Устройство для сварки труб из термопластов Советский патент 1991 года по МПК B29C65/18 

Изобретение относится к сварке пластмасс и может быть использовано при стыковой контактной сварке труб из термопластов.

Целью изобретения является повышение качества сварного соединения и производительности устройства.

На фиг.1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг.2 -нагреватель с емкостным узлом дистанционной передачи показаний; на фиг.З - вид А на фиг.2; на фиг.4 - фрагмент диаграммной ленты с залисью циклограммы процесса сварки. Устройство для сварки труб из термопластов содержит раму 1 с направляющими штоками 2, на которых установлены неподвижный 3 и подвижный 4 зажимы для свариваемых труб, механизм перемещения подвижного зажима и осевого сжатия труб, выполненный в виде гидроцилиндра 5, прямоходовая „ и обратноходовая полости которого соединены посредством трубопроводов 6 и 7 через переключающий узел 8 с насосом и сливным баком (не показано). Поршень 9

СЬ ON W

N hO

гидроцилиндра 5 через шток 10 связан с подвижным зажимом 4. Устройство содержит также нагреватель 11 и динамометр для контроля осевого усилия на подвижном зажиме, включающий первичный преобразователь, функции которого выполняет прямоходовая полость гидроцилиндра 5, и вторичный прибор, выполненный в виде двухканального динамографа 12. Динамограф 12 содержит первый манометрический пишущий узел 13, соединенный импульсной трубкой 14 к прямоходовой полости гидроцилиндра 5, второй манометрический пишущий узел 15 и лентопротяжный механизм 16.

Нагреватель 11 выполнен в виде двух тепловыделяющих узлов 17 и 18 и снабжен установленным между ними дополнительным динамометром, выполненным в виде мембранной коробки, включающей жесткую цилиндрическую обечайку 19 и две установленные на ее торцах упругие мембраны 20 с жесткими центрами 21. Дополнительный динамометр снабжен расположенным внутри мебранной коробки между жесткими центрами мембран узлом дистанционной передачи показаний, выполненным, например, в виде сильфона 22, торцы которого жестко связаны с центрами

21мембран. Внутренняя полость сильфона

22заполнена жидкостью и подсоединена посредством импульсной трубки 23 к второму пишущему узлу 15 динамографа 12. До- полнительный динамометр может содержать емкостный узел дистанционной передачи показаний (фиг.2), выполненный в виде металлической пластины 24, закрепленной на жестком центре 21 одной из мембран 20 посредством электроизолирующего стержня 25. Указанный узел соединен с вторичным прибором посредством экранированного провода 26.

На жестких центрах 15 мембран 20 закреплены тепловыделяющие узлы 17 и 18 нагревателя, выполненные в виде полых дисков 27, в которых размещены теплоэлект- ронагреватели (ТЭН) 28. окруженные теплопередающим электроизолирующим материалом 29 (кварцевый песок, керамика и др.). ТЭНы подключены к источнику электропитания (не показано). Для установки нагревателя в рабочее положение и удаления его на последующих стадиях сварки из зазора между торцами свариваемых труб к обечайке 19 жестко прикреплена установочная ручка (рычаг) 30.

В динамографе 12 применена диаграммная бумага 31 (фиг.4), имеющая два поля 32 и 33 записи, первое из которых предна- зачено для записи информации об осевом

усилии на торцах оплавляемых труб, получаемой от нагревателя 11, второе - для записи информации об осевом усилии на подвижном зажиме в виде давления в прямоходовой полости гидроцилиндра 5. На диаграммной бумаге 31 нанесены горизонтальные линии 34 значений осевой нагрузки и вертикальные линии 35 временных отметок.

0 Устройство работает следующим образом.

В неподвижный 3 и подвижный 4 зажимы, устанавливают свариваемые трубы 36 и фиксируют в них таким образом, чтобы при

5 полностью отведенном посредством гидроцилиндра 5 подвижном зажиме 4 зазор между торцами труб был несколько больше осевого размера нагревателя 11. Затем нагреватель 11 устанавливает в зазор между

0 торцами труб 36 и осуществляют осевое прижатие торцов труб в тепловыделяющим узлам 17 и 18 нагревателя 11 путем подачи давления в прямоходовую полость гидроцилиндра 5. При этом манометрический пишу5 щий узел 13 переместит линию записи на диаграммной ленте 31 динамографа 12 с нулевого уровня 37 до уровня 38, соответствующего осевому усилию на поршне 9 и (при пренебрежении трением в гидроцилиндре)

0 осевому усилию на подвижном зажиме 4. Одновременно вследствие сжатия тепловыделяющих узлов 17 и 18 и жестких центров 21 мембран 20 произойдет сжатие жидкости в сильфоне 2 и повышение давления в нем

5 до значения, соответствующего величине осевого сжатия труб 36. При этом манометрический пишущий узел 15 переместит линию записи на диаграмной ленте 31 с нулевого уровня 39 до уровня 40, соответст0 вующего величине осевого сжатия труб.

Если бы не было сил трения в узлах перемещения трубы и осевой составляющей веса трубы, то уровни 40 и 38 совпали. На самом деле из-за указанных причин эти

5 уровни записи не совпадают. В приведенном на фиг.З примере величина осевого усилия сжатия труб составляет 33 кг, а величина осевого усилия на подвижном зажиме 47 кг. Разница а 14 кг вызвана трением в узлах

0 перемещения трубы и осевой составляющей веса этой трубы.

