CN104802433B - 一种滴灌带生产设备及其生产工艺 - Google Patents

Abstract

一种滴灌带生产设备及其生产工艺，包括顺序设置的第一牵引设备、加热器、成型辊组、第一冷却设备、第二牵引设备、U卷架、O型卷架、焊接设备、第二冷却设备、第三牵引设备；U卷架包括托架、限位盖板，托架包括与压缩空气连通的进气管，进气管的上方固定U托板，U托板的内部设置与进气管连通的空腔，U托板的内壁均布若干排沿径向圆周分布的出气孔；O型卷架包括中空的内设与压缩空气连通的空腔的过管，过管的内壁设置与空腔连通的若干气孔。其工艺基于塑料薄膜带进行开孔、压制流道、卷制、焊接生产滴灌带，实现了管坯基材制造和滴灌带成型的两步法，提高了滴灌带成型的可靠性和薄壁化，在提升产品质量的同时有效降低产品成本。

Description

一种滴灌带生产设备及其生产工艺

技术领域

本发明涉及一种农业用滴灌带生产设备，具体的说是一种以塑料薄膜带为管坯基材的滴灌带生产设备及其生产工艺。

背景技术

滴灌是一种先进的农业灌溉方式，通过放置于作物根部的滴灌带供给水。滴灌带上设置很多细小的流道，可以将压力水流变为小流量水滴或者细流，进而从出水口溢出，缓慢湿润作物根际土壤。

滴灌带主要分为单翼迷宫式滴灌带和内镶贴条圆柱式滴灌带。单翼迷宫式滴灌带是在吹塑制造薄壁管的同时，在管的一侧或中间部位热合出各种形状的减压流道（即水减压器），滴灌水从滴灌管内经水减压器滴出，湿润作物根际土壤。但是，吹塑模压成型方法对生产原料的洁净度要求较高，在吹管过程中容易出现烂洞而导致大量废品，生产速度受限于吹塑成型工艺限制较低，生产成本高。内镶贴条圆柱式滴灌带是在毛管的制作过程中，将预先制造好的滴头（水减压器）镶嵌在滴灌带上，滴灌水从滴灌管内经水减压器滴出，湿润作物根际土壤。但是，挤出内粘接成型方法同样对生产原料洁净度要求较高，其单机挤出量较小，由于其生产线牵伸速度较快，对后续粘接滴头、打孔机构的速度及加工精度要求非常高，设备成本在滴灌带生产线中最高，设备维护成本高；该生产方法中灌水器成型均需要配套注塑及压延设备配合生产。上述两种工艺在实际成型中均存在一定的生产条件限制，不利于产品的规模化生产，并且均不能在0.15mm以下管壁厚度下，进行高速稳定生产，无法满足产品薄壁、高拉伸强度的发展方向。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种适用于薄壁管的、可靠性高的、生产成本低的滴灌带生产设备及其生产工艺。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种滴灌带生产设备，改进后，

基于塑料薄膜带为管坯基材卷制成型，包括顺序设置的第一牵引设备、加热器、成型辊组、第一冷却设备、第二牵引设备、U卷架、O型卷架、焊接设备、第二冷却设备、第三牵引设备；

所述U卷架包括托架、限位盖板，所述托架包括与压缩空气连通的进气管，进气管的上方固定设置用于将塑料薄膜带卷制成U型的横截面为半圆弧形的U托板，U托板设置与进气管连通的空腔，U托板的内壁均布与空腔连通的若干排沿径向圆周分布的出气孔，限位盖板固定在U托板对应出料端的位置，限位盖板的下表面设置用于收拢并限位塑料薄膜带的两个被卷起的侧边的限位槽；

所述O型卷架包括用于将被卷成U型的塑料薄膜带卷制成两侧边重叠的O形的中空的管状结构的过管，过管设置有与压缩空气连通的空腔，过管的内壁设置与内部的空腔连通的若干排周向分布的气孔；

所述焊接设备包括焊接托架、焊枪，焊枪为固定在焊接托架上的纵向和横向设置的激光焊接焊枪。

上述滴灌带生产设备，U托板内部的空腔为介于内壁和外壁之间的与U托板侧壁同心的横截面为半圆弧形的空腔，过管内部的空腔为介于内壁和外壁之间的与侧壁同心的横截面为环形的空腔。

上述滴灌带生产设备，所述纵向设置的焊枪在前端设置为分别对应塑料薄膜带重叠的两条侧边的两支路枪口；所述焊接设备对应焊枪焊接之后的出料端设置中空结构的冷却压轮，冷却压轮的表面设置凹槽。

