CN201156903Y - 一种温室大棚骨架材料及其加工设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于农业栽培、种植和养殖的温室大棚的骨架材料，尤其是涉及一种钢管为原材料的温室大棚骨架材料，还涉及所述的温室大棚骨架材料的加工设备。骨架材料包括一空心钢管，钢管内填充固化的高分子无机材料，与钢管内表面无缝隙粘合，钢管外覆盖的固化高分子无机材料，与钢管外表面无缝隙粘合。一种加工骨架材料的成形机，包括机架、动力装置、钢管夹持器、夹持传动装置。一种加工系统，由浆槽、成型机、滑轨组成。这种温室骨架材料具有耐腐蚀、低成本、不划膜、高强度、高韧度等优点。

Description

一种温室大棚骨架材料及其加工设备

技术领域

本实用新型涉及一种适用于农业栽培、种植和养殖的温室大棚的骨架材料，尤其是涉及一种钢管温室大棚骨架材料，还涉及所述的温室大棚骨架材料的加工设备。

背景技术

随着农、林、渔、牧等种植及养殖业的大力发展，温室大棚的种类日益增多，不光被用来种植时新蔬菜和花卉，还越来越多的被用来育苗、养殖，甚至被作为聚餐场所。温室大棚主要是由棚的骨架和塑料薄膜构成，一般还在塑料薄膜上面覆盖可卷起放下的草帘等物，白天阳光照射时卷起，使大棚内的农作物受到阳光照射，晚上放下盖住薄膜，弥补了薄膜会通过热交换使热量流失的缺点，以保持大棚内的温度。由于其能营造良好的温室环境，有利于种植和养殖，现在已在我国广泛使用。

用于建造温室大棚的骨架材料种类很多，也有一些不同形状，以前应用最为普通的是竹木结构温室骨架，竹木骨架的优势是价格便宜，但是强度低、使用寿命不长，而且大棚内需要有立柱，将地块划分得更小，降低了土地的使用效率；水泥骨架太过笨重，不易装配、运输。钢结构的骨架型材料种类也比较多，如冷轧带肋钢筋骨架，双钢筋或组合双钢筋、钢筋混凝土骨架等等均使用较为普遍，还有一些玻璃钢骨架型材及钢管或竹木结构表面覆盖玻璃钢骨架型材等新材料温室骨架型材，这些种类的骨架型材在强度、刚性、韧性、寿命等性能方面均有不同程度的改善，但是在价格和制造、安装时的工序要求也都相应提高，应用推广受到一定的限制。

如专利号ZL 02205059.0号专利公开了一种玻璃钢管大棚骨架，提供了一种外端面为圆面，内端面为突起弓型圆面的玻璃钢管大棚骨架。玻璃钢拉挤模具芯模由圆形改为凹槽形状即可实现，结构上采用了类似折弯工艺的突起弓型圆面，加工工艺十分简单，其抗弯、抗扭、抗压和承载能力比现有无突起弓型圆面结构的玻璃钢管大棚骨架却大幅增加，还可以有效地防止玻璃钢管制品在模具中因固化不均导致的开裂现象。但是存在以下缺点：强度不够，韧度不足，在较大压力下容易折断；玻璃钢的原材料是还原树脂，不耐老化，不耐腐蚀；制造成本高，每吨原材料约为2.8万元。

专利号ZL 01200346.8号专利公开了一种塑料大棚MC骨架，用氧化镁氯化镁为主要基料添加改性剂和玻璃布，按模型尺寸大小制成，直径为Φ90mm，壁厚为6-10mm空心薄壁，无机玻璃钢管。此管耐潮湿，不怕腐蚀，寿命长达20年。它能经受各种温度变化可达-30。℃-35℃。没有热胀冷缩现象，表面光洁度高。缺点：氧化镁氯化镁作为原材料，怕潮湿，容易返卤变型，在使用骨架搭建大棚时，不能使用金属连接件，否则容易氧化脱落，导致骨架之间的连接复杂。

