一种专用于管件内壁涂塑用滚塑设备的夹紧机构的制作方法

一种专用于管件内壁涂塑用滚塑设备的夹紧机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种专用于管件内壁涂塑用滚塑设备的夹紧机构，包括位于待涂塑管件管口两侧分别设置的液压缸式夹紧机构，每一液压缸式夹紧机构包括外侧固定端以转动轴(88)铰接于设备架体上的夹紧液压缸(81)，所述液压缸(81)的动作端铰接了一个夹头件(83)，所述夹头件的另一端以翻转更换方式设置了用于压接待涂塑管件管口法兰的压块(84)；所述夹头件还设置了一个使得所述液压缸(81)动作端铰接点与所述压块绕圈翻转的固定式铰点(82)。本实用新型能够快速实现待涂塑管件与灌粉单元对接的专用于管件内壁涂塑用滚塑设备的夹紧机构，提高装夹效率，尤其提高灌粉单元与待涂塑管件管口对接的效率。
【专利说明】一种专用于管件内壁涂塑用滚塑设备的夹紧机构

【技术领域】
[0001] 本发明涉及滚塑设备，更具体地说，涉及滚塑设备中有助于效率提高的结构改进。

【背景技术】
[0002] 管件滚塑工艺，是将涂塑用的粉料灌于高温待加工管件内，通过翻转管件，使得粉 料均匀固化到管件内壁，在管件内壁涂塑的一种工艺，尤其适用于设置支管的管件内壁涂 塑。
[0003] 对于管件滚塑工艺来说，抢时间是非常重要的，原因在于：高温管件迅速散热，涂 塑之前花费时间，造成管件热量不足，影响后续滚塑质量，或者现有技术方式，提高管件的 加温温度，造成加工成本的增加。
[0004] 就此，现有技术存在如下问题：
[0005] 1、现有技术的粉箱采用分离、按需移动到位后定位装夹、灌粉的方式。粉箱的移动 需要花费时间，粉箱与高温管件的接口对位需要花费时间。
[0006] 2、待加工管件其他敞口端的封堵，封堵端盖依靠螺栓或C型卡依次封堵，耗费时 间。
[0007] 3、现有技术的粉箱阀口，在使用时，迅速打开，造成落粉过于迅速，粉末重量大，产 生噪音、机械振动等问题。
[0008] 4、现有技术旋转模盘转速恒定，配重固定，在加工不同规格管件时，其安全操作性 能不稳定，大小管的加工质量水平不一。


【发明内容】

[0009] 针对上述问题，本发明提供一种能够快速实现待涂塑管件与灌粉单元对接的专用 于管件内壁涂塑用滚塑设备的夹紧机构，其目的旨在提高装夹效率，尤其提高灌粉单元与 待涂塑管件管口对接的效率。
[0010] 为了达到上述目的，一种专用于管件内壁涂塑用滚塑设备的夹紧机构，包括位于 待涂塑管件管口两侧分别设置的液压缸式夹紧机构，每一液压缸式夹紧机构包括外侧固定 端以转动轴铰接于设备架体上的夹紧液压缸，所述液压缸的动作端铰接了一个夹头件，所 述夹头件的另一端以翻转更换方式设置了用于压接待涂塑管件管口法兰的压块；所述夹 头件还设置了一个使得所述液压缸动作端铰接点与所述压块绕圈翻转的固定式铰点。
[0011] 本发明涉及的管件内壁涂塑用滚塑设备，包括由驱动单元驱动旋转的立式圆形旋 转模盘，所述旋转模盘的立式盘面上设置有待涂塑管件夹紧机构（用于将管件固定到盘面 上）。本发明的改进在于，所述旋转模盘的一侧固定有灌粉单元，所述旋转模盘相对所述灌 粉单元的另一侧设置有配重单元。所述灌粉单元包括朝向所述旋转模盘内侧设置灌粉口的 粉箱，所述粉箱的灌粉口设置有阀门，所述阀门的另一侧设置有用于对接待涂塑管件管口 的接口组件。
