一种钢塑复合管电磁加热熔接夹具的制作方法

本发明涉及钢塑复合管道加工领域，特别涉及一种钢塑复合管电磁加热熔接夹具。

背景技术：

钢塑复合管由于既具备了金属管材的高强度，又具备了塑料管材的耐腐蚀性能，所以广泛应用于城市住宅建筑中的水和气的循环系统。

在现有技术中，钢塑复合管的连接方法主要有先热熔后承插连接、机械连接及电磁加热连接等方法。其中，先热熔后承插连接方法，即通过加热板加热凸凹模套再分别将管接头和管材(待与管接头连接的钢塑复合管)插入凸凹模套内，使管接头以及管材的内外层塑料加热熔化后，取岀热熔化后管接头和管材，再将管材插入管接头内实现连接，这种熔接方法由于插接时塑料呈熔融状态，易偏位和产生熔瘤，且管道熔接后岀现渗漏时无法补救。机械连接方法，主要是利用扩口工具将管材扩口，用承插方式通过铁法兰盘用螺杆压紧用密封圈密封进行连接；需配备专用的端封设备，工具多且重安装不方便，密封圈易损坏。电磁加热连接，即将管材插接在管接头内，通过在管件外面产生交变磁场，该磁场使对连接处管材的金属层产生交变蜗流而发热，金属层产生的热量使钢塑复合管的塑层熔化而熔接在一起。电磁加热连接可以避免前两种前连接方式的缺点。但是，这种方法虽然优点较多，由于其夹具设计的技术瓶颈导致其无法推广应用。例如在现有技术中公开了一种电磁熔接夹具，在该夹具中，在两个半环形壳体内分别设置有单片金属体和双片金属体，且双片金属体平行设置，当夹具闭合时，单片金属体的一端插入双片金属体之间，形成一圈完整的电磁线圈；该结构以两个半环形金属体铰接形成电磁线圈，但是，半环形金属体形成电磁线圈存在导磁性差、易发热，半环形金属体的连接点处易起弧打火等问题。

技术实现要素：

本发明实施例的目的在于提供一种钢塑复合管电磁加热熔接夹具，以实现解决现有的电磁熔接夹具导磁性差且易发热的问题。具体技术方案如下：

一种钢塑复合管电磁加热熔接夹具，包括：环形夹套、励磁线圈及电磁加热控制电路；

所述环形夹套包括第一半环形夹套和第二半环形夹套；所述第一半环形夹套包括第一半环形夹套抱箍及与所述第一半环形夹套抱箍相连的第一半环形励磁线圈固定部，所述第二半环形夹套包括第二半环形夹套抱箍及与所述第二半环形夹套抱箍相连的第二半环形励磁线圈固定部；两个半环形夹套在两个半环形夹套抱箍的一端铰接连接，在两个半环形夹套抱箍的另一端通过第一锁紧机构闭合连接，优选地，所述第一锁紧机构包括：铰接于第一半环形夹套抱箍的搭扣及与其转动相连的搭扣环，和设置于第二半环形夹套抱箍的搭扣槽；

当第一半环形夹套和第二半环形夹套闭合时，所述第一半环形夹套抱箍和所述第二半环形夹套抱箍闭合成环形夹套抱箍，所述第一半环形励磁线圈固定部和所述第二半环形励磁线圈固定部闭合成环形励磁线圈固定部；

所述环形励磁线圈固定部外壁制有螺纹槽；

所述励磁线圈由利兹线缠绕而成，且固定于螺纹槽内；且励磁线圈的两端与电磁加热控制电路电连接。

可选的，所述环形夹套抱箍内壁沿周向设置有定位凸台。

可选的，所述螺纹槽的两端设置有励磁线圈固定卡件。

可选的，所述励磁线圈的两端通过快换接头与电磁加热控制电路连接。

可选的，所述利兹线设置有缠绕起点标识。

可选的，所述环形夹套的材质为工程塑料，优选为：聚甲酫树脂、ABS树脂\聚碳酸酯合金塑料、尼龙、酚醛树脂中的一种。

可选的，所述夹具还包括与环形夹套可拆卸连接的定位机构，所述定位机构包括：同轴心设置的环形定位抱箍及环形承插件；所述环形定位抱箍包括第一半环形定位抱箍及第二半环形定位抱箍，两个半环形定位抱箍的一端铰接连接，两个半环形定位抱箍的另一端通过第二锁紧机构闭合连接；优选地，所述第二锁紧机构包括：铰接于第一半环形定位抱箍的搭扣及与其转动相连的搭扣环，和位于第二半环形定位抱箍的搭扣槽；所述环形承插件包括第一半环形承插件及第二半环形承插件；所述第一半环形承插件通过第一连接件沿其轴向与所述第一半环形定位抱箍连接；所述第二半环形承插件通过第二连接件沿其轴向与所述第二半环形定位抱箍连接；

