塑料管件熔接機的製作方法
2023-05-04 23:04:56 1
專利名稱：塑料管件熔接機的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於一種電熱加工設備。
目前塑料管熔接主要採用平板對接式熔接，即電熱平板置於二支被熔接的塑料管之間，然後加電使塑料管熔化對接。這種熔接方法的缺點是容易產生偏心，因此只適用於較大管徑的塑管，而對小管徑的塑管則無法對接。再者，由於系人工操作和人工加壓，故對操作工的技術要求甚高，否則，如果控制不當，容易造成偏心或者壓力過大、過小，以致造成熔接失敗。
本實用新型的目的提供一種塑料管件熔接的設備。
本實用新型的工作原理是合上電後，電源指示燈亮，並處於待機狀態。通過按鍵輸入操作員號碼、操作日期、標定熔接時間後，按下啟動鍵，開始進入熔接狀態主變壓器接通，並輸出39.5伏交流電壓，使一次性塑管接頭內附的電熱元件發熱，恰到好處地熔融管件的外壁和管接頭的內壁，使二者可靠地熔接。當熔接正常結束時，發出聲響提示，以示熔接完畢。同時，在液晶顯示屏上提示「請設置冷卻時間」。冷卻時間設置完畢，再按啟動鍵，進入冷卻過程。當冷卻結束後，又一次聲響提示。至此，完成一次熔接工作。若要在中途退出工作狀態，可按「急停」按鍵，則立即停止熔接，退出工作狀態。其工作示意圖見圖1。
本實用新型的電路主要由以下六個部分(見圖2)組成一、微機處理電路(圖3)，主要完成數據採集、處理、控制功能；二、電源電路(圖4)，提供整機工作電壓；三、溫度檢測電路(圖5)，檢測工作環境溫度；四、實時電流檢測電路(圖6)，隨時檢測熔接時的工作情況；五、輸出控制及聲響提示電路(圖7)，熔接工作結束，聲響提示；六、交流穩壓及欠壓，過壓保護電路(圖8)，完成輸出穩壓及輸入欠、過壓保護功能。
各部分電路的具體工作過程，將結合附圖詳述如下一、微機處理電路本電路是中心控制部分。由U7(CPU)、U6(鎖存器)、U5(解碼器)、U4(存儲器)、U3(A/D晶片)、U2(I/O接口晶片)、U1(電源監視晶片)、U10(反相器)、U11(與非門)、U12(分頻器)、U13(觸發器)、U14(或非門)等器件組成，具體的工作過程是1、由U3、U6、U7、U10、U14、U15等器件組成對溫度變化量、負載電流進行檢測、計算、分析，並作出相應的處理。2、由U1、U4、Z2、D17、R31、R32、C2、C4、D15、D16、R30、E等器件實現數據記錄及保存功能。3、由U7、U2等完成鍵盤輸入接口、並行輸出口等功能。4、由U7、U10、U12-U14等器件產生計數時鐘，實現熔接時間的定時控制。5、由U11、U10、U7、RW9等器件實現液晶顯示功能。6、由U7等完成熔接啟動和急停的控制。
二、電源電路由T2、DB1-DB3，U16-U18等元件組成三組低壓輸出電路，供電路使用。其中由T2的L1繞組輸出9伏交流電壓，經過DB1整流，U16穩壓後輸出+5伏直流電壓供單片機系統使用；由T2的L2繞組輸出15伏交流電壓，經過DB2整流，U17穩壓後輸出+12伏直流電壓供運放使用；由L3繞組輸出的18伏交流電壓，經過DB3整流，U18穩壓後輸出+15伏直流電壓供繼電器繞組使用。C11-C19在本電路中超到濾波的作用。+12V和+15V電源的負端為Vss和+5V的地隔離。
三、溫度檢測電路本電路的特徵是由溫度傳感器RT、電阻R42、電位器RW10和電容C8組成，其接法是R42和RW10串聯後和C8並聯，C8的一端接地，C8的另一端通過溫度傳感器RT接Vcc，同時，該端接至集成塊U3的26腳。當環境變化時，溫度傳感器的電阻值隨之變化，於是，電壓V0隨RT的變化而變化。此變化量經A/D轉換後，送入單片機系統進行處理，從而確定溫度補償係數，精確調整熔接時間。
四、實時電流檢測電路本電路的特徵是由電流互感器ML，整流橋堆DB4，電阻R45、R46，電容C9、C10組成，其特徵是ML的次級線圈接DB4的二個交流輸入端，二個直流輸出端並接R44和C9後，正端通過R45再並接R46和C10，電路的正輸出端接集成塊U3的27腳，負端接地。電路輸出電壓經集成塊U3的A/D轉換後送入單片機處理，單片機就可以通過檢測來達到檢測主迴路電流大小的目的。
五、輸出控制及聲響提示電路(圖7)由電阻R38、R39、光耦OPT1、場效應管Q9、二極體D20、繼電器J8等器件組成輸出控制電路。當按下啟動鍵後；CPU輸出控制置P1.1低電平，使J8接合，啟動熔接；當按下急停鍵後，CPU迅速輸出控制信號，置P1.1高電平，使J8分離，即切斷主變壓器總開關，使熔接工作停止。
