專利名稱：一種內加熱固化的玻璃鋼管道制造系統的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及玻璃鋼管道制造裝置，具體涉及內加熱固化的玻璃鋼管道制造系統。
背景技術：
玻璃鋼管道的制造，通常是用玻璃纖維帶涂上環氧樹脂，纏繞在芯模(芯軸)上，再經過加熱固化而成。目前用于生產的玻璃鋼管道制造技術主要方式是芯模預熱、纏繞機纏繞成形、固化爐固化、空氣冷卻、脫模機脫模、鉗工修模等工序，分別在不同機器上完成。該制造技術雖然在玻璃鋼管道制造過程中單項生產工藝難度小，當出現質量問題時易于發現、易于排除，但缺點是占地面積大、工人勞動強度大、芯模備品量大、不易保證產品質量的一致性，不易于實現生產過程的質量自動控制和生產的自動化。
特別是由于需要將纏繞好的玻璃鋼管道連同芯軸一起進行加熱，需要較大的固化爐。加熱時熱量從管道外側向內側傳遞，管外側樹脂先固化，當管壁內部隨后受熱膨脹時，會受到已固化的管道外壁的約束，不能自由膨脹，因此會產生應力，造成內部缺陷。加熱升溫過程控制不好時，會造成玻璃鋼管道壁產生分層現象，降低強度。因此外加熱固化的高壓玻璃鋼管道質量不夠穩定，缺陷率較高，承受高壓時不夠安全。
中國專利CN2626712Y公開了一種芯模蒸汽內加熱系統，芯軸為中空的，內部含有一與外界相通的芯模孔管，管上開有小孔，蒸汽進入孔管內，通過孔管上的小孔進入芯模內腔，加熱芯模，使玻璃鋼管道固化。但該實用新型采用人工控制方式，需要的操作工多。而且由于高壓玻璃鋼管道的端頭要開螺紋，纏繞玻璃纖維帶時，需要在端頭反復纏繞多次，人工控制排紗器來回反復，不易準確掌握反復纏繞的層數和加厚段的長度，經常由于操作疏忽造成端頭加厚段不均勻，影響產品質量，成品率一般不超過95％。
根據產品力學結構設計理論，增強玻璃纖維帶必須采用準等邊三角形的分布結構形式。為實現這一特殊的工藝要求則必須采用縱向纏繞技術，要求芯軸主軸轉速與纏繞玻璃纖維帶的排紗小車的行走速度嚴格匹配，采用人工機械控制方式，工藝參數不夠穩定，需要的操作工較多，勞動強度大，因而生產效率不高，成本較大。
中國專利CN2141859Y公開了一種微機控制纏繞機，采用工業計算機對主軸、小車往復及絲嘴的伸臂進行位置伺服控制。但該實用新型沒有內加熱固化功能，因而也沒有加熱過程的自動控制功能，沒有可自動控制的脫模機構，因此必須靠人工操作進行固化，不能實現全自動化，全過程占用人工仍較多。而且固化質量不能得到有效控制，最終玻璃鋼管道產品的質量難以提高。
上述兩種現有技術，都不能實現玻璃鋼管道生產過程的全自動化，都不能有效地保證玻璃鋼管道最終產品的穩定高質量。
發明內容
本實用新型要解決的技術問題是針對外加熱固化方式造成玻璃鋼管道壁產生缺陷和控制不穩定的不足，本系統采用內加熱固化方式；針對手工操作造成控制不穩定的不足，本系統采用計算機程序控制，以提高產品質量、降低成本，實現全自動化生產，大大提高生產效率。
本實用新型的技術方案是一種內加熱固化的玻璃鋼管道制造系統，包括支架傳動機構81、芯軸82、熱力系統83、排紗機構84、脫模機構85、計算機控制系統86；所述的支架傳動機構81包括支架11、電機、齒輪傳動機構13、軸承14；芯軸82架設在置于支架上的軸承上，電機通過齒輪傳動機構帶動芯軸82轉動；玻璃纖維帶41纏繞在芯軸82上，形成玻璃鋼管道10；芯軸82是雙層金屬管，來自熱力系統83的蒸汽從芯軸82一端通入內層管內，從芯軸內、外層管之間返回。
所述的脫模機構85包括尾座車120上安裝有支承架121，支承架121的上部裝有伸出氣缸122，伸出氣缸122前端連接伸出氣缸桿123，伸出氣缸桿123的另一端連接機械手外殼111；機械手外殼111上部裝有夾緊氣缸113，夾緊氣缸113下部的夾緊氣缸桿114伸到機械手外殼111之內，夾緊氣缸桿114下端裝有連桿鉸鏈115，連桿鉸鏈115連接兩個連桿116，兩個連桿的另一端向兩邊分開，每個連桿116的另一端分別通過鉸鏈117各自連接一個擺桿118，每個擺桿118的中部有一個支臂，兩個擺桿的支臂通過固定在機械手外殼上的擺桿鉸鏈119連接在一起；脫模時，夾緊氣缸113推動擺桿118壓緊在固化完畢的玻璃鋼管道10上，通過芯軸82的旋轉使玻璃鋼管道10內層與芯軸表面脫離，并通過尾座車120沿尾座車導軌54向尾部方向移動使玻璃鋼管道10脫出。
