CN1640236A - 用于生产滴灌管的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于生产滴灌管的方法。本发明涉及一种用于一滴灌管(1)的喷射器，该喷射器包括一具有一与所述管的内壁进入接触的外表面和一朝向所述管的内部的内表面的本体，其中所述外表面包括朝向所述管的内壁开口以与设置在所述管的所述壁上的一排水口连通的一集水室，所述喷射器还包括设置在所述本体内的形成一流体可在所述内表面与所述集水室之间流入其中的通路的流动装置，其特征在于，所述集水室还包括一伸出所述外表面的伸出部件。

Description

用于生产滴灌管的方法
技术领域
本发明涉及一种生产滴灌管或管道的方法。
背景技术
对某些灌溉来说，使用所谓的“滴灌管”是一种普遍的技术。这是一种其管壁被以事先固定的间隔打出小尺寸的孔的管，水通过这些小尺寸的孔流入地面。为了精确控制从孔流出的流量，设置有一通常称为“喷射器(滴头，emitter)”的由塑料制成的部件构成的流速限制器，它被粘结在管的内壁上。在朝向管的内壁的一侧上，该部件具有一形成一集水室的中空部。该集水室通过一具有预定压力损失的通路例如迷宫式通路与管的内部空间连接。该迷宫式通路是由喷射器的朝向管内表面的表面上的一预制凹槽构成的。
实际上，在大多数情形中，以如下方式生产这种滴灌管：
将聚合体通常是聚乙烯送进一挤出机，该挤出机经由一挤出十字头以所需尺寸连续生产一管子。仍然热的所述管一从挤出十字头出来，就将一通过挤出十字头带来的喷射器压靠在所述管子的内壁上并通过局部熔化而被粘结在该内壁上。
一旦管喷射器在一水槽中冷却，就在所述管的与集水室相对的壁上打出一孔。当前，以如下方式进行这种操作：
为了在合适位置上打孔，必须检测一喷射器在所述管中的起点。假定所述管在喷射器所在的部位处比所述管的没有喷射器的部位处厚，则利用机械装置通过例如在借助一弹簧相互压靠在一起的两个辊子之间推进薄壁管而检测喷射器在所述管中的起点。一喷射器一通过两个辊子中间，辊子就必须移动以为喷射器腾出空间。这种运动是通过一电传感器检测的并且被用作一将在所述管中制成一开口以在所述管的内部和外部之间形成一通过所述喷射器的通路的钻孔机的信号。
然后通过常规机械装置(钻孔机和钻头)钻出一孔。
用于滴灌管的这种设备和生产方法是公知的，尤其可从EP专利No.0344605中获知。
然而这种方法有许多缺点。实际上，因为检测喷射器的所在位置需要一有一定重量的机械部件的运动，该部件的惯性会限制检测喷射器的起点的速度和精度以及打孔的速度。
打孔需要一定的时间。假定所述管在此(打孔)时间内正向前移动，则在打孔时间内，打孔系统必须以所述管的速度跟随所述管。这需要复杂且昂贵的机器。
而且，应该注意到，打孔是一种使材料以与所述孔对应的一圆盘形式或碎屑形式被去除的操作。由于不能保证这种材料100％地退出，因此生产过程会频繁地暂停。应该注意到，用于这种管的聚合物更具体地说是聚乙烯比金属更难于钻孔：聚乙烯在由钻头产生的热量下容易熔化并“凝固”在工具上而使所述工具不能再切割。
此外，这种机械打孔技术的速度基本不越过每分钟200个孔，同样会限制管生产速度，典型地限制在每分钟约80米。
为了克服与机械钻孔有关的缺点，EP专利N0.0715926已经提出用于生产滴灌管的一种设备和一种方法。根据此文献，钻孔或打孔不是利用机械装置而是用激光完成。尽管这种改进使打孔速度加倍，且因此与EP专利N0.0344605所描述的设备相比较在同样的挤出速度下缩短了喷射器之间的间距，但它仍有许多缺点。实际上，它仍然需要使用一喷射器检测装置并提供一用于在所述管向前移动时使用倾斜镜(tilting mirror)打孔的复杂系统。此设备笨重、复杂且较昂贵，这样显著增大了这种设备的成本。顺便指出的是，喷射器检测和激光打孔装置的成本通常占总设备成本的约30％。
根据前述内容，存在对一种用于生产滴灌管但无需使用现有技术的复杂且昂贵装置而使喷射器集水室与外部连通的设备的需求。
发明内容
