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CN111496033B - 一种海水淡化高压弯管角度微调装置及工作方法 - Google Patents

一种海水淡化高压弯管角度微调装置及工作方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及海水淡化设备技术领域,尤其涉及一种海水淡化高压弯管角度微调装置及工作方法。该装置包括工作台;工作台一端设有工作部件,另一端设有驱动部件;工作部件包括固定模块和驱动模块;高压弯管包括待调整的圆弧段和圆弧段两侧的直管段;固定模块与工作台固定连接,驱动模块下方固定连接有延伸板,延伸板端部与工作台转动连接,工作台上设有供驱动模块和延伸板旋转用的弧形滑道;高压弯管的一侧直管段安装于固定模块上,另一侧直管段安装于驱动模块;驱动模块在驱动部件的作用下带动上方的直管段进行预定角度的旋转。本发明可以克服弯管角度过大或过小却无法微调的缺陷,实现弯管角度同步测量、消除残余应力对高压管强度的影响。

Description

一种海水淡化高压弯管角度微调装置及工作方法
技术领域
本发明涉及海水淡化设备技术领域,尤其涉及一种海水淡化高压弯管角度微调装置及工作方法。
背景技术
当前淡水资源匮乏日益严重,全国海水淡化总规模达到220万吨/日以上。当前在工业上大规模应用的海水淡化技术主要为蒸馏法和反渗透法。反渗透海水淡化设备中的高压弯管普遍采用强度高、耐腐蚀性好、密度小、重量轻的钛合金。
钛合金高压弯管制备方法包括焊接和弯管成形;焊接而成的高压弯管制备工时长、外观差、存在焊接缺陷等应用受到限制。弯管成形技术工时短,外观好、具有极高的成形效率,是高压弯管制造最热门的方式,是海水淡化设备快速组装技术中的重要组成部分。但是弯管技术由于存在回弹现象,回弹导致弯管角度与设计角度存在偏差,加上金属管尺寸公差和成分差异的存在,使弯管后的角度无法得到精准控制,无法达到设计尺寸,废品率高而不能广泛应用,特别是钛合金强度高、延展性差,回弹现象更加严重。此外,钛合金高压管在经过弯管后存在残余应力,会影响弯管后的弯管强度,祛除残余应力工艺增加,弯管制造成本提升,工艺复杂。这些缺陷都会影响到海水淡化设备的正常使用,亟需进行改进。
发明内容
本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种海水淡化高压弯管角度微调装置及工作方法,本发明可以克服弯管角度过大或过小却无法微调的缺陷,实现弯管角度同步测量、消除残余应力对高压管强度的影响。
为了达到上述目的,本发明采用如下技术方案:
一种海水淡化高压弯管角度微调装置,该装置包括工作台;所述工作台一端设有进行弯管角度微调的工作部件,另一端设有为工作部件提供动力的驱动部件;所述工作部件包括垂直安装在工作台上的固定模块和驱动模块;高压弯管包括待调整的圆弧段和圆弧段两侧的直管段;所述固定模块与工作台固定连接,驱动模块下方固定连接有延伸板,所述延伸板端部与工作台转动连接,工作台上设有供驱动模块和延伸板旋转用的弧形滑道;高压弯管的一侧直管段安装于固定模块上,另一侧直管段安装于驱动模块;驱动模块在驱动部件的作用下带动上方的直管段进行预定角度的旋转;所述工作台上还设有正对圆弧段中心的内定型结构和外定型结构。
进一步,所述驱动部件包括转动轴、以及配套的蜗轮蜗杆;工作台外侧设有驱动蜗杆及蜗轮转动的电机和减速器;所述转动轴的一端穿过工作台与所述延伸板固定连接,另一端与所述蜗轮形成转动副;所述电机依次驱动所述减速器、蜗杆、蜗轮以及传动轴转动,力矩传递到驱动模块带动直管段进行角度微调。
进一步,所述工作台上还设有显示高压弯管微调角度的角度刻度尺;所述角度刻度尺设在所述圆弧段下方。
进一步,所述角度刻度尺包括固定尺及转动尺;所述固定尺及转动尺的一端重合且正对圆弧段的中心;其中固定尺的另一端固定于固定模块端部从而与固定模块上的直管段轴向平行,转动尺的另一端固定于驱动模块端部从而与驱动模块上的直管段轴向平行。
进一步,所述内定型结构包括设在工作台上的正对圆弧段内侧中心的滚珠滑道一、与滚珠滑道滑动一配合的滑块、以及设在滑块上的内定型模;所述内定型模的外周是与圆弧段内侧面接触的曲面一。
