CN110421774B - 一种在线自动同心度穿管封堵装置及自动发泡生产线 - Google Patents
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Abstract
一种在线自动同心度穿管封堵装置，包括内夹头机构(100)、封堵机构(200)、封堵驱动机构(300)和伸缩臂机构(400)，封堵机构(200)同轴线地设置在内夹头机构(100)外；封堵驱动机构(300包括穿管封堵驱动机构(300.1)和随管封堵驱动机构(300.2)，封堵驱动机构(300)前端固定设有封堵机构(200)；内夹头机构(100)固定在伸缩臂机构(400)前端；伸缩臂机构(400)包括穿管左臂(401)和随管右臂(402)。安装所述在线自动同心度穿管封堵装置的自动发泡生产线，集成了在上钢管工部的在线穿管夹持和发泡工部的在线穿管动作和封堵动作，由至少四个人工减少为1个人工，减掉了两辆天车。
Description
技术领域
本发明属于保温钢管技术领域,具体涉及一种自动穿管封堵装置及自动发泡生产线。
背景技术
聚氨酯复合保温管多采用管中管法成型工艺，具体是将输送钢管穿入高密度聚乙烯外套管内，然后通过聚氨酯发泡机将聚氨酯硬泡注入两者之间的环形空间内，反应固化后形成保温层，同时将钢管和聚乙烯外套粘合，形成一体的泡沫夹克结构。采用“两步法”先将同心度固定件固套进内层工作热水管与外层保护层的中间,然后在内层工作热水管与外层保护层之间的空隙浇注聚氨酿发泡组合物保温材料。第一步,同心度穿管，即钢管穿入高密度聚乙烯管中，现有技术是吊车吊到辊道上，辊道对准高密度聚乙烯管，辊道启动将钢管送入聚乙烯管中；第二步,聚氨酯发泡，吊车吊穿好的双管到发泡架上，使用多工位发泡架固定套管后，封堵头，浇注聚氨酯发泡组合物,调整高压发泡机的混合比,设定工作温度、浇注时间和测定设备流量。将高压发泡机发泡枪浇注嘴***浇注孔后浇注,等待熟化后，拆卸堵头、浇注孔补焊封堵片，即可得到成品。
当12米长的钢管穿设到高密度聚乙烯管内时，现有技术一般采用钢管从辊道上获得前进动力穿入高密度聚乙烯管，然后吊车将两管一起起吊到发泡台架上，合上台架，顶起钢管，***堵头，浇注发泡材料，吊车吊出，补孔后吊车吊走。如果是自动化连续生产线，则需要在钢管内两头夹持钢管穿设在高密度聚乙烯管中，同时封堵两端环形孔。
于是就非常需要设计合理的方便操作的自动同心度穿管封堵装置，有如下几个要求：
(1)同心度穿管，即保证钢管同轴心穿入高密度聚乙烯管中；
(2)封堵头，即两端自动封入环形堵头；
(3)在线，即上述两动作要在发泡架上自动完成，且装置不影响发泡架的夹紧和松开。
设计一种在线自动同心度穿管封堵装置，在线完成自动同心度穿管且自动封堵头，成为聚氨酯复合保温管自动生产线的实用技术。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的提供一种在线自动同心度穿管封堵装置及自动发泡生产线，解决钢管在线穿管和封堵的技术难题。
本发明是这样实现的，一种在线自动同心度穿管封堵装置，包括
内夹头机构,用于从钢管端部内孔夹持所述钢管；
封堵机构,用于封堵钢管和热塑性外管之间的环形空间，封堵机构同轴线地设置在内夹头机构外；
封堵驱动机构,用于驱动封堵机构沿钢管轴线***或退出所述环形空间，封堵驱动机构包括穿管封堵驱动机构和随管封堵驱动机构，封堵驱动机构前端固定设有封堵机构；
伸缩臂机构，带动内夹头机构和所夹持的钢管同心地穿入热塑性外管中并与热塑性外管对齐定位，内夹头机构固定在伸缩臂机构前端；伸缩臂机构包括穿管左臂和随管右臂；
穿管封堵驱动机构固定在穿管左臂的固定臂上，而随管封堵驱动机构设置在内夹头机构上。
进一步地，内夹头机构包括伸缩顶紧机构、增力锁定机构、旋转驱动机构，增力锁定机构带动伸缩顶紧机构顶紧在钢管端部的内孔壁上，旋转驱动机构驱动所述增力锁定机构以保持持续的顶紧力。
