DE2427569B1

DE2427569B1 - Thermoplastic irrigation hose with outwardly narrowing slits - mfd using pressurised gas to displace inner surface as laser cuts through

Info

Publication number: DE2427569B1
Application number: DE19742427569
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dr-Ing Staender
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-06-07
Filing date: 1974-06-07
Publication date: 1975-09-04
Also published as: DE2427569A1

Abstract

The slits in an irrigation tube of synthetic matl. which open when the pressure of water within reaches a certain level, are formed like nozzles narrowing outwards, the matl. of the inner wall of the tube having been displaced, so that the edges of the slits press against each other resiliently when the openings are closed. The slits are formed parallel to the long axis of the hose, and there may be a ridge as a guide, when the hose is buried, so that the slits are uppermost. Uniform flow through all holes is obtd. with less likelihood of blockages by plant roots and dirt. To produce the hose of a thermoplastic matl. such as polyethylene, a gas is introduced under pressure and the slits are thermally cut through from the outide, whilst the gas streaming outwards displaces the molten matl. of the hose with it. Pref. during the operation, the hose is flattened, stretching the outer surface and compressing the inner.

Description

Der eingangs genannte Bewässerungsschlauch mit einfach gestanzten schlitzförmigen Öffnungen kann aus verschiedenen Gründen keinen gleichmäßigen Wasseraustritt über die Schlauchlänge gewährleisten: Auf der Innenseite des Bewässerungsschlauches entstehen durch diese Art der Lochung unregelmäßige Kanten, durch die Mengenunterschiede in den Einlaufströmungen von Loch zu Loch von mehreren hundert Prozent auftreten können; es ergibt sich kein eindeutiger Schließdruck. Vielmehr tritt das Wasser schon bei kleinsten Drücken aus den Öffnungen, während bei künstlicher Druckerhöhung die Mengenzunahme mit dem Druck erheblich ansteigt und sich damit die Unregelmäßigkeiten der Wasseraustrittsmengen kaum ändern; meist tritt an den topografisch tiefsten Stellen Wasser aus den Öffnungen, wenn das System nicht in Betrieb ist. Weiterhin bilden sich an solchen Öffnungen bei geringster Verschmutzung des Wassers oder chemischer Ausfällungen Ablagerungen, was erhebliche Mengepaustrittsunterschiede zur Folge hat und schließlich unweigerlich zur Verstopfung führt; bei der unterirdischen Bewässerung haben die Wurzeln der Pflanzen die Neigung, durch solche The irrigation hose mentioned at the beginning with simply punched For various reasons, slot-shaped openings cannot allow water to escape evenly Ensure over the length of the hose: On the inside of the irrigation hose This type of perforation creates irregular edges due to the differences in quantity occur in the inlet flows from hole to hole by several hundred percent can; there is no clear closing pressure. Rather, the water treads even with the smallest pressures from the openings, while with artificial pressure increase the quantity increase with the pressure increases considerably and thus the irregularities the water discharge rates hardly change; mostly occurs at the topographically deepest Put water out of the openings when the system is not in use. Farther form at such openings with the slightest contamination of the water or chemical Precipitation deposits, which result in considerable differences in the amount of discharge has and ultimately inevitably leads to constipation; in underground irrigation the roots of the plants have a tendency to pass through such

Öffnungen in den Schlauch hineinzuwachsen, was dann nach mehreren lahren zur völligen Blockierung des Rohrquerschnitts führt; schließlich weist der Schlauch bei ungleichmäßiger Wandstärke unter Bewässerungsbedingungen besonders große Mengenunterschiede an den Lochungen auf. Openings in the hose grow into it, which then after several long leads to a complete blockage of the pipe cross-section; after all, he knows Hose with uneven wall thickness especially under irrigation conditions large differences in quantity at the perforations.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Ausführung einen Bewässerungsschlauch zu schaffen, der sich durch einen unter allen betrieblichen Verhältnissen völlig gleichmäßigen Wasseraustritt auszeichnet. The invention is therefore based on the object, avoiding them of the disadvantages of the known design to provide an irrigation hose that through a completely uniform water discharge under all operational conditions excels.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Öffnungen eine sich nach außen verengende düsenartige Querschnittsform besitzen, die durch eine solche von innen nach außen erfolgende Materialverdrängung hergestellt ist, daß die äußeren Schlitzränder im geschlossenen Zustand der Öffnungen mit elastischem Druck aneinander anliegen. This object is achieved according to the invention in that the openings have an outwardly narrowing nozzle-like cross-sectional shape through such a material displacement taking place from the inside to the outside is established, that the outer slot edges in the closed state of the openings with elastic Pressure against each other.