通常，尾座車120下裝有多個輪子129，通過鏈條驅動機構131帶動鏈條130，可以使尾座車120沿芯軸的軸向方向來回移動。芯軸尾205頭端開有螺紋，以便與芯軸聯接。
所述的熱力系統83包括蒸汽鍋爐31、蒸汽管路32、管路控制閥33、壓力傳感元件34和/或溫度傳感元件35，鍋爐產生的蒸汽經管路通入芯軸82的內層管。
所述的排紗機構84包括排紗小車42、排紗器43、膠槽44、孔板45、張力機構46、紗錠47，繞在紗錠上的玻璃纖維帶經張力機構張緊，穿過孔板進入膠槽，通過排紗器分布均勻，纏繞到芯軸82上。
其中支架傳動機構81和排紗機構84是利用現有公知技術，支架傳動機構實現將動力傳遞給芯軸的功能，排紗機構實現將玻璃纖維帶纏繞在芯軸上的功能。排紗機構的機械部分是現有技術，但本實用新型采用了自動控制方式。
芯軸82采用內部蒸汽加熱，使玻璃鋼管道生產工藝改變，芯軸預熱、纏繞成形、加熱固化、冷卻、脫模工序在一條生產線上連續完成，即采用內部蒸汽加熱固化纏繞生產線生產。芯軸是雙層管，一般為鋼管，相當于一個模具，向芯軸內層輸入蒸汽，可透過內層表面的孔進入外層，從外層返回。芯軸玻璃纖維纏繞層包裹在可加熱的模具體外面，芯軸內部蒸汽的熱能通過芯軸管壁直接傳給玻璃纖維層。不同壓力的飽和蒸汽達到的溫度不同，通過控制蒸汽壓力可以準確控制溫度，蒸汽向芯軸鋼管壁輸送熱量，使其溫度快速上升，熱量傳給附在芯軸上的纏繞層。當溫度上升到一定程度時，纏繞層所含的樹脂就會逐步出現升溫、粘度下降、流動遷移，進而凝膠、粘度上升、凝膠結束、進一步交鏈成為三維網狀結構。隨后通入循環水進行冷卻，即完成固化和后固化的全過程。定期對芯軸內進行空氣吹掃。
這種快捷的傳熱方式會很快使纏繞層升溫，引發環氧樹脂的凝膠和固化反應，可在數十分鐘內完成樹脂固化的全過程，由于傳熱距離短，樹脂受熱溫度變化迅速，因此在升降溫程序上可做較精細的調節與控制，使環氧玻璃鋼向精細化進展。具體升溫加熱的控制參數采用本領域公知的參數，這些溫度參數也是玻璃鋼管道中的樹脂固化所必須達到的，在本行業中普遍采用。
采用內加熱固化方法，不僅使玻璃鋼管道的固化更加均勻，而且固化時間短、能耗低，玻璃鋼管道的壁厚均勻性、強度一致性以及外觀質量均得到提高。芯軸內加熱方式避免了將芯軸卸下一起送入固化爐，減少芯軸備件的用量。使生產周期減少，不再需要固化爐崗位的操作工，降低成本。
芯軸82一端開有陽螺紋，使纏繞在芯軸上的玻璃鋼管道10的一端形成陰螺紋。纏繞時，需要讓小車在纏繞到玻璃鋼管道兩端時來回反復運動，使兩端的管道加厚，一般需要加厚20層左右，過去采用人工搬動開關控制，很容易出現多纏、少纏現象，本實用新型運動過程完全由計算機系統自動控制，纏繞層數和加厚段長度都可以準確控制。環氧玻璃鋼管道一端依靠與芯軸的螺紋模具相配合在固化后形成內螺紋，另一端通過磨螺紋機加工出外螺紋，形成標準的玻璃鋼管道。
脫模機構的運行過程是在自控系統控制下，芯軸先停止轉動，然后自控系統控制夾緊氣缸運動，使夾緊氣缸桿下移，進而帶動兩個連桿的張角分開，連桿推動兩個擺桿的上部分開，由于擺桿中部通過擺桿鉸鏈固定在機械手外殼上，兩個擺桿的下部自然向內夾緊，擺桿下部圓弧段正好抱住玻璃鋼管道，使玻璃鋼管道不能轉動。此時，自控系統控制伸出氣缸卸壓，再控制芯軸緩慢轉動，使管道內壁與芯軸外壁脫離，管道頭部的陰螺紋從芯軸頭部的陽螺紋上退出，同時管道向尾部后退，此時尾座車不動，伸出氣缸在螺紋推力作用下回縮，機械手外殼隨管道一起后退。待螺紋全部退出后，自控系統控制鏈條拉動尾座車向尾部方向移動，將玻璃鋼管道抽出。芯軸本身有適當錐度，可以使玻璃鋼管道順利脫出。完全脫出后，控制夾緊氣缸回收，使擺桿松開，玻璃鋼管道落下。
