專利名稱：一種薄壁迷宮滴灌帶加工方法及其成型裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種薄壁迷宮滴灌帶加工方法及其成型裝置，屬于農業節水灌溉設備技術領域。
背景技術：
滴灌是一種最為節水的灌溉技術，滴灌帶是主要的滴灌部件之一，通過其上的出水孔，可將壓力水流變為小流量水滴或細流緩慢滴出或流出。但目前由于前期使用投入過高，限制了該技術在廣大農村尤其是干旱缺水的貧困地區推廣應用。目前價格最低的邊縫式滴灌帶主要加工方法是通過擠出機擠出薄壁塑料管，將擠出的薄壁管壓扁，在冷卻以前再通過成型輪將薄壁塑料管壓合成迷宮流道形狀，同時利用真空吸塑迷宮流道，這種加工方法的優點是滴灌帶可連續加工成型，缺點是由于薄壁塑料管是通過擠出機擠出的，滴灌帶的壁厚和直徑難以調控，滴灌帶經常會出現直徑和壁厚尺寸偏差過大的缺陷，當滴灌帶壁厚小于0.2mm時(國家標準為0.20±0.02mm)，很難生產出合格的產品。因此如何設計更簡捷的迷宮流道制造工藝，提高迷宮流道的制造精度和降低系統投資，尤其是降低滴灌帶的壁厚和重量已成為制約滴灌帶向農村普及的瓶頸問題。
發明內容
本發明的目的是提供一種薄壁迷宮滴灌帶的加工方法，在薄壁滴灌帶基材上滾壓出高精度的迷宮流道，克服薄壁滴灌帶精度低、迷宮流道成型成本高的缺陷。
本發明的另一目的是提供一種薄壁迷宮滴灌帶的成型裝置，該裝置結構簡單，精度高，成本低，可生產薄壁滴灌帶。
為了實現本發明目的，本發明的一種薄壁迷宮滴灌帶的加工方法，其包括如下步驟 1)先將壁厚低于0.1mm的滴灌帶基材通過由上下滾壓輪構成的迷宮流道成型裝置，經過成型裝置真空吸塑，分段熱壓合，加工出鏡像對稱的兩組迷宮流道； 2)然后滴灌帶基材經過冷卻，中間分割成為滴灌帶成品。
滾壓輪加熱溫度200～230℃、熱封壓合強度≥5N/mm2、壓合速度≥250mm/s。通過壓合速度來控制對薄膜熱合程度。
所述冷卻可采用風冷和水冷兩種方式。優選為風冷。
加工本發明所述薄壁迷宮滴灌帶的迷宮流道成型裝置，包括兩個上下設置且旋轉方向相反的滾壓輪和分別置于滾壓輪內的加熱圈，其中一個滾壓輪上均勻設置有一個以上的迷宮流道溝槽，所述每個迷宮流道溝槽上均勻分布有與所述滾壓輪內的真空腔相連通的吸真空小孔，所述的真空腔與真空泵連接。
所述另一滾壓輪的外圈的材質為彈性材料。
所述兩個滾壓輪的外側均設置有加熱元件。其可采用火焰加熱。
所述迷宮流道溝槽設于所述滾壓輪中部。
所述迷宮流道溝槽上鏡像對稱的設有若干個凹槽。
當本發明迷宮流道成型裝置的上下滾壓輪相對旋轉時，由于成型裝置的上、下滾壓輪內圈設置有電加熱圈，外側設置有加熱元件(比如火焰加熱)，滴灌帶基材被加熱，經過熱合，然后采用真空吸塑方式，通過真空泵使吸真空小孔、真空腔內形成真空，使滴灌帶基材在迷宮流道成型溝槽部位被吸起，從而加工出迷宮流道，被加工的滴灌帶向前走一個流道。上、下滾壓輪繼續相對旋轉，滴灌帶基材與滾壓輪的另一個迷宮流道溝槽相接觸，重復以上步驟，再加工出一迷宮流道，依次往復下去。
加工出迷宮流道后的滴灌帶需要進行冷卻處理，在本發明迷宮流道成型裝置后方工位設有冷卻裝置，可為冷卻水槽或風機。
冷卻后，在冷卻裝置后方工位設一分切刀，這樣便可將鏡像對稱的兩組迷宮流道分切成兩個滴灌帶。
為了使滴灌帶的加工連續，在迷宮流道成型裝置的前后工位設有同步運轉的纏繞輪和輸送滾輪。
當然，為了使本發明的薄壁滴灌帶能連續化生產，可在迷宮流道成型裝置前方工位設置一吹塑設備，將吹塑出的薄膜直接送入迷宮流道成型裝置進行加工。
