋼筋網筒進行焊接時，將網筒內的筒形構件作為焊接電源的一極，另外一極在兩個成180°角對稱布置的輥式電極上，輥式電極隨螺旋線材的纏繞而旋轉，當輥式電極旋轉越過縱向鋼筋構件時，其中一個輥式電極只對順序為奇數的縱向鋼筋構件與螺旋線材給以焊接脈衝電流。另一個輥式電極只對順序為偶數的縱向鋼筋構件和螺旋線材給以焊接脈衝電流，這種方法，只能在周向鋼筋與縱向鋼筋接觸瞬時接通正負極電源對一個鋼筋交叉點施加脈衝電流，焊接一個交叉點，兩點交叉點的焊接必須分兩次分別接通電源焊接，不能對兩點及兩點以上的交叉點同時焊接。同時由於輥式電極不斷隨螺旋線材的纏繞而旋轉，難以準確及時地將正負電源接通將脈衝電流施加到鋼筋交叉點上，使焊接質量不可靠，焊接速度更難提高。因而焊接效率低，速度慢，大大降低了管材生產速度。該專利沒有設置對管材外徑進行尺寸精度控制和表面粗糙度修光裝置，使生產出的管材達不到ISO標準要求，管道安裝時需要對連接處二次車削加工，降低生產率，施工困難加大。
鑑於以上原因，本發明的目的是為了提供一種生產效率高，質量可靠的製造鋼筋骨架增強複合塑料管材的方法。本發明的另一個目的是為了提供一種製造鋼筋骨架增強複合塑料管材的裝置。
本發明的目的是這樣來實現的本發明方法包括1)在與擠出機連接的管材成型腔中成型複合管道工序之前，對網狀筒形鋼筋骨架進行成型焊接，即多根軸向鋼筋在牽引機作用下連續作軸向移動，至少一根周向鋼筋繞軸向鋼筋作旋轉運動，與焊接電源相連的焊輪繞周向鋼筋作旋轉運動並施以焊接電流，從而將周向鋼筋焊接到軸向鋼筋上，連續焊接便形成網狀筒形鋼筋骨架。
2)已成型網狀筒形鋼筋骨架在牽引機作用下連續進入管材成型腔中，與管材成型腔連接的擠出機將經過加熱變成熔融狀態的塑料物料從成型腔側面入口處擠入管材成型腔中，在成型腔中擠壓成型為帶金屬骨架的複合塑料管材形狀後進入冷卻定型箱中冷卻定型處理，冷卻定型後的管材由牽引機牽引出，使製造過程得以連續進行。
上述的方法中至少有一隻與焊接電源一極相連的焊輪繞位於與焊接電源另一極相連的導電環圓周上的鋼筋作旋轉運動，通過焊輪持續獲得的經三相次極整流的非脈衝焊接電源，使軸向鋼筋與周向鋼筋的交點在接觸時得以焊接，從而將周向鋼筋焊接到軸向鋼筋上，連續焊接便形成網狀筒形鋼筋骨架。
上述方法中至少有一對與電源正負極分別連接的焊輪繞位於導電環圓周的鋼筋作旋轉運動，當焊輪越過軸向鋼筋時，通過焊輪給軸向鋼筋與周向鋼筋的交點施以焊接電源，使至少兩處周向鋼筋與軸向鋼筋的交叉接觸點同時得到焊接電流，從而將周向鋼筋至少兩點同時焊接到至少兩根軸向鋼筋上，連續焊接便形成網狀筒形鋼筋骨架。
本發明製造鋼筋骨架增強複合塑料管材的裝置飯知管材成型腔，塑料擠出機，冷卻定型箱，牽引機，其特徵是管材成型腔側面與擠出機連接，在管材成型腔前有鋼筋網筒多點焊接成型裝置，鋼筋網筒多點焊接成型裝置中設置了受電動機帶動周向鋼筋繞絲盤，軸向鋼筋牽引機，受電動機帶動的焊盤，焊盤上設置了至少一隻與焊接電源一極相連可持續獲得經三相次極整流的非脈衝焊接電流的焊輪，焊輪對應位置上設置了與焊接電源另一極相連的可通過軸向鋼筋的導電環，或設置至少一對與電源正負極分別連接的對稱分布位於可通過軸向鋼筋的導電環圓周上的焊輪。
上述的管材成型腔包括含冷卻水進口、出口和抽真空孔的內定位芯軸和與內定位芯軸連接的芯模，與芯模配合的外定徑口模。
上述的冷卻定型箱入口處有對管材外徑尺寸和表面進行修光定型的修光裝置，修光裝置可採用已知的修光環即可。
