一种多孔位防腐热收缩套管加热装置的制作方法

本实用新型属于燃气管道的防腐蚀技术领域，涉及钢塑转换管的防腐加工技术，尤其涉及适用于热缩加工式3pe防腐技术的防腐加工设备。

背景技术：

城市天然气管网由地下管道和地上管道两类管道组成，因为地下环境对钢管具有腐蚀性，所以地下管道多采用具有良好耐腐性的塑料管进行铺设，而地上管道因为考虑到塑料管暴露在空气中容易老化，则采用钢管进行铺设。地下塑料管与地上钢管之间通过一段钢塑转换管进行转换连接，所述钢塑转换管由一段塑料管和一段钢管同轴连接制成。在整个管网中，钢塑转换管大部分需要埋于地下，因此其钢管段需进行防腐处理。

钢塑转换管的3pe防腐主要采用热缩式工艺，热收缩套为预先制备好的套管，热收缩套外层为辐射交联聚乙烯，内层为热熔性聚乙烯胶粘剂。加工时，先在钢管的表面涂覆环氧粉末防腐层，然后将预制的热收缩套套装在钢管上，钢塑连接结节套有带金属箍的，热收缩套把金属箍也一起套起来，最后对热收缩套进行加热，使热收缩套收缩并通过受热熔融的胶粘剂粘贴在管件上。

目前，工厂实际采用的防腐热收缩套的加热方式仍以人工火烤为主，主要缺点是:1、加热不均匀，导致套管与钢管之间不同部位的粘接强度严重不均，而且表面凸凹不平，外观丑陋；2、内部容易形成气包；3、温度难以控制，如有不慎很容易烧焦套管，对工人的熟练程度要求很高；4、明火操作下很容易发生安全事故，出现烧伤情况，存在很大安全隐患。

虽然在专利文献中有公开了多种其它加热方式，例如公开号分别为cn210211368u和cn206879132u的实用新型专利所公开的电磁加热方式，以及公开号为cn109357101a的发明专利申请公开的红外加热方式，但均未能在实践中得到实际应用。经实践发现，不论是电磁加热方式，还是红外加热方式，其加热时间都远远超过火烤加热的时间。虽然通过机械设备可以实现多根管件的一次性加工，但是其整体效率仍然远低于人工火烤加热所达到的效率。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题：传统人工操作下钢塑转换管防腐加工，容易导致套管被烧焦，废品率高，套管与钢管粘接强度不均匀，表面质量差；加工成本高，单根操作，效率低，不适于规模化工业化生产；传统人工火烤操作很容易发生安全事故，出现烧伤现象，存在极大安全隐患；文献所公开的设备方案加工效率过低。

针对上述问题，本实用新型提出一种可以适用于钢塑转换管防腐加工设备的多孔位防腐热收缩套管加热装置，包括用于提供高压气流的高压风源、径向排布的多个电磁加热筒，所述电磁加热筒由外层电磁线圈、中层隔热层、处于电磁线圈磁场范围内的内层金属加热缸筒组成，所述金属加热缸筒至少部分地由导磁材料制成，金属加热缸筒内腔为轴向贯通的管件加热通道，金属加热缸筒的内壁上设有沿周向分布的高压热气流喷射口，金属加热缸筒的筒壁内设有空气加热通道，所述喷射口与空气加热通道连通，所述空气加热通道设有进气接口，所述高压风源的出风口分别与各电磁加热筒的空气加热通道进气接口连通。

金属加热缸筒在电磁线圈的磁场作用下发热，高压气源输出的高压气流首先进入到金属加热缸筒的筒壁内部的空气加热通道，在空气加热通道中被加热成高压热气流，然后通过金属加热缸筒内壁上的喷射口喷射到位于管件加热通道内的热收缩套管上。

上述方案采用向表面喷射高压热气流的方式对热收缩套管进行加热，气流与套管表面直接接触换热，与火焰接触套管表面换热的热传导速度相当，与现有电磁加热和红外加热方式相比，可大大缩短加热时间；高压气流对套管表面形成表面压力，有助于热收缩套管均匀地向轴心收缩。电磁加热筒的筒状结构，大大增加了加热面积，使得热空气更加均匀高效地对管状工件进行加热。不难理解的是，本实用新型加热装置不仅适用于钢塑转换管防腐加工，也适用于其它采用热收缩套管的防腐加工。

作为改进，所述电磁线圈的磁场范围覆盖所述管件加热通道，通过管件加热通道的钢管也会在电磁线圈作用下发热。

作为优选，所述空气加热通道包括一周向主通道和若干轴向分支通道，所述主通道绕金属加热缸筒一圈，所述分支通道分为数量相等的两组，分别从主通道的两侧与主通道连通，每组中的各分支通道沿金属加热缸筒周向均匀分布。

作为优选，所述金属加热缸筒包括内层缸筒和外层缸筒两层结构，所述空气加热通道设置在内层缸筒和外层缸筒之间，与高压气源连接的进气口设置在外层缸筒上，所述喷射口设置在内层缸筒上。两层结构设计有利于空气加热通道的加工。

