气压式张紧及拔管装置的制作方法

1.本发明涉及离心铸管领域，具体涉及一种气压式张紧及拔管装置。


背景技术：

2.在采用离心铸管机铸好管之后，铸铁管需要从离心铸管机中拔出来。为解决人工拔管费时费力和效率低的问题，目前普遍采用拔管机进行拔管作业。现有的拔管机普遍采用气缸带动张紧装置与铸铁管内壁抵紧并拔出，但在拔管过程中易损伤铸铁管的内壁，严重影响产品质量。主要缺陷有：一、张紧装置与铸铁管内壁的接触面小，拔管过程中易产生滑动，进而损伤管壁；二、气缸在动作过程中的冲击大，易损伤管壁；三、拔管过程中发力方向与铸铁管的轴向不同轴，侧向受力时张紧装置易产生滑动，进而损伤管壁。


技术实现要素：

3.为解决现有的拔管机易划伤管壁的问题，本发明提供一种解决上述问题的气压式张紧及拔管装置。
4.一种气压式张紧及拔管装置，包括主轴管、三通切换阀、芯管、端盖、锁定螺母和多个张紧单元；所述主轴管为一端封闭一端开口的圆筒，在其外侧并靠近封闭端的位置设有所述三通切换阀，在开口端可拆卸的设有所述端盖，内部设有所述芯管，所述三通切换阀的进口朝外，二个出口贯穿至所述主轴管的内部，所述芯管的一端连接所述三通切换阀的一个出口，另一端固定于所述端盖并贯穿所述端盖至外部；在所述主轴管外侧靠近中部的位置设有一圈限位边，在所述限位边的外侧设有螺纹，并通过螺纹旋入有所述锁定螺母，多个所述张紧单元均套于所述主轴管外，套于所述限位边与所述端盖之间的区域，所述限位边与所述端盖之间的间隔大于等于全部所述张紧单元的长度之和，所述锁定螺母、多个所述张紧单元和所述端盖依次抵紧；所述张紧单元为可伸缩的空心囊状结构，所述主轴管在每一所述张紧单元的位置均设有一个或多个充气孔，通过所述充气孔连通所述主轴管的内部空间和各个所述张紧单元的内部空间。
5.在本发明提供的气压式张紧及拔管装置的一种较佳实施例中，所述主轴管为钢制圆管，一端的开口内焊接端头实现封闭，另一端的外壁设有螺纹，并通过螺纹旋入有所述端盖。
6.所述芯管为钢制圆管，直径小于所述主轴管，同轴的设于所述主轴管内，所述芯管在靠近所述端盖一端的外壁设有螺纹；所述端盖的圆心位置设有带螺纹的连接孔，通过所述连接孔旋入所述芯管的末端，所述端盖旋入所述主轴管的同时也旋入所述芯管。所述芯管的外侧设有支架，与所述主轴管的内壁抵接。
7.在本发明提供的气压式张紧及拔管装置的一种较佳实施例中，所述张紧单元包括端板和橡胶层，所述端板为圆形钢板，圆心位置设有轴孔供所述主轴管穿过，二个所述端板平行设置，并于二者之间沿二者的边缘设有一圈呈圆筒状的所述橡胶层。
8.在本发明提供的气压式张紧及拔管装置的一种较佳实施例中，所述端板在远离所
述张紧单元内部的外侧面，沿所述轴孔的周围设有两圈密封槽，并于所述密封槽内设有密封圈。所述端板包括外环和内环，所述内环可拆卸的设于所述外环中间，并设有所述轴孔和所述密封槽，所述外环连接所述橡胶层。所述橡胶层外设有隔热耐火材料。
9.在本发明提供的气压式张紧及拔管装置的一种较佳实施例中，所述张紧单元还包括多个张紧条，所述张紧条为在宽度方向上弯曲的长条状弧形钢板，所述张紧条的两端靠近二个所述端板的边缘，多个所述张紧条沿所述端板的边缘并排布置一圈，相邻的所述张紧板条之间、所述张紧条与所述端板之间均设有所述橡胶层。所述张紧条在远离所述张紧单元内部的外侧面设有隔热耐火材料；或多个所述张紧条整体的外侧面设有隔热耐火材料。
10.相较于现有技术，本发明提供的气压式张紧及拔管装置采用对张紧单元充气加压的方式使其膨胀张紧，与铸铁管内壁抵接。张紧单元与铸铁管内壁之间的接触面大、摩擦力大，使得拔管过程中不会产生滑动，不会损伤管壁。并且张紧单元的数量可以灵活调整，通过延长主轴管和增加张紧单元的数量可以进一步的扩大与铸铁管内壁间的接触面，彻底解决因接触面小而导致的一系列问题。
11.通过改变充气加压过程中的气体流量，即可方便的控制张紧单元的张紧速度。并且由于接触面积较大，同样的张紧速度下造成的冲击也显著降低，可彻底解决因冲击而损伤管壁的问题。
12.采用向管模内加压的方式来讲铸铁管从管模中推出，彻底避免了拔管过程中侧向受力而损伤管壁的问题。即便是采用传统的拉拔式拔管方案，由于存在橡胶层进行缓冲，主轴管与铸铁管之间不是硬性接触，侧向受力不会导致张紧单元产生滑动，不会损伤管壁。
