一种球墨铸铁管水泥内衬自动蒸汽养生装置和养生方法
【专利摘要】本发明公开了一种球墨铸铁管水泥内衬自动蒸汽养生装置和养生方法，属于铸铁管生产技术领域，包括养生炉、控制柜和包含人机界面的操作箱，向养生炉内输送蒸汽的蒸汽管路上沿着蒸汽的输送方向上依次设置有压力传感器和电动控制阀，养生炉内设置有温度传感器和湿度传感器，控制柜包括模拟量输出模块、模拟量输入模块、CPU模块和电源模块；球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生方法包括自然养生、低温升温阶段、低温保温阶段、高温升温阶段、高温保温阶段和降温阶段。本发明精确控制蒸汽养生的参数，提高了球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生的养生质量，实现球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生的全自动操作，减轻了职工的劳动强度。
【专利说明】
一种球墨铸铁管水泥内衬自动黑汽养生装置和养生方法
技术领域
[0001]本发明涉及球墨铸铁管生产技术领域，尤其是一种水泥内衬自动蒸汽养生装置和方法。
【背景技术】
[0002]球墨铸铁管生产企业在球墨铸铁管生产过程中，为了防止铁锈及其他有害物质对水质的污染以及增加铸铁管的耐腐蚀性，球墨铸铁管内衬水泥的工序必不可少，内衬水泥作业是在球墨铸铁管内表面涂上一层较薄的水泥砂浆，当水泥涂衬作业完成后，为保证涂衬后管子的水泥衬层能迅速干涸和干燥，需要将涂衬好的管子迅速吊入养生炉中，对该类管进行内衬养生处理，各生产厂在其生产线上均建有多个养生炉以用于生产周转用。
[0003]当养生池中吊入的内衬管聚集到一定数量后，立即盖上养生炉炉盖，便可进行内衬养生处理。传统球墨铸铁管水泥内衬养生工艺采用蒸汽养生，蒸汽的开停、大小、时间完全由人工手动调节阀门开度来控制，这种人工控制的方式存在以下问题:I，养生时间长短控制不精确，影响产量和质量;2，养生蒸汽阀门开度控制不好，造成养生炉内温度偏差大导致废品增加；3，蒸汽压力不稳，养生炉内温度波动导致废品增加;4，养生工艺曲线控制不严;5，养生炉炉盖采用固定式，需要天车吊运。
【发明内容】
[0004]本发明需要解决的技术问题是提供一种球墨铸铁管水泥内衬自动蒸汽养生装置和方法，精确控制蒸汽养生的参数，提高了球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生的养生质量，实现球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生的全自动操作，减轻了职工的劳动强度。
[0005 ]为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是:
一种球墨铸铁管水泥内衬自动蒸汽养生装置，包括带有自动启闭的炉盖的养生炉、控制柜和包含人机界面的操作箱，向养生炉内输送蒸汽的蒸汽管路上沿着蒸汽的输送方向上依次设置有压力传感器和电动控制阀，所述养生炉内设置有温度传感器和湿度传感器，所述控制柜包括模拟量输出模块、模拟量输入模块、CPU模块和电源模块；
所述温度传感器、湿度传感器和压力传感器的信号输出端接入模拟量输入模块后经过数据总线与CHJ模块的输入端连接，CPU模块的输出端串接模拟量输出模块后与电动执行器连接，电动执行器与电动控制阀的控制端相连，所述操作箱的人机界面也与CPU模块连接。
[0006]本发明技术方案的进一步改进在于:所述养生炉上端设置有水平的滑道，所述炉盖两端设置有与滑道滑动配合的滑轮，炉盖上安装有驱动滑轮沿着滑道滑动的驱动减速机和驱动电机。
[0007]本发明技术方案的进一步改进在于:所述滑道上设置有行程开关。
[0008]本发明技术方案的进一步改进在于:所述控制柜内还设置有数字量输出模块，所述驱动电机电路上设置有接触器，所述数字量输出模块的输入端与CPU模块的输出端连接，数字量输出模块的输出端与接触器连接。