根据本发明的原理，所述金属加热缸筒的材料应当优选导磁材料更好的铁质材料，实际工艺中往往采用铸铁材料，但实践中发现所述喷射口常常在短时期使用后就会发生堵塞现象，经查证，堵塞原因在于所述喷射口处铁发生氧化生成氧化物并且不断生长膨胀，同时空气加热通道中暴露在空气中的铁质材料发生氧化后生成氧化物脱落后随空气流动聚集到喷射口处，导致喷射口堵塞。为了避免堵塞，将所述金属加热缸筒的材料换成抗氧化材料，一般操作中往往采用铜质材料，但铜质材料无法产生磁发热的效果。

针对上述问题，本发明提供了一种专用的加热缸筒，所述金属加热缸筒包括外层的铁质缸筒和内层的铜质缸筒。外层铁质缸筒，靠近电磁线圈，在电磁线圈的交变磁场作用下形成涡流发热，热转化率特别高。内层铜质缸筒相较于铁质材料等其他材料，可以减少氧化物质的生成脱落，从而防止脱落氧化物造成的喷射口堵塞。同时，作为可选项，内层铜质缸筒的材料也可以选择不锈钢等抗氧化性好的材质，但考虑到加工工艺的简便度、用材普遍性以及成本控制，往往采用铜质材料。

进一步地，所述空气加热通道由设置在铜质缸筒外侧壁上的槽与铁质缸筒内侧壁组合而成，这种结构可以保证铁质缸筒的筒壁厚度均匀。厚度均匀的铁质缸筒相较于在铁质缸筒内侧壁上设置槽来说，更有利于减少对涡流效应的影响，提高能源转化率，同时对空气的加热也起到分布更加均匀的效果。

作为优选，所述高压气源为高压风机（风压大于30kpa），高压风机的出风口通过风管与加热装置内的空气加热通道连通。

作为优选，所述喷射口在金属加热缸筒的内壁上分别沿周向和轴向均匀分布，喷射口开口方向朝向与金属加热缸筒同轴且直径小于金属加热缸筒直径的虚拟圆柱面。优选地，喷射口开口方向朝向金属加热缸筒的轴心。一方面可以保证高压热气流直接喷射到套管的表面上，另一方面使气流压力指向轴心，对套管形成最大的表面压力。

作为优选，用于连通空气加热通道和高压风源的风管由总风管与多个分支风管组成，总风管一端与所述高压风机出风口连接，另一端分别与各分支风管连接，各分支风管分别与一个电磁加热筒的空气加热通道的进气接口连接。

作为改进，每个分支风管均设有控制阀，可以单独控制某一分支风管的通风。有利于控制加工工件数量，避免能源浪费。

作为改进，每个电磁加热筒的外接电源分别配置有控制开关，可以单独控制某一电磁加热筒的通断电情况。有利于控制加工工件数量，避免电能浪费。

作为改进，所述管件加热通道两端设置有盖板，盖板孔径小于管件加热通道的直径，大于套有防腐热收缩套管的加工工件外径。盖板的设置有利于减少热空气的外漏，提高热量利用率，同时降低环境温度。

作为改进，加热装置的四面和顶面设置有防护网板，防止工作人员触及电磁加热筒烫伤的同时，有利于电磁加热筒的外层电磁线圈的散热，避免电磁线圈过热而烧毁。

本实用新型技术方案具有如下有益效果：1、加热速度快；2、加工后管件表面质量好；3、防腐套管与钢管之间的粘接效果好：粘接强度均匀、粘接强度大；4、有利于降低钢塑转换管防腐加工的加工成本；5、避免了明火操作，自动化程度的提高减少了人工直接与加工管件的接触，降低了操作中会出现的安全隐患，大大提高了生产的安全性。

附图说明

图1是采用本实用新型加热装置的防腐加工设备的整体结构示意图1。

图2是采用本实用新型加热装置的防腐加工设备的整体结构示意图2。

图3是本实用新型加热装置中所述加热缸筒整体外观图。

图4是本实用新型加热装置中所述加热缸筒沿轴向的剖面示意图。

图5是本实用新型加热装置中所述加热缸筒的铜质缸筒的结构示意图。

图6是本实用新型加热装置中所述加热缸筒与所述加工设备的管件支撑杆相对位置移动示意图。

具体实施方式

结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步描述。需要注意的是，以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