Через определенное, регламентируемое в нормативно-технических документах время, усилие прижима свариваемых труб к

5 нагревателю снижается до уровня 41 (по показаниям пишущего узла 15), причем осевая нагрузка на подвижном зажиме при этом снижается до уровня 42.

После выдержки в течение регламенти- . jpyeMoro отреза времени осевого усилия на

гидроцилиндра 5 отводится от неподвижного зажима 3 на расстояние, освобождающее нагреватель 1 от сжимающих усилий со стороны торцов свариваемых труб 36. При этом очевидно линии записи усилий на обоих каналах возвращаются на нулевые уровни 39 и 37. Одновременно нагреватель 11 удаляют из зазора между торцами свариваемых труб и они вновь сжимаются (теперь уже своими торцами) посредством гидроци- линдра 5 с осевым усилием, которое задается и контролируется по линии записи второго канала, уровень 43 которой на этой первой стадии должен совпадать с уровнем записи 38 осевого усилия, полученной на стадии оплавления. При этом условии можно считать, что фактическая величина осевого сжатия труб будет такой же, какой она была на начальной фазе оплавления, т.е. соответствовать уровню 40 (т.е. 33 кг) на первом канапезаписи(хтя вовремя рассматриваемой стадии осадки первый канал записи не функционирует, так как нагреватель в это время не нагружен)

После выдержки в течение регламентируемого времени под указанной нагрузкой процесс сварки труб считается законченным. Зажимы 3 и 4 разжимаются, сваренные трубы вынимаются из устройства (либо, наоборот устройство освобождается от сваренных труб). Затем подвижный зажим 4 гидроцилиндром 5 возвращается в максимально раздвинутое положение и устройство готовое для выполнения следующего цикла сварки. При этом на циклограмме пишутся нулевые уровни записи 37 и 38.

Работа устройства, содержащего нагреватель с емкостным узлом дистанционной передачи показаний, происходит аналогично с той разницей, что в процессе оплавления осевое сжатие нагревателя преобразуется в перемещение жестких центров 21 мембран 20, сопровождающееся уменьшением зазора между пластиной 24 и жестким центром 21 мембраны и соответствующим увеличением величины электриче- ской емкости узла, приводящим к соответствующему изменению положения линии записи на диаграммной ленте динамографа.

Таким образом, предлагаемое устрой- ство осуществляет стыковую контактную сварку труб из термопластов при непрерывном и точном контроле величины осевого сжатия труб на всех стадиях сварки, причем

указанный контроль осуществляется на стадии оплавления непосредственно по показаниям (записи) динамометра в нагревателе, а на стадиях осадки и выдержки (охлаждения) труб - по показаниям динамометра, измеряющего осевое усилие на подвижном зажиме с учетом поправки, определяемой в каждом цикле сварки по показаниям динамометра в нагревателе на стадии оплавления.

Формула изобретения

1.Устройство для сварки труб из термопластов, содержащее раму с установленными на ней подвижным и неподвижным зажимами, механизм перемещения подвижного зажима и осевого сжатия труб, нагреватель и динамометр для контроля осевого усилия на подвижном зажиме с вторичным прибором, снабженным пишущим узлом, б т л и ч а ю щеесятем, что, с целью повышения качества сварного соединения и производительности устройства, нагреватель выполнен в виде двух тепловыделяющих узлов и снабжен установленным между ними дополнительным динамометром с узлом дистанционной передачи показаний, а вторичный прибор снабжен вторым пишущим узлом, соединенным с узлом дистанционной передачи показаний дополнительного динамометра.

2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что дополнительный динамометр выполнен в виде цилиндрической обечайки с установленными на ее торцах упругими мембранами, выполненными с жесткими центрами, на которых закреплены тепловыделяющие узлы нагревателя, а узел дистанционной передачи показаний расположен внутри обечайки между жесткими центрами мембран.

3.Устройство по пп.1 и2, отл ича юще- е с я тем, что узел дистанционной передачи показаний выполнен в виде заполненного жидкостью сильфона, торцы которого жестко связаны с центрами мембран, причем сильфон соединен с вторым пишущим узлом вторичного прибора.

4.Устройство по пп.1 и2, отл ича ю ще- е с я тем, что узел дистанционной передачи выполнен в виде металлической пластины, закрепленной посредством элекроизолиру- ющего стержня на жестком центре одной из мембран.

Kit 16

Изобретение относится к области сварки пластмасс и может быть использовано при стыковой контактной сварке труб из термопластов. Цель - повышение качества сварного соединения и производительности устройства. Для этого в устройстве для сварки труб из термопластов нагреватель выполнен в виде двух тепловыделяющих узлов и снабжен установленным между ними дополнительным динамометром с узлом дистанционной передачи показаний. Вторичный прибор снабжен вторым пишущим узлом, соединенным с узлом дистанционной передачи показаний дополнительного динамометра. Кроме того, дополнительный динамометр выполнен в виде цилиндрической обечайки с установленными на ее торцах упругими мембранами, выполненными с жесткими центрами. На жестких центрах мембран закреплены тепловыделяющие узлы нагревателя. Узел дистанционной передачи показаний расположен внутри обечайки между жесткими центрами мембран. Узел дистанционной передачи показаний выполнен в виде заполненного жидкостью сильфона, торцы которого жестко связаны с центрами мембран. Сильфон соединен с вторым пишущим узлом вторичного прибора. Узел дистанционной передачи выполнен в виде металлической пластины, закрепленной посредством электроизолирующего стержня на жестком центре одной из мембран. 3 з.п.ф-лы, 4 ил.

36

фиг.1

36

28 27

2/

19

фиг. г

Вид А

Фиг. 5