本发明的一主要目的是克服或至少减少这些缺点，并提供一种可高速生产“滴”式灌溉管的简单打孔系统。
本发明因此涉及一种用于一滴灌管的喷射器，所述喷射器包括一具有一与所述管的内壁进入接触的外表面和一朝向所述管的内部的内表面的本体，其中所述外表面包括朝向所述管的内壁开口以与设置在所述管的所述壁上的一排水口连通的一集水室，所述喷射器还包括设置在所述本体内的形成一流体可在所述内表面与所述集水室之间尤其以一低预定流速流入其中的通路的流动装置，其特征在于，所述集水室包括一伸出所述外表面的伸出部件。
由于这些特征，当喷射器被压靠在所述管的内壁上并通过局部熔化而粘结在该内壁上时，伸出部件使所述管变形并形成一与所述集水室相对的局部凸出部。因此局部伸出所述管的表面的所述凸出部可利用简单机械装置容易地切掉以形成使每个喷射器的集水室与外部连通的排水口。利用简单机械装置，一固定切割工具可设置在所述管的前进路线上，并因此可省略现有技术中复杂和昂贵的检测和打孔装置。根据一种变型，还可设想一种转动运动的工具例如一铣刀或类似工具。还应注意，使用根据本发明的喷射器相对于现有技术可提高管生产速度，在此范围内它克服了与检测和打孔或激光打孔装置有关的由所述管前进的速度引起的限制。换句话说，它不再需要提供使打孔装置配合所述管的前进速度以执行所述打孔操作的装置。
本发明还涉及一种滴灌管，它包括多个沿其长度以一定间隔相互隔开的排水口和多个如上所述的喷射器，所述喷射器被固定在所述管的内壁上使得每个喷射器的集水室面对一排水口。根据一有利特征，每个排水口的边与其所述连接的所述喷射器的伸出部件进入接触，以便与所述伸出部件一起形成一瓣阀装置，其中阀瓣是由所述管的在所述排水口周向延伸的部位形成，并且所述瓣阀装置在所述管中没有流体流动时弹性地作用在所述伸出部件上以堵塞所述排水口。相反，当一受压流体在所述管中流动时，所述边缘可从离开所述凸出部并为流体留出一通路。这种结构有利地限制或防止了任何可能引起流体流动堵塞的污物进入集水室。
根据另一方面，本发明还涉及一种用于生产根据权利要求8所述的滴式灌管的方法。
根据又一方面，本发明还涉及一种用于根据权利要求13生产滴灌管的挤出设备。
附图说明
现在利用一经由附图示出的实际示例详细说明本发明，其中：
图1是可通过本发明方法获得的灌溉管的示意性透视图；
图2是根据本发明的喷射器在被置于灌溉管中之前从上方看时的透视图；
图3是根据本发明的用于生产灌溉管的设备的示意图；
图4是图3所示设备的挤出工段、校准工段和冷却工段的局部剖视图；
图5是校准工段的压力辊附近的沿图4中线V-V的剖视图；
图6是喷射器粘结在管上的部位处的局部剖视图；
图7是图3所示设备的切割工段的透视图；
图8是灌溉管在进入图7所示的切割工段之前的局部纵向剖视图；
图9a和图9b是分别示出根据本发明第一实施例的在切割工段中正好在切割凸出部的操作之前的灌溉管的局部侧视图和正视图；
图10a和图10b是分别示出在图7所示的切割工段的出口处的灌溉管的局部侧视图和正视图；
图11a和图11b是分别示出根据本发明第二实施例的在切割工段中正好在凸出部切割操作之前的灌溉管的局部侧视图和正视图；
图12是与图4类似的视图，其中喷射器以一连续带的形式相互连接；以及
图13是根据本发明的灌溉管在切割凸出部的操作之前的局部纵向剖视图，其中喷射器以一连续带的形式相互连接。
具体实施方式
图1示出一由塑料例如聚乙烯制成的具有以规则间隔隔开的排水孔或排水口2的供水管或供水管道1，水可以通过排水口2流动或滴流到水生植物(未示出)。在孔2的附近设置有一置于所述管内部并因而从外部看不见的喷射器4，其结构参照图2说明。
该喷射器是一由塑料制成的部件，理论上该喷射器的成分与管1的成分相同，尽管这并不是必须的。喷射器4通常具有一细长平行六面体形状的带有一“外”表面5的本体，该“外”表面的横截面具有与管1的内壁的曲率相对应的曲线形状。在表面5中，在所示示例的基本一端部的中央附近切出一未到达该喷射器的相对面7的集水室6。如图2清楚所示，在表面5中设置有一形成一迷宫的水槽或通路8，连接集水室6与通路9的所述水槽位于喷射器4的另一端部并且在喷射器的相对面或内表面7上开口。通路9和水槽8因而构成一流体可在集水室6和内表面7之间以低预定流速流入其中的流动装置。
