CN104010795A - 熔滴测试仪和测试熔滴的方法 - Google Patents

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Abstract

为测试从管接缝(6)上被去除的熔滴(11)的强度提供一种熔滴测试仪(13)。该测试仪(13)包括用于抵靠熔滴(11)施加力的第一挤压工具(19)。如果熔滴(11)由于该施加的力而裂开，那么该熔滴(11)没有符合质量控制测试，并且该熔滴(11)和管接缝(6)因而被视为太脆弱，其中熔滴(11)从该管接缝被去除。熔滴测试仪(13)包括用于检测熔滴(11)中的裂口的自动裂口检测装置(27、127)。

Description

熔滴测试仪和测试熔滴的方法
技术领域
本发明涉及一种熔滴测试仪，尤其涉及一种对接熔滴测试仪。
背景技术
对于聚烯烃管的对接熔合方法是公知的并且是成功的。对接熔合方法在图1至图6中图示出。
在图1中，示出已经被装入夹具2的第一管段1和第二管段3。第一管段的端面5和第二管段的端面7必须保证干净。图2示出随后的阶段，在该阶段中，***修边机4以直接修整管段1、3。图3示出更后的阶段，在该阶段中，检查管段1、3的对齐。图4示出更后的阶段，在该阶段中，***加热器9以在可控的压力和温度下熔化管段1、3的端面5、7。图5示出更后的阶段，在该阶段中，管段1、3的熔化的端面5、7被接合，以形成熔合管接缝6。当来自管段1、3各自的熔化材料从管段1、3的接口向外渗出时，熔滴11环绕管的外部形成。熔滴11是一体的，并且由来自管段1、3各自的材料形成。熔滴11可使用熔滴去除工具12从已熔合的管上被去除，如图6所示。当来自管段1、3各自的熔化材料从管段的接口向内渗出时，熔滴也环绕管的内部形成。
图7示出典型的成形在管接缝外部的熔滴11在它已经从管接缝被去除之后的横断面图。熔滴具有内侧面26以及外侧面28，该内侧面26为熔滴从管上被去除之前邻近于管的熔滴侧面，该外侧面28为熔滴从管上被去除之前熔滴最外的侧面。接合界面30形成在外侧面28上，该接合界面30为熔滴中央的厚度缩减的区域。熔滴11可被认为以两半部30A、30B的方式形成，该两半部30A、30B侧向位于接合界面30的两侧。熔滴是一体的。熔滴具有沿熔滴的侧向或横向12的宽度。
已经被其他人证明的是：熔滴的两半部30A、30B之间的强度直接关系到熔合管接缝6本身的强度。因此，切掉圆形熔滴11并且用手施加扭转力，以显露熔滴11的接合界面30处的熔融强度的任一不足，在一些公司中这已经是标准的工序，如由英国标准EN12007-2：2000推荐的。扭转方法被图示在图8中。当严格执行这个方法时是十分慢的，特别在更大圆周的管上，因为其需要“每隔几厘米”就扭转。尽管熔滴后弯的测试在英国被公认，但是许多公司仅仅扭转熔滴几次，或甚至根本不扭转。这个方法在世界的其他地区甚至不常见。还有个测试可重复性的问题，由于对每个测试的熔滴难以施加同样的弯曲力矩。在用手工测试熔滴过程中存在缺乏客观性。
表1提供手工扭转方法的概述。
表1：关于来自标准直径管的熔滴的手工扭转方法的评估。唯一的假设是每次扭转测试3cm区域。
手工扭转方法的问题包括可能难以接近它们的端部扭转熔滴。这对于短点的熔滴是特别重要的。也可能难以向厚的、冷的熔滴手工施加足够的扭转力来显示细裂纹。
以下的附加标准也建议熔滴测试：ISO/TS10839,W1S4-32-08以及1S021307。
发明内容
本发明提供一种处理上述问题的仪器和方法。
本发明提供一种熔滴测试仪，这被限定在附加的独立权利要求1中。本发明的进一步可选特征被限定在附加的从属权利要求中。
