CN102218824A

CN102218824A - 挤出式热封喷水带的加工方法及设备

Info

Publication number: CN102218824A
Application number: CN2011101478375A
Authority: CN
Inventors: 崔建伟
Original assignee: Institute of Genetics and Developmental Biology of CAS
Current assignee: Institute of Genetics and Developmental Biology of CAS
Priority date: 2011-06-02
Filing date: 2011-06-02
Publication date: 2011-10-19
Anticipated expiration: 2031-06-02
Also published as: CN102218824B

Abstract

本发明的目的在于提供一种挤出式热封喷水带的加工方法，步骤包括：A、配料；B、挤出，打孔：分别挤出两张塑料薄片，在其中一张冷却的塑料片上打出喷水孔；C、喷水带压合：另一片挤出的半熔融态塑料薄片与步骤B打孔后的塑料片靠重力垂入柔性压辊和水冷压辊之间的空隙迅速压合；D、切分：将成型的整张塑料薄片经过张紧辊同时切分成单条喷水带。本发明在同一设备同一条生产线上可同时成型12～24条喷水带，大幅度提高生产效率和降低喷水带生产成本，使喷水带的加工设备向着专业化，配套标准化方向发展，质量更容易控制，以满足我国节水灌溉突飞猛进的市场需求。

Description

挤出式热封喷水带的加工方法及设备

技术领域

本发明涉及到一种挤出式热封喷水带的加工方法及设备，属于农业节水灌溉设备技术领域。

背景技术

滴灌是一种最为节水的灌溉技术，滴灌带是主要的滴灌部件之一，通过其上的迷宫流道，可将压力水流变为小流量水滴或细流缓慢滴出或流出。但目前由于前期使用投入过高，还因为滴灌更侧重于灌溉单株作物的根部，限制了该技术在大田灌溉如麦田，草坪等密植作物上的推广应用。为此人们提出了制造成本更加低廉适用的微孔喷水带，就是在普通灌溉塑料软带上间隔打出喷水微孔，以适应大田密植作物的灌溉。目前常用的喷水带的打孔成型方法主要有两种：一是机械打孔，由挤出机连续挤出一个塑料薄壁圆筒，在将冷却后的塑料薄壁圆筒压成带状前，在圆筒内预先塞入一个梭状隔板，梭状隔板在圆筒内起到冲压打孔垫板作用，二是激光打孔，为防止塑料圆筒双面穿透。应使梭状隔板固定在圆筒内，必须在塑料圆筒外安装一个缩口，以使塑料圆筒可以通过，阻止梭状隔板通过。这种加工方法的缺点是：一次最多加工1条喷水带；受缩口限制，如拉力小，拉伸速度必然低，拉力稍大或拉伸速度高，圆筒极易拉断；另外，打孔是在圆筒连续进给时进行，冲压打孔退冲时，易挂拉片材，使成型孔拉伸变形，激光打孔时，圆孔形状也很难保证。如何使喷水带的生产效率提高和降低系统投资，仍然是制约喷水带向农村普及的瓶颈问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种同时成型多条喷水带的技术方案，以期大幅提高喷水带的生产效率。

本发明的技术方案是这样实现的：提供一种挤出式热封喷水带的加工方法，步骤包括：

A、配料：按比例将原料混合后，填入挤出机上料斗；

B、挤出，打孔：分别挤出两张塑料薄片，在其中一张冷却的塑料片上打出喷水孔；

C、喷水带压合：另一片挤出的半熔融态塑料薄片与步骤B打孔后的塑料片靠重力垂入柔性压辊和水冷压辊之间的空隙，在柔性压辊与水冷压辊压合作用下，一面拉伸、牵引两塑料片，并冷却半熔融态塑料薄片，一面将两层塑料薄片需要粘合的封边部位迅速压合；