上述滴灌带生产设备，所述第一冷却设备、第二冷却设备设置为风冷冷却。

上述滴灌带生产设备，所述第一牵引设备的前端设置薄膜卷放置架，第三牵引设备的后端设置用于收料的收卷架。

一种滴灌带生产设备的生产工艺，包括以下步骤：

A.将收卷整齐的符合工艺要求的塑料薄膜带卷安装到薄膜卷放置架上；

B.塑料薄膜带经过第一牵引设备的牵引，经过加热器加热后，被引入成型辊组；

C.成型辊组按照指定间距在塑料薄膜带上冲裁出，并在进水孔与出水孔之间热压成型灌水器流道；

D.由成型辊组出来的塑料薄膜带经过第一冷却设备的冷却后，由第二牵引设备引入U卷架；

E.对U卷架的进气管通入压缩空气，压缩空气从U托板内壁的出气孔排出，在U托板的内壁表面形成稳定的气体层，将塑料薄膜带从平直状态卷制成两个侧边分别翘起的U型槽状；

F.被卷制成U型槽状的塑料薄膜带进入O型卷架，对O型卷架的过管通入压缩空气，从过管内壁的气孔排出的压缩空气在过管内形成稳定的气体层，将U型槽状的塑料薄膜带进一步卷制成两个侧边重叠的覆盖住灌水器流道的O型圆管状；

G.被卷制为O型圆管状的塑料薄膜带进入焊接设备，焊枪分别对塑料薄膜带重叠部分进行横向和纵向的焊接，形成覆盖住灌水器流道的具有密封空腔的灌溉带；

H.焊接成型的灌溉带经过第二冷却设备的冷却，由第三牵引设备引入收卷机收架包装。

上述滴灌带生产设备的生产工艺，所述步骤G中，两个重叠的侧边覆盖住灌水器流道并留有焊接余量，焊接余量为1～2mm。

上述滴灌带生产设备的生产工艺，所述U卷架和O型卷架通入压缩空气的气压为0.03～0.05MPa。

本发明在采用上述技术方案后，具有如下技术进步的效果：

本发明基于塑料薄膜带进行开孔、压制流道、卷制、焊接生产滴灌带，实现了管坯基材制造和滴灌带成型的两步法，利用塑料薄膜成熟的加工工艺，制造出厚度均匀，成本低廉的管坯基材——塑料薄膜带，再使用管坯基材进行开孔、压制、卷制、焊接成型滴灌带。本发明提高了滴灌带成型的可靠性和薄壁化，在提升产品质量的同时有效降低产品成本。两步法的应用，将滴灌带生产基材可以由各类专业薄膜制造商制备，滴灌带生产商只需投资滴灌带成型设备，降低了设备投资。

本发明的焊接设备采用激光点热熔连续焊接，焊接后立即被固定轮压实，保障焊接可靠性。本发明的U卷架和O型卷架为了克服卷制薄膜高速运动中产生摩擦损伤，采用中空气浮设计，运行时，压缩空气进入空心腔口，从内壁分布的气孔排出，在内壁上形成一个稳定的气体层，当薄膜通过，被卷制成型，不会与U卷架和O型卷架产生直接物理接触，降低了摩擦。

附图说明

图1是本发明适用的滴灌带结构图；

图2是滴灌带的剖面图；

图3是本发明的生产线示意图；

图4是U卷架的结构示意图；

图5是U卷架的主视图；

图6是图5的F-F向视图；

图7是图5的G-G向视图；

图8是图5的剖视图；

图9是O型卷架的结构示意图；

图10是O型卷架的主视图。

图中各标号表示为：1、薄膜卷放置架，2、第一牵引设备，3、加热器，4、成型辊组，5、第一冷却设备，6、第二牵引设备，7、U卷架，701、进气管，702、U托板，703、U托板内部的空腔，704、限位盖板，705、出气孔，8、O型卷架，801、过管，802、气孔，803、过管内部的空腔，9、焊接设备，10、第二冷却设备，11、第三牵引设备，12、收卷架，13、塑料薄膜带，14、灌溉带，1401、出水孔，1402、进水孔，1403、密封空腔，1404、焊接线。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明：

一种滴灌带生产设备，用于制备如图1和图2所示的滴灌带14，滴灌带以指定宽度的塑料薄膜带13为管坯基材，通过开孔、压制流道、卷制、焊接成型。所示滴灌带生产设备如图3所示，包括顺序设置的薄膜卷放置架1、第一牵引设备2、加热器3、成型辊组4、第一冷却设备5、第二牵引设备6、U卷架7、O型卷架8、焊接设备9、第二冷却设备10、第三牵引设备11、收卷架12。