熔滴的强度与管接缝的强度有关，熔滴从该管接缝上被去除。因此，测试熔滴强度也是熔合管接缝的强度的测试。如果熔滴在测试期间裂开，那么这可被用作指示管接缝是脆弱的并且不符合质量控制标准的指示器。
在此描述的是用于测试对接熔滴的机械装置，该装置具有许多滚轴，许多的滚轴被连接至卷绕机构以及金属圆盘上，这样通过圆盘施加在移动的熔滴上的压力可导致不合格的接缝裂开，并且对这个裂口通过自动裂口检测仪来检测。这可以通过电刷/圆盘上的触针的电接触完成电路，该电路的存在直接指示在那个区域的接缝有缺陷，或者通过传递例如光的信号穿过该裂口,该信号被接收器所接收。该装置可被联接到数据记录***，该数据记录***使电信号与由对接熔合机生成的测量参数(温度、压力、时间等)结合，并且将结合后的数据传播到用于分析的指定网站。接缝数据传输的这个过程被描述在专利GB2361976(A)中。卷绕机构可包括曲柄。
在此进一步描述的是接缝测试的方法，借助于上述描述的装置，该方法取决于对接熔滴的去除以及接缝界面的弯曲。
在此描述的是用于对接熔合质量的直接分析的方法和装置。分析开始于已被去除的熔滴部分，并且使用具有电连接到数据收集***的自动裂口测定装置的机械***工具。熔滴测试仪也可以被用作指示合格或不合格而没有参考任何附加的数据收集***的独立装置。
在此所描述以及所要求保护的熔滴测试仪可以测试形成在管接缝的内部并且从管接缝的内部被去除的熔滴。可选择地或附加地，在此所描述的以及所要求保护的熔滴测试仪可以测试形成在管接缝的外部并且从管接缝的外部被去除的熔滴。
熔滴测试仪可包括用于检测熔滴中裂口的裂口检测装置。裂口检测装置可包括信号发射器和信号接收器。所述信号发射器和信号接收器在使用中被布置在熔滴的相反侧，并且在裂口出现在熔滴中的情况下，信号接收器可检测来自信号发射器的信号。信号发射器可以为光发射器，并且信号接收器可以为光接收器。可选择地，信号发射器可发射X射线或大气压，该X射线或大气压作为被信号接收器接收用的信号。
附图说明
从附加的权利要求、数字和附图的描述可获得更多的优点和有利的实施例，其中：
图1示出公知的对接熔合方法中的一个阶段；
图2示出公知的对接熔合方法中的进一步阶段；
图3示出公知的对接熔合方法中的进一步阶段；
图4示出公知的对接熔合方法中的进一步阶段；
图5示出公知的对接熔合方法中的进一步阶段；
图6示出公知的对接熔合方法中的进一步阶段；
图7示出已从管接缝上被去除的熔滴的典型剖面图；
图8示出现有技术的测试方法；
图9示出依照本发明的熔滴测试仪的立体图；
图10示出图9中所示的熔滴测试仪的部分截面侧视图；
图11是通过图9和图10所示的熔滴测试仪，示出依照第一个实施例的自动裂口检测仪的细节的截面图；
图12是示出图11中所示的自动裂口检测仪的细节的分解立体图；
图13是与图11和图12中所示的自动裂口检测仪有关的电路图；
图14是通过依照本公开的进一步实施例的熔滴测试仪，示出自动裂口检测仪的细节的侧截面图；
图15是与图14中所示的进一步实施例有关的侧截面图，是在裂口出现在熔滴中情况下的侧截面图；
图16是与图14中所示的更进一步的实施例有关的侧截面图，是在裂口出现在熔滴中情况下的侧截面图；
图17是与图14、图15和图16所示的进一步实施例的自动裂口检测仪有关的电路图；
图18是图示出用于依照本发明的熔滴测试仪的数据传输的示意图；以及
图19是图示出对依照本发明的熔滴测试仪的信息整理和传输的流程图。
具体实施方式
根据本发明，在熔滴11从管上被去除之后，熔滴11被送入熔滴测试仪13。熔滴测试仪13在图9和图10中示出。熔滴11具有沿熔滴纵向14的长度。熔滴11具有沿熔滴侧向或横向12的宽度。