进一步地，封堵机构包括环套主体，所述环套主体上滑动设有胀紧机构和径向封液机构，径向封液机构沿环套主体移动挤压胀紧机构，胀紧机构拱起抵压在热塑性外管内壁。
进一步地，封堵驱动机构包括螺杆套筒和螺母套筒，螺母套筒螺旋配合在螺杆套筒上，螺母套筒前端固定连接封堵机构。
进一步地，对于随管封堵驱动机构，螺杆套筒内环面还设有环形驱动齿部，驱动齿轮啮合环形驱动齿部，驱动齿轮固定连接驱动马达的输出轴，驱动马达固定在内夹头机构上；对于穿管封堵驱动机构，螺杆套筒外圆柱面固定有套筒形驱动齿轮，驱动齿轮啮合在套筒形驱动齿轮上，驱动齿轮固定连接驱动马达的输出轴，驱动马达固定在升降式穿管座上。
进一步地，穿管左臂可伸缩地设置在升降式穿管座上，随管右臂可伸缩地固定安装在钢管右侧。
一种安所述在线自动同心度穿管封堵装置的保温管发泡层自动化生产线，包括上塑管工部、发泡工部和上钢管工部，上钢管工部包括钢管辊道和与发泡生产线垂直布置的上钢管架，上钢管架上设有拨管装置；上塑管工部包括塑管辊道和与发泡生产线垂直布置的上塑管架，塑料辊道内滑动设有副辊道，上塑管架上设有拨管装置；发泡工部包括发泡辊道，塑管辊道、发泡辊道和钢管辊道位于同一直线并间隔设置，在发泡工部和上钢管工部的两侧设置所述在线自动同心度穿管封堵装置。
进一步地，上塑管工部、发泡工部之间设有升降式穿管座，穿管封堵驱动机构设置在升降式穿管座上，升降式穿管座固定在升降机构上；随管封堵驱动机构固定设置在上钢管工部外侧。
一种保温管发泡层自动化生产线的自动化生产方法，
包括如下步骤：
1)两端同时上管
上塑管架上并排有多根高密度聚乙烯塑管，塑管由拨管装置拨到塑管辊道上；上钢管架上并排有多个钢管，钢管由拨管装置拨到钢管辊道上；
2)塑管进入发泡工部
升降机构下降，带动升降式穿管座下降，让开辊道；塑管辊道转动支撑辊带动塑管前进到发泡辊道并定位固定；
3)穿管夹持
升降机构上升，带动升降式穿管座上升到位，穿管左臂带动内夹头机构伸出穿过塑管并从钢管左端内孔夹持钢管；随管右臂带动内夹头机构伸出从钢管右端内孔夹持钢管；
4)在线穿管
穿管左臂及其前端固定的内夹头机构缩回，随管右臂及其前端固定的内夹头机构伸出，带动钢管同心地穿入塑管并与塑管对齐定位；
5)两端封堵
启动穿管封堵驱动机构和随管封堵驱动机构，封堵机构进入钢管和热塑性外管之间的环形空间内；
6)浇注、发泡
高压发泡枪***塑管浇注孔内，启动发泡枪注入发泡介质，封堵机构排气且最后封液，等待数分钟后，发泡完成；
7)成品管下管、补丁
升降机构下降，带动升降式穿管座下降，让开辊道；发泡辊道转动支撑辊带动塑管前进到塑管辊道并通过拨管装置拨到成品管架上，操作员对浇注孔通过补丁热熔焊接封口；
回到步骤1)，重复进行。
进一步地，在塑管进入发泡工部或成品管下管工序，副辊道伸出搭接到发泡工部的发泡辊道上，动作完成后副辊道缩回。
所述在线自动同心度穿管封堵装置，在伸缩顶紧机构、增力锁定机构和增力调节机构的协同作用下，能够牢固顶紧在钢管端内孔壁，同时辊轮驱动钢管外表面使得钢管沿轴线向前前行，在内夹头夹持内壁保持与外管同心的同时穿入外管中。
所述自动发泡生产线，利用所述在线自动同心度穿管封堵装置，集成了在上钢管工部的在线穿管夹持和发泡工部的在线穿管动作和封堵动作，由至少四个人工减少为1个人工，减掉了两辆天车，效率提高，成本大为降低。
附图说明
图1为本发明一种在线自动同心度穿管封堵装置的穿管状态的主剖视图；
图2为本发明一种在线自动同心度穿管封堵装置的图1中放大图I；
图3为本发明一种在线自动同心度穿管封堵装置的图1中放大图II。
图4为本发明一种在线自动同心度穿管封堵装置的内夹头机构的夹持状态的三视图。a)为内夹头机构的主视图；b)为内夹头机构的俯剖视图；c)为内夹头机构的A-A左剖视图；
