CN100512628C - 地埋防堵塞渗灌复合管及其成型工艺方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种地埋防堵塞渗灌复合管，其特点在于该复合管是由里层的输水管和中层的塑料无序网状管以及外层的渗水层构成，该结构根据土壤水运动和水文地质原理，将水在渗灌的渗水过程逐步演变为水文地质中水的微向流渗过程，由小孔滴灌转变为360°范围的水系渗流微灌，改变了以往的滴灌和微灌方式输水。本发明集滴灌和渗灌输水方式为一体，采用三层结构，防止了地埋式输水管道被沙土及植物根系堵塞的问题，而且耐压防锈，成本低廉，特别适用于北方干旱地区农田灌溉使用。

Description

地埋防堵塞渗灌复合管及其成型工艺方法

技术领域

本发明涉及一种地埋灌溉输水管，尤其是一种用于干旱地区农田地埋式防堵塞渗灌复合管。

背景技术

在先技术“地埋式滴灌管”是一种既节约又有效的地下灌溉形式，在CN2465460Y的“地埋滴灌装置”专利中，为了防止滴水孔被堵塞，该专利是在滴水孔附近涂布有疏水材料沥青和石腊，当滴水结束后，由于表面张力的作用，滴孔四周管壁上水膜立即消失，植物根系就无法通过水膜伸延到滴孔中，但是在使用过程中，不尽理想，达不到预期的效果。CN2459878Y的“一种防堵塞滴灌管”实用新型专利，该专利是在滴灌管体上的出水小孔处设有丝状滤网，水从出水孔流出，而外部泥沙进不到输水管道中，以防止反流造成的堵塞，提高了滴灌管的防堵塞能力。但是出水小孔处设有丝状滤网仍易发生堵塞和水滴不畅的问题。

“地埋式渗灌管”，渗灌是一种地下微灌形式，在低压条件下，通过埋于作物根系活动层的微孔渗灌管，根据作物的生长需水量定时定量地向土壤中渗水供给作物，是继喷灌、滴灌之后的又一节水灌溉技术。渗灌系统全部采用管道输水，灌溉水是通过渗灌管直接供给作物根部，其湿润层土壤含水率均低于饱和含水率，因此，渗灌技术水的利用率是目前所有灌溉技术中最高的。渗灌与滴灌的区别在于出水点分散，无规律，孔管大小不一，工作压力低，一般为10～50千帕(1～5米水头)，出流量每米管长为2～5升/小时，管壁上分布着许多细小的透水微孔，质地柔软，这种管子可用10～15年，在0.1～0.2MPa压力下，水便从透水微孔中渗出，每米管子可供给流量1.5m³/h，且供水后不久，渗灌管周围的土壤便达到饱和状态。因此，渗灌以高效的节水效果，使用年限长成为灌溉领域的发展趋势，是一种最有发展前途的高效节水灌溉技术。但渗灌所面临的一大难题是淤堵，包括泥沙堵塞和生物堵塞。目前，我国还没有完全掌握生产渗灌管的关键技术，一旦发生堵塞清洗和维修十分困难。因此，发明人基于现有情况，采取另一种渗灌管的结构形式，即一种地埋防堵塞渗灌复合管，解决了在使用过程中易堵塞的技术难题。

发明内容

本发明的目的是提供一种防堵、防锈、防压的地埋防堵塞渗灌复合管，以解决渗灌管在渗灌过程中，管体上的小孔被沙土及植物根系堵塞，导致渗灌效率不高，时间越长，渗灌管体的小孔被全部堵塞的问题。

本发明实现上述目的的技术方案包括塑料管和渗水层，其结构改进在于该复合管是由里层的塑料输水管及其上的透水孔、中层的塑料无序网状管和外层的渗水层构成，并由滴灌转变为渗灌。

上述的地埋防堵塞渗灌复合管，所述里层的塑料输水管为PP、PE或PVC的硬质塑料输水管、半硬质塑料输水管或软质塑料输水管；所述中层的塑料无序网状管为聚丙烯无序网状管、聚乙烯无序网状管或聚氯乙烯无序网状管；所述外层的渗水层是涤纶短纤维针刺土工布或是非织造丙纶无纺布。

本发明地埋防堵塞渗灌复合管的成型工艺方法为：

(1)通过挤出成型机，挤出成型为PP、PE或是PVC的塑料输水管，作为渗灌复合管的里层塑料输水管；

(2)在上述步骤(1)中的塑料输水管的管体上开有透水孔，其开孔率为50％～70％；

(3)以上述步骤(2)中开孔的塑料输水管的外径为中层塑料无序网状管的内径，以大于塑料输水管外径的无缝钢管为中层塑料无序网状管的外径定径套，其间形成中层塑料无序网状管的成型空间；