专利号ZL97244142公开了一种复合材料蔬菜棚架，它包括基料及其玻璃纤维增强材料和竹筋，其特点是棚架截面形状为圆形管状空心结构。专利号ZL00108485公开了一种中空管状温室骨架型材，在玻璃丝布涂抹上镁质材料卷制形成一体，在镁质材料骨架的中心有圆孔。这两种骨架材料也因为原材料而存在缺点：菱镁轻质骨架容易返卤变型。

人们也常用空心钢管作为大棚骨架，如专利号为95232346.X的中国专利“无立柱塑料大棚”，其骨架就为空腹型钢制成。其缺点有：1、伤害薄膜，夏季阳光照耀下，钢管易吸热发烫，表面温度甚至可超过70℃，所以覆盖于其表面的塑料薄膜容易烫破熔化，造成漏水，不保温，结果损害农作物生长；2、强度不够，由于骨架为空心管制成，因此骨架抗压抗风强度有限，曾经发生过大雪天，厚雪压塌农用大棚现象，破坏农业生产；3、易生锈，由于是空心钢管，其内外表面部分接触氧气，尤其在露天，空气中还含有水分，极易使钢管生锈腐烂，影响使用寿命。

可见，现有的温室大棚骨架主要分为两类。一类是由钢管或角钢等金属材料制成，这一类骨架的温室大棚由于其制作成本高，耐腐蚀性差难以为广大农户接受，特别是在沿海地区等腐蚀环境下，使用寿命短。另一类是由水泥混凝土、菱镁混凝土、水泥竹木混合结构或单独的竹片骨架制成。菱镁质结构骨架耐水性差，强度低，寿命短，一般只用两年，水泥混凝土质骨架构件尺寸大，遮光系数大，减少了有效采光面积，且表面粗糙易损坏塑料薄膜棚面，使用性能差；竹片骨架强度低，承受栽荷小，使用寿命更短，只能用一年，因而无法达到农业栽培及养殖设施的要求。

因为钢管的强度和韧度非常合适于作为温室大棚骨架，所以，针对钢管的上述缺点，也出现了一些钢管骨架的改进材料，如覆盖塑料层和管中填充基料的钢管改进型材。专利00220436公开的一种防腐蚀家用大棚，它的管件由金属层、热熔胶层和塑料层组成。专利号ZL 99222605.8号专利公开了一种“大棚骨架”，其结构为：里面是钢管，外面是1-3mm的塑料层。专利号ZL 01274666.5号专利公开了一种大棚骨架防腐钢管，由管体、管芯和管表层组成，钢管外面有油漆层，油漆层再用强力胶带网格布捆扎层，捆扎层外面有两道防腐涂层。

这几种外面包裹覆盖层的钢管骨架材料，比其他原材料的骨架材料，有如下优点：一是不吸热，不会烘烤塑料膜；二是防止了钢管的锈蚀，使用寿命长；三是由于金属表面不直接与塑料膜摩擦，故薄膜的使用寿命长；四是安装灵活，使用方便。但是仍然有三个方面的不足：一是制造工序多而且复杂；二是其他层不能增强钢管强度，所以对钢管厚度有一定的要求，使用钢材多；三是所使用的外包层和基料与钢管的膨胀系数不同，在经过温室内的高温后，与钢管结合不紧密，钢管容易生锈。

而专利号ZL 98122863.1则公开了一种具有防晒、抗老化、强度大、又能隔氧、大大延长使用寿命的大棚骨架。该大棚骨架包括空心钢管，空心钢管外表面包有塑料层，同时空心钢管内充填有基物。上述塑料层表面分布有反射光线的棱条；上述基物可为低碱水泥、膨胀珍珠岩、建筑胶混制的硬质、轻质建筑材料；也可为水泥砂浆或玻璃纤维增强的水泥砂浆建筑材料；也可为菱苦土、氯化镁、填充改性剂混制的菱镁类硬质轻型建筑材料。其钢管一般可采用圆管、方钢管及其它几何型材料，直径在16～80毫米之间，壁厚较适宜在0.3～1.8毫米，外表面包一层塑料层，一般为0.5～3毫米，采用抗紫外线，耐老化工程塑料，塑料层表面分布有反射光线棱条，同时空心钢管内充填有基物，可以采用硬质轻型建筑材料，如低碱水泥、膨胀珍珠岩、建筑胶聚乙烯醇混制的硬质轻型材料，也可为菱苦土、氯化镁、填充改性剂混制的菱镁类等硬质、轻型材料，也可为水泥砂浆或玻璃纤维增强的水泥砂浆建筑材料。

