專利名稱：滴灌管的制造裝置與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及滴灌管制造的一種方法與裝置。這種用于滴灌的滴灌管內(nèi)附獨(dú)立的直的線性滴嘴，這些滴嘴伸向管子的內(nèi)部，僅在管子的圓周上占一部分。滴灌管制造的一個(gè)問(wèn)題就是在管的制造過(guò)程中把滴嘴放進(jìn)去并安全、快速的粘合到管子的薄壁上。
總的來(lái)說(shuō)，焊接這些滴嘴就是用一個(gè)特殊的力在特定的時(shí)間里把它們徑向壓向熱管子的內(nèi)壁。
在下述條件下可以達(dá)到理想狀態(tài)a)管子在移動(dòng)通過(guò)時(shí)的速度與滴嘴的壓入工具的速度和在管強(qiáng)度很弱時(shí)管子的支承設(shè)備的速度相同；b)對(duì)滴嘴上的施力是均勻的，即同時(shí)對(duì)整個(gè)滴嘴施力。當(dāng)支承設(shè)備與滴嘴的壓入工具為金屬性的而非彈性的時(shí)這個(gè)先決條件就顯得非常重要；c)滴嘴壓入的力是絕對(duì)可調(diào)節(jié)的、可控的d)滴嘴壓入時(shí)，管子的支承設(shè)備與滴嘴的壓入工具是軟材料，可以很容易地返回，而且對(duì)管子毫無(wú)損傷。
如果這些前提條件沒(méi)有被滿足，那么這時(shí)熱的、薄的、易脆的管子就很容易受損或者是在滴嘴焊點(diǎn)的管壁就會(huì)危險(xiǎn)地變薄。
同時(shí)，塑料行業(yè)的新技術(shù)能夠生產(chǎn)厚度非常小的，其厚度僅為現(xiàn)在生產(chǎn)的管厚度的十分之一滴灌管。在管壁很薄、生產(chǎn)速度很高時(shí)，參數(shù)的控制就對(duì)安全、高速地焊接滴嘴很重要。現(xiàn)有的方法并不能滿意地解決這個(gè)問(wèn)題、并不能控制這些基本的前提條件與參數(shù)。一個(gè)嚴(yán)重的不足就是將滴嘴壓在管壁上的工具是由硬材料制成的，只能徑向移動(dòng)而不能沿管做軸向運(yùn)動(dòng)。于是，滴嘴與施壓工具的相對(duì)速度與制造管的速度相同，產(chǎn)生的摩擦力非常大，使生產(chǎn)變得不可能(例如，專利US5,282,916，PCT/GR91100012)。
壓入滴嘴的力非常重要必須完全控制。在使用上述現(xiàn)有技術(shù)時(shí)，這是不可能的，因?yàn)樵诘巫炫c壓接工具之間產(chǎn)生的摩擦力將隨著徑向壓力的增大而成比例地增大，這個(gè)摩擦力與管的生產(chǎn)的軸向運(yùn)動(dòng)相反，使滴嘴相于管的生產(chǎn)延遲，破壞管。而且，采用現(xiàn)有的方法，是在硬的和非彈性的成型機(jī)械完成滴嘴的壓入與焊接，在壓入階段，并沒(méi)有提供一個(gè)“軟”的環(huán)境，在滴嘴的一側(cè)沒(méi)有，在管的一側(cè)也沒(méi)有。同時(shí)，線形滴嘴并不都是絕對(duì)直的，在焊接面上將會(huì)出現(xiàn)不可避免的扭曲、彎曲和粗糙不平。因?yàn)檫@種情況而且生產(chǎn)的管的管壁都很薄，所以彈性的和軟的支承是很必要的。這樣在壓入階段當(dāng)它返回時(shí)就可以避免將管壁打穿或破壞。
在專利PCT/GR91/00012，向滴嘴的施加軸向壓力的突出部分以一個(gè)頻率不斷地?cái)[動(dòng)，但是這個(gè)頻率與不斷變化的滴嘴的進(jìn)入頻率無(wú)關(guān)而且與在其下面通過(guò)的滴嘴的速度也無(wú)關(guān)。
除了產(chǎn)生在突出部分與滴嘴間的摩擦力外，不足還有以下幾點(diǎn)1)第一次接觸打擊時(shí)，滴嘴的位置無(wú)法預(yù)測(cè)將導(dǎo)致-每個(gè)滴嘴受到的打擊的次數(shù)與時(shí)間不一樣-每個(gè)滴嘴在管壁上的伸入深度不一樣-如果在滴嘴通過(guò)時(shí)，擺動(dòng)的突出部分正好處于擺動(dòng)的最低點(diǎn)，則無(wú)間隙，這個(gè)滴嘴將不能通過(guò)，管子將會(huì)被破壞。
2)每個(gè)滴嘴在不同的位置受到的壓力是點(diǎn)壓力。
3)突出部分的擺動(dòng)幅度無(wú)法控制導(dǎo)致每個(gè)滴嘴的伸入深度無(wú)法控制專利U.S.5,282,916中，在第一階段中，施加的是點(diǎn)壓力，壓力點(diǎn)橫跨滴嘴連續(xù)運(yùn)動(dòng)。這種情況以及不受歡迎的摩擦力會(huì)導(dǎo)致滴嘴非均勻地陷入與伸進(jìn)管壁中，并有滴嘴的升高、旋轉(zhuǎn)與分離的趨勢(shì)。在第二階段，如果壓入階段時(shí)支持基座是剛硬的，如固定的成型儀，那么因?yàn)槟Σ亮Α⒁驗(yàn)榭障侗鹊巫斓母叨刃?，那么滴嘴就不能通過(guò)空隙，不能被順利地焊接。即使在壓縮的過(guò)程中無(wú)支持基座，假設(shè)能稍微地離開(kāi)成型儀，完成壓入，壓縮與可控焊接也不可能實(shí)現(xiàn)。