图5为本发明一种在线自动同心度穿管封堵装置的内夹头机构的缩回位置的示意图。
图6为本发明一种在线自动同心度穿管封堵装置的封堵机构的***状态示意图；
图7为本发明一种在线自动同心度穿管封堵装置的封堵机构的图6放大图IV；
图8为本发明一种在线自动同心度穿管封堵装置的封堵机构的工作状态示意图；
图9为本发明保温管自动发泡生产线的主视图；
图10为本发明保温管自动发泡生产线的俯视图；
图11为本发明保温管自动发泡生产线的自动化生产方法示意图；
上述图中的附图标记：
1钢管，2热塑性外管，3上塑管工部，4发泡工部，5上钢管工部，6升降机构
100内夹头机构，200封堵机构，300封堵驱动机构，400伸缩臂机构
20伸缩顶紧机构，21多面锥，22锥滑导柱，23滑槽，24顶块，25外套筒
30增力锁定机构，31凸轮，32左连杆，33右连杆，34凸轮轴，36凸轮主体轴线
40增力调节机构，41栓柱，42滑动孔，43调节螺栓，44手轮
50旋转驱动机构，51驱动马达，52转动座
203环套主体，203.1背板，204导向部，205法兰部，206缓冲槽，207外紧固环，
208内紧固环，209排气孔
220胀紧机构，221外橡胶膨胀环，222内橡胶膨胀环，223第一环形主体部，224第一滑动配合部
223.1环形镂空部，223.2定位平面部，223.3第一斜锥面，223.4胀紧周面部
230径向封液机构，231外金属形变环，232内金属形变环，233第二滑动配合部，234环形主体，234.1第二斜锥面，235金属形变部
235.1外导向环面，235.2内环面，235.3外封液斜面，235.4环形塌陷部
240排气机构，241气阀杆，242调节螺套，243闭气锥台，244弹簧，245排气盲孔，246连通孔，247排气间隙
209.1导向孔部，209.2螺纹孔部，209.3锥孔部
300封堵驱动机构,300.1穿管封堵驱动机构，300.2随管封堵驱动机构，301螺杆套筒,302螺母套筒,303轴承安装部，304环形驱动齿部，305支撑轴承，306驱动齿轮，307驱动马达，308套筒形驱动齿轮，309导向结构，309.1外导向环面，309.2内导向环面
400伸缩臂机构，401穿管左臂，401.1固定臂，402随管右臂
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例作详细说明，但不用来限制本发明的范围。
参考图1所示，一种在线自动同心度穿管封堵装置，包括内夹头机构100、封堵机构200和封堵驱动机构300及伸缩臂机构400，伸缩臂机构400包括穿管左臂401和随管右臂402，穿管左臂401可伸缩地设置在升降式穿管座403上，穿管左臂401包括固定臂401.1。
封堵驱动机构300包括穿管封堵驱动机构300.1和随管封堵驱动机构300.2，穿管封堵驱动机构300.1设置在伸缩臂机构400的第一伸缩臂401.1上，而随管封堵驱动机构300.2设置在内夹头机构100上。
内夹头机构100包括伸缩顶紧机构20、增力锁定机构30、旋转驱动机构50。增力锁定机构30驱动伸缩顶紧机构20顶紧在钢管端部1的内孔壁上，旋转驱动机构50驱动所述增力锁定机构30以保持持续的夹紧力。
伸缩顶紧机构20包括多面锥21，多面锥21表面设有多个滑槽23，滑槽内滑动配合有顶块24。所述多面锥21的横截面为正多边形，头部横截面小于尾部横截面面积的1/2。多面锥21横截面锥度角在45°～70°之间。所述多面锥21一体连接锥滑导柱22，锥滑导柱22可前后滑动地设置在外套筒25内，顶块24穿过所述外套筒25而伸缩滑动。