為了使機械手部分更穩固，可以設多根支承導軌與支承架聯接，支承導軌伸到支承架上的滑套中，使伸出氣缸回縮時，支承導軌同樣回縮。限位螺母保證伸出氣缸桿伸出時不會太長。
脫模過程完畢后，自控系統控制尾座車、伸出氣缸等回位。
芯軸脫模還可以采用開鎖器。脫模前，尾座支承著芯軸；脫模時，尾座要與芯軸完全脫開，使玻璃鋼管道不受阻擋地從芯軸上脫出，如果用人工方式將尾座拆下，比較麻煩，因此，為了使尾座與芯軸方便地脫離，更方便地實現整條玻璃鋼管道制造系統自動化運行，宜使用開鎖器。
在尾座車120上還安裝有芯軸尾支座201，芯軸尾支座201上裝有尾軸承202和止推軸承203，芯軸支承套204插入尾軸承202和止推軸承203內；芯軸支承套204內部為帶錐度的圓柱形空腔，頭部直徑大于尾部直徑；芯軸尾205穿過芯軸支承套204內的空腔；芯軸尾205是一圓筒，其內部裝有彈簧206和開鎖芯207。
開鎖芯207是軸狀零件，從其頭端到尾端方向依次為頭段、臺肩、減徑段、等徑段、尾段；開鎖芯頭段的直徑小于芯軸尾205的內徑，彈簧206纏繞在頭段，彈簧頭端頂在芯軸尾205內的頂環200上，彈簧尾端頂在開鎖芯臺肩上；開鎖芯減徑段由兩個圓錐段和中間的細軸段組成，通過兩個圓錐形的過渡使直徑減小后再恢復；開鎖芯等徑段的直徑與芯軸尾內徑尺寸相同，為間隙配合；開鎖芯尾段直徑小于芯軸尾內徑，開鎖芯尾段的末尾是半球形。
芯軸尾205的筒壁上開有至少4個圓孔，每個圓孔內放有一個滾珠208，滾珠208的直徑大于筒壁厚；當開鎖芯207的細軸段與滾珠接觸時，滾珠任何部分都不會突出在芯軸尾筒壁之外；當開鎖芯向頭端移動時，圓錐段將滾珠頂起；當開鎖芯207的等徑段與滾珠接觸時，滾珠有部分半球面突出在芯軸尾筒壁之外；芯軸支承套204的尾端內徑處開有圓弧形倒角，使該倒角可以與滾珠208貼合。
尾座車120的尾段還裝有氣缸架211，氣缸架211上裝有開鎖氣缸212，開鎖氣缸212的活塞桿213的頭端連接有旋轉頭座214，旋轉頭座214內裝有旋轉頭215，旋轉頭215可以頂在開鎖芯207尾段的半球上；旋轉頭215靠軸承216和止推軸承217支承在旋轉頭座214上。
在纏繞運行過程時，開鎖氣缸將旋轉頭215頂在開鎖芯207的尾段，使彈簧壓縮，此時開鎖芯等徑段將滾珠208頂出芯軸尾205的外徑。同時，尾座車在自控系統控制下向尾端拉緊，尾座支座帶動芯軸支承套向尾部方向移動，芯軸支承套尾端圓弧形倒角與滾珠貼合，通過滾珠推動芯軸尾205向尾部方向拉緊，使芯軸保持拉直狀態，便于纏繞。芯軸的重力由滾珠208支撐在芯軸支承套尾端圓弧形倒角上。
脫模時，在自控系統控制下，也不排除人工控制，芯軸先停止轉動，然后控制開鎖氣缸回縮，旋轉頭與開鎖芯脫離接觸；在彈簧作用下，開鎖芯向尾部方向移動，使開鎖芯細軸段移到滾珠處；此時，尾座車向尾部方向移動，帶動芯軸支承套尾端圓弧形倒角將滾珠壓到芯軸尾的筒壁內，這樣，整個尾座可以不受阻礙地隨尾座車向尾部方向拉出，完成脫離過程。
當下一周期，尾座車重新將芯軸支承套推入芯軸尾，開鎖氣缸推動開鎖芯將滾珠頂起，再拉緊芯軸，完成支承過程。
所述的芯軸82下方設有支架氣缸61，支架氣缸61上端有滾輪，使得脫模時，可以控制支架氣缸61抬起，支撐住芯軸，然后再停止芯軸轉動，進行脫模過程，使芯軸支承套204脫開芯軸。這樣避免芯軸尾端失去支撐后處于懸臂狀態。
尾座車導軌下設有多個滾臂56，滾臂56為垂直于尾座車導軌54方向的滑軌，一端置于尾座車導軌的下方，另一端傾斜向下置于玻璃鋼管道制造系統之外，多個滾臂沿尾座車導軌分開布置，使玻璃鋼管道10被拉出離開芯軸82后，機械手公開，落到滾臂56上，再沿滾臂滾向傍邊的堆放區。
熱力系統的功能是產生蒸汽，并通過調節蒸汽壓力來控制溫度，使加熱嚴格按照工藝要求的溫度曲線來升溫、降溫。產生蒸汽的蒸汽鍋爐31和蒸汽管路32都是常規的，管路控制閥33是通用的自控蒸汽減壓閥，根據計算機信號調節管路蒸汽壓力。壓力傳感元件34用于測量蒸汽壓力，從而得知蒸汽溫度，也可以直接用溫度傳感元件35測量溫度，或兩者同時測量。
