CN107338814B - 一种物联网智能井盖的制备方法 - Google Patents

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Abstract

一种物联网智能井盖的制备方法，其特征在于，所述井盖包括盖体，电源，控制器，通信模块，封装盒，所述电源，将控制器，通信模块封装在封装盒之中，所述封装盒设置在盖体内，所述盖体由框架和主体材料组成，所述封装盒与框架连接，所述封装盒带有封装盖，所述封装盖上设置有充电接口；包括以下步骤，(1)框架制备；(2)热处理；(3)井盖浇注：(4)将电源，控制器，通信模块封装在封装盒之中。

Description

一种物联网智能井盖的制备方法
技术领域
本发明涉及物联网技术领域。具体设涉及一种物联网智能井盖的制备方法。
背景技术
井盖是位于地下设施出口顶部的封闭物，凡是安装自来水、电信、电力、燃气、热力、消防、环卫等公用设施的地方都需要安装井盖。随着我国经济的迅速发展，政府对市政设备建设投入的逐步加大，我国基础设施建设又迎来了一个新的周期，井盖的城市规划和道路建设中的市场需求量很大。
现在有的井盖大部分是由铸铁材料制成的，而众所周知铸铁材料有一定的回收价值，这样经常导致窨井盖被偷盗，造成社会经济的损失，而现有的窨井盖在防盗技术上还不是很完善，同时安装在马路上的井盖由于长时间承受汽车行驶的重量，导致其整体变形，出现局部翘起、塌陷等现象，严重影响马路的整体美观度，存在一定的安全隐患，另外井盖被盗窃之后无法及时定位到井盖和盗窃者的位置。
现有的井盖至少存在如下问题：1.强度不够，经常出现井盖损坏的情况，2.没有防盗报警措施，经常出现井盖被盗情况，3.没有移位报警措施，导致井盖移位后人员掉落的情况，4.物联网的设备需要架设多个联网发射站，成本高，5.井盖在长时间使用后，沙子会进入到井盖边缘与盖井之间，造成井盖不易被打开。各井盖之间不能协同工作形成系统，从而导致巡检维护工作大量人力成本消耗。
发明内容
本发明要解决的技术问题，在于提供一种物联网智能井盖的制备方法，解决井盖强度低、报警、使用不便和成本高的问题。
一种物联网智能井盖的制备方法，所述井盖包括盖体，电源，控制器，通信模块，封装盒，所述电源，将控制器，通信模块封装在封装盒之中，所述封装盒设置在盖体内，所述盖体由框架和主体材料组成，所述封装盒与框架连接，所述封装盒带有封装盖，所述封装盖上设置有充电接口；包括以下步骤：
(1)框架制备；
(2)热处理；
(3)井盖浇注：将混合均匀后的各种原料加水搅拌成拌合物，搅拌过程应用常规的搅拌机即可，搅拌时间为5-15min，然后将盖体框架置于模具中，所述盖体框架带有封装盒的封装盖的一面冲下，然后将拌合物注入模具内振动成型，振动时间为5-15min；成型后，在15℃～25℃的环境中停放24小时～48小时后脱模；最后在温度为18℃～22℃，相对湿度大于等于95％的环境中养护3-5天；
(4)将电源，控制器，通信模块封装在封装盒之中。
进一步地，所述盖体框架包括外边框架、横向加强筋、竖向加强筋和封装盒，所述封装盒设置在盖体框架中心位置，所述横向加强筋包括同心圆金属丝和直径金属丝，所述同心圆金属丝以盖体框架的圆心为中心设置在封装盒和框架之间，所述直径金属丝的两端分别与封装盒和外边框架连接，中间与同心圆金属丝连接；
其中横向加强筋为2层以上；
所述竖向加强筋为若干根，在盖体厚度方向上将横向加强筋连接；