所述增力锁定机构30包括凸轮31、左连杆32和右连杆33，左连杆32销轴枢接多面锥21；所述凸轮31固定设置在凸轮轴34上，凸轮轴34固定连接旋转驱动机构。凸轮上对称设有左轴孔和右轴孔，左轴孔、右轴孔圆心连线过凸轮轴34的圆心，该连线为凸轮主体轴线36。左轴孔转销枢接左连杆32的一端，左连杆32另一端销轴枢接多面锥21；右轴孔转销枢接右连杆33的一端，所述右连杆33另一端枢接在外套筒25底壁上。凸轮31在旋转驱动机构的驱动下在水平位置和竖直位置之间切换。当凸轮主体轴线处于水平位置，左轴孔位于最前方，多面锥21位于伸出位置，在伸出位置，顶块24顶紧在钢管内壁上；当凸轮主体轴线36处于垂直位置，多面锥21位于缩回位置，顶块24顶部离开钢管内壁。
还包括增力调节机构40，增力调节机构40包括栓柱41、滑动孔42，调节螺栓43和手轮44，栓柱,41滑动设置在外套筒25底壁的滑动孔42内，调节螺栓43固定连接栓柱41，调节螺栓43另一端固定连接手轮44，调节螺栓43螺旋连接在外套筒25底壁中，旋转调节螺栓43，栓柱41可在滑动孔42内前后滑动，调节栓柱伸出或缩回滑动孔的距离，直到抵紧力等于所需顶紧力时主体轴线36与水平轴线的锁死角α为-2°～0°，继续转动凸轮，顶块抵紧钢管内壁的力会大于所需顶紧力，此时凸轮主体轴线接近0°，完成增力锁定功能。
凸轮轴34固定连接旋转驱动机构50，所述旋转驱动机构50包括驱动马达51，驱动马达51通过联轴器连接凸轮轴34。凸轮轴34可转动地固定在转动座52上，转动座52滑动配合在锥滑导柱22上。
使用时，将外套筒25伸入钢管端部，驱动机构旋转凸轮到水平位置，左连杆32、凸轮31和右连杆33位于同一水平直线，多面锥21沿锥滑导柱22滑动到最左端，顶块24沿滑槽23被多面锥向外顶出直到顶紧钢管内壁，处于钢管端部内壁被内夹头夹持状态。需要释放内夹头时，驱动机构旋转凸轮到垂直位置，多面锥21沿锥滑导柱22滑动到最右端，滑槽23分布直径变到最小，于是带动顶块24下行到最低点，顶块从顶紧位置缩回到释放位置，内夹头从钢管内孔中释放。
所述内夹头机构100，在伸缩顶紧机构20、增力锁定机构30和增力调节机构40的协同作用下，能够牢固顶紧在钢管端内孔壁，同时辊轮驱动钢管外表面使得钢管沿轴线向前前行，在内夹头夹持内壁保持与外管同心的同时穿入外管中。
封堵机构200包括用于封堵在钢管1和热塑性树脂外管2之间的端部环形空间，包括环套主体203，环套主体203包括导向部204和法兰部205，环套主体203上滑动设有胀紧机构220和径向封液机构230，胀紧机构220和径向封液机构230之间形成缓冲槽206。
所述胀紧机构220包括外橡胶膨胀环221和内橡胶膨胀环222，外橡胶膨胀环221套设在导向部204的外圆柱面上，内橡胶膨胀环222过盈配合在导向部204内孔中。外橡胶膨胀环221和内橡胶膨胀环222分别设有一体成型的第一环形主体部223和第一滑动配合部224，第一环形主体部223包括环形镂空部223.1、定位平面部223.2、第一斜锥面223.3和胀紧周面部223.4。
所述径向封液机构230包括外金属形变环231和内金属形变环232，所述外金属形变环231和内金属形变环232分别设有一体成型的第二滑动配合部233、环形主体234和金属形变部235，环形主体234包括第二斜锥面234.1，第二滑动配合部233压紧在第一滑动配合部224上，使得第二斜锥面234.1和第一斜锥面223.3之间形成缓冲槽206。金属形变部235包括外导向环面235.1和内环面235.2，外导向环面为锥面，所述锥面母线与水平轴线的夹角为引导角α，所述引导角为3°～5°。金属形变部235顶部包括外封液斜面235.3，根部外侧设有塌陷部235.4，以减小向外侧形变的阻力。外导向环面的倾斜使得金属形变部35的根部到顶部逐渐变薄，利于金属形变部235受发泡介质的挤压而径向形变，使得顶部外封液斜面235.3面接触地抵紧在热塑性树脂外管1内壁上。