在另外一項(xiàng)眾所周知的技術(shù)里(E.P.O.344505 A2)，壓到滴嘴上的力并不同時(shí)施到滴嘴的整個(gè)表面，沿著整個(gè)長(zhǎng)度上的壓力也不同。但是施加到滴嘴上并把它壓入管壁的力P在每一步都是恒定的，只是取決于管子和壓入工具，如固定的突出，之間的空隙X2。接受產(chǎn)生的力并確定壓力大小的表面從開(kāi)始時(shí)的0％上升到滴嘴接觸并伸入管中結(jié)束時(shí)的100％。這樣開(kāi)始時(shí)就可以看到一種現(xiàn)象，當(dāng)?shù)巫焐烊腴L(zhǎng)度X很小時(shí)(接近于0)，固定的力P由于固定的間隙x就會(huì)產(chǎn)生很大的力p。
p＝P/x當(dāng)x趨向于0時(shí)，p將趨向于無(wú)限大。
由于這個(gè)力只作用在一個(gè)點(diǎn)上，在第一次接觸的時(shí)候，滴嘴從管壁的前面陷入而同時(shí)在反面凸起，這樣就有圍繞第一個(gè)接觸點(diǎn)旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，管壁就有被破壞的危險(xiǎn)。
當(dāng)代替前面技術(shù)里所述的固定的不能移動(dòng)的突出，將一條循環(huán)移動(dòng)的帶子穿在管子的內(nèi)部，運(yùn)載一個(gè)個(gè)的滴嘴時(shí)，不需要推桿或其他任何工具向滴嘴施以水平方向的力，但滴嘴不可能無(wú)問(wèn)題地順利通過(guò)而焊接在管壁上，而會(huì)堆在固定的校準(zhǔn)儀前面。但是，任何要通過(guò)的滴嘴都同樣會(huì)遇到前面專利E.P.O.344605 A2中在他們第一次接觸的地方轉(zhuǎn)動(dòng)和沿滴嘴受力不均勻的問(wèn)題。
另一個(gè)缺點(diǎn)是，在這個(gè)技術(shù)中需將每個(gè)滴嘴加速，從0加速到與管子生產(chǎn)速度相同的速度，這樣需要使用高精密度的設(shè)備，將導(dǎo)致嚴(yán)重的延遲。另一項(xiàng)可用的技術(shù)(歐洲專利GR900100823)，參看


圖1a，以空氣為冷卻介質(zhì)，使用可移動(dòng)的成型機(jī)械(成型儀)。位置A即滴嘴4第一個(gè)接觸與壓入點(diǎn)上A的空隙，不是固定的，而是變化的，其取決于長(zhǎng)度c和活動(dòng)盤(pán)d與假設(shè)的垂直線V之間的角α。于是有些焊接成為不可能。即使不考慮這點(diǎn)，該專利的不足與前面提到的技術(shù)非常相似，在一個(gè)點(diǎn)施加壓力，在第一個(gè)接觸點(diǎn)A壓力的升高，滴嘴旋轉(zhuǎn)的趨向等。該專利的另一個(gè)缺點(diǎn)是摩擦力，這個(gè)摩擦力在A點(diǎn)，超始點(diǎn)達(dá)到最大值，這個(gè)力將使滴嘴相對(duì)于管子在管子處于液態(tài)或未成型狀態(tài)的區(qū)域減速并延遲，這樣就導(dǎo)致管壁的減弱，造成對(duì)管子的破壞。在另一項(xiàng)現(xiàn)有技術(shù)(E.P.O.480632 A2)中，滴嘴在成型機(jī)械前首先與管子接觸，并在這一階段受到機(jī)械壓力，但是這時(shí)管子很軟，不能毫無(wú)風(fēng)險(xiǎn)的承受機(jī)械壓力也不能承受在滴嘴上產(chǎn)生的摩擦力。另外，在這項(xiàng)技術(shù)中，最后的壓接是通過(guò)一組輪子來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這些輪子不是單獨(dú)運(yùn)動(dòng)的，不是軟性材料制成，這樣每個(gè)輪子就給熱的薄管子施加一個(gè)點(diǎn)的不均勻的壓力。
這時(shí)，摩擦在輪子和管子之間產(chǎn)生，也在滴嘴與突出部分之間、旋轉(zhuǎn)軸與輪子之間產(chǎn)生，阻滯延遲管子，使管子有受到破壞的危險(xiǎn)。
本發(fā)明給滴灌管的制造提供一種沒(méi)有上述缺點(diǎn)的新的方法。
滴灌管的內(nèi)部焊有滴嘴，滴嘴只占管子周面一部分并稍稍地伸進(jìn)周面。管是通過(guò)擠壓機(jī)連續(xù)生產(chǎn)的。線形滴嘴在是管子的制造過(guò)程中被置入的，以經(jīng)過(guò)計(jì)算的任何速度將滴嘴彈出來(lái)，彈出來(lái)的滴嘴以一個(gè)非常規(guī)律的距離落在管子內(nèi)部。在滴嘴與熱管子的初次接觸中，滴嘴被預(yù)熱，輕微熔化并達(dá)到與管同樣的速度。由于生產(chǎn)速度高，每分鐘120-150米，管子的冷卻是通過(guò)水浴和固定的成型儀來(lái)實(shí)現(xiàn)的而非空氣和活動(dòng)的成型儀，后者不能適應(yīng)每分鐘35米以上的速度。接下來(lái)，生產(chǎn)到達(dá)固定的成型儀時(shí)，一條位于管子內(nèi)部的循環(huán)的、以與管生產(chǎn)相同的速度不斷移動(dòng)的彈性帶子在程控的時(shí)間間隙內(nèi)偏移，方向?yàn)檠刂ㄟ^(guò)的方向的徑向，即向著稍稍熔化的滴嘴，減小了比滴嘴高的滴嘴和帶子之間的間隙，把滴嘴壓入管壁，帶子回到起始位置。徑向的位移，和隨后滴嘴進(jìn)入管壁是分兩步完成的。第一步，稍微伸入，使滴嘴的外表面被預(yù)熱到熔點(diǎn)；第二步，完成最終的伸入和延長(zhǎng)的滯留焊接。移動(dòng)的帶子的機(jī)械裝置的徑向運(yùn)動(dòng)和它的旋轉(zhuǎn)速度完全受到控制，帶子的速度和滴嘴通過(guò)的速度之間沒(méi)有差異，因此沒(méi)有摩擦力產(chǎn)生。