D、切分：将成型的整张塑料薄片经过张紧辊A、B、C、D、同时切分成单条喷水带，然后经过展平辊，再缠绕在缠绕轴上，使切分后的每条喷水带都充分展平。

所述挤出式真空热封喷水带的加工方法，步骤A所述的配料组分包括如下重量百分比的60～70％低密度聚乙烯，20～30％线性聚乙烯和8～10％茂金属聚乙烯。

所述挤出式热封滴灌带的加工方法，步骤B所述的挤出条件包括：将挤出机螺筒加热器的A、B、C、D区加热温度分别调整到140～150℃，160～170℃，190～200℃，210～230℃；模头直角接头的保温温度调整到170～180℃；启动挤出机驱动电机，使挤出机螺杆转速保持在22～24转/分，打孔塑料片材厚度与挤出的半熔融态塑料片材厚度比例为1∶1～1.2。

所述挤出式热封喷水带的加工方法，步骤B所述的喷水带打孔条件包括：

B-1、同步运行另一台挤出机，将挤出后冷却的塑料片材卷套在支撑轴上，支撑轴后续工位设置打孔装置，塑料片材经过打孔装置利用辊冲方法按纵向斜线排列方式打出喷水孔；

或

B-2、利用激光打孔设备或其它机械冲孔设备，在挤出的成品塑料片上以纵向斜线排列方式预先打出喷水孔，然后将成卷已打孔塑料片套在支撑轴上，直接进入下一步压合工序。

本发明还提供一种挤出式热封喷水带的加工设备，这种设备由螺杆挤出机，设置于挤出模头下方的压合机构，设置于压合机构前方的打孔机构，和依次设置于压合机构后方的切分机构组成，压合机构包括柔性压辊和水冷压辊，切分机构包括依次设置于压合机构后方的张紧辊，设置于张紧辊之间的切分刀，设置于切分工位后方的展平轮和缠绕轴，所述的水冷压辊由支撑轴，端盖和设置有压合环形凸棱的外壳组成，外壳与支撑轴中间构成冷水腔，轴上设置进出水通道。

所述的压合机构前方还设置有另一套塑料片挤出机，将挤出的塑料片缠绕在打孔机构的支撑轴上，支撑轴后续设置相对转动的针辊与柔性冲垫辊，塑料片材经过针辊和柔性冲垫辊之间按纵向斜线排列方式打出喷水孔。

所述挤出式热封喷水带的加工设备，所述的针辊外壳上设置有窝孔，在窝孔内设置冲针，冲针顶部探出针辊外壳，窝孔内环绕冲针设置空心橡胶柱，空心橡胶柱顶部与冲针顶部平齐。

所述挤出式热封喷水带的加工设备，所述支撑轴上设置阻尼制动器，对支撑轴产生阻转作用。

所述挤出式热封喷水带的加工设备，所述的切分刀刃与塑料薄片上面呈100～120度夹角。

本发明由于采用挤出的塑料片单片打孔连续压合的技术方案，可直接与大型塑料挤出机配套使用，在同一条生产线上可同时成型12-24条喷水带，大幅度提高生产效率和降低喷水带生产成本，使喷水带的加工设备向着专业化，配套标准化方向发展，打孔质量更容易控制，以满足我国节水灌溉突飞猛进的市场需求。