Werden die Öffnungen des Bewässerungsschlauches mit einer solchen düsenartigen bzw. trompetenähnlichen Querschnittsform hergestellt, so kann man erreichen, daß einerseits die äußeren Schlitzränder bis zu einem bestimmten inneren Wasserdruck (beispielsweise von 0,5 atü) fest und damit abdichtend aneinander anliegen, andererseits jedoch bei einem noch höheren Wasserdruck (beispielsweise zwischen 0,7 und 1,5 atü) so weit öffnen, daß sie die für die Bewässerung notwendige Wassermenge austreten lassen. Der innere Überdruck, bei dem die schlitzförmigen Öffnungen mit ihrer düsenartigen Querschnittsform zuverlässig öffnen, kann dabei so bemessen werden, daß topografische Ungleichmäßigkeiten, ferner Unregelmäßigkeiten bei der Verlegung des Bewässerungsschlauches sowie der im Schlauch auftretende Druckabfall in genügendem Maße ausgeglichen werden. Außerdem kann dadurch die Verwurzelung des Bewässerungsschlauches vermieden werden. Der erfindungsgemäße Bewässerungsschlauch zeichnet sich damit durch einen unter allen betrieblichen Umständen besonders gleichmäßigen Wasseraustritt und damit eine besonders rationelle und wirksame Bewässerung aus. Are the openings of the irrigation hose with such a nozzle-like or trumpet-like cross-sectional shape produced, so one can achieve that on the one hand the outer edges of the slot up to a certain internal water pressure (for example from 0.5 atm) tightly and thus tightly rest against one another, on the other hand but at an even higher water pressure (for example between 0.7 and 1.5 atü) Open so far that they escape the amount of water necessary for irrigation permit. The internal overpressure at which the slot-shaped openings with their nozzle-like Reliably open cross-sectional shape, can be dimensioned so that topographical Irregularities, furthermore irregularities in the laying of the irrigation hose as well as the pressure drop occurring in the hose are compensated to a sufficient extent. In addition, the roots of the irrigation hose can be avoided. The irrigation hose according to the invention is thus characterized by an under in all operational circumstances a particularly uniform water discharge and thus a particularly rational and effective irrigation.

Ein zweckmäßiges Verfahren zur Herstellung eines Bewässerungsschlauches mit schlitzförmigen Öffnungen, die eine düsenartige Querschnittsform besitzen, besteht erfindungsgemäß darin, daß in einen Schlauch aus thermoplastischem Material, wie z. B. Polyäthylen, Gas unter Druck eingeleitet wird und die schlitzförmigen Öffnungen von aun her auf thermischem Wege, vorzugsweise mittels eines Laserstrahls, erzeugt werden. Das durch die schlitzförmigen Öffnungen von innen nach außen strömende Gas verlagert hierbei geschmolzenes Schlauchmaterial im Bereich der Wandungen der Öffnungen von innen nach außen und erzeugt auf diese Weise die sich nach außen zu verengende, düsenartige Querschnittsform. Man kann erfindungsgemäß diese Materialverlagerung von innen nach außen bei Herstellung der schlitzförmigen Öffnungen noch dadurch begünstigen, daß bei Herstellung einer schlitzförmigen Öffnung der betreffende Schlauchabschnitt derart abgebogen wird, daß die Außenfläche des Schlauches gedehnt und die Innenfläche gestaucht wird. A convenient method for making an irrigation hose with slot-shaped openings which have a nozzle-like cross-sectional shape according to the invention in that in a tube made of thermoplastic material, such as z. B. polyethylene, gas is introduced under pressure and the slot-shaped openings generated thermally, preferably by means of a laser beam will. The gas flowing through the slot-shaped openings from the inside to the outside displaces molten hose material in the area of the walls of the openings from the inside to the outside and in this way creates the nozzle-like cross-sectional shape. According to the invention, this material shift can be used from the inside to the outside when producing the slit-shaped openings favor that when producing a slot-shaped opening of the hose section in question is bent so that the outer surface of the hose is stretched and the inner surface is compressed.