[0009]本发明技术方案的进一步改进在于:还包括一报警器，所述报警器通过连线与控制柜连接。
[0010]本发明技术方案的进一步改进在于:所述温度传感器、湿度传感器、压力传感器、电动控制阀的输入输出方式采用4?20MA，0?20MA，0?10V，-10?OV任一种。
[0011 ]本发明技术方案的进一步改进在于:所述蒸汽管路在养生炉内设置多个蒸汽出口，各蒸汽出口均布在养生炉的底面上。
[0012]—种球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生方法，具体步骤如下: a，球墨铸铁管内表面涂水泥内衬；
b，将涂衬合格后的球墨铸铁管放入自动蒸汽养生装置的养生炉，用炉盖将养生炉封闭；
c，球墨铸铁管在养生炉内进行自然养生，自然养生的时间由人机界面设定，电动控制阀维持关闭状态；
d，自然养生完成后进入低温升温阶段，升温时间由人机界面确定，电动控制阀开启，电动控制阀开启的开度较小；
e，低温升温阶段完成以后进入低温保温阶段，保温时间由人机界面确定；f，低温保温阶段完成后进入高温升温阶段，升温时间由人机界面确定，电动控制阀的开度逐步加大；
g，高温升温阶段完成后进入高温保温阶段，高温保温时间由人机界面确定，电动控制阀的开度逐步减小；
f，高温保温阶段结束后进入降温阶段，逐步减小电动控制阀的开度直至关闭，在达到降温温度后，炉盖自动开启，球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生完成，报警器给出报警信号，提示养生完成，养生好的球墨铸管出炉。
[0013]本发明技术方案的养生方法的进一步改进在于:所述的步骤c的自然养生的时间由由人机界面设定，时间为0-420分钟；所述的步骤e的低温保温阶段的蒸汽压力多2.5bar，蒸汽温度20 °C?40 °C，炉内湿度为彡75%，总时间彡240分钟，电动控制阀的开度根据蒸汽压力的大小自动调节。
[0014]本发明技术方案的养生方法的进一步改进在于:所述的步骤g的高温保温阶段的蒸汽压力彡2.5 bar，蒸汽温度40 °C?70 °C，炉内湿度为彡75%，总时间彡240分钟，电动控制阀的开度根据蒸汽压力的大小自动调节。
[0015]由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是:
本发明包括养生炉、控制柜和包含人机界面的操作箱，养生炉内设置有温度传感器、湿度传感器，在通往养生炉的蒸汽管路上沿着蒸汽的输送方向依次设置有压力传感器和电动控制阀门，控制柜包括模拟量输出模块、模拟量输入模块、数字量输入模块、数字量输出模块、CPU模块和电源模块。温度传感器、湿度传感器和压力传感器能随时检测蒸汽温度、炉内湿度和蒸汽压力，控制柜根据人机界面设置的参数和传感器反馈的数据及时的调整电控控制阀开度的大小，精确控制蒸汽养生的过程参数，提高了球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生的养生质量。同时控制柜和人机界面的设置实现球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生的全自动操作，减轻了职工的劳动强度。
[0016]养生炉上端设置有水平的滑道，炉盖两端各设置两个滑轮，滑轮与滑道配合设置，炉盖上的滑轮通过驱动电机驱动实现炉盖在滑道上滑动，使得养生炉实现机械启闭，减轻了职工的劳动强度。控制柜的CPU模块的输出端串接数字量输出模块后还连接一个接触器，接触器安装在驱动电机电路中用于控制驱动电机的动作，使得养生炉炉盖的启闭时间根据设定和感应自动控制。
[0017]本发明还包括报警器，报警器与控制柜内的CPU模块连接，在养生完成并且达到降温温度后，报警器给出报警信号，提示操作工养生完成，操作人员可进行下一步操作。同时若外部原因导致的超出整个装置本身的调整能力后，CPU模块控制报警器给出相应报警信号，通知人工干预。
[0018]滑道上设置行程开关，保证炉盖在自动启闭时能够移动到位。