所述环形夹套远离所述环形夹套抱箍的一端连接有与环形夹套同轴心的环形插接件；所述环形插接件包括位于第一半环形夹套上的第一半环形插接件和位于第二半环形夹套上的第二半环形插接件；连接所述环形夹套和定位机构时，所述环形插接件插入所述环形承插件，并通过第三锁紧机构锁紧，以使所述环形夹套与所述定位机构同轴心固定。

可选的，所述第三锁紧机构包括：设置于所述环形承插件上的锁紧槽，及与所述锁紧槽对应的、设置于所述环形插接件上的锁紧销，当所述环形插接件插入所述环形承插件时，所述锁紧销固定于所述锁紧槽内。

可选的，所述锁紧槽包括平行于所述环形承插件的轴心的引导部及沿所述环形承插件周向延伸的锁紧部；所述引导部与所述锁紧部夹角为93-95°。

可选的，所述利兹线由1000-1500根直径为0.08-0.12mm的无氧铜漆包线绞合或编织而成。

本发明实施例提供的钢塑复合管电磁加热熔接夹具，在环形夹套的环形励磁线圈固定部外壁制有螺纹槽，并将由利兹线缠绕而成的励磁线圈固定于螺纹槽内；发明人出乎意料的发现，由利兹线缠绕而成的励磁线圈代替半环形金属体作为励磁线圈，电磁加热导磁性好，不易发热，能连续使用，且由于本发明的励磁线圈不存在连接点，所以不会出现起弧打火的问题，同时周圈产生的交变磁场均匀。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种钢塑复合管电磁加热熔接夹具的结构示意图；

图2为图1中环形夹套的结构意示图；

图3为图2中A-A面的剖视图；

图4为本发明实施例提供的励磁线圈固定卡件结构意示图；

图5为图4示出的励磁线圈固定卡件的安装意示图；

图6为发明实施例提供的快换接头及快换接头座结构意示图；

图7为本发明实施例提供的定位机构的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的钢塑复合管电磁加热熔接夹具的环形夹套及定位机构的连接前示意图；

图9本发明实施例提供的钢塑复合管电磁加热熔接夹具的环形夹套及定位机构的连接后示意图；

图10为图2中B-B面的剖视图；

图11为锁紧槽的放大图；

其中，图1至图11中各组件名称与相应附图标记之间的对应关系为：

环形夹套100、励磁线圈300、电磁加热控制电路400、第一半环形夹套101、第二半环形夹套102、第一半环形夹套抱箍103、第一半环形励磁线圈固定部104、第二半环形夹套抱箍105、第二半环形励磁线圈固定部106、第一锁紧机构107、螺纹槽108、定位凸台109、励磁线圈固定卡件110、卡合部110a及固定部110b、橡胶套手柄29、导线接头30、插头锁紧螺母31、插头32、锁紧螺口33、塑料套座34、电器合侧板35、接线头锁紧螺母36、接线头螺杆37、利兹线38、环形插接件150、第一半环形插接件151、第二半环形插接件152、定位机构200、环形定位抱箍210、环形承插件220、第一半环形定位抱箍211、第二半环形定位抱箍212、第二锁紧机构230、第四锁紧机构240、第一半环形承插件221、第二半环形承插件222、第一连接件241、第二连接件242、第三锁紧机构400、锁紧槽410、锁紧销420、引导部410a、锁紧部410b、搭扣107a、搭扣环107b、搭扣槽107c。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种钢塑复合管电磁加热熔接夹具，结合图1-图3所示，包括：环形夹套100、励磁线圈300及电磁加热控制电路400；