(4)挤出机采用多孔挤出机头，挤出圆形的聚丙烯、聚乙烯或者聚氯乙烯条状，然后连接在装有上述步骤(2)的塑料输水管的管体上，该塑料输水管的管体套设在带有一定螺距可以缩径的缩径芯轴上，挤出的圆形的聚丙烯、聚乙烯或者聚氯乙烯的粘流态条，按照旋转往复运动缠绕装置交叉贴合缠绕在开有孔的塑料输水管的管体上，再通过牵引装置牵引，由定径套定径，冷却系统冷却定型，最后构成无序网状交叠缠绕的中间层；

(5)将上述步骤(4)成型的中层塑料无序网状管从定径套中脱出，并与塑料输水管切割，然后在中层塑料无序网状管的外圆面上套接有渗水层，成型为网状渗漏复合管。

其中，制作地埋防堵塞渗灌复合管的缩径旋转往复运动缠绕装置是由带有一定螺距可以缩径的缩径芯轴、传动轴构成。

本发明地埋防堵塞渗灌复合管的制作方法首先是挤出机挤出成型为地埋式塑料输水管，并在塑料输水管的管体上均匀开孔；其次是在开孔的塑料输水管的管体上缠绕并复合挤出机挤出的塑料无序网状外构架；再次是将渗水材料包裹于塑料无序网状外构架上，即构成地埋防堵塞渗灌复合管。

本发明防堵、防锈、防压以及低成本的地埋防堵塞渗灌复合管根据土壤水运动原理和水文地质原理，将水在渗灌的渗水过程逐步演变为水文地质中水的微向流渗过程，由小孔滴灌转变为360°范围的水系渗流微灌，以防止沙土及植物根系的堵塞。

本发明的特点还在于中间层采用塑料网络构架，使得里层的带有孔的塑料输水管所采用的材料可以是软质的低成本的薄塑料制管，紧贴于塑料网络骨架的内壁；中间层的塑料网络骨架由挤出机挤出成型为里层的输水量大，而外层的输水量小的无序网状外构架；外层的渗水层采用具有疏水功能的针刺涤纶无纺布包裹在外层，构成防堵、防锈和防压的低成本的地埋式复合输水渗灌管。

本发明的整体结构由于采用中间层的塑料网络构架以及里层的塑料管和外层的针刺涤纶无纺布，这种结构的复合管是由里层的连续管涌方式向中层的滴渗方式再转向外层的微渗方式而输水的，改变了以往的滴灌方式和微灌方式输水。本发明集滴灌和渗灌输水方式为一体，采用三层结构，由管涌滴灌转变为无序网络微渗灌，防止了地埋式输水管道被沙土及植物根系逐步堵塞管体上的输水孔问题，而且该复合管道抗压，其抗压强度在扁平率为5％时是50KP_a，在扁平率为10％时是60KP_a，在扁平率为15％时是80KP_a，在扁平率为20％时是100KP_a，成本低廉，特别适用于北方干旱地区的农田灌溉使用。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图

图2是本发明的塑料无序网络骨架结构示意图

图中，1：输水管　2：塑料无序网状管　3：渗水层　4；透水孔　5：挤出机头　6：定径套　7：缩径芯轴　8：旋转往复运动缠绕装置　9：牵引装置　10：橡皮塞　11：缩径机构

具体实施方式

本发明按照下列实施方式以及结合实施例附图1、图2、图3、图4和附图5能够对本发明的技术方案作出进一步的详细说明，该实施方式是对本发明的说明，并不对本发明作出任何限制。

本发明地埋防堵塞渗灌复合管的制作包括塑料挤出成型主机，辅机(机头、定型装置、冷却装置、牵引装置和切割装置)以及塑料原料，其成型工艺方法按照塑料挤出过程和挤出理论以及成型工艺进行，具体实施方式按下列工艺方法进行：

(1)采用塑料挤出成型机挤出成型为外径φ30mm、管壁厚度为1.5～2.0mm的PP、PE、PVC的硬质塑料管、半硬质塑料管或软质塑料管作为里层塑料输水管1，并在塑料输水管1上均匀开设透水孔4，其孔径为0.5～1mm，开孔率为50％～70％。

(2)以上述步骤(1)中开好孔的塑料输水管1的外径为中层塑料无序网状管2的内径，以φ30mm、厚度为1.5～2.0mm的管内壁光洁度高的无缝钢管为中层塑料无序网状管2的外径的定径套6，其间形成中层塑料无序网状管2的成型空间，并在一端的圆周上由三点式与塑料输水管1通过定径套6管体上的螺纹螺杆定径，另一端连接挤出机头5定径成模型。