[0019]球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生方法包括自然养生、低温升温阶段、低温保温阶段、高温升温阶段、高温保温阶段和降温阶段，每个阶段设置相应的温度、时间等参数，并且在升温和降温时都均匀控制升降速度，确保水泥内衬的质量。
[0020]在低温保温阶段冬季保温温度低于夏季保温温度，保温温度的设定根据季节调整，保证水泥内衬质量的同时避免能源的浪费。
【附图说明】
[0021]图1是本发明结构示意图；
图2是本发明养生炉的内部结构示意图；
图3是本发明控制柜内部模块与外部构件的连接结构示意图；
其中，1、养生炉，2、控制柜，3、操作箱，4、炉盖，5、蒸汽管路，6、电动控制阀，7，压力传感器，8、温度传感器，9、湿度传感器，1、模拟量输出模块，11、模拟量输入模块，12、CPU模块，13、电源模块，14、电动执行器，15、滑道，16、滑轮，17、驱动电机，18、行程开关，19、接触器，20、报警器，21、蒸汽出口，22、驱动减速机，23、数字量输入模块，24、数字量输出模块。
【具体实施方式】
[0022]下面结合实施例对本发明做进一步详细说明:
如图1、2和3所示，一种球墨铸铁管水泥内衬自动蒸汽养生装置，包括养生炉1、控制柜2和包含人机界面的操作箱3，向养生炉I内输送蒸汽的蒸汽管路5上沿着蒸汽的输送方向上依次设置有压力传感器7和电动控制阀6，通往养生炉I内的蒸汽管路5设计多个蒸汽出口21，各个蒸汽出口 21在均布养生炉I内底面上，使得蒸汽出气均匀，保证了养生炉I内各处的温度、湿度尽可能的同步升高或者降低，确保各个球墨铸铁管水泥内衬养生质量的一致。压力传感器7可以感应到来自蒸汽源头处的蒸汽压力，根据蒸汽源头处的蒸汽压力来调节电控控制阀6的开度以达到控制炉内压力的作用。养生炉I内设置有温度传感器8和湿度传感器9，温度传感器8和湿度传感器9尽可能离各个蒸汽管路5在养生炉I内的蒸汽出口21远一些，即温度传感器8和湿度传感器9设置在养生炉I的侧壁靠上的位置，确保测得的温度和湿度不受蒸汽出口 21的干扰，测量更加准确。控制柜2包括模拟量输出模块10、模拟量输入模块11、数字量输入模块23、数字量输出模块24、CPU模块12和电源模块13，电源模块13为系统供电。温度传感器8、湿度传感器9和压力传感器7的信号输出端接入模拟量输入模块11后与CPU模块12的输入端通过数据总线相连接，CPU模块12将模拟量输入模块11转换后的数据在CPU模块12中进行分析，CPU模块12的输出端串接模拟量输出模块后1与电动执行器14机械连接，CPU模块将分析结果通过模拟量输出模块10转换后控制电动执行器14作出相应的动作，电动执行器14与电动控制阀6的控制端机械相连控制电动控制阀6的开度，操作箱3的人机界面也与CPU模块12连接。温度传感器8、湿度传感器9、压力传感器7、电动控制阀6的输入输出方式采用4-20MA，0-20MA，0-10V，0-+/-10V任一种，优选4-20MA。温度传感器8、湿度传感器9和压力传感器7能随时检测蒸汽温度、炉内湿度和蒸汽压力，控制柜2根据人机界面设置的参数和传感器反馈的数据及时的调整电控控制阀6开度的大小，精确控制蒸汽养生的过程，提高了球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生的养生质量。同时在操作箱3上设置有一键启动按钮，一键启动通过数字量输入模块23与CPU模块12连接，实现一键启动功能，控制柜2和人机界面的设置实现球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生的全自动操作，减轻了职工的劳动强度。
[0023]养生炉I上端设置有水平的滑道15，炉盖4两端各安装两个滑轮16，滑轮16与滑道15配合，滑轮16的中心轴通过驱动减速机22与驱动电机17连接。控制柜2的CPU模块12的输出端串接数字量输出模块24后还连接一个接触器19，接触器19安装在驱动电机17电路中用于控制驱动电机17的动作。炉盖4上的滑轮16通过驱动电机17驱动实现炉盖4在滑道15上滑动，使得养生炉I实现自动启闭，减轻了职工的劳动强度。滑道15上还安装有行程开关18，保证炉盖4在自动启闭时能够移动到位。
