CN101138886A - 一种薄壁滴灌带试验件快速成型方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种薄壁滴灌带试验件的快速成型方法，该方法将塑料薄膜通过导向轮和步进牵引轮送入灌水器迷宫结构成型装置中，使得塑料薄膜在灌水器迷宫结构成型装置上成型灌水器迷宫结构，后对形成迷宫流道的塑料薄膜进行边缝焊接，形成滴灌带。本发明的方法简化了成型工艺难度，降低了开发成本，大大缩短了开发周期，该方法采用间歇式真空吸塑迷宫流道和边缝焊接技术，设计开发具有自动化程度较高的滴灌带快速成型试验设备，能够连续加工出100米长的滴灌带，模具成本不超过500元左右，开发周期1周左右，该方法只需要在实验内进行即可。

Description

一种薄壁滴灌带试验件快速成型方法

技术领域

本发明涉及农业灌溉经常使用的滴灌带开发方法，特别涉及一种薄壁滴灌带试验件的快速成型方法。

背景技术

滴灌灌水器是滴灌系统的核心部件，其结构、性能直接决定了滴灌工程的灌溉质量。滴灌灌水器按照成型过程，可以分为两类，一类是与毛管一起一次性成型，另外一类为单独与毛管成型。目前，灌水器与毛管一次性成型的滴灌带，壁厚小于0.36mm，其灌水器的迷宫结构形式采用真空轮成型工艺，即：在确定滴灌带的壁厚、管径、流量、工作压力的基础上，首先进行灌水器迷宫结构的图纸设计，然后进行理论计算、数值模拟或者经验分析等修改后，进行模具开发，即加工开发真空成型轮，最后在现成的生产线上试制一定数量的滴灌带，然后进行性能测试，如果不满足，再进行图纸完善，并循环上述步骤，直至达到设计要求。上述过程一般需要反复3～5个循环，每一个循环至少需要1个月的时间，因此，总体开发时间在3-5个月之间，而其中的真空成型轮的开发成本最大，一次为8～15万元，如果修改过程中，如果原模具无法使用，则需要开发新模具，因此，开发周期非常长，成本非常昂贵，严重影响滴灌带升级换代和技术更新。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于，提供一种薄壁滴灌带试验件的快速成型方法，该方法将设计、成型、性能试验相结合，将塑料薄膜通过间歇式真空吸塑迷宫流道和边缝焊接技术，实现滴灌带试验件的快速成型，该方法成本低廉、快捷、高效。

为了实现上述任务，本发明采取的技术解决方案如下：

一种薄壁滴灌带试验件的快速成型方法，其特征在于该方法包括下列步骤：

1)将塑料薄膜通过导向轮和步进牵引轮送入灌水器迷宫结构成型装置中，使得塑料薄膜在灌水器迷宫结构成型装置上成型灌水器迷宫结构，该灌水器迷宫结构成型装置包括一个加热箱，加热箱内有磁性加热器，加热箱下部设有一带有磁性的真空箱，真空箱与一真空泵连接，真空箱的上板安装有不锈钢网和迷宫模具片，不锈钢网与真空箱采用压板螺栓固定，迷宫模具片是一个标准更换件，迷宫模具片上有迷宫流道结构，通过真空箱的磁力和定位，迷宫模具片、不锈钢网、真空箱紧密吸附在一起形成迷宫腔室；

2)真空箱的上升或下降采用气缸自动控制移动，进入加热箱中的塑料薄膜通过磁性加热器对塑料薄膜进行加热，加热温度为160℃，时间为2～3秒，待塑料薄膜加热到高弹态，然后开启真空泵，使真空箱中的真空度提高到0.4kg，同时真空箱带动迷宫模具片一起抬升与塑料薄膜紧贴，将塑料薄膜吸附在迷宫模具片上，在塑料薄膜上形成迷宫流道；然后真空箱移开加热箱与磁性加热器，冷却4-6秒后，真空箱带动迷宫模具片一起下降到初试位置；

3)然后，对形成迷宫流道的塑料薄膜进行边缝焊接，边缝焊接的设备由裹折器、焊接箱、焊接气缸组成，通过裹折器对塑料薄膜进行折叠，然后进入焊接箱中，焊接气缸通过控制阀，根据设定指令而上升和下降，完成边缝焊接，形成滴灌带。

所述的焊接器采用热电偶控温。

所述的步进牵引轮通过步进电机和减速器，采用PLC电器控制，移动距离和间隔采用屏幕数显设定。

本发明的方法简化了成型工艺难度，降低了开发成本，大大缩短了开发周期，该方法采用间歇式真空吸塑迷宫流道和边缝焊接技术，设计开发具有自动化程度较高的滴灌带快速成型试验设备，能够连续加工出100米长的滴灌带，模具成本不超过500元左右，开发周期1周左右，该方法只需要在实验内进行即可。

附图说明

图1是成型设备结构示意图；

图2是迷宫成型加热过程示意图；

图3是加热过程中的塑料薄膜示意图；

图4是迷宫成型过程示意图；

图5是迷宫成型后的塑料薄膜示意图；

图6是塑料薄膜冷却传送过程示意图；

图7是裹折焊接成型部分示意图；

图8是塑料薄膜裹折过程示意图；

图9是滴灌带产品示意图。

图中的标号分别表示：1、塑料薄膜；2、导向轮；3、步进牵引轮；4、加热箱；5、磁性加热器；6、不锈钢网；7、迷宫模具片；8、真空箱；9、真空吸口；10、裹折器；11、焊接箱；12、焊接气缸；13、收卷，14、塑料薄膜边；15、迷宫流道；16、焊接缝。

