CN105135133B - 一种二维缠绕布线器及利用其进行的布线方法 - Google Patents

Abstract

一种二维缠绕布线器及利用其进行的布线方法，布线器的主轴上固定布线盘，布线盘为锥台形的铸钢件，上下底面垂直于主轴，锥台侧面作为曲面布线区，锥台上底面的边沿圆环部分低于中间部分形成上边沿布线区，锥台下底面的边沿向外平延形成圆环形的下边沿布线区；布线时，电热丝外包覆有聚乙烯材料形成矩形的电热线，采用自上而下自内而外布线顺序，布线的同时对已经布完的电热丝加热熔接层熔接，最终形成形状与z字形的锥面布线区相适应的电热丝片。本发明产品及方法z字形的锥面布线区实现了二维布线，不仅适用于普通管道熔接，还为大口径及超大口径管道的熔接提供了技术支持，解决了目前大口径及超大口径塑料管熔接的技术难题。

Description

一种二维缠绕布线器及利用其进行的布线方法

技术领域

本发明技术属于塑料管道行业的电热熔接技术领域，具体涉及一种适用于大口径及超大口径塑料管熔接的二维缠绕布线器及利用其进行的布线方法。

背景技术

塑料管道采用熔接技术从国外引进我国是1992年，国家建设部与无锡塑料五厂研发项目《PE燃气管的研发，应用》，PE燃气管的连接就是采用热熔连接，当时引进了两种热熔连接技术：

（一）对接热熔技术：用一块铸铝电加热板，外表涂上“特氟龙”（不粘胶），PE燃气管二根管的端面分别顶在电加热板上，使PE管端面的温度上升，当温度升到170-180℃时，将电加热板迅速拿掉，将二个加热的管材端面对接上，经过一定时间的保压（要对熔接缝加1.5kg-2.5kg压力）经冷却后即对接热熔完成。

（二）平行式承插电热熔：将电热熔管件做成像套袖一样，将管材二头插入电热熔管件内，由于管件的内壁已埋上电热丝，通上电，电热丝即发热，待管件内壁的PE与管材外壁的PE完全熔融，熔合在一起时，电热熔机自动停止，切断电流，让电热熔接头自然冷却。

这就是平行承插式电热熔针对当时引进的二种热熔技术，是能满足PE燃气管道的连接，但是二十年后的我国经济飞速发展，产业不断扩大延伸，塑料管道行业到2014年已达1400万吨，各种塑料管道都走向了市场，走向出口，走向欧美，而熔接技术发展并不快，只满足中小口径压力管道，对应大口径及超大口径的熔接就很少人问津，造成一些城市的一级管网渗漏率远远高于国家有关规定，严重者造成城市地面大面积坍塌、居民楼倒塌等重大事故。

发明内容

本发明目的在于提供一种二维缠绕布线器及利用其进行的布线方法，实现二维布线，解决目前大口径及超大口径塑料管熔接的技术难题，保证大口径及超大口径塑料管的连接滴水不漏。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种二维缠绕布线器，包括由电动机驱动的主轴，其特征在于：所述主轴上固定安装有布线盘，所述布线盘为锥台形的铸钢件，其上下底面所在平面垂直于主轴的中轴线；所述布线盘的锥台侧面作为曲面布线区；锥台上底面的边沿圆环部分低于中间部分，形成上边沿布线区；锥台下底面的边沿向外平延，形成圆环形的下边沿布线区；所述曲面布线区、上边沿布线区和下边沿布线区共同形成测线为z字形的锥面布线区；所述锥面布线区上缠绕单层的电热线，所述电热线的内芯为电热丝，所述电热丝外包覆有聚乙烯材料，包覆有聚乙烯材料的电热线的横截面为矩形。

作为优选的技术方案，所述布线盘与主轴通过法兰连接，所述法兰套装在布线盘之下的主轴上并与布线盘螺栓连接。

更优选的，所述布线盘的下底面中心设有一体成型的定位件，所述定位件的形状与法兰中心空间部分的形状相适应，其嵌在法兰内实现定位。

优选的，所述电热丝外包覆的聚乙烯材料分为内层的包裹层和外层用于相邻两根电热线连接的熔接层。

优选的，所述包裹层为电热丝初期粘附聚乙烯材料形成的聚乙烯材料层，其横截面为圆形，包裹层的厚度范围为2～4mm。

优选的，所述熔接层是后期用模具制作成型的横截面为矩形的聚乙烯材料层，矩形的长度即包覆电热线示意图中L范围为6～8mm，宽度即包覆电热线示意图中H范围为4～6mm。

优选的，所述聚乙烯材料为HDPE，如上海石化产041、齐鲁石化2480、沙比克产6006、北欧化工3490/3440等。

优选的，所述电热丝为一根或多根，所述下边沿布线区的最外沿上翘形成挡边。

此外，本发明还提供一种利用上述的二维缠绕布线器进行的布线方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、制作矩形的电热线：首先将电热丝包覆一层PE的包裹层，加工成电线一样的包覆线，依据不同规格口径的布线要求确定熔接层的尺寸，利用模具制作熔接层，加工完成并冷却成型形成矩形的电热线；