所述环形夹套100包括第一半环形夹套101和第二半环形夹套102；所述第一半环形夹套101包括第一半环形夹套抱箍103及与第一半环形夹套抱箍103相连的第一半环形励磁线圈固定部104，所述第二半环形夹套102包括第二半环形夹套抱箍105及与第二半环形夹套抱箍105相连的第二半环形励磁线圈固定部106；两个半环形夹套在两个半环形夹套抱箍的一端铰接连接，在两个半环形夹套抱箍的另一端通过第一锁紧机构107闭合连接；

当第一半环形夹套101和第二半环形夹套102闭合时，第一半环形夹套抱箍103和第二半环形夹套抱箍105闭合成环形夹套抱箍，所述第一半环形励磁线圈固定部104和第二半环形励磁线圈固定部106闭合成环形励磁线圈固定部；

环形励磁线圈固定部外壁制有螺纹槽108；

所述励磁线圈300由利兹线缠绕而成，且固定于螺纹槽108内；且励磁线圈300的两端与电磁加热控制电路400通过导线电连接。

需要说明的是，电磁加热控制电路4是控制励磁线圈3产生交变磁场的电路，为现有技术，本发明在此不进行限定，可以采用现有技术中的相关技术方案来实现。

在本发明中，优选地，利兹线由1000-1500根直径为0.08-0.12mm的无氧铜漆包线绞合或编织而成，利兹线外部涂覆有阻燃绝缘层。更优选地，利兹线由1300根直径为0.1mm的无氧铜漆包线绞合或编织而成。该利兹线可以通过本发明在此提供的参数外购，本发明在此无需对其进行进一步的限定。

本实发明施例提供的管电磁加热熔接夹具的工作过程：首先将管材插入到管接头内；然后打开两个半环形夹套，并将其卡在待熔接的管接头表面，闭合两个半环形夹套，并通过第一锁紧机构107将两个半环形夹套锁紧。再将利兹线于螺纹槽108内缠绕成至少三匝的励磁线圈300，并将励磁线圈300的两端与电磁加热控制电路400通过导线电连接，接通电磁加热控制电路400，电磁加热控制电路400控制匝励磁线圈300产生交变磁场，位于钢塑复合管内的金属切割磁场并在金属内部产生涡流使其温度升高，当金属温度达到包覆于金属层的塑料的融化温度时，塑料开始融化并与其接触的管接头熔接到一起，由利兹线缠绕而成的励磁线圈电磁加热导磁性好，不易发热，能连续使用，且由于本发明的励磁线圈不存在连接点，所以不会出现起弧打火的问题，同时周圈产生的交变磁场均匀。

具体地，螺纹槽108的横截面为U形，更为具体地，螺纹槽108的最底端与环形励磁线圈固定部的内壁的距离为2-5mm；更为具体地，环形励磁线圈固定部的轴向的两端和与其最接近的螺纹槽108的距离为7-20mm。

现有技术中，很多管材外壁都设有定位槽，基于此，为了能够更方便的将夹具固定于管接头上，如图2所示，在本发明实施例的一种优选实施方式中，环形夹套抱箍内壁沿周向设置有定位凸台109。需要说明的是，定位凸台109的具体形状可以根据管材的定位槽来确定，本发明在此不进行限定，例如，如图2所示，定位凸台109可以为V字型。

为了能够快速、牢固的将励磁线圈300固定于螺纹槽108内，继续如图1-图3所示，在本发明实施例的一种优选实施方式中，在螺纹槽108的两端设置有励磁线圈固定卡件110。在缠绕励磁线圈300时，首先将利兹线的一端固定在螺纹槽108的一端的励磁线圈固定卡件110内，然后在螺纹槽108内缠绕励磁线圈300，缠绕完毕后，再将利兹线的另一端固定在螺纹槽108的另一端的励磁线圈固定卡件110内；由于利兹线的两端卡于励磁线圈固定卡件110内，所以所形成的励磁线圈300在螺纹槽108内不会松动，既快速、又牢固。对于励磁线圈固定卡件110的结构，只要其能实现卡住利兹线即可。优选地，可以采用如图4-图5所示的励磁线圈固定卡件。该励磁线圈固定卡件包括：卡合部110a及固定部110b；卡合部110a可以为非封闭的环形件，且具有弹性，卡合部110a能够嵌入螺纹槽108内，且利兹线能够嵌入并固定于卡合部110a中。固定部110b用于固定在任一个半环形励磁线圈固定部上；在实际应用中，可以通过螺钉将固定部110b任一个半环形励磁线圈固定部上。固定部110b的形状大小不需限定，只要其不影响利兹线在螺纹槽108中缠绕成励磁线圈300即可。如图5所示，固定部110b可以为方形的片状体；其可以通过螺钉固定于一个半环形励磁线圈固定部与另一半环形励磁线圈固定部闭合时的连接处的侧壁上，并保证卡合部110a能够嵌入螺纹槽108内。