Die schlitzförmigen Öffnungen werden erfindungsgemäß zweckmäßig etwa parallel zur Längsrichtung des Schlauches angeordnet. Auf diese Weise wirken sich die bei der Verlegung des Bewässerungsschlauches meist auftretenden Zerrungen an den Schläuchen nur unwesentlich auf die Gleichmäßigkeit des Wasseraus- tritts aus. According to the invention, the slot-shaped openings are expediently approximately arranged parallel to the longitudinal direction of the hose. In this way act the strains that usually occur when laying the irrigation hose the hoses only insignificantly on the evenness of the water it comes out.

Wegen der Gefahr einer Verstopfung hat es sich auf Grund von Versuchen als vorteilhaft erwiesen, die schlitzförmigen Öffnungen längs einer Mantellinie anzuordnen, die sich bei unterirdischer Verlegung des Schlauches im oberen Schlauchbereich befindet. Um dies bei der Verlegung des Bewässerungsschlauches sicherzustellen, wird der Schlauch an seiner Außenseite zweckmäßig mit einem längs einer Mantellinie verlaufenden Führungssteg versehen. Ferner hat dies den Vorteil, daß der Schlauch durch die Führung immer auf einer bestimmten Mantellinie gelocht werden kann und sich dabei durch die Herstellung bedingte ungleichmäßige Wandstärken am Umfang nicht auf einen ungleichmäßigen Wasseraustritt auswirken können. Because of the risk of constipation, it has been tried and tested Proven to be advantageous, the slot-shaped openings along a surface line to be arranged, which is in the upper hose area when the hose is laid underground is located. To ensure this when laying the irrigation hose, the hose is expediently connected to a surface line on its outside provided running guide bar. This also has the advantage that the hose can always be punched on a certain surface line through the guide and Uneven wall thicknesses on the circumference caused by the production do not can affect uneven water discharge.

Die dem Wasser ausgesetzte Oberfläche der Öffnungen weist vorteilhaft einen hydrophoben Überzug auf. The exposed surface of the openings has advantageous a hydrophobic coating.

Dieser Überzug kann beispielsweise durch Auftrag einer entsprechenden Schicht in einem Bad hergestellt werden. Statt dessen ist es jedoch auch möglich, bereits bei der Herstellung des Kunststoffschlauches dem Kunststoff einen entsprechenden Stoff (z. B. Ozokerit) zuzusetzen, der dann anschließend relativ schnell an die Oberfläche diffundiert. Ein hydrophober Überzug, vor allem im Bereich der Öffnungen. hat den Vorteil, daß Schmutzteilchen, die im allgemeinen hydrophil sind, sich weniger leicht an den Öffnungen absetzen können.This coating can, for example, by applying a corresponding Layer can be made in a bath. Instead, however, it is also possible a corresponding one to the plastic during the manufacture of the plastic hose Adding substance (e.g. ozokerite), which is then transferred relatively quickly to the Surface diffuses. A hydrophobic coating, especially in the area of the openings. has the advantage that dirt particles, which are generally hydrophilic, settle less can easily settle at the openings.