该大棚骨架由于表面包有塑料层，在夏季能有效阻止钢管吸热发烫，又由于表面反射光线条纹，能控制大棚骨架表面温度在50℃以下，有效防止塑料薄膜被熔化烫破现象，钢管充填基物，既起到隔氧作用，防止钢管内表层被氧化腐烂，延长大棚骨架使用寿命，又能增强大棚强度，不易被大雪压塌或被狂风吹掉，同时充填基物为硬质轻型建筑材料，成本低、重量轻，又降低了生产成本。新结构的大棚骨架节省了钢铁材料，同样规格强度情况下，生产成本低，使用寿命长，防腐蚀、防晒，适宜农业大棚推广应用。

但是，该实用新型的骨架材料外表的塑料层只能起到防止钢管锈蚀的作用，不能起到增加骨架材料强度的作用，而且在我国南方夏天温室内温度能够达到70℃，塑料层易被熔化，影响使用寿命。现在温室骨架材料已向耐腐蚀、低成本、不划膜、高强度、高韧度的方向发展。

实用新型内容

(一)要解决的技术问题

本实用新型的目的是提供一种耐腐蚀、低成本、不划膜、高强度、高韧度的温室骨架材料，以及骨架材料的加工设备。

(二)技术方案

为了达到上述目的，本实用新型采取以下方案：

本实用新型是一种温室大棚用的骨架材料，包括一空心钢管，钢管内填充固化高分子无机材料，钢管外固化一层高分子无机材料。

其中，所述钢管内填充固化的高分子无机材料，与钢管内表面无缝隙粘合，所述钢管外覆盖的固化高分子无机材料，与钢管外表面无缝隙粘合，使钢管不会被空气中的氧气氧化生锈，延长使用寿命。

其中，所述骨架材料的截面呈圆形或者多边形，外表面光滑，防止划伤塑料薄膜。

其中，所述钢管外覆盖的固化高分子无机材料厚度为5mm至30mm。

其中，所述钢管内填充的固化高分子无机材料和所述钢管外固化的高分子无机材料，由重量比为4％至35％的滑石粉、64％至95％的钙石粉、1％至0.01％的化学添加剂，与水混合搅拌成浆形成。

其中，所述化学添加剂为甲级纤维素和水性玻璃胶，所述的钙石粉为精选坚石粉碎而成，化学添加剂可以使高分子无机材料强度更大，与钢管的粘合更牢固。

其中，所述钢管内填充的固化高分子无机材料和所述钢管外的固化高分子无机材料，还掺杂有玻璃纤维丝，增强高分子无机材料的韧性和骨架材料的整体强度。

本实用新型还包括一种加工骨架材料的成形机，包括机架、动力装置、钢管夹持器、夹持传动装置，动力装置固定在机架上，钢管夹持器通过旋转轴承与机架连接，动力装置的动力轮通过夹持传动装置与钢管夹持器形成传动连接，对钢管夹持器提供转动动力，钢管夹持器夹住钢管一端，使钢管在加工过程中可以转动。

其中，所述夹持传动装置为皮带轮组或者齿轮组，所述钢管夹持器包括夹持部和旋转轴，旋转轴安装在旋转轴承内，旋转轴承安装在机架的活动安装孔中，活动安装孔可以使钢管夹持器上下调整高度，通过控制钢管与浆槽的距离，控制钢管外高分子材料的厚度。