13.本发明提供的气压式张紧及拔管装置中的张紧单元作为损耗件，生产及更换均较为方便。并且由于张紧单元无机械活动部件，没有润滑等维护方面的需求，可降低劳动强度、提高生产效率。
附图说明
14.图1是气压式张紧及拔管装置于实施例1的结构示意图；图2是气压式张紧及拔管装置于实施例1的纵向剖视图；图3是气压式张紧及拔管装置于实施例1的横向剖视图；图4是气压式张紧及拔管装置于实施例2的结构示意图；图5是气压式张紧及拔管装置于实施例2的纵向剖视图；图6是气压式张紧及拔管装置于实施例2的横向剖视图；图7是气压式张紧及拔管装置于实施例3的纵向剖视图；图8是气压式张紧及拔管装置于实施例3的横向剖视图；图9是气压式张紧及拔管装置于实施例4的结构示意图。
具体实施方式
15.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，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。
16.实施例1：
请同时参阅图1~图3，分别是本发明提供的气压式张紧及拔管装置1于本实施例中的结构示意图，以及两种角度的剖视图。
17.气压式张紧及拔管装置1包括主轴管2、三通切换阀3、芯管4、端盖5、锁定螺母6和三个张紧单元7。
18.主轴管2为钢制圆管，左端开口内焊接端头实现封闭，并固定于多功能小车的取管装置上。靠近固定点的位置设有三通切换阀3，三通切换阀3的一个进口朝外，二个出口贯穿至主轴管2内。靠近中部的位置焊接固定有一个环形的限位边21，限位边21的外壁车出一圈螺纹，锁定螺母6通过螺纹旋入到限位边21上。
19.主轴管2在限位边21右侧的区域设有三组充气孔，每一充气孔均贯穿主轴管2的侧壁，连通主轴管2的内外。主轴管2在限位边21右侧的区域套有三组张紧单元7，也就是依次通过三通切换阀3、主轴管2、充气孔向张紧单元7内充气，实现张紧。
20.芯管4为直径较主轴管2小的钢制圆管，外侧设有多个支架41，通过支架41架设于主轴管2内，并与主轴管2同轴。芯管4的左端与三通切换阀3的一个出口连接（附图中未示出），右端则穿出到主轴管2之外，并在右端的外壁设有螺纹。
21.主轴管2的右端外壁也设有螺纹。端盖5除了在盖边的内壁设有螺纹与主轴管2衔接，在其圆心位置还开设有带螺纹的连接孔，用于与芯管4衔接。端盖5同时旋入主轴管2和芯管4的右端实现衔接，实现主轴管2的封闭和芯管4的支撑固定。
22.限位边21与端盖5之间的间隔略大于三个张紧单元7的长度之和，在这一尺寸限制下，通过将锁紧螺母6略微向右伸出至限位边21之外即可将张紧单元7抵紧。从而形成锁紧螺母6、三个张紧单元7和端盖5依次抵紧的状态，实现整体的固定。
23.张紧单元7包括端板和橡胶层71，其中端板又包括内环72和外环73。内环72和外环73均为钢制圆环，内环72的外边缘与外环73的内边缘之间设有螺纹连接，拼合构成完整的环状端板。端板的外边缘，即外环的外边缘直径略小于相应铸铁管的内径，端板的内边缘，即内环72的内边缘直径略大于主轴管2的外径。
24.两个端板平行设置，在二者之间，沿二者的边缘设有一圈呈圆筒状的橡胶层71。将端板分开为内外两部分，是为了在生产时先不安装内环72，从而在端部形成一个较大的缺口。在完成了设置橡胶层71的加工步骤后，可以从大的缺口处取出模具。
25.端板与橡胶层71一起组合形成气囊式结构，充气后一方面可以与铸铁管内壁抵紧，通过摩擦力实现与铸铁管的连接，进而便于将铸铁管拔出；另一方面也起到密封的作用，通过向铸管的管模内加压，利用气压的压力将铸铁管推出，从而实现拔管。
26.在端板远离张紧单元7内部的外侧面，沿内环72的内边缘，即轴孔，的周围设有两圈密封槽，并在密封槽内设置密封圈74。张紧单元7将内环72的内边缘作为轴孔，套于主轴管2外。
27.三个张紧单元7依次设置，并通过锁紧螺母6和端盖5抵紧，从而在相邻的端板之间，以及端板与锁定螺母6之间、端板与端盖5之间，均存在两圈密封圈74抵紧，获得较好的密封效果。在向张紧单元7的内部加压充气后，在气压作用下张紧单元7外扩，可以进一步的将密封圈74压紧，进一步优化密封性能。