Der Innendurchmesser des Schlauches liegt zweckmäßig zwischen 0,5 und 1,5 cm, vorzugsweise zwischen 0,8 und 1,2 cm. Bei Versuchen hat sich nun gezeigt, daß die aus den Öffnungen austretenden Wassermengen entscheidend davon abhängen, ob innerhalb des Bewässerungsschlauches laminare oder turbulente Strömung herrscht Um eine laminare Strömung zu erzielen, darf der Durchmesser des Bewässerungsschlauches nicht zu groß werden. Wird andererseits der Durchmesser des Schlauches zu stark verringert, so werden bereits bei relativ kurzen Schlauchlängen die Druckverluste bei den für die Bewässerung erforderlichen Wassermengen zu groß, was zu ungleichmäßigem Wasseraustritt führen kann. Unter Berücksichtigung dieser beiden Grenzbedingungen haben sich Schlauchdurchmesser in der Größenordnung von etwa 1 cm als optimal erwiesen. The inner diameter of the hose is expediently between 0.5 and 1.5 cm, preferably between 0.8 and 1.2 cm. Tests have now shown that the amount of water escaping from the openings depends crucially on whether there is laminar or turbulent flow within the irrigation hose In order to achieve a laminar flow, the diameter of the irrigation hose may be don't get too big. On the other hand, the diameter of the hose becomes too large reduced, the pressure losses are already reduced with relatively short hose lengths too large in the amount of water required for irrigation, resulting in uneven surfaces Can lead to water leakage. Taking these two boundary conditions into account hose diameters in the order of magnitude of about 1 cm have proven to be optimal.

Die Länge der schlitzförmigen Öffnungen liegt zweckmäßig zwischen 0,5 und 1,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,6 und 1,2 mm. Bei kleineren Abmessungen erhält man keinen ausreichenden Schließdruck mehr; außerdem verursachen Schmutzteilchen mit größeren Abmessungen leicht eine Blockierung der Öffnung. Bei zu großen Schlitzabmessungen sind andererseits die austretenden Wassermengen zu groß, so daß Schlauchdurchmesser von 1 cm nicht mehr ausreichen würden und man dann wiederum Gefahr liefe, gemischte Strömungsformen (laminar und turbulent) in den Bewässerungsschläuchen zu bekommen, was dann erhebliche Mengenunterschiede zur Folge hat. The length of the slot-shaped openings is expediently between 0.5 and 1.5 mm, preferably between 0.6 and 1.2 mm. With smaller dimensions there is no longer sufficient closing pressure; also cause dirt particles with larger dimensions it is easy to block the opening. If the slot dimensions are too large on the other hand, the amount of water escaping is too large, so that the hose diameter 1 cm would no longer be sufficient and one would then run the risk of mixing To get flow forms (laminar and turbulent) in the irrigation hoses, which then results in considerable differences in quantity.

Je nach der gewünschten Wasseraustrittsmenge werden etwa eine bis fünf Öffnungen pro Meter Schlauchlänge vorgesehen. Depending on the desired amount of water to escape, about one to five openings per meter of hose length are provided.

In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch veranschaulicht. Es zeigt F i g. 1 einen Querschnitt durch die Schlauchwandung mit einer Öffnung im geschlossenen Zustand, F i g. 2 einen Querschnitt entsprechend F i g. 1 mit einer Öffnung im geöffneten Zustand, F i g. 3 eine schematische Aufsicht auf einen Schlauchabschnitt, F i g. 4 einen schematischen Querschnitt zur Erläuterung der Herstellung der Öffnungen, F i g. 5 einen -Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel, F i g. 6 und 7 Schnitte durch zwei weitere Ausführungsbeispiele. The invention is illustrated schematically in the drawing. It shows Fig. 1 shows a cross section through the hose wall with an opening in the closed state, FIG. 2 shows a cross section corresponding to FIG. 1 with a Opening in the open state, FIG. 3 a schematic plan view of a hose section, F i g. 4 shows a schematic cross section for explanation the production of the openings, F i g. 5 shows a cross-section through a further exemplary embodiment, F i g. 6 and 7 sections through two further exemplary embodiments.

