CN105291260B - 一种无机微灌管和所用模具及用该模具制造微灌管的方法 - Google Patents

Abstract

一种无机微灌管和所用模具及用该模具制造微灌管的方法，包括中空管体，管体的管壁内设置有至少一个均匀分布的泡孔，相邻两个泡孔的泡壁之间开设有直径为10～600nm的孔洞。所述的管体制作原料包括纤维、硅酸盐水泥和水且所述的管体的制作原料中还加有发泡剂。本发明中采用的泡沫混凝土的成分与土壤成分接近、而且所用组份的价格便宜、经久耐用、节水效果可达到痕灌、微润灌水平，润湿角接近0°，具有微动力灌溉能力。同时节水效果与痕灌头、微润管相当，比滴灌节水60～80%。

Description

一种无机微灌管和所用模具及用该模具制造微灌管的方法

技术领域

本发明涉及一种节水灌溉装置，尤其是涉及一种无机微灌管和所用模具及用该模具制造微灌管的方法。

背景技术

随着世界人口的不断增长，地球上的淡水资源也越来越趋于紧缺。我国的水资源总量为2.8亿m³，居世界排名第六位，但我国人口占世界总人口的五分之一还多，而且我国水资源在时间和空间的分布还极不均匀，南方多，北方少。农业灌溉用水量占各行业总用水的60%以上，是名符其实的用水大户。因此，节水灌溉从漫灌、喷灌、滴灌、微滴灌发展到痕灌、微润灌含渗灌等。当前农业灌溉的主流仍是漫灌。其他各种能够显著节约用水的技术，如喷灌、滴灌、痕灌，由于投资较大，只能在某些场合得以推广。微润灌，作为一种新开发的节水灌溉技术，纵然有很多优势，但仍存在以下弊端：①价格仍然偏贵；②微润灌为有机材料润湿角＞90°，需要较大压力。价格偏高，对于低收入的农民来说，难于接受；需要较大压力，能量损失偏大。

发明内容

本发明的目的是为解决现有节水灌溉技术成本高，采用材料的润湿角过大，需要较大压力的问题，提供一种无机微灌管和所用模具及用该模具制造微灌管的方法。

本发明为解决上述技术问题的不足，所采用的技术方案是：

一种无机微灌管，包括中空管体，所述管体沿轴线截面中的外径为30～40mm，管体内径为10～16mm，管体的管壁内设置有至少一个均匀分布的泡孔，相邻两个泡孔的泡壁之间开设有直径为10～600nm的孔洞。

所述的管体制作原料包括纤维、硅酸盐水泥和水，其中纤维的质量为硅酸盐水泥质量的1～2%，水的质量为硅酸盐水泥和纤维混合物质量的45%-55%，且纤维采用有机纤维或者植物纤维中的任意一种。

所述的管体的制作原料中还加有发泡剂，且加入发泡剂后管体的干容重为300～400kg/m³。

制作所述的一种无机微灌管用的模具，包括底板、置于底板上方的两块平行间隔设置的边板和至少两个隔板，隔板的两端分别卡设在两块边板上，通过隔板和边板配合构成复数个无机微灌管成型腔，无机微灌管成型腔内均设置有一根用于形成无机微灌管管体的中空孔的模具管，模具管的两端分别贯穿边板并伸出无机微灌管成型腔外部，模具管伸出无机微灌管成型腔的一端内均插设有模具管丝头，模具管的末端上套设有套管，且模具管丝头从套管内部伸出套管外，套管的一端顶紧在边板的端面上，套管的另一端上设置有与模具管丝头外螺纹配合的拉紧螺帽，模具管丝头伸出拉紧螺帽一段构成模具管卡头。

所述的边板两端均穿设有用于固定两块边板的固定螺栓，边板的其中一端上还开设有模具吊孔。

所述的拉紧螺帽和套管之间设置有垫片。

所述的模具管丝头通过胶粘剂固定在模具管内。

所述的隔板厚度为8-12mm，吊孔直径为20-28mm，相邻两个隔板位于无机微灌管成型腔的外侧的两面之间的距离为隔板厚度与管体外径总和的整数倍，边板之间间距为2-3m。