由電阻R37、R40、光耦OPT2、三極體Q8、揚聲器Y等器件組成聲響提示電路。根據不同情況分別發出聲響提示1、當熔接機啟動後，具有溫度補償的熔接定時時間減至0時，CPU便發出控制信號，置P1.4低電平，使三極體Q8導通，揚聲器Y即發出聲響，進行提示。2、當設置的冷卻時間減至0時，CPU便發出控制信號，置P1.4低電平，使三極體Q8導通，揚聲器Y即發出聲響，進行提示。3、當熔接過程中出現過流或斷路時，CPU便發出控制信號，置P1.4低電平，使三極體Q8導通，揚聲器Y即發出聲響，進行提示。
六、交流穩壓及欠壓、過壓保護電路本電路的特徵在於該電路由電壓取樣部分、比較電路部分和主變壓器控制部分組成，電壓取樣部分包括變壓器T1，二極體D18、D19，電阻R34-R36，電容C1、C7及電位器RW8，其接法是輸入電壓交流220V經變壓器T1降壓和二極體D18、D19全波整流，其正電壓經電阻R36、R35、R34及電位器RW8回到Vss，在電阻R35的二端分別接電容C1和C7濾波，C1端接至各路比較器的負端；比較電路部分有7路相同的電路，包括運放集成塊U8、U9，二極體D8-D14，電阻R1-R29、R47-R53，電位器RW1-RW7和穩壓管DW1，其接法以其中一路為例是由R29和DW1組成的穩壓電路，從DW1輸出的+12V通過R47、R28和RW2至Vss，R47和R20的接點通過R26加到比較器U9B的正端，並通過正向二極體D9和R13加到比較器U9B的輸出端，該輸出端又通過R2加到三極體Q2的基極；主變壓器控制部分有7路相同的電路，包括三極體Q1-Q7，繼電器J1-J7，二極體D1-D7及主變壓器T3，其接法以其中一路為例是三極體Q2的基極通過R2接到比較器U9B的輸出端，集電極接Vss，發射極通過繼電器J2的線圈到+12V，二極體D2和繼電器J2線圈反向並聯，繼電器J2的靜合接點接J3的中間接點，J2的中間接點接J1的靜合接點，J2的動合接點接主變壓器T3的初級線圈，T3初級線圈的中間抽頭分別接繼電器J3-J7的動合接點，初級線圈末端接交流220V中的一根電源線，繼電器J1的動合接點和J7的靜合接點均為空接點。本電路當輸入電壓在170-250伏時，能自動調整，使輸出工作電壓穩定在39.5伏；當輸入電壓超出此範圍時，自動切斷電路以保護設備。各路比較器基準電壓的設定分別與交流輸入電壓170V、190V、200V、220V、230V、250V相對應，當取樣電壓發生變化時，此電壓與每個比較器的基準電壓相比較，使相應的比較器動作，從而推動相應的繼電器動作，使主變壓T3切換到相應的線圈中間抽頭，保證了輸出電壓的穩定。當外電源電壓＜170V時，由比較器送來的信號全是高電平，此時，Q1-Q7均截止，J1-J7也均不動作，由於J7不動作，電源電壓無法送到T3的初級，電路自動切斷；當電源電壓上升到170V時，比較器送來的信號使Q7導通，J7動作，此時電源電壓通過繼電器觸點送到T3的170伏輸入端，電源開始工作；當電源電壓繼續上升，Q6-Q2將依次動作，使T3的初級自動切換到相應的位置，以保證輸出電壓的穩定。當電源電壓＞250伏時，Q1導通，J1動作，電路又自動切斷，起到了過壓保護作用。
本實用新型的優點主要有以下四方面1、具有較寬的工作電壓範圍及完善的欠、過壓保護功能。當輸入電壓在170V-250V之間時，能自動穩壓，確保輸出穩定在39.5V。當輸入電壓超限時(小於170V或大於250V)能夠自動切斷電源電路，達到自動保護的目的。
2、具有自動溫度補償功能。本實用新型能夠自動檢測工作時的環境溫度，並經過科學的計算，對標定的熔接時間精確修正以補償環境溫度的變化，確保了熔接的質量。
3、具有實時監控功能。通過對工作時電流、電壓等參數的實時監測和處理，能隨時掌握熔接工作狀況，當負載一旦出現開路、短路等異常情況時，能自動停機並報警。
4、具有工作參數存儲、列印功能。每次熔接工作結束後，都能自動地將本次工作相關的現場數據存儲起來，以備日後查考；如果需要，可通過印表機接口將以前任一次熔接工作時的有關數據，方便地列印出來。
圖1是本實用新型和塑料管熔接的示意圖。
1——液晶顯示屏 2——電源指示燈3——工作指示燈 4——並行接口5——設置按鍵6——揚聲器7——220伏插頭 8——輸出電極9——塑料管件甲 10——一次性管接頭11——發熱電阻絲 12——塑料管件乙圖2是本實用新型原理框圖，其中1——微機處理電路2——電源電路3——溫度檢測電路4——實時電流檢測電路5——輸出控制及聲響提示電路
