CN111649194A - 一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动螺旋缠绕装置及其方法,第一、二支撑装置均具有两个用于滚动支撑工作钢管的辊轮;辊轮间距可调节地成对设置,第一支撑装置的两个辊轮由电机驱动而绕其中心轴线转动,辊轮的中心轴线平行于工作钢管的轴心轴线;第一小车能够在驱动装置的驱动下沿平行于辊轮的中心轴线的方向移动以使反射层螺旋缠绕于工作钢管的外圆面上;第二小车能够在驱动装置的驱动下沿与第一小车相同的移动方向移动以使保温层螺旋缠绕于工作钢管的外圆面上。本发明带来的有益效果是:具有保证纤维类保温材料的缠绕质量,配用工作人员少,产品生产效率高的优点,极大地提高了纤维类保温材料缠绕效率,降低了人工成本。
Description
技术领域
本发明属于预制保温管保温技术领域,具体涉及一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置及其方法。
背景技术
预制保温管的工作管外部需要进行保温材料的包裹,保温材料的缠绕一般通过人工手动缠绕,但人工缠绕保温材料存在很多缺陷,一是人工操作效率较低,为了保证施工效率满足企业的需要配置更多的操作人员;二是人工操作根据熟练度的不同导致的包装外观及质量的差别,保温厚度缠绕不均;三是纤维类保温上的碎渣粘到包装工人身上会产生一定的不适,不易去掉。随着热网技术的发展,对管道保温材料包裹的质量和缠绕施工效率要求越来越高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置及其方法,能够提高缠绕效率及厚度均匀性,降低缠绕成本。
本发明是这样实现的:一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置,包括:
用于各自支撑工作钢管端部的第一、二支撑装置,所述第一、二支撑装置均具有两个用于滚动支撑工作钢管的辊轮;所述辊轮间距可调节地成对设置,所述第一支撑装置的两个辊轮由电机驱动而绕其中心轴线转动,所述辊轮的中心轴线平行于工作钢管的轴心轴线;
用于放置反射层辊的第一小车,所述第一小车能够在驱动装置的驱动下沿平行于所述辊轮的中心轴线的方向移动以使反射层螺旋缠绕于工作钢管的外圆面上;
用于放置保温层辊的第二小车,所述第二小车能够在驱动装置的驱动下沿与所述第一小车相同的移动方向移动以使保温层螺旋缠绕于工作钢管的外圆面上。
进一步地,
所述第一、二支撑装置均包括横梁、横梁支架、支架导轨和滚轮支架;所述横梁设于所述横梁支架上,所述支架导轨设于所述横梁上,所述滚轮支架成对设置并滑动连接所述支架导轨,所述辊轮转动设于辊轮支架上以调节成对设置的两个辊轮的中心距。
进一步地,
所述滑轨支架与所述横梁滑动连接以调整所述横梁的高度。
进一步地,
所述第一、二支撑装置还均包括用于轴向限位工作钢管的限位辊,所述限位辊设于所述横梁上。
进一步地,
所述第二支撑装置通过锁紧装置锁定其与所述第一支撑装置的间距。
进一步地,
所述第一小车通过第一导轨保证直线移动,所述第二小车通过第二导轨保证直线移动,所述第二支撑装置通过第三导轨保证直线移动,所述锁紧装置能够与所述第三导轨形成锁定。
进一步地,
所述第一小车和第二小车分别设于工作钢管的两侧。
进一步地,
还包括:
用于打包工作钢管的打包机,及
用于承载所述打包机的第三小车,所述第三小车能够在驱动装置的驱动下沿与所述第一小车相同的移动方向移动以使包装带缠绕于工作钢管的外圆面上。
进一步地,
所述第三小车通过第四导轨保证直线移动。
进一步地,
成对设置的两个辊轮的中心与工作钢管的中心的连线成120°角。
本发明还提供了一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕方法,通过上述一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置完成,包括如下步骤:
将工作钢管放置到辊轮上并使工作钢管中心轴线的高度达到设定高度;
驱动工作钢管以设定线速度进行试运行并在工作钢管外圆面的线速度稳定后停止转动;
