EA031005B1 - Способ изготовления труб капельного орошения с компенсированием давления с требуемой молекулярной ориентацией и труба, полученная таким способом - Google Patents

Abstract

Устройство и способ изготовления труб капельного орошения с компенсированием давления и с требуемой ориентацией молекул и трубы, полученные способом высокоскоростного изготовления труб капельного орошения с компенсированием давления, и трубы, полученные таким образом, с абсолютной радиальной ориентацией молекулярных цепей, ориентацией, придающей прочность, а также гибкость материалу труб. Упомянутый способ содержит экструдирование трубы с применением множества экструдеров; выдувание экструдированной трубы посредством введения давления внутри трубы сравнительно более высокого, чем давление снаружи трубы; вытягивание выдуваемой трубы одновременно с выдуванием трубы.

Description

Изобретение относится к производственной линии для изготовления труб капельного орошения с компенсированием давления, к связанному с этим способу изготовления труб капельного орошения с компенсированием давления и к трубам капельного орошения с компенсированием давления, полученным таким способом. Изобретение, в частности, имеет отношение к способу и устройству для высокоскоростного промышленного изготовления труб капельного орошения с компенсированием давления, с абсолютной радиальной ориентацией молекулярных цепей.

Более конкретно, изобретение относится к способу и устройству для быстрого промышленного изготовления тонкостенных труб капельного орошения с компенсированием давления, с абсолютной радиальной ориентацией молекулярных цепей, причем ориентация придает прочность, а также гибкость материалу для труб.

Уровень техники

При существующих в настоящее время известных способах производства пластических материалов является широко известным тот факт, что механические свойства полимеров изменяются в значительной степени тогда, когда молекулярные цепи (нитевидные молекулы), из которых они состоят, не остаются в их естественном хаотическом изогнутом расположении, а являются ориентированными. В общем, ориентация приводит к усилению прочности изделий в заданном направлении посредством ориентирования молекулы в пластическом материале в соответствующем направлении. Предпочтительным обычно является двуосная ориентация пластических материалов для улучшения механических свойств посредством ориентирования молекул в пластическом материале в двух взаимно перпендикулярных направлениях осевом направлении и периферическом или радиальном направлении.

В варианте с пластиковыми трубами ориентация молекул задается в периферическом направлении (радиальная ориентация) для увеличения сопротивления пластмассовой трубы давлению; и в продольном направлении (осевая ориентация) для увеличения прочности трубы на растяжение. Более конкретно, ориентация в радиальном направлении обеспечивает в результате высокое допустимое напряжение при пределе текучести (то есть высокий предел упругости). Чем выше допустимое напряжение при пределе текучести, тем требуется меньшая толщина стенки трубы для того, чтобы выдерживать оказываемое внутреннее давление. Аналогично, когда ориентация молекул находится в осевом направлении, напряжение при пределе текучести намного выше в осевом направлении, но также является намного меньшим и допустимое удлинение до разрыва (пластической деформации). Однако из-за возможных аварийных ситуаций во время манипуляций с трубой для орошения удлинение до разрушения (пластической деформации) должно быть максимально возможным.

Несмотря на это, какая-либо конкретная потребность не была реализована из-за высокого напряжения при пределе текучести в осевом направлении трубы. Поэтому весьма желательно, чтобы трубы были ориентированы исключительно в радиальном направлении с минимальным осевым смещением, или без какого-либо осевого смещения, для изготовления трубы с высоким напряжением при пределе текучести в радиальном направлении (чтобы противостоять высокому внутреннему давлению) и со значительным удлинением перед разрушением (чтобы противостоять продольному напряжению во время изготовления трубы). Такие трубы широко применяют в системах капельного орошения. Однако с имеющимся на рынке множеством машин, используемых для производства труб для орошения, не представляется возможным достигнуть заданной структуры с ориентацией молекул, и/или толщины стенок труб в готовых изготовленных трубах с сохранением при этом заданной высокой скорости изготовления.

Среди нескольких известных способов и устройств, имевшихся в предшествующем уровне техники для производства пластических материалов с ориентированной структурой, для производства пластиковых пленок обычно используют способ раздува пленки, с сочетанием радиальной и осевой ориентации. При способе получения пленки с раздувом расплавленный полимер поступает из экструзионной головки в матрицу, где он течет вокруг оправки и через кольцеобразное отверстие выходит в форме трубы. Труба расширяется в пузырь необходимого диаметра посредством давления воздуха, поступающего внутрь через центр оправки. Находящийся в пузыре воздух действует в качестве постоянно действующей формующей оправки.