步骤二、将电热线缠绕到布线盘上：用边缠绕边熔合拼接的方法将电热线缠绕到布线盘上，布线盘的主轴保持竖直方向，小底面在上呈水平，缠绕采用自内而外、自下而上的顺序，先是上边沿布线区，然后曲面布线区，最后下边沿布线区，电热线采用单层，相邻矩形边对边排布；

步骤三、相邻电热线的熔接：进行布线的同时对已经布完的电热线进行加热，使相邻两条电热线之间的电热线接缝处熔接层熔接，并最终形成形状与z字形的锥面布线区相适应的电热丝片；

步骤四、在电热丝片上缠绕聚乙烯材料作为加强层：在布置完成并初步熔接的电热丝片上缠绕聚乙烯材料，在电热丝片上形成加强层，所述加强层的厚度范围为30～40mm；

步骤五、布线成型并转移使用：待z字形的锥面电热丝片冷却成型后，即可进行整体转移用于大口径或超大口径塑料管的内部连接。

其中，所述步骤三中，熔合时的温度为155～175℃。

与现有技术相比，本发明的技术优势在于：

1、本发明布线器的布线面为z字形的锥面，将传统的平行式承插改变成锥形或Z字形承插电热熔，利用锥形中心定位原理，将误差减半；利用锥形确保承口与插头的熔合面紧靠，提升熔接质量，适用于由于温度变化口径误差较大的大口径及超大口径塑料管；

2、本发明电热线横截面做成矩形，用面与面的熔接技术代替原有圆柱体电热线的线熔接技术，便于电热线的紧密排布及相邻电热线的热熔连接，其设计合理，制作简单，成本低；

3、本发明布线方法中采用边缠绕边加热熔合拼接技术，相邻包覆线的PE相互熔合，可满足二维方向的布线，保证电热丝之间的间隔距离相等，避免布线时电热丝之间短路；

4、电热丝的截面矩形尺寸可以根据布线要求及管道口径规格来设计，灵活多样，适用范围广，能满足大口径及超大口径管道连接口的布线要求，适用于多维布线方式。

附图说明

图1是本发明涉及的二维缠绕布线器的整体结构示意图；

图2是本发明涉及的横截面为矩形的电热线5的结构示意图。

附图标记：1-电动机、2-主轴、3-法兰、4-布线盘、5-电热线、51-电热丝、52-包裹层、53-熔接层、6-螺栓、7-定位件、8-电热线接缝、9-锥面布线区、91-曲面布线区、92-上边沿布线区、93-下边沿布线区。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1，一种二维缠绕布线器，包括由电动机1驱动的主轴2，其特征在于：主轴2上固定安装有布线盘4，布线盘4与主轴2通过法兰3连接，法兰3套装在布线盘4之下的主轴上并与布线盘4螺栓连接。布线盘4的下底面中心设有一体成型的定位件7，定位件7的形状与法兰中心空间部分的形状相适应，图1中为下底面较小的锥台形，其嵌在法兰3内实现定位。布线盘4为锥台形的铸钢件，其上下底面所在平面垂直于主轴2的中轴线；布线盘4的锥台侧面作为曲面布线区91；锥台上底面较小，其边沿圆环部分低于中间部分，形成圆环形的边沿平台，作为上边沿布线区92；锥台下底面的边沿向外平延，形成外延的圆环形的下边沿平台，作为下边沿布线区93，下边沿布线区93的最外沿上翘形成挡边。；曲面布线区91、上边沿布线区92和下边沿布线区93共同形成测线为z字形的锥面布线区9；锥面布线区9上缠绕单层的电热线5，电热线5的内芯为电热丝51，电热丝51可以为一根或多根，电热丝51外包覆有聚乙烯材料，聚乙烯材料可以为HDPE高密度聚乙烯材料，上海石化产041、齐鲁石化2480、沙比克产6006、北欧化工3490/3440等，包覆有聚乙烯材料的电热线的横截面为矩形。如图2，优选的，电热丝51外包覆的聚乙烯材料分为内层的包裹层52和外层用于相邻两根电热线连接的熔接层53。包裹层52为电热丝初期粘附聚乙烯材料形成的聚乙烯材料层，其横截面为圆形，包裹层52的厚度范围为2～4mm。熔接层53是后期用模具制作成型的横截面为矩形的聚乙烯材料层，矩形的长度L范围为6～8mm，宽度H范围为4～6mm。

本发明还提供一种利用上述的二维缠绕布线器进行的布线方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、制作矩形的电热线5：首先将电热丝51包覆一层PE的包裹层52，加工成电线一样的包覆线，依据不同规格口径的布线要求确定熔接层53的尺寸，利用模具制作熔接层53，加工完成并冷却成型形成矩形的电热线5；

步骤二、将电热线5缠绕到布线盘4上：用边缠绕边熔合拼接的方法将电热线5缠绕到布线盘4上，布线盘4的主轴保持竖直方向，小底面在上呈水平，缠绕采用自内而外、自下而上的顺序，先是上边沿布线区92，然后曲面布线区91，最后下边沿布线区93，电热丝51采用单层，相邻矩形边对边排布；