本發明方法採用了至少一隻與焊接電源一極連接可持續獲得經三相次極整流的非脈衝焊接電流的焊輪或設置至少一對與電源正負極分別連接的對稱分布於通過軸向鋼筋上的導電環圓周上的焊輪，可實現多點同時焊接，可調整焊輪的寬度極大地提高了焊接速度，裝置中焊輪與繞絲盤的轉動相互獨立，通過成倍地增加繞絲盤的轉速以適應相對增加的焊接速度。繞絲盤轉速與牽引機牽引速度可任意調整匹配，製造出周向鋼筋具有不同螺旋要求的複合管材，以適應不同壓力強度的要求。
與已有的方法相比，本發明具有如下優點(1)在與擠出機相連的成型腔前面設置鋼筋筒多點焊接成型裝置，對鋼筋網筒進行多點同時焊接，並可同時檢查焊接質量，隨時調整焊接參數、焊接機構、保證將焊接質量合格後的鋼筋筒形骨架送入管材成型腔，焊接速度快、生產率高，質量好。
(2)整條生產線工藝布置合理，擠出機出口直接通過物料流道與管材成型腔側面相連，有利於物料均勻加熱升溫，流道暢通，生產出管材內外光潔，不易造成裂紋、氣孔、巰松、堆積或缺料等缺陷。
(3)冷卻定型箱前設置有對管材外徑尺寸精度進行控制和對管材外表面粗糙度進行修光的修整裝置，使管材尺寸直接達到ISO標準要求，而不用將生產出的管材重新用其它加工設備進行尺寸加工，提高了生產效率，便於安裝施工中管與管或管與管件之間連續和保證連接質量可靠。
採用本發明方法和裝置可以連續製造出高機械強度的複合管道，耐腐蝕性強，管道內阻小。
下面結合附圖詳細說明
具體實施例方式
圖1為本發明裝置結構示意圖。
圖2為圖1的俯視圖。
圖3中的修光裝置位置示意圖。
圖4為內定徑芯軸和外定徑口模連接示意圖。
圖5為鋼筋網筒多點焊接裝置結構示意圖。
圖6為圖5的A-A剖視圖。
圖7為三相整流電源初級主電路圖。
圖8為三相整流電源次級連接圖。
圖9為鋼筋網筒多點焊接裝置另一結構示意圖。
圖10為圖9中焊輪、徑向鋼筋、軸向鋼筋位置圖。
圖11為圖9中三相整流電源次級連接圖。
參見圖1～圖3，本發明裝置包括放線架1，管材成型機2，鋼筋網筒多點焊接成型裝置3，管材成型腔4，塑料擠出機5，冷卻定型機6，牽引機7，切割機8，翻轉堆放架9。塑料擠出機與生產線夾角α＝90°。在冷卻定型箱入口處裝有對管材外徑尺寸和表面進行修光定型的修光裝置——修光環10。
參見圖4，成型腔4中的外定徑口模11外周有數個加熱圈12，位於口模內的芯模13的兩端分別與內定徑裝置14和含冷卻水進口42、冷卻水出口43、抽真空氣口15的內定徑芯軸16連接。
參見圖5～圖8，鋼筋網筒多點焊接成型裝置中的機架17的前、後有軸向放線架18、牽引機19。芯軸20裝在機架上且其相對於焊輪處有導電環21。周向放線架22、周向放線盤23、周向繞盤24空套在芯軸上，繞絲盤通過皮帶25與電動機26連接，多根軸向鋼筋27穿過導電環上的軸嚮導電槽在牽引機的牽引下作軸向運動。繞在周向放線架上的周向鋼筋28繞過周向放線盤、繞絲盤並在繞絲盤作用下在芯軸上作周向螺旋推進。裝在機架上的焊盤29空套在芯軸上且其上以芯軸為對稱軸對稱裝有兩焊輪30、31。焊盤為齒輪，與裝在電動機32上的齒輪33嚙合。繞絲盤和焊盤的轉速比為2∶1。三相次級整流電源34中有三相變壓器35，與變壓器相連的三相整流管36，其兩極分別連接在兩焊輪上。
圖9～圖11給出了鋼筋網筒多點焊接成型裝置的另一結構示意圖。本裝置結構基本與圖5～圖8所示裝置結構相同，不同處是在周向鋼筋繞絲盤上裝了支架37，通過彈簧固定在支架37上的電刷38，過電環39裝在導電環40的輪緣上。焊輪41與導電環40分別與焊接電源一極相連。焊接時焊接電流焊輪通過周向鋼筋與軸向鋼筋交叉接觸點傳到軸向鋼筋與導電環，再通過電刷傳到焊接電源的另一端。
