CN103623950B - 一步成型法制造的b型微润管及其制造方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明提供一步成型法制造的B型微润管及其制造方法和应用，已有的微润管是一种以功能性新材料半透膜为核心材料制成的一种新型灌溉给水器。由于半透膜壁上分布了数量巨大的微孔网络，膜内充水后膜壁都是出水网点，可缓慢向膜外释放水份，释放水量的大小取决于膜两侧的能差，能差越大，出水量越大，因此，可以通过调整膜内压力来控制出水量。本发明提供一种农业灌溉用的B型微润管，管壁形成的管子主体是等径的，所述的管壁为厚壁单层管壁，所述的管子主体是采用挤出制管机及相应辅机生产的一次挤出成型的、经萃取机萃取后在管壁内毛细管网络的微润管壁。本发明的产品用于农业的节水型灌溉。

Description

一步成型法制造的B型微润管及其制造方法和应用

技术领域

本发明涉及一种农业灌溉用的管状给水器，以及该管的制作方法，也是对此前的传统微润管的改进。

背景技术

微润管是一种灌溉器具，其特点在201010530596.8、2011100547503等多项含有“微润”或者“固体水”作为关键词的中国专利中有详细记载。该产品是一种以功能性新材料半透膜为核心材料制成的一种新型灌溉给水器。由于半透膜壁上分布了数量巨大的微孔网络，膜内充水后膜壁都是出水网点，可缓慢向膜外释放水份，释放水量的大小取决于膜两侧的能差，能差越大，出水量越大，因此，可以通过调整膜内压力来控制出水量。

由于制造微润管所用的半透膜厚度一般为10微米左右，承压能力很差，一般不超过20Kpa。调节内压时容易引起膜管变形甚至爆裂。为了提高抗压强度和抗机械损伤能力，是在在半透膜管外增加一层由透水性织物制成的保护层，制成具有双层结构的复合管。

推广应用中我们发现双层结构使微润管的制作过程变得复杂，制作成本有所上升。同时，用两种（层）不同材料制成的复合管为将来的回收循环利用也带来一定麻烦。

发明内容

本发明提出了一种只有一层结构的微润管，若将原二层结构的复合管称为A型微润管，则这种单层微润管称为B型微润管。B型微润管更好地实现了全程灌溉，铺装更为容易。

型微润管在制作原理和材料选用上和A型微润管的半透膜一样。但是在制作方法和产品结构、最终性能提高上有很大差异，因此，使最终产品从外观来看象是完全不同的两种产品。

本发明是这样实现的：

农业灌溉用的B型微润管，管壁形成的管子主体是等径的，所述的管壁为厚壁单层管壁，所述的管子主体是采用挤出制管机及相应辅机生产的一次挤出成型的、经萃取机萃取后在管壁内毛细管网络的微润管壁。

所述的农业灌溉用的B型微润管，所述的管子主体为单层管壁结构，采用同种高分子材料制作；所述的管子主体壁厚0.30—1.00mm，抗水压100~300kpa以上，是坚韧的管壁不易被异物刺破、划伤，有较好的抗机械损伤能力，能适应于复杂的农田使用环境的单层厚壁管。

所述的农业灌溉用的B型微润管，所述的管子主体在产品外观上，管壁坚挺光洁，无肉眼可见孔，而在内部充水后，毛细管网络使得水在压力下穿过毛细孔通道并进行再次分布，使得使全管壁通体湿润。

所述的农业灌溉用的B型微润管,所述的管子主体为等截面管的弹性管，公称口径均匀，管子的每一个断面端口都是能作为接口和三通类标准件进行承插接口的结构，插接后，靠管壁的回弹力，抱紧插头，形成密封的承插连接结构。

一种利用微润管进行地面灌溉的方法，将经防光老化处理的权利要求1-4之一所述的农业灌溉用的B型微润管剪成与垄等长管段，铺设于土地表面，按每垄一条铺在垄上作物旁，所述的B型微润管的一端用堵头堵死，另一端与三通承插连接，插接后，靠管壁的回弹力，抱紧插头；所述的农业灌溉用的B型微润管通过管路连接件连接到输水管上，多条所述的B型微润管与输水管逐一连接后，形成梳型灌溉网；输水管与水源连接后，水分进入所述的B型微润管，使得管壁湿润，缓慢均匀地向土壤释放出水分，并在作物根区土壤中形成半圆柱型润湿体，润湿体内土壤水分含量高，使处于润湿体内的根吸收到充足水分，受到良好灌溉。