所述的模具管的内径为8-14mm，模具管采用不锈钢、碳钢或者硬质塑料中的任意一种材质制成，边板和隔板均采用铸铁或者碳钢中的任意一种材质制成。

用权所述的一种无机微灌管用的模具生产无机微灌管的方法，包括如下步骤：

步骤1、将无机微灌管模具组装完成，并在无机微灌管内与浆料接触的部位上涂抹脱模剂；

步骤2、取泡沫混凝土发泡剂，放入发泡机内制作泡径为0.08-0.12mm的泡沫，取硅酸盐水泥若干和质量为硅酸盐水泥质量1%-2%的纤维混合均匀，取质量为硅酸盐水泥和纤维混合物质量45%-55%的水，将水与硅酸盐水泥和纤维混合物混合制成混凝土浆料，将发泡机制成的泡径为0.08-0.12mm的泡沫加入混凝土浆料内混合后制成干容重为300-400 kg/m³的泡沫浆料；

步骤3、取步骤2中的泡沫浆料加入步骤1中的模具内，并对模具顶部的泡沫混凝土进行刮平处理，待泡沫混凝土在自然环境下初凝之后，卸掉模具管一端的紧固螺帽，并通过拧动模具管卡头转动模具管，待模具管与初凝后的泡沫混凝土分离后，将模具管从模具内抽出；

步骤4、待泡沫混凝土在自然环境下凝固时间为15-24小时，达到终凝后，取起吊装置穿设在模具的吊孔内，将模具和模具内凝固的泡沫混凝土一起翻转180°后置于模具底板上，依次卸掉模具上的固定螺栓和边板；

步骤5、用批灰刀沿位于底板上最左侧的第一块隔板右侧把第一块隔板与第一根微灌管分离，再用批灰刀沿第二块隔板的左侧把第一根微灌管与第二块隔板分离，用两只机械臂抓住距微灌管两端距离为微灌管长度的1/5到1/4处，将微灌管堆放于养护区；

步骤6、重复步骤5，将所有的微灌管整齐的堆放在养护区；

步骤7、清理微灌管模具，并再次涂上脱模剂，组装待用；

步骤8、将微灌管堆放于养护区，在自然环境下养护20-30天，获得微灌管成品。

所述步骤8中养护天数最近为28天。

本发明的有益效果是：本发明中采用的泡沫混凝土的成分与土壤成分接近、而且所用组份的价格便宜、经久耐用、节水效果可达到痕灌、微润灌水平，润湿角接近0°，具有微动力灌溉能力。同时节水效果与痕灌头、微润管相当，比滴灌节水60～80%；使用性能，包括耐堵塞性能、耐老化性能和所需水压等优于痕灌头、微润管，并兼有贮水功能；价格便宜；微灌管材质与土壤同性，不但使用寿命长，拆除微灌管时，只需要用拖拉机深翻即可。

附图说明

图1为本发明中微灌管轴截面图。

图2是本发明中微灌管管壁的局部放大图。

图3是本发明中微灌管的生产模具示意图。

图4是本发明中图3所示模具的模具管端部的刨面放大图。

图示标记：1、管体；3、管体内的水；5、管壁；51、泡孔；52、泡壁；53、泡孔内的水；54、泡孔中的空气；59、模具吊孔；6、底板；7、固定螺栓；8、边板；81、模具管丝头；82、胶粘剂；83、套管；85、垫片；9、隔板；10、模具管；11、拉紧螺帽；12、模具管卡头；H、管体沿轴线截面中的外径；φ、管体内径；h1、隔板厚度；φ1、吊孔直径；H1、邻练个隔板位于无机微灌管成型腔的外侧的两面之间的距离；L、边板之间间距。

具体实施方式

图1-4所示，具体实施方式如下：

一种无机微灌管，包括中空管体1，所述管体沿轴线截面中的外径H为30～40mm，管体内径φ为10～16mm，管体1的管壁5内设置有至少一个均匀分布的泡孔51，相邻两个泡孔51的泡壁52之间开设有直径为10～600nm的孔洞。

所述的管体1制作原料包括纤维、硅酸盐水泥和水，其中纤维的质量为硅酸盐水泥质量的1～2%，水的质量为硅酸盐水泥和纤维混合物质量的45%-55%，且纤维采用有机纤维或者植物纤维中的任意一种。