以下结合附图和对本发明作进一步的详细说明。

具体实施方式

本发明的薄壁滴灌带试验件的快速成型方法，采用塑料薄膜成型、灌水器迷宫结构成型、边缝焊接和收卷四部分的设备，其中，塑料薄膜成型部分可以采用平板式挤出机，调节平板式挤出机的模口，成型适合厚度的薄膜，也可以在市场上购买适宜的成卷塑料薄膜，本发明推荐直接市场采购，目前适宜的薄膜非常多。而边缝焊接和收卷四部分的设备是目前滴灌带企业常规的成型设备。

薄壁滴灌带试验件的快速成型方法，该方法包括下列步骤：

将上述塑料薄膜1，通过导向轮2，在三个步进牵引轮3的作用下，进入灌水器迷宫结构成型装置(图2)，该装置由加热箱4、不锈钢网6、迷宫模具片7、磁性加热设备5(采用远红外陶瓷加热器，具有辐射率高，整体性能好，热稳定性好，发热均匀，绝缘强度高，清洁卫生使用寿命长，安装方便等优点)、带磁真空箱8、真空吸口9、真空泵构成，迷宫模具片7是一个标准更换件，主要用来成型各种不同迷宫流道的结构形式，不锈钢网6与带磁真空箱室8固定一块，在磁性作用力下，迷宫模具片7与不锈钢网6、带磁真空箱8紧紧贴合一起形成迷宫腔室，在真空箱8的上板镶入磁铁块，与上板面相平，不锈钢网6与真空箱8采用压板螺栓固定，迷宫模具片7通周边定位和磁力的作用下，与不锈钢网6紧密吸附在一体。真空箱8的上升或下降采用气缸自动控制移动。塑料薄膜1进入加热箱4中的塑料薄膜1通过加热设备5(采用旋转气缸对陶瓷加热器进行角度旋转，热源方向向下时，对薄膜进行加热，热源方向侧向时，停止加热，使薄膜得以冷却)，根据塑料薄膜1的厚度加热2-3秒(温度160℃)，加热到高弹态，然后开启真空泵，通过真空吸口9使真空箱8中的真空度迅速提高到0.4kg左右，同时真空箱6带动迷宫模具片7一起抬升与塑料薄膜1紧贴(图4)，将塑料薄膜1吸附在迷宫模具片7上形成迷宫流道，然后连动移开加热箱4与磁性加热器5(图6)，冷却4-6秒后，真空箱6带动迷宫模具片7一起下降到初试位置(图2)，这样使原来的塑料薄膜1(图3)，形成了迷宫流道结构(图5)。然后在收卷装备13和步进牵引轮3的作用，使塑料薄膜1通过两个导向轮2进入边缝焊接部分(图7)，该部分由裹折器10、焊接箱11、焊接气缸12组成，首先通过裹折器10对塑料薄膜1进行折叠，其过程如图8，并通过两个步进牵引轮3的作用进入焊接箱11中，焊接气缸12通过控制阀，根据设定指令而上升和下降，从而达到焊接滴灌带的目的。焊接器采用热电偶控温，达到稳定焊接工艺。完成边缝焊接，形成滴灌带(图9)，最后收卷完成。

迷宫模具片7可以选择不锈钢制作，可以制作各种迷宫流道结构，更换方便，和传统的迷宫流道轮制造减少了材料和开发周期。

步进牵引轮3，通过步进电机和减速器，采用PLC电器控制技术，对移动距离和间隔时间可任意设定，也可以采用屏幕数显的方式对设备进行控制，这样的实现方式对于本领域的技术人员来说是容易实现的。

Claims (4)

1.一种薄壁滴灌带试验件的快速成型方法，其特征在于该方法包括下列步骤：

1)将塑料薄膜通过导向轮和步进牵引轮送入灌水器迷宫结构成型装置中，使得塑料薄膜在灌水器迷宫结构成型装置上成型灌水器迷宫结构，该灌水器迷宫结构成型装置包括一个加热箱，加热箱内有磁性加热器，加热箱下部设有一带有磁性的真空箱，真空箱与一真空泵连接，真空箱的上板安装有不锈钢网和迷宫模具片，不锈钢网与真空箱采用压板螺栓固定，迷宫模具片是一个标准更换件，迷宫模具片上有迷宫流道结构，通过真空箱的磁力和定位，迷宫模具片、不锈钢网、真空箱紧密吸附在一起形成迷宫腔室；

2)真空箱的上升或下降采用气缸自动控制移动，进入加热箱中的塑料薄膜通过磁性加热器对塑料薄膜进行加热，加热温度为160℃，时间为2～3秒，待塑料薄膜加热到高弹态，然后开启真空泵，使真空箱中的真空度提高到0.4kg，同时真空箱带动迷宫模具片一起抬升与塑料薄膜紧贴，将塑料薄膜吸附在迷宫模具片上，在塑料薄膜上形成迷宫流道；然后真空箱移开加热箱与磁性加热器，冷却4-6秒后，真空箱带动迷宫模具片一起下降到初试位置；

3)然后，形成迷宫流道的塑料薄膜进行边缝焊接，边缝焊接的设备由裹折器、焊接箱、焊接气缸组成，通过裹折器对塑料薄膜进行折叠，然后进入焊接箱中，焊接气缸通过控制阀，根据设定指令而上升和下降，完成边缝焊接，形成滴灌带。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的焊接器采用热电偶控温。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的步进牵引轮通过步进电机和减速器，采用PLC电器控制，移动距离和间隔采用屏幕数显设定。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的磁性加热设备采用远红外陶瓷加热器。

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