СПОСОБ ТЕРМИЧЕСКОЙ СВАРКИ ОРОСИТЕЛЯ ГРАДИРНИ
THERMAL COOLING TOWER FILLER BONDING METHOD

Область техники, к которой относится настоящее изобретение
Настоящее изобретение относится к способам и устройствам сварки листов оросителя градирни.
Предшествующий уровень техники настоящего изобретения
Хорошо известно, что пакеты оросителя градирни пленочного типа обладают повышенной прочностью, и их легче монтировать, если листы в пакетах прочно соединены друг с другом. Способы соединения листов оросителя включают в себя, помимо прочего, химическую сварку, термическую сварку, соединение заклепкам, стяжками, винтами и гвоздями. Чаще всего используется химическая сварка, которая обычно обеспечивает наибольшую прочность. Однако она требует применения растворителей и много времени на отверждение соединения. Химическая сварка обычно выполняется не на месте установки из-за ограничений, связанных с растворителями и чрезмерно большим интервалом времени, потребным для отверждения пакета. Соединение заклепками может выполняться на месте монтажа, но при этом получаются легкоразъемные соединения. Стяжки, винты и гвозди требуют наличия в пакете дополнительных деталей, что увеличивает расходы. Кроме того, эти соединения не такие прочные, как соединения, полученные методом химической сварки. До появления этого изобретения с помощью термической сварки было сложно добиться удовлетворительного сцепления. При использовании существующих способов также сложно добраться до внутренних контактных площадок в пакете, что ведет к ослаблению его конструкции. Настоящее изобретение снимает существующие ограничения по соединению листов на месте монтажа и получению соединений в заводских условиях, устраняя необходимость использования растворителей.
Краткое раскрытие настоящего изобретения
Способ, представленный в настоящем документе, отличается от других способов тем, что он позволяет соединять множество листов в стопку без использования подложки. Это достигается за счет внедрения изолирующей втулки, которая удерживает листы при расплавлении контактной площадки, и сжатого воздуха, подающегося в импульсном режиме, который прижимает листы друг к другу при отводе головки. С помощью существующих технологий единовременно можно полностью соединить друг с другом всего два листа. Затем эти комплекты из двух листов скрепляются друг с другом только по краям. В нашем изобретении контактные площадки предусмотрены по всей поверхности каждого листа в стопке.
Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения термосварочное устройство используется для термической сварки листов оросителя. Особая конструкция сварочной головки обеспечивает способ и устройство создания полусферического соединения, которое объединяет в единое целое два листа оросителя без необходимости использования подложки, что позволяет создавать пакеты оросителя любой толщины с возможностью доступа ко всем без исключения контактным площадкам в пакете.
Соответственно, настоящим изобретением предложен способ термической сварки, предусматривающий выполнение следующих стадий:
a. размещения чередующихся листов оросителя в стопку;
b. нагревания полусферической сварочной головки до температуры плавления листа оросителя;
c. опускания сварочной головки вертикально вниз на контактную площадку на листе оросителя до полного нагружения пружины;
d. ожидания в течение заданного периода времени, пока головка не войдет в расплавляющийся лист оросителя до изолирующей втулки;
e. удерживания сварочной головки в требуемом положении за счет изолирующей втулки, которая обеспечивает неподвижный упор;
f. подачи импульса воздуха через сварочную головку, прижимающего расплавленные листы друг к другу; и
g. отвода сварочной головки от соединения с тем, чтобы место сварки могло охладиться.
На время плавления влияют разные значения толщины листов оросителя, температура окружающей среды и тип пластмассы. Согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения для ПВХ толщиной 10 мил при температуре окружающего воздуха 65-85°F может быть предусмотрено время плавления 5-10 секунд.
Предложенный способ может реализовываться с заданной продолжительностью выполнения каждой стадии; при этом некоторые стадии могут выполняться одновременно. Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения одновременно выполняются стадии размещения, нагрева и опускания листов. Дополнительно стадия подачи импульса воздуха может выполняться одновременно со стадией отвода сварочной головки. Предложенный способ может реализовываться с заданным давлением и продолжительностью подачи воздуха через головку для удаления пузырей с поверхности контактной площадки. Давление и продолжительность подачи воздуха зависят от толщины материала, типа пластмассы и температуры окружающей среды. Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения давление в воздушных коллекторах может составлять 60 фунтов/кв. дюйм, а давление, оказываемое на контактную площадку, выходит за пределы диапазона 1-20 фунтов/кв. дюйм примерно на одну секунду.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложено термосварочное устройство, содержащее следующие элементы:
a. полусферическую сварочную головку, проходящую через изолирующую втулку;
b. блок нагревателя, обеспечивающий нагрев сварочной головки до уровня, приближенного к температуре плавления листа оросителя;
c. пружинный механизм, соединенный со сварочной головкой, обеспечивающий силу сопротивления;
d. механизм скольжения, обеспечивающий вертикальное перемещение сварочной головки; и
с. воздуховод для импульсной подачи сжатого воздуха в зону сварки. В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения предложенное устройство может иметь форму корпуса судна. В некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения предложенное устройство может быть снабжено грузом для оказания сопротивления сварочной головке. А в некоторых других вариантах осуществления настоящего изобретения предложенное устройство может быть снабжено изолирующей втулкой иной формы. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения наружный диаметр втулки может составлять 3/8 дюйма, а внутренний диаметр -  дюйма. Форма втулки может варьироваться от трубчатой до эллиптической для увеличения площади поверхности изолятора при нестандартной конфигурации оросителя.
Настоящее изобретение применимо ко всем видам пластмасс, которые применяются в оросителях, а также к конструкциям оросителя, как с поперечным, так и со встречным потоком воздуха.