所述外导向环面235.1最大半径R0小于胀紧周面部223.4未膨胀状态时的最大半径R1的量为排气余量，所述排气余量为3～8mm。
胀紧机构220和径向封液机构230通过螺旋配合在导向部204顶部孔的外紧固环207和内紧固环208压紧固定。
环套主体203固定在背板203.1上。环套主体203上环形间隔设有多个排气孔209，排气孔209包括导向孔部209.1、螺纹孔部209.2和锥孔部209.3，外紧固环207和内紧固环208旋紧固定后，正对螺纹孔部209.2加工锥孔部209.3。所述排气孔209配合设有排气机构240。所述排气机构240包括气阀杆241、调节螺套242和闭气锥台243，气阀杆241一端卡配在调节螺套242的内孔中，另一端连接闭气锥台43，闭气锥台243和调节螺套242之间设有弹簧244。弹簧244将闭气锥台243顶起，使得闭气锥台243和锥孔部209.3之间有5-10mm的排气间隙247。气阀杆241设有贯通尾部的排气盲孔245，排气盲孔245径向连接连通孔246，所述连通孔246暴露在排气间隙247中。排气盲孔245及连通孔246的孔径为5-10mm。调节螺套42外壳包括光滑导向部242.1和螺纹部242.2，光滑导向部242.1尾部设有螺丝刀卡槽，方便螺丝刀旋紧操作。在调节螺套242旋入排气孔29的极限位置时，排气间隙247具有5～10mm的径向间隙。当然，旋转调节螺套242，适当该间隙可适当调小。
使用时，所述封堵机构200通过导向驱动机构送入钢管1和外热塑性套管2中，如果外热塑性套管2有不同心或不圆处，外导向环面235.1会起到导向作用。另外，在线挤出热塑性管并通过上管道上管，不堆叠热塑性套管的话，有3-8mm余量足够了。此时，胀紧周面部223.4处于未膨胀状态，该胀紧周面部223.4距离外热塑性套管2的内壁为膨胀距离H，该膨胀距离H在5～10mm。此时，排气机构240的弹簧将闭气锥台243定位在和锥孔部209.3聚源排气间隙247，即使很强的气流冲过也不致于压下弹簧。在填充时，膨胀距离H和排气间隙247均有排气功能，能够快速排出大量空气。而当液态发泡介质到达径向封液机构230时，由于液体压力的多向传递，一方面将径向封液机构230沿环套主体203推后，挤压胀紧机构220，环形镂空部223.1被压缩而胀紧周面部223.4拱起抵压在外热塑性套管1内壁，由于缓冲槽206内有空气，液态发泡介质不会从外金属形变环231和内金属形变环232外侧间隙进入缓冲槽206，反而因根部压力远小于顶部压力，所以金属形变部235径向向外形变，使得顶部外封液斜面235.3面接触地抵紧在热塑性树脂外管1内壁上。这一过程即为伴随液态发泡介质填充的快速排气和封闭液体的过程。
所述封堵机构200，在胀紧机构220、径向封液机构230和排气机构240的协同作用下，能够封堵钢管1和外热塑性套管2的环形空间，满足液态发泡介质的高压填充和发泡工艺。
封堵驱动机构300包括螺杆套筒301和螺母套筒302，螺母套筒302螺旋配合在螺杆套筒301上，螺母套筒302前端固定连接封堵机构20，具体地，螺母套筒302前端设有固定法兰部302.1，所述固定法兰部302.1固定连接环套主体203。螺杆套筒301内环面设有轴承安装部303，支撑轴承305固定在轴承安装部303，支撑轴承305优选为圆锥滚子轴承。随管封堵驱动机构300.2的螺杆套筒301内环面还设有环形驱动齿部304，驱动齿轮306啮合在环形驱动齿部304，驱动齿轮306固定在驱动马达307的输出轴上，随管封堵驱动机构300.2的驱动马达307固定在外套筒25上；穿管封堵驱动机构300.1的螺杆套筒301外圆柱面固定有套筒形驱动齿轮308，驱动齿轮306啮合在套筒形驱动齿轮308上，穿管封堵驱动机构300.1的驱动马达307固定在升降式穿管座403上。