步骤三、相邻电热丝51的熔接：进行布线的同时对已经布完的电热丝51进行加热，使相邻两条电热丝51之间的电热线接缝8处熔接层53熔接，并最终形成形状与z字形的锥面布线区9相适应的电热丝片；

步骤四、在电热丝片上浇聚乙烯材料作为加强层：在布置完成并初步熔接的电热丝片上浇聚乙烯材料，在电热丝片上形成加强层，所述加强层的厚度范围为30～40mm；

步骤五、布线成型并转移使用：待z字形的锥面电热丝片冷却成型后，即可进行整体转移用于大口径或超大口径塑料管的内部连接。

其中，所述步骤三中，熔合时的温度为155～175℃。

本发明技术的系列专利都是围绕大口径及超大口径塑料管的热熔连接而展开的，越研究，越深入，但是困难总没有办法多，我们改变了一个又一个的技术难关，实现了大口径及超大口径管道的完美连接，安全可靠，为保护生态坏境做出积极贡献。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种二维缠绕布线器，包括由电动机（1）驱动的主轴（2），其特征在于：所述主轴（2）上固定安装有布线盘（4），所述布线盘（4）为锥台形的铸钢件，其上下底面所在平面垂直于主轴（2）的中轴线；所述布线盘（4）的锥台侧面作为曲面布线区（91）；锥台上底面的边沿圆环部分低于中间部分，形成上边沿布线区（92）；锥台下底面的边沿向外平延，形成圆环形的下边沿布线区（93）；所述曲面布线区（91）、上边沿布线区（92）和下边沿布线区（93）共同形成测线为z字形的锥面布线区（9）；所述锥面布线区（9）上缠绕单层的电热线（5），所述电热线（5）的内芯为电热丝（51），所述电热丝（51）外包覆有聚乙烯材料，包覆有聚乙烯材料的电热线的横截面为矩形；

所述布线盘（4）的下底面中心设有一体成型的定位件（7），所述定位件（7）的形状与法兰中心空间部分的形状相适应，其嵌在法兰（3）内实现定位；

所述电热丝（51）外包覆的聚乙烯材料分为内层的包裹层（52）和外层用于相邻两根电热线连接的熔接层（53）。

2.根据权利要求1所述的一种二维缠绕布线器，其特征在于：所述布线盘（4）与主轴（2）通过法兰（3）连接，所述法兰（3）套装在布线盘（4）之下的主轴上并与布线盘（4）螺栓连接。

3.根据权利要求1所述的一种二维缠绕布线器，其特征在于：所述包裹层（52）为电热丝初期粘附聚乙烯材料形成的聚乙烯材料层，其横截面为圆形，包裹层（52）的厚度范围为2～4mm。

4.根据权利要求1所述的一种二维缠绕布线器，其特征在于：所述熔接层（53）是后期用模具制作成型的横截面为矩形的聚乙烯材料层，矩形的长度范围为6～8mm，宽度范围为4～6mm。

5.根据权利要求1所述的一种二维缠绕布线器，其特征在于：所述聚乙烯材料为HDPE高密度聚乙烯材料。

6.根据权利要求1所述的一种二维缠绕布线器，其特征在于：所述电热丝（51）为一根或多根；所述下边沿布线区（93）的最外沿上翘形成挡边。

7.一种利用权利要求1～6任意一项所述的二维缠绕布线器进行的布线方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、制作矩形的电热线（5）：首先将电热丝（51）包覆一层PE的包裹层（52），加工成电线一样的包覆线，依据不同规格口径的布线要求确定熔接层（53）的尺寸，利用模具制作熔接层（53），加工完成并冷却成型形成矩形的电热线（5）；

步骤二、将电热线（5）缠绕到布线盘（4）上：用边缠绕边熔合拼接的方法将电热线（5）缠绕到布线盘（4）上，布线盘（4）的主轴保持竖直方向，小底面在上呈水平，缠绕采用自内而外、自下而上的顺序，先是上边沿布线区（92），然后曲面布线区（91），最后下边沿布线区（93），电热线（5）采用单层，相邻矩形边对边排布；

步骤三、相邻电热线（5）的熔接：进行布线的同时对已经布完的电热线（5）进行加热，使相邻两条电热线（5）之间的电热线接缝（8）处熔接层（53）熔接，并最终形成形状与z字形的锥面布线区（9）相适应的电热丝片；

步骤四、在电热丝片上浇聚乙烯材料作为加强层：在布置完成并初步熔接的电热丝片上浇聚乙烯材料，在电热丝片上形成加强层，所述加强层的厚度范围为30～40mm；

步骤五、布线成型并转移使用：待z字形的锥面电热丝片冷却成型后，即可进行整体转移用于大口径或超大口径塑料管的内部连接。

8.根据权利要求7所述的利用二维缠绕布线器进行的布线方法，其特征在于，所述步骤三中，熔合时的温度为155～175℃。