在滴嘴的壓入過(guò)程中，最終施加的力，如最后的壓入力和把滴嘴焊接在管壁上的力只是徑向的力。同時(shí)把滴嘴壓入管壁的時(shí)間是絕對(duì)控制的，這段時(shí)間只持續(xù)帶有稍微熔化的滴嘴的移動(dòng)管進(jìn)入帶也同時(shí)移動(dòng)的區(qū)域，而不產(chǎn)生任何危險(xiǎn)。在壓入階段，管子的支承設(shè)備可以是管子狀的固定的金屬成型儀，或者一條彈性材料制成的循環(huán)帶，其隨著成型儀沿著管子的長(zhǎng)度方向在管子外面旋轉(zhuǎn)。這條彈性帶子與管子接觸，與管子的生產(chǎn)速度同速移動(dòng)。因?yàn)槭擒洸牧?，所以滴嘴的壓入可以以一種非常簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)，而不需要內(nèi)部或外部的彈性帶子的徑向位移。這些情況中的雙帶系統(tǒng)穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，但是一個(gè)固定的、比內(nèi)部帶子與管子之間的高度小的空隙仍存在。在另外的情況下，旋轉(zhuǎn)的帶子系統(tǒng)也可以有一個(gè)彈性底座。滴嘴是利用系統(tǒng)的彈性底座或內(nèi)部帶子的材料的彈性或外部旋轉(zhuǎn)帶子的彈性來(lái)實(shí)現(xiàn)壓入的。帶子的生產(chǎn)因?yàn)闆](méi)有在管子易碎期間產(chǎn)生的摩擦力而沒(méi)有任何風(fēng)險(xiǎn)，非常安全，也避免了支承是非彈性材料而帶來(lái)的危險(xiǎn)。
附圖的說(shuō)明
圖1生產(chǎn)線的總體布局
圖1a現(xiàn)有技術(shù)里在第一個(gè)接觸點(diǎn)空隙不穩(wěn)定的示2本發(fā)明中一條帶子和帶子的徑向位移的部分布局圖2a圖2的詳解圖2b圖2的詳解圖3本發(fā)明的一個(gè)變例的部分結(jié)構(gòu)，其中有一條帶子、固定的金屬成型機(jī)械(成型儀)的徑向位移、滴嘴在重力作用下的引入圖4本發(fā)明的一個(gè)變例的部分結(jié)構(gòu)，其中有一條帶子、所有的帶子系統(tǒng)的彈性底座以及滴嘴在重力作用下的引入圖4a圖4的詳解圖5本發(fā)明的一個(gè)變例的部分結(jié)構(gòu)，其中有一條帶子、在成型機(jī)械(成型儀)部分中的彈性底座以及滴嘴在重力作用下的引入圖6本發(fā)明的一個(gè)變例，其中有一條帶子，通過(guò)壓入帶本身及徑向位置進(jìn)行的滴嘴壓入和運(yùn)輸圖7本發(fā)明的一個(gè)變例，其中內(nèi)、外帶子共同作用、滴嘴在重力作用下引入圖8本發(fā)明的一個(gè)變例，其中外部帶子和固定的突出共同作用、滴嘴在重力的作用下引入圖9本發(fā)明的一個(gè)變例，其中內(nèi)、外帶子共同作用、徑向位移、滴嘴由內(nèi)部帶子運(yùn)輸
圖10本發(fā)明的一個(gè)變例，其中內(nèi)、外帶子共同作用、沒(méi)有徑向位移、滴嘴通過(guò)固定的突出和斜面引入
圖11本發(fā)明的一個(gè)變例，其中外部帶子和固定的突出共同作用、通過(guò)一個(gè)斜面來(lái)驅(qū)動(dòng)滴嘴
圖12
圖11的細(xì)節(jié)
圖1對(duì)本發(fā)明中滴灌管生產(chǎn)線的總體布局的一個(gè)圖解它包括擠壓機(jī)1、角頭2，滴嘴4通過(guò)角頭2進(jìn)入到圓柱形的管子3。滴嘴4只在管3圓周上占一部分。熱的管通過(guò)固定的成型儀5，成型儀5與真空水浴6連在一起，在這里完成將滴嘴焊接到管上的工作。
接著，冷的已成型的管子，從識(shí)別系統(tǒng)7穿過(guò)，識(shí)別系統(tǒng)7能準(zhǔn)確識(shí)別滴嘴的位置，于是在已焊接滴嘴的上方的合適位置，打上一個(gè)水的出口。
牽引機(jī)構(gòu)9牽引管3以穩(wěn)定的相同速度從前面提到的位置通過(guò)。最后完成的滴灌管卷在生產(chǎn)線末端的纏繞設(shè)備10上。滴嘴供給機(jī)構(gòu)包括滴嘴4的儲(chǔ)存裝置和挺桿11。
滴嘴4和管3都是彈性材料，可以通過(guò)簡(jiǎn)單的壓接實(shí)現(xiàn)同質(zhì)焊接。滴嘴有一個(gè)蜿蜒迂回的橫截面用于減壓或者水量的調(diào)節(jié)。
滴嘴上有水的進(jìn)口與出口。
管上有一個(gè)洞，在滴嘴的水的出口位置上方，打口機(jī)械8就是完成這個(gè)任務(wù)的。
上述結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是已知的。
圖2-2a-2b描述了本發(fā)明中關(guān)于滴嘴的進(jìn)入和焊接到管子上的結(jié)構(gòu)。
在角頭2中安裝有一個(gè)作為突出的機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)中有一條循環(huán)的軟的彈性帶子12。這條帶子由驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)13驅(qū)動(dòng)而不斷地運(yùn)動(dòng)，其速度在牽引機(jī)構(gòu)9和成型機(jī)構(gòu)5中與正在生產(chǎn)的管3相近。
