CN1365410A - 用于流体输送系统的材料 - Google Patents

Abstract

揭示了一种用于流体输送系统的材料。该材料包含一种或多种固化的热固性材料和/或一种或多种纤维材料,和一种或多种与之熔合的热塑性材料。所述材料与管或槽结合使用,形成输送流体的系统,尤其是排水和/或灌溉的系统。

Description

用于流体输送系统的材料

本发明涉及用于流体输送系统的材料，和包含该材料的流体输送系统。本发明尤其涉及而不局限于用于排水和/或灌溉系统的材料。

地下排水/灌溉系统是已知的，其中地下管有缝，分别将水从需排水或浇灌的土地区域排出，或向这些区域浇水。这些系统的缺点是软泥和淤泥会进入管中，并引起堵塞，或管内的缝会被碎屑物堵塞。

当铺设这样的管子时，需要相当小心，以保持斜度恒定，使水流入或流出。这样就必须避免土地内的障碍物，例如石块或树根，而且必须精心地挖沟，将管放入，然后回填。

回填时也要小心，因为这些管子会变形、受压或破裂。这会直接导致堵塞，或使排水或浇灌不连续，而且由于上述淤泥的存在，使发生堵塞的可能性增大。

这样的管系统的位置不能离树或树篱很近，因为植物的根能进入管内。一旦进入管内，根系很快就会在富含水的环境中长大，很快发生堵塞。

这样的管系统的另一个问题是，随着管径增大，构造管所需的材料量也急剧增大，所述管的强度要足以耐压。这就会大大增加管的成本。

所有这些管子也要承受来自于地面的压力，例如很重的农用机械，而且易于压坏。在最频繁使用的区域附近，例如通道，该问题很严重。

本发明的优选实施方式就致力于克服上述现有技术中的缺点。

本发明的一个方面提供用于流体输送系统的输送流体的材料，该材料含有：

至少一种固化的热固性材料；和/或

至少一种纤维材料；和

至少一种与之熔合的热塑性材料。

提供与至少一种纤维材料和/或至少一种热固性材料熔合或粘合的热塑性材料，就有这样的优点，即可提供一种输送流体的材料，它能使流体通过，但是阻止会在管内引起堵塞的较大颗粒例如石块或砂砾通过。

同时，输送流体的材料可以造成较刚硬的敞口结构，使流体输送材料足够坚牢和耐久，又能使流体通过。热固性材料用来提供刚性，而且对压力产生回弹性。纤维材料有助于热固性材料形成敞口结构。随着时间的流逝，纤维材料会腐烂，进一步有助于形成敞口结构。

至少一种所述的热固性材料可以切短、撕碎或为破碎的。

这就提供了这样的优点，即能使流体输送材料形成大段的较坚固的具有多孔结构的材料。通过使材料以该方式形成表面积大的结构，就可提供更进一步的优点，即：使流过所述材料的流体最多，同时能过滤部分固态污物，尤其大污物。此外，为了增大流体输送结构的总尺寸，而不降低结构强度，与管系统中需要大量增加其结构中使用的材料用量相比，本发明的上述实施方式不需大量增加材料用量，结果就可降低成本。

至少一种热固性材料可以含有橡胶；

至少一种所述热固性材料可以从汽车中回收利用；

至少一种所述纤维材料可以含有茎杆；

至少一种所述纤维材料可以含有木料；

至少一种所述纤维材料可以是无机物；

至少一种所述热塑性材料可以是回收利用的。

使用上述废料或回收利用的材料有这样的优点，即使用的原料成本低，同时应用了许多目前难以回收利用的材料。使用的热固性材料可以是从汽车拆除行业或目前处置成本高的轿车轮胎再生的材料。纤维材料例如茎杆也有处置问题，尤其亚麻杆和油菜杆，其腐烂比其他茎杆慢得多。热塑性塑料也可以是回收利用，而且可以使用混合的热塑性材料。与要求回收利用材料纯度较高的多种常规热塑性材料回收利用技术不同，使用混合的热塑性材料还有这样的优点，几乎任何热塑性材料都能够加入到混合物中，以便其他材料粘合或熔合成一体。