一种利用微润管进行地面灌溉的方法,在农田中沿垄的方向开沟，沟深15cm，沟长与垄等长，将B型微润管剪成与垄等长的管段，平铺于沟底，将管的两端分别用三通与二条输水管连接，使多条B型微润管与二条输水管共同构成梯子型（或目字型）灌溉网，接通水源后，检验管路及接口漏点，然后回填土将整个灌溉网埋入地下，垄上种植作物；

B型微润管缓慢释放水分使土壤湿润，并在垄下形成的管为中心的圆柱型润湿体，垄上作物的根部处于润湿体中，吸收水分，受到灌溉；

由于地下灌溉方式使润湿体在垄下土壤中形成，润湿体上部有干土层覆盖，保护润湿体内水分免受蒸发损失，因此，是一种比地面灌溉更节水的灌溉方式。

所述的利用微润管进行地面灌溉的方法，所述的输水管的深度低于所述的B型微润管深度，所述的B型微润管管壁不同位置都具有毛细孔，该孔即是出水点也是进水点，当管内是空的而管外有水分的情况下，管外的水分也可以通过管壁上的毛细孔渗透管内，并在管内汇集；

在土壤过于潮湿涝洼地区，将微润管进入土地中，内部不充水，涝洼地中的水分通过毛细孔汇集入管道内，沿管道内腔和与之相连的输水管向渗出区移动，在土壤干燥的渗出区通过毛细管本身的自然特性均匀渗出、浸润土地，微润管网起到浅地表层人工河床的作用，以调整海拔高低差显著地区的水分均衡状态。

上述的农业灌溉用的B型微润管的制作方法，首先进行填料处理；将处理好的填料按照需要出水的量设定与粉状聚乙烯树脂比例并将两者共混，首先称取400-500重量份数细度为3000-5000目的填料，加入12-17重量份数的AEO-7，投入高速搅拌机中，搅拌15分钟，停机后再投入588-433重量份数的粉状低密度聚乙稀、高速混拌20分钟，充分搅拌使混合均匀；将混拌料投入造粒机中，造成填充颗粒料，投入制管机中，经挤出成型，定径冷却、牵引拉伸、制成壁厚为0.30—1.00mm软管，将制好的软管经萃取机萃取制成B型微润管。

所述的农业灌溉用的B型微润管的制作方法，所述的填料处理是将级配好的无机材料填料用表面活性剂AEO-7/脂肪醇聚氧乙烯（7）处理，将所述的填料和活性剂在高速搅拌下充分混合，使所述的表面活性剂包裹所述的填料，并在所述的填料粒子表面形成一层均匀的液膜；所述的填料包括轻质碳酸钙、二氧化硅类化学性能稳定的无机材料；调整填料与树脂的比例，制成不同出水量的微润管。

所述的农业灌溉用的B型微润管的制作方法，所述的将制好的软管经萃取机萃取，将其中的表面活性剂萃取抽提出来，并在管壁内留下微小空间，多个微小空间相互连接形成内表面到外表面的通道--形成贯通管壁的通道截面微小的毛细管网络，所述的毛细管网络具有毛细管的渗透、传递和微循环特性和功能；B型微润管内充水后，水分通过这些微小通道流向管外；

进行萃取后，制成农业灌溉用的B型微润管，作为农业灌溉给水器和水平衡器,并具有将水分直接输送到作物根系旁的功能。

本发明的优点

本发明用一次成型法，生产出可直接用于农业灌溉的B型微润管，其优点在于：

1．省去了A型微润管生产中进行二次加工过程，使微润管的生产过程简化，自动化程度提高。A型微润管的制造工艺是先生产出膜，然后对膜进行二次加工。二次加工中，涉及到透水性织物如PET无纺布的印刷、分切、双层复合及承插式接口安装等四道工序，有些工序属半机械化生产。产品结构改变后，B型微润管实现了全部自动化生产。