Краткое описание фигур
Предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения описаны ниже в привязке к прилагаемым чертежам, где:
На фиг. 1 показано схематическое изображение, иллюстрирующее основные составные части установки для сварки оросителя градирни согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 2 показан вид в поперечном разрезе термосварочной головки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 3 показан внешний перспективный вид термосварочной головки согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 4а-4i проиллюстрирована последовательность операций по размещению листов оросителя и их соединению между собой согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
На фиг. 5а-5е проиллюстрирована последовательность операций, выполняемых сварочной головкой согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.
Подробное раскрытие настоящего изобретения
На фиг. 1 показаны основные составные части установки для сварки оросителя градирни. На подающие лотки 1 и 2 укладываются листы разного типа, соответственно, типа А и типа В. Козловой кран 3 перемещается в горизонтальной плоскости, попеременно захватывая и укладывая листы типа А и типа В на лоток 4 для формирования пакета листов оросителя. Листы со стопок 1 и 2 снимаются вакуумными присосками 5 и 6. Ряды термосварочных головок 7 сваривают эти листы вместе по мере их укладки на лоток 4 для формирования пакета листов оросителя.
На фиг. 2 показаны основные элементы термосварочного устройства. Полусферическая головка 10 проходит через изолятор и удерживающую втулку 20. Блок 30 нагревателя подает тепло на головку 10. Через блок 30 нагревателя и шток 50 проходит воздушный канал 40, подающий сжатый воздух на головку 10. Шток 50 проходит по вертикали через втулку 60 скольжения, обеспечивая вертикальное перемещение блока нагревателя, головки и штока. Пружина 70 обеспечивает вертикальную силу сопротивления перемещению головки 10. На головке 10 предусмотрен кольцевой выступ 80, представляющий собой жесткий вертикальный ограничитель хода головки. Термодатчик 90 обеспечивает обратную связь для регулирования температуры головки 10.
На фиг. 3 представлено изометрическое изображение термосварочного устройства.
На фиг. 4а представлен вид в вертикальном разрезе установки для сварки оросителя, иллюстрирующий ее начальное положение перед выполнением последовательности операций; при этом элементы указанной установки обозначены теми же номерами позиций, что и на фиг. 1.
На фиг. 4b проиллюстрирован одновременный подъем лотка 4 для укладки листов в пакет и подающего лотка 1 с листами типа А. Лист типа А захватывается козловым краном 3 и удерживается на месте вакуумной присоской 5.
На фиг. 4с проиллюстрировано одновременное опускание подающего лотка 1 с листами типа А и лотка 4 для укладки листов в пакет; при этом лист типа А по-прежнему находится в захваченном положении.
На фиг. 4d проиллюстрировано перемещение козлового крана 3 до места загрузки листов типа В и места размещения стопки листов типа А.
На фиг. 4е проиллюстрирован одновременный подъем лотка 4 для укладки листов в пакет и подающего лотка 2 с листами типа В. Лист типа В захватывается козловым краном 3 и удерживается на месте вакуумной присоской 5. Вакуумная присоска отпускает лист типа А, который опускается на лоток 4 для укладки листов в пакет.
На фиг. 4f проиллюстрировано одновременное опускание подающего лотка 2 с листами типа В и лотка 4 для укладки листов в пакет; при этом лист типа В по-прежнему находится в захваченном положении.
На фиг. 4g проиллюстрировано перемещение козлового крана 3 до места сварки листов типа А и места укладки в стопку листов типа В.
На фиг. 4h проиллюстрирован одновременный подъем лотка 4 для укладки листов в пакет и подающего лотка 1 с листами типа А. Лист типа А захватывается козловым краном 3 и удерживается на месте вакуумной присоской 5. Лист типа А сваривается с листом типа В на лотке 4 для укладки листов в пакет. Это положение аналогично положению, показанному на фиг. 4b, за исключением того, что в этом положении выполняется сварка.
На фиг. 4i проиллюстрирован возврат подающего лотка для листов типа А и лотка 4 для укладки листов в пакет в исходное положение, показанное на фиг. 4с с, где лист типа А поднят козловым краном 3.
На фиг. 5а проиллюстрирован момент соприкосновения сварочной головки с пакетом листов оросителя при движении этого пакета вверх. Сварочная головка нагрета. Нагрев выполняется в положении 8 установки для сварки оросителя.
На фиг. 5b показана сварочная головка, поднимающаяся по мере продвижения вверх пакета листов оросителя. Это приводит к сжатию пружины, вследствие чего на сварочную головку оказывается направленное вниз давление.
На фиг. 5с показано, как нагретая сварочная головка входит в пакет листов оросителя в точке сварки по мере нагревания листов. На этой стадии пружина частично разжимается по мере того, как головка «вплавляется» в контактную площадку, продолжая оказывать давление на место соединения. Удерживающая втулка 20 не дает сварочной головке слишком глубоко войти в пакет листов оросителя.
На фиг. 5d проиллюстрировано завершение цикла нагревания листов в точке сварки. На данном этапе листы оказываются сплавленными. По мере опускания пакета листов оросителя через головку подается сжатый воздух, который прижимает листы друг к другу и повышает прочность соединения. Эта струя сжатого воздуха также способствует отрыву головки от контактной площадки без прилипания. Обеспечивается также удаление пузырей с места соединения, что повышает прочность сцепления в той точке, в которой расплавленная контактная площадка вспучивается, частично принимая форму пузыря. Самый большой пузырь образуется в нижней части соединения, что затрудняет его удаление. Может быть также предусмотрено мгновенное охлаждение для отверждения места соединения.
На фиг. 5е проиллюстрирована последняя стадия, соответствующая положению 1 установки для сварки оросителя. Головка полностью отведена от контактной площадки, которая может охлаждаться.