低成本原料的这些好处还提供这样的优点，即：使用的材料体积不需受成本限制，因此能够在大面积湿地上大规模排水。

至少一种所述的热塑性材料可以是切短的或撕碎的。

在一个优选实施方式中，所述材料模塑的。

在另一个优选实施方式中，所述材料混合起来，被预加热并放入模具内，它们在模具中熔合成一体。

在又一个优选的实施方式中，材料由热气体加热。

此外，材料可以由高温下的挤出法成形。

在一个优选的实施方式中，材料至少部分被网状物包围。

网状物的形式优选是细网眼网。

网状物包围材料的优点是流体流过材料之前，可另外过滤出颗粒物质。由此就降低了从材料排出的流出物内悬浮固体的量，使流出物更适于在水路中排出，或更适于为牲畜提供饮用水。此外，网状物可降低材料内堵塞的几率，由此可延长其使用期限。

在优选的实施方式中，所述材料还含有云母或蛭石。

向流体输送材料内加入云母或蛭石的优点是材料将部分水保留在其结构内，保留时间比不加所述材料长，而且能够更迟地报废所述材料。当材料用于浇灌或作为生根介质用于溶液栽培时，就有水在材料内保留时间更长的优点。

根据本发明的另一方面，提供输送流体的系统，它包括：

载送流体的管道；

上述的材料，该材料与所述管道结合，用于输入和/或输出流体。

在一个优选的实施方式中，所述管道是使用时排布在所述流体输送材料纵向长度下方的槽。

所述管道可以是网长管，它有这样的装置，使流体在其内部与外部之间流过，所述管至少部分被流体输送材料的纵向长度包围。

使流体在管的内部与外部之间流过的装置可以包含在管内的一个或多个孔。

所述管可以有至少一条缝，使用时该缝排在管子上部。

所述管可以是多孔的。

所述系统可以用作挖沟以便放入排水/灌溉管然后回填的更有效的替代物或补充。这样的系统有保护管子免受压力作用的重大优点。该系统能够在水进入管子之前就过滤排出水中的固态污物并使其通过量最少。

所述系统可以用于排水。

此外，所述系统可以用于灌溉。

根据本发明的又一方面，提供流体输送材料的制造方法，它包括如下步骤：

将至少一种热固性材料和/或至少一种纤维材料和至少一种热塑性材料混合起来，形成混合物；

将所述混合物放入模具内，和

加热所述混合物，以便使所述至少一种热塑性材料与其他材料熔合起来。

一种优选的方法还包括这样的步骤：在所述混合物放入所述模具之前预加热所述混合物。

在另一个优选方法中，所述混合物的加热通过向混合物中引入加热气体实施。

根据本发明的再一方面，提供流体输送材料的制造方法，它包括如下步骤：

将具有不同熔点和/或不同尺寸的热塑性材料片混合起来；

加热所述热塑性材料，使至少部分所述热塑性材料至少部分熔融，由此使至少部分所述热塑性材料熔合到至少部分其他热塑性材料上；和

冷却所述热塑性材料，以便形成基本刚硬的材料，该材料的整个体积内具有连续的多孔结构。

提供的上述方法的优点是，仅用热塑性材料就能够制成具有上述优点的流体输送材料。

下面仅用非限制性实施例，并参照附图，来描述本发明的优选实施方式，其中：

图1是本发明第一实施方式的排水和/或灌溉系统的示意性剖面透视图；

图2是本发明第二实施方式的系统对应于图1的视图；

图3是本发明第三实施方式的系统对应于图1的视图；

图4是本发明第四实施方式的系统对应于图1的视图；

图5是本发明第五实施方式的排水和/或灌溉材料的示意性透视图；

图6是图5所示材料的一部分的示意性详图；

图7是本发明第五实施方式的排水和/或灌溉材料的示意性透视图；

图8是图7所示材料的一部分的示意性详图。

参照图1，排水和/或灌溉系统1包括通常有缝(未示出)的圆管2，管2用流体输送材料3的纵向长度包住，材料3由撕碎的热塑性材料、撕碎的热固性材料和有机和/或无机纤维的模塑混合物形成。从图中能够看出，材料3在管2以上区域内纵向的宽度比管2附近的大得多。这就使材料3可从大量土壤收集流体(或释放流体至大量土壤)。