．具有双层结构的A型微润管若不安装承插式接口，会使田间安装过程变得很麻烦。因此，出厂时每条管都装有承插式接口，使产品规格固定为6米、10米、20米、40米、60米等五种长度。若遇到非规格地块（如垄长37米），则需专门定做。为使用带来一定不便。

型微润管的任何一个断面端口都可以作为接口和通用标准件插接，并靠管壁的回弹力抱紧插头，形成密封。因此，在使用时，可依据地块长度任意切割，使长度选配更准确，用户使用更方便。

．A型微润管内膜为聚乙烯（PE）材料，护套为聚丙烯（ＰＰ）或聚对苯二甲酸乙二醇酯（ＰＥＴ）材料，废品回收时，两种材料需分别处理。B型微润管由单一材料制成，便于回收循环利用。

．B型微润管在使用性能和应用范围上与A型微润管相同，在产品外观上，B型微润管更象普通塑料软管，管壁光滑整洁，无肉眼可见孔，与A型微润管外观截然不同。由于B型管改变了原有的生产工艺，减少了生产过程人力、物力消耗，降低了生产成本。是一种更经济、使用时更加方便的新型微润管。

．同时B型微润管的毛细网络直接与土壤的毛细管网对接，完全克服了A形管的外层物体对毛细网络的阻塞和覆盖的问题，水分分布更合理，有效的改善了毛细微循环和渗灌环境，全方位的提高了品质。不仅仅是制作方法的创新，也是灌溉技术的显著进步。

．B型微润管具有较好的机械强度，若在制作过程中根据需要填加适量的紫外线吸收剂进行防光老化处理，该管即可像滴灌管一样用于地面灌溉。

具体实施方式：

实施例1：

小出水量B型微润管制作

称取400公斤细度为5000目的轻质碳酸钙，加入12公斤AEO-7，投入高速搅拌机中，搅拌15分钟。停机后再投入588公斤粉状低密度聚乙稀、高速混拌20分钟。将混拌料投入造粒机中，造成填充颗粒料，备用。

将填充颗粒料投入制管机中，经挤出成型、定径冷却、牵引拉伸，表面活性剂萃取，制成B型微润管，该管外径16mm，壁厚1.0mm，外壁光滑整洁无孔，与普通塑料软管相似。管内充水后，管壁整体湿润，缓慢向外释放水分。管子铺到哪里，哪里的土地就被水分逐渐润湿。经测试，该管的出水量为1500毫升/米.天。适用于需水量较少的农作物灌溉。

实施例2：

大出水量B型微润管制作

称取550公斤细度为3000目的二氧化硅填料，加入17公斤AEO-7，投入高速搅拌机中，搅拌15分钟。停机后再投入433公斤粉状低密度聚乙烯、高速混拌20分钟。将混拌料投入造粒机中，造成填充颗粒料，备用。

将填充颗粒料投入制管机中，经挤出成型、定径冷却、牵引拉伸，表面活性剂萃取，制成B型微润管，该管外径16mm，壁厚0.5mm，外壁光滑整洁无孔，与普通塑料软管相似。管内充水后，管壁整体湿润，缓慢向外释放水分。管子铺到哪里，哪里的土地就被水分逐渐润湿。经测试，该管的出水量为3000毫升/米.天。适用于需水量较大的农作物灌溉。

实施例3：

B型微润管用于地面灌溉

将经防光老化处理的B型微润管剪成与垄等长管段，按每垄一条铺在垄上作物旁。管的一端用堵头堵死。别一端用三通连接到输水管上，多条B型微润管与输水管逐一连接后，形成梳型灌溉网，输水管与水源连接后，水分进入B型微润管。B型微润管管壁湿润，缓慢向土壤释放出水分，并在作物根区土壤中形成半圆形润湿体，润湿体内土壤水分含量高，使处于润湿体内的根吸收到充足水分，受到良好灌溉。

由于管子铺设在地面，直接暴露在日光和空气中，由光、热、风造成的蒸发对管子产生直接影响，使部分水分从管壁和润湿地面直接蒸发损失，使节水效果受到一定影响，节水率较地下灌溉低。地面灌溉的好处是不必开沟和掩埋，且收取方便，铺设时节省劳力。