进一步地，为了能够更快速、方便的将励磁线圈300固定于螺纹槽108内，在本发明实施例的一种优选实施方式中，在利兹线上设置有缠绕起点标识。标识可以是一种与利兹线颜色有明显差异的颜色标记。

为了能够快速完成励磁线圈300与电磁加热控制电路400的连接，在本发明实施例的一种优选实施方式中，励磁线圈300的两端通过快换接头与电磁加热控制电路400连接。需要说明的是，快换接头是一种常用的电器部件，本领域技术人员可以采用现有的快换接头来实现本发明的技术方案。具体地，可以在励磁线圈300的两端设置快换接头，并在电磁加热控制电路400设置适配的快换接头座，当需要连接时，将快换接头插入快换接头座，即可实现励磁线圈300与电磁加热控制电路400的连接，当不需要连接时，只要将快换接头从快换接头座中拔出即可，即快速又方便。本发明实施例中的快换接头及快换接头座可以采用如图6所示的快换接头及快换接头座。该快换接头包括橡胶套手柄29、导线接头30、插头32、插头锁紧螺母31；导线接头30套在橡胶套手柄29内，导线接头30和利兹线38连接且与插头32为一体连接，插头锁紧螺母31固定在橡胶套手柄29内。快换接头座包括塑料套座34、锁紧螺口33、接线头螺杆37、接线头锁紧螺母36；锁紧螺口33设置于塑料套座34内，接线头螺杆37与接线头锁紧螺母36为一体，且接线头螺杆37穿过电器合侧板35，接线头锁紧螺母36将驱动控制电磁加热控制电路400的电连接线头、电器合侧板35锁紧连接在一起。连接时将快换接头插头32插入换接头座内锁紧螺口33，顺时针旋转橡胶套手柄29带动插头锁紧螺母31旋转锁紧快换接头座锁紧螺口33，使快换接头的插头32与换接头座的锁紧螺口33锁紧，快速完成连接，插头32与锁紧螺口33为锥形面接触，接触面大且接触紧固，增强了导电效果，使线接口更便捷。

在上述各实施例的实施过程中，环形夹套100的材质为工程塑料，优选为：聚甲酫树脂、ABS树脂\聚碳酸酯合金塑料、尼龙、酚醛树脂中的一种。所说的ABS树脂，其主要成分为丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。

在上述实施例的一种优选实施方式中，结合图7-图9所示，本发明实施例提供的钢塑复合管电磁加热熔接夹具还可以包括与环形夹套100可拆卸连接的定位机构200，其包括：同轴心设置的环形定位抱箍210及环形承插件220；所述环形定位抱箍210包括第一半环形定位抱箍211及第二半环形定位抱箍212，两个半环形定位抱箍的一端铰接连接，两个半环形定位抱箍的另一端通过第二锁紧机构230闭合连接；

所述环形承插件220包括第一半环形承插件221及第二半环形承插件222；所述第一半环形承插件221通过第一连接件241沿其轴向与所述第一半环形定位抱211箍连接；所述第二半环形承插件222通过第二连接件242沿其轴向与所述第二半环形定位抱箍212连接；

继续结合图1，所述环形夹套100远离环形夹套抱箍的一端连接有与环形夹套100同轴心的环形插接件150；所述环形插接件150包括位于第一半环形夹套101上的第一半环形插接件151和位于第二半环形夹套102上的第二半环形插接件152；连接所述环形夹套100和定位机构200时，所述环形插接件150插入所述环形承插件220，并通过第三锁紧机构400锁紧，以使所述环形夹套100与所述定位机构200同轴心固定。

