CN105351639A - 一种pe软管 - Google Patents

Abstract

本发明涉及聚乙烯(PE)软管制造技术领域，尤其是一种PE软管，其特征在于管壁上有局部增厚区，局部增厚区的厚度为1.0-2.5mm，局部增厚区的外壁弧长为25-60mm。由于该PE软管整体壁厚较小，并具有局部增厚区，有效降低了PE软管的生产成本和米重，并成功解决了降低壁厚所导致的支管接头脱落的问题，提高了PE软管的适用性，对推动我国农业节水灌溉技术研究及产品的产业化开发，尤其针对西北干旱地区遏制生态环境恶化有效利用水资源，实现经挤和社会的可持续发展，具有深远的现实意义。

Description

一种PE软管

技术领域

本发明涉及聚乙烯(PE)软管制造技术领域，尤其涉及局部增厚的PE软管及其制造方法。

背景技术

根据预测，到2050年世界总人口将增加到90亿人，人类对粮食的需求将增长1倍。世界淡水资源日益紧缺，而人类对粮食的需求也不断上升，淡水资源已经成为农业发展和世界粮食供应的安全威胁。要破解耕地面积有限、淡水资源紧缺和世界粮食需求上涨之间的难题，发展节水灌溉成为关键。当前世界各国节水灌溉的主要措施包括渠道防渗、低压管灌、喷灌、微灌等。其中喷灌、滴灌作为最先进的节水灌溉技术，在欧美发达国家的采用面积达到60％以上。

我国正在推广使用的节水灌溉技术有数十余种之多，主要有管灌、喷灌、滴灌、微喷灌、渗灌和地下灌溉等。以上几种高效灌溉方式如滴灌、管灌等节水灌溉中均需使用大量的PE软管。但是，目前国内生产的PE软管大都是沿用普通挤塑工艺，且用单一型号聚乙烯原料生产，存在耐候性差、强度低、壁厚较厚以及米重高、回收劳动强度大、生产成本高等问题。部分企业通过简单降低壁厚来降低PE软管生产成本和米重。这样生产出的PE软管在生产中承压能力下降，尤其在安装支管接头的地方，当PE软管通水后在水压的作用下支管接头很容易从PE软管上脱落，影响整体节水灌溉效果。因此，研究开发出薄壁、强度高、适应性强、回收方便、生产成本低的PE软管及生产工艺，对推动我国农业节水灌溉技术的推广具有重大意义。同时对推动我国农业节水灌溉技术研究及产品的产业化开发，尤其针对西北干旱地区遏制生态环境恶化有效利用水资源，实现经挤和社会的可持续发展，具有极为深远的现实意义。

发明内容

本发明第一个发明目的在于提供了一种PE软管及其制备方法，克服了上述现有技术之不足，其能有效降低PE软管的壁厚，同时降低通水条件下支管接头从PE软管脱落的问题，进而降低PE软管的生产成本和回收劳动强度，提高PE软管的适用范围，推动PE软管的大规模推广应用。

本发明的技术方案之一是一种PE软管，其特征在于管壁上有局部增厚区，局部增厚区的厚度为1.0-2.5mm，局部增厚区的内壁弧长为25-60mm。

局部增厚区的厚度随管径的增大而增大。在使用过程中将支管接头安装在局部增厚区上，能显著提升PE软管在通水情况下支管接头的承压能力，彻底解决支管接头脱落的问题。同时降低PE软管的壁厚，进而降低PE软管的米重和成本，较少PE软管使用和回收过程中的劳动强度。

局部增厚区的内壁弧长随管径的增大而增大。PE软管在正常使用过程中会经常进行打卷回收，在大田使用时还经常被车辆碾压和人员踩压。长期重复使用后局部增厚区的两端在应力的作用下容易出现裂纹，导致PE软管的承压能力下降，裂纹穿透管壁后出现漏水的现象，严重影响PE软管的使用年限。为了克服该问题，局部增厚区的内壁弧长设计为25-60mm，并呈弧形均匀过度。