实施例4：

B型微润管用于地下灌溉

在农田中沿垄的方向开沟，沟深15cm-30cm，沟长与垄等长。将B型微润管剪成与垄等长的管段，平铺于沟底。将管的两端分别用三通与二条输水管连接，使多条B型微润管与二条输水管共同构成梯子型（或目字型）灌溉网，接通水源后，检验管路及接口漏点，然后回填土将整个灌溉网埋入地下，垄上种植作物。

型微润管缓慢释放水分使土壤湿润，并在垄下形成的管为中心的圆柱型润湿体，垄上作物的根部处于润湿体中，吸收水分，受到灌溉。

由于地下灌溉方式使润湿体在垄下土壤中形成，润湿体上部有干土层覆盖，保护润湿体内水分免受蒸发损失，因此，是一种比地面灌溉更节水的灌溉方式。

实施例5：

一种农业灌溉用的B型微润管，管壁形成的管子主体是等径的，所述的管壁为厚壁单层管壁，所述的管子主体是采用挤出制管机及相应辅机生产的一次挤出成型的、经萃取机萃取后形成毛细管网络的微润管壁。

所述的农业灌溉用的B型微润管，所述的管子主体为单层管壁结构，采用同种高分子材料制作；所述的管子主体壁厚0.30—1.00mm，抗水压100~300kpa以上，坚韧的管壁不易被异物刺破、划伤，有较好的抗机械损伤能力，能适应于复杂的农田使用环境。

实施例6：

上述的农业灌溉用的B型微润管，所述的管子主体在产品外观上，管壁坚挺光洁，无肉眼可见毛细孔，而在内部充水后，毛细管网络使得水在压力下穿过毛细孔通道并进行再次分布，使得使全管壁通体湿润。

实施例7：

上述的农业灌溉用的B型微润管, 所述的管子主体为等截面管的弹性管，公称口径均匀，管子的每一个断面端口都是能作为接口和三通类标准件进行承插接口的结构，插接后，靠管壁的回弹力，抱紧插头，形成密封的承插连接结构。

实施例8：

一种利用微润管调整地表水份的方法，将经防光老化处理的权利要求1-4之一所述的农业灌溉用的B型微润管剪成与垄等长管段，铺设于深度15~30cm的土壤中，或直接铺在地表面上按每垄一条铺在垄上作物旁，所述的B型微润管的一端用堵头堵死，另一端与三通承插连接，插接后，靠管壁的回弹力，抱紧插头；所述的农业灌溉用的B型微润管通过管路连接件连接到输水管上，多条所述的B型微润管与输水管逐一连接后，形成梳型灌溉网；输水管与水源连接后，水分进入所述的B型微润管，使得管壁湿润，缓慢均匀地向土壤释放出水分，并在作物根区土壤中形成润湿体，润湿体内土壤水分含量高，使处于润湿体内的根吸收到充足水分，受到良好灌溉。

实施例9：

上述的利用微润管调整地表水份的方法，所述的输水管的深度低于所述的B型微润管深度，所述的B型微润管管壁不同位置都具有毛细出水孔，该孔即是出水点也是进水点。当管内是空的而管外有水分的情况下，管外的水分也可以通过管壁上的毛细孔渗重庆市管内，并在管内汇集；

在土壤过于潮湿涝洼地区，将微润管进入土地中，内部不充水，涝洼地中的水分通过毛细孔汇集入管道内，沿管道内腔和与之相连的输水管向渗出区移动，在土壤干燥的渗出区通过毛细管本身的自然特性均匀渗出、浸润土地，微润管网起到浅地表层人工河床的作用，以调整海拔高低差显著地区的水分均衡状态。

实施例10：

上述的农业灌溉用的B型微润管的制作方法，首先进行填料处理；将处理好的填料按照需要出水的量设定与粉状聚乙烯树脂比例并将两者共混，首先称取400-500重量份数细度为3000-5000目的填料，加入12-17重量份数的AEO-7，投入高速搅拌机中，搅拌15分钟，停机后再投入588-433重量份数的粉状低密度聚乙稀、高速混拌20分钟，充分搅拌使混合均匀；将混拌料投入造粒机中，造成填充颗粒料，投入制管机中，经挤出成型，定径冷却，索引拉伸、制成壁厚为0.30—1.00mm软管，将制好的软管经萃取机萃取制成B型微润管。