在帶子12的下方有一條通道，要被焊接到管上的滴嘴4通過(guò)這條通道。滴嘴一個(gè)接一個(gè)被彈到或者在重力的作用下落到正在通過(guò)的管3上。
下落的滴嘴稍稍地焊在管3的內(nèi)壁上達(dá)到與管3相同的速度。
當(dāng)管3運(yùn)載稍微焊接在其上的滴嘴通過(guò)固定的成型機(jī)構(gòu)5時(shí)，有彈性帶子12的機(jī)構(gòu)向管3的周面做徑向移動(dòng)，減小了空隙X2(圖2a)的數(shù)值，穩(wěn)定地均勻地壓在滴嘴整個(gè)表面上，將其壓向管壁，一直到完成正確的焊接，然后在牽引彈簧16的作用下回到起始位置。
這個(gè)徑向的位移可以通過(guò)一個(gè)特定的驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)裝置和一個(gè)凸輪14來(lái)實(shí)現(xiàn)。
當(dāng)下一個(gè)滴嘴到來(lái)的時(shí)候，帶子就會(huì)重復(fù)徑向的位移。由于帶子12以與滴嘴通過(guò)的速度、與管生產(chǎn)的速度相同的速度移動(dòng)，所以擠壓設(shè)備即帶子12與滴嘴4之間不存在速度差，所以施加的壓力可以是任何所需的值，而不用擔(dān)心產(chǎn)生破壞管的在帶子12和滴嘴4之間因摩擦而產(chǎn)生的不受歡迎的軸向力。而且由于這個(gè)原因，軸向上施加的力的大小和時(shí)間就沒(méi)有限制，而這些是正確焊接的重要的參數(shù)。在另一種方案中，帶子12壓向滴嘴4的整個(gè)支持裝置不動(dòng)，只有部分帶子后面的裝置減小X2，于是只有部分的裝置做徑向的位移并壓迫帶子也向滴嘴做徑向位移。這部分機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)是當(dāng)?shù)巫焱ㄟ^(guò)時(shí)以一個(gè)外部的命令來(lái)實(shí)現(xiàn)的(無(wú)圖示)。本發(fā)明的一個(gè)重要特性就是徑向位移是通過(guò)一套可調(diào)與可控的裝置實(shí)現(xiàn)的，壓力的實(shí)施分為兩步在第一步中，施加輕輕的擠壓，滴嘴輕微地伸入管壁，于是滴嘴的表面溫度升高，達(dá)到熔點(diǎn)；在壓入的第二步中，進(jìn)行更長(zhǎng)的、更深的伸入和停留，完成最終的焊接。
無(wú)論在哪一種方案中，這兩個(gè)伸入步驟都是正確焊接必須的，是由塑料材料之間的焊接技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的，到目前為止還沒(méi)有滴灌管的生產(chǎn)使用上述步驟。
圖3是本發(fā)明的另一種方案。在這種方案中，移動(dòng)的帶子不再做徑向的運(yùn)動(dòng)而是由成型儀5的活動(dòng)部分17來(lái)向管做徑向位移。這個(gè)徑向位移是由驅(qū)動(dòng)裝置18來(lái)協(xié)助完成的，驅(qū)動(dòng)裝置18通過(guò)一個(gè)旋轉(zhuǎn)的凸輪來(lái)升高活動(dòng)部分17，將運(yùn)動(dòng)到此的滴嘴壓向帶子12?；顒?dòng)部分17的復(fù)位是通過(guò)拉伸彈簧16來(lái)實(shí)現(xiàn)的。在活動(dòng)部分17做位移以前，管與帶子之間的X2的值大于滴嘴的高度，滴嘴能夠自由通過(guò)。隨著活動(dòng)部分17的上抬，X2減小，以便接觸與焊接。
同樣在這種情況下，實(shí)施壓入、焊接和伸入的力是分兩步的，在滴嘴4和帶子12之間不存在相對(duì)速度。
圖4提供了本發(fā)明的另一種新的方案，在這種方案中，帶子和管子之間的空隙X2從最一開(kāi)始就小于滴嘴的高度而且一直比滴嘴的高度小。
帶子12的系統(tǒng)帶有一個(gè)使其只轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置13，并通過(guò)平行臂15和拉伸彈簧16彈性安裝。沒(méi)有特別的驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)進(jìn)行徑向位移。當(dāng)?shù)巫焱ㄟ^(guò)時(shí)，整個(gè)裝置被升高，相對(duì)于管壁做徑向位移，X2的值略微增大。帶子12的向上輕微位移、升高，是由滴嘴與帶子接觸時(shí)由于彈性安裝而由通過(guò)的滴嘴4自身完成的。接下來(lái)，就是壓入與焊接。X2仍然保持比滴嘴的高度H小，拉伸彈簧16與平行臂15在滴嘴通過(guò)后迅速使帶系統(tǒng)復(fù)位。
圖5是與前一種方案非常相似的方案，也是沒(méi)有特定的徑向位移驅(qū)動(dòng)裝置，X2也小于H。這個(gè)方案的不同是滴嘴通過(guò)時(shí)并不能使帶子系統(tǒng)產(chǎn)生徑向位移，相反地卻使由平行臂15和拉伸彈簧16彈性支撐的成型儀5的可移動(dòng)部分17稍稍產(chǎn)生向下的移動(dòng)。于是從管壁的一邊形成了彈性支承座，當(dāng)?shù)巫焱ㄟ^(guò)后拉伸彈簧就使可動(dòng)部分17復(fù)位。