附图说明

图1：喷水带加工设备技术方案1组合示意图

图2：喷水带加工设备技术方案2组合示意图

图3：是图2的俯视图

图4：水冷压辊主视剖面图

图5：针辊主视剖面图

图6：是图1的A-A剖面局部放大图

图7：是图6的B-B剖面视图

图8：已打孔片材

图9、已粘合未切分的喷水带

图10是图9的E-E视图

图11、成型的喷水带

图1、图2、图3的图标说明：

1、挤出机螺杆皮带轮 2、挤出机上料斗 3、挤出机螺筒

4、挤出机机箱 5、挤出机螺筒加热器 6、模头直角接头

7、片材挤出模口 8、挤出的熔融态片材 9、已打孔片材

10、支撑轴 10-2、阻尼制动器

11、切刀 12、展平辊 13、驱动电机皮带轮 14、驱动皮带

15、冷却水箱 16、回水管 17、进水管 18、进水控制阀门

19、气缸 20、柔性压辊 21、已粘合未切分的喷水带

22、张紧辊A 23、张紧辊B 25、张紧辊C 26、张紧辊D

27、缠绕轴 28、已切分的喷水带 30、未打孔片材

图4图标说明

24、水冷压辊

24-1、压辊锁紧螺母 24-2、压辊端盖 24-3、密封环

24-4、压辊轴承卡簧 24-5、压辊轴承 24-6、水封卡簧

24-7、水封 24-8、进水通道 24-9、出水通道

24-10、压辊支撑轴 24-11、压辊外壳 24-12、压辊凸棱

24-13、冷水腔

图5、图6、图7的图标说明

29、柔性冲垫辊 31、针辊

31-1、针辊锁紧螺母 31-2、针辊轴承卡簧 31-3、针辊轴承

31-4、空心橡胶柱 31-5、冲针 31-6、针辊端盖

31-7、针辊外壳 31-8、针辊支撑轴 31、针辊驱动电机

32、水冷压辊驱动电机

图8、图9、图10、图11的图标说明

21-1、喷水带过水通道 21-2、喷水带粘合部分

21-3、已粘合有喷水孔的片材 21-4、是已粘合无喷水孔的片材

21-5、喷水孔 21-6、切分线

具体实施方式

图1、2、3所示挤出式热封喷水带的加工方法及设备工作原理示意图，本发明工作原理是由两台塑料挤出机同时挤出两片塑料薄膜，其中一片冷却后打孔，并与另一片半熔融状态的塑料片压合而成，在线分切成为多条喷水带。

这种挤出式热封滴灌带的加工方法，步骤包括：

A、配料：配料组分包括如下重量百分比的60～70％低密度聚乙烯(LDPE)，20～30％线性聚乙烯(LLDPE)和8～10％茂金属聚乙烯(mLDPE)。配料原料为直接在市场采购的，含有色素与助剂的颗粒母料，按比例将原料混合后，填入挤出机上料斗；

B、挤出：使用两台挤出机，将挤出机螺筒加热器5的A、B、C、D区加热温度分别调整到140～150℃，160～170℃，190～200℃，210～230℃；模头直角接头6的保温温度调整到170～180℃；双片挤出模头8的保温温度调整到160～170℃；预热达到上述温度后，启动挤出机驱动电机，使挤出机螺杆转速保持在22～24转/分，分别挤出两张塑料薄片8，9，在其中一张冷却的塑料片9上打出喷水孔。打孔塑料片9材厚度与挤出的半熔融态塑料片8材厚度比例为1∶1～1.2。

本发明给出两种打孔的实施方式：

B-1、同步运行另一台挤出机，将挤出后冷却的塑料片9材卷套在支撑轴10上，支撑轴后续工位设置打孔装置，塑料片材经过打孔装置利用辊冲方法按纵向斜线排列方式打出喷水孔21-5；

或

B-2、利用激光打孔设备或其它机械冲孔设备，在挤出的成品塑料片9上以纵向斜线排列方式预先打出喷水孔21-5，然后将成卷已打孔塑料片9套在支撑轴10上，直接进入下一步压合工序。

C、喷水带压合：另一片挤出的半熔融态塑料薄片8与步骤B打孔后的塑料片9靠重力垂入柔性压辊20和水冷压辊24之间的空隙，在柔性压辊与水冷压辊压合作用下，一面拉伸、牵引、冷却半熔融态塑料薄片，一面将两层塑料薄片8，9需要粘合的封边部位迅速压合；

压合时，压辊水冷腔24-13的进水温度为20～22℃，供水量应能使压辊表面温度保持38～40℃。

D、切分：将成型的整张塑料薄片经过张紧辊A22、张紧辊B23、张紧辊C25、张紧辊D26同时切分成单条喷水带，然后经过展平辊12，再缠绕在缠绕轴27上，使切分后的每条喷水带都充分展平。