Wie aus F i g. 1 hervorgeht, ist die Wandung des Bewässerungsschlauches 1 mit einer Öffnung 2 versehen, die eine sich nach außen zu verengende, düsenartige Querschnittsform besitzt. Solange der im Innern des Schlauches herrschende Wasserdruck unterhalb eines bestimmten Wertes (beispielsweise 0,5 atü) liegt, sind die äußeren Schlitzränder abdichtend aneinandergedrückt. Beim Erreichen eines bestimmten inneren Überdruckes (z. B. zwischen 0,7 und 1,5 atü) öffnen dagegen die Schlitzränder 3, 4, so daß das Wasser (Pfeil 5) austreten kann. As shown in FIG. 1 is the wall of the irrigation hose 1 provided with an opening 2, which is an outwardly narrowing, nozzle-like Has cross-sectional shape. As long as the water pressure inside the hose is below a certain value (for example 0.5 atü), the outer The edges of the slot are pressed together to form a seal. When reaching a certain inner Overpressure (e.g. between 0.7 and 1.5 atmospheric pressure), on the other hand, open the slot edges 3, 4, so that the water (arrow 5) can escape.

F i g. 3 veranschaulicht die Anordnung der schlitzförmigen Öffnungen 2, die etwa parallel zur Längsrichtung des Schlauches liegen. F i g. 3 illustrates the arrangement of the slot-shaped openings 2, which are approximately parallel to the longitudinal direction of the hose.

Bei der Herstellung der schlitzförmigen Öffnungen (vgl. F i g. 4) wird der betreffende Schlauchabschnitt 6 so abgebogen, daß die Außenfläche 7 gedehnt und die Innenfläche 8 gestaucht wird. In das Innere des betreffenden Schlauchabschnitts wird Druckgas (Pfeil 9) eingeführt. Mittels eines Laserstrahls 10 wird auf thermischem Wege die schlitzförmige Öffnung 2 eingeschnitten bzw. eingeschmolzen. Dabei verdrängt das von innen nach außen strömende Druckgas Material nach außen, so daß sich eine düsenartige bzw. trompetenähnliche Querschnittsform der schlitzförmigen Öffnung ergibt. When making the slot-shaped openings (see Fig. 4) the hose section 6 in question is bent so that the outer surface 7 is stretched and the inner surface 8 is upset. Into the inside of the hose section in question pressurized gas (arrow 9) is introduced. By means of a laser beam 10, thermal Ways the slot-shaped opening 2 cut or melted. In doing so, displaced the compressed gas flowing from the inside to the outside material to the outside, so that a nozzle-like or trumpet-like cross-sectional shape of the slot-shaped opening results.

F i g. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Schlauch 1 an seiner Außenseite einen längs einer Mantellinie verlaufenden Führungssteg 11 besitzt, der bei der Verlegung des Bewässerungsschlauches gewährleistet, daß die schlitzförmigen Öffnungen 2 nach oben weisen, bzw. der bei der Herstellung der Öffnungen eine Lochung auf derselben Mantellinie ermöglicht. F i g. 5 shows an embodiment in which the hose 1 indicates its outside has a guide web 11 running along a surface line, which ensures when laying the irrigation hose that the slot-shaped Openings 2 face upwards, or a perforation in the production of the openings on the same surface line.

Aus Kostengründen kann es zweckmäßig sein, die Wandstärke des Bewässerungsschlauches im Bereich der gelochten Mantellinie zu verstärken, während der übrige Teil des Schlauches - abgesehen von einem etwa angebrachten Führungssteg 11 - eine wesentlich dünnere Wandstärke aufweist (vgl. F i g. 6 mit dem verstärkten Wandbereich 1a). For reasons of cost, it can be useful to adjust the wall thickness of the irrigation hose to be reinforced in the area of the perforated surface line, while the remaining part of the Hose - apart from an approximately attached guide web 11 - an essential has thinner wall thickness (see FIG. 6 with the reinforced wall area 1a).

Man kann diese vergrößerte Wandstärke in einem Teilbereich des Querschnitts dadurch herstellen, daß der Bewässerungsschlauch während des Extrudierens in einer gewissen Zone noch bespritzt wird. Durch Bespritzen mit einem unterschiedlichen Material - beispielsweise mit weicherem Material - kann man auch eine gewünschte Materialcharakteristik an den Öffnungen erhalten bzw. dem Schlauch in diesem Bereich die gewünschte Stabilität geben. You can see this increased wall thickness in a partial area of the cross-section produce by that the irrigation hose during extrusion in a certain zone is still splashed. By sprinkling with a different one Material - for example with softer material - can also be a desired one Maintain material characteristics at the openings or the hose in this area give the desired stability.