Ориентация молекул в пленке, таким образом, обеспечивается в направлении обруча (радиальная ориентация) во время раздутия пузыря; и дополнительная ориентация в направлении потока (продольная ориентация) может быть вызвана натяжением посредством роликов, расположенных ниже по потоку. Пузырь пленки перемещается посредством направляющих устройств в ряд протяжных роликов, которые делают его плоским. Однако способ получения пленки экструзией с раздувом обычно используется для производства лент и пленок; его обычно не используют при производстве длинных трубок или труб.

Способы и устройства, используемые в настоящее время в промышленности для изготовления труб для орошения, основаны на способах экструзии трубок/труб и/или их модификациях. При этих способах матрица, используемая для экструзии трубы или трубки, содержит корпус матрицы с конической оправкой, и внешний кольцевой канал, посредством которого корректируют размеры внутреннего и внешнего диаметров трубы, соответственно. Такую пластину матрицы (обычно содержащую отверстие соответствующей конфигурации), устанавливаемую на поверхности узла матрицы, называют «калибратором»,

- 1 031005 который составляет неотъемлемую часть используемых в настоящее время машин для экструзии труб. Проходя через калибратор, расплавленный полимер подвергается сильному сопротивлению поверхности, приводящему к сильному трению и уменьшению потока через более тонкие секции отверстия. Таким образом, калибратор в производственной линии, хотя и имеет важное значение для определения параметров трубы, действует в качестве фактора ограничения скорости производства. Сопротивление поверхности приводит к уменьшению производительности трубы для орошения, особенно в случае изготовления труб с небольшим диаметром. Хотя этому явлению можно противодействовать посредством изменения формы отверстия, но это часто приводит к большой разнице в форме отверстия в зависимости от заданного профиля экструзии. Поэтому, эту задачу с уменьшением потока теперь решают в промышленности при помощи вакуумного всасывания непосредственно ниже по течению от калибратора. Такое вакуумное всасывание хотя увеличивает скорость прохождения экструдируемой ленты, кроме того, увеличивает трение и поэтому экструдируемая труба подвергается значительному продольному вытягиванию и осевому растяжению. Это иногда приводит к нежелательной излишней осевой ориентации молекулярных цепей в изготовленных трубах. Таким образом, калибратор, хотя и является исключительно важным компонентом для используемых в настоящее время машин, действует в качестве замедлителя быстроты изготовления, и любое усилие, предпринятое в связи с этим для увеличения быстроты изготовления, имело бы тенденцию создавать угрозу для механических свойств трубы, приводящей к нежелательному продольному вытягиванию (осевой ориентации) сформованной трубы. Хотя уже ориентированная труба может быть далее подвергнута процессу стабилизации, который включает в себя повторный нагрев и раздувание трубы до заданного диаметра и последующее охлаждение ее в камере охлаждения, содержащей устройство для калибрования, приспособленное для определения окончательного диаметра трубы, но это было бы весьма длительным процессом и, определенно, экономически не эффективным. Поэтому применяемые в настоящее время способы экструзии трубы не принимают во внимание чрезмерную осевую ориентацию, выполняемую во время процесса производства, и поэтому не подходят для придания требуемой ориентации молекул при высокой скорости изготовления и низкой цене.

Таким образом, в используемых в настоящее время системах быстрота изготовления труб для капельного орошения должна быть скорректированной относительно требования минимального осевого растяжения. Кроме того, существуют трудности высокоскоростного изготовления труб небольшого диаметра и с требуемой ориентацией молекулярных цепей, потому что когда диаметр трубы уменьшается, сопротивление поверхности увеличивается и скорость потока или прохождение, соответственно, уменьшается. В таком случае продольное растяжение становится неизбежным, что, кроме того, увеличивается при использовании вакуумного всасывания для увеличения быстроты изготовления.

Кроме того, так как степень радиальной ориентации определяет жесткость трубы для того, чтобы выдерживать внутреннее давление текучей среды, то чем больше осевая ориентация трубы, тем меньше радиальная ориентация и тем больше требуется толщина стенки трубы, которая должна выдерживать заданное внутреннее давление. Поэтому, в свете вышеописанных способов и систем известного уровня техники, где значительная величина продольного растяжения (и тем самым вызванная осевая ориентация) является неизбежной, если частично не компенсируется быстротой изготовления, требуется более значительная толщина стенки для выдерживания заданного внутреннего давления текучей среды вследствие уменьшенной радиальной ориентации. Эта увеличенная толщина стенки приводит к дополнительному потреблению сырья и, следовательно, к дополнительным затратам на производство.