在圖4和圖5這兩個(gè)相似的方案中，在帶子和滴嘴之間沒(méi)有產(chǎn)生不希望的軸向力的相對(duì)速度存在。很明顯的是，在圖4的方案中，如果負(fù)責(zé)系統(tǒng)復(fù)位的彈簧16可以被省略的話，那么將有新的方案產(chǎn)生，因此這個(gè)方案中有彈簧連接的彈性底座也將可以被省略。旋轉(zhuǎn)的帶子因?yàn)槭菑椥缘?，所以將是?duì)系統(tǒng)提供彈性的唯一的部件，X2在壓入和焊接的前后將總是保持比滴嘴的高度H小的高度。
圖6是本發(fā)明的另一個(gè)方案。在這個(gè)方案里，X2的值比H大，滴嘴不是在開(kāi)始的時(shí)候落到管子的內(nèi)壁上而是被放在移動(dòng)的帶子12的前面，帶子1 2運(yùn)載滴嘴進(jìn)入管子的內(nèi)部。當(dāng)?shù)巫斓竭_(dá)固定的成型儀5的區(qū)域時(shí)，帶子12的整個(gè)系統(tǒng)連同其運(yùn)載的滴嘴一起向熱管子3的管壁做徑向位移，減小X2的值，同時(shí)而且均勻地將整個(gè)滴嘴以分開(kāi)的、獨(dú)立的步驟壓在管子的表面。在第一步中，滴嘴輕輕地壓入管壁，滴嘴的表面溫度上升到熔點(diǎn)，第二步中滴嘴達(dá)到最終的深度而且停留時(shí)間延長(zhǎng)，直至完成焊接。徑向位移是由驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)裝置13來(lái)實(shí)現(xiàn)，復(fù)位是通過(guò)彈簧16來(lái)實(shí)現(xiàn)。
一種與前一種方法相似的方法也應(yīng)該被提及，在這種情況下，帶子的機(jī)構(gòu)裝置并不向上做徑向位移，相反的，成型儀的上部的活動(dòng)部分17向下做徑向位移，減小滴嘴4和管3內(nèi)上壁之間的距離X2(無(wú)圖示)。
在前面兩種方法里提到的滴嘴的壓入是同時(shí)、均勻、穩(wěn)定地作用在整個(gè)滴嘴的長(zhǎng)度和表面上的，在兩個(gè)獨(dú)立和分開(kāi)的階段完成，與現(xiàn)有的技術(shù)不同，在現(xiàn)有的技術(shù)里，滴嘴進(jìn)入后，沿軸向逐漸地與管進(jìn)行接觸。在任何一種方案里，這種壓入都是通過(guò)兩個(gè)階段來(lái)完成的，正如應(yīng)用在所有的塑料焊接技術(shù)中的一樣。但是現(xiàn)有的技術(shù)，并沒(méi)有應(yīng)用這個(gè)方法。
圖7提供的是另一種方案，如圖2提供的方案一樣，滴嘴被放在管子里面。由內(nèi)部帶子12和其驅(qū)動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)的周期性壓入并不是在固定的成型儀里完成的，而是在成型儀的外部、位于其后部另一條外部的柔軟的彈性帶子18轉(zhuǎn)動(dòng)的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)的。帶子18的轉(zhuǎn)動(dòng)是在一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置19的協(xié)助下完成的，外部帶子18與內(nèi)部的帶子12擁有相同的速度，帶子18的輪廓只占管圓周的一小部分。
當(dāng)管壁非常薄的時(shí)候、滴嘴的壓入是在固定的、硬的可能破壞管管壁的成型儀里實(shí)現(xiàn)的，這種方法是首選。滴嘴的壓入是在距離成型儀5一定距離發(fā)生的，這時(shí)薄薄的管已經(jīng)成型，外表面充分冷卻，這樣在壓接的過(guò)程中管就不會(huì)受到破壞。內(nèi)表面仍然是熱的以進(jìn)行焊接。因?yàn)楣茏觾蓚?cè)的帶子是彈性材料，所以壓接是彈性的，而間隙X2在開(kāi)始的時(shí)候比滴嘴的高度大。在另一種方案里，為了使X2減小，外部的帶子而不是內(nèi)部的帶子將做徑向位移(無(wú)圖示)，在這種情況下，正如圖4中的方案一樣，能夠避免特定的驅(qū)動(dòng)裝置13做徑向位移而在一開(kāi)始就使X2的值小于滴嘴的高度，而不是由彈性底座和一個(gè)彈簧16完成裝置12的復(fù)位。如圖4所示情況一樣，帶子12的裝置每當(dāng)?shù)巫?通過(guò)時(shí)都會(huì)由滴嘴4本身和壓接稍微抬高(無(wú)圖示)。就圖5提供的方案我們可以得到圖7的另一種方案，即用外部的彈性帶子18取代固定的成型儀5的驅(qū)動(dòng)裝置17。同時(shí)，由拉伸彈簧16完成彈性帶子18的復(fù)位，空隙X2將在開(kāi)始就被減小，自始至終都比滴嘴4的高度小。帶子固定在管的內(nèi)部并總是在運(yùn)動(dòng)。整個(gè)系統(tǒng)的彈性將由外部的彈性帶子18的彈性底座經(jīng)彈簧而加強(qiáng)(無(wú)圖示)。很明顯的是，如果只保留帶子12和帶子18的轉(zhuǎn)動(dòng)，如果兩條帶子系統(tǒng)的通過(guò)彈簧的所有的彈性底座都被省略，如果X2在一開(kāi)始就被固定在小于X2的值上，那么圖7將產(chǎn)生另一種方案。