[0012] 优选方式下，所述阀门包括并排布置的百叶窗叶片式阀页，每一所述阀页的两侧 分别铰接于阀门框架上，每一所述阀页中心转轴通过百叶销铰接于同一根摆杆上，所述摆 杆的一端以铰接方式连接于阀门液压缸组件的拉伸杆端部，所述阀门液压缸组件包括液压 供给和控制机构。所述阀门还包括内侧设置于百叶销最大行程处的定位挡块。
[0013] 现有技术中实现管件管口对接的方式较多，优选那些效率高的接口组件使用。本 发明提供一种优选方式为：所述接口组件包括一个重叠式套模和一组用于将待涂塑管件管 口法兰连接于所述重叠式套模的夹紧机构。其中，所述重叠式套模为中心开设涂塑粉末通 过口的盘状模具，所述通过口对接待涂塑管件的一侧同心设置沉头式的环形台阶。从而，环 形台阶的内径对应不同规格尺寸的待涂塑管件，方便管件的定位，达到快递高效的要求。而 且一个套摸可适用于多个内径规格的管件使用，扩展了适用范围。而所述夹紧机构包括位 于待涂塑管件管口两侧分别设置的液压缸式夹紧机构，每一液压缸式夹紧机构包括外侧固 定端以转动轴铰接于设备架体上的夹紧液压缸，所述液压缸的动作端铰接了一个夹头件， 所述夹头件的另一端以可拆换方式设置了用于压接待涂塑管件管口法兰的压块；所述夹头 件还设置了一个使得所述液压缸动作端铰接点与所述压块绕圈转动的固定式铰点。压块的 规格根据待涂塑管件的规格选取，并翻转更换到夹头件上使用。
[0014] 所述配重单元包括在所述旋转模盘径向设置的滑道，所述滑道上坐有滑块，所述 滑块还配设有螺纹，并旋接于丝杠上，所述丝杠一端连接了被动锥齿轮，所述被动锥齿轮配 合有连接了驱动端的主动锥齿轮；所述滑块独立作为配重或连接其他配重块使用。
[0015] 待涂塑管件除灌粉口外的其他接口，通过快速堵头封堵，所述快速堵头包括设置 钢制垫圈的聚酯耐热封板（玻璃纤维+PA66)，所述钢制垫圈两面带定位销，一面与管子法 兰对接，一面与带孔的聚酯板对接，所述聚酯板的外端面固定有把手，周向外缘间隔设置有 F型快速夹具（东莞好手机电HS-80379)。
[0016] 根据上述描述，基于快速管件内壁滚塑设备的工艺方法，包括如下步骤：
[0017] S1、使得粉箱位于最低位置，并关闭阀门；根据待涂塑管子的规格选择重叠式套 模，并安装到粉箱阀门一侧；根据待涂塑管子的规格调节配重单元；
[0018] S2、待涂塑管子加热至预定用于涂塑的温度后，通过吊运，将待涂塑管子的管口与 所述重叠式套模对接，并用夹紧机构夹紧；视情况用手工方式将辅助压紧装置安装在平台 上来辅助压紧套模。
[0019] S3、利用旋转模盘调节待涂塑管子的位置，人工方式在待涂塑管子的其他开口端 安装快速堵头；
[0020] S4、旋转模盘，使粉箱旋转至正上方，开启阀门向管子内注满聚涂塑用粉末，然后 关闭供粉阀门；
[0021] S5、使得旋转模盘双向转动，使粉末在管子内壁流动并均匀融化附着在管子内壁 和法兰水线面上；
[0022] S6、旋转模盘使得粉箱旋转至正下方，开启阀门，未融化余粉则回入粉箱后关闭阀 门；
[0023] S7、使得旋转模盘双向转动，使涂层均匀融化在管内壁；
[0024] S8、涂塑完毕，用人工方式取下S3中的快速堵头；放开s2中的夹紧机构，将管子用 吊车移至冷却修整区进行水冷固化成型。
[0025] 针对所需加工管件，在中控台电子操作屏上编制好操作程序后，上述S4、S5、S6、S7 步骤由电子中控台自动控制完成。
[0026] 涂塑设备的有益效果在于：
[0027] 1、将粉箱（灌粉单元）直接置于旋转模盘的一侧，粉箱与管件一起在旋转模盘旋 转，改变了现有技术粉箱需要移动及定位的方式，节省了时间，减少了高温管件在滚塑之前 的散热时间，从而大大降低成本，提高生产效率。