将外边框架和封装盒放置好，然后使用直径金属丝将外边框架内部和封装盒的外部焊接连接，然后将同心圆金属丝放置在焊接好的直径金属丝上，并将同心圆金属丝与直径金属丝的接触点进行焊接，形成一层横向加强筋，继续上述步骤，形成若干层横向加强筋，然后使用若干竖向加强筋布置在相邻两层之间，并焊接。
进一步地，所述热处理具体步骤为： 将组装焊接好的盖体框架进行热处理，于惰性氮气氛围下，以8-10℃/s的速度升温到180-200℃，保温1-3h，然后以15-20℃/s升温到430-470℃，保温1-3h后，以20-30℃/s的速率进行降温处理，降温到150-160℃，保温1-2h，然后放置到空气中自然冷却到室温。
进一步地，所述盖体框架的材料为铝合金，所述铝合金包括：Cu:1.2-2.6%，Fe:1-2%，Ti:2.5-4.5%，Mn:0.2-0.6%，Si:0.8-1.7%， Cr:0.2-0.35，Zr:0.15-0.3，Zn:0.12-0.15，Mg：0.6-8.5％，Sn:0.01-0.05，Ce:0.1-0.35，余量为Al。
进一步地，所述主体材料中各组分所占的重量份数为：粒化高炉矿渣20-26份、粉煤灰1-3份、水泥熟料3-6份、98级的硅灰1-3份，缓凝剂1-2份、砂10-15份、石头10-13份、钢纤维1-2份、减水剂0.2-0.8份、对苯型不饱和聚酯树脂5-12份，聚苯乙烯1-2份，水玻璃2-4份、水5-10份。
进一步地，所述缓凝剂为铬或钡的重金属盐或它们的混合物，或蔗糖、葡萄糖、木质磺酸钙盐或钠盐、羧甲基纤维素钠（CMC）、羧乙基纤维素（CHC）以及他们的混合物，所述减水剂为萘系减水剂、密胺系减水剂、聚羧酸减水剂、干酪素减水剂、氨基磺酸盐减水剂或丙烯酸系减水剂。
进一步地，所述盖体框架的材料为铝合金，所述铝合金包括：Cu:1.85%，Fe:1.1%，Ti:2.65%，Mn:0.48%，Si:1.55%， Cr:0.33，Zr:0.15-0.3，Zn:0.13，Mg：0.65％，Sn:0.02，Ce:0.25，余量为Al。
进一步地，，所述主体材料中各组分所占的重量份数为：粒化高炉矿渣22份、粉煤灰2.1份、水泥熟料4.6份、98级的硅灰2.5份，缓凝剂1.6份、砂14份、石头12.5份、钢纤维1.8份、减水剂0.6份、对苯型不饱和聚酯树脂7.2份，聚苯乙烯1.6份，水玻璃2.5份、水7.8份。
进一步地，步骤(2)热处理：将组装焊接好的盖体框架进行热处理，于惰 性氮气氛围下，以9℃/s的速度升温到190℃，保温1.5h，然后以18℃/s升温到 445℃，保温2.5h后，以22℃/s的速率进行降温处理，降温到158℃，保温1.2h， 然后放置到空气中自然冷却到室温。
进一步地，步骤(3)井盖浇注：将将混合均匀后的各种原料加水搅拌成拌合物，搅拌过程应用常规的搅拌机即可，搅拌时间为10min，然后将盖体框架置于模具中，所述盖体框架带有封装盒的封装盖的一面冲下，然后将拌合物注入模具内振动成型，振动时间为10min；成型后，在20℃的环境中停放36小时后脱模；最后在温度为20℃，相对湿度大于等于95％的环境中养护5天。
本发明所述一种物联网智能井盖采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
(1)本发明设计的物联网智能井盖的制备方法，针对现有井盖本体结构进行进一步设计改进，结合控制模块和无线通信模块实现远程的自动控制，实现物联网技术的应用，使得整个井盖更加科技化，保证了发生陷落的井盖能够及时被发现，便于工作人员及时进行维护，保证行车安全；
(2)本发明设计的物联网智能井盖结构中，设置有封装盒，容纳物联网相关设备，保证了井盖的可靠性；
