專利名稱：用于熱塑性管的蒸汽成型設(shè)備和蒸汽成型方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于熱塑性管的蒸汽成型設(shè)備和蒸汽成型方法，所述熱塑性管例如是尼龍管。
背景技術(shù)：
經(jīng)常需要將例如尼龍管的熱塑性管成型為特定的管路形狀，以適應(yīng)管路安裝的空間要求。當(dāng)熱塑性管成型時，通常將熱塑性管固定在具有特定形狀的胎具中，利用管的熱塑性，通過加熱將管成型為與胎具相對應(yīng)的特定形狀。傳統(tǒng)的熱塑性管成型采用成型大爐進(jìn)行成型。使用成型大爐進(jìn)行熱塑性管成型對于大批量長度較短的管是有利的，這是因為成型大爐一次成型的管數(shù)量較多，效率較高。但對于數(shù)量較少且長度較長的熱塑性管成型而言，對應(yīng)的胎具會很占空間，同時由于數(shù)量較少，即使能將胎具推進(jìn)到大爐中，一爐成型的熱塑性管數(shù)量也較少。而且大爐需要升溫時間，因此成型的時間也較長，不僅浪費了能源，同時也降低了生產(chǎn)效率。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，本發(fā)明提供一種用于熱塑性管的蒸汽成型設(shè)備和蒸汽成型方法。在本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備和蒸汽成型方法中，通過使高溫水蒸氣流過和保持在熱塑性管中而對熱塑性管進(jìn)行加熱成型。本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備包括蒸汽發(fā)生器，其用于產(chǎn)生加壓的蒸汽；用于輸送蒸汽的主管路，其上游端連接至所述蒸汽發(fā)生器以從所述蒸汽發(fā)生器接收蒸汽；比例閥，其在所述蒸汽發(fā)生器的下游處連接在所述主管路中，該比例閥用于控制從所述蒸汽發(fā)生器輸出的蒸汽的壓力；儲氣罐，其在所述比例閥下游處連接在所述主管路中，用于接收并存儲來自所述蒸汽發(fā)生器的蒸汽；減壓閥，其在所述儲氣罐的下游處連接在所述主管路中，用于控制從所述儲氣罐輸出的蒸汽的壓力；和連接在所述主管路的下游端處的至少一個支路，每個支路都包括用于控制蒸汽流入的入口開關(guān)閥；在所述開關(guān)閥下游處連接在所述支路中的四通，該四通具有第一入口、第二入口、 第三入口和出口，所述第一入口用于接收來自所述入口開關(guān)閥的蒸汽，所述第二入口通過冷卻控制關(guān)閥連接至冷卻水供給源，所述第三入口通過壓縮空氣控制閥連接至壓縮空氣供給源；待成型的熱塑性管，其在所述四通的下游處連接在所述支路中從而形成所述支路的一部分；和在所述熱塑性管的下游處連接在所述支路中的出口開關(guān)閥。所述蒸汽成型設(shè)備還可以包括控制器，該控制器基于預(yù)定的程序來控制所述蒸汽發(fā)生器、比例閥、減壓閥、入□開關(guān)閥、冷卻水控制閥、壓縮空氣控制閥和出□開關(guān)閥。所述蒸汽成型設(shè)備還可以包括在所述減壓閥下游處連接在所述主管路中的壓力和溫度傳感器，用于輸出與蒸汽壓力和溫度相對應(yīng)的信號。所述蒸汽發(fā)生器和儲氣罐可以設(shè)有自動排污裝置。所述蒸汽成型設(shè)備還可以包括與所述支路的下游端相連的水箱，用于接收從所述支路排出的水，以進(jìn)行循環(huán)利用。所述蒸汽成型設(shè)備還可以包括用于對冷卻水進(jìn)行冷卻的制冷機(jī)組。