拉出保温布带并按第一螺旋角将多余的斜角切除,切割后的保温布带头部在工作钢管上缠绕一圈后固定于工作钢管的起始端,留出一定长度的不保温区;拉出反射布带并按第二螺旋角将多余的斜角切除,切割后的反射布带头部在工作钢管上缠绕一圈后固定于工作钢管的起始端;
使第一小车、第二小车、工作钢管以设定速度运行完成保温层和反射层的缠绕。
进一步地,
保温布带和反射布带的缠绕方向相反。
进一步地,
第一螺旋角的计算公式为:
第二螺旋角的计算公式为:
第一小车的移动速度的计算公式为:
第二小车的移动速度的计算公式为:
其中,A1为保温布带的宽度,d为工作钢管1的外径,t为保温布带及反射布带整体的总缠绕厚度,A2为反射布带的宽度,ΔA为反射布带的重叠量,S为工作钢管1的外圆面线速度。
进一步地,
还包括如下步骤:
在保温布带和反射布带缠绕一定距离后,启动打包机自工作钢管1的起始端对其进行打包。
本发明带来的有益效果是:具有保证纤维类保温材料的缠绕质量,配用工作人员少,产品生产效率高的优点,极大地提高了纤维类保温材料缠绕效率,降低了人工成本。
附图说明
图1是本发明中的自动螺旋缠绕装置的结构主视图;
图2是图1所示自动螺旋缠绕装置的结构侧视图;
图3是本发明中保温布带的螺旋缠绕示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
如图1和2所示,一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置,包括用于各自支撑工作钢管1端部的第一、二支撑装置18、17,用于放置反射层辊8的第一小车14,及用于放置保温层辊9的第二小车15。
第一、二支撑装置18、17均具有两个用于滚动支撑工作钢管1的辊轮2;辊轮2间距可调节地成对设置,第一支撑装置18的两个辊轮2由电机20驱动而绕其中心轴线转动,辊轮2的中心轴线平行于工作钢管1的轴心轴线。第一小车14能够在驱动装置的驱动下沿平行于辊轮2的中心轴线的方向移动以使反射层螺旋缠绕于工作钢管1的外圆面上。第二小车15能够在驱动装置的驱动下沿与第一小车14相同的移动方向移动以使保温层螺旋缠绕于工作钢管1的外圆面上。电机20通过皮带传动机构连接第一支撑装置18中的两个辊轮2实现对辊轮2的驱动。反射层辊8上设有铝箔反射材料,保温层辊9上设有纤维保温材料。
在一个实施例中,为了实现不同直径的工作钢管1的中心轴线保持在同一高度,因此辊轮2的中心距和高度需要随不同直径的工作钢管1进行相应调整。具体地,第一、二支撑装置18、17均包括横梁5、横梁支架6、支架导轨4和滚轮支架3。横梁5设于横梁支架6上,支架导轨4水平设于横梁5上,滚轮支架3成对设置并滑动连接支架导轨4,辊轮2转动设于辊轮支架3上以调节成对设置的两个辊轮2的中心距。滑轨支架6与横梁5滑动连接以调整横梁5的高度。成对设置的两个辊轮2以工作钢管1的中心轴线为对称轴对称设置在工作钢管1的左右两侧,并且其中心与工作钢管1的中心的连线成120°角。工作钢管1的中心高H为固定值,根据不同管道的直径,横梁5可通过横梁支架6调整垂直方向高度,通过移动辊轮支架3控制两个辊轮2的间距,最终实现调整不同管径的工作钢管1的中心高H的目的。
在一个实施例中,第一、二支撑装置18、17还均包括用于轴向限位工作钢管1的限位辊7,限位辊7设于横梁5上。在第一、二支撑装置18、17带动工作钢管1转动的过程中能够保证工作钢管1被约束在两个限位辊7之间,防止其产生轴向移动,从而确保缠绕过程的稳定性。
在一个实施例中,为了实现第二支撑装置17在调整到合适位置后能够保持固定状态的目的,因此第二支撑装置17通过锁紧装置9锁定其与第一支撑装置18的间距。
在一个实施例中,第一小车14通过第一导轨10保证直线移动,第二小车15通过第二导轨11保证直线移动,第二支撑装置17通过第三导轨22保证直线移动,锁紧装置9能够与第三导轨22形成锁定。第一导轨10、第二导轨11和第三导轨22均相互平行地设于地面上。第一小车14和第二小车15分别设于工作钢管1的两侧。
在一个实施例中,为了在缠绕结束后能够对工作钢管1进行打包,自动螺旋缠绕装置还包括:用于打包工作钢管1的打包机16,及用于承载打包机16的第三小车13。第三小车13能够在驱动装置的驱动下沿与第一小车14相同的移动方向移动以使包装带缠绕于工作钢管1的外圆面上。第三小车13通过第四导轨12保证直线移动。需要说明的是,驱动装置分别通过链条传动机构驱动第一小车14、第二小车15和第三小车13往复移动。