(3)本发明设计的物联网智能井盖制备方法中，对井盖的框架结构进行了优化设置，选用了特定的铝合金，对成分和含量以及热处理工艺进行了优化，保证了框架结构的稳定，以及加强筋的韧性和强度，通过热处理和加强筋材料的优化以及井盖主体材料的优化，保证了井盖的强度和任性。
(4)对浇注主体材料的配方进行了设计，同时浇注过程工艺进行了优化，使得制得的井盖强度得到了保证。
附图说明
图1-本发明井盖的框架结构示意图
图2-本发明井盖的框架结构侧面示意图
其中1外边框架，2同心圆金属丝，3直径金属丝，4竖向加强筋，5封装盒，6横向加强筋
具体实施方式
实施例1
一种物联网智能井盖，包括盖体，电源，控制器，通信模块，封装盒，所述电源，控制器，通信模块封装在封装盒之中，所述封装盒设置在盖体内，井盖可以在被打开的时候进行报警，同时井盖可以接收WIFI信号并发射WIFI信号，井盖间可以实现联网，控制器可以监测电源电量，当电量不足时，通过无线通信模块发出信号，提示工作人员进行充电。
所述盖体由框架和主体材料组成，所述封装盒与框架连接，然后主体材料浇注到框架中形成盖体；
所述封装盒带有封装盖，所述封装盖上设置有充电接口；
所述盖体框架包括外边框架、横向加强筋、竖向加强筋和封装盒，所述封装盒设置在盖体框架中心位置，所述横向加强筋包括同心圆金属丝和直径金属丝，所述同心圆金属丝以盖体框架的圆心为中心设置在封装盒和框架之间，所述直径金属丝的两端分别与封装盒和外边框架连接，中间与同心圆金属丝连接；
其中横向加强筋为3层；
所述竖向加强筋为若干根，在盖体厚度方向上将横向加强筋连接。
所述盖体框架的材料为铝合金，所述铝合金包括：Cu:2.35%，Fe:1.78%，Ti:.3.95%，Mn:0.45%，Si:1.65%， Cr:0.28%，Zr:0.18%，Zn:0.13%，Mg：0.72％，Sn:0.02%，Ce:0.28%，余量为Al。
所述主体材料中各组分所占的重量份数为：粒化高炉矿渣21份、粉煤灰1.1份、水泥熟料3.2份、98级的硅灰1.6份，铬酸钠1.7份、砂12.3份、石头11.2份、钢纤维1.6份、萘系减水剂0.34份、对苯型不饱和聚酯树脂5.5份，聚苯乙烯1.6份，水玻璃2.3份、水6份。
所述盖体框架的制备方法包括以下步骤：
(1)将外边框架和封装盒放置好，然后使用直径金属丝将外边框架内部和封装盒的外部焊接连接，然后将同心圆金属丝防止在焊接好的直径金属丝上，并将同心圆金属丝与直径金属丝的接触点进行焊接，形成一层横向加强筋，继续上述步骤，形成第二层和第三层横向加强筋，然后使用若干竖向加强筋布置在相邻两层之间，并焊接；
(2)热处理： 将组装焊接好的盖体框架进行热处理，于惰性氮气氛围下，以10℃/s的速度升温到185℃，保温2h，然后以18℃/s升温到445℃，保温1.5h后，以25℃/s的速率进行降温处理，降温到155℃，保温1.5h，然后放置到空气中自然冷却到室温；
(3)井盖浇注：将将混合均匀后的各种原料加水搅拌成拌合物，搅拌过程应用常规的搅拌机即可，搅拌时间为10min，然后将盖体框架置于模具中，所述盖体框架带有封装盒的封装盖的一面冲下，然后将拌合物注入模具内振动成型，振动时间为10min；成型后，在18℃的环境中停放36小时后脱模；最后在温度为20℃，相对湿度大于等于95％的环境中养护4天。
实施例2
一种物联网智能井盖，包括盖体，电源，控制器，通信模块，封装盒，所述电源，控制器，通信模块封装在封装盒之中，所述封装盒设置在盖体内，
所述盖体由框架和主体材料组成，所述封装盒与框架连接，然后主体材料浇注到框架中形成盖体；
所述封装盒带有封装盖，所述封装盖上设置有充电接口；