本发明还提供一种挤出式热封喷水带的专用加工设备，如图1～图3所示。这种设备由螺杆挤出机，设置于挤出模头下方的压合机构，设置于压合机构前方的打孔机构，和依次设置于压合机构后方切分机构组成，压合机构包括柔性压辊20和水冷压辊24，切分机构包括依次设置于压合机构后方的张紧辊A22、张紧辊B23、张紧辊C25、张紧辊D26，设置于张紧辊之间的切分刀11，设置于切分工位后方的展平轮12和缠绕轴27。

图4所示的水冷压辊24由支撑轴24-10，端盖24-2和设置有压合环形凸棱24-12的外壳24-11组成，外壳与支撑轴中间构成冷水腔24-13，轴上设置进出水通道24-8，24-9。

本发明设备所述的压合机构前方还设置有另一套塑料片挤出机，将挤出的塑料片缠绕在打孔机构的支撑轴10上，支撑轴后续设置相对转动的针辊31与柔性冲垫辊29，塑料片材经过针辊31和柔性冲垫辊29之间按纵向斜线排列方式打出喷水孔21-5。

图5-7所示的打孔机构的针辊外壳31-7上设置有窝孔，在窝孔内设置冲针31-5，冲针顶部探出针辊外壳，窝孔内环绕冲针设置空心橡胶柱31-4，空心橡胶柱顶部与冲针顶部平齐。针辊31在与柔性冲垫辊29对滚时，针辊上的空心橡胶柱31-4与柔性冲垫辊29先接触，在空心橡胶柱和柔性冲垫辊将塑料片材逐渐压紧过程，冲针31-5深入到柔性冲垫辊表面，将塑料片材冲出喷水孔；打孔处对滚分开时，柔性冲垫辊回弹，将冲掉的塑料片弹出。

图3所示挤出式热封喷水带的加工设备，所述支撑轴10上设置阻尼制动器10-2，对支撑轴产生阻转作用，使已打孔片材在柔性压合辊20和水冷压辊24带动下牵引时，或使未打孔片材在针辊31和柔性冲垫辊29带动下牵引时，保持已打孔片材充分展平。

采用第1种打孔方式时，还应调整针辊驱动电机32的转速，使其外圆线速度与水冷压辊外圆线速度之比为1∶1.05-1.08，形成恒定拉力，以保持已打孔片材充分展平。

设备安装时，柔性压辊与水冷压辊外圆中心在同一水平上，挤出的半熔融态塑料片材应与两中心水平连线保持垂直。

采用第2种方式打孔时，直接将打孔后的塑料片9垂入压合机构即可。

图8-图11所示在两层塑料薄片条状粘合、多条过水通道成型后，将粘合的整张塑料薄片按图1或图2所示，绕过张紧辊A、B、C、D及展平辊12，再缠绕在缠绕轴27上。调整驱动缠绕轴的恒力矩电机转速，使缠绕线速度大于水冷压辊外园的线速度，产生的拉力应使切分后的每条喷水带都充分展平。测试缠绕拉力应保持在单条滴灌带7～8N/cm2。

缠绕稳定后，使切刀11刃与塑料薄片上面成100～120度夹角，在图9中心线G的位置，将粘合的整张塑料薄片切分成如图11形状的成型喷水带。

如前所述，本发明的主要创新点是采用单片打孔与塑料挤出机配套压合的工作方式，在保证打孔精度的前提下，大幅度提高了喷水带的生产效率，可同时加工12-24条喷水带。

上述描述仅作为本发明一种挤出式热封喷水带的加工方法及设备可实施的技术方案提出，不作为对其结构或技术的限制条件。

Claims

1.挤出式真空热封喷水带的加工方法，其特征在于步骤包括：

A、配料：按比例将原料混合后，填入挤出机上料斗；

B、挤出，打孔：分别挤出两张塑料薄片（8,9），在其中一张冷却的塑料片（9）上打出喷水孔；

C、喷水带压合：另一片挤出的半熔融态塑料薄片（8）与步骤B打孔后的塑料片（9）靠重力垂入柔性压辊（20）和水冷压辊（24）之间的空隙，在柔性压辊与水冷压辊压合作用下，一面拉伸、牵引、两塑料片，并冷却半熔融态塑料薄片，一面将两层塑料薄片（8,9）需要粘合的封边部位迅速压合；