在這種情況下，只有內(nèi)部和外部的帶子的材料彈性給系統(tǒng)提供足夠的彈力。在擁有一條外部帶子的所有的情況下，壓接都是在成型儀外部實(shí)現(xiàn)的，即在薄管外部已經(jīng)完全成型和比較穩(wěn)定的區(qū)域內(nèi)(無(wú)圖示)。
圖8給出的是圖7在沒(méi)有內(nèi)部帶子12的情況下的一個(gè)變例，X2比滴嘴的高度H的值小，滴嘴被彈出并焊接在管的內(nèi)部，滴嘴通過(guò)水浴的固定的成型儀5，在離它一段距離的旋轉(zhuǎn)的外部帶子18的區(qū)域里受壓。具體的說(shuō)，壓接是在固定的突出部分20上的膨脹部分21和外部的帶子之間實(shí)現(xiàn)的。盡管在運(yùn)動(dòng)的滴嘴4和突出部分20上的膨脹部分21之間有滑動(dòng)出現(xiàn)，產(chǎn)生了軸向摩擦力，這種薄的管的生產(chǎn)還是很安全的，因?yàn)閍)管已由水冷卻，因?yàn)閴航狱c(diǎn)距離固定的成型儀的距離充分，所以外部已經(jīng)基本穩(wěn)定；b)管的支承，即外部的帶子，是由彈性材料制成，在很長(zhǎng)的距離上穩(wěn)定地保持和環(huán)繞著滴嘴4后面的管子，使管子受到保護(hù)。
總的來(lái)說(shuō)，外部彈性帶子，可以很容易地后退，在壓接的過(guò)程中能產(chǎn)生輕微的變形并吸收產(chǎn)生的軸向的摩擦力，所以這條塑料帶子的存在，第一次使生產(chǎn)簡(jiǎn)化，在
圖11和
圖12中給出了另外的方案。
在另一種變例里，為了提高安全性，彈性和軸向摩擦力的控制可以通過(guò)連接一個(gè)如圖4和圖5中的復(fù)位彈簧的突出部分的彈性底座來(lái)加強(qiáng)。
圖9給出的是圖6的變例。在這種方案里外部的帶子18和內(nèi)部的帶子12都存在，還有徑向位移產(chǎn)生裝置。間隙X2的值比滴嘴4的高度大。滴嘴在帶子12的運(yùn)載下，在管子3的內(nèi)部運(yùn)輸，在離開(kāi)固定的成型儀5后，在外部帶子18的區(qū)域內(nèi)進(jìn)行接觸和壓接。
在這個(gè)方案里，如在圖6的方案里提到的一樣，壓接是通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立的、分開(kāi)的階段來(lái)實(shí)現(xiàn)的，在每個(gè)階段里，壓力都是同時(shí)、均勻地沿長(zhǎng)度方向作用在整個(gè)滴嘴上表面上。兩側(cè)的支承都是彈性的，在壓接階段的管子已經(jīng)成型，外部已經(jīng)穩(wěn)定。
圖10的方案中，外部的帶子18和內(nèi)部的帶子12都存在，分別只帶有旋轉(zhuǎn)裝置13和19。X2的值從一開(kāi)始就比滴嘴的高度小，并一直保持。滴嘴以小于管3的產(chǎn)生速度的速度一個(gè)接一個(gè)向位于管3內(nèi)部的突出22運(yùn)動(dòng)。特別的是，因?yàn)槊總€(gè)管的生產(chǎn)速度不一樣，每條管里面的滴嘴之間的距離不一樣，連續(xù)滴嘴的運(yùn)動(dòng)速度不一樣，這個(gè)運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于管的生產(chǎn)速度。
在突出的末端，存在一個(gè)斜面22和一個(gè)水平的光滑部分23。滴嘴在距離固定的成型儀一定距離的斜面22的末端與已成型的管3接觸，在這里這些滴嘴以預(yù)先設(shè)定的距離被一個(gè)接一個(gè)地輕輕焊接到管的內(nèi)上表面。為了使管子不受到破壞，滴嘴的初次接觸是在穩(wěn)定的成型儀5和外部的帶子18之間的空隙之間完成的，這時(shí)管外部已經(jīng)冷卻并成型而更加安全。接下來(lái)，滴嘴被管子運(yùn)載著，以與管子相同的速度到達(dá)兩條帶子共同存在的區(qū)域，在這里被擠壓并完成最后的焊接。因?yàn)楣茏觾蓚?cè)壓接支承由于材料是絕對(duì)彈性的，在壓接工具和滴嘴以及管子之間沒(méi)有相對(duì)速度產(chǎn)生。
圖11和
圖12給出的是
圖10的另一種變例。這種方案的應(yīng)用與
圖10相同但是沒(méi)有內(nèi)部的塑料帶子12?？障禭2的值保持比滴嘴的高度小。為了減少對(duì)管的破壞，在滴嘴和管3的接觸是在外部帶子18和成型儀5之間的斜面22末端實(shí)現(xiàn)的，而且這時(shí)管已經(jīng)成型以更加安全。從第一次接觸的位置，滴嘴就達(dá)到了與管相同的速度，沿水平方向進(jìn)入壓接階段。完成最后焊接的壓接是在距離位于水浴里面的固定的成型儀5更遠(yuǎn)距離處完成的。
具體地說(shuō)，滴嘴在彈性帶子18和固定的突出22上的扁平部分23之間被壓接。尤其重要的是，滑動(dòng)是存在的，在滴嘴和扁平部分23之間存在一個(gè)速度差，這樣會(huì)產(chǎn)生軸向的摩擦力。如果這些摩擦力產(chǎn)生在管子還未成型的區(qū)域里，例如在成型儀以前或在成型儀里面，這種方法就不適應(yīng)。在圖8所示情況和本情況中允許這種簡(jiǎn)化即取消內(nèi)部的帶子而能安全生產(chǎn)的原因在圖8的方案里也有描述。
圖12是