參見圖1、圖2，軸向鋼筋27從放線架1引出，與周向鋼筋28在成型機2中形成網狀骨架，經鋼筋網筒多點焊接線成型裝置3焊接定型，然後與從塑料擠出機5中擠出的熱塑性塑料一起送入成型腔4中成型，再經修光裝置10對管材外徑尺寸和表面進行修光定型後再進入冷卻定型機6冷卻定型，由牽引機7引出，經切割機8分段切斷，進入翻轉堆放架9。製造出鋼筋骨架增強複合塑料管材。
權利要求
1.製造鋼筋骨架增強複合塑料管材的方法，該方法包括1)在與擠出機連接的管材成型腔中成型複合管道工序之前，對網狀筒形鋼筋骨架進行成型焊接，即多根軸向鋼筋在牽引機作用下連續作軸向移動，至少一根周向鋼筋繞軸向鋼筋作旋轉運動，與焊接電源相連的焊輪繞周向鋼筋作旋轉運動並施以焊接電流，從而將周向鋼筋焊接到軸向鋼筋上，連續焊接便形成網狀筒形鋼筋骨架；2)已成型網狀筒形鋼筋骨架在牽引機作用下連續進入管材成型腔中，與管材成型腔連接的擠出機將經過加熱變成熔融狀態的塑料物料從成型腔側面入口處擠入管材成型腔中，在成型腔中擠壓成型為帶金屬骨架的複合塑料管材形狀後進入冷卻定型箱中冷卻定型處理，冷卻定型後的管材由牽引機牽引出，使製造過程得以連續進行。
2.根據權利要求1所述的製造鋼筋骨架增強複合塑料管材的方法，其特徵在於至少有一隻與焊接電源一極相連的焊輪繞位於與焊接電源另一極相連的導電環圓周上的鋼筋作旋轉運動，通過焊輪持續獲得的經三相次極整流的非脈衝焊接電源，使軸向鋼筋與周向鋼筋的交點在接觸時得以焊接，從而將周向鋼筋焊接到軸向鋼筋上，連續焊接便形成網狀筒形鋼筋骨架。
3.根據權利要求1所述的製造鋼筋骨架增強複合塑料管材的方法，其特徵在於至少一對與電源正負極分別連接的焊輪繞位於導電環圓周的鋼筋作旋轉運動，當焊輪越過軸向鋼筋時，通過焊輪給軸向鋼筋與周向鋼筋的交點施以焊接電源，使至少兩處周向鋼筋與軸向鋼筋的交叉接觸點同時得到焊接電流，從而將周向鋼筋至少兩點同時焊接到至少兩根軸向鋼筋上，連續焊接便形成網狀筒形鋼筋骨架。
4.製造鋼筋骨架增強複合塑料管材的裝置，包括管材成型腔、塑料擠出機，冷卻定型箱、牽引機，其特徵在於管材成型腔側面與擠出機連接，在管材成型腔前有鋼筋網筒多點焊接成型裝置，鋼筋網筒多點焊接成型裝置中設置了受電動機帶動的周向鋼筋繞絲盤，軸向鋼筋牽引機，受電動機帶動的焊盤，焊盤上設置了至少一隻與焊接電源一極相連可持續獲得經三相次極整流的非脈衝焊接電流的焊輪，焊輪對應位置上設置了與焊接電源另一極相連的可通過軸向鋼筋的導電環，或焊盤上設置至少一對與電源正負極分別連接的對稱分布位於可通過軸向鋼筋的導電環圓周上的焊輪。
5.根據權利要求4所述的製造鋼筋骨架增強複合塑料管材的裝置，其特徵在於管材成型腔包括含冷卻水進口、出口和抽真空孔的內定位芯軸和與內定位芯軸連接的芯模，與芯模配合的外定徑口模。
6.根據權利要求4或5所述的製造鋼筋骨架增強複合塑料管材的裝置，其特徵在於冷卻定型箱入口處有對管材外徑尺寸和表面進行修光定型的修光裝置。
全文摘要
本發明提供了一種製造鋼筋骨架增強複合塑料管材的方法和裝置。其方法包括在管材成型腔中成型複合管道工序之前,對網狀筒形鋼筋骨架進行成型焊接,即多根軸向鋼筋在牽引機作用下連續作軸向移動,至少一根周向鋼筋繞軸向鋼筋作旋轉運動,與焊接電源相連的焊輪繞周向鋼筋作旋轉運動並施以焊接電流,從而將周向鋼筋焊接到軸向鋼筋上,連續焊接便形成網狀筒形鋼筋骨架。其裝置包括在管材成型腔前設置鋼筋網筒多點焊接裝置。
文檔編號B29C47/02GK1276285SQ0011297
公開日2000年12月13日 申請日期2000年6月1日 優先權日2000年6月1日
發明者甘國工 申請人:甘國工