F i g. 7 zeigt schließlich ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Öffnungen 2 für die Bewässerung in kleinen Plättchen 12 vorgesehen sind, die gesondert hergestellt werden und in Ausstanzungen des Schlauches 1, beispielsweise durch Kleben oder auf thermischem Wege, befestigt werden. F i g. 7 finally shows an embodiment in which the openings 2 are provided for irrigation in small plates 12, which are made separately and in punched-out areas of the tube 1, for example by gluing or on thermal way.

Claims

Claims: 1. Irrigation hose made of plastic with slot-shaped Openings that are only opened at a certain excess pressure of the supplied through the hose Open water, so that the openings (2) are a have to be narrowed to the outside, nozzle-like cross-sectional shape through such a material displacement taking place from the inside to the outside is established, that the outer slot edges (3, 4) in the closed state of the openings with elastic pressure against each other.

2. Irrigation hose according to claim 1, characterized in that that the slot-shaped openings (2) approximately parallel to the longitudinal direction of the hose (1) are arranged.

3. Irrigation hose according to claim 1, characterized in that that the slot-shaped openings (2) are arranged along a surface line which If the hose is laid underground, it is in the upper area of the hose.

4. Irrigation hose according to claim 3, characterized in that that the hose (1) on its outside preferably with one along a surface line extending guide web (11) is provided.

5. Irrigation hose according to claim 1, characterized in that that the surface of the openings (2) exposed to water has a hydrophobic coating exhibit.

6. Irrigation hose according to claim 1, characterized in that that the inner diameter of the hose (1) between 0.8 and 1.5 cm, preferably is between 0.7 and 1.2 cm.

7. Irrigation hose according to claim 6, characterized in that that the length of the slot-shaped openings (2) between 0.6 and 1.5 mm, preferably is between 0.8 and 1.1 mm.

8. Irrigation hose according to claims 6 and 7, characterized in that that one to five openings per meter of hose length are provided.

9. Irrigation hose according to claim 1, characterized by a such contact pressure of the outer slot edges (3, 4) that the slot edges up keep it completely closed at a water pressure of about 0.5 atü and at a water pressure between 0.6 and 1.5 atmospheres the amount of water required for irrigation emerges permit.

10. Irrigation hose according to claim 1, characterized in that that the wall thickness of the hose in the area (la) of the openings (2) is reinforced.

11. Irrigation hose according to claim 1, characterized in that that the openings (2) are provided in plates (12), which are subsequently punched out of the hose (1).

12. A method for producing a hose according to claim 1, characterized characterized in that in a tube made of thermoplastic material, such as. B. Polyethylene; Gas is introduced under pressure and the slot-shaped openings are generated from the outside by thermal means, so that through the slot-shaped Openings from the inside to the outside flowing gas after molten tubing relocated outside.

13. A method for producing a hose according to claim 1, characterized characterized in that when producing a slot-shaped opening by turning of the hose section in question, the outer surface of the hose is stretched and the Inner surface is compressed.

14. The method according to claim 12, characterized in that the production the slot-shaped openings are preferably carried out by a laser beam.

The invention relates to an irrigation hose and a method for its production. It is made of plastic with slot-shaped openings, which is only at a certain overpressure of the supplied through the hose Open water. The invention also relates to a method of such Irrigation hose.

In a known version (DT-PS 9 16 249) is made of rubber or a rubbery material irrigation hose with a number of provided incisions made by punching.

The edges of these incisions resiliently spring against each other and lift depending on the pressure of the water supplied from each other.

As extensive tests have shown, such a design afflicted with considerable disadvantages.

In the case of underground irrigation, it is particularly important to distribute the water very evenly over larger areas. There is on the one hand to take into account that there are always certain topographical irregularities in the line routing exist and that always when laying the irrigation hose in the ground certain deformations occur.

On the other hand, pressure losses also occur in the lines that lead to Lead to irregularities in the water outlet.