实施例11：

所述的农业灌溉用的B型微润管的制作方法，所述的填料处理是将级配好的无机材料填料用表面活性剂AEO-7/脂肪醇聚氧乙烯（7）处理，将所述的填料和活性剂在高速搅拌下充分混合，使所述的表面活性剂包裹所述的填料，并在所述的填料粒子表面形成一层均匀的液膜；所述的填料包括轻质碳酸钙、二氧化硅类化学性能稳定的无机材料。

实施例12：

上述的农业灌溉用的B型微润管的制作方法，所述的将制好的软管经萃取机萃取，将其中的表面活性剂萃取抽提出来，并在管壁内留下微小空间，多个微小空间相互连接形成内表面到外表面的通道--形成贯通管壁的通道截面微小的毛细管网络，所述的毛细管网络具有毛细管的渗透、传递和微循环特性和功能；B型微润管内充水后，水分通过这些微小通道流向管外；

进行萃取后，制成农业灌溉用的B型微润管，作为农业灌溉给水器和水平衡器。并且有将水分直接输送到作物根系旁的输水功能。

Claims (3)

1.一种农业灌溉用的微润管，其特征是：管壁形成的管子主体是等径的，所述的管壁为厚壁单层管壁，所述的管子主体是采用挤出制管机及相应辅机生产的一次挤出成型的、经萃取机萃取后在管壁内形成毛细管网络的微润管壁；

所述的管子主体采用同种高分子材料制作；所述的管子主体壁厚0.30-1.00mm，抗水压100~300kpa，是坚韧的管壁不易被异物刺破、划伤，有较好的抗机械损伤能力，能适应于复杂的农田使用环境的单层厚壁管；

所述的管子主体在产品外观上，管壁坚挺光洁，无肉眼可见孔，而在内部充水后，毛细管网络使得水在压力下穿过毛细孔通道并进行再次分布，使得全管壁通体湿润；

所述的管子主体为等截面管的弹性管，公称口径均匀，管子的每一个断面端口都是能作为接口和三通类标准件进行承插接口的结构，插接后，靠管壁的回弹力，抱紧插头；

其中微润管采用如下制作方法：首先进行填料处理；将处理好的填料按照需要出水的量设定与粉状聚乙烯树脂比例并将两者共混，首先称取400-500 重量份数细度为3000-5000 目的填料，加入12-17 重量份数的表面活性剂，投入高速搅拌机中，搅拌15 分钟，停机后再投入433-588 重量份数的粉状低密度聚乙稀、高速混拌20 分钟，充分搅拌使混合均匀；将混拌料投入造粒机中，造成填充颗粒料，投入制管机中，经挤出成型，定径冷却、牵引拉伸、制成壁厚为0.30-1.00mm 软管，将制好的软管经萃取机萃取制成微润管。

2.根据权利要求1 所述的农业灌溉用的微润管，其特征是：所述的填料处理是将级配好的无机材料填料用表面活性剂处理，将所述的填料和表面活性剂在高速搅拌下充分混合，使所述的表面活性剂包裹所述的填料，并在所述的填料粒子表面形成一层均匀的液膜；所述的填料包括轻质碳酸钙、二氧化硅类化学性能稳定的无机材料；调整填料与聚乙烯树脂的比例，制成不同出水量的微润管。

3.根据权利要求1 或2 所述的农业灌溉用的微润管，其特征是：将制好的所述的软管经萃取机萃取，将其中的表面活性剂萃取抽提出来，并在管壁内留下微小空间，多个微小空间相互连接形成内表面到外表面的通道，形成贯通管壁的通道截面微小的毛细管网络，所述的毛细管网络具有毛细管的渗透、传递和微循环特性和功能；微润管内充水后，水分通过这些微小空间流向管外；进行萃取后，制成农业灌溉用的微润管，作为农业灌溉给水器和水平衡器, 并具有将水分直接输送到作物根系旁的功能。