玻璃鋼纏繞生產工藝要求小車在筒身段做速度跟隨運動，與主軸速度成嚴格速比關系，在封頭段要求精確定位，采用半閉環伺服系統設計。玻璃鋼纏繞中使用伺服系統拖動導絲頭，具有可連續調速的優點，易于達到玻璃鋼管道纏繞的工藝要求。上位機控制系統協調小車與主軸的運動，控制完成不同規格的制品的生產。一根玻璃鋼管道通常需要纏繞20～50層玻璃纖維帶，人工控制時可能出現計數不準，多纏或少纏，造成管道厚度不均勻，而本實用新型采用計算機自動控制，能完全保證纏繞層數，使產品質量穩定。
在工業上應用本實用新型時，還可以將多根平行的芯軸組成完整的制造系統，芯軸82為多根，平行布置，每根芯軸有配套的支架傳動機構81、排紗機構84、脫模機構85、蒸汽管路、蒸汽控制元件，及其他相關部件組成一套芯軸系統；熱力系統83的鍋爐為一個，計算機控制系統86統一控制每一套芯軸系統中每個受控機構的運行。
即本實用新型完成一種內加熱固化的玻璃鋼管道制造系統，包括支架傳動機構81、芯軸82、熱力系統83、排紗機構84、脫模機構85、計算機控制系統86；所述的支架傳動機構81包括支架11、電機、齒輪傳動機構13、軸承14；芯軸82架設在置于支架上的軸承上，電機通過齒輪傳動機構帶動芯軸82轉動；玻璃纖維帶41纏繞在芯軸82上，形成玻璃鋼管道10；芯軸82是雙層金屬管，來自熱力系統83的蒸汽從芯軸82一端通入內層管內，從芯軸內、外層管之間返回。
所述的脫模機構85包括尾座車120上安裝有支承架121，支承架121的上部裝有伸出氣缸122，伸出氣缸122前端連接伸出氣缸桿123，伸出氣缸桿123的另一端連接機械手外殼111；機械手外殼111上部裝有夾緊氣缸113，夾緊氣缸113下部的夾緊氣缸桿114伸到機械手外殼111之內，夾緊氣缸桿114下端裝有連桿鉸鏈115，連桿鉸鏈115連接兩個連桿116，兩個連桿的另一端向兩邊分開，每個連桿116的另一端分別通過鉸鏈117各自連接一個擺桿118，每個擺桿118的中部有一個支臂，兩個擺桿的支臂通過固定在機械手外殼上的擺桿鉸鏈119連接在一起；脫模時，夾緊氣缸113推動擺桿118壓緊在固化完畢的玻璃鋼管道10上，通過芯軸82的旋轉使玻璃鋼管道10內層與芯軸表面脫離，并通過尾座車120沿尾座車導軌54向尾部方向移動使玻璃鋼管道10脫出。
還包括開鎖器所述的尾座車120上安裝有芯軸尾支座201，芯軸尾支座201上裝有尾軸承202和止推軸承203，芯軸支承套204插入尾軸承202和止推軸承203內；芯軸支承套204內部為帶錐度的圓柱形空腔，頭部直徑大于尾部直徑；芯軸尾205穿過芯軸支承套204內的空腔；芯軸尾205是一圓筒，其內部裝有彈簧206和開鎖芯207。
開鎖芯207是軸狀零件，從其頭端到尾端方向依次為頭段、臺肩、減徑段、等徑段、尾段；開鎖芯頭段的直徑小于芯軸尾205的內徑，彈簧206纏繞在頭段，彈簧頭端頂在芯軸尾205內的頂環200上，彈簧尾端頂在開鎖芯臺肩上；開鎖芯減徑段由兩個圓錐段和中間的細軸段組成，通過兩個圓錐形的過渡使直徑減小后再恢復；開鎖芯等徑段的直徑與芯軸尾內徑尺寸相同，為間隙配合；開鎖芯尾段直徑小于芯軸尾內徑，開鎖芯尾段的末尾是半球形。
芯軸尾205的筒壁上開有至少4個圓孔，每個圓孔內放有一個滾珠208，滾珠208的直徑大于筒壁厚；當開鎖芯207的細軸段與滾珠接觸時，滾珠任何部分都不會突出在芯軸尾筒壁之外；當開鎖芯向頭端移動時，圓錐段將滾珠頂起；當開鎖芯207的等徑段與滾珠接觸時，滾珠有部分半球面突出在芯軸尾筒壁之外；芯軸支承套204的尾端內徑處開有圓弧形倒角，使該倒角可以與滾珠208貼合。
尾座車120的尾段還裝有氣缸架211，氣缸架211上裝有開鎖氣缸212，開鎖氣缸212的活塞桿213的頭端連接有旋轉頭座214，旋轉頭座214內裝有旋轉頭215，旋轉頭215可以頂在開鎖芯207尾段的半球上；旋轉頭215靠軸承216和止推軸承217支承在旋轉頭座214上。
所述的芯軸82為多根，平行布置，每根芯軸有配套支架傳動機構81、排紗機構84、脫模機構85、蒸汽管路、蒸汽控制元件，組成一套芯軸系統；熱力系統83的鍋爐為一個，計算機控制系統86統一控制每一套芯軸系統中每個受控機構的運行。