需要说明的是,自动螺旋缠绕装置还包括控制器21,控制器21具有可编程功能从而实现对整个装置的控制,但本发明仅涉及结构方面的改进,并未对控制程序进行改进,因此控制器21的具体控制方法不再赘述。
本发明还提供了一种自动螺旋缠绕方法,包括如下步骤:
根据工作钢管1的管径通过支架导轨4调整两辊轮2间距至圆心夹角120°的位置,通过横梁支架6上的滑轨调整横梁5的高度至工作钢管1的中心高H位置,将工作钢管1吊装至两个支撑装置上,其中一端与第一支撑装置18靠拢,调整第二支撑装置17使其上的限位辊7靠近工作钢管1端部。
设定控制器21驱动辊轮2转动,使工作钢管1外圆面的线速度控制在20m/min进行试运行,观察工作钢管1的运行情况,要求工作钢管1旋转速度稳定安全可靠,检查各紧固件没有松动现象,一切正常后停止运转。
如图3所示,拉出保温布带24并按第一螺旋角将多余的斜角切除,切割后的保温布带24头部在工作钢管1上缠绕一圈后使用不干胶定位固定于工作钢管1的起始端,留出一定长度B例如250mm的不保温区;拉出反射布带23并按第二螺旋角将多余的斜角切除,切割后的反射布带23头部在工作钢管1上缠绕一圈后使用不干胶定位固定于工作钢管1的起始端。保温布带24和反射布带23的缠绕方向相反。
控制器21根据设定的参数驱动电机22和驱动电机运转,从而使第一小车14、第二小车15、工作钢管1按照设定速度运行完成保温层和反射层的缠绕。需要说明的是,当缠绕完一层后,以工作钢管1的终止端为第二层缠绕的起始端,并以同样的参数重复进行完成第二层缠绕。以同样的方法进行第二层、第三层直至最后一层的操作。
在保温布带24和反射布带23缠绕一定距离例如400mm后,启动打包机16自工作钢管1的起始端对其进行打包。起动控制程序,打包机16首先在第一层的端部打包一道,然后打包到工作钢管1的另一端,自动停止运行,返回到起始端。
第一螺旋角的计算公式为:
第二螺旋角的计算公式为:
第一小车的移动速度的计算公式为:
第二小车的移动速度的计算公式为:
其中,A1为保温布带24的宽度,d为工作钢管1的外径,t为保温布带及反射布带整体的总缠绕厚度,A2为反射布带23的宽度,ΔA为反射布带23的重叠量,S为工作钢管1的外圆面线速度。在一个实施例中,A1=500mm,d=1020mm,t=50mm,A2=500mm,ΔA=30mm,S=2020m/min,由此计算得到α1=8.46°,α2=7.61°,P1=3.01m/min,P2=2.70m/min。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。
Claims (14)
1.一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置,其特征在于:包括:
用于各自支撑工作钢管(1)端部的第一、二支撑装置(18、17),所述第一、二支撑装置(18、17)均具有两个用于滚动支撑工作钢管(1)的辊轮(2);所述辊轮(2)间距可调节地成对设置,所述第一支撑装置(18)的两个辊轮(2)由电机(20)驱动而绕其中心轴线转动,所述辊轮(2)的中心轴线平行于工作钢管(1)的轴心轴线;
用于放置反射层辊(8)的第一小车(14),所述第一小车(14)能够在驱动装置的驱动下沿平行于所述辊轮(2)的中心轴线的方向移动以使反射层螺旋缠绕于工作钢管(1)的外圆面上;
用于放置保温层辊(9)的第二小车(15),所述第二小车(15)能够在驱动装置的驱动下沿与所述第一小车(14)相同的移动方向移动以使保温层螺旋缠绕于工作钢管(1)的外圆面上。
2.根据权利要求1所述的一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置,其特征在于:
所述第一、二支撑装置(18、17)均包括横梁(5)、横梁支架(6)、支架导轨(4)和滚轮支架(3);所述横梁(5)设于所述横梁支架(6)上,所述支架导轨(4)设于所述横梁(5)上,所述滚轮支架(3)成对设置并滑动连接所述支架导轨(4),所述辊轮(2)转动设于辊轮支架(3)上以调节成对设置的两个辊轮(2)的中心距。