进一步的，管径为40-160mm，管壁厚度为0.5-1.5mm。管壁的厚度随管径增大而增大。

进一步的，局部增厚区向PE软管内侧凸起并呈弧形均匀过度。

进一步的，局部增厚区的外壁上设计有标示区。

由于局部增厚区的壁厚变化不明显，使用人员在安装支管接头时不容易准确找到局部增厚区，容易造成安装错误，影响PE软管的正常使用。因此，在PE软管管壁外,局部增厚区上平行于软管设计有标示区，方便使用人员正确将支管接头安装到管壁局部增厚区的上面，有效发挥PE软管的特性。

进一步的，制备PE软管的原料为：线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、黑色母粒和抗氧化剂。

本发明的第二个发明目的在于提供一种PE软管的制备方法，包括挤塑机、共挤机、真空定型机、牵引机，其特点在于挤塑机模体上安装有挤出模具；所述挤出模具由芯模、口模、共挤套组成，口模安装在芯模外，共挤套安装在口模上与共挤机相连，其特征在于芯模外壁设计了弧形凹槽，凹槽深度0.5-1.0mm，凹槽弧长25-60mm；口模上设计有共挤料进口；共挤套内侧设计有共挤流道；具体生产按如下步骤进行：

第1步，烘料，将主料投入烘干机内，通入65-85度的热空气，干燥1-3小时；

第2步，配料，将烘干后的主料与辅料投入拌料机，搅拌3-10min；

第3步，送料，通过真空吸料器将混匀后的原料送入挤塑机料斗内；

第4步，挤出，设定挤塑机温度120-190度，启动挤塑机；

第5步，牵管，将挤出后的管坯料粘附在牵引管上，启动牵引机缓慢将管坯引入真空定型机内，牵引速度0.2-3.5m/min；通过调整牵引机速度，调整壁厚；

第6步，定型，启动真空定型机，真空度控制在0.01-0.03Mpa，通过喷淋冷却定型管坯，喷淋水温度控制在15-35度；

在烘干过程中，热空气温度低于65度，烘干时间较长，能耗较高，烘干效果较差；热空气温度高于85度，主料在烘干过程中可能会熔化，造成严重的生产事故。烘干时间根据出风口的温度进行调节，当出风口温度接近进风口温度时烘干过程结束。挤塑机温度低于120度，挤塑机无法正常生产，温度超过190度，原料将会分解碳化。因挤塑机的挤出速度是恒定的，牵引机的牵引速度决定了PE软管壁厚，管径越大，牵引速度越慢，管径越小牵引速度越快。真空定型机的定径管根据所生产管子的管径进行更换，喷淋水起到降温定型作用，水温高于35度无法起到降温作用，温度低于15度需要增加降温设备，能耗又太高。

进一步的，在所述第4步同时启动共挤机，共挤机温度设定在120-175度，共挤料采用蓝色母粒。

进一步的，所述第1步的主料为线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和高密度聚乙烯。

进一步的，所述第2步的辅料为黑色母粒和抗氧化剂。

进一步的，所述共挤料进口优选为两个，间距40mm。

进一步的，所述芯模凹槽口朝上安装。当PE软管挤出后在重力的作用下会沿凹槽区向下变得更加均匀。

进一步的，所述牵引机前设置有在线壁厚检测仪。牵引机根据壁厚检测仪的结果自动调节牵引速度。

进一步的，所述牵引机后还依次连接有喷码机、切割机、盘卷机。

附图说明

本发明的具体结构由以下的附图和实施例给出：

图1为PE软管俯视图

图2为PE软管A-A面的剖面图

图3为PE软管生产工艺流程图

图4为PE挤出模具装配图

图例：1、管壁，2.管径，3.管长，4.局部增厚区，5.局部增厚区厚度，6.标示区，7.共挤套，8.口模，9.PE管出口，10.芯模，11.共挤料进口，12.共挤流道，13.共挤机连接口，14.凹槽，15.凹槽弧长。