Более того, это также приводит к неоднородности и сложности в процессе производства.

В дополнение к вышеупомянутому, из-за большей толщины стенки трубы в трубах, производившихся в системах известного уровня техники, двуосное растяжение должно выполняться на значительном расстоянии ниже по потоку от калибратора. Поэтому, необходимо иметь последовательно расположенные панели для нагревания и охлаждения для повторного нагревания трубы для того, чтобы обеспечить требуемое растяжение и/или толщину трубы. Более того, обычно пластмассовая труба должна вращаться для обеспечения определенного уровня равномерного нагревания.

Из-за допущенных в прошлом недостатков техники известного уровня, количество времени, необходимого для доведения пластиковой трубы до необходимой температуры, является весьма значительным.

Также известно, что при известном уровне техники пластиковые трубы изготавливали из пластичной полосы из пластика, свертываемой продольно. Две кромки располагали с перекрытием и соединяли вместе для создания плоской полой трубы. Затем лента под давлением расширяется обычно в цилиндрическую форму для создания основной трубы. Лента для капельного орошения обычно содержит также намного меньшую вспомогательную трубу, расположенную вдоль шва, образованного наложенными с перекрытием кромками полосы из пластика. Меньшая труба соединена с основной трубой для создания более узкого прохода для протекания воды, уменьшая скорость потока жидкости. Однако способ изготовления пленок и листов подвержен вышеупомянутым недостаткам.

Существуют способы для изготовления труб капельного орошения из пленок по методу формования из многослойного пузыря; например, в патенте США № 5591293. Кроме того, существуют способы изготовления шлангов для орошения из гранул полимера с использованием обычной зкструзионной на

- 2 031005 садки; например, в патенте США № 4642152 (способ Chapin). Однако у этих способов есть определенные ограничения. Способ Chapin, в котором используется обычная экструзионная насадка, является дорогостоящим и недостаточно эффективным. Кроме того, способ Chapin, должен применяться для производства труб, изготавливаемых из двух материалов (один для образования основной части, а другой - для образования мембраны, восприимчивой к давлению/компенсирующей давление), то есть существуют определенные ограничения. Например, установка мембраны, восприимчивой к давлению, в соответствующее положение является технически очень трудной. Если установка по местоположению не является точной, в таком случае технология Chapin, не дает точных и надежных результатов. Другой недостаток способа состоит в том, что он содержит связывание проточного прохода с зубцами; однако компенсирование давления, получаемое посредством такого способа, имеет сравнительно меньшую восприимчивость. Кроме того, способы известного уровня техники не отвечают потребности в прочности без усиления жесткости. Таким образом, существует потребность в способе, который обеспечивает быстрое производство труб капельного орошения, изготовленных из двух различных материалов, особенно таких труб, которые являются тонкостенными и с меньшими диаметрами.

Задачи изобретения

Основной задачей настоящего изобретения является соответственно предложение способа и устройства для высокоскоростного изготовления труб капельного орошения, в то же время обеспечивающего заданное минимальное или нулевое продольное растяжение трубы и, таким образом, создающего минимальную или нулевую осевую ориентацию молекулярных цепей. В частности, задачей настоящего изобретения является предложение способа и установки для высокоскоростного производства тонкостенных труб капельного орошения с компенсированием давления с меньшими диаметрами, с заданной радиальной и осевой ориентацией их молекулярных цепей.

Задача настоящего изобретения состоит в предложении способа, который обеспечивает оптимальное применение технологии Chapin для производства труб капельного орошения с компенсированием давления, изготовленных из двух различных материалов (одного для образования основной части, а другого - для образования мембраны, восприимчивой к давлению/компенсирующей давление), посредством обеспечения точной установки в заданное положение мембраны восприимчивой к давлению, относительно основной части трубы. Точность установки в заданное положение обеспечивается совместным экструдированием мембраны, восприимчивой к давлению, с материалом основной части и затем помещения мембраны в соответствующем месте.