进一步,所述外定型结构包括设在圆弧段外侧的滚珠滑道二和外定型模;所述滚珠滑道二正对圆弧端中心设置且与所述外定型模滑动配合,外定型模上设有推动外定型模滑动用的外定型操作部;外定型模设有正对圆弧段中心且与圆弧段外侧面接触的曲面二。
进一步,所述曲面一的中心半径小于圆弧段的弯曲半径;曲面二的中心半径略大于弯管弯曲半径。
进一步,所述圆弧段外侧包裹有通过变频器控制的涡流增温线圈;工作台上还设有正对涡流增温线圈的测温设备。
进一步,所述直管段通过上加持模与下加持模活动连接在固定模块和驱动模块上。
更进一步,上述海水淡化高压弯管角度微调装置的工作方法,具体包括如下步骤:
S1、将高压弯管的直管段分别放置在固定模块和驱动模块上并用上、下加持模固定,高压弯管的圆弧段中心正对内、外定型结构;
S2、通过所述变频器控制涡流加热线圈对弯管进行加热,测温设备监控涡流加热线圈加热到设定温度时,将涡流加热线圈折叠到直管段一侧;
S3、内、外定型模贴紧圆弧段;
S4、开动电机使驱动模块转动,角度尺同步测量弯管角度为90°时,停止电机转动对弯管保压一段时间后卸载;观察角度刻度尺读数,通过分析角度回弹数值,确定二次角度微调数值,最终完成90°角度微调工作。
本发明具有的优点和积极效果是:
1、本发明是将弯管放置在固定模块上,通过动力驱动弯管模块对弯管角度进行增大或减小双向改善,适用于海水淡化管道快速成型,能够使TA2钛合金高压弯管性能提升;对于弯管角度在85°~95°时,均可将角度调至90°;
2、本发明利用内、外定型模确保高压管路外观,保证弯管在角度微调时受力均匀,抑制弯管在角度微调时截面变形,降低产品废品率;
3、通过与驱动模块同步转动的角度刻度尺监控弯管角度变化,将测量过程融合在角度微调中,简化了生产工序;
4、通过涡流增温单元,实时进行温度监控与频率、电流调节,提高管路延展性及消除残余应力;
5、固定模块和驱动模块上的上、下加持模可更换且位置可调节,能够适应不同规格的弯管,获取不同的力矩。
附图说明:
图1是本发明中角度微调装置非工作状态(含高压管路)的三维图;
图2是图1的俯视图;
图3是图2的仰视图;
图4是本发明中角度微调装置工作状态的俯视图;
图5是本发明中角度微调装置工作状态(不含高压管路)的俯视图;
图6是图5的三维图。
其中:1、工作台;2、固定模块;21、上加持模;22、下加持模;23、安装槽;24、螺纹孔;3、驱动模块;31、延伸板;32、弧形滑道;4、转动轴;51、蜗轮;52、蜗杆;6、电机;7、角度刻度尺;71、固定尺;72、转动尺;8、内定型结构;81、滚珠滑道一;82、滑块;83、内定型模;84、曲面一;85、内定型操作部;9、外定型结构;91、滚珠滑道二;92、外定型模;93、外定型操作部;94、曲面二;10、涡流增温线圈;11、变频器;12、测温设备;13、高压弯管;131、直管段;132、圆弧段。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图;对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述;显然;所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例;而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例;本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例;都属于本发明保护的范围。
