CN104976478A - 一种带rfid智能芯片pe电熔管件及成型工艺 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带RFID智能芯片PE电熔管件及成型工艺，为了解决聚乙烯管道类产品连接焊接过程中，因存在不同轴、手工输入焊接参数模式以及误操作等原因而产生的多种问题，其特征是包括管形PE电容管件主体，在PE电容管件主体的两端分别装有被接PE管材，PE电容管件主体与PE管材接触的内壁中设有均匀分布的电阻丝；PE电容管件主体上设有安装铜电极的电极保护套，并在相对于设有电阻丝的外径部位设置焊接指示柱；PE电容管件主体上还装有RFID智能芯片。实现了产品内部生产管理、出入库管理，以及用户的施工过程中数字化智能管理，焊接热量控制精确，稳定而节能，并具有高尺寸精度，高的焊接强度。

Description

一种带RFID智能芯片PE电熔管件及成型工艺

技术领域

本发明涉及PE管件成型技术，尤其是一种带RFID智能芯片PE电熔管件及成型工艺。

背景技术

聚乙烯等塑料管道由于其优异的防腐、环保、施工简便、性能可靠等综合优势，大范围地替代传统的金属管道，在给、排水、燃气等流体输送管道领域得到了广泛应用。由于燃气是易燃易爆物品，因此对PE管道安全性、可靠性要求越来越高，PE电熔管件在PE管道中的应用中用量越来越大。现有技术中的管—管焊接也有多种形式，但均达不到本方案所达到的实际技术要求。如专利公开号为CN102363236A，设计的一种金属管件的焊接方法和金属管件焊接组件，包括：在被焊管件的连接端处，依次设置衬管区和焊接区；将被焊管件的衬管区插入待焊管件孔腔中，直至该连接端的焊接区与待焊管件焊接端对接，且在对接处形成环状待焊缝；在待焊缝处进行焊接使其形成熔融区。这种金属产品采用焊接区高出衬管区；被焊管件的连接端与待焊管件焊接端的对接焊缝处设有通过焊接处理形成的熔融区，但并不能保证对接管道的同轴度要求。还有如专利公告号为CN2277878U，设计的一种专用于联接直管的热熔对接机，也只适合工厂固定场所使用，也无较理想的焊接参数设定。而目前常规的PE管件产品均采用这些传统的电熔焊接方式焊接，焊接参数基本通过手工模式输入，焊接过程中，受到人为误操作、焊机和管件电极的接触电阻过大、电熔焊机本身输出电压不稳定等诸多因素的影响，出现很多虚焊或过熔等缺陷焊口，埋在地下，形成大量的安全隐患点。

发明内容

本发明的目的是为了解决燃气、给排水等流体输送中的聚乙烯管道类产品连接焊接过程中，因存在不同轴、手工输入焊接参数模式以及误操作等原因而产生的一系列的问题，提供一种芯片监控自调式万向PE组合管件以及其成型工艺，在传统PE电熔管件的基础上，采用后布丝模式加工成型，植有RFID芯片技术，以实现对管线自动焊接和长期运行状态跟踪的生产、施工运营数字化管理。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种带RFID智能芯片PE电熔管件，其特征是包括管形PE电容管件主体，在PE电容管件主体的两端分别装有被接PE管材，PE电容管件主体与PE管材接触的内壁中设有均匀分布的电阻丝；PE电容管件主体上设有安装铜电极的电极保护套，并在相对于设有电阻丝的外径部位设置焊接指示柱；PE电容管件主体上还装有RFID智能芯片。

作为优选，所述的PE电容管件主体内孔中设有挡圈，两支被接PE管材分别位于挡圈两端。

作为优选，所述的PE电容管件主体的外壁上设有圆形凹坑，RFID智能芯片设置在圆形凹坑中，并在圆形凹坑的沿口部位装有PE圆形薄片。

在本技术方案的结构基础上，使用专用电磁感应焊机，扫描产品上预植入的RFID芯片中的焊接参数，精确控制电磁感应加热热量，完成自动焊接，RFID即射频识别，是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。本案不但可以实现对管线进行自动焊接，同时可以实现长期的运行状态跟踪。