熔滴测试仪13具有用于对熔滴11上施加力的第一挤压工具19。第一挤压工具19是可旋转的圆盘的形式。圆盘可转动地安装在安装点61。圆盘19的边缘邻接熔滴11的接合界面30，以便于圆盘19能在接合界面30施加力。熔滴测试仪设计为便于熔滴11能被***该测试仪，使得在测试形成在管接缝外部上的熔滴的情况下，圆盘19可选择地在熔滴的与接合界面相反的侧上施加力，即在熔滴的内侧面26上施加力。
熔滴测试仪具有多个滚轴15、150。两个滚轴15位于熔滴11的与圆盘19相反的侧上。三个滚轴150位于熔滴11的与圆盘19相同一侧上。滚轴15、150能转动且能在熔滴移动穿过装置时支撑熔滴11。滚轴15、150沿纵向14分隔开，用于沿熔滴11的长度支撑熔滴11。
一些滚轴15绕在装置中央的可转动的圆盘19弯曲熔滴。这些圆盘19在熔滴中央沿熔滴长度施加力，两个管端面在该中央已经熔合。弹簧81与滚轴15结合以朝向熔滴11偏置滚轴，来使熔滴贴紧圆盘19。滚轴15各自被安装在轴83上。弹簧81在滚轴任一侧的轴83上施加力。
设置齿轮85。齿轮85固定连接于操作杆17。当用户在操作杆的自由端向下推时，操作杆17移动来引起齿轮85的转动。可选择地，可使用另一个卷绕机构替代操作杆来转动齿轮85。当齿轮85通过操作杆17致动于旋转中时，就会夹紧熔滴11并且引起熔滴11随着齿轮的转动沿纵向14移动穿过仪器13。齿轮85具有相似于或宽于熔滴的宽度的宽度，这样齿轮85啮合熔滴，基本上跨过熔滴11的整个宽度。设置棘轮装置87，该棘轮装置87仅仅允许齿轮85沿一个方向转动。
邻近于圆盘19的滚轴15使熔滴11贴紧圆盘19。滚轴和圆盘19两者在熔滴11上施加力。
圆盘19相对于熔滴11施加预定力，其中预定力的大小被选择为使得：如果熔滴符合质量控制，那么熔滴必须能够抵抗预定力而不裂开。如果熔滴在圆盘19施加的力下裂开，那么熔滴11以及因此熔合管接缝6被认为太脆弱，其中熔滴从该熔合管接缝6被去除。如果熔滴11没有裂开，那么熔滴11以及熔合管接缝6因而被认为具有合适的强度，其中熔滴从该熔合管接缝6被去除。施加至熔滴的预定力的大小将取决于熔合管接缝6所需的强度而改变。
在操作中，熔滴从它的第一端21到它的第二端23的整个长度，经过圆盘19缠绕，并且从而基本上沿熔滴的整个长度施加测试力。如果裂口出现在沿熔滴整个长度的任何位置，那么这被认为“不合格”，并且熔滴从其被去除的熔合管接缝被指示为有缺陷的。如果熔滴没有裂开，那么这被认为“合格”，并且熔合管接缝被指示为符合所要求的质量控制，其中熔滴从该熔合管接缝被去除。
测试仪具有用于检测熔滴中裂口的自动裂口检测装置27。图11和图12示出包括如LED的光发射器33以及光接收器35的裂口检测装置27的细节。光发射器33和光接收器35被安置在熔滴11的相对侧上。在裂口出现在熔滴中的情况下，光接收器35检测来自光发射器33的光。光的接收提供熔滴具有裂口的信号。如果熔滴不具有裂口，那么熔滴11阻碍从发射器33至接收器35的光径。熔滴11中的裂口是熔合管接缝脆弱的直接测量，其中熔滴已经从该熔合管接缝被去除。
在图11和图12中，提供两个圆盘19，用于在熔滴11上施加力。裂口检测装置27位于两个圆盘19之间。
图13示出图11和图12的光接收器35被连接在电路71中。
图14至图16示出熔滴测试仪的进一步实施例的截面图的细节。图14至图16的熔滴测试仪大体相似于图9至图10中的熔滴测试仪，除了提供可选择的自动裂口检测装置127。在图14至图16所示的实施例中，滚轴15使熔滴11贴紧圆盘19。圆盘19邻接熔滴的接合界面30。滚轴15在熔滴的内侧面26上施加力。滚轴15具有在熔滴的第一位置59施加力的第一部件55。滚轴15具有在熔滴的第二位置61施加力的第二部件57。第一部件55和第二部件57沿熔滴的横向12分隔开。第一部件55和第二部件57位于熔滴的接合界面的两侧。滚轴15和圆盘19的这个结构是特别有利的布置，用于施加弯曲力以使熔滴环绕它的接合界面30弯曲。滚轴15通过弹簧81而向挤压工具19偏置(见图9)。注意滚轴15的这个特别结构可被用在熔滴测试仪的其他实施例中，例如具有不同的裂口检测装置的熔滴测试仪。