在制成的管中，喷射器4通过其整个外表面5粘结或优选地热熔接在管1的内表面上。穿过管1的壁的孔2通向集水室6。应理解，包含在管1中的水穿过通路9、凹槽8、集水室6以及孔2流向外部。
根据本发明的喷射器4还包括一从集水室6的底部12伸出外表面5的伸出部件10。在所示示例中，伸出部件10具有一截头圆锥形状且与喷射器4一体形成。伸出部件10也由与喷射器4的本体相同的材料制成。因此根据本发明的喷射器通常可通过常规注塑成型技术获得。
应理解，根据一种变型，伸出部件10可具有任何其它形状，只要这种形状能够使其伸出喷射器的外表面5。也可以设想不直接从集水室底部而从所述室的侧壁伸出的伸出部件，还应理解，该伸出部件具有一使其包括一伸出外表面5的部分的形状。根据一种变型，伸出部件10可附加在集水室6上并通过任何合适的方式例如粘结、焊接或类似方法固定在那里。
伸出部件10越过外表面5的高度取决于所述管的喷射器所粘结的壁的厚度。通常，对于具有0.1至1mm数量级的壁厚的管，伸出部件10伸出外表面5约2至5mm之间；对于具有1至2mm数量级的壁厚的管，伸出部件10伸出外表面5约4至8mm之间。
还应注意，伸出部件10包括一优选地为圆形的自由端。
现在参照图3至6，应注意到，用于生产管1的设备包括一带有一用于塑料的熔化室21的挤出工段20，它提供了一设置有一模具23的组件22，在模具23中设置有一被设计成可使一管状预制件25从该模具中出来的圆锥形心轴24。
预制件25由牵引工段26a、26b牵引穿过将在下文中详细描述的一校准工段27和冷却室28以及穿过一切割工段PD。越过牵引工段26b后，所述管卷绕在一圆筒29上。
这种布置在塑料管生产技术中是常规的。
为了粘结喷射器4，心轴24具有一内部设置有一包括一导向槽30a的导向部件30的轴向通路，该导向部件的自由端30b尽可能地延伸到校准工段27的校准器27a的内部。导向部件30从一供给装置31接收喷射器4。
在所示示例中，配备有一通过空气喷射33b辅助的驱动辊33a的运动装置32被设置用于将来自于一仓库(未示出)喷射器4向前移动到校准器27a的内部。导向部件30的尺寸被设置成在该位置处其尺寸由校准器27a减小的管预制件25在其仍处于糊状时与喷射器4进入接触，这样确保喷射器的上表面5热熔接在预制件的内壁上。在进一步改进喷射器的上表面5与预制件的内壁的接触中或者为了进一步改进喷射器的上表面5与预制件的内壁的接触，校准器27a与一高度可调且以与管向前移动的速度同步的速度转动的压力辊34连接。压力辊34将所述管和喷射器4压靠在导向槽30a上。尤其可从EP专利申请No.03405609中获知一种类似布置，其全文引用在此作为参照。还应注意，压力辊34可在其接触面上包括一软衬套34a以尽可能好地与喷射器的表面5压印在所述管上的形状尤其是伸出部件10的形状相匹配。
在离开校准工段27和冷却工段28时，管1在其与每个喷射器相对的外表面上具有一由所述管的被挤压在伸出部件10上并伸出所述管的外壁表面的壁产生的凸出部P。如此形成的管1借助第一牵引工段26a进入切割工段PD，然后出来进入第二牵引工段26b。这些牵引工段的前进速度被选择成所述管在将于下文中详细描述的切割工段PD中被以最佳方式充分地拉成扁平状。
参照图7至图10，可以看出，管1沿箭头F的方向进入切割工段，经过一圆筒36然后经过输送器滑轮38、40，这样它在切割工具42的前面经过。图8示出管1的包括一喷射器4的一段刚好在进入切割工段PD之前的结构剖视图。可以看出，管1是扁平的并且具有一位于喷射器4的位置处的台部以及一与集水室6相对的由伸出部件10形成的凸出部P。