所述盖体框架包括外边框架、横向加强筋、竖向加强筋和封装盒，所述封装盒设置在盖体框架中心位置，所述横向加强筋包括同心圆金属丝和直径金属丝，所述同心圆金属丝以盖体框架的圆心为中心设置在封装盒和框架之间，所述直径金属丝的两端分别与封装盒和外边框架连接，中间与同心圆金属丝连接；
其中横向加强筋为2层；
所述竖向加强筋为若干根，在盖体厚度方向上将横向加强筋连接。
所述盖体框架的材料为铝合金，所述铝合金包括：Cu:2.55%，Fe:1.9%，Ti:4.35%，Mn:0.48%，Si:1.66%， Cr:0.34%，Zr:0.16%，Zn:0.14%，Mg：0.62％，Sn:0.04%，Ce:0.34%，余量为Al。
所述主体材料中各组分所占的重量份数为：粒化高炉矿渣22份、粉煤灰2.3份、水泥熟料4.8份、98级的硅灰2.6份，葡萄糖1.75份、砂14份、石头10.2份、钢纤维1.23份、密胺系减水剂0.45份、对苯型不饱和聚酯树脂8份，聚苯乙烯1.4份，水玻璃2.3份、水8份。
所述盖体框架的制备方法包括以下步骤：(1)将外边框架和封装盒放置好，然后使用直径金属丝将外边框架内部和封装盒的外部焊接连接，然后将同心圆金属丝防止在焊接好的直径金属丝上，并将同心圆金属丝与直径金属丝的接触点进行焊接，形成一层横向加强筋，继续上述步骤，形成第二层横向加强筋，然后使用若干竖向加强筋布置在相邻两层之间，并焊接；
(2)热处理： 将组装焊接好的盖体框架进行热处理，于惰性氮气氛围下，以9℃/s的速度升温到190℃，保温1.5h，然后以18℃/s升温到445℃，保温2.5h后，以22℃/s的速率进行降温处理，降温到158℃，保温1.2h，然后放置到空气中自然冷却到室温；
(3)井盖浇注：将将混合均匀后的各种原料加水搅拌成拌合物，搅拌过程应用常规的搅拌机即可，搅拌时间为12min，然后将盖体框架置于模具中，所述盖体框架带有封装盒的封装盖的一面冲下，然后将拌合物注入模具内振动成型，振动时间为6min；成型后，在18℃的环境中停放30小时后脱模；最后在温度为19℃，相对湿度大于等于95％的环境中养护5天。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种物联网智能井盖的制备方法，其特征在于，所述井盖包括盖体、电源、控制器、通信模块和封装盒，将所述电源、控制器和通信模块封装在封装盒之中，所述封装盒设置在盖体内，所述盖体由盖体框架和主体材料组成，所述封装盒与盖体框架连接，所述封装盒带有封装盖，所述封装盖上设置有充电接口；包括以下步骤：
(1) 盖体框架制备；
(2)热处理；
(3)井盖浇注：将混合均匀后的各种原料加水搅拌成拌合物，搅拌过程应用搅拌机，搅拌时间为5-15min，然后将盖体框架置于模具中，所述盖体框架带有封装盒的封装盖的一面冲下，然后将拌合物注入模具内振动成型，振动时间为5-15min；成型后，在15℃～25℃的环境中停放24小时～48小时后脱模；最后在温度为18℃～22℃，相对湿度大于等于95％的环境中养护3-5天；
(4)将电源、控制器和通信模块封装在封装盒之中；
所述盖体框架包括外边框架、横向加强筋和竖向加强筋，所述封装盒设置在盖体框架中心位置，所述横向加强筋包括同心圆金属丝和直径金属丝，所述同心圆金属丝以盖体框架的圆心为中心设置在封装盒和外边框架之间，所述直径金属丝的两端分别与封装盒和外边框架连接，中间与同心圆金属丝连接；
其中横向加强筋为2层以上；
所述竖向加强筋为若干根，在盖体厚度方向上将横向加强筋连接；