所述各牵引设备为常用牵引机，各冷却设备为风冷冷却设备。

所述U卷架7如图4～图8所示，包括托架和限位盖板704。所述托架包括进气管701和U托板702，进气管701与压缩空气连通，U托板702固定在进气管701的上方。U托板702用于将塑料薄膜带13从平直状态卷制成两个侧边分别翘起的U型槽状；U托板702的横截面为半圆弧形的板状结构。U托板702的板状结构的芯部设置与进气管701连通的密闭空腔，空腔介于U托板的板状结构的内壁与外壁之间，为与U托板702的弯曲程度一样的横截面为半圆弧形的密闭结构。U托板702的内壁均布若干排与空腔连通的出气孔705，出气孔705沿径向圆周分布。限位盖板704固定在U托板702对应出料端的位置，限位盖板704为由横梁和竖梁组成的倒置的L形状。限位盖板704的横梁的下表面限位槽，限位槽的宽度用于收拢并限位塑料薄膜带13的两个被卷起的侧边，限位槽的长度方向为开放状态，两端不封口。

所述O型卷架8如图9、图10所示，其使用原理与U卷架7类似，主要包括一段过管801，过管801为空心管状结构，过管801内设置与压缩空气连通的环形密闭空腔，与U托板702的空腔类似，过管801内部的空腔也介于内壁和外壁之间，为与侧壁同心的横截面为环形空腔。过管801的内壁设置若干排与空腔连通的气孔802，气孔802沿径向圆周均布。压缩空气从过管801的空腔进入，由内壁的气孔802排出，在过管801内壁形成稳定的气体层，能将被卷成U型的塑料薄膜带13卷制成两侧边重叠的O形管状结构。

所述焊接设备9包括焊接托架、焊枪，焊接托架包括底座和侧板，底座上设置与塑料薄膜带13的O形管状结构对应的弧形导向滑道，底座一侧固定一侧板。焊枪固定在侧板上，焊枪为激光焊枪，为纵向和横向设置的两把。纵向设置的焊枪用于分别焊接塑料薄膜带13重叠的两个侧边，因此由同一只焊枪分成两条支路的枪口，分别对应在两个侧边处。横向设置的焊枪用于封住塑料薄膜带13重叠的两端，设置在出料端的位置。焊枪焊接之后的位置还设置有冷却压轮。冷却压轮为中空结构，表面设置贴合塑料薄膜带的凹槽。

使用上述滴灌带生产设备的生产工艺，包括以下步骤：

A.采用聚乙烯、聚氯乙烯、BOPP等可以热熔焊接的膜料为原料，利用各类薄膜生产设备，制备成厚度0.2毫米以下，幅宽不小于1.5米的薄膜，并裁切为指定宽度的塑料薄膜带13，并整齐收卷。将收卷整齐的符合工艺要求的塑料薄膜带卷13安装到薄膜卷放置架1上。

B.塑料薄膜带13经过第一牵引设备2的牵引，经过加热器3加热后，被引入成型辊组4。

C.成型辊组4按照指定间距在塑料薄膜带13上冲裁出进水孔1402和出水孔1401，并在两孔之间热压成型灌水器流道。

D.由成型辊组4出来的塑料薄膜带13经过第一冷却设备5的冷却后，由第二牵引设备6引入U卷架7。

E对U卷架7的进气管701通入压缩空气，通入压缩空气的气压为0.03～0.05MPa。压缩空气流经U托板内部的空腔703，之后从U托板702内壁的出气孔705排出。压缩空气在U托板702的内壁表面形成稳定的气体层，将塑料薄膜带13从平直状态卷制成两个侧边分别翘起的U型槽状，限位盖板704辅助稳定住翘起的两个侧边。

F.被卷制成U型槽状的塑料薄膜带13进入O型卷架8，对O型卷架8的过管801通入压缩空气，通入压缩空气的气压为0.03～0.05MPa。压缩空气流经过管内部的空腔803，从过管内壁的气孔802排出，从气孔排出的压缩空气在过管内形成稳定的气体层，将U型槽状的塑料薄膜带13进一步卷制成两个侧边重叠的O型圆管状。两个重叠的侧边覆盖住灌水器流道，并留有焊接余量，焊接余量为1～2mm。

G.被卷制为O型圆管状的塑料薄膜带13进入焊接设备9，焊枪分别对塑料薄膜带13重叠的两侧边进行纵向焊接，对塑料薄膜带13的两端进行横向焊接，形成覆盖住灌水器流道的密封空腔1403，从而形成灌溉带14.焊接的运行原理为：在焊接底座上，被卷成“O”型的塑料薄膜带沿着导向滑道连续向前运动，在底座上方的激光焊接焊枪发出脉冲激光，在指定焊接点高速加温，上下层薄膜形成一个圆点装熔池，熔接在一起。焊接点连续并形成交集成为焊接线，从而完成焊接。由于高温焊接后需要冷却，在焊接底座的后半段，由冷却压轮对连续焊接形成的熔池进行迅速降温，保证焊接强度。

H.焊接成型的灌溉带14经过第二冷却设备10的冷却，由第三牵引设备11引入收卷架12收卷包装。

Claims (8)