本發(fā)明還提供一種使用上述蒸汽成型設(shè)備對熱塑性管進(jìn)行成型的蒸汽成型方法， 其包括按順序執(zhí)行的以下步驟預(yù)熱步驟，在該預(yù)熱步驟中，關(guān)閉所述冷卻水控制閥和壓縮空氣控制閥，打開所述入口開關(guān)閥和出口開關(guān)閥，并且控制所述減壓閥的開度，以便使蒸汽以預(yù)定的流量流過所述熱塑性管，從而對所述熱塑性管進(jìn)行預(yù)熱；加熱步驟，在該加熱步驟中，關(guān)閉所述出口開關(guān)閥，并且控制所述減壓閥的開度， 以便使所述熱塑性管中的蒸汽壓力在預(yù)定時間段內(nèi)勻速地升高到預(yù)定壓力，并將所述熱塑性管中的蒸汽壓力保持在所述預(yù)定壓力；保溫步驟，在該保溫步驟中，交替地打開和關(guān)閉所述出口開關(guān)閥，以便使所述熱塑性管的溫度保持在預(yù)定范圍內(nèi)；冷卻步驟，在該冷卻步驟中，關(guān)閉所述入口開關(guān)閥，打開所述出口開關(guān)閥和所述冷卻水控制閥，以便使冷卻水流過所述熱塑性管，從而對所述熱塑性管進(jìn)行冷卻；和吹干步驟，在該吹干步驟中，關(guān)閉所述冷卻水控制閥，并打開所述壓縮空氣控制閥，以便使壓縮空氣流過所述熱塑性管，從而將殘留在所述熱塑性管中的水吹干。優(yōu)選地，所述預(yù)定時間段的長度是15秒。當(dāng)所述蒸汽成型設(shè)備包括多個所述支路時，可以同時對所述支路中的一部分支路或全部支路執(zhí)行所述蒸汽成型方法的各步驟。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備成型時間較短。普通大爐升溫就需要20分鐘，成型時間也在30分鐘左右。而本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備進(jìn)行一次成型大概只需要90秒。而且，本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備和成型方法對于長度較長(例如2. 5米、2. 9米或更長)的熱塑性管成型而言更加具有優(yōu)勢。倘若使用大爐對長度較長的熱塑性管進(jìn)行成型，則需要大爐相應(yīng)地具有較大空間，加重了資源浪費。另外，與現(xiàn)有技術(shù)的成型大爐相比，本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備和方法在能源消耗方面也大大降低，從而節(jié)省了制造成本。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的蒸汽成型方法的流程圖。
具體實施方式
如上所述，在本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備和蒸汽成型方法中，通過使高溫水蒸氣流過和保持在熱塑性管中而使熱塑性管被加熱成型為特定形狀。在本發(fā)明中所提及的“上游”位置和“下游”位置都是相對于蒸汽和其它流體在管路中的流動方向。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的用于熱塑性管的蒸汽成型設(shè)備包括蒸汽發(fā)生器11，其用于產(chǎn)生加壓的蒸汽；用于輸送蒸汽的主管路1，其上游端連接至所述蒸汽發(fā)生器11以從所述蒸汽發(fā)生器11接收蒸汽；比例閥12，其在所述蒸汽發(fā)生器11的下游處連接在所述主管路1中，該比例閥12 用于控制從所述蒸汽發(fā)生器11輸出的蒸汽的壓力；儲氣罐13，其在所述比例閥12下游處連接在所述主管路1中，用于接收并存儲來自所述蒸汽發(fā)生器11的蒸汽；減壓閥14，其在所述儲氣罐13的下游處連接在所述主管路1中，用于控制從所述儲氣罐13輸出的蒸汽的壓力；和連接在所述主管路1的下游端處的至少一個支路。圖1中僅示出了包括兩個支路的優(yōu)選實施例，即支路2和支路3，從而可以同時對兩條熱塑性管進(jìn)行成型。但應(yīng)理解，支路的數(shù)量并不受此限制，本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備可以包括任意數(shù)量的支路。本發(fā)明的蒸汽設(shè)備中的每個支路的構(gòu)造是基本相同的，因此以下僅參照支路2進(jìn)行說明。