将外边框架和封装盒放置好，然后使用直径金属丝将外边框架内部和封装盒的外部焊接连接，然后将同心圆金属丝放置在焊接好的直径金属丝上，并将同心圆金属丝与直径金属丝的接触点进行焊接，形成一层横向加强筋，继续上述步骤，形成若干层横向加强筋，然后使用若干竖向加强筋布置在相邻两层之间，并焊接；
所述热处理具体步骤为： 将组装焊接好的盖体框架进行热处理，于惰性氮气氛围下，以8-10℃/s的速度升温到180-200℃，保温1-3h，然后以15-20℃/s升温到430-470℃，保温1-3h后，以20-30℃/s的速率进行降温处理，降温到150-160℃，保温1-2h，然后放置到空气中自然冷却到室温。
2.如权利要求1所述的物联网智能井盖的制备方法，其特征在于，所述盖体框架的材料为铝合金，所述铝合金由以下组分组成：Cu:1.2-2.6%，Fe:1-2%，Ti:2.5-4.5%，Mn:0.2-0.6%，Si:0.8-1.7%， Cr:0.2-0.35%，Zr:0.15-0.3%，Zn:0.12-0.15%，Mg：0.6-8.5％，Sn:0.01-0.05%，Ce:0.1-0.35%，余量为Al。
3.如权利要求2所述的物联网智能井盖的制备方法，其特征在于，所述主体材料中各组分所占的重量份数为：粒化高炉矿渣20-26份、粉煤灰1-3份、水泥熟料3-6份、98级的硅灰1-3份，缓凝剂1-2份、砂10-15份、石头10-13份、钢纤维1-2份、减水剂0.2-0.8份、对苯型不饱和聚酯树脂5-12份，聚苯乙烯1-2份，水玻璃2-4份、水5-10份。
4.如权利要求3所述的物联网智能井盖的制备方法，其特征在于，所述缓凝剂为铬的重金属盐或钡的重金属盐或它们的混合物，或蔗糖、葡萄糖、木质磺酸钙盐或木质磺酸钠盐、羧甲基纤维素钠（CMC）、羧乙基纤维素（CHC），所述减水剂为萘系减水剂、密胺系减水剂、聚羧酸减水剂、干酪素减水剂、氨基磺酸盐减水剂或丙烯酸系减水剂。
5.如权利要求4所述的物联网智能井盖的制备方法，其特征在于，
所述盖体框架的材料为铝合金，所述铝合金由以下组分组成：Cu:1.85%，Fe:1.1%，Ti:2.65%，Mn:0.48%，Si:1.55%， Cr:0.33%，Zr:0.15-0.3%，Zn:0.13%，Mg：0.65％，Sn:0.02%，Ce:0.25%，余量为Al。
6.如权利要求5所述的物联网智能井盖的制备方法，其特征在于，所述主体材料中各组分所占的重量份数为：粒化高炉矿渣22份、粉煤灰2.1份、水泥熟料4.6份、98级的硅灰2.5份，缓凝剂1.6份、砂14份、石头12.5份、钢纤维1.8份、减水剂0.6份、对苯型不饱和聚酯树脂7.2份，聚苯乙烯1.6份，水玻璃2.5份、水7.8份。
7.如权利要求6所述的物联网智能井盖的制备方法，其特征在于，步骤(2)热处理： 将组装焊接好的盖体框架进行热处理，于惰性氮气氛围下，以9℃/s的速度升温到190℃，保温1.5h，然后以18℃/s升温到445℃，保温2.5h后，以22℃/s的速率进行降温处理，降温到158℃，保温1.2h，然后放置到空气中自然冷却到室温。
8.如权利要求7所述的物联网智能井盖的制备方法，其特征在于，步骤(3)井盖浇注：将混合均匀后的各种原料加水搅拌成拌合物，搅拌过程应用搅拌机，搅拌时间为10min，然后将盖体框架置于模具中，所述盖体框架带有封装盒的封装盖的一面冲下，然后将拌合物注入模具内振动成型，振动时间为10min；成型后，在20℃的环境中停放36小时后脱模；最后在温度为20℃，相对湿度大于等于95％的环境中养护5天。
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