1.一种滴灌带生产设备，其特征在于：基于塑料薄膜带(13)为管坯基材卷制成型，包括顺序设置的第一牵引设备(2)、加热器(3)、成型辊组(4)、第一冷却设备(5)、第二牵引设备(6)、U卷架(7)、O型卷架(8)、焊接设备(9)、第二冷却设备(10)和第三牵引设备(11)；

所述U卷架(7)包括托架、限位盖板(704)，所述托架包括与压缩空气连通的进气管(701)，进气管(701)的上方固定设置用于将塑料薄膜带(13)卷制成U型的横截面为半圆弧形的U托板(702)，U托板(702)设置与进气管(701)连通的空腔，U托板(702)的内壁均布与空腔连通的若干排沿径向圆周分布的出气孔(705)，限位盖板(704)固定在U托板(702)对应出料端的位置，限位盖板(704)的下表面设置用于收拢并限位塑料薄膜带(13)的两个被卷起的侧边的限位槽；

所述O型卷架(8)包括用于将被卷成U型的塑料薄膜带(13)卷制成两侧边重叠的O形的中空的管状结构的过管(801)，过管(801)设置有与压缩空气连通的空腔，过管(801)的内壁设置与空腔连通的若干排周向分布的气孔(802)；

所述焊接设备(9)包括焊接托架、焊枪，焊枪为固定在焊接托架上的纵向设置的激光焊接焊枪和横向设置的激光焊接焊枪。

2.根据权利要求1所述的一种滴灌带生产设备，其特征在于：所述U托板(702)内部的空腔为介于内壁和外壁之间的与U托板(702)侧壁同心的横截面为半圆弧形的空腔，过管(801)内部的空腔为介于内壁和外壁之间的与侧壁同心的横截面为环形的空腔。

3.根据权利要求2所述的一种滴灌带生产设备，其特征在于：所述纵向设置的激光焊接焊枪在前端设置为分别对应塑料薄膜带(13)重叠的两条侧边的两支路枪口；焊接设备(9)对应焊枪焊接之后的出料端设置中空结构的冷却压轮，冷却压轮的表面设置凹槽。

4.根据权利要求2所述的一种滴灌带生产设备，其特征在于：所述第一冷却设备(5)、第二冷却设备(10)设置为风冷冷却。

5.根据权利要求1所述的一种滴灌带生产设备，其特征在于：所述第一牵引设备(2)的前端设置薄膜卷放置架(1)，第三牵引设备(11)的后端设置用于收料的收卷架(12)。

6.利用权利要求5所述的一种滴灌带生产设备的生产工艺，其特征在于包括以下步骤：A.将收卷整齐的符合工艺要求的塑料薄膜带(13)卷安装到薄膜卷放置架(1)上；

B.塑料薄膜带(13)经过第一牵引设备(2)的牵引，经过加热器(3)加热后，被引入成型辊组(4)；

C.成型辊组(4)按照指定间距在塑料薄膜带(13)上冲裁出进水孔(1402)和出水孔(1401)，并在进水孔(1402)与出水孔(1401)之间热压成型灌水器流道；

D.由成型辊组(4)出来的塑料薄膜带(13)经过第一冷却设备(5)的冷却后，由第二牵引设备(6)引入U卷架(7)；

E.对U卷架(7)的进气管(701)通入压缩空气，压缩空气从U托板(702)内壁的出气孔(705)排出，在U托板(702)的内壁表面形成稳定的气体层，将塑料薄膜带(13)从平直状态卷制成两个侧边分别翘起的U型槽状；

F.被卷制成U型槽状的塑料薄膜带(13)进入O型卷架(8)，对O型卷架(8)的过管(801)通入压缩空气，从过管(801)内壁的气孔(802)排出的压缩空气在过管内形成稳定的气体层，将U型槽状的塑料薄膜带(13)进一步卷制成两个侧边重叠的覆盖住灌水器流道的O型圆管状；

G.被卷制为O型圆管状的塑料薄膜带(13)进入焊接设备(9)，焊枪分别对塑料薄膜带重叠部分进行横向和纵向的焊接，形成覆盖住灌水器流道的具有密封空腔的灌溉带(14)；

H.焊接成型的灌溉带(14)经过第二冷却设备(10)的冷却，由第三牵引设备(11)引入收卷架(12)收卷包装。

7.根据权利要求6所述的一种滴灌带生产设备的生产工艺，其特征在于：所述步骤G中，两个重叠的侧边覆盖住灌水器流道并留有焊接余量，焊接余量为1～2mm。

8.根据权利要求7所述的一种滴灌带生产设备的生产工艺，其特征在于：所述U卷架(7)和O型卷架(8)通入压缩空气的气压为0.03～0.05MPa。