其中，所述机架上还安装有移动传动装置和滚轮，滚轮通过移动传动装置与动力装置的动力轮或者钢管夹持器的旋转轴形成传动连接，这样，滚轮可以得到动力装置的传动力，使机架可以在滑轨上移动，便于在钢管包裹高分子材料后缠绕光滑玻璃纸。

其中，所述移动传动装置包括源动齿轮、传动齿轮、传动轴，源动齿轮安装在动力轮或者钢管夹持器的旋转轴上，传动轴与滚轮固定连接，传动齿轮安装在传动轴上，与源动齿轮轴向垂直，轮齿相啮合。

其中，所述机架上安装离合控制柄，离合控制柄一端与移动传动装置的传动齿轮连接，可以操纵传动齿轮与源动齿轮之间的离合，使钢管在包裹高分子材料过程中可以根据需要决定是否移动机架。

本实用新型还包括一种使用成形机的骨架材料加工系统，由浆槽、成形机、滑轨组成，成形机的滚轮与滑轨接触，浆槽与滑轨平行放置。

其中，所述滑轨为两根，平行设置，浆槽上安装有移动轮，移动轮与滑轨接触，浆槽一端固定在成形机的机架上，这样，可以使浆槽与机架一起移动，移动时钢管仍然在浆槽内。

其中，所述浆槽为“V”形槽，浆槽侧上方设置有浆池，浆池向浆槽方向开有液浆出口，“V”形槽便于控制钢管外高分子材料的厚度。

(三)有益效果

本实用新型不仅具有钢管骨架的优点，即：一是不吸热，不会烘烤塑料膜；二是防止了钢管的锈蚀，使用寿命长；三是由于金属表面不直接与塑料膜摩擦，故薄膜的使用寿命长；四是安装灵活，使用方便。

而且其外包装层也对钢管提供强度和韧度的支持，克服了以前钢管骨架的缺点，使新结构的大棚骨架节省了钢铁材料，固化的高分子无机材料，与钢管的热膨胀系数比值相近，其钢管的热膨胀系数比值在0.99至1.01之间，不会因为温室内温差大导致材料脱落、开缝，不会划伤塑料薄膜。

对所选用原无机材料进行科学配比，对钢管进行除锈、包裹、充填、复合等工艺处理，使其综合了钢的强度高、韧性好，改良混凝土抗老化，硬度适宜等优点，产品成型后，在强烈日光照射下，不吸热，不脱落，不烫膜，不伤覆盖物，并能保持永久性的光洁和本色体，对环境没有任何污染，属典型环保产品。其生产工艺由全套机械化流水加工制作，技术性能稳定，成型后整固可靠。

同样规格强度情况下，生产成本低，使用寿命长，防腐蚀、防晒，适宜农业大棚推广应用。这种骨架还可以作为加油站顶棚，集贸市场大型顶棚框架拓展，用来作城镇街道栅栏、建筑物扶手、桥梁、道路护栏等带有金属支撑的框架。在性价比上，根据市场调查和物价部门核定，属于高作用价值、低价格产品。用该产品作温室、大棚骨架与直接使用钢管作温室、大棚骨架，价位低于30-40％。是铝合金材料价位的五分之一，其使用寿命远远超过纯金属材料，是竹木材料作温室、大棚骨架使用成本的四分之一左右。

附图说明

图1：本实用新型技术方案中的骨架材料

图2：本实用新型中用于制造骨架材料的成形机

图3：本实用新型中用于制造骨架材料的加工系统

图中，1、钢管外固化的高分子无机材料，2、钢管，3、钢管内固化的高分子无机材料，

20、成形机，21、机架，22、动力装置，24、夹持传动装置，25、旋转轴承，26、动力轮，27、皮带轮组，29、滚轮，30、钢管夹持器，31、夹持部，32、旋转轴，40、移动传动装置，41、源动齿轮，42、传动齿轮，43、传动轴，44、离合控制柄，51、浆槽，52、滑轨，53、移动轮，54、浆池，55、液浆出口