D、切分：将成型的整张塑料薄片经过张紧辊（22、23、25、26）同时切分成单条喷水带，然后经过展平辊（12），再缠绕在缠绕轴（27）上，使切分后的每条喷水带都充分展平。

2.根据权利要求1所述的挤出式真空热封喷水带的加工方法，其特征在于，步骤A所述的配料组分包括如下重量百分比的60～70%低密度聚乙烯，20～30%线性聚乙烯和8～10%茂金属聚乙烯。

3.根据权利要求1所述的挤出式真空热封滴灌带的加工方法，其特征在于，步骤B所述的挤出条件包括：将挤出机螺筒加热器（5）的A、B、C、D区加热温度分别调整到140～150℃，160～170℃，190～200℃，210～230℃；模头直角接头（6）的保温温度调整到170～180℃；启动挤出机驱动电机，使挤出机螺杆转速保持在22～24转/分，打孔塑料片（9）材厚度与挤出的半熔融态塑料片（8）材厚度比例为1：1～1.2。

4.根据权利要求1所述的挤出式真空热封喷水带的加工方法，其特征在于，步骤B所述的喷水带打孔条件包括：

B-1、同步运行另一台挤出机，将挤出后冷却的塑料片（9）材卷套在支撑轴（10）上，支撑轴后续工位设置打孔装置，塑料片材经过打孔装置按纵向斜线排列方式打出喷水孔（21-5）；

或

B-2、利用激光打孔设备或其它机械冲孔设备，在挤出的成品塑料片（9）上以纵向斜线排列方式预先打出喷水孔（21-5），然后将成卷已打孔塑料片（9）套在支撑轴（10）上，直接进入下一步压合工序。

5.一种挤出式真空热封喷水带的加工设备，其特征在于，这种设备由螺杆挤出机，设置于挤出模头下方的压合机构，设置于压合机构前方的打孔机构，和依次设置于压合机构后方的切分机构组成，压合机构包括柔性压辊（20）和水冷压辊（24），切分机构包括依次设置于压合机构后方的张紧辊（22、23、25、26），设置于张紧辊之间的切分刀（11），设置于切分工位后方的展平轮（12）和缠绕轴（27），所述的水冷压辊（24）由支撑轴（24-10），端盖（24-2）和设置有压合环形凸棱（24-12）的外壳（24-11）组成，外壳与支撑轴中间构成冷水腔（24-13），轴上设置进出水通道（24-8,24-9）。

6.根据权利要求5所述的挤出式真空热封喷水带的加工设备，其特征在于，所述的压合机构前方还设置有另一套塑料片挤出机，将挤出的塑料片缠绕在打孔机构的支撑轴（10）上，支撑轴后续设置相对转动的针辊（31）与柔性冲垫辊（29），塑料片材经过针辊和柔性冲垫辊之间按纵向斜线排列方式打出喷水孔（21-5）。

7.根据权利要求6所述的挤出式真空热封喷水带的加工设备，其特征在于，所述的针辊外壳（31-7）上设置有窝孔，在窝孔内设置冲针（31-5），冲针顶部探出针辊外壳,窝孔内环绕冲针设置空心橡胶柱（31-4），空心橡胶柱顶部与冲针顶部平齐。

8.根据权利要求6所述的挤出式真空热封喷水带的加工设备，其特征在于，所述支撑轴（10）上设置阻尼制动器（10-2）,对支撑轴产生阻转作用。

9.根据权利要求5所述的挤出式真空热封喷水带的加工设备，其特征在于，所述的切分刀（11）刃与塑料薄片上面呈100～120度夹角。