在图14中，裂口检测装置127包括呈电刷29形式的电导体。圆盘19由导电金属制成，并且电刷29和圆盘19被布置在熔滴11的相反侧上。电刷29和圆盘19在裂口出现在熔滴中的情况下彼此接触(见图15和图16)。这闭合电路73(见图17)，并提供熔滴具有裂口的信号。如果熔滴不具有裂口，那么熔滴11阻止电刷29和圆盘19彼此接触。在图15中，熔滴11具有裂口从而圆盘19完全穿过熔滴。圆盘19和电刷29电接触。注意滚轴15由于弹簧81的偏置力已经向圆盘19移动。在图16中，熔滴11具有裂口。滚轴15还没有向圆盘19显著地移动，但是圆盘19仍然和电刷29电接触。
弹簧31向圆盘19偏置电刷29。可选择地或附加地，可设置弹簧以使圆盘19向电刷29偏置。圆盘19和/或电刷29以相对于熔滴移动方向的合适角度可被弹性装载。
图17示出包括电刷29和圆盘19的电路73的进一步细节。
图18是示出电连接于来自图14至图16的自动裂口检测装置的实施例的电刷29和圆盘19的无线发送器43的示意图。可选择地，无线发送器可被电连接于图11和图12所示的裂口检测装置27的实施例，该实施例包括替代电刷29和圆盘19的光发射器33和光接收器35。提供信号调节单元39来调节指示熔滴11具有裂口的信号。提供遥测装置41，并且与之结合的是无线发送器43，该无线发送器43将来自电路的受调节的信号传送至指定网站45。裂开的熔滴合格/不合格的信息能因此被送到指定网站45。传送的信息可包括关于熔滴是否具有裂口的细节，以及可选地，信息可另外包括涉及滚轴压紧力、被测试的熔滴的长度、用户的输入、裂口的数量、每个裂口的长度、以及与熔滴长度有关的每个裂口的圆周部位。
图19是示出与熔滴测试仪有关的信息流的流程图。遥测装置51可被用来将由对接熔合机的数据记录***生成的测定的接合参数47以及裂开的熔滴合格/不合格信息49都传送至示出实时数据的指定网站53。指定网站还能分析数据，并且如果必要，通过遥测装置将信号或机器指令发回至对接熔合机。因此信息流和信号可在熔滴测试仪和指定网站之间为双向的。

Claims (49)

1.一种熔滴测试仪(13)，其用于测试从管接缝上被去除的熔滴(11)，包括用于向熔滴施加力的第一挤压工具(19)。
2.根据权利要求1所述的熔滴测试仪，其中所述第一挤压工具(19)相对于所述熔滴(11)施加预定力，其中所述预定力的大小被选择为使得：如果所述熔滴符合质量控制，则所述熔滴必须能够抵抗所述预定力而不裂开。
3.根据权利要求1或2所述的熔滴测试仪，其中所述第一挤压工具(19)在所述熔滴测试仪的操作中，在所述熔滴的接合界面(30)处对所述熔滴施加力，并且优选地其中第一挤压工具(19)在所述熔滴测试仪的操作中邻接所述熔滴的所述接合界面(30)。
4.根据权利要求1、2或3所述的熔滴测试仪，其中所述第一挤压工具(19)被布置为使所述熔滴绕它的接合界面(30)弯曲。
5.根据上述权利要求中的任一项所述的熔滴测试仪，包括用于使所述熔滴贴紧所述第一挤压工具的第二挤压工具(15)。
6.根据权利要求5所述的熔滴测试仪，其中所述第二挤压工具(15)被布置为在所述熔滴的第一侧面(26)上的第一位置(59)和所述熔滴的所述第一侧面(26)上的第二位置(61)施加力。