本發明的薄壁迷宮滴灌帶的加工方法，在壁厚低于0.1mm的滴灌帶基材上滾壓出高精度的迷宮流道，克服薄壁滴灌帶精度低、迷宮流道成型成本高的缺陷。并采用將滾壓輪外圈改進為彈性材料制作，在迷宮流道壓合過程中使整個流道壓合面接觸更完整，加工精度比點接觸提高一個檔次，而且使滴灌帶的質量更容易控制。
圖1為本發明薄壁滴灌帶的加工裝置示意圖； 圖2為圖1的俯視圖； 圖3為圖1中N-N局部放大剖視圖； 圖4為本發明所述滾壓輪電加熱原理圖； 圖5為加工前的滴灌帶基材結構簡圖； 圖6為圖5中A-A剖面圖； 圖7為加工后的滴灌帶結構簡圖； 圖8為圖7中B-B剖面圖； 圖9為滴灌帶的使用狀態圖； 圖10為圖9中C-C剖面圖。
圖中 1、滴灌帶基材 2、迷宮流道成型溝槽 3、吸真空小孔 4、真空腔 5、11、加熱元件 6、吸真空通道 7、上滾壓輪 8、冷卻槽 9、分切刀 10、滴灌帶 12、下滾壓輪13、迷宮流道 14、16、電刷15、17、加熱圈 18、進水口 19、出水口 20、水滴21、輸送滾輪 22、23、纏繞輪
具體實施例方式 以下實施例用于說明本發明，但不用來限制本發明的范圍。
圖1為本發明所述薄壁滴灌帶的加工裝置示意圖，圖2為圖1的俯視圖；如圖1、2所示。
本發明是在0.1mm以下的滴灌帶基材(吹塑薄膜)上通過由上下滾壓輪7、12構成的迷宮流道成型裝置，真空吸塑，熱壓合，加工出迷宮流道，具體加工步驟包括 1、滴灌帶基材1由設置于迷宮流道成型裝置前后并且同步運轉的滴灌帶纏繞輪22、23，輸送滾輪21牽引水平移動； 2、滴灌帶基材1通過兩個旋轉方向相反上下設置的滾壓輪7、12構成的迷宮流道成型裝置，經過真空吸塑熱壓合，加工出鏡像對稱的兩組迷宮流道； 3、滴灌帶基材經過冷卻槽8冷卻，最后經分切刀頭9分切成兩條滴灌帶10。
滴灌帶11壁厚低于0.1mm。比如0.06mm、0.1mm、0.08mm等規格均可。
超薄壁塑料膜1可先在常規的吹膜機上加工好，也可直接與迷宮流道成型裝置連為一連續生產線。材質可采用LDPE、HDPE，或是LDPE與HDPE的混合物(如7∶3、6∶4、8∶2等比例混合均可)，吹塑薄膜屬于成熟技術，在此不作贅述。
圖3為圖1中N-N剖視圖(局部放大)，也就是迷宮流道成型裝置的局部剖視圖。迷宮流道成型裝置包括兩個上下設置且旋轉方向相反的滾壓輪7、12和分別置于滾壓輪內的加熱圈15、17，外側設置有加熱元件5、11。加熱圈15、17為電加熱圈，加熱元件5、11為火焰加熱。
其中上滾壓輪7上均勻設置有3個的迷宮流道溝槽2，每個迷宮流道溝槽2上均勻分布有與上滾壓輪7內的真空腔4相連通的吸真空小孔3，上滾壓輪7內的3個真空腔4分別通過3個吸真空通道6與裝置外的真空泵連接，以保證腔內成真空狀態。
下滾壓輪12的外圈的材質為彈性材料，比如橡膠材料、EVA或ABS等。
迷宮流道溝槽2設于上滾壓輪7的中部。
迷宮流道溝槽2上鏡像對稱的設有若干個凹槽。
迷宮流道成型裝置的工作過程為 當上滾壓輪7和下滾壓輪12相對旋轉時，由于上滾壓輪7、下滾壓輪12內圈設置有電加熱圈15、17，外側設置有加熱元件5、11，滾壓輪溫度控制在230℃，熱封壓合強度6N/mm2，壓合速度250mm/s，滴灌帶基材被熱合。然后采用真空吸塑方式，通過真空泵使吸真空小孔3、真空腔4內形成真空，使滴灌帶基材1在迷宮流道成型溝槽2部位被吸起，其它部分被熱壓合，從而加工出迷宮流道13，被加工的滴灌帶向前走一個流道。上滾壓輪7、下滾壓輪12繼續相對旋轉，滴灌帶基材1與滾壓輪的另一個迷宮流道溝槽相接觸，重復以上步驟，再加工出一迷宮流道，依次往復下去。
