有網孔結構電熱元件的塑料管道電熔連接件的製作方法

2023-06-05 18:58:36 3

專利名稱：有網孔結構電熱元件的塑料管道電熔連接件的製作方法
技術領域：
有網孔結構電熱元件的塑料管道電熔連接件技術領域[0001]本實用新型涉及一種電熔連接件，具體而言，本實用新型涉及一種有網孔結構電熱元件的塑料管道電熔連接件。
背景技術：
[0002]隨著塑料管道的大量普及，由塑料管道連接件的缺陷引起的連接問題越來越突出，一直是制約管道施工的主要因素。塑料管道的連接方法按大類分為二種，第一種是膠水粘接，如PVC，PA，ABS等材料做成的管道，第二種就是熱熔連接，如PE、PP、PE-RT等材料做成的管道。熱熔連接又可分為以下三種方式熱熔對接、承插熱熔連接、電熔連接，其中電熔連接由於具有不可替代的優越性能(特別是在鋼絲網骨架管及PE燃氣管道領域)而被市場全方位推崇。電熔連接為一種「熱塑性塑料電熔連接件與管子間的接合。電熔連接件由嵌入在它和管子之間的接合面內的加熱元件通過焦耳效應加熱，使它們周圍的材料熔化， 從而使管子和管件表面熔在一起。」[0003]九十年代開發的電熔連接件是按英國尤波諾公司製造工藝生產的，即市場上普遍使用的裸露絲電熔連接件。由於在使用中電熱絲經常脫落、並絲而造成短路，在尺寸配合有偏差或橢圓度過大時，插入管件可造成斷路，製造該種電熔連接件對操作工人的熟練程度要求相對較嚴，按該種生產工藝製造的廢品率高。[0004]為了避免上述缺陷，有廠家按韓國大蓮精工的工藝著手開發了包塑電熱絲的電熔連接件，就是將電熱絲包塑成電線形狀，再按要求繞制在注塑模型芯上注塑成型，冷卻後脫模得到成品(見圖I)。然而用這種包塑絲工藝生產的電熔連接件，雖然部分解決了裸露電熱絲電熔連接件插入斷線的缺陷，但由於在包塑時必須採用高溫拉絲和低溫水冷卻，在電熱線的表面形成了無法去除的氧化層，阻隔了管材與管件的熔化材料流動再結晶，所以一般採用此種工藝的電熔連接件的剝離強度無法與裸露電熱絲電熔連接件相比。[0005]基於前二種的工藝存在的缺陷以及勞動力成本的上升，部分廠家引入自動後布絲工藝和設備，在工藝上實現了自動化生產，增加了管道可配合尺寸的精度，但自動後布絲的方法需專用設備，而且價格昂貴，並且該方法由於仍然屬於單線布絲的傳統工藝，製備出的電熱元件為單絲繞制，此種電熱元件無論是隱蔽絲還是裸露絲，均可能產生熔接短路的後果O[0006]綜上所述，現有的電熔連接件由於均採用軸向布線(與管材插入的方向呈垂直角度的方向)，在通電焊接時，其溫度可能高於保持塑料管道所需的溫度且還會產生熔脹壓力，使電熱絲位移而造成短路，導致焊接失敗甚至管件報廢。此外，軸向布線的連接件與管道的配合不可能是同徑配合，肯定存在一定間隙，插入管件可造成斷路。因此，需要一種能避免上述溫度過高、短路和斷路的情況的、價格適中、製造成本低、質量穩定的電熔連接件。實用新型內容[0007]為了解決現有技術中採用軸向布線導致的連接時溫度過高且易於短路，連接件和管道尺寸不配合而易於斷路的問題，本實用新型提供了一種有網孔結構電熱元件的塑料管道電熔連接件，所述的電熔連接件內置圓筒狀電熱元件，該圓筒狀電熱元件由沿電熔連接件內壁等間距布置的網孔結構的電阻材料條和與所述的電熔連接件材料相同的塑料條構成。所述的網孔結構的電阻材料條沿所述圓筒狀電熱元件的筒壁呈連續的幾字形排布；所述的塑料條與所述的網孔結構的電阻材料條固接並且圍成所述的圓筒狀電熱元件的內筒壁。[0008]所述網孔結構的電阻材料條的總電阻必須符合所述有網孔結構電熱元件的塑料管道電熔連接件的電流密度要求。