6——交流穩壓及欠壓、過壓保護電路圖3是微機處理電路原理圖。
圖4是電源電路原理圖。
圖5是溫度檢測電路原理圖。
圖6是實時電流檢測電路原理圖。
圖7是輸出控制及聲響提示電路原理圖。
圖8是交流穩壓及欠壓、過壓保護電路原理圖。
圖3-圖8總和即為本實用新型的總原理圖。
實施例本實用新型的電路部分按圖3-圖8實施，其主要的元器件參數及型號如下集成塊U1 TL7705U2 8255U3 ADC0809U4 6264U5 74LS138U6 74LS373U7 8051U8、U9 LM324U10、U1574LS04U11 74LS00U12 CD4158U13 74LS74U14 74LS02U16 7805U17 7812
U18 7815三極體Q1-Q7 8550Q8 9013Q9 IRFZ20光電耦合器OPT1、OPT2 4N25整流橋堆DB1-DB4 RL406穩壓管DW1 12VDW2 3V電流互感器ML 400∶5繼電器J1-J7 12V電阻R1-R7 560R8-R14200KR15-R20 390R21-R27 10KR28、R29 390R34 7.5KR35 4.7KR36 5.1KR47-R53 1K溫度傳感器RT RF51-5K電位器RW1-RW9 20K電容器C1、C7 10權利要求1.一種塑料管件熔接機，其電路由微機處理電路(1)、電源電路(2)、溫度檢測電路(3)、實時電流檢測電路(4)、輸出控制及聲響提示電路(5)和交流穩壓及欠壓、過壓保護電路(6)組成，其特徵在於交流穩壓及欠壓、過壓保護電路(6)由電壓取樣部分、比較電路部分和主變壓器控制部分組成，電壓取樣部分包括變壓器T1、二極體D18、D19，電阻R34-R36，電容C1、C7及電位器RW8，其接法是輸入電壓交流220伏經變壓器T1降壓和二極體D18、D19全波整流，其正電壓經電阻R36、R35、R34及電位器RW8回到Vss，在電阻R35的二端分別接電容C1和C7濾波，C1端接至各路比較器的負端；比較電路部分有7路相同的電路，包括運放集成塊U8、U9，二極體D8-D14，電阻R1-R29、R47-R53，電位器RW1-RW7和穩壓管DW1，其接法以其中一路為例是由R29和DW1組成的穩壓電路，從DW1輸出的+12V通過R47、R28和RW2至Vss，R47和R20的接點通過R26加到比較器U9B的正端，並通過正向二極體D9和R13加到比較器U9B的輸出端，該輸出端又通過R2加到三極體Q2的基極；主變壓器控制部分共有7路相同的電路，包括三極體Q1-Q7，繼電器J1-J7，二極體D1-D7及主變壓器T3，其接法以其中一路為例是三極體Q2的基極通過R2接到比較器U9B的輸出端，集電極接Vss，發射極通過繼電器J2的線圈到+12V，二極體D2和繼電器J2的線圈反向並聯，繼電器J2的靜合接點接J3的中間接點，J2的中間接點接J1的靜合接點，J2的動合接點接主變壓器T3的初級線圈，T3初級線圈的中間抽頭分別接繼電器J3——J7的動合接點，初級線圈末端接交流220V中的一根電源線，繼電器J1的動合接點和J7的靜合接點均為空接點。
2.如權利要求1所述的塑料管件熔接機，其特徵是所說的溫度檢測電路包括溫度傳感器RT，電阻R42，電位器RW10和電容C8，其接法是R42和RW10串聯後和C8並聯，C8的一端接地，C8的另一端通過溫度傳感器RT接Vcc，同時，該端接至集成塊U3的26腳。
3.如權利要求1所述的塑料管件熔接機，其特徵是所說的實時電流檢測電路包括電流互感器ML，整流橋堆DB4，電阻R45、R46，電容C9、C10，其接法是ML的次級線圈接DB4的二個交流輸入端，二個直流輸出端並接R44和C9後，正端通過R45再並接R46和C10，電路的正輸出端接集成塊U3的27腳，負端接地。
專利摘要一種塑料管件熔接機,其電路由微機處理電路、電源電路、溫度檢測電路、實時電流檢測電路、輸出控制及聲響提示電路和交流穩壓及欠壓、過壓保護電路組成,它通過輸出39.5伏的穩壓電源使塑料管件加熱至熔化在壓力熔接,為了對環境溫度變化引起的誤差進行補償,採用了溫度檢測電路,通過微機處理電路進行修正,實時電流檢測電路則可對工作時的實時電流檢測。它可用於相同管徑的塑料管的對接。
文檔編號B29C65/04GK2274125SQ9624660
公開日1998年2月11日 申請日期1996年11月13日 優先權日1996年11月13日
發明者趙良煦, 朱建慶 申請人:趙良煦, 朱建慶