如图1-6所示,本发明提供了一种海水淡化高压弯管13角度微调装置及工作方法,该装置包括工作台1;工作台1一端设有进行弯管角度微调的工作部件,另一端设有为工作部件提供动力的驱动部件;所述工作部件包括垂直安装在工作台1上的固定模块2和驱动模块3;高压弯管13包括待调整的圆弧段132和圆弧段132两侧直管段131;所述固定模块2与工作台1固定连接,驱动模块3下方固定连接有延伸板31,所述延伸板31端部与工作台1转动连接,工作台1上设有供驱动模块3和延伸板31旋转用的弧形滑道32;高压弯管13的一侧直管段131安装于固定模块2上,另一侧直管段131安装于驱动模块3;驱动模块3在驱动部件的作用下带动上方的直管段131进行预定角度的旋转,从而达到弯管微调的效果。具体的,所述驱动部件包括转动轴4、以及配套的蜗轮51、蜗杆52;工作台1外侧设有驱动蜗杆52及蜗轮51转动的电机6和减速器;所述转动轴4的一端穿过工作台1与所述延伸板31固定连接,另一端与所述蜗轮51形成转动副;进而在所述电机6依次驱动所述减速器、蜗杆52、蜗轮51以及传动轴转动,力矩传递到驱动模块3上,并带动高压弯管13的一侧直管段131进行角度微调,其中角度根据实际情况可增大或减小。
优选的,所述工作台1上还设有显示高压弯管13微调角度的角度刻度尺7;所述角度刻度尺7设在所述圆弧段132下方的工作台1上;角度刻度尺7包括固定尺71及转动尺72;所述固定尺71及转动尺72的一端重合且正对圆弧段132的中心;其中固定尺71的另一端固定于固定模块2端部从而与固定模块2上的直管段131轴向平行,转动尺72的另一端固定于驱动模块3端部从而与驱动模块3上的直管段131轴向平行。这样,只要驱动模块3产生角度变化,即可带动转动尺72进行旋转,角度刻度尺7上的读数即为高压弯管13的角度。
为了消除由高压弯管13弯管回弹导致的弯曲半径改变量,工作台1上还设有内定型结构8和外定型结构9;所述内定型结构8包括设在工作台1上的正对圆弧段132内侧中心的滚珠滑道一81、与滚珠滑道滑动一配合的滑块82、以及设在滑块82上的内定型模83;所述内定型模83的外周是与圆弧段132内侧面接触的曲面一84;所述曲面一84的中心半径略小于圆弧段132的弯曲半径;此外,所述滑块82上设有推动内定型结构8滑动用的内定型操作部85;所述外定型结构9包括设在圆弧段132外侧的滚珠滑道二91和外定型模92;所述滚珠滑道二91正对圆弧端中心设置且与所述外定型模92滑动配合,外定型模92上设有推动外定型模92滑动用的外定型操作部93;外定型模92设有正对圆弧段132中心且与圆弧段132外侧面接触的曲面二94,曲面二94中心半径略大于弯管弯曲半径。内定型结构8和外定型结构9可根据情况单独工作或者共同工作,内定型模83和外定型模92的曲面中心半径可通过试模得出,在弯管进行角度微调时二者可夹紧弯管,保证弯管在角度微调时受力均匀,抑制弯管在角度微调时截面变形。
优选的,为了提升圆弧段132的延展性,提升圆弧段132角度微调质量,根据高压弯管13材料的不同,所述圆弧段132外侧包裹有通过变频器11控制的涡流增温线圈10;涡流增温线圈10可对高压弯管13增温,消除弯管内部残余应力,提高弯管性能;涡流增温线圈10直径可略大于弯管直径从而可在直线段与圆弧段132间移动。工作台1上还设有正对涡流增温线圈10的测温设备12,涡流增温线圈10的增温速度受测温设备12监测,涡流增温线圈10的增温速率受相连电源频率与电流大小控制。
优选的,所述弯管的直管段131通过上加持模21与下加持模22安装在固定模块2和驱动模块3上;所述固定模块2为方形块体,块体上端中心处设有安装槽23;所述下加持模22连接于所述安装槽23内;所述下加持模22的上表面设有与直管段131外壁扣合的上弧形槽,所述上加持模21的下表面设有与直管段131外壁扣合的上下弧形槽;所述固定模块2上设有多个螺纹孔24,上加持模21与下加持模22螺纹连接于固定模块2上,以便在固定模块2上选择不同的位置以获取不同的力矩;所述驱动模块3的结构及弯管固定形式与固定模块2相同,此处不再赘述;此外,固定模块2和驱动模块3可根据弯管的规格进行更换。
一钛合金高压管在经过弯管机弯管后,弯管角度为91°,此时需要利用本专利的装置将角度微调至90°。
以该弯管为例,本发明还能公开了上述海水淡化高压弯管13角度微调装置的工作方法,具体包括如下步骤:
S1、将高压弯管13的直管段131分别放置在固定模块2和驱动模块3上并用上、下加持模22固定,高压弯管13的圆弧段132中心正对内、外定型结构9;
S2、通过所述变频器11控制涡流加热线圈对弯管进行加热,测温设备12监控涡流加热线圈加热到200-300℃时,此时的温度既能够增加弯管材料延展性,又不会改变钛合金内部构造;涡流加热线圈加热后折叠到直管段131一侧;
S3、内、外定型模92贴紧圆弧段132;