電流密度是指表面負荷功率，一般電工學中的電流密度是指在同樣截面的導線中通過的電流，由於導線的電阻不同，通過的電流大小不同，電阻越大，電流越小，功率越小，分配到表面的負載功率就越小，反之則表面的負載功率越大，材料表面發熱點越集中，如軸向布線的電熔管件經常焊爆的現象就是電熱絲短路後短時間表荷功率呈幾何上升引發的後果，如果在焊接時間內材料表面發熱不足以使與電熱元件接觸的塑料迅速分解碳化，其表面負荷功率符合塑料管道電熔連接件的電流密度要求。比如，根據 PE材料的導熱係數O. 33ff/m · K和材料密度O. 92g/cm3計算，PE材料的熔化溫度最高值為 240°C，焊接電壓為39. 5V時(國標規定)，其表荷功率控制在I. 5 2. 2W · cm2為理想值， 超過這個值就會分解PE材料的分子結構，仍至碳化。此外，所述電阻材料條可以由適合各規格塑料管道電熔連接件強度的合金電阻薄板材料製成，即所選用的電阻材料通電發熱對管道的塑料材料熔化、冷卻後得到的結晶體的拉伸強度應不小於同體積的電阻材料或管道的塑料材料的拉伸強度。所述結晶體的拉伸強度主要與電阻材料的電阻率有關，在輸入額定電壓後產生的表面負荷功率應能保證塑料分子結構不分解，這樣的合金電阻薄板材料的電熔連接件強度符合塑料管道電熔連接件強度的要求。比如，上述PE材料在焊接電壓為 39. 5V時，電阻率在常溫下取值為O. 90 I. 28 μ Ω · m。所述合金電阻薄板材料包含鉻和錸，鉻的含量為15-24. 5重量％，還可以包含鐵或同時包含鐵和鋁，其中鋁的含量為O. 35重量％，該材料的使用溫度為1100-1200°C，熔點為1400°C，密度為8. 1-8. 3g/cm3,20° C的電阻率為O. 98-1. 11 μ Ω ·πι，抗拉強度為750Mpa，延伸率為25%，反覆彎曲次數>5，快速壽命為 50h/° C。[0009]本實用新型所採用的合金電阻薄板材料優選下表I中所示材料[0010]表I
權利要求1.一種有網孔結構電熱元件的塑料管道電熔連接件，其特徵在於 所述的電熔連接件內置圓筒狀電熱元件，該圓筒狀電熱元件由沿電熔連接件內壁等間距布置的網孔結構的電阻材料條和與所述的電熔連接件材料相同的塑料條構成。
2.根據權利要求I所述的有網孔結構電熱元件的塑料管道電熔連接件，其特徵在於 所述網孔結構的電阻材料條沿所述圓筒狀電熱元件的筒壁呈連續的幾字形排布，所述塑料條與所述網孔結構的電阻材料條固接並且圍成所述圓筒狀電熱元件的筒壁。
3.根據權利要求I至2任一項所述的有網孔結構電熱元件的塑料管道電熔連接件，其特徵在於 所述網孔結構的電阻材料條中的網孔為正方形、長方形或其他多邊形，每個網孔內任意不相鄰頂點之間距離的平均值為所述電阻材料條厚度的5倍至10倍，構成每個網孔的邊筋的寬度為所述電阻材料條厚度的I倍至3倍，所述的電熔連接件與塑料管道的熔接面不小於該塑料管道橫截面中管材壁面積的2倍至4倍。
4.根據權利要求I至2任一項所述的有網孔結構電熱元件的塑料管道電熔連接件，其特徵在於 所述的電熔連接件包括直通、變徑、彎頭、三通、四通、法蘭和管帽。
5.根據權利要求I至2任一項所述的有網孔結構電熱元件的塑料管道電熔連接件，其特徵在於 與所述的電熔連接件材料相同的所述塑料條的厚度為所述電熱元件電阻材料厚度的2倍至5倍。
專利摘要本實用新型公開了一種有網孔結構電熱元件的塑料管道電熔連接件，該連接件內置圓筒狀電熱元件，其由沿電熔連接件內壁等間距布置，沿該筒壁呈連續的幾字形排布的網孔結構的電阻材料條和同材料的塑料條構成。本實用新型連接件的電熱元件結構穩定，能適用於多規格管道連接件，甚至特大口徑的電熔連接件，並能避免短路和斷路。
文檔編號F16L47/02GK202812622SQ20122032479
公開日2013年3月20日 申請日期2012年7月5日 優先權日2012年7月5日
發明者孫志強, 邵信元 申請人:孫志強