所述的熱力系統83還包括每一根芯軸配套的蒸汽管路32、管路控制閥33、壓力傳感元件34和/或溫度傳感元件35，鍋爐產生的蒸汽經管路通入每一個芯軸82的內層管。
每一根芯軸配套的排紗機構84包括排紗小車42、排紗器43、膠槽44、孔板45、張力機構46、紗錠47，繞在紗錠上的玻璃纖維帶經張力機構張緊，穿過孔板進入膠槽，通過排紗器分布均勻，纏繞到芯軸82上。
每一根芯軸一端開有陽螺紋，使纏繞在芯軸上的玻璃鋼管道10的一端形成陰螺紋。
所述的尾座車120下裝有多個輪子129，通過鏈條驅動機構131帶動鏈條130，可以使尾座車120沿芯軸的軸向方向來回移動。
每一根芯軸下方設有支架氣缸61，支架氣缸61上端有滾輪，使得脫模時，可以控制支架氣缸61抬起，支撐住芯軸，然后再使芯軸支承套204脫開芯軸。
所述的尾座車導軌下設有多個滾臂56，所述滾臂[56]為垂直于尾座車導軌54方向的滑軌，一端置于尾座車導軌的下方，另一端傾斜向下置于玻璃鋼管道制造系統之外，多個滾臂沿尾座車導軌分開布置，使玻璃鋼管道10被拉出離開芯軸82后，落到滾臂56上，再沿滾臂滾向傍邊的堆放區。
玻璃鋼管道制造系統上方設有排風罩62，以便將熱固化過程中產生的揮發物抽走。
本實用新型的有益效果是傳統的環氧玻璃鋼管道生產通過固化爐進行電加熱外固化，爐體本身熱慣量大，能耗高，工件升降溫慢，對固化條件的設置與調控很難隨心如意，時間長達幾小時，本實用新型將普通纏繞機、固化爐和脫模機融為一體，采用蒸汽固化，降低成本，節約能源，同時簡化了設備。
本實用新型采用計算機控制整個生產過程，控制系統開放性好，易于功能擴展和升級。傳統方式加熱固化采用人工手持測溫儀測溫，手動閥門調節，不易準確控制升溫過程，是熱固化的質量不穩定；本系統采用自動控溫，嚴格按照工藝要求操作，確保固化效果，使產品質量保持穩定。
本系統生產的高壓玻璃鋼管道產品，口徑可以從φ40～φ200，耐壓從2.5MPa～28Mpa。尤其是大口徑、高壓管道的質量比現有技術生產的產品質量高。
本系統實現全自動化運行，通過采用脫模機構、開鎖器等部件，可以不用人工控制，大大節約人力成本；由于排除了人為因素對產品質量的影響，提高了產品質量的穩定性，產品合格率達到99.5％。
通過內加熱固化方式和計算機程序控制，使加熱固化均勻，生產出的玻璃鋼管道缺陷少、質量高。不再需要固化爐，占地面積小。本實用新型實現生產的自動化、易于保證產品質量的一致性、生產效率高、芯軸備品量小、基本不需修模。
圖1是一種內加熱的玻璃鋼管道制造系統組成示意圖。
圖2是一種內加熱的玻璃鋼管道制造系統主視圖。
圖3是一種內加熱的玻璃鋼管道制造系統俯視圖。
圖4是一種內加熱的玻璃鋼管道制造系統側視圖。
圖5是脫模機構的主視圖。
圖6是脫模機構的側視圖。
圖7是開鎖器的主視圖。
具體實施方式
下面結合實施例進一步描述本實用新型。本實用新型的范圍不受這些實施例的限制，本實用新型的范圍在權利要求書中提出。
一種內加熱固化的玻璃鋼管道制造系統，包括支架傳動機構81、芯軸82、熱力系統83、排紗機構84、脫模機構85、計算機控制系統86；所述的支架傳動機構81包括支架11、電機、齒輪傳動機構13、軸承14；芯軸82架設在置于支架上的軸承上，電機通過齒輪傳動機構帶動芯軸82轉動；玻璃纖維帶41纏繞在芯軸82上，形成玻璃鋼管道10；芯軸82是雙層金屬管，來自熱力系統83的蒸汽從芯軸82一端通入內層管內，從芯軸內、外層管之間返回。
所述的脫模機構85包括尾座車120上安裝有支承架121，支承架121的上部裝有伸出氣缸122，伸出氣缸122前端連接伸出氣缸桿123，伸出氣缸桿123的另一端連接機械手外殼111；機械手外殼111上部裝有夾緊氣缸113，夾緊氣缸113下部的夾緊氣缸桿114伸到機械手外殼111之內，夾緊氣缸桿114下端裝有連桿鉸鏈115，連桿鉸鏈115連接兩個連桿116，兩個連桿的另一端向兩邊分開，每個連桿116的另一端分別通過鉸鏈117各自連接一個擺桿118，每個擺桿118的中部有一個支臂，兩個擺桿的支臂通過固定在機械手外殼上的擺桿鉸鏈119連接在一起；脫模時，夾緊氣缸113推動擺桿118壓緊在固化完畢的玻璃鋼管道10上，通過芯軸82的旋轉使玻璃鋼管道10內層與芯軸表面脫離，并通過尾座車120沿尾座車導軌54向尾部方向移動使玻璃鋼管道10脫出。