[0028] 2、粉箱设置百叶窗式的阀口，解决了现有技术粉箱落粉速度快，重量大，噪声大的 问题。
[0029] 3、粉箱选用重叠式套模与液压式夹紧机构配合，快速精准的固定待涂塑管件，重 叠式套模使得本发明设备在一个加工状态下适合多种待涂塑管件的加工，扩大了应用范 围，而且管件与粉箱接口的对位迅速、方便，节省时间。而液压式夹紧机构能够快速的将管 件法兰对接到粉箱接口，进一步节省时间。
[0030] 4、待涂塑管件除了与粉箱对接口外的其他管口，为了人工快速封堵，选用快速夹 具将钢制垫圈和聚酯封板轻便封堵到管件口上，并采用定位销定位，进一步降低管件涂塑 之前的散热时间。
[0031] 5、配重机构通过锥齿轮传动带动丝杠，进而调节配重块的位置，达到快速调节配 重的目的。而且，配重机构主要针对随旋转模盘转动的粉箱配设使用，确保旋转模盘平稳转 动，达到配重平衡的目的。
[0032] 综上，涂塑设备具有安全高效、自动化程度高、操作便捷、产品质量稳定的特点。
[0033] 本发明夹紧机构的有益效果在于，快速精准的固定待涂塑管件，管件与粉箱接口 的对位迅速、方便，节省时间。液压式夹紧机构能够快速的将管件法兰对接到粉箱接口，进 一步节省时间。

【专利附图】

【附图说明】
[0034] 图1是管子滚塑工艺装备的结构示意图。
[0035] 图2是图1所示装备的侧视结构示意图。
[0036] 图3是本发明装备驱动单元的结构示意图。
[0037] 图4是图2所示驱动单元的立体结构示意图。
[0038] 图5是旋转模盘与配重单元的立体结构示意图。
[0039] 图6是图5所示结构的主视图。
[0040] 图7是配重单元的调节机构示意图。
[0041] 图8是配重单元中调节机构与配重块之间的连接结构示意图。
[0042] 图9是图8中P处放大结构示意图。
[0043] 图10是本发明夹紧机构中夹头件的立体结构示意图。
[0044] 图11是本发明夹紧机构的立体结构示意图。
[0045] 图12是本发明夹紧机构的俯视结构示意图。
[0046] 图13是粉箱阀门的立体结构示意图。
[0047] 图14是粉箱阀门的侧视结构示意图。
[0048] 图15是重叠式套模的立体结构示意图。
[0049] 图16是重叠式套模的侧视结构示意图。
[0050] 图17是快速堵头俯视结构示意图。
[0051] 图18是快速堵头的侧视结构示意图。
[0052] 图19是快速堵头中钢圈的结构示意图。
[0053] 图20是图19所示钢圈结构的侧视结构示意图。

【具体实施方式】
[0054] 管子滚塑工艺装备，组成包括传动机构、旋转盘、配重调整机构、管子安装平台、液 压锁紧管子装置、粉料箱、液压粉末供给装置、模具等。具体说，如图1所示，本发明管件内 壁涂塑用滚塑设备，包括由驱动单元驱动旋转的立式圆形旋转模盘1，旋转模盘1的立式盘 面上设置有待涂塑管件夹紧机构。夹紧机构用于将管件固定到盘面上，包括后文提及的液 压夹紧机构，及其他辅助机构等。旋转模盘1的一侧固定有灌粉单元，所述旋转模盘1相对 所述灌粉单元的另一侧设置有配重单元6。
[0055] 旋转模盘1驱动单元（传动系统）主要由调速电机71和齿轮轴承结构组成，传动 系统见图2?4,电机带动主动小齿轮72转动，小齿轮72与被动大齿轮73啮合，大齿轮73 带动主轴74转动，主轴前段设置连接旋转模盘1的基座75。优选方式下，传动装置的最大 旋转重量（管件加管内填充粉末重量）为1T，最大旋转速度10转/分，根据管子规格设定 旋转速度，在可调速度范围内无级平稳调速。电机具备使管子周期性往复正转、反转、任意 位置停止、应急停止控制功能；同时可根据管子规格设定旋转时间参数，到达规定时间后装 备可自动停止在合适的任意位置。