所述的管体1的制作原料中还加有发泡剂，且加入发泡剂后管体1的干容重为300～400kg/m³。

制作所述的一种无机微灌管用的模具，包括底板6、置于底板6上方的两块平行间隔设置的边板8和至少两个隔板9，隔板9的两端分别卡设在两块边板8上，通过隔板9和边板8配合构成复数个无机微灌管成型腔，无机微灌管成型腔内均设置有一根用于形成无机微灌管管体1的中空孔的模具管10，模具管10的两端分别贯穿边板8并伸出无机微灌管成型腔外部，模具管10伸出无机微灌管成型腔的一端内均插设有模具管丝头81，模具管10的末端上套设有套管83，且模具管丝头81从套管83内部伸出套管83外，套管83的一端顶紧在边板8的端面上，套管83的另一端上设置有与模具管丝头81外螺纹配合的拉紧螺帽11，模具管丝头81伸出拉紧螺帽11一段构成模具管卡头12。

所述的边板8两端均穿设有用于固定两块边板8的固定螺栓7，边板的其中一端上还开设有模具吊孔59。

所述的拉紧螺帽11和套管83之间设置有垫片85。

所述的模具管丝头10通过胶粘剂82固定在模具管10内。

所述的隔板厚度h1为8-12mm，吊孔直径φ1为20-28mm，相邻两个隔板位于无机微灌管成型腔的外侧的两面之间的距离H1为隔板厚度h1与管体外径H总和的整数倍，边板8之间间距L为2-3m。

所述的模具管10的内径为8-14mm，模具管10采用不锈钢、碳钢或者硬质塑料中的任意一种材质制成，边板8和隔板9均采用铸铁或者碳钢中的任意一种材质制成。

利用所述的一种无机微灌管用的模具生产无机微灌管的方法，包括如下步骤：

步骤1、将无机微灌管模具组装完成，并在无机微灌管内与浆料接触的部位上涂抹脱模剂；

步骤2、取泡沫混凝土发泡剂，放入发泡机内制作泡径为0.08-0.12mm的泡沫，取硅酸盐水泥若干和质量为硅酸盐水泥质量1%-2%的纤维混合均匀，取质量为硅酸盐水泥和纤维混合物质量45%-55%的水，将水与硅酸盐水泥和纤维混合物混合制成混凝土浆料，将发泡机制成的泡径为0.08-0.12mm的泡沫加入混凝土浆料内混合后制成干容重为300-400 kg/m³的泡沫浆料；

步骤3、取步骤2中的泡沫浆料加入步骤1中的模具内，并对模具顶部的泡沫混凝土进行刮平处理，待泡沫混凝土在自然环境下初凝之后，卸掉模具管10一端的紧固螺帽11，并通过拧动模具管卡头12转动模具管10，待模具管10与初凝后的泡沫混凝土分离后，将模具管10从模具内抽出；

步骤4、待泡沫混凝土在自然环境下凝固时间为15-24小时，达到终凝后，取起吊装置穿设在模具的吊孔59内，将模具和模具内凝固的泡沫混凝土一起翻转180°后置于模具底板6上，依次卸掉模具上的固定螺栓7和边板8；

步骤5、用批灰刀沿位于底板6上最左侧的第一块隔板9右侧把第一块隔板9与第一根微灌管分离，再用批灰刀沿第二块隔板9的左侧把第一根微灌管与第二块隔板9分离，用两只机械臂抓住距微灌管两端距离为微灌管长度的1/5到1/4处，将微灌管堆放于养护区；

步骤6、重复步骤5，将所有的微灌管整齐的堆放在养护区；

步骤7、清理微灌管模具，并再次涂上脱模剂，组装待用；

步骤8、将微灌管堆放于养护区，在自然环境下养护20-30天，获得微灌管成品。

所述步骤8中最佳养护天数为28天。

下面结合具体尺寸的实施例，进一步说明本发明的具体实施方式。

实施例 1φ=10mm,H=36mm,L=2000mm,容重=300±20kg/m³

1、如图3，其中φ=10mm,H=36mm,L=2000mm,容重=300±20kg/m³。吊装微灌管模具并紧固螺丝7，在微灌管模具可能接触泡沫混凝土浆料的部位涂上脱模剂，先穿上模具管10并把一端的螺帽11定位，而后旋紧另一端的螺帽，把模具管10拉直；

2、采用优质泡沫混凝土发泡剂，用发泡机制作出泡径在0.08～0.12mm的泡沫，用普通硅酸盐水泥和其质量1%的聚丙烯纤维、60%的水制成混凝土浆料，并将泡沫与混凝土浆料混合制成干容重300±20kg/m³的泡沫浆料，而后将其浇注到微灌管模具中；