图2示出了第二实施方式的灌溉和/或排水系统11，它与图1所示实施方式的不同在于，材料13的横截面通常为圆形，管12排布在其更低的部位。

参照图3，第三实施方式的排水和/或灌溉系统31包括纵向的槽32，排布在上述图1和2所示流体输送材料33的纵向长度下面，形状与图1所示的材料3相同。相似地，图4所示实施方式的材料43的形状与图2所示材料13的相同。

参照图5，排水/灌溉材料50放置在顶层土壤52与下层土壤54之间的界面处。

参照图6，材料50包括热固性材料60和纤维材料62，与热塑性材料64熔合在一起，使材料之间形成空隙或空气孔66。使用时，被排出或浇灌的流体流过这些空隙66。

参照图7，排水/灌溉材料70放入沟72内。挖出土形成沟72，然后再填上，覆盖材料70。

参照图8，材料70包含热固性材料80，它与热塑性材料84熔合成一体，使材料之间再次形成空隙或空气孔86，水从中流过。

本发明的任何上述实施方式都可以通过模塑形成。热塑性材料与至少一种纤维和热固性材料的混合物被加热至混合物主体热塑性材料的熔点以上的温度，混合，并放入模具。该混合物在模具内由导入的热空气加热，热量分布均匀。加热热塑性材料可使它们自身并与其他材料熔合或粘合起来。然后使所述材料冷却并定型。可以导入液氮加快冷却过程。也可以使用超声波、红外线加热或微波加热技术达到所要求的熔点温度。

为了使热塑性材料与其他材料熔合起来，必需使热塑性材料片至少充分熔融，以便能够使它们与其他热塑性材料和/或其他材料熔合起来。

上述实施方式也能够通过挤出制成。漏斗喂料、直机筒、直螺杆、串联或直角机头挤出机是制备这些材料的合适装置。能够改变生产速度和挤出机内采用的压力，制成用于不同环境和用途的密度不同的产品(即更敞开或致密的结构)。可以再次使用液氮，有助于冷却过程，可以使用超声波加热技术，将混合物加热至挤出所需的温度。除了热塑性材料再使用粘合剂，或使用粘合剂代替热塑性材料可减少或消除必须加热混合物和冷却所形成的制品。

采用挤出方法也会使一部分纤维材料或橡胶碎片的较长纤维沿挤出轴向排列。当挤出形成的制品在土地内用作排水或灌溉装置时，纤维的取向方向会引导水在芯吸作用下沿排水/灌溉系统流动。

使用直角机头挤出机时，可将线或绳加入制品剖面中央。也可以用网状物包住制品的外部，有助于制品制成后的处理。网状物可以全部包住制品外部，或至少部分包住。另外，也可以加入网状物的套筒。

如图3所示，为了形成纵向的沟32，将一片热塑性材料冷却前放到形成的外形的下侧。刚形成的外形的残留热量足以将热塑性材料熔合到该外形上。如果残留热量不足，可以补充热量，以帮助粘合。

所述材料也可以用作溶液栽培的生根介质。当用于溶液栽培或用于灌溉时，可以将云母或蛭石加入到保留一部分水的混合物中，由此延长水在材料内的保留时间。

本行业内的普通技术人员会明白，上述实施方式仅用非限制性实施例进行了描述，不脱离本发明所附权利要求的范围，可以进行各种改变和变化。例如，本行业内的普通技术人员会明白，纤维含量高的流体输送系统(热固性材料含量低或为零)适用作油之类物质的吸收材料，由此能够形成控制溢出的吸油杆。

本行业内的普通技术人员也要明白，这样的流体输送系统也能够用作溶液栽培法使植物生长的生根介质。

还要明白，这些流体输送系统也能够形成垫或片，放到需要加强排水和/或灌溉的区域下方，例如运动场包括高尔夫草场。在所述流体输送材料的另一种应用中，高热固性材料含量和低或零纤维含量的材料能够形成垫或片，在道路结构中用作排水系统的一部分。