[0056] 图1中，灌粉单元包括朝向所述旋转模盘1内侧设置灌粉口的粉箱4,粉箱4的灌 粉口设置有阀门3,阀门3的另一侧设置有用于对接待涂塑管件管口的接口组件。
[0057] 其中，粉箱4主要包括箱体、清理及检修口、粉末观察口。优选方式下粉箱箱体内 部中间有挡板结构，避免装置在旋转过程中粉箱内粉末来回流动，粉末观察口采用透视玻 璃结构可随时清楚观察粉箱内粉末数量，以便及时补充粉料，通过清理及检修口可方便地 进行清理及维修。粉箱的设置需要满足的要求为：便于粉末数量观测和及时补充，同时确保 粉箱能得到彻底清理及检修。
[0058] 如图13?14所示，灌粉单元的阀门包括并排布置的百叶窗叶片式阀页91，每一 所述阀页91的两侧分别铰接于阀门框架上，每一所述阀页91中心转轴通过百叶销99铰接 于同一根摆杆94上，所述摆杆94的一端以铰接方式连接于阀门液压缸组件96的拉伸杆端 部，所述阀门液压缸组件包括液压供给和控制机构。所述阀门还包括内侧设置于百叶销99 最大行程处的定位挡块95。图中，摇杆93是指铰链，在阀页中心轴和摆杆间起铰接作用。 灌粉单元的阀门也可选用其他渐开式阀门。
[0059] 上述描述可知，阀门主要包括阀体、摇杆、摆杆、定位挡块、阀叶、阀门油缸等。使用 方法：采用中控开关控制阀门机构，通过液压油缸推拉摆杆带动摇杆打开和关闭阀门百叶， 向管内平缓注入粉末或回收粉末到粉料箱内。阀门利用液压开关控制，安全可靠，可灵活打 开和关闭百叶，实现粉末自动注入和回收功能。
[0060] 而阀门与之连接的接口组件，包括一个重叠式套模5和一组用于将待涂塑管件管 口法兰连接于所述重叠式套模的夹紧机构2。为了确保待涂塑管件的夹紧，可以增加压紧在 套模上的辅助压紧装置，选择东莞好手机电HS-11421-SS型夹具设备等。
[0061] 如图15?16所示，所述重叠式套模5为中心开设涂塑粉末通过口 21的盘状模具， 所述通过口 21对接待涂塑管件的一侧同心设置沉头式的环形台阶。从而，环形台阶的内径 对应不同规格尺寸的待涂塑管件，方便管件的定位，达到快递高效的要求。而且一个套摸可 适用于多个内径规格的管件使用，扩展了适用范围。
[0062] 图中，重叠式套模主要包括中间定位托板（主要用于不同规格管子的定位安装）、 安装板（主要用于模具在平台上的安装）、加强筋25。使用方法：根据管子规格选择好对应 的模具，将模具以人工或吊车方式安装在旋转平台装置上，随后将加热好的管子通过吊车 放置在模具定位孔内，开启液压夹紧开关锁紧安装在平台上的管子。每组重叠式模具可用 于2-3种规格管子的加工，不用频繁更换模具，每种重叠式模具可加工两至三种不同法兰 规格的管子，减少更换和安装模具的时间，降低管子热能损耗，提高生产效率。
[0063] 如图10?12所示，夹紧机构2包括位于待涂塑管件管口两侧分别设置的液压缸 式夹紧机构，每一液压缸式夹紧机构包括外侧固定端以转动轴88铰接于设备架体上的夹 紧液压缸81，所述液压缸81的动作端铰接了一个夹头件83,所述夹头件的另一端以翻转压 紧且可更换方式设置了用于压接待涂塑管件管口法兰的压块84;所述夹头件还设置了一 个使得所述液压缸81动作端铰接点与所述压块绕圈转动的固定式铰点82。压块84的规格 根据待涂塑管件的规格选取，并翻转更换到夹头件83上使用。