3、刮平，25℃条件下，经过6小时，在泡沫混凝土浆料初凝后，卸掉模具管10一端的紧固螺帽11，并通过模具管10的卡头12先转动模具管10，而后抽出之；

4、再过16小时后，连同泡沫混凝土，通过吊孔59吊起模具并将其翻转后置于模具底板6上；

5、依次卸掉固定螺栓7、边板8；

6、先用批灰刀沿第一块隔板9右侧把它与第一根微灌管分离，而后用批灰刀沿第二块隔板的左侧把第一根微灌管与第二块隔板分离，用两只机械臂抓住距微灌管两端1/5到1/4处，将其堆放于养护区；

7、重复第6步，收集所有微灌管整齐堆放于养护区；

8、清理微灌管模具、再次涂上脱模剂、组装待用；

9、微灌管常压养护28天后即为成品。

实施例1的微灌管产品透水能力大，适合对水需求量的植物，但由于管壁薄、容重小，强度低，为了缩短生产周期，故L的值以2000mm为最佳。

实施例 2 φ=16mm,H=40mm,L=3000mm,容重=400±20kg/m³

1、如图3，其中φ=16mm,H=40mm,L=3000mm,容重=400±20kg/m³。吊装微灌管模具并紧固螺丝7，在微灌管模具可能接触泡沫混凝土浆料的部位涂上脱模剂，先穿上模具管10并把一端的螺帽11定位，而后旋紧另一端的螺帽，把模具管10拉直；

2、采用优质泡沫混凝土发泡剂，用发泡机制作出泡径在0.08～0.12mm的泡沫，用普通硅酸盐水泥和其质量1%的聚丙烯纤维、60%的水制成混凝土浆料，并将泡沫与混凝土浆料混合制成干容重400±20kg/m³的泡沫浆料，而后将其浇注到微灌管模具中；

3、刮平，20℃条件下，经过6小时，在泡沫混凝土浆料初凝后，卸掉模具管10一端的紧固螺帽11，并通过模具管10的卡头12先转动模具管10，而后抽出之；

4、再过12小时后，连同泡沫混凝土，通过吊孔59吊起模具并将其翻转后置于模具底板6上；

5、依次卸掉固定螺栓7、边板8；

6、先用批灰刀沿第一块隔板9右侧把它与第一根微灌管分离，而后用批灰刀沿第二块隔板的左侧把第一根微灌管与第二块隔板分离，用两只机械臂抓住距微灌管两端1/5到1/4处，将其堆放于养护区；

7、重复第6步，收集所有微灌管整齐堆放于养护区；

8、清理微灌管模具、再次涂上脱模剂、组装待用；

9、微灌管常压养护28天后即为成品。

实施例2的微灌管产品透水能力适中，适合对水需求量一般的植物，由于其管壁较厚、容重较大，强度也较高，因而不仅可以在较低温度下生产，而且L的值可以做到3000mm。

实施例 3φ=16mm,H=40mm,L=3000mm,容重=350±20kg/m³

本实施例除了泡沫混凝土的容重介于实施例1和2之间外，其微灌管规格尺寸和操作方法同实施例2。

本发明的创造性在于充分利用泡沫混凝土的吸水性和透水性，将其应用到节水灌溉领域，并通过模具设计和工艺研究实现了微灌管的小批量生产。若依照本发明原理，仅仅是改变微灌管的容重、几何尺寸或制作原材料，均应属于本发明的覆盖范围。

Claims (8)

1.一种无机微灌管，其特征在于：包括中空管体（1），所述管体沿轴线截面中的外径（H）为30～40mm，管体内径（φ）为10～16mm，管体（1）的管壁（5）内设置有至少一个均匀分布的泡孔（51），相邻两个泡孔（51）的泡壁（52）之间开设有直径为10～600nm的孔洞；

所述的管体（1）制作原料包括纤维、硅酸盐水泥和水，其中纤维的质量为硅酸盐水泥质量的1～2%，水的质量为硅酸盐水泥和纤维混合物质量的45%-55%，且纤维采用有机纤维或者植物纤维中的任意一种；