所述支路2包括用于控制蒸汽流入的入口開關(guān)閥21 ；在所述開關(guān)閥21下游處連接在所述支路2中的四通22，該四通22具有第一入口、 第二入口、第三入口和出口，所述第一入口用于接收來自所述入口開關(guān)閥21的蒸汽，所述第二入口通過冷卻控制關(guān)閥23連接至冷卻水供給源(未示出)，所述第三入口通過壓縮空氣控制閥M連接至壓縮空氣供給源(未示出)；待成型的熱塑性管沈，其在所述四通22的下游處連接在所述支路2中從而形成所述支路2的一部分；和在所述熱塑性管沈的下游處連接在所述支路2中的出口開關(guān)閥27。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易理解，本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備中的各部件之間都是密封連接的，以防止蒸汽泄漏。雖然圖1中示出的熱塑性管沈是直線形的，但熱塑性管沈的管路形狀可根據(jù)具體需要而設(shè)計，例如可以是U形、S形或其它希望的形狀。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備還可以包括控制器(未示出)。該控制器基于預(yù)定的程序來控制所述蒸汽發(fā)生器11、比例閥12、減壓閥14、入口開關(guān)閥21、冷卻水控制閥23、壓縮空氣控制閥M和出口開關(guān)閥27。所述控制器包括計算機(jī)、可編程邏輯控制器(PLC)或類似物。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備還可以包括在所述減壓閥14下游處連接在所述主管路1中的壓力和溫度傳感器15，用于輸出與蒸汽壓力和溫度相對應(yīng)的信號。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，還可以根據(jù)需要而在每個支路的適當(dāng)位置處設(shè)置壓力和溫度傳感器(未示出)，從而分別監(jiān)測各支路中的壓力和溫度。所述控制器可以參考各壓力和溫度傳感器的輸出信號進(jìn)行控制。
此外，所述蒸汽發(fā)生器11和儲氣罐13可以具有自動排污裝置(未示出)，以排出冷凝水和其它雜質(zhì)。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備還可以包括與所述支路2的下游端相連的水箱16，用于接收從所述支路2排出的水，以進(jìn)行循環(huán)利用。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備還可以包括用于對冷卻水進(jìn)行冷卻的制冷機(jī)組。在冷卻水進(jìn)入熱塑性管之前，該制冷機(jī)組可將冷卻水的溫度降低到預(yù)定范圍內(nèi)，例如3至5攝氏度之間。所述蒸汽成型設(shè)備還可以包括例如液晶顯示器的顯示設(shè)備，以顯示該設(shè)備的各種工作狀態(tài)，從而對設(shè)備進(jìn)行實時監(jiān)控?，F(xiàn)在說明根據(jù)本發(fā)明的蒸汽成型方法。根據(jù)本發(fā)明的蒸汽成型方法使用如上所述的蒸汽成型設(shè)備對熱塑性管進(jìn)行成型。如圖2所示，在本發(fā)明的蒸汽成型方法中按順序執(zhí)行以下步驟預(yù)熱步驟Si、加熱步驟S2、保溫步驟S3、冷卻步驟S4和吹干步驟S5。在預(yù)熱步驟Sl中，關(guān)閉所述冷卻水控制閥23和壓縮空氣控制閥M，打開所述入口開關(guān)閥21和出口開關(guān)閥27，并且控制所述減壓閥14的開度，以便使蒸汽以預(yù)定的流量流過所述熱塑性管26，從而對所述熱塑性管沈進(jìn)行預(yù)熱。在加熱步驟S2中，關(guān)閉所述出口開關(guān)閥27，并且控制所述減壓閥14的開度，以便使所述熱塑性管26中的蒸汽壓力在預(yù)定時間段內(nèi)勻速地升高到預(yù)定壓力，并將所述熱塑性管26中的蒸汽壓力保持在所述預(yù)定壓力，從而將所述熱塑性管加熱到預(yù)定溫度。所述預(yù)定時間段的長度優(yōu)選為15秒。