一种带RFID智能芯片PE电熔管件的成型工艺，其特征是包括以下内容：

（一）把所选PE材料按固定周期进行自然状态调节，充分释放内应力。

（二）在PE电容管件主体上设置焊接指示柱，焊接指示柱的顶部直径小，根部直径大，在焊接过程中，随着其周边的PE料熔化，形成熔压，焊接指示柱向外顶出到设定高度。现场监控，保证焊接作业完好。焊接指示柱是安装在组合件主体上的一个部件，由于焊接指示柱的根部外径小于其上端周围空腔内径，其在冒出一定的高度后，被空腔约束住，不再外冒，从而确保每个产品焊接指示柱的顶出高度均保持一致，达到提示焊接工作完成的功能。

（三）对PE电容管件主体内径进行精加工，采用车刀头将电阻丝通过数控程序，精确地埋入其内壁表面，然后通过数控装置对埋好电阻丝的内壁进行防氧化精修加工。本技术方案采用的后布丝式加工方法，和传统的PE电熔管件加工工艺相比，具有明显优势：如产品内径经过车削加工，内径尺寸精度高，不圆度小，尺寸稳定；产品内表面的氧化层经车削后，彻底消除，焊接面的熔接强度大幅上升；电阻丝通过数控程序精确控制，在管件中的分布深度和间距等参数稳定可靠，电阻值控制精度高；产品内径可以根据客户要求在较大的范围内调整，适应不同的实际工程需要，非常灵活；电阻丝隐藏在管件内表面，不与空气直接接触，不易氧化，电性能稳定可靠；电阻丝隐藏在管件内表面，与其它PE管材配套不论松紧，均不会被管材损伤；总体上与PE管材的焊接性能和强度稳定性高。

（四）进行尺寸、电阻值全检。

（五）在两端电极保护套中安装具有若干段倒扣结构的铜电极，并将电阻丝与铜电极连接。在电极保护套中设置具有多段倒扣结构的铜电极，既可确保电极与电阻丝之间具有充分的接触面积，同时又可确保与管件电极孔内壁具有可靠的连接，避免铜电极脱落。

（六）通过存储器，将生产日期、机台、原材料、生产工艺、操作员工、产品批次、单独的序列号等信息录入芯片中，使每个产品的芯片上保留独一无二的批次管理信息，同时通过存储器，将每个产品的生产信息存入信息管理平台中。

（七）在PE电容管件主体上的圆形凹坑中安装RFID智能芯片，并封上PE薄片。把PE薄片通过超声波焊机焊接在圆形凹坑沿口部位，将RFID智能芯片完全封存在PE电容管件主体的外表面，杜绝与空气或周围泥沙水土等物质接触，确保设计年月的使用寿命。

（八）根据产品规格设计要求，采用电磁感应焊机，扫描RFID智能芯片上的焊接参数，精确控制电磁感应加热热量，完成自动焊接。

（九）在设有RFID智能芯片的PE电熔管件产品出库时，检测每个产品的电性能，通过RFID智能芯片和信息管理平台，将每个产品的电性能和发货日期、批次、客户等信息存入平台中，形成系统数据库。

作为优选，所述的带有RFID智能芯片的成型产品送至用户手中时，采用与RFID智能芯片配套的管理平台，记录入库信息。

作为优选，所述的焊接前，在RFID智能芯片中预设电磁感应焊接参数，通过与其相适配的电磁感应焊机自动探测扫描，确认焊接参数；在焊接过程中，采用电磁感应焊接设备将实际完成的各种焊接参数与设定值进行自动校核。

作为优选，所述的在焊接完成后，通过焊机将实际的焊接参数（包括焊接时间、总发热量等相关信息）录入RFID智能芯片中，形成事实焊接参数永久性记录，并保存在产品芯片和焊机中。所有保存的数据作为以后备查的依据。

作为优选，所述的本产品在完成施工埋地后，利用与RFID智能芯片配套的读卡器在2-3米距离内探测带有RFID智能芯片管件的准确位置，并随时在线读取产品成型的各技术参数信息。

本发明的有效效果是：通过植入RFID智能芯片，实现了产品内部生产管理、出入库管理，以及用户的施工过程中数字化智能管理；采用全新的电磁感应加热模式，对组合件的主体和万向节进行焊接，焊接热量控制精确，稳定而节能；采用RFID芯片，对产品的电磁感应焊接参数进行设置，并和电磁感应焊机配套，自动精确控制焊接面发热量，并将每个产品真实发生的焊接信息录入芯片和管理系统中，对每个焊口的焊接质量进行全面监控；具有高尺寸精度，高的焊接强度。