S4、开动电机6使驱动模块3转动,角度尺同步测量弯管角度为90°时,停止电机6转动对弯管保压一段时间后卸载;观察角度刻度尺7读数,通过分析角度回弹数值,确定二次角度微调数值,最终完成90°角度微调工作。
以上对本发明的实施例进行了详细说明,但所述内容仅为本发明的较佳实施例,不能被认为限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进,均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

Claims (9)

1.一种海水淡化高压弯管角度微调装置的工作方法,其特征在于,该装置包括工作台;所述工作台一端设有进行弯管角度微调的工作部件,另一端设有为工作部件提供动力的驱动部件;所述工作部件包括垂直安装在工作台上的固定模块和驱动模块;高压弯管包括待调整的圆弧段和圆弧段两侧的直管段;所述固定模块与工作台固定连接,驱动模块下方固定连接有延伸板,所述延伸板端部与工作台转动连接,工作台上设有供驱动模块和延伸板旋转用的弧形滑道;高压弯管的一侧直管段安装于固定模块上,另一侧直管段安装于驱动模块;驱动模块在驱动部件的作用下带动上方的直管段进行预定角度的旋转;所述工作台上还设有正对圆弧段中心的内定型结构和外定型结构;
所述海水淡化高压弯管角度微调装置的工作方法具体包括如下步骤:
S1、将高压弯管的直管段分别放置在固定模块和驱动模块上并用上、下加持模固定,高压弯管的圆弧段中心正对内、外定型结构;
S2、通过变频器控制涡流加热线圈对弯管进行加热,测温设备监控涡流加热线圈加热到设定温度时,将涡流加热线圈折叠到直管段一侧;
S3、内、外定型模贴紧圆弧段;
S4、开动电机使驱动模块转动,角度尺同步测量弯管角度为90°时,停止电机转动对弯管保压一段时间后卸载;观察角度刻度尺读数,通过分析角度回弹数值,确定二次角度微调数值;通过动力驱动模块对弯管角度进行增大或减小双向改善,最终完成90°角度微调工作。
2.如权利要求1所述的海水淡化高压弯管角度微调装置的工作方法,其特征在于:所述驱动部件包括转动轴以及配套的蜗轮蜗杆;工作台外侧设有驱动蜗杆及蜗轮转动的电机和减速器;所述转动轴的一端穿过工作台与所述延伸板固定连接,另一端与所述蜗轮形成转动副;所述电机依次驱动所述减速器、蜗杆、蜗轮以及传动轴转动,力矩传递到驱动模块带动直管段进行角度微调。
3.如权利要求1所述的海水淡化高压弯管角度微调装置的工作方法,其特征在于:所述工作台上还设有显示高压弯管微调角度的角度刻度尺;所述角度刻度尺设在所述圆弧段下方。
4.如权利要求3所述的海水淡化高压弯管角度微调装置的工作方法,其特征在于:所述角度刻度尺包括固定尺及转动尺;所述固定尺及转动尺的一端重合且正对圆弧段的中心;其中固定尺的另一端固定于固定模块端部从而与固定模块上的直管段轴向平行,转动尺的另一端固定于驱动模块端部从而与驱动模块上的直管段轴向平行。
5.如权利要求1所述的海水淡化高压弯管角度微调装置的工作方法,其特征在于:所述内定型结构包括设在圆弧段内侧的滚珠滑道一、与滚珠滑道一 滑动配合的滑块、以及设在滑块上的内定型模;所述内定型模的外周是与圆弧段内侧面接触的曲面一。
6.如权利要求5所述的海水淡化高压弯管角度微调装置的工作方法,其特征在于:所述外定型结构包括设在圆弧段外侧的滚珠滑道二和外定型模;所述滚珠滑道二与所述外定型模滑动配合,外定型模上设有推动外定型模滑动用的外定型操作部;外定型模设有正对圆弧段中心且与圆弧段外侧面接触的曲面二。
7.如权利要求6所述的海水淡化高压弯管角度微调装置的工作方法,其特征在于:所述曲面一的中心半径小于圆弧段的弯曲半径;曲面二的中心半径略大于弯管弯曲半径。
8.如权利要求1所述的海水淡化高压弯管角度微调装置的工作方法,其特征在于:所述圆弧段外侧包裹有通过变频器控制的涡流增温线圈;工作台上还设有正对涡流增温线圈的测温设备。
9.如权利要求1所述的海水淡化高压弯管角度微调装置的工作方法,其特征在于:所述直管段通过上加持模与下加持模活动连接在固定模块和驱动模块上。
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