[0064] 包括上述夹紧机构的组件本发明装备的核心组件，主要有平台、夹紧机构（托板、 夹头、压块、油缸等）组成，托板移动采用双级油缸设置在平台结构下方（减小平台整体尺 寸），压块具有翻转功能。使用方法：根据管子法兰规格提前设置好压块，并在平台上安装 好重叠式模具，待管子放置在平台装置后通过两端的托板移动油缸使夹头快速水平移动 顶住管子外表面，同时控制夹紧油缸快速使压块向下压紧在管子外壁和法兰结合处，待涂 塑结束后，松开压块及夹头，夹紧机构复位。
[0065] 夹紧机构可以设置遥控控制开关，操纵方便快捷，可短时间内固定已加热管子。用 同一种模具涂塑两种不同规格法兰的管子时，调节翻转压块实现压紧管子功能，操作方便 提商生广效率。
[0066] 此外，优选方式下，在圆形旋转模盘上设有可移动配重滑块，根据管子规格尺寸随 时按刻度调整配重块位置，以确保装备在旋转各式管子时取得良好的稳定性。具体参见图 5?9所示，配重单元6包括在所述旋转模盘1径向设置的滑道61，所述滑道61上坐有滑 块62,所述滑块还配设有螺纹，并旋接于丝杠65上，所述丝杠一端连接了被动锥齿轮66,所 述被动锥齿轮66配合有连接了驱动端的主动锥齿轮；所述滑块独立作为配重或连接其他 配重块使用，也就是说，所述配重块可以是多个，如图8所示配重块67和68分别连接于滑 块62的上下两面，滑块62本身也可以作为一个配重块使用。配重滑块使用方法：编制管子 尺寸和配重刻度对照表，根据所要加工的管子对应调整配重标牌上的刻度，视管子的规格 和长度确定是否需要进行配重调整，如需调整，用棘轮扳手操作实现（通过伞形齿轮及调 节螺杆传动来调节移动配重滑块位置），指针到达对应标尺刻度值时表示调整完毕。
[0067] 通过设置移动式配重单元，提高装备旋转的操作安全性，可扩大管子加工尺寸范 围，使该装备在加工不同规格尺寸管子时能保持离心旋转过程中的重心稳定。
[0068] 在本发明设备的使用过程中，还用到了快速堵头，用于封堵待涂塑管件除灌粉口 外的其他接口。如图17?20所示，快速堵头包括设置钢制垫圈44的聚酯耐热封板40 (玻 璃纤维+PA66)，钢制垫圈两面带定位销43, 一面与管子法兰对接，一面与带孔的聚酯板对 接，所述聚酯板的外端面固定有把手41，周向外缘间隔设置有F型快速夹具42(优选为东莞 好手机电HS-80379)
[0069] 封盖是聚酯盲板加钢制垫圈的结构设计，用于密封管子法兰端面的封堵工装。（注 意钢制垫圈在安装后要使法兰水线面留出3mm以上的空隙，以便使聚乙烯粉末能充分粘着 在法兰水线面）
[0070] 快速堵头的使用方法：根据管子规格选择相对应的封盖，用F型快速夹具将封盖 快速安装在对应法兰面上（首次使用时，将封盖及垫圈通过定位销正确放置在法兰面上， 并夹紧快速夹具，调整螺栓松紧，使夹具夹紧力适中，拧紧螺母），施工完成后松开快速夹 具，按顺序取下封盖及垫圈。
[0071] 快速堵头的优点：封盖及夹具为一体结构，封盖选用聚酯材料，结构重量轻且耐高 温，人工操作方便快捷，可在极短的时间内封闭管子内部空间，以最快速度进行下道滚塑工 序，减少热能损耗，确保聚乙烯涂层钢管质量。
[0072] 综上，快速堵头封堵包括固定有钢制垫圈的聚酯耐热封板，所述钢制垫圈两面带 定位销，一面与带孔的所述聚酯耐热封板对接，一面用于与待涂塑管子的法兰对接。所述聚 酯耐热封板外侧设置把手，此外，所述聚酯耐热封板的边缘间隔固定有F型快速夹具。