参考图1、图2，本实施例所述采用本实用新型加热装置的防腐加工设备包括底座部分，固定机架部分，移动机架部分，移动机架驱动部分，辅助部分。

底座部分包括底座1、底座2，底座1与底座2连接，底座2上方两侧平行安装滑轨3；固定机架部分包括固定机架4、管件支撑杆5，固定机架4安装在底座1上方，管件支撑杆5排列安装在固定机架4正面，管件支撑杆5上下2排，每排4根，呈矩形排列；移动机架部分包括移动机架6、加热缸筒7、防护网板8，移动机架6放置于滑道3上，移动机架6四面和顶面设置有防护网板8，加热缸筒7呈套筒状，排列安装在移动机架6上，加热缸筒7有上下2排，每排4个，呈矩形排列；移动机架驱动部分包括伺服电机9、丝杆装置10，丝杆装置10包括通过轴承安装在底座上的丝杆，沿机架2纵向中心线方向，与丝杆配合的固定设置在移动机架上的螺丝套，伺服电机9驱动丝杆旋转；辅助部分包括伺服高压风机11、风管分支风管12、总风管13、履带式电线盒14，伺服高压风机11安装在固定机架4一侧，分支风管12安装在移动机架6一侧并与伺服高压风机11同侧，伺服高压风机11与分支风管12通过总风管13连接，分支风管12共有8根，分别与8个加热缸筒7相连接，履带式电线盒14与分支风管12同侧，与加热缸筒7连接为其供电。

所述管件支撑杆5与加热缸筒7一一对应，每组管件支撑杆5的截面与对应加热缸筒7的截面圆心位于同一水平轴向上。

所述管件支撑杆5分为两部分，由大直径杆段与小直径杆段组成。大直径杆段与固定机架4连接，小直径杆段连接在大直径杆段末端；大直径杆段直径大于热缩防护管外径，小直径工位杆段直径小于钢塑转换管内径。套有防腐热收缩套管的钢塑转换管在管件支撑杆5上的套装位置，由小直径杆段与大直径杆段之间的台阶限位。

参考图3、图4、图5，所述加热缸筒7的内层发热缸筒由铁质缸筒17和铜质缸筒18紧密贴合组成，铁质缸筒17在铜质缸筒18外侧，铜质缸筒18内腔构成所述加热器筒状结构的内腔。空气加热通道由设置在铜质缸筒18外侧壁上的槽与铁质缸筒17内侧壁组合而成，铁质缸筒17的筒壁厚度均匀。空气加热通道包括一周向主通道和若干轴向分支通道，所述主通道绕加热缸筒7一圈，所述分支通道分为数量相等的两组，分别从主通道的两侧与与主通道连通，每组中的各分支通道沿加热缸筒7周向均匀分布。在管件加热通道的内壁上分别沿周向和轴向均匀分布喷射口，喷射口开口方向朝向一与管件加热通道同轴且直径小于管件加热通道直径的虚拟圆柱面，喷射口开口方向朝向管件加热通道的轴心。喷射口贯穿铜质缸筒，连通空气加热通道和管件加热通道。铁质缸筒18外为中层隔热层16，中层隔热层16外侧是外层电磁线圈15。分支风管12依次穿过外层电磁线圈15、中层隔热层16、铁质缸筒17，与空气加热通道连通。所述加热缸筒7两端设置有盖板19，减少热空气的外溢。履带式电线盒14中的电线与外层电磁线圈15连接为其供电。

工作原理如下：

工作人员将套好防腐热收缩套管的钢塑转换管工件固定套装在管件支撑杆5上，并且在钢塑转换管塑料段上套上隔热套，打开伺服高压风机11，伺服高压风机11产生的带有压力的空气通过总风管13和分支风管12分别进入各加热缸筒7内部的空气加热通道；打开电磁加热开关，外层电磁线圈15与铁质缸筒17组成的电磁加热结构产生热量，在铁质缸筒17内形成涡流，电磁能转化成热能，对空气加热通道内的空气进行加热；被加热后的带压力的热空气通过喷射口喷射进入加热器套筒7内的管件加热通道，两端的盖板19可以减少热空气的外溢；打开伺服电机9，丝杆10转动，带动移动机架6移动，向固定机架4方向移动，管件支撑杆5上套好防腐热收缩管的钢塑转换管工件从加热缸筒7内部的管件加热通道内穿过，被其中的热空气加热，同时，管件加热通道内的钢管由于处于外层电磁线圈15所覆盖的磁场内而发热，钢管被加热。防腐热收缩套管内的胶层受热后融化，在加热缸筒7通道内高压热空气施加一定压力的情况下，防腐热收缩套管收缩，与钢塑转换管紧密均匀地贴合。

参考图6，加热缸筒7从图6中所示a位置移动到图6中所示b位置，使工件所有部分都能完整地从加热缸筒7的一端进入从另一端离开，从而被加热相同的时间；防腐热收缩套管从一端开始加热，移动加热到另一端，从而使防腐热收缩套管与钢塑转换管之间残留的空气被挤压出来；之后，伺服电机9反转，丝杆10带动移动机架6反向移动，远离固定机架4。移动机架6在设定的时间内反复往返移动，带动加热缸筒7对管件进行加热。加热完毕后，防腐热收缩套管包覆在钢塑转换管上，钢塑转换管防腐加工完成，工作人员将其取下。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些内容也应视为本实用新型的保护范围。