尾座車120下裝有4個輪子129，通過鏈條驅動機構131帶動鏈條130，可以使尾座車120沿芯軸的軸向方向來回移動。芯軸尾205頭端開有螺紋，以便與芯軸聯接。
所述的計算機控制系統86包括工業控制機、輸入輸出模塊、運動控制單元、工作控制臺、交流伺服驅動單元、交流伺服電機；運動控制分為兩部分一是主軸系統，帶動芯軸繞軸旋轉，在主軸的控制中采用速度閉環控制系統，實現恒轉速；二是排紗小車系統，排紗小車拖動排紗器沿軌道往復運動；主軸與排紗小車按確定要求同時運動，完成玻璃纖維帶在芯軸上的纏繞；計算機控制系統86根據輸入的技術參數，以及壓力傳感元件34采集到的蒸汽壓力數據，控制管路控制閥33，調節蒸汽壓力，從而保證蒸汽溫度，并通過溫度傳感元件35測量蒸汽溫度。
所述的熱力系統83包括蒸汽鍋爐31、蒸汽管路32、管路控制閥33、壓力傳感元件34和溫度傳感元件35，鍋爐產生的蒸汽經管路通入芯軸82的內層管。
所述的排紗機構84包括排紗小車42、排紗器43、膠槽44、孔板45、張力機構46、紗錠47，繞在紗錠上的玻璃纖維帶經張力機構張緊，穿過孔板進入膠槽，通過排紗器分布均勻，纏繞到芯軸82上。小車驅動機構132通過鏈條帶動排紗小車42的往復運動。
芯軸82一端開有陽螺紋，使纏繞在芯軸上的玻璃鋼管道10的一端形成陰螺紋。
在尾座車120上還安裝有芯軸尾支座201，芯軸尾支座201上裝有尾軸承202和止推軸承203，芯軸支承套204插入尾軸承202和止推軸承203內；芯軸支承套204內部為帶錐度的圓柱形空腔，頭部直徑大于尾部直徑芯軸尾205穿過芯軸支承套204內的空腔；芯軸尾205是一圓筒，其內部裝有彈簧206和開鎖芯207。
開鎖芯207是軸狀零件，從其頭端到尾端方向依次為頭段、臺肩、減徑段、等徑段、尾段；開鎖芯頭段的直徑小于芯軸尾205的內徑，彈簧206纏繞在頭段，彈簧頭端頂在芯軸尾205內的頂環200上，彈簧尾端頂在開鎖芯臺肩上；開鎖芯減徑段由兩個圓錐段和中間的細軸段組成，通過兩個圓錐形的過渡使直徑減小后再恢復；開鎖芯等徑段的直徑與芯軸尾內徑尺寸相同，為間隙配合；開鎖芯尾段直徑小于芯軸尾內徑，開鎖芯尾段的末尾是半球形。
芯軸尾205的筒壁上開有至少4個圓孔，每個圓孔內放有一個滾珠208，滾珠208的直徑大于筒壁厚；當開鎖芯207的細軸段與滾珠接觸時，滾珠任何部分都不會突出在芯軸尾筒壁之外；當開鎖芯向頭端移動時，圓錐段將滾珠頂起；當開鎖芯207的等徑段與滾珠接觸時，滾珠有部分半球面突出在芯軸尾筒壁之外；芯軸支承套204的尾端內徑處開有圓弧形倒角，使該倒角可以與滾珠208貼合。
尾座車120的尾段還裝有氣缸架211，氣缸架211上裝有開鎖氣缸212，開鎖氣缸212的活塞桿213的頭端連接有旋轉頭座214，旋轉頭座214內裝有旋轉頭215，旋轉頭215可以頂在開鎖芯207尾段的半球上；旋轉頭215靠軸承216和止推軸承217支承在旋轉頭座214上。
所述的芯軸82下方設有支架氣缸61，支架氣缸61上端有滾輪，使得脫模時，可以控制支架氣缸61抬起，支撐住芯軸，然后再停止芯軸轉動，進行脫模過程，使芯軸支承套204脫開芯軸。
所述的芯軸82為四根，平行布置，每根芯軸有配套支架傳動機構81、排紗機構84、脫模機構85、蒸汽管路、蒸汽控制元件，組成一套芯軸系統；熱力系統83的鍋爐為一個，計算機控制系統86統一控制每一套芯軸系統中每個受控機構的運行；尾座車導軌下設有4個滾臂56，滾臂56為垂直于尾座車導軌54方向的滑軌，一端置于尾座車導軌的下方，另一端傾斜向下置于玻璃鋼管道制造系統之外，4個滾臂沿尾座車導軌分開布置，使玻璃鋼管道10被拉出離開芯軸82后，機械手公開，落到滾臂56上，再沿滾臂滾向傍邊的堆放區。
運行時，兩套芯軸進行纏繞，另兩套芯軸進行熱固化，交替運行，提高整條生產線的效率。