圖11的詳細(xì)描述。從這個(gè)圖上可以很明顯地看出，帶子18不僅是可伸縮的，而且是彈性和柔軟的，在管子帶著輕輕焊接的滴嘴伸入的過(guò)程中，它輕輕地后退并在整個(gè)長(zhǎng)度上施加穩(wěn)定的壓力，向滴嘴施加的力p僅僅取決于在柔軟的帶子下面滴嘴的伸入長(zhǎng)度X。壓力p是由材料的彈性決定的，而且在帶子的各個(gè)位置都是恒定的，對(duì)于產(chǎn)生的每個(gè)力p，都有關(guān)系P＝Xp。在初次接觸的位置A，力p與壓力P都是0，但是在完全伸入時(shí)，力P達(dá)到最大值。P＝Lp，L是滴嘴的長(zhǎng)度。
由于摩擦力R＝uP，在第一次接觸時(shí)，沒(méi)有摩擦力產(chǎn)生，因而沒(méi)有滑動(dòng)產(chǎn)生，滴嘴很順利地進(jìn)入壓接。按照同樣的方式，隨著P的逐漸減小，滴嘴脫離水平突出23。目前已有的技術(shù)并沒(méi)有應(yīng)用這種方法。這種方法沒(méi)有向前沉入或旋轉(zhuǎn)的趨勢(shì)存在，由于在帶子的每個(gè)位置的壓力是固定的，所以在焊接位置管子的壁t1的值在滴嘴長(zhǎng)度上是恒定的。同時(shí)，局部的變形以及外部帶子在滴嘴的區(qū)域里對(duì)管子的粘附的加強(qiáng)，幫助管子克服產(chǎn)生在滴嘴和突出之間的摩擦力，這樣就不需要施加水平的力推動(dòng)滴嘴。在圖8的方案里也有同樣的應(yīng)用。總的來(lái)說(shuō)，特別是
圖10和
圖11的方案中滴灌管的制造，在這些方案里，滴嘴的第一次接觸是在管子已經(jīng)冷卻和外部基本成型的區(qū)域發(fā)生的，在滴嘴進(jìn)入管以前，需要對(duì)滴嘴的彎曲的外表面的預(yù)熱。預(yù)熱在所有的滴嘴與管的上表面接觸的方案里都是必須的，這時(shí)，滴嘴與管子的上部進(jìn)行首先接觸，位于固定成型儀的內(nèi)部或外部，例如圖6和圖9。
圖8和
圖11的變例里，壓接是在外部的帶子和固定的突出之間發(fā)生的，固定突出或突出的部分需要另加一個(gè)連接復(fù)位彈簧的彈性底座，例如在圖4和圖5中(無(wú)圖示)。
在另一種變例里，取代帶子的是輪子，這個(gè)輪子與驅(qū)動(dòng)裝置一起以與管子和滴嘴帶子通過(guò)的速度相同的角速度運(yùn)動(dòng)(無(wú)圖示)。如果分別將帶子的材料、結(jié)構(gòu)以及布局做小小的改動(dòng)，那么所有的應(yīng)用轉(zhuǎn)動(dòng)的帶子的方案都可以用來(lái)制造因焊接滴嘴而需要局部加熱的塑料的滴灌管，沿著長(zhǎng)度方向焊接形成滴灌管。
權(quán)利要求
1.一種制造滴灌管的方法，其中，滴嘴在管的生產(chǎn)過(guò)程中被一個(gè)個(gè)地引入，并被焊接到管子的內(nèi)表面，在管子的內(nèi)表面上只占一部分，并稍稍地伸進(jìn)管內(nèi)，其特征在于，有兩根循環(huán)的帶子，一根在內(nèi)部，另一根在外部并離開(kāi)固定的成型儀，這兩條帶子以與管生產(chǎn)速度相同的速度不停地運(yùn)動(dòng)；帶子由柔軟的彈性材料制成，能在滴嘴通過(guò)時(shí)輕微地后撤，并給滴嘴的整個(gè)表面施加均衡的力，與滴嘴在第一次接觸壓接區(qū)域的伸入深度無(wú)關(guān)；管與滴嘴的壓接是在兩條彈性帶子之間并在離開(kāi)固定的沒(méi)有彈性的成型儀的地方進(jìn)行的。
2.如權(quán)利要求1的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，在管的內(nèi)表面和內(nèi)部的帶子之間的空隙大于滴嘴的高度；兩條帶子的一條，是由單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)驅(qū)動(dòng)完成徑向位移的，并在一段時(shí)間內(nèi)減少管子內(nèi)表面與帶子之間空隙的值以完成壓接和焊接；帶子在滴嘴通過(guò)后，通過(guò)實(shí)施徑向位移的裝置，回到它的初始位置。
3.如權(quán)利要求2的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，滴嘴在重力的作用下下落到管壁上并初步焊到管壁上。
4.如權(quán)利要求2的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，滴嘴在管子的內(nèi)部由內(nèi)部帶子運(yùn)輸。
5.如權(quán)利要求1的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，在管子的內(nèi)部存在一個(gè)固定的突出，這個(gè)突出終止在固定的成型儀和外部帶子之間的空隙處，先是一個(gè)斜面然后是個(gè)水平部分；滴嘴一個(gè)個(gè)相互接觸地被驅(qū)動(dòng)，在突出部分的斜面的末端與管第一次接觸，斜面的末端對(duì)應(yīng)著固定成型儀和外部帶之間的空隙。
6.如權(quán)利要求5的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，沒(méi)有內(nèi)部的帶子，最后的壓接是在外部帶子和延伸至外部帶子區(qū)域的突出的水平部分之間完成的。