封堵驱动机构300还包括导向结构309，导向结构309包括外导向环面309.1和内导向环面309.2，所述螺杆套筒301外圆柱面设有外螺纹部301.1和外导向环面309.1，螺母套筒302内孔壁设有内螺纹部302.1和内导向环面309.2，内螺纹部302.1螺旋配合在外螺纹部301.1上时，内导向环面309.2间隙配合配合在外导向环面309.1上。
一种保温管自动发泡生产线，包括上塑管工部3、发泡工部4和上钢管工部5，上钢管工部5包括钢管辊道5.1和与发泡生产线垂直布置的上钢管架5.2，上钢管架5.2上设有拨管装置，上塑管工部3包括塑料辊道3.1和与发泡生产线垂直布置的上塑管架3.2，塑料辊道3.1内滑动设有副辊道3.3；上塑管架3.2上设有拨管装置，发泡工部4包括发泡辊道4.1、发泡夹具4.2和成品管架4.3，上塑料管工部3和发泡工部4之间设有升降式穿管座403，升降式穿管座403固定在升降机构6上，在发泡工部4和钢管工部5的两侧设置所述在线自动同心度穿管封堵装置；具体是，穿管封堵驱动机构300.1设置在上塑料管工部3、发泡工部4之间的升降式穿管座403上，随管封堵驱动机构300.2设置在上钢管工部5外侧；
一种保温管自动发泡生产线的自动化生产方法，包括如下步骤：
1)两端同时上管
上钢管架5.2上并排有多个钢管，钢管由拨管装置拨到钢管辊道5.1上；上塑管架3.2上并排有多根高密度聚乙烯塑管，塑管由拨管装置拨到塑管辊道3.1上；
2)塑管进入发泡工部
升降机构6下降，带动升降式穿管座403下降，让开辊道；塑管辊道3.1伸出副辊道3.3搭接到发泡工部4的发泡辊道4.1上；塑管辊道3.1转动支撑辊带动塑管前进到发泡辊道4.1并定位固定；
3)穿管夹持
升降机构6上升，带动升降式穿管座403上升到位。穿管左臂401带动内夹头机构100伸出穿过塑管并从钢管左端内孔夹持钢管；随管右臂402带动内夹头机构100伸出从钢管右端内孔夹持钢管；
4)穿管
钢管辊道3.1下降，让开随管右臂402及其前端固定的内夹头机构100。
穿管左臂401及其前端固定的内夹头机构100缩回，随管右臂402及其前端固定的内夹头机构100伸出，带动钢管同心地穿入塑管并与塑管对齐定位。
5)两端封堵
启动穿管封堵驱动机构300.1和随管封堵驱动机构300.2，封堵机构200在封堵驱动机构300的旋转变直线移动带动下向前进入钢管1和热塑性外管2之间的环形空间内。
6)浇注、发泡
高压发泡枪***塑管浇注孔内，启动发泡枪注入发泡介质，封堵机构200排气且最后封液，等待数分钟后，发泡完成。
7)下管、补丁
升降机构6下降，带动升降式穿管座403下降，让开辊道；塑管辊道3.1伸出副辊道3.3搭接到发泡工部4的发泡辊道4.1上；发泡辊道4.1转动支撑辊带动塑管前进到塑管辊道3.1并通过拨管装置拨到成品管架4.3上，操作员对浇注孔通过补丁热熔焊接封口。
回到步骤1)，重复进行。
所述在线自动同心度穿管封堵装置，在伸缩顶紧机构、增力锁定机构和增力调节机构的协同作用下，能够牢固顶紧在钢管端内孔壁，同时辊轮驱动钢管外表面使得钢管沿轴线向前前行，在内夹头夹持内壁保持与外管同心的同时穿入外管中。
所述自动发泡生产线，利用所述在线自动同心度穿管封堵装置，集成了在上钢管工部的在线穿管夹持和发泡工部的在线穿管动作和封堵动作，由至少四个人工减少为1个人工，减掉了两辆天车，效率提高，成本大为降低。
Claims (14)
1.一种在线自动同心度穿管封堵装置，其特征在于，包括
内夹头机构(100),内夹头机构(100)包括伸缩顶紧机构(20)，所述伸缩顶紧机构(20)用于从钢管端部内孔夹持所述钢管；
封堵机构(200),用于封堵钢管和热塑性外管之间的环形空间，封堵机构(200)与伸缩顶紧机构(20)同轴线地设置在内夹头机构(100)外；封堵机构(200)包括环套主体(203)，所述环套主体(203)上滑动设有胀紧机构(220)和径向封液机构(230)，径向封液机构(230)沿环套主体(203)移动挤压胀紧机构(220)导致胀紧机构(220)拱起抵压在热塑性外管(2)内壁；