附图说明

图1是本发明的一种结构示意图。

图2是本发明图1的RFID智能芯片部位局部放大结构示意图。

图3是本发明图1的倒扣铜电极插口部位局部放大结构示意图。

图中：1. 铜电极，2. 焊接指示柱，3. 电阻丝，4. RFID智能芯片，5. PE电容管件主体，6. 电极保护套，7. PE管材，8. PE圆形薄片，9. 圆形凹坑，10. 挡圈，11. 倒扣铜电极插口。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

参见图1，本实施例一种带RFID智能芯片PE电熔管件，以注塑管形PE电容管件主体5为设计对象，在PE电容管件主体5的两端分别进行PE管材7的设置和焊接连接。

PE电容管件主体5的中间位置设有1mm深的浅槽，与浅槽内定位挡圈10，以浅槽为中心两端分别连接PE管材7，在与PE管材7接触的内壁中设置均匀分布的电阻丝3，在PE电容管件主体5上相对于电阻丝3的外径部位设置焊接指示柱2，焊接指示柱2的顶部直径小于根部直径，以保证在焊接过程中，随着其周边的PE材料熔化，形成熔压，焊接指示柱2向外顶出至设定高度。

PE电容管件主体5的两端外径上设有安装铜电极1的电极保护套6，电阻丝3的接头连接到电极保护套6孔口部位，具有三段倒扣铜电极插口11的铜电极1装置在电极保护套6中并与电阻丝3连接，如图3所示。

在PE电容管件主体1外径的中间部位上再开设一个圆形凹坑9，在其中装有RFID智能芯片4，并在其沿口用PE圆形薄片8封口，如图2所示。

一种带RFID智能芯片PE电熔管件的成型工艺，包括以下内容：

一、选用PE材料，按原材料的内应力释放固定周期进行自然状态调节，使毛坯充分释放内应力。

二、在PE电容管件主体5上制作焊接指示柱2和电极保护套6，其中，焊接指示柱2的顶部直径小为根部直径的三分之二，目的是在焊接时，随着其周边的PE料的熔化，形成熔压，焊接指示柱2会向外顶出并到达设定高度，以确保每个产品焊接指示柱2的顶出高度均保持一致，达到提示焊接作业的完成。

三、对PE电容管件主体5的内径进行精加工，采用专用车刀头和数控程序将电阻丝3精确地埋入其内壁表面，然后通过数控装置对埋好的电阻丝内壁进行防氧化精修加工。

四、进行尺寸、电阻值全面检验，合格品进入下道工序。

五、在两端电极保护套6中安装三段具有倒扣铜电极插口11的铜电极1，并将电阻丝3与铜电极1连接好。

六、通过存储器，将生产日期、机台、原材料、生产工艺、操作员工、产品批次、单独的序列号等信息录入芯片中，使每个产品的芯片上保留独一无二的批次管理信息，同时通过存储器，将每个产品的生产信息存入信息管理平台中。

七、在PE电容管件主体5上的圆形凹坑9中，固定RFID智能芯片4，并在圆形凹坑9的沿口部位用采用超声波焊机焊接封上透明的PE薄片8。

八、根据产品规格设计要求，采用电磁感应焊机，扫描RFID智能芯片上的焊接参数，精确控制电磁感应加热热量等技术参数，完成自动焊接。焊接前，在RFID智能芯片中预设电磁感应焊接参数，通过与其相适配的电磁感应焊机自动探测扫描，确认焊接参数；在焊接过程中，采用电磁感应焊接设备将实际完成的各种焊接参数与设定值进行自动校核。在焊接完成后，通过焊机将实际的焊接参数（包括焊接时间、总发热量等相关信息）录入RFID智能芯片中，形成事实焊接参数永久性记录，并保存在产品芯片和焊机中。

九、在设有RFID智能芯片的PE电熔管件产品出库时，检测每个产品的电性能，通过RFID智能芯片和信息管理平台，将每个产品的电性能和发货日期、批次、客户等信息存入平台中，形成系统数据库。

