[發(fā)明專利]具有自傳感智能監(jiān)測功能的電熔管件及其加工與監(jiān)測方法

有效

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• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112361231B
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 施建峰;商寧濤;孔智勇;倪奉堯;姚日霧;葛周天;鄭津洋
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);山東東宏管業(yè)股份有限公司
• 主分類號: F17D5/06
• 分類號: F17D5/06;F16L47/03;B29D23/00
• 代理公司: 杭州中成專利事務(wù)所有限公司 33212
• 代理人: 周世駿

1.一種具有自傳感智能監(jiān)測功能的電熔管件，包括由填充了短纖維的熱塑性塑料制成的電熔管件本體（1）；以及設(shè)置在所述電熔管件本體（1）的內(nèi)部熔接區(qū)中的總電阻絲（7,8），所述總電阻絲（7,8）作為加熱元件用于導(dǎo)通焊接電流進(jìn)行電熔焊接；其特征在于，所述總電阻絲（7,8）包括：第一根電阻絲（7）和第二根電阻絲（8）；所述第一根電阻絲（7）和所述第二根電阻絲（8）均沿電熔管件本體（1）環(huán)向纏繞，且兩者相互獨立、互不導(dǎo)通；所述第一根電阻絲（7）和所述第二根電阻絲（8）的端部分別與設(shè)于電熔管件本體（1）表面的接線柱（4）連接，接線柱（4）周圍設(shè)有管狀護(hù)套（5）；

所述短纖維是具有導(dǎo)電性的直徑在7~10 μm范圍、長度在1~5 mm范圍的短碳纖維、短金屬纖維或短鍍金屬纖維中的至少一種，或者是直徑在2~20 nm范圍、長度在5~30 μm范圍的碳納米管或碳納米纖維中的至少一種；設(shè)于內(nèi)部熔接區(qū)中的總電阻絲（7,8）與周圍的管件本體材料相接觸作為內(nèi)部監(jiān)測電極，用于監(jiān)測第一根電阻絲（7）和第二根電阻絲（8）之間管件本體材料的電阻變化；接線柱（4）用于連接內(nèi)部監(jiān)測電極與外部導(dǎo)線，以形成完整的監(jiān)測電路。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熔管件，其特征在于，所述第一根電阻絲（7）和第二根電阻絲（8）分別設(shè)于電熔管件兩側(cè)的內(nèi)部熔接區(qū)中，且以電熔管件中間橫截面呈對稱布置。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熔管件，其特征在于，所述短纖維在熱塑性塑料中的摻混質(zhì)量比范圍是5~20 %。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熔管件，其特征在于，在電熔管件兩側(cè)的內(nèi)部熔接區(qū)中，第一根電阻絲（7）和第二根電阻絲（8）對稱布置且兩者的最小軸向間距是第一根電阻絲（7）和第二根電阻絲（8）中的任一電阻絲自身纏繞間距的2倍以上，且該最小軸向間距不小于6mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熔管件，其特征在于，在電熔管件表面的接線柱共有4個，位于環(huán)向外壁面或者軸向側(cè)壁面，并以電熔管件中間橫截面呈兩兩對稱分布，管狀護(hù)套設(shè)在接線柱外側(cè)；同側(cè)相鄰兩接線柱之間至少保持環(huán)向30°間隔，且最小間距不小于5 cm。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電熔管件，其特征在于，所述電熔管件是直通管件，或者是45°、60°、90°彎頭管件中的任意一種。

7.一種加工權(quán)利要求1所述的具有自傳感智能監(jiān)測功能的電熔管件的方法，其特征在于，包括：

步驟1：采用熱塑性塑料粉末和短纖維通過摻混和擠出工藝制得復(fù)合粒子；

步驟2：按常規(guī)制備工藝將復(fù)合粒子注塑成型，得到電熔管件半成品；

步驟3：在電熔管件兩側(cè)內(nèi)部熔接區(qū)的內(nèi)壁上需要鋪設(shè)總電阻絲的部位，加工出相互獨立且互不導(dǎo)通的嵌線凹槽；在嵌線凹槽端部對應(yīng)的管件外壁注塑有管狀護(hù)套；

步驟4：將第一根電阻絲和第二根電阻絲沿嵌線凹槽布線，然后將每條電阻絲的首末端分別從管狀護(hù)套中抽出，并與銅質(zhì)的接線柱緊固連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，以車削方式加工嵌線凹槽：嵌線凹槽由車刀通過進(jìn)刀和退刀兩步刻成，進(jìn)刀和退刀形成間隔分布、間距相等且相互平行的凹槽，退刀起點與進(jìn)刀終點光滑連接，從而形成一條完整而連續(xù)的凹槽。

9.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自傳感智能監(jiān)測功能的電熔管件的使用方法，其特征在于，是將該電熔管件用于與管材的焊接，在電熔管件表面的接線柱共有4個；使用方法具體包括：

步驟1：將需連接的管材穩(wěn)固對接在電熔管件中；

步驟2：用導(dǎo)線分別連接電熔管件一側(cè)的接線柱和電熔焊機(jī)；對電熔管件兩側(cè)的第一根電阻絲和第二根電阻絲依次通電進(jìn)行電熔焊接；或者，

先用串接線分別連通第一根和第二根電阻絲的一個接線柱，再將電熔焊機(jī)與剩余兩個接線柱用導(dǎo)線進(jìn)行連接，以實現(xiàn)第一根電阻絲和第二根電阻絲的同時焊接；第一根電阻絲和第二根電阻絲之間的串接線的阻值應(yīng)小于電阻絲阻值的1%。

10.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有自傳感智能監(jiān)測功能的電熔管件的監(jiān)測方法，其特征在于，是將電熔管件在與管材焊接之后用于自身的結(jié)構(gòu)監(jiān)測，具體包括以下步驟：

步驟1：從電熔管件兩側(cè)的內(nèi)部熔接區(qū)中的第一根電阻絲和第二根電阻絲的分別對應(yīng)的兩個接線柱中各任選一個，通過導(dǎo)線與電阻檢測設(shè)備相連，利用接線柱和具有導(dǎo)電性能的管件本體材料構(gòu)成完整的監(jiān)測電路；

步驟2：當(dāng)電熔管件承受載荷增大，在電阻檢測設(shè)備上實時呈現(xiàn)管件本體材料的電阻變化曲線；

步驟3：分析電阻變化曲線，對電熔管件當(dāng)前的工作狀態(tài)進(jìn)行定性或定量判斷，進(jìn)而實現(xiàn)對電熔管件內(nèi)壓、應(yīng)變及損傷的智能監(jiān)測。