[0024]本发明还包括一报警器20，报警器20与控制柜2内的CPU模块12连接，在养生完成并且达到降温温度后，报警器20给出报警信号，提示操作工养生完成，操作人员可进行下一步操作。同时控制柜2内预留工业以太网接口，便于实现现场数据与上位机的连接通讯。
[0025]利用本发明的自动蒸汽养生装置的一种蒸汽养生方法，具体步骤如下: a，球墨铸铁管内表面涂水泥内衬。
[0026]b，将涂衬合格后的球墨铸铁管放入养生炉I，用炉盖4将养生炉封闭，此处可直接通过人机界面控制炉盖4自动实现封闭。
[0027]C，球墨铸铁管在养生炉I内进行自然养生，自然养生的时间由人机界面设定，时间一般为0-420分钟，电动控制阀6维持关闭状态。
[0028]d，自然养生完成后进入低温升温阶段，升温时间由人机界面确定，电动控制阀6开启，电动控制阀6开启的开度较小。
[0029]e，低温升温阶段完成以后进入低温保温阶段，保温时间由人机界面确定；
在低温保温阶段的蒸汽压力多2.5 bar，蒸汽温度20°C?40°C，炉内湿度为多75%，总时间<240分钟，此阶段中通过温度传感器8、湿度传感器9和压力传感器7时时的检测温度、湿度和压力，将数值与人机界面设置的值做对比，CPU模块12进行智能运算后及时调整电动控制阀6的开度。
[0030]f，低温保温阶段完成后进入高温升温阶段，升温时间由人机界面确定，电动控制阀6的开度逐步匀速加大。
[0031 ] g，高温升温阶段完成后进入高温保温阶段，高温保温时间由人机界面确定，电动控制阀6的开度逐步减小；
高温保温阶段的蒸汽压力彡2.5 bar，蒸汽温度40°C?70°C，炉内湿度为彡75%，总时间<240分钟，此阶段中通过温度传感器8、湿度传感器9和压力传感器7时时的检测温度、湿度和压力，将数值与人机界面设置的值做对比后CPU模块12通过智能运算及时调整电动控制阀6的开度;若蒸汽压力降低，CPU模块将增大电动控制阀6开度，增加幅度和压力降低程度成比例，其他影响因素系统也有相应的调整，若外部原因超出整个系统的调整能力，系统将给出相应报警信号，通知人工干预。
[0032]f，高温保温阶段结束后进入降温阶段，根据降温曲线逐步匀速减小电动控制阀6的开度直至关闭，在达到降温温度后，炉盖4自动开启，球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生完成，报警器20给出报警信号，提示养生完成，养生好的球墨铸管出炉。
[0033]低温保温阶段和高温保温阶段的保温温度设定根据季节调整，冬季保温温度低于夏季保温温度，即外界温度在-10°C?5°C时的低温保温阶段的保温温度低于外界温度在30°C?40°C的低温保温阶段的保温温度，一般情况下低于10°C为最佳，在保证水泥内衬质量的同时避免能源的浪费。
【主权项】
1.一种球墨铸铁管水泥内衬自动蒸汽养生装置，其特征在于:包括带有自动启闭的炉盖(4)的养生炉(1)、控制柜(2)和包含人机界面的操作箱(3)，向养生炉(I)内输送蒸汽的蒸汽管路(5)上沿着蒸汽的输送方向上依次设置有压力传感器(7)和电动控制阀(6)，所述养生炉(I)内设置有温度传感器(8)和湿度传感器(9)，所述控制柜(2)包括模拟量输出模块(1 )、模拟量输入模块(11)、CPU模块(12 )和电源模块(13 ); 所述温度传感器(8)、湿度传感器(9)和压力传感器(7)的信号输出端接入模拟量输入模块(11)后经过数据总线与CHJ模块(12)的输入端连接，CPU模块(12)的输出端串接模拟量输出模块(10)后与电动执行器(14)连接，电动执行器(14)与电动控制阀(6)的控制端相连，所述操作箱(3)的人机界面也与CPU模块(12)连接。2.