7.根据权利要求6所述的熔滴测试仪，其中所述第二挤压工具具有用于在所述第一位置施加力的第一部件(55)以及用于在所述第二位置施加力的第二部件(57)。
8.根据权利要求6或7所述的熔滴测试仪，其中所述第一位置(59)和所述第二位置(61)被横向分隔开，并且位于所述熔滴的接合界面(30)的两侧。
9.根据权利要求6、7或8所述的熔滴测试仪，其中所述第一侧面为所述熔滴的内侧面(26)。
10.根据权利要求6、7、8或9所述的熔滴测试仪，进一步包括用于朝向所述第一挤压工具(19)偏置所述第二挤压工具(15)的偏置工具(81)。
11.根据权利要求10所述的熔滴测试仪，其中所述偏置工具包括弹簧(81)。
12.根据权利要求11所述的熔滴测试仪，其中所述第二挤压工具被安装在轴83上，并且其中所述弹簧(81)抵靠所述轴施加挤压力。
13.根据权利要求12所述的熔滴测试仪，其中所述偏置工具包括抵靠所述轴(83)施加挤压力的第二弹簧(81)，其中所述弹簧和所述第二弹簧相对于彼此被布置在所述第二挤压工具(15)的相反侧。
14.根据权利要求5至13中任一项所述的熔滴测试仪，其中所述第二挤压工具(15)包括用于使所述熔滴贴紧所述第一挤压工具的滚轴。
15.根据权利要求5至14中任一项所述的熔滴测试仪，包括用于使所述熔滴贴紧所述第一挤压工具(19)的第三挤压工具(15)。
16.根据权利要求15所述的熔滴测试仪，其中所述第三挤压工具(15)包括用于使所述熔滴贴紧所述第一挤压工具的滚轴。
17.根据上述权利要求中的任一项所述的熔滴测试仪，包括用于啮合所述熔滴以使所述熔滴移动的轮(85)。
18.根据权利要求17所述的熔滴测试仪，包括用于转动所述轮(85)的驱动工具。
19.根据权利要求18所述的熔滴测试仪，其中所述驱动工具包括连接于所述轮(85)以转动所述轮的操作杆(17)。
20.根据权利要求17、18或19所述的熔滴测试仪，包括用于允许所述轮仅沿一个方向转动的棘轮装置(91)。
21.根据权利要求18至20中任一项所述的熔滴测试仪，其中所述轮(85)被所述驱动工具(17)转动使所述熔滴相对于所述第一挤压工具(19)移动，进而所述第一挤压工具在沿所述熔滴的长度的多个位置处施加力。
22.根据上述权利要求中的任一项所述的熔滴测试仪，其中所述第一挤压工具呈圆盘(19)的形式。
23.根据上述权利要求中的任一项所述的熔滴测试仪，其中所述第一挤压工具(19)可转动地安装，用于所述第一挤压工具随着所述熔滴相对于所述第一挤压工具的移动而转动。
24.根据上述权利要求中的任一项所述的熔滴测试仪，包括用于检测所述熔滴中的裂口的裂口检测装置(27，127)。
25.根据权利要求24所述的熔滴测试仪，其中所述裂口检测装置(127)包括电导体(29)，并且其中所述第一挤压工具(19)是导电的，其中所述电导体(29)和所述第一挤压工具(19)在使用中被布置在所述熔滴的相反侧上，并且所述电导体(29)和所述第一挤压工具(19)在裂口出现在所述熔滴中的情况下彼此接触以闭合电路。
26.根据权利要求25所述的熔滴测试仪，其中所述第一挤压工具(19)由金属形成。
27.根据权利要求25或26所述的熔滴测试仪，其中所述裂口检测装置(127)包括用于使所述电导体(29)向所述第一挤压工具(19)偏置的弹簧(31)。
28.根据权利要求25、26或27所述的熔滴测试仪，其中所述电导体包括电刷(29)。
29.根据权利要求24所述的熔滴测试仪，其中所述裂口检测装置(27)包括信号发射器(33)和信号接收器(35)，其中所述信号发射器(33)和所述信号接收器(35)在使用中被布置在所述熔滴的相反侧上，并且所述信号接收器(35)在裂口出现在所述熔滴中的情况下检测来自信号发射器(33)的信号。