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

实施例1

如图1的骨架材料截面图所示，在本实施例中，骨架材料包括一空心钢管2，钢管内填充固化高分子无机材料3，与钢管内表面无缝隙粘合，钢管外覆盖固化的高分子无机材料1，与钢管外表面无缝隙粘合。骨架材料的截面呈圆形，外表面光滑，防止划伤塑料薄膜。

钢管外覆盖的固化高分子无机材料1厚度为20mm。钢管内填充的固化高分子无机材料3和钢管外固化的高分子无机材料1，由重量比为35％的滑石粉、64.99％的钙石粉、0.01％的化学添加剂，与水混合搅拌成浆形成。

化学添加剂为钪醇，钪醇含有甲级纤维素和水性玻璃胶，所述的钙石粉为精选坚石粉碎而成。

钢管内填充的固化高分子无机材料3和所述钢管外的固化高分子无机材料1，还掺杂有玻璃纤维丝，增强高分子无机材料的韧性和骨架材料的整体强度。

加工上述骨架材料使用的成形机20，结构如图2所示，包括机架21、动力装置22、钢管夹持器30、夹持传动装置24，动力装置22固定在机架21上，钢管夹持器30通过旋转轴承25与机架21连接，动力装置的动力轮26通过夹持传动装置与钢管夹持器形成传动连接，对钢管夹持器提供转动动力，使钢管1在加工过程中可以转动。

夹持传动装置24为皮带轮组27或者齿轮组，所述钢管夹持器30包括夹持部31和旋转轴32，旋转轴安装在旋转轴承25内，旋转轴承25安装在机架21的活动安装孔中，活动安装孔可以使钢管夹持器上下调整高度，通过控制钢管与浆槽的距离，控制钢管外高分子材料1的厚度。

机架上还安装有移动传动装置40和滚轮29，滚轮通过移动传动装置与钢管夹持器30的旋转轴32形成传动连接，这样，滚轮可以得到动力装置的传动力，使机架可以在滑轨上移动，便于在钢管包裹高分子材料后缠绕光滑玻璃纸。

移动传动装置40包括源动齿轮41、传动齿轮42、传动轴43，源动齿轮41安装在钢管夹持器30的旋转轴32上，传动轴43与滚轮29固定连接，传动齿轮42安装在传动轴上，并与源动齿轮41啮合。

机架上安装离合控制柄44，离合控制柄一端与移动传动装置的传动齿轮42连接，使钢管在包裹高分子材料过程中可以根据需要决定是否移动机架。

加工骨架材料的加工系统，如图3所示，由浆槽51、成形机20和两根滑轨52组成，成形机的滚轮29放在滑轨上，浆槽上安装有移动轮53，移动轮放在滑轨上。浆槽一端固定在成形机的机架上，这样，可以使浆槽与机架一起移动，移动时钢管仍然在浆槽内。

浆槽为“V”形槽，浆槽侧上方设置有浆池54，浆池向浆槽方向开有液浆出口55，“V”形槽便于控制钢管外高分子材料的厚度。

骨架材料的加工方法，包括以下步骤：

(1)制浆：用重量比为35％的滑石粉、64.99％的钙石粉、0.01％的化学添加剂，与水混合搅拌成浆；

(2)包裹：将制成的浆置于浆槽内，使用成形机夹持钢管在浆槽内转动，在钢管外表面包裹一层浆状的高分子无机材料；

(3)填充：在钢管内填充灌装浆状的高分子无机材料；

(4)凝固：将高分子无机材料凝固，与钢管无缝隙粘合。

在制浆步骤，将玻璃纤维丝掺入制成的浆中，在包裹步骤前，对钢管进行除锈。在包裹步骤中，还包括在浆槽内倒入浆状的高分子无机材料后，由成形机夹持钢管在浆槽内转动，钢管与高分子无机材料粘合并呈圆筒状，并在钢管与高分子无机材料粘合后在外表面包装一层光滑玻璃纸，使凝固后的高分子无机材料表面光滑。