(3)在上述步骤(1)中开好孔的塑料输水管1中，套装带有一定螺距可以缩径的缩径芯轴7，缩径芯轴7上连接传动轴；

(4)将主机和辅机装配安装，采用挤出成型工艺，在挤出机上采用多孔挤出机头5，聚丙烯、聚乙烯或者聚氯乙烯在热熔温度状态下，通过一定的孔板机头挤出规定直径的粘流态圆条状，然后进入上述步骤(2)中的中层塑料无序网状管2的成型空间，连接在装有上述步骤(1)的塑料输水管1上，一边缓慢转动，一边脉冲式往复运动，挤出的粘流态细圆条，按照旋转往复运动缠绕装置交叉贴合缠绕在开有孔的塑料输水管1上，在牵引装置9的带动下，由定径套6定型，冷却系统冷却，最后由塑料输水管1和无序网状交叠缠绕的中间层构成的里层的塑料输水通道1和中层的塑料无序网状管。

(5)将上述步骤(4)成型的中层塑料无序网状管2的定径套6脱模，并与塑料输水管1一起切割，然后在中层塑料无序网状管2的外圆面上套接涤纶短纤维针刺土工布或者是非织造丙纶无纺布，最后成型为地埋防堵塞渗灌复合管。

Claims (5)

1.地埋防堵塞渗灌复合管，包括塑料管和渗水层，其特征在于该复合管是由里层的塑料输水管(1)及其上的透水孔(4)、中层的塑料无序网状管(2)和外层的渗水层(3)构成，并由滴灌转变为渗灌。

2.如权利要求1所述的地埋防堵塞渗灌复合管，其特征在于里层的塑料输水管(1)为PP、PE或PVC的硬质塑料输水管、半硬质塑料输水管或软质塑料输水管。

3.如权利要求1所述的地埋防堵塞渗灌复合管，其特征在于中层的塑料无序网状管(2)为聚丙烯无序网状管、聚乙烯无序网状管或聚氯乙烯无序网状管。

4.如权利要求1所述的地埋防堵塞渗灌复合管，其特征在于外层的渗水层(3)是涤纶短纤维针刺土工布或者是非织造丙纶无纺布。

5.一种用于权利要求1所述的地埋防堵塞渗灌复合管的成型工艺方法，其特征在于该成型工艺方法为：

1.采用挤出成型机，挤出成型为PP、PE或是PVC的塑料输水管(1)，作为渗灌复合管的里层塑料输水管；

2.在上述步骤1中的塑料输水管(1)的管体上开有透水孔(4)，其开孔率为50％～70％；

3.以上述步骤2中开孔的塑料输水管(1)的外径为中层塑料无序网状管(2)的内径，以大于塑料输水管(1)外径的无缝钢管为中层塑料无序网状管(2)的外径定径套(6)，其间形成中层塑料无序网状管(2)的成型空间；

4.挤出机采用多孔挤出机头(5)，挤出圆形的聚丙烯、聚乙烯或者聚氯乙烯条状，然后连接在装有上述步骤2的塑料输水管(1)的管体上，该塑料输水管(1)的管体套设在带有一定螺距可以缩径的缩径芯轴(7)上，挤出的圆形的聚丙烯、聚乙烯或者聚氯乙烯的粘流态条，按照旋转往复运动缠绕装置交叉贴合缠绕在开有孔的塑料输水管(1)的管体上，再通过牵引装置(9)牵引，由定径套(6)定径，冷却系统冷却定型，构成无序网状交叠缠绕的中间层；

5.将上述步骤4成型的中层塑料无序网状管(2)从定径套(6)中脱出，并与塑料输水管(1)切割，然后在中层塑料无序网状管(2)的外圆面上套接渗水层(3)，成型为地埋防堵塞渗灌复合管。

6.如权利要求5所述的地埋防堵塞渗灌复合管的成型工艺方法，其特征在于缩径芯轴(7)与传动轴连接，构成缩径旋转往复运动缠绕装置(8)，传动轴与减速器主轴连接，带动缩径芯轴(7)、塑料输水管(1)旋转。

7.如权利要求5所述的地埋防堵塞渗灌复合管的成型工艺方法，其特征在于中层塑料无序网状管(2)的成型空间是由一端的三点式与输水内管(1)通过定径套(6)体上的螺纹螺杆定径，另一端连接挤出机头(5)定径。

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