30.根据权利要求29所述的熔滴测试仪，其中所述信号发射器为光发射器(33)，并且所述信号接收器为光接收器(35)。
31.根据权利要求24至30中任一项所述的熔滴测试仪，进一步包括连接于所述裂口检测装置的发送器(43)，用于将与所述熔滴有关的信息发送至接收器(45)。
32.根据权利要求31所述的熔滴测试仪，其中所发送的信息包括与所述熔滴是否已经裂开、由所述第一挤压工具向所述熔滴施加的力的大小、正被测试的所述熔滴的长度、用户输入、裂口的数量、每个裂口的长度以及和所述熔滴长度有关的每个裂口的圆周部位，中的一个或多个有关的信息。
33.根据权利要求31或32所述的熔滴测试仪，进一步包括用于显示由所述接收器接收的信息的显示界面(45)。
34.根据权利要求33所述的熔滴测试仪，其中所述显示界面包括网站(45)。
35.根据权利要求31至34中任一项所述的熔滴测试仪，进一步包括用于记录与所述熔滴有关的信息的数据记录***。
36.根据权利要求31至35中任一项所述的熔滴测试仪，其中所述发送器为无线发送器(43)。
37.根据上述权利要求中的任一项所述的熔滴测试仪，包括用于向所述熔滴施加力的另外的挤压工具(19)，其中所述另外的挤压工具(19)为金属圆盘，并且所述第一挤压工具和所述另外的挤压工具向移动的熔滴施加压力，以便通过所述第一挤压工具和所述另外的挤压工具向所述移动的熔滴施加的压力能引起有缺陷的接缝裂开，其中所述第一挤压工具呈金属圆盘的形式。
38.根据权利要求1所述的熔滴测试仪，具有一连串滚轴，许多滚轴被连接于卷绕机构和金属圆盘，以便于通过所述圆盘向所述移动的熔滴施加的压力能引起有缺陷的接缝裂开，以及对于该裂口被自动裂口检测装置检测。
39.根据权利要求38所述的熔滴测试仪，其中被所述自动裂口检测装置检测到的所述熔滴中的裂口通过电刷/圆盘上触针的电接触完成电路而被检测，所述电路的存在直接指示在那个区域的接缝不合格，或通过传送如光的信号穿过所述裂口而被检测，所述信号被接收器接收。
40.根据权利要求38或39所述的熔滴测试仪，其中所述熔滴测试仪联接到数据记录***，所述数据记录***使电信号与通过对接熔合机生成的测定参数(温度、压力、时间等)结合，并且使所述结合数据传播到用于分析的指定网站。
41.一种熔滴测试方法，包括使用上述权利要求中任一项所限定的熔滴测试仪(13)来测试熔滴的强度的步骤。
42.根据权利要求41所述的熔滴测试方法，进一步包括确定裂口是否已经出现在所述熔滴中的步骤。
43.根据权利要求40或41所述的熔滴测试方法，进一步包括将与所述熔滴有关的信息传送到接收器的步骤。
44.根据权利要求41至43中任一项所述的熔滴测试方法，包括大体沿所述熔滴的整个长度测试所述熔滴的强度的步骤。
45.一种测试熔合管接缝(6)的强度的方法，包括从所述熔合管接缝(6)上去除熔滴(11)，并且使用依照权利要求41至44中的任一项限定的熔滴测试方法来测试所述熔滴(11)的强度。
46.根据权利要求45所述的测试熔合管接缝的强度的方法，进一步包括基于裂口是否出现在所述熔滴(11)中来确定所述熔合管接缝(6)是否符合所需的强度的步骤。
47.根据权利要求45或46所述的测试熔合管接缝的强度的方法，其中从所述熔合管接缝上去除所述熔滴(11)包括去除已形成于所述熔合管接缝外部的熔滴，或其中从所述熔合管接缝上去除所述熔滴(11)包括去除已形成于所述熔合管接缝内部的熔滴。
48.充分按照在此参考附图所描述的熔滴测试仪。
49.充分按照在此所描述的熔滴测试方法。
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