封堵驱动机构(300),用于驱动封堵机构沿钢管轴线***或退出所述环形空间，封堵驱动机构(300)包括穿管封堵驱动机构(300.1)和随管封堵驱动机构(300.2)；封堵驱动机构(300)包括螺杆套筒(301)和螺母套筒(302)，螺母套筒(302)螺旋配合在螺杆套筒(301)上，螺母套筒(302)前端固定连接所述封堵机构(200)；
伸缩臂机构(400)，带动内夹头机构和所夹持的钢管同心地穿入热塑性外管中并与热塑性外管对齐定位，伸缩臂机构(400)前端与所述伸缩顶紧机构同轴线地固设内夹头机构(100)；伸缩臂机构(400)包括穿管左臂(401)和随管右臂(402)；
穿管封堵驱动机构(300.1)的螺杆套筒(301)同轴线可旋转驱动地设置在穿管左臂(401)的固定臂(401.1)上，而随管封堵驱动机构(300.2)的螺杆套筒(301)同轴线可旋转驱动地设置在内夹头机构(100)上。
2.如权利要求1所述在线自动同心度穿管封堵装置，其特征在于，内夹头机构(100)包括增力锁定机构(30)、旋转驱动机构(50)，增力锁定机构(30)带动伸缩顶紧机构(20)顶紧在钢管(1)端部的内孔壁上，旋转驱动机构(50)驱动所述增力锁定机构(30)以保持持续的顶紧力。
3.如权利要求1所述在线自动同心度穿管封堵装置，其特征在于，伸缩顶紧机构(20)包括多面锥(21)和外套筒(25)，多面锥(21)通过锥滑导柱(22)滑动设置在外套筒(25)内；锥滑导柱(22)一体连接多面锥(21)，多面锥(21)表面设于多个滑槽(23)，滑槽内滑动配合有顶块(24)，顶块(24)同时穿过外套筒(25)而伸缩滑动括。
4.如权利要求2所述在线自动同心度穿管封堵装置，其特征在于，增力锁定机构(30)凸轮(31)、左连杆(32)和右连杆(33)，左连杆(32)枢转连接锥滑导柱(22),右连杆(33)枢转连接在外套筒(25)底壁。
5.如权利要求3所述在线自动同心度穿管封堵装置，其特征在于，旋转驱动机构(50)包括驱动马达(51)，驱动马达(51)输出轴驱动连接凸轮轴(34)，凸轮(31)固定连接凸轮轴(34)；驱动马达(51)带动凸轮(31)在水平位置和竖直位置之间切换，当凸轮(31)的主体轴线处于水平位置时，多面锥位于伸出位置，在伸出位置，顶块(24)顶紧在钢管内壁。
6.如权利要求2所述在线自动同心度穿管封堵装置，其特征在于，胀紧机构(220)包括外橡胶膨胀环(221)和内橡胶膨胀环(222),环套主体(203)包括导向部(204)，外橡胶膨胀环(221)和内橡胶膨胀环(222)分别通过内孔和外周可滑动调节地套设于导向部(204)；外橡胶膨胀环(221)和内橡胶膨胀环(222)分别设有一体成型的第一环形主体部(223)和第一滑动配合部(224)，第一滑动配合部(224)沿导向部(204)向环套主体移动而压缩第一环形主体部(223)膨胀抵接在钢管外壁或热塑性外管内壁。
7.如权利要求2所述在线自动同心度穿管封堵装置，其特征在于，径向封液机构(230)包括外金属形变环(231)和内金属形变环(232)，所述外金属形变环(231)和内金属形变环(232)分别设有一体成型的第二滑动配合部(233)、环形主体(234)和金属形变部(235)，金属形变部(235)可径向形变抵接在钢管外壁或热塑性外管内壁。
8.如权利要求1所述在线自动同心度穿管封堵装置，其特征在于，胀紧机构(220)和径向封液机构(230)之间形成缓冲槽(206)；胀紧机构(220)和径向封液机构(230)通过螺旋配合在导向部(204)顶部孔的外紧固环(207)和内紧固环(208)压紧固定。