本系統中，支架傳動機構81、排紗機構84均采用本行業通用的部件。蒸汽鍋爐31、蒸汽管路32、壓力傳感元件34、溫度傳感元件35都選用常規產品，管路控制閥33是通用的自控蒸汽減壓閥，根據計算機信號調節管路蒸汽壓力。
脫模機構85的結構在圖5、圖6中顯示。開鎖器的結構在圖7中顯示。
自動控制系統中的各零部件均可采用通用的、市售的。實施例中的選用的零部件也可以用其他同等功能的公知產品代替。
權利要求1一種內加熱固化的玻璃鋼管道制造系統，包括支架傳動機構[81]、芯軸[82]、熱力系統[83]、排紗機構[84]、脫模機構[85]、計算機控制系統[86]；所述的支架傳動機構[81]包括支架[11]、電機、齒輪傳動機構[13]、軸承[14]；芯軸[82]架設在置于支架上的軸承上，電機通過齒輪傳動機構帶動芯軸[82]轉動；玻璃纖維帶[41]纏繞在芯軸[82]上，形成玻璃鋼管道[10]；芯軸[82]是雙層金屬管，來自熱力系統[83]的蒸汽從芯軸[82]一端通入內層管內，從芯軸內、外層管之間返回；其特征是所述的脫模機構[85]包括尾座車[120]上安裝有支承架[121]，支承架[121]的上部裝有伸出氣缸[122]，伸出氣缸[122]前端連接伸出氣缸桿[123]，伸出氣缸桿[123]的另一端連接機械手外殼[111]；機械手外殼[111]上部裝有夾緊氣缸[113]，夾緊氣缸[113]下部的夾緊氣缸桿[114]伸到機械手外殼[111]之內，夾緊氣缸桿[114]下端裝有連桿鉸鏈[115]，連桿鉸鏈[115]連接兩個連桿[116]，兩個連桿的另一端向兩邊分開，每個連桿[116]的另一端分別通過鉸鏈[117]各自連接一個擺桿[118]，每個擺桿[118]的中部有一個支臂，兩個擺桿的支臂通過固定在機械手外殼上的擺桿鉸鏈[119]連接在一起；脫模時，夾緊氣缸[113]推動擺桿[118]壓緊在固化完畢的玻璃鋼管道[10]上，通過芯軸[82]的旋轉使玻璃鋼管道[10]內層與芯軸表面脫離，并通過尾座車[120]沿尾座車導軌[54]向尾部方向移動使玻璃鋼管道[10]脫出。
2根據權利要求1所述的玻璃鋼管道制造系統，其特征是，還包括開鎖器所述的尾座車[120]上安裝有芯軸尾支座[201]，芯軸尾支座[201]上裝有尾軸承[202]和止推軸承[203]，芯軸支承套[204]插入尾軸承[202]和止推軸承[203]內；芯軸支承套[204]內部為帶錐度的圓柱形空腔，頭部直徑大于尾部直徑；芯軸尾[205]穿過芯軸支承套[204]內的空腔；芯軸尾[205]是一圓筒，其內部裝有彈簧[206]和開鎖芯[207]；開鎖芯[207]是軸狀零件，從其頭端到尾端方向依次為頭段、臺肩、減徑段、等徑段、尾段；開鎖芯頭段的直徑小于芯軸尾[205]的內徑，彈簧[206]纏繞在頭段，彈簧頭端頂在芯軸尾[205]內的頂環[200]上，彈簧尾端頂在開鎖芯臺肩上；開鎖芯減徑段由兩個圓錐段和中間的細軸段組成，通過兩個圓錐形的過渡使直徑減小后再恢復；開鎖芯等徑段的直徑與芯軸尾內徑尺寸相同，為間隙配合；開鎖芯尾段直徑小于芯軸尾內徑，開鎖芯尾段的末尾是半球形；芯軸尾[205]的筒壁上開有至少4個圓孔，每個圓孔內放有一個滾珠[208]，滾珠[208]的直徑大于筒壁厚；當開鎖芯[207]的細軸段與滾珠接觸時，滾珠任何部分都不會突出在芯軸尾筒壁之外；當開鎖芯向頭端移動時，圓錐段將滾珠頂起；當開鎖芯[207]的等徑段與滾珠接觸時，滾珠有部分半球面突出在芯軸尾筒壁之外；芯軸支承套[204]的尾端內徑處開有圓弧形倒角，使該倒角可以與滾珠[208]貼合；尾座車[120]的尾段還裝有氣缸架[211]，氣缸架[211]上裝有開鎖氣缸[212]，開鎖氣缸[212]的活塞桿[213]的頭端連接有旋轉頭座[214]，旋轉頭座[214]內裝有旋轉頭[215]，旋轉頭[215]可以頂在開鎖芯[207]尾段的半球上；旋轉頭[215]靠軸承[216]和止推軸承[217]支承在旋轉頭座[214]上。