[0073] 根据上述设备的描述，本发明还提供了一种基于上述设备的工艺方法，包括如下 步骤
[0074] S1、使得粉箱位于最低位置，并关闭阀门；根据待涂塑管子的规格选择重叠式套 模，并安装到粉箱阀门一侧；根据待涂塑管子的规格调节配重单元；
[0075] S2、待涂塑管子加热至预定用于涂塑的温度后，通过吊运，将待涂塑管子的管口与 所述重叠式套模对接，并用夹紧机构夹紧；视情况用手工方式将辅助压紧装置安装在平台 上来辅助压紧套模。
[0076] S3、利用旋转模盘调节待涂塑管子的位置，人工方式在待涂塑管子的其他开口端 安装快速堵头；
[0077] S4、旋转模盘，使粉箱旋转至正上方，开启阀门向管子内注满聚涂塑用粉末，然后 关闭供粉阀门；
[0078] S5、使得旋转模盘双向转动，使粉末在管子内壁流动并均匀融化附着在管子内壁 和法兰水线面上；
[0079] S6、旋转模盘使得粉箱旋转至正下方，开启阀门，未融化余粉则回入粉箱后关闭阀 门；
[0080] S7、使得旋转模盘双向转动，使涂层均匀融化在管内壁；
[0081] S8、涂塑完毕，用人工方式取下S3中的快速堵头；放开s2中的夹紧机构，将管子用 吊车移至冷却修整区进行水冷固化成型。
[0082] 针对所需加工管件，在中控台电子操作屏上编制好操作程序后，上述S4、S5、S6、S7 步骤由电子中控台自动控制完成。
[0083] 本发明将在燃气加热炉内加热（预设温度区间为280°C -330°C )后的待涂塑管 子主管的一端放置在配套法兰套模的平台装置上（平台装置下部与供粉箱相连），通过在 平台装置上的液压夹紧机构锁紧固定管子，通过调速电机传动机构带动旋转盘及附属平 台结构沿转盘中心轴向旋转，然后将平台上的管子旋转停止在合适位置，用人工方式在管 子另一端及附属支管法兰端面安装专用配套封盖，随后使供粉箱旋转至正上方，此时开启 供粉阀门向管子内注满选定的聚乙烯粉末，然后关闭供粉阀门，旋转装置按设定参数使管 子周期性往复垂直方向旋转，使粉末在管子内壁流动并均匀附着在管子内壁和法兰水线面 上，达到聚乙烯涂层工艺要求后装备停止旋转在合适位置，然后开启供粉阀门使余粉全部 自然回落至粉料箱，此时关闭供粉阀门，装备再进行定时旋转，达到指定参数后用人工方式 取下封盖松开液压锁紧装置，将管子用吊车移至冷却修整区进行水冷固化成型。
[0084] 该工艺装备充分考虑了管子温度变化对聚乙烯涂层质量可能产生的最直接影响， 整体设计思路是使每一设备运转环节以最方便快捷最安全高效的方式来进行管子内壁的 聚乙烯粉末涂装，以尽可能地提升聚乙烯涂层钢管的品质。
[0085] 根据上述描述，本发明管子滚塑工艺装备的操作工序可由如下表格归纳：
[0086]

【权利要求】
1. 一种专用于管件内壁涂塑用滚塑设备的夹紧机构，其特征在于，包括位于待涂塑管 件管口两侧分别设置的液压缸式夹紧机构，每一液压缸式夹紧机构包括外侧固定端以转动 轴（88)铰接于设备架体上的夹紧液压缸（81)，所述液压缸（81)的动作端铰接了一个夹 头件（83)，所述夹头件的另一端设置了用于压接待涂塑管件管口法兰的压块（84);所述夹 头件还设置了一个使得所述液压缸（81)动作端铰接点与所述压块绕圈翻转的固定式铰点 (82)。
【文档编号】B29C41/34GK204054457SQ201420353063
【公开日】2014年12月31日 申请日期:2014年6月27日 优先权日:2014年6月27日
【发明者】赵刚, 孟秀文, 陈祥平, 张士锋 申请人:大连船舶重工集团有限公司