十、当带有RFID智能芯片4的成型产品送到用户手中时，采用与RFID智能芯片配套的管理平台，记录入库信息。

本产品在完成施工埋地后的使用过程中，利用与RFID智能芯片4配套的读卡器在2～3米距离内探测带有RFID智能芯片管件的准确位置，并随时在线读取产品成型的各技术参数信息。

上述实施例是对本发明的说明，不是对本发明的限定，任何对本发明的简单变换后的结构、方法均属于本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种带RFID智能芯片PE电熔管件，其特征是包括管形PE电容管件主体（5），在PE电容管件主体的两端分别装有被接PE管材（7），PE电容管件主体与PE管材接触的内壁中设有均匀分布的电阻丝（3）；PE电容管件主体上设有安装铜电极（1）的电极保护套（6），并在相对于设有电阻丝的外径部位设置焊接指示柱（2）；PE电容管件主体上还装有RFID智能芯片（4）。

2.根据权利要求1所述的带RFID智能芯片PE电熔管件，其特征在于PE电容管件主体（5）内孔中设有挡圈（10），两支被接PE管材（7）分别位于挡圈两端。

3.根据权利要求1或2所述的带RFID智能芯片PE电熔管件，其特征在于所述的PE电容管件主体（5）的外壁上设有圆形凹坑（9），RFID智能芯片（4）设置在圆形凹坑中，并在圆形凹坑的沿口部位装有PE圆形薄片（8）。

4.一种如权利要求1至3所述的带RFID智能芯片PE电熔管件的成型工艺，其特征是包括以下内容：

（一）把所选PE材料按固定周期进行自然状态调节，充分释放内应力；

（二）在PE电容管件主体（5）上设置焊接指示柱（2），焊接指示柱的顶部直径小，根部直径大，在焊接过程中，随着其周边的PE料熔化，形成熔压，焊接指示柱向外顶出至设定高度；

（三）对PE电容管件主体（5）内径进行精加工，采用车刀头将电阻丝（3）通过数控程序，精确地埋入其内壁表面，然后通过数控装置对埋好电阻丝的内壁进行防氧化精修加工；

（四）进行尺寸、电阻值全检；

（五）在两端电极保护套（6）中安装具有若干段倒扣结构的铜电极，并将电阻丝（3）与铜电极连接；

（六）通过存储器，将生产日期、机台、原材料、生产工艺、操作员工、产品批次、单独的序列号等信息录入芯片中，使每个产品的芯片上保留独一无二的批次管理信息，同时通过存储器，将每个产品的生产信息存入信息管理平台中；

（七）在PE电容管件主体（5）上的圆形凹坑（9）中安装RFID智能芯片（4），并封上PE薄片（8）；

（八）根据产品规格设计要求，采用电磁感应焊机，扫描RFID智能芯片上的焊接参数，精确控制电磁感应加热热量，完成自动焊接；

（九）在设有RFID智能芯片的PE电熔管件产品出库时，检测每个产品的电性能，通过RFID智能芯片和信息管理平台，将每个产品的电性能和发货日期、批次、客户等信息存入平台中，形成系统数据库。

5.根据权利要求4所述的一种带RFID智能芯片PE电熔管件的成型工艺，其特征在于带有RFID智能芯片（4）的成型产品送至用户手中时，采用与RFID智能芯片配套的管理平台，记录入库信息。

6.根据权利要求4或5所述的一种带RFID智能芯片PE电熔管件的成型工艺，其特征是：焊接前，在RFID智能芯片中预设电磁感应焊接参数，通过与其相适配的电磁感应焊机自动探测扫描，确认焊接参数；在焊接过程中，采用电磁感应焊接设备将实际完成的各种焊接参数与设定值进行自动校核。

7.根据权利要求4或5所述的一种带RFID智能芯片PE电熔管件的成型工艺，其特征在于：在焊接完成后，通过焊机将实际的焊接参数（包括焊接时间、总发热量等相关信息）录入RFID智能芯片中，形成事实焊接参数永久性记录，并保存在产品芯片和焊机中。

8.根据权利要求4或5所述的一种带RFID智能芯片PE电熔管件的成型工艺，其特征在于本产品在完成施工埋地后，利用与RFID智能芯片（4）配套的读卡器在2-3米距离内探测带有RFID智能芯片管件的准确位置，并随时在线读取产品成型的各技术参数信息。