3根據權利要求1或2所述的玻璃鋼管道制造系統，其特征是所述的熱力系統[83]包括蒸汽鍋爐[31]、蒸汽管路[32]、管路控制閥[33]、壓力傳感元件[34]和/或溫度傳感元件[35]，鍋爐產生的蒸汽經管路通入芯軸[82]的內層管。
4根據權利要求1或2所述的玻璃鋼管道制造系統，其特征是所述的排紗機構[84]包括排紗小車[42]、排紗器[43]、膠槽[44]、孔板[45]、張力機構[46]、紗錠[47]，繞在紗錠上的玻璃纖維帶經張力機構張緊，穿過孔板進入膠槽，通過排紗器分布均勻，纏繞到芯軸[82]上。所述的芯軸[82]一端開有陽螺紋，使纏繞在芯軸上的玻璃鋼管道[10]的一端形成陰螺紋。
5根據權利要求1或2所述的玻璃鋼管道制造系統，其特征是所述的芯軸[82]下方設有支架氣缸[61]，支架氣缸[61]上端有滾輪，使得脫模時，可以控制支架氣缸[61]抬起，支撐住芯軸，然后再使芯軸支承套[204]脫開芯軸；
6根據權利要求1或2所述的玻璃鋼管道制造系統，其特征是所述的尾座車導軌下設有多個滾臂[56]，所述滾臂[56]為垂直于尾座車導軌[54]方向的滑軌，一端置于尾座車導軌的下方，另一端傾斜向下置于玻璃鋼管道制造系統之外，多個滾臂沿尾座車導軌分開布置，使玻璃鋼管道[10]被拉出離開芯軸[82]后，落到滾臂[56]上，再沿滾臂滾向傍邊的堆放區。
7根據權利要求1或2所述的玻璃鋼管道制造系統，其特征是所述的芯軸[82]為多根，平行布置，每根芯軸有配套支架傳動機構[81]、排紗機構[84]、脫模機構[85]、蒸汽管路、蒸汽控制元件，組成一套芯軸系統；熱力系統[83]的鍋爐為一個，計算機控制系統[86]統一控制每一套芯軸系統中每個受控機構的運行。
8根據權利要求2所述的玻璃鋼管道制造系統，其特征是所述的芯軸[82]為多根，平行布置，每根芯軸有配套支架傳動機構[81]、排紗機構[84]、脫模機構[85]、蒸汽管路、蒸汽控制元件，組成一套芯軸系統；熱力系統[83]的鍋爐為一個，計算機控制系統[86]統一控制每一套芯軸系統中每個受控機構的運行；所述的熱力系統[83]還包括每一根芯軸配套的蒸汽管路[32]、管路控制閥[33]、壓力傳感元件[34]和/或溫度傳感元件[35]，鍋爐產生的蒸汽經管路通入每一個芯軸[82]的內層管；每一根芯軸配套的排紗機構[84]包括排紗小車[42]、排紗器[43]、膠槽[44]、孔板[45]、張力機構[46]、紗錠[47]，繞在紗錠上的玻璃纖維帶經張力機構張緊，穿過孔板進入膠槽，通過排紗器分布均勻，纏繞到芯軸[82]上；每一根芯軸一端開有陽螺紋，使纏繞在芯軸上的玻璃鋼管道[10]的一端形成陰螺紋；所述的尾座車[120]下裝有多個輪子[129]，通過鏈條驅動機構[131]帶動鏈條[130]，可以使尾座車[120]沿芯軸的軸向方向來回移動；每一根芯軸下方設有支架氣缸[61]，支架氣缸[61]上端有滾輪，使得脫模時，可以控制支架氣缸[61]抬起，支撐住芯軸，然后再使芯軸支承套[204]脫開芯軸；所述的尾座車導軌下設有多個滾臂[56]，所述滾臂[56]為垂直于尾座車導軌[54]方向的滑軌，一端置于尾座車導軌的下方，另一端傾斜向下置于玻璃鋼管道制造系統之外，多個滾臂沿尾座車導軌分開布置，使玻璃鋼管道[10]被拉出離開芯軸[82]后，落到滾臂[56]上，再沿滾臂滾向傍邊的堆放區；玻璃鋼管道制造系統上方設有排風罩[62]。
專利摘要本實用新型涉及玻璃鋼管道制造裝置，具體涉及內加熱固化的玻璃鋼管道制造系統。包括支架傳動機構、芯軸、熱力系統、排紗機構、脫模機構、計算機控制系統；芯軸是雙層金屬管，蒸汽從芯軸內通入，使玻璃鋼管道加熱固化。本實用新型能使加熱固化均勻，生產出的玻璃鋼管道缺陷少、質量高，占地面積小，本系統采用計算機程序控制，實現生產自動化、提高產品質量、大大提高生產效率。本實用新型用于玻璃鋼管道的制造。
文檔編號B29L23/00GK2855714SQ200520144220
公開日2007年1月10日 申請日期2005年12月13日 優先權日2005年12月13日
發明者曲國陽, 肖愛民, 鄒安瀾, 陳光烈 申請人:北京朗瑞達管道技術有限公司