由于环形夹套100与定位机构200可拆卸连接，在不需要连接钢塑复合管时，环形夹套100与定位机构200可拆卸，彼此分离；在对钢塑复合管进行连接时，首先将管材插入到管接头内；将环形夹套100和定位机构200分别抱紧在管接头上及管材上；并通过第三锁紧机构400锁紧，以使所述环形夹套100与所述定位机构200同轴心连接。之后接通与励磁线圈300连接的电磁加热控制电路400，电磁加热控制电路400控制匝励磁线圈300产生交变磁场，位于钢塑复合管内的金属切割磁场并在金属内部产生涡流使其温度升高，当金属温度达到包覆于金属层的塑料的融化温度时，塑料开始融化并与其接触的管接头熔接到一起。由于环形夹套100与定位机构200可以分别抱紧管接头和管材，且环形夹套100与定位机构200同轴心连接，可以保证在连接过程中管材和管接头同轴心，因此可以避免管接头和管材的连接处圆周间隙不均，可以解决因为管材和管接头加热不均，引起管接头变形，造成冷焊、虚焊、漏水、脆性断裂等问题。

在上述实施例的一种具体实施方式中，第一连接件241及第二连接件242优选为弧形板结构，且当定位机构200抱紧管材后，第一连接件241及第二连接件242与管材不接触。优选地，在弧形板上设置有散热槽，该散热槽贯通弧形板，有利于加热后的管材的散热，且不损伤软化后的管材。更优选地，第一连接件241及第二连接件242横截面的弧度与环形定位抱箍210所形成的圆环相匹配，二者弧度共同确定的圆的圆心位于环形定位抱箍210的轴心上。

在上述实施例的优选实施方式中，继续如图7所示，第一半环形承插件221及第二半环形承插件222的一端铰接连接，两个半环形承插件的另一端通过第四锁紧机构240闭合连接。

在上述实施例的优选实施方式中，如图8至图10所示，第三锁紧机构400锁紧包括：设置于所述环形承插件220上的锁紧槽410，及与锁紧槽410对应的、设置于环形插接件150上的锁紧销420,参见图10，当所述环形插接件150插入所述环形承插件220时，所述锁紧销420固定于所述锁紧槽410内。锁紧销420可以为突出于环形插接件150的柱状体，且其周向的最大宽度小于锁紧槽410的最细端的宽度。

优选地，如图11所示，锁紧槽410为倒L形，包括平行于所述环形承插件220的轴心的引导部410a及沿所述环形承插件220周向延伸的锁紧部410b；引导部410a与锁紧部410b夹角为93-95°。

在对钢塑复合管进行连接时，首先将管材插入到管接头内；将环形夹套100和定位机构200分别抱在管接头上及管材上；移动定位机构200向环形夹套100靠拢，并将锁紧销420与锁紧槽410的引导部410a对准，然后将锁紧销420滑进锁紧槽410的引导部410a，然后通过第一锁紧机构107及第二锁紧机构230分别闭合连接环形夹套100和定位机构200，以抱紧管接头和管材；然后旋转动定位机构200，使得锁紧销420滑进锁紧槽410的锁紧部410b；实现锁紧，由于引导部410a与锁紧部410b夹角为93-95°，在旋转动定位机构的过程中，定位机构200带动管材向前推与管接头抵紧，使管材和管接头保持同心抵紧，更有利于熔接。

在上述实施例的优选实施方式中当第一半环形夹套抱箍103及第二半环形夹套抱箍105闭合成环形夹套抱箍时，两半环形夹套抱箍铰接端的距离为0.6-1.6mm，有利于管接头公称外径变化时，夹套抱箍仍能夹紧管接头。

在上述实施例的一种优选实施方式中，如图3所示，第一锁紧机构107包括：铰接于当第一半环形夹套抱箍103的搭扣107a及与其转动连接的搭扣环107b，和位于第二半环形夹套抱箍105的搭扣槽107c；当两个半环形夹套闭合时，推动搭扣107a使搭扣环107b卡入扣槽107c中，然后向第一半环形夹套101的方向拉紧搭扣107a，实现锁紧。当个半环形夹套打开时，向第二半环形夹套102的方向推动搭扣107a，使搭扣环107b脱出扣槽107c中，实现解锁。

如图7所示，第二锁紧机构230包括：铰接于第一半环形定位抱箍211的搭扣及与其转动相连的搭扣环，和位于第二半环形定位抱箍212的搭扣槽。

第四锁紧机构240包括：铰接于第一半环形承插件221的搭扣及与其转动相连的搭扣环，和位于第二半环形承插件222的搭扣槽。

第二锁紧机构230及第四锁紧机构240中的搭扣、搭扣环及搭扣槽的具体结构可以参见第一锁紧机构107的相关结构。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中的各个实施例均采用相关的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。