7.如權(quán)利要求1的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，無(wú)內(nèi)部的帶子，固定的突出一直延伸到外部帶子的區(qū)域，滴嘴在重力的作用下下落輕輕地焊到管的內(nèi)表面上，在突出和外部帶子之間進(jìn)行最后的壓接。
8.如權(quán)利要求1、5、6或7的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，帶子或者突出的系統(tǒng)彈性地安裝并與復(fù)位彈簧相連。
9.如權(quán)利要求1或2的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，可以不用外部帶子，剩下的內(nèi)部帶子不但有轉(zhuǎn)動(dòng)裝置，還有徑向位移裝置，在管子的內(nèi)表面和內(nèi)部的帶子之間的空隙大于滴嘴的高度，最后的壓接是在內(nèi)部的帶子固定的成型儀之間進(jìn)行的。
10.如權(quán)利要求9的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，用固定的成型儀上的可移動(dòng)部分代替內(nèi)部的帶子，帶一個(gè)徑向位移的裝置，滴嘴在重力的作用下下落，輕輕地焊到管子的表面上。
11.如權(quán)利要求8或9的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，空隙從一開(kāi)始并一直就比滴嘴的高度低，旋轉(zhuǎn)的帶子有一個(gè)只負(fù)責(zé)其轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，沒(méi)有一個(gè)專門(mén)的徑向位移裝置，帶子的徑向位移是在帶復(fù)位彈簧的彈性底座的協(xié)助下完成的，滴嘴與帶子的接觸的瞬間短時(shí)間抬高和徑向位移帶子。
12.如權(quán)利要求9的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，空隙從一開(kāi)始并一直就比滴嘴的高度低，成型儀的移動(dòng)部分帶有帶復(fù)位彈簧的彈性底座，滴嘴與帶子接觸時(shí)短時(shí)間地抬高和徑向位移成型裝置。
13.如權(quán)利要求9的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，空隙從一開(kāi)始并一直就比滴嘴的高度低，旋轉(zhuǎn)的帶子只帶有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)的裝置，并不帶有專門(mén)的為徑向位移提供驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置，帶子柔軟的彈性材料給系統(tǒng)提供了彈性和適用性，滴嘴在重力的作用下落到管壁上并初步焊接到管子的內(nèi)表面上，壓接是在柔軟的彈性帶子和固定的成型儀之間進(jìn)行。
14.如權(quán)利要求9的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，滴嘴在管子的內(nèi)部通過(guò)柔軟的彈性帶子運(yùn)輸，這條帶子除了它的轉(zhuǎn)動(dòng)裝置還帶有徑向位移的專門(mén)裝置。
15.如權(quán)利要求9或14的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，帶子只帶有一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)裝置而不帶有徑向位移的裝置，成型儀的移動(dòng)部分帶有一個(gè)專門(mén)的徑向位移的裝置，空隙的值比滴嘴的高度大。
16.如權(quán)利要求1、2、3、4、5、9、10或14的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，壓接和焊接是在兩個(gè)連續(xù)但分開(kāi)的階段完成的，第一個(gè)階段輕輕壓入管子內(nèi)壁，在第二階段完成更深的最終的伸入和焊接。
17.如權(quán)利要求1-16任一項(xiàng)的滴灌管的生產(chǎn)方法，其特征在于，滴嘴經(jīng)過(guò)預(yù)熱。
全文摘要
在管(3)的制造過(guò)程中,單個(gè)的滴嘴(10)被導(dǎo)入管中,輕輕地焊在管的內(nèi)表面上,由管本身傳送。然后,當(dāng)?shù)巫?10)位于固定的成型機(jī)械(成型儀)的區(qū)域中時(shí),蝸桿螺釘帶連續(xù)地在管內(nèi)運(yùn)動(dòng),其速度等于管的生產(chǎn)速度,在程控的時(shí)間間隔內(nèi)向著通過(guò)的管壁徑向偏移,減少了帶(12)和滴嘴(10)間的間隙,沿縱向以一步或兩步完成壓接,牢固地焊接并能夠返回初始位置。在另外的變例中,壓接是與外部的轉(zhuǎn)動(dòng)帶(12)或者帶固定內(nèi)突出的外部帶(12)一起完成的。
文檔編號(hào)A01G25/02GK1272039SQ99800829
公開(kāi)日2000年11月1日 申請(qǐng)日期1999年4月23日 優(yōu)先權(quán)日1998年4月27日
發(fā)明者伊曼紐爾·德米扎基斯 申請(qǐng)人:伊曼紐爾·德米扎基斯