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁管水泥内衬自动蒸汽养生装置，其特征在于:所述养生炉(I)上端设置有水平的滑道(15)，所述炉盖(4)两端设置有与滑道(15)滑动配合的滑轮(16)，炉盖(4)上安装有驱动滑轮(16)沿着滑道(15)滑动的驱动减速机(22)和驱动电机(17)。3.根据权利要求2所述的一种球墨铸铁管水泥内衬自动蒸汽养生装置，其特征在于:所述滑道(15)上设置有行程开关(18)。4.根据权利要求2所述的一种球墨铸铁管水泥内衬自动蒸汽养生装置，其特征在于:所述控制柜(2)内还设置有数字量输出模块(24)，所述驱动电机(17)电路上设置有接触器(19)，所述数字量输出模块(24)的输入端与CPU模块(12)的输出端连接，数字量输出模块(2 4 )的输出端与接触器(19 )连接。5.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁管水泥内衬自动蒸汽养生装置，其特征在于:还包括一报警器(20)，所述报警器(20)通过连线与控制柜(2)连接。6.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁管水泥内衬自动蒸汽养生装置，其特征在于:所述温度传感器(8)、湿度传感器(9)、压力传感器(7)、电动控制阀(6)的输入输出方式采用4?20MA，0?20MA，0?10V，-10?OV 任一种。7.根据权利要求1所述的一种球墨铸铁管水泥内衬自动蒸汽养生装置，其特征在于:所述蒸汽管路(5)在养生炉(I)内设置多个蒸汽出口(21)，各蒸汽出口(21)均布在养生炉(I)的底面上。8.一种球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生方法，其特征在于:具体步骤如下: a，球墨铸铁管内表面涂水泥内衬； b，将涂衬合格后的球墨铸铁管放入自动蒸汽养生装置的养生炉(1)，用炉盖(4)将养生炉(I)封闭； c，球墨铸铁管在养生炉(I)内进行自然养生，自然养生的时间由人机界面设定，电动控制阀(6)维持关闭状态； d，自然养生完成后进入低温升温阶段，升温时间由人机界面确定，电动控制阀(6)开启，电动控制阀(6)开启的开度较小； e，低温升温阶段完成以后进入低温保温阶段，保温时间由人机界面确定；f，低温保温阶段完成后进入高温升温阶段，升温时间由人机界面确定，电动控制阀(6)的开度逐步加大； g，高温升温阶段完成后进入高温保温阶段，高温保温时间由人机界面确定，电动控制阀(6)的开度逐步减小； f，高温保温阶段结束后进入降温阶段，逐步减小电动控制阀(6)的开度直至关闭，在达到降温温度后，炉盖(4)自动开启，球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生完成，报警器(20)给出报警信号，提示养生完成，养生好的球墨铸管出炉。9.根据权利要求8所述的一种球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生方法，其特征在于:所述的步骤c的自然养生的时间由由人机界面设定，时间为0-420分钟;所述的步骤e的低温保温阶段的蒸汽压力彡2.5 bar，蒸汽温度20°C?40°C，炉内湿度为彡75%，总时间彡240分钟，电动控制阀(6 )的开度根据蒸汽压力的大小自动调节。10.根据权利要求8所述的一种球墨铸铁管水泥内衬蒸汽养生方法，其特征在于:所述的步骤g的高温保温阶段的蒸汽压力多2.5 bar，蒸汽温度40°C?70°C，炉内湿度为多75%，总时间<240分钟，电动控制阀(6)的开度根据蒸汽压力的大小自动调节。
【文档编号】B28B11/24GK105936090SQ201610432252
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年6月17日
【发明人】温海军, 杨杨, 尤庆伟, 高明文, 黄志尧, 武东启, 张云波
【申请人】新兴铸管股份有限公司