在保溫步驟S3中，當(dāng)熱塑性管沈中的蒸汽溫度降低到預(yù)定成型溫度范圍的下限時，打開出口開關(guān)閥27，以便排出熱塑性管沈中的低溫蒸汽，同時由來自入口開關(guān)閥21的高溫蒸汽補充到熱塑性管26中。當(dāng)所述熱塑性管沈中的蒸汽溫度升高到預(yù)定溫度時，關(guān)閉出口開關(guān)閥27，以便使所述熱塑性管沈中的高溫蒸汽的壓力重新升高到并保持在所述預(yù)定壓力。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，熱塑性管的溫度將隨著熱塑性管中蒸汽溫度的變化而變化。在保溫步驟S3中，根據(jù)熱塑性管沈中蒸汽溫度的變化反復(fù)執(zhí)行上述過程，從而通過交替地打開和關(guān)閉所述出口開關(guān)閥27而將所述熱塑性管的溫度保持在預(yù)定成型溫度范圍內(nèi)。在冷卻步驟S4中，關(guān)閉所述入口開關(guān)閥21，打開所述出口開關(guān)閥27以排出熱塑性管26中的加壓蒸汽，并且繼而打開所述冷卻水控制閥23，以便使冷卻水流過所述熱塑性管，從而對所述熱塑性管進(jìn)行冷卻。從支路2流出的冷卻水可以被收集在水箱16中，以便循環(huán)利用。在吹干步驟S5中，關(guān)閉所述冷卻水控制閥23，并打開所述壓縮空氣控制閥24，以便使壓縮空氣流過所述熱塑性管沈，從而將殘留在所述熱塑性管中的水吹干，由此完成成型過程。雖然上文僅對支路2中的熱成型過程進(jìn)行了說明，但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解， 當(dāng)本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備包括多個支路時，可以同時僅對所述支路中的一部分支路執(zhí)行本發(fā)明蒸汽成型方法中的某個步驟。例如，在所述蒸汽成型設(shè)備包括兩個支路2和3的情況下，可以在對支路2進(jìn)行吹干步驟的同時，對支路3進(jìn)行加熱步驟?；蛘?，可以同時對支路2 和3執(zhí)行相同的步驟。另外，本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備和蒸汽成型方法中使用的各種參數(shù)可以根據(jù)實際需要而設(shè)定。 雖然上文參照本發(fā)明的優(yōu)選實施例進(jìn)行了說明，但應(yīng)理解，可以對此進(jìn)行各種修改和變型，而不脫離本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于熱塑性管的蒸汽成型設(shè)備，其包括蒸汽發(fā)生器，其用于產(chǎn)生加壓的蒸汽；用于輸送蒸汽的主管路，其上游端連接至所述蒸汽發(fā)生器以從所述蒸汽發(fā)生器接收蒸汽；比例閥，其在所述蒸汽發(fā)生器的下游處連接在所述主管路中，該比例閥用于控制從所述蒸汽發(fā)生器輸出的蒸汽的壓力；儲氣罐，其在所述比例閥下游處連接在所述主管路中，用于接收并存儲來自所述蒸汽發(fā)生器的蒸汽；減壓閥，其在所述儲氣罐的下游處連接在所述主管路中，用于控制從所述儲氣罐輸出的蒸汽的壓力；和連接在所述主管路的下游端處的至少一個支路，每個支路都包括用于控制蒸汽流入的入口開關(guān)閥；在所述開入口關(guān)閥下游處連接在所述支路中的四通，該四通具有第一入口、第二入口、 第三入口和出口，所述第一入口用于接收來自所述入口開關(guān)閥的蒸汽，所述第二入口通過冷卻水控制閥連接至冷卻水供給源，所述第三入口通過壓縮空氣控制閥連接至壓縮空氣供給源；待成型的熱塑性管，其在所述四通的下游處連接在所述支路中從而形成所述支路的一部分；和在所述熱塑性管的下游處連接在所述支路中的出口開關(guān)閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽成型設(shè)備，其特征在于，所述蒸汽成型設(shè)備還包括控制器，該控制器基于預(yù)定的程序來控制所述蒸汽發(fā)生器、比例閥、減壓閥、入口開關(guān)閥、冷卻水控制閥、壓縮空氣控制閥和出口開關(guān)閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蒸汽成型設(shè)備，其特征在于，所述蒸汽成型設(shè)備還包括在所述減壓閥下游處連接在所述主管路中的壓力和溫度傳感器，用于檢測和輸出與蒸汽壓力和溫度相對應(yīng)的信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽成型設(shè)備，其特征在于，所述蒸汽發(fā)生器具有自動排污直ο