其中，迷宮流道成型裝置的滾壓條件可以根據薄膜材質、厚度進行調整，溫度可以控制在200～230℃之間，熱封壓合強度≥5N/mm2、壓合速度≥250mm/s，保證可以將薄膜熱封合好即可。
為了在如此之薄的滴灌帶基材上加工出精確的迷宮流道，本發明將滾壓輪外圈改進為彈性材料制作，在迷宮流道壓合過程中使整個流道壓合面接觸更完整，加工精度比現有滾輪壓合的點接觸提高一個檔次。
圖4為本發明滾壓輪電加熱原理圖。電刷14、16安裝在滾壓輪7、12上，用以保證滾壓輪7、12轉動時，安裝在滾壓輪上的加熱圈15、17能連續通電。其電路及其連接均為本領域所用的常規電路，在此不作贅述。
圖5為加工前的滴灌帶基材結構簡圖，圖6為圖5中A-A剖面圖；圖7為加工后的滴灌帶結構簡圖；圖8為圖7中B-B剖面圖。由圖5-8可見，薄壁塑料管1在加工前為一管狀結構，加工成薄壁滴灌帶10后，管膜一側形成迷宮流道13。
圖9為薄壁滴灌帶的使用狀況圖；圖10為圖9中C-C剖面圖。灌溉水通過薄壁滴灌帶10內進水孔18進入迷宮流道13，經過迷宮流道的消能作用使得管內的有壓水灌溉用水變成無壓灌溉用水最后由出水孔19流出，滴出水滴20，實現灌溉的目的。
雖然，上文中已經用一般性說明及具體實施方案對本發明薄壁迷宮滴灌帶的加工方法和成型裝置作了詳盡的描述，但在本發明基礎上，可以對之作一些修改或改進，這對本領域技術人員而言是顯而易見的。因此，在不偏離本發明精神的基礎上所做的這些修改或改進，均屬于本發明要求保護的范圍。
權利要求
1.一種薄壁迷宮滴灌帶的加工方法，其特征在于，其包括如下步驟
1)先將壁厚低于0.1mm的滴灌帶基材通過由上、下滾壓輪構成的迷宮流道成型裝置，經過成型裝置真空吸塑，分段熱壓合，加工出鏡像對稱的兩組迷宮流道；
2)然后滴灌帶基材經過冷卻，中間分割成為滴灌帶成品。
2.根據權利要求1所述的薄壁迷宮滴灌帶的加工方法，其特征在于，所述滾壓輪加熱溫度控制在200～230℃，熱封壓合強度≥5N/mm2，壓合速度≥250mm/s。
3.一種權利要求1所述的加工方法所采用的迷宮流道成型裝置，其特征在于，其包括兩個上下設置且旋轉方向相反的滾壓輪(7、12)和分別置于滾壓輪內的加熱圈(15、17)，其中一個滾壓輪(7)上均勻設置有一個以上的迷宮流道溝槽(2)，所述每個迷宮流道溝槽(2)上均勻分布有與所述滾壓輪(7)內的真空腔(4)相連通的吸真空小孔(3)，所述的真空腔(4)與真空泵連接。
4.根據權利要求3所述的迷宮流道成型裝置，其特征在于，所述另一滾壓輪(12)的外圈的材質為彈性材料。
5.根據權利要求3或4所述的迷宮流道成型裝置，其特征在于，所述兩個滾壓輪(7、12)的外側均設置有加熱元件(5、11)。
6.根據權利要求3-5任意一項所述的迷宮流道成型裝置，其特征在于，所述迷宮流道溝槽(2)設于所述滾壓輪(7)中部。
7.根據權利要求3-6任意一項所述的迷宮流道成型裝置，其特征在于所述迷宮流道溝槽(2)上鏡像對稱的設有若干個凹槽。
全文摘要
本發明提供一種薄壁迷宮滴灌帶的加工方法，所述滴灌帶是由壁厚低于0.1mm的預先吹塑薄膜基材經滾壓真空吸合出迷宮流道制成。本發明還提供了薄壁迷宮滴灌帶的成型裝置。本發明可大幅度降低滴灌帶的壁厚和擠出生產成本，大幅度地提高滴灌帶的均勻度，配合專用迷宮流道成型設備，在塑料片基上采用彈性滾壓輪真空吸塑，加工出鏡像對稱的兩組迷宮流道，使薄壁滴灌帶的質量更容易控制。
文檔編號B29C51/22GK101288999SQ20071009849
公開日2008年10月22日 申請日期2007年4月18日 優先權日2007年4月18日
發明者李光永, 黃興法, 趙明芳, 崔建偉, 昕 張 申請人:中國農業大學