圆筒36和滑轮38、40可转动地安装在切割工段的支架44上。圆筒36具有一宽度与扁平形状管的几个宽度相当的圆柱面36a。在这一点上，应指出的是，圆柱面36a可涂覆一例如由橡胶制成的防滑层以改进所述管的推进并使其在圆筒36上被拉紧。在所示示例中，所述管到达圆筒36的前部，并在圆筒36的一中部局部卷绕在所述圆筒上。然后所述管改变方向而朝向滑轮38。并且从滑轮38再一次改变方向而朝向圆筒36，在圆筒36上所述管在该圆筒的一中部局部卷绕。然后所述管改变方向而朝向滑轮40并且从滑轮40再一次倾斜地指向圆筒36，在圆筒36上，所述管局部卷绕在一后部，并且从这里由第二牵引工段26b牵引离开切割工段。圆筒36和滑轮38、40被安装成可其各自轴上自由转动并且因此被牵引工段26a、26b驱动。这种布置能够在此工段中获得管1的最佳张紧，而不会延展或拉伸所述管。
在图7至图10所示的示例中，切割工具42是一可转动地安装在支架44上的转动刀具，其转动轴线平行于圆筒36的转动轴线A并且与所述轴线A基本对齐。切割工具42通常是一铣刀，其切割宽度基本比扁平结构的管的宽度大。该切割工具在圆筒36的圆柱面36a的上方在管1向前移动的路线上且在距表面36a一确定高度H(图9a和图9b)处延伸。更具体地说，切割工具42在管1的中间卷绕部位的上方在距表面36a一足够距离处延伸，以使切割工具42的切割刃在凸出部P向前移动的路径上与凸出部P相遇，并切去凸出部P的顶部，而不会有任何损坏喷射器位置处的管的风险。因此凸出部P的高度主要取决于伸出部件10的高度和管1的壁厚，切割工具42被安装在支架上以使其距表面36a的高度可以调节。还应指出的是，切割工具42的转动方向R使得切割工具的切割方向与管的运动方向相反。在这一点上，还应指出的是，表面36a构成一用于管1的圆柱支承面，使得管1和喷射器4能够在凸出部被切割时弯曲。这种弯曲的优点在于，能够使凸出部P的凸出更明显并从而有助于切割操作。
在切割工段中，切割工具42切割伸出部件的位于喷射器4的外表面5上方的顶部，以及管1的覆盖部件10的壁部。通过切割操作，如图10a和图10b所示，集水室6经由通过去除所述管的覆盖伸出部件的部位而形成的排水口2与外部连通。还应指出的是，在这些附图中，在所述管中没有任何流体流动时，每个排水口2的边缘由于所述管的壁的弹性性质而被压在喷射器4的伸出部件10的本体上。而且，当受压流体在管中流动时，流动压力将每个排水口2的边缘从伸出部件10上移开并为流体打开一通路。因此每个排水口2的边缘与截头伸出部件10一起因而构成一防止尤其是污物进入集水室的瓣阀(flap valve)装置。
图11a和图11b示出一根据本发明的设备的切割工段的一可选实施例。其中已经结合上述附图描述过的部件用相同的附图标记指定。在此变型中，只改变了切割工具42的性质。根据此变型，切割工具42由一固定刀片形成，其切割刃被置于凸出部P向前移动时的路径上。
图12和图13示出根据本发明的一灌溉管的一可选实施例，其中已经结合上述附图描述过的部件用相同的附图标记指定。根据这种变型，尤其如图12所示，喷射器4不再是一整体式，而是通过它们的以具有一连续带形状的单个部件制成的本体相互连接。因此该带在其外表面上包括以固定间隔隔开的分别与在所述外表面上切出的迷宫连接并且与所述带的内表面连通的多个集水室。因此多个喷射器具有一带状的共用本体，它可例如从一盘卷或卷轴上带至支承导向件上并在校准器中与所述管的内表面进入接触，以便将所述带的外表面粘结或热熔接在所述管的内表面上，与热熔接整体式喷射器的示例一样。
当然，本发明不限于上文中描述的实施例，很明显，本领域技术人员可以在不脱离本发明由附属权利要求确定的保护范围的情况下作出各种变型和/或改进。尤其是可设置一用于检查凸出部的切割的工段，例如通过一扫描器或摄像机，以便监控切割质量。

Claims (19)

1、用于一滴灌管的喷射器，所述喷射器包括一具有一与所述管的内壁进入接触的外表面和一朝向所述管的内部的内表面的本体，其中所述外表面包括朝向所述管的内壁开口以与设置在所述管的所述壁上的一排水口连通的一集水室，所述喷射器还包括设置在所述本体内的形成一流体可在所述内表面与所述集水室之间流入其中的通路的流动装置，其特征在于，所述集水室包括一伸出所述外表面的伸出部件。