具体实施方式

本发明不受下述实施例的限制，可根据本发明的技术方案与实际情况来确定具体的实施方式。

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例1：一种PE软管，采用线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、黑色母粒和抗氧化剂制备，其特征在于管壁上有局部增厚区，局部增厚区的厚度为1.0-2.5mm，局部增厚区的内壁弧长为25-60mm，局部增厚区的厚度与局部增厚区的内壁弧长随管径增大而增大，具体关系如下表所示:

在局部增厚区的外壁上有两条标示区，标示区颜色为蓝色，两条线的间距为40mm。

实施例2：一种PE软管的制备方法，包括挤塑机、共挤机、真空定型机、牵引机，其特点在于挤塑机模体上安装有挤出模具；所述挤出模具由芯模、口模、共挤套组成，口模安装在芯模外，共挤套安装在口模上与共挤机相连，其特征在于芯模外壁设计了弧形凹槽，凹槽深度0.5mm，凹槽弧长25mm，凹槽口朝上安装；口模上设计有共挤料进口；共挤套内侧设计有共挤流道；具体生产按如下步骤进行：

第1步，烘料，将主料线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯投入烘干机内，通入75度的热空气，干燥2小时；

第2步，配料，将烘干后的主料与辅料黑色母粒、抗氧化剂投入拌料机，搅拌5min；

第3步，送料，通过真空吸料器将混匀后的原料送入挤塑机料斗内；

第4步，挤出，设定挤塑机温度120度，启动挤塑机；

第5步，牵管，将挤出后的管坯料粘附在牵引管上，启动牵引机缓慢将管坯引入真空定型机内，牵引速度逐步由0.2m/min调整至3.5m/min；通过调整牵引机速度，调整壁厚；

第6步，定型，启动真空定型机，真空度控制在0.02Mpa，定径管设置在40mm，通过喷淋冷却管坯，喷淋水温度控制在35度；

通过该方法生产出的PE软管管径为40mm，管壁厚度为0.5mm，局部增厚区的厚度为1.0mm，

实施例3：一种PE软管的制备方法，包括挤塑机、共挤机、真空定型机、牵引机，其特点在于挤塑机模体上安装有挤出模具；所述挤出模具由芯模、口模、共挤套组成，口模安装在芯模外，共挤套安装在口模上与共挤机相连，其特征在于芯模外壁设计了弧形凹槽，凹槽深度0.3mm，凹槽弧长40mm，凹槽口朝上安装；口模上设计有1个共挤料进口；共挤套内侧设计有共挤流道；具体生产按如下步骤进行：

第1步，烘料，将主料线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和高密度聚乙烯投入烘干机内，通入75度的热空气，干燥2小时；

第2步，配料，将烘干后的主料与辅料黑色母粒、抗氧化剂投入拌料机，搅拌5min；

第3步，送料，通过真空吸料器将混匀后的原料送入挤塑机料斗内；

第4步，挤出，设定挤塑机温度175度，启动挤塑机；

第5步，共挤，设定共挤机温度120度，启动共挤机，共挤料采用蓝色母粒。

第6步，牵管，将挤出后的管坯料粘附在牵引管上，启动牵引机缓慢将管坯引入真空定型机内，牵引速度由0.2m/min调整至2.5m/min；通过调整牵引机速度，调整壁厚；

第7步，定型，启动真空定型机，真空度控制在0.02Mpa，定径管更换为90mm，通过喷淋冷却定型管坯，喷淋水温度控制在35度；

通过该方法生产出的PE软管管径为90mm，管壁厚度为1.0mm，局部增厚区的厚度为1.3mm，局部增厚区外有1条蓝色标示区。

实施例4：一种PE软管的制备方法，包括挤塑机、共挤机、真空定型机、牵引机，其特点在于挤塑机模体上安装有挤出模具；所述挤出模具由芯模、口模、共挤套组成，口模安装在芯模外，共挤套安装在口模上与共挤机相连，其特征在于芯模外壁设计了弧形凹槽，凹槽深度1.0mm，凹槽弧长60mm，凹槽口朝上安装；口模上设计有2个共挤料进口；共挤套内侧设计有共挤流道；具体生产按如下步骤进行：