3.根据权利要求2所述的一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置,其特征在于:
所述滑轨支架(6)与所述横梁(5)滑动连接以调整所述横梁(5)的高度。
4.根据权利要求2所述的一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置,其特征在于:
所述第一、二支撑装置(18、17)还均包括用于轴向限位工作钢管(1)的限位辊(7),所述限位辊(7)设于所述横梁(5)上。
5.根据权利要求1所述的一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置,其特征在于:
所述第二支撑装置(17)通过锁紧装置(9)锁定其与所述第一支撑装置(18)的间距。
6.根据权利要求5所述的一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置,其特征在于:所述第一小车(14)通过第一导轨(10)保证直线移动,所述第二小车(15)通过第二导轨(11)保证直线移动,所述第二支撑装置(17)通过第三导轨(22)保证直线移动,所述锁紧装置(9)能够与所述第三导轨(22)形成锁定。
7.根据权利要求1所述的一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置,其特征在于:
所述第一小车(14)和第二小车(15)分别设于工作钢管(1)的两侧。
8.根据权利要求1所述的一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置,其特征在于:
还包括:
用于打包工作钢管(1)的打包机(16),及
用于承载所述打包机(16)的第三小车(13),所述第三小车(13)能够在驱动装置的驱动下沿与所述第一小车(14)相同的移动方向移动以使包装带缠绕于工作钢管(1)的外圆面上。
9.根据权利要求7所述的一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置,其特征在于:
所述第三小车(13)通过第四导轨(12)保证直线移动。
10.根据权利要求1所述的一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置,其特征在于:
成对设置的两个辊轮(2)的中心与工作钢管(1)的中心的连线成120°角。
11.一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕方法,通过权利要求1至10任意一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕装置完成,其特征在于:包括如下步骤:
将工作钢管(1)放置到辊轮(2)上并使工作钢管(1)中心轴线的高度达到设定高度;
驱动工作钢管(1)以设定线速度进行试运行并在工作钢管(1)外圆面的线速度稳定后停止转动;
拉出保温布带(24)并按第一螺旋角将多余的斜角切除,切割后的保温布带(24)头部在工作钢管(1)上缠绕一圈后固定于工作钢管(1)的起始端,留出一定长度的不保温区;拉出反射布带(23)并按第二螺旋角将多余的斜角切除,切割后的反射布带(23)头部在工作钢管(1)上缠绕一圈后固定于工作钢管(1)的起始端;
使第一小车(14)、第二小车(15)、工作钢管(1)以设定速度运行完成保温层和反射层的缠绕。
12.根据权利要求11所述的一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕方法,其特征在于:
保温布带(24)和反射布带(23)的缠绕方向相反。
14.根据权利要求11所述的一种用于预制保温管道的自动螺旋缠绕方法,其特征在于:
还包括如下步骤:
在保温布带(24)和反射布带(23)缠绕一定距离后,启动打包机自工作钢管1的起始端对其进行打包。
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