9.如权利要求1所述在线自动同心度穿管封堵装置，其特征在于，对于随管封堵驱动机构(300.2)，螺杆套筒(301)内环面还设有环形驱动齿部(304)，驱动齿轮(306)啮合环形驱动齿部(304)，驱动齿轮(306)固定连接驱动马达(307)的输出轴，驱动马达(307)固定在内夹头机构上；对于穿管封堵驱动机构(300.1)，螺杆套筒(301)外圆柱面固定有套筒形驱动齿轮(308)，驱动齿轮(306)啮合在套筒形驱动齿轮(308)上，驱动齿轮(306)固定连接驱动马达(307)的输出轴，驱动马达(307)固定在升降式穿管座(403)上。
10.如权利要求1所述在线自动同心度穿管封堵装置，其特征在于，穿管左臂(401)可伸缩地设置在升降式穿管座(403)上，随管右臂(402)可伸缩地固定安装在钢管右侧。
11.一种安装权利要求1-9任一所述在线自动同心度穿管封堵装置的保温管发泡层自动化生产线，其特征在于，包括上塑管工部(3)、发泡工部(4)和上钢管工部(5)，上钢管工部(5)包括钢管辊道(5.1)和与发泡生产线垂直布置的上钢管架(5.2)，上钢管架(5.2)上设有拨管装置；上塑管工部(3)包括塑管辊道(3.1)和与发泡生产线垂直布置的上塑管架(3.2)，塑料辊道(3.1)内滑动设有副辊道(3.3)，上塑管架(3.2)上设有拨管装置；发泡工部(4)包括发泡辊道(4.1)，塑管辊道(3.1)、发泡辊道(4.1)和钢管辊道(5.1)位于同一直线并间隔设置，在发泡工部(4)和上钢管工部(5)的两侧设置所述在线自动同心度穿管封堵装置。
12.如权利要求11所述保温管发泡层自动化生产线，其特征在于，上塑管工部(3)、发泡工部(4)之间设有升降式穿管座(403)，穿管封堵驱动机构(300.1)设置在升降式穿管座(403)上，升降式穿管座(403)固定在升降机构(6)上；随管封堵驱动机构(300.2)固定设置在上钢管工部(5)外侧。
13.一种如权利要求11或12所述保温管发泡层自动化生产线的自动化生产方法，其特征在于，
包括如下步骤：
1)两端同时上管
上塑管架(3.2)上并排有多根热塑性外管，热塑性外管由拨管装置拨到塑管辊道(3.1)上；上钢管架(5.2)上并排有多个钢管，钢管由拨管装置拨到钢管辊道(5.1)上；
2)塑管进入发泡工部
升降机构(6)下降，带动升降式穿管座(403)下降，让开辊道；塑管辊道(3.1)转动支撑辊带动塑管前进到发泡辊道(4.1)并定位固定；
3)穿管夹持
升降机构(6)上升，带动升降式穿管座(403)上升到位，穿管左臂(401)带动内夹头机构(100)伸出穿过塑管并从钢管左端内孔夹持钢管；随管右臂(402)带动内夹头机构(100)伸出从钢管右端内孔夹持钢管；
4)在线穿管
穿管左臂(401)及其前端固定的内夹头机构(100)缩回，随管右臂(402)及其前端固定的内夹头机构(100)伸出，带动钢管同心地穿入塑管并与塑管对齐定位；
5)两端封堵
启动穿管封堵驱动机构(300.1)和随管封堵驱动机构(300.2)，封堵机构(200)进入钢管(1)和热塑性外管(2)之间的环形空间内；
6)浇注、发泡
高压发泡枪***塑管浇注孔内，启动发泡枪注入发泡介质，封堵机构(200)排气且最后封液，等待数分钟后，发泡完成；
7)成品管下管、补丁
升降机构(6)下降，带动升降式穿管座(403)下降，让开辊道；发泡辊道(4.1)转动支撑辊带动塑管前进到塑管辊道(3.1)并通过拨管装置拨到成品管架上，操作员对浇注孔通过补丁热熔焊接封口；
回到步骤1)，重复进行。
14.如权利要求13所述自动化生产方法，其特征在于，在热塑性外管进入发泡工部或成品管下管工序，副辊道(3.3)伸出搭接到发泡工部(4)的发泡辊道(4.1)上，动作完成后副辊道(3.3)缩回。
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