2、根据权利要求1所述的喷射器，其特征在于，所述集水室包括一基本平行于所述外表面延伸的底面，且所述伸出部件从所述底面延伸。
3、根据权利要求1或2所述的发生器，其特征在于，所述伸出部件与所述喷射器的本体一体形成。
4、根据前述权利要求中任一项所述的喷射器，其特征在于，所述伸出部件伸出所述外表面在约2和5mm之间。
5、根据前述权利要求中任一项所述的喷射器，其特征在于，所述伸出部件具有一圆形自由端。
6、根据权利要求1至5中任一项所述的喷射器的组，其特征在于，所有喷射器的所有本体被制成一呈一连续带形状的单个部件形式。
7、滴灌管，它包括多个沿其长度以一定间隔相互隔开的排水口和多个根据权利要求1至5中任一项所述的喷射器，所述喷射器被固定在所述管的内壁上使得每个喷射器的所述集水室面对一排水口。
8、根据权利要求7所述的滴灌管，其特征在于，所有喷射器的所有本体被制成一呈一连续带形状的单个部件形式。
9、根据权利要求7或8所述的滴灌管，其特征在于，每个排水口的边缘与其所连接的所述喷射器的伸出部件进入接触，以便与所述伸出部件一起形成一瓣阀装置。
10、滴灌管生产方法，其特征在于，它包括以下步骤：
通过一挤出机或一挤出工段中的挤出制备一连续管；
提供在一外表面上包括一带有一伸出所述外表面的部件的集水室的喷射器，所述喷射器还包括形成一流体可在所述喷射器的一内表面与所述集水室之间流入其中的通路的流动装置；
在挤出期间将所述喷射器相继引入所述管内部；
将所述喷射器经由其外表面一个接一个地粘结在所述管的内壁上，以便所述喷射器的所述伸出部件在所述管的外表面上形成凸出部；
冷却所述管；以及
相继切割所述凸出部以形成使所述集水室与外部连通的排水口。
11、根据权利要求10所述的方法，其特征在于，它还包括一在一校准器中校准所述管的步骤，并且所述粘结喷射器步骤是在所述校准器的下游执行的。
12、根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述管被弯曲以便使要切割的凸出部在切割操作时显露出来。
13、根据权利要求12的方法，其特征在于，所述弯曲步骤是通过使设置有喷射器的所述管经过一圆柱支承面完成的。
14、根据权利要求10至13中任一项所述的方法，其特征在于，所述切割步骤是利用一固定刀片或者利用一设置在所述凸出部向前移动时的路径上的转动刀具完成的。
15、根据权利要求10至14中任一项所述的方法，其特征在于，所述喷射器相互连接并采用一连续带形式。
16、用于根据权利要求10至15所述的方法生产一滴灌管的挤出设备，其特征在于，它包括：
包括一具有一中心孔的挤出头并且其中形成一管预制件的一挤出工段；
包括一设置在所述挤出头下游的校准器并且其中所述管预制件被形成基本确定的尺寸的一校准工段；
设置在所述校准工段下游的用于牵引挤出的所述管穿过所述校准器并从那里移走的牵引部件；
设置在所述中心孔中的用于喷射器的一支承件，所述支承件具有一设置在所述中心孔内部并与喷射器供给装置连接的第一端部和一至少尽可能地设置在所述校准器内部或所述校准器的入口区域的第二相对端部；
用于使所述喷射器一个接一个地与所述内壁进入接触以便将所述喷射器的上表面粘结在所述管的内壁上的装置；
其中冷却所述管的冷却工段；以及
一设置在所述冷却工段下游的切割工段，它包括一设置在所述管的所述凸出部向前移动时的路径上的固定或转动切割工具。
17、根据权利要求16所述的设备，其特征在于，所述切割工段包括一其上靠有所述管以便在执行所述切割操作时使所述管弯曲的支承面；并且所述支承面被设置成基本面对所述切割工具。
18、根据权利要求17所述的设备，其特征在于，所述支承面由一其上至少局部卷绕所述管的圆筒形成。
19、根据权利要求18所述的设备，其特征在于，所述圆筒是机动的并且构成用于所述管的所述牵引装置。
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