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽成型設(shè)備，其特征在于，所述儲氣罐具有自動排污裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽成型設(shè)備，其特征在于，所述蒸汽成型設(shè)備還包括與所述支路的下游端相連的水箱，用于接收從所述支路排出的水，以進(jìn)行循環(huán)利用。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸汽成型設(shè)備，其特征在于，所述蒸汽成型設(shè)備還包括用于對冷卻水進(jìn)行冷卻的制冷機(jī)組。
8.一種使用如權(quán)利要求1所述的蒸汽成型設(shè)備對熱塑性管進(jìn)行成型的蒸汽成型方法， 其包括按順序執(zhí)行的以下步驟預(yù)熱步驟，在該預(yù)熱步驟中，關(guān)閉所述冷卻水控制閥和壓縮空氣控制閥，打開所述入口開關(guān)閥和出口開關(guān)閥，并且控制所述減壓閥的開度，以便使蒸汽以預(yù)定的流量流過所述熱塑性管，從而對所述熱塑性管進(jìn)行預(yù)熱；加熱步驟，在該加熱步驟中，關(guān)閉所述出口開關(guān)閥，并且控制所述減壓閥的開度，以便使所述熱塑性管中的蒸汽壓力在預(yù)定時間段內(nèi)勻速地升高到預(yù)定壓力，并將所述熱塑性管中的蒸汽壓力保持在所述預(yù)定壓力；保溫步驟，在該保溫步驟中，交替地打開和關(guān)閉所述出口開關(guān)閥，以便使所述熱塑性管的溫度保持在預(yù)定范圍內(nèi)；冷卻步驟，在該冷卻步驟中，關(guān)閉所述入口開關(guān)閥，打開所述出口開關(guān)閥和所述冷卻水控制閥，以便使冷卻水流過所述熱塑性管，從而對所述熱塑性管進(jìn)行冷卻；和吹干步驟，在該吹干步驟中，關(guān)閉所述冷卻水控制閥，并打開所述壓縮空氣控制閥，以便使壓縮空氣流過所述熱塑性管，從而將殘留在所述熱塑性管中的水吹干。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蒸汽成型方法，其特征在于，所述預(yù)定時間段的長度是15秒。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蒸汽成型方法，其特征在于，當(dāng)所述蒸汽成型設(shè)備包括多個所述支路時，同時對所述支路中的一部分支路或全部支路執(zhí)行所述蒸汽成型方法的各步馬聚。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于熱塑性管的蒸汽成型設(shè)備和蒸汽成型方法，使用高溫蒸汽將例如尼龍管的熱塑性管加熱成型為特定管路形狀。本發(fā)明的蒸汽成型方法包括預(yù)熱、加熱、保溫、冷卻和吹干步驟。與現(xiàn)有技術(shù)的大爐加熱成型相比，本發(fā)明的蒸汽成型設(shè)備和方法成型時間短且能量消耗小，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號B29C51/00GK102229241SQ20111014785
公開日2011年11月2日 申請日期2011年6月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月3日
發(fā)明者劉建盈, 周青, 田堯松, 馬寶玲 申請人:河北亞大汽車塑料制品有限公司