第1步，烘料，将主料线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯和高密度聚乙烯投入烘干机内，通入75度的热空气，干燥2小时；

第2步，配料，将烘干后的主料与辅料黑色母粒、抗氧化剂投入拌料机，搅拌5min；

第3步，送料，通过真空吸料器将混匀后的原料送入挤塑机料斗内；

第4步，挤出，设定挤塑机温度190度，启动挤塑机；

第5步，共挤，设定共挤机温度150度，启动共挤机，共挤料采用蓝色母粒。

第6步，牵管，将挤出后的管坯料粘附在牵引管上，启动牵引机缓慢将管坯引入真空定型机内，牵引速度由0.2m/min调整至2.0m/min；通过调整牵引机速度，调整壁厚；

第7步，定型，启动真空定型机，真空度控制在0.02Mpa，定径管更换为160mm，通过喷淋冷却管坯，喷淋水温度控制在35度；

通过该方法生产出的PE软管管径为160mm，管壁厚度为1.5，局部增厚区的厚度为2.5mm，局部增厚区外有2条蓝色线形成的标示区。

实施例5：根据事实例2或实例3或实例4所示，牵引机前设置有在线壁厚检测仪，根据在线壁厚检测仪检测结果，自动调节牵引机的牵引速度，壁厚偏厚则提高牵引速度，壁厚偏薄则调慢牵引速度。

实施例6：根据事实例2或实例3或实例4或实例5所示所示，牵引机后还依次连接有喷码机、切割机、盘卷机。喷码机可以在PE软管上打上产品型号或规格，企业标识等信息；切割机可以对PE软管进行剪断；盘卷机可以将PE软管自动盘成卷，便于包装和运输。在牵引机后还可以设置喷码机、切割机、盘卷机，实现对PE软管的自动喷码、切割和盘卷。

综上所述，本发明通过在PE软管上设计局部增厚区，并根据管径及承压大小调节增厚区的厚度及增厚区的长度，有效降低了PE软管的生产成本和米重，显著降低了PE软管使用中的劳动强度，并成功解救了降低壁厚所导致的支管接头脱落的问题，提高了PE软管的适应性，对推动我国农业节水灌溉技术的快速发展提供强力技术支持，对推动我国农业节水灌溉技术研究及产品的产业化开发，尤其针对西北干旱地区遏制生态环境恶化有效利用水资源，实现经挤和社会的可持续发展，具有极为深远的现实意义。

以上技术特征构成了本发明的最佳实施例，其具有较强的适应性和最佳实施效果，可根据实际需要增减非必要的技术特征，来满足不同情况的需求。

本专利所使用的但不限于以下设备：1、挤塑机(SJ65/25上海巨远塑料机械有限公司)；2、共挤机(SJ25/17上海博塑机械制造有限公司)；3、牵引机(250上海巨远塑料机械有限公司)；4、真空定型机(ZPI110上海博塑机械制造有限公司)；烘干机、拌料机、真空吸料器、喷码机、切割机、盘卷机、在线壁厚检测仪均为常规设备。

Claims (5)

1.一种PE软管,其特征在于管壁上有局部增厚区,局部增厚区的厚度为1.0-2.5mm,局部增厚区的内壁弧长为25-60mm。

2.根据权利要求1所述一种PE软管,其特征在于管径为40-160mm,管壁厚度为0.5-1.5mm。

3.根据权利要求2所述一种PE软管,其特征在于局部增厚区向PE软管内侧凸起并呈弧形均匀过度。

4.根据权利要求3所述一种PE软管,其特征在于在局部增厚区的外壁上设计有标示区。

5.根据权利要求1所述一种PE软管,其特征在于制备PE软管的原料为:线型低密度聚乙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、黑色母粒和抗氧化剂。