这样制成的骨架材料，在强烈日光照射下，不吸热，不脱落，不烫膜，不伤覆盖物，并能保持永久性的光洁和本色体，对环境没有任何污染，属典型环保产品。其生产工艺由全套机械化流水加工制作，技术性能稳定，成型后整固可靠。是目前金属材料防锈蚀问题解决最好的一种高科技产品。

实施例2

在本实施例中，骨架材料包括一空心钢管2，钢管内填充固化高分子无机材料3，与钢管内表面无缝隙粘合，钢管外覆盖固化的高分子无机材料1，与钢管外表面无缝隙粘合。骨架材料的截面呈圆形，外表面光滑，防止划伤塑料薄膜。钢管外覆盖的固化高分子无机材料1厚度为20mm。钢管内填充的固化高分子无机材料3和钢管外固化的高分子无机材料1，由重量比为4％的滑石粉、95％的钙石粉、1％的化学添加剂，与水混合搅拌成浆形成。

化学添加剂为钪醇，所述的钙石粉为质坚石粉碎而成。

钢管内填充的固化高分子无机材料3和钢管外的固化高分子无机材料1，还掺杂有玻璃纤维丝，增强高分子无机材料的韧性和骨架材料的整体强度。

Claims (12)

1、一种温室大棚用的骨架材料，包括一空心钢管，钢管内填充固化高分子无机材料，钢管外固化一层高分子无机材料。

2、如权利要求1所述的温室大棚用的骨架材料，其特征在于：所述钢管内填充固化的高分子无机材料，与钢管内表面无缝隙粘合，所述钢管外覆盖的固化高分子无机材料，与钢管外表面无缝隙粘合。

3、如权利要求1或2所述的温室大棚用的骨架材料，其特征在于：所述骨架材料的截面呈圆形或者多边形，外表面光滑。

4、如权利要求1或2所述的温室大棚用的骨架材料，其特征在于：所述钢管外覆盖的固化高分子无机材料厚度为5mm至30mm。

5、一种加工权利要求1所述骨架材料的成形机，包括机架、动力装置、钢管夹持器、夹持传动装置，动力装置固定在机架上，其特征在于：钢管夹持器通过旋转轴承与机架连接，动力装置的动力轮通过夹持传动装置与钢管夹持器形成传动连接。

6、如权利要求5所述的成形机，其特征在于：所述夹持传动装置为皮带轮组或者齿轮组，所述钢管夹持器包括夹持部和旋转轴，旋转轴安装在旋转轴承内，旋转轴承安装在机架的活动安装孔中。

7、如权利要求5或6所述的成形机，其特征在于：所述机架上还安装有移动传动装置和滚轮，滚轮通过移动传动装置与动力装置的动力轮或者钢管夹持器的旋转轴形成传动连接。

8、如权利要求7所述的成形机，其特征在于：所述移动传动装置包括源动齿轮、传动齿轮、传动轴，源动齿轮安装在动力轮或者钢管夹持器的旋转轴上，传动轴与滚轮固定连接，传动齿轮安装在传动轴上，传动齿轮与源动齿轮轴向垂直，轮齿相啮合。

9、如权利要求8所述的成形机，其特征在于：所述机架上安装离合控制柄，离合控制柄可以转动，一端与移动传动装置的传动齿轮连接。

10、一种使用权利要求5所述成形机的加工系统，由所述成形机与浆槽、成形机、滑轨组成，其特征在于：成形机的滚轮与滑轨接触，浆槽与滑轨平行放置。

11、如权利要求10所述的加工系统，其特征在于：所述滑轨为两根，平行设置，浆槽上安装有移动轮，移动轮与滑轨接触，浆槽一端固定在成形机的机架上。

12、如权利要求10或11所述的加工系统，其特征在于：所述浆槽为“V”形槽，浆槽侧上方设置有浆池，浆池向浆槽方向开有液浆出口。

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