28.最后，在橡胶层71的外侧缠绕一层具有隔热耐火能力的柔性材料，避免橡胶层71直接与高温的铸铁管接触导致损伤。由于柔性材料具有少量的延展能力，而橡胶层71的外
径也仅略小于铸铁管的内径，不影响张紧单元7充气后的张紧与密封能力。
29.使用流程如下：主轴管2的左端已经安装于了多功能小车的取管装置上，再将高压气体管路接入到三通切换阀3的进口。多功能小车是具备升降、左右移动、前后移动的功能，并具备控制安装于其上的装置伸缩的功能的现有设备。先利用多功能小车取出管模的挡盖，再将气压式张紧及拔管装置1插入到铸铁管内。
30.通过控制三通切换阀3向主轴管2内充气，气体依次通过三通切换阀3、主轴管2、充气孔向张紧单元7内充气，使张紧单元7膨胀并与铸铁管的内壁抵紧。再切换三通切换阀3为向芯管4内充气，气体依次通过三通切换阀3、芯管4向管模内充气。
31.由于管模、铸铁管、张紧单元7配合构成了一个密封的空腔，向这一空腔内充气形成的压力会将张紧单元7向外推。而由于张紧单元7已经与铸铁管的内壁抵紧，便会带动铸铁管外移，从而实现拔管。配合使用传统拔管方案，控制多功能小车向远离管模的方向移动，拉动主轴管2带动铸铁管外移，可提高拔管效率。
32.实施例2：请同时参阅图4~图6，分别是本发明提供的气压式张紧及拔管装置1于本实施例中的结构示意图，以及两种角度的剖视图。
33.与实施例1的区别在于张紧单元7的结构不同：张紧单元7包括端板、张紧条75和橡胶层71，其中端板包括内环72和外环73。内环72和外环73均为钢制圆环，内环72的外边缘与外环73的内边缘之间设有螺纹连接，拼合构成完整的环状端板。端板的外边缘，即外环的外边缘直径较多的小于相应铸铁管的内径，端板的内边缘，即内环72的内边缘直径略大于主轴管2的外径。
34.两个端板平行设置，在二者之间的外侧，沿二者的边缘设有一圈张紧条75。张紧条75为在宽度方向上弯曲的长条状弧形钢板，长度方向与端板的轴向平行，10个张紧条75在两个端板的周围布置一圈构成筒状结构。张紧条75在其两端靠弧形内侧的位置贴近且不接触端板，相邻的张紧条75之间也不接触。在张紧条75与端板的外边缘之间、相邻的张紧条75之间均设置橡胶层71连接。特别的，相邻的张紧条75之间设置的橡胶层71不超出张紧条75外侧的边缘，以避免橡胶层71直接与高温的铸铁管接触导致损伤。
35.端板、张紧条75和橡胶层71一起组合形成气囊式结构，充气后由张紧条75与铸铁管的内壁抵紧，通过摩擦力实现与铸铁管的连接，进而便于将铸铁管拔出。张紧条75外侧的弧度与铸铁管内壁的弧度一致，以增强密封效果。三个张紧单元7错开布置，使同一张紧单元7中相邻的张紧条75之间的间隙，由另一张紧单元7中张紧条75堵住，以获得足够的密封性能，便于加压拔管。
36.其他结构及使用流程与实施例1中一致，便不再赘述。
37.实施例3：请同时参阅图7和图8，分别是本发明提供的气压式张紧及拔管装置1于本实施例中两种角度的剖视图。
38.与实施例2的区别在于张紧单元7的结构不同：在每一张紧条75外侧还设有一层具有隔热耐火能力的材料，避免张紧条75直接与高温的铸铁管接触，并将热量传导至橡胶层71导致损伤。上述材料的外侧的弧度与铸铁管内壁的弧度一致，以增强密封效果。
39.进一步的，缩短每一张紧单元7的长度，从而增加张紧单元7的数量。全部张紧单元
7均错开布置，相互堵住相邻的张紧单元7的间隙。由于硬质材料接触下难以保证密封性能，采用增加张紧单元7数量的方案可以使漏气的路径更加曲折，进而构成迷宫密封的效果，以获得足够的密封性能，便于加压拔管。
40.其他结构及使用流程与实施例2中一致，便不再赘述。
41.实施例4：请参阅图9，是本发明提供的气压式张紧及拔管装置1于本实施例中的结构示意图。
42.与实施例2的区别在于张紧单元7的结构不同：在全部张紧条75外侧还缠绕一层具有隔热耐火能力的柔性材料，避免橡胶层71直接与高温的铸铁管接触导致损伤。
43.其他结构及使用流程与实施例2中一致，便不再赘述。
44.以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围之内。