Claims (31)

1.一种用于流体输送系统的输送流体的材料，该材料含有：

至少一种固化的热固性材料；和/或

至少一种纤维材料；和

至少一种与上述材料熔合的热塑性材料。

2.如权利要求1所述的流体输送材料，其中所述的至少一种热固性材料是切短的、撕碎的或破碎的。

3.如权利要求1或2所述的流体输送材料，其中所述的至少一种热固性材料含有橡胶。

4.如上述任一项权利要求所述的流体输送材料，其中所述的至少一种热固性材料是从汽车回收利用的。

5.如上述任一项权利要求所述的流体输送材料，其中所述的至少一种纤维材料含有茎杆。

6.如上述任一项权利要求所述的流体输送材料，其中所述的至少一种纤维材料含有木料。

7.如上述任一项权利要求所述的流体输送材料，其中所述的至少一种纤维材料是无机物。

8.如上述任一项权利要求所述的流体输送材料，其中所述的至少一种热塑性材料是回收利用的。

9.如上述任一项权利要求所述的流体输送材料，其中所述的至少一种热塑性材料是切短的或撕碎的。

10.如上述任一项权利要求所述的流体输送材料，其中所述的材料用模塑方法形成。

11.如上述任一项权利要求所述的流体输送材料，其中所述热固性材料和/或纤维和热塑性材料混合起来，预加热，并放入模具内，熔合成一体。

12.如权利要求11所述的流体输送材料，其中所述的材料用热空气加热。

13.如权利要求1-9中任一项所述的流体输送材料，其中所述的材料由挤出法形成。

14.如上述任一项权利要求所述的流体输送材料，其中所述材料至少部分被网状物包住。

15.如权利要求14所述的流体输送材料，其中所述的网状物含有细网眼网。

16.如上述任一项权利要求所述的流体输送材料，它还含有云母。

17.如上述任一项权利要求所述的流体输送材料，它还含有蛭石。

18.一种用于流体输送系统的流体输送材料，它基本参照附图如上所述。

19.一种输送流体的系统，它包括：

载送流体的管道；和

如上述权利要求中任一项所述的流体输送材料，该材料与所述管道结合，用于输入和/或输出流体。

20.如权利要求19所述的流体输送系统，其中所述的管道是使用时排布在所述流体输送材料纵向长度下方的槽。

21.如权利要求19所述的流体输送系统，其中所述管道是细长管，它有这样的装置，使流体在其内部与外部之间流过，所述管至少部分被流体输送材料的纵向长度包围。

22.如权利要求21所述的流体输送系统，其中所述的使流体在管的内部与外部之间流过的装置包括在管内的一个或多个孔。

23.如权利要求21所述的流体输送系统，其中所述的使流体在管的内部与外部之间流过的装置包括至少一条缝，使用时该缝排在所述管的上部。

24.如权利要求21所述的流体输送系统，其中所述的管是多孔的。

25.如权利要求19-24中任一项所述的流体输送系统，其中所述的系统用于排水。

26.如权利要求19-24中任一项所述的流体输送系统，其中所述的系统用于灌溉。

27.一种流体输送系统，它基本参照附图如上所述。

28.一种流体输送材料的制造方法，它包括如下步骤：

将至少一种热固性材料和/或至少一种纤维材料和至少一种热塑性材料混合起来，形成混合物；

将所述混合物放入模具内，和

加热所述混合物，以使所述至少一种热塑性材料与其他材料熔合起来。

29.如权利要求28所述的方法，它还包括这样的步骤：在所述混合物放入所述模具之前预加热所述混合物。

30.如权利要求28或29所述的方法，其中通过向所述混合物中引入加热气体来加热混合物。

31.一种流体输送材料的制造方法，它包括如下步骤：

将具有不同熔点和/或不同尺寸的热塑性材料片混合起来；

加热所述热塑性材料，使至少部分所述热塑性材料至少部分熔融，由此使至少部分所述热塑性材料熔合到其他的至少部分热塑性材料上；和

冷却所述热塑性材料，以便形成基本刚硬的材料，该材料的整个体积内具有连续的多孔结构。

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