所述的管体（1）的制作原料中还加有发泡剂，且加入发泡剂后管体（1）的干容重为300～400kg/m³。

2.制作如权利要求1所述的一种无机微灌管用的模具，其特征在于：包括底板（6）、置于底板（6）上方的两块平行间隔设置的边板（8）和至少两个隔板（9），隔板（9）的两端分别卡设在两块边板（8）上，通过隔板（9）和边板（8）配合构成复数个无机微灌管成型腔，无机微灌管成型腔内均设置有一根用于形成无机微灌管管体（1）的中空孔的模具管（10），模具管（10）的两端分别贯穿边板（8）并伸出无机微灌管成型腔外部，模具管（10）伸出无机微灌管成型腔的一端内均插设有模具管丝头（81），模具管（10）的末端上套设有套管（83），且模具管丝头（81）从套管（83）内部伸出套管（83）外，套管（83）的一端顶紧在边板（8）的端面上，套管（83）的另一端上设置有与模具管丝头（81）外螺纹配合的拉紧螺帽（11），模具管丝头（81）伸出拉紧螺帽（11）一段构成模具管卡头（12）。

3.据权利要求2所述的一种无机微灌管用的模具，其特征在于：所述的边板（8）两端均穿设有用于固定两块边板（8）的固定螺栓（7），边板的其中一端上还开设有模具吊孔（59）。

4.根据权利要求2所述的一种无机微灌管用的模具，其特征在于：所述的拉紧螺帽（11）和套管（83）之间设置有垫片（85）。

5.根据权利要求2所述的一种无机微灌管用的模具，其特征在于：所述的模具管丝头（10）通过胶粘剂（82）固定在模具管（10）内。

6.根据权利要求3所述的一种无机微灌管用的模具，其特征在于：所述的隔板厚度（h1）为8-12mm，吊孔直径（φ1）为20-28mm，相邻两个隔板位于无机微灌管成型腔的外侧的两面之间的距离（H1）为隔板厚度（h1）与管体外径（H）总和的整数倍，边板（8）之间间距（L）为2-3m。

7.根据权利要求2所述的一种无机微灌管用的模具，其特征在于：所述的模具管（10）的内径为8-14mm，模具管（10）采用不锈钢、碳钢或者硬质塑料中的任意一种材质制成，边板（8）和隔板（9）均采用铸铁或者碳钢中的任意一种材质制成。

8.利用权利要求3所述的一种无机微灌管用的模具生产无机微灌管的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1、将无机微灌管模具组装完成，并在无机微灌管内与浆料接触的部位上涂抹脱模剂；

步骤2、取泡沫混凝土发泡剂，放入发泡机内制作泡径为0.08-0.12mm的泡沫，取硅酸盐水泥若干和质量为硅酸盐水泥质量1%-2%的纤维混合均匀，取质量为硅酸盐水泥和纤维混合物质量45%-55%的水，将水与硅酸盐水泥和纤维混合物混合制成混凝土浆料，将发泡机制成的泡径为0.08-0.12mm的泡沫加入混凝土浆料内混合后制成干容重为300-400 kg/m³的泡沫浆料；

步骤3、取步骤2中的泡沫浆料加入步骤1中的模具内，并对模具顶部的泡沫混凝土进行刮平处理，待泡沫混凝土在自然环境下初凝之后，卸掉模具管（10）一端的紧固螺帽（11），并通过拧动模具管卡头（12）转动模具管（10），待模具管（10）与初凝后的泡沫混凝土分离后，将模具管（10）从模具内抽出；

步骤4、待泡沫混凝土在自然环境下凝固时间为15-24小时，达到终凝后，取起吊装置穿设在模具的吊孔（59）内，将模具和模具内凝固的泡沫混凝土一起翻转180°后置于模具底板（6）上，依次卸掉模具上的固定螺栓（7）和边板（8）；

步骤5、用批灰刀沿位于底板（6）上最左侧的第一块隔板（9）右侧把第一块隔板（9）与第一根微灌管分离，再用批灰刀沿第二块隔板（9）的左侧把第一根微灌管与第二块隔板（9）分离，用两只机械臂抓住距微灌管两端距离为微灌管长度的1/5到1/4处，将微灌管堆放于养护区；

步骤6、重复步骤5，将所有的微灌管整齐的堆放在养护区；

步骤7、清理微灌管模具，并再次涂上脱模剂，组装待用；

步骤8、将微灌管堆放于养护区，在自然环境下养护20-30天，获得微灌管成品。