Другие задачи и предпочтительные варианты осуществления настоящего изобретения раскрыты в приложенной Формуле изобретения и в нижеследующем описании.

Изложение сущности изобретения

Способ для изготовления труб для орошения, содержащий этапы: (а) экструдирования трубы с использованием множественных экструдеров; (b) выдувания экструдированной трубы посредством создания более высокого давления внутри трубы относительно давления снаружи трубы; (с) вытягивания выдуваемой трубы одновременно с выдуванием трубы; (d) выравнивания выдуваемой трубы посредством термосваривания сжатых половин вместе и образования ленты непосредственно после операции выдувания и вытягивания трубы; (е) экструдирования связующего полимера на одну кромку ленты; (f) выполнения проточных каналов в горячем и вязком связующем полимере; и (g) формирования трубы свертыванием ленты продольно и термосваривания вместе соединяемых с перекрытием кромок с использованием связующего полимера; отличающийся тем, что раздув экструдированной трубы придает радиальную ориентацию молекулярным цепям, и при котором скорость одновременного вытягивания ленты посредством герметизирующих роликов избирательно изменяется для определения осевой ориентации, которая может изменяться в диапазоне от абсолютного нуля до абсолютного максимума.

Производственная линия для изготовления труб капельного орошения, линия, содержащая: (а) множество экструдеров для экструдирования трубы; (b) средство для создания внутри трубы давления более высокого относительно давления снаружи трубы; (с) средство для вытягивания выдуваемой трубы одновременно с раздувом трубы; (d); средство для выравнивания выдуваемой трубы термосвариванием сжатых половин вместе и формирование ленты непосредственно после операции выдувания и вытягивания трубы; (е) средство для экструдирования связующего полимера на одну кромку ленты; (f) средство для выполнения проточных каналов в горячем и вязком связующем полимере; (g) средство для формования трубы свертыванием ленты продольно и термосваривания вместе соединяемых с перекрытием кромок с использованием связующего полимера; отличающийся тем, что выдувание экструдированной трубы и вытягивание ленты посредством герметизирующих роликов выполняется одновременно для обеспечения радиальной и осевой ориентации соответственно, при котором скорость герметизирующих роликов изменяется избирательно для определения осевой ориентации, которая может изменяться в диапазоне от абсолютного нуля до абсолютного максимума.

Труба для орошения, используемая в системах капельного орошения, упомянутая труба, содержит: (а) стенку, сформированную из свернутой продольно ленты, которая может состоять из одного или более слоев; (b) связующий полимер между перекрывающимися частями свернутой ленты; и (с) проточные каналы, сформованные в связующем полимере, содержащие множество впускных отверстий и лабиринт

- 3 031005 ограничивающий поток, и множество выпускных отверстий; отличающаяся тем, что молекулярные цепи полимера являются ориентированными в радиальном направлении и отличающаяся тем, что молекулярные цепи полимера не являются ориентированными или почти не ориентированными в осевом направлении.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 отображает производственную линию полностью.

Фиг. 2 представляет вид в разрезе профиля экструдера производственной линии.

Фиг. 3 представляет вид сверху профиля экструдера производственной линии.

Фиг. 4 иллюстрирует трубу для орошения, сформированную из вырезанного листа.

Фиг. 5 иллюстрирует ориентацию молекулярных цепей в сформированной трубе.

Фиг. 6 иллюстрирует пленку для трубы с компенсированием давления, пленку, содержащую две части - основную часть, и восприимчивую к давлению мембрану, прикрепленную к основной части.

Фиг. 7 иллюстрирует лист, из которого изготовлена труба капельного орошения, содержащий мембрану, восприимчивую к давлению, и проточный проход для воды.

Фиг. 8, 9 и 10 иллюстрируют свертывание листа, отображенного на фиг. 7, определяющее расположение области проточного прохода для воды и мембраны, восприимчивой к давлению друг относительно друга.

Фиг. 11 иллюстрирует образование и совместное экструдирование пузыря.

Фиг. 12 иллюстрирует устройство для подачи двух различных материалов (для основной части и для ленты, восприимчивой к давлению) для совместной экструзии.

Подробное описание изобретения

Из предшествующего описания соответственно можно установить, что существовала неопределенная потребность в высокоскоростном производстве труб для орошения с заданными механическими свойствами. Настоящим изобретением учтены все проблемы, связанные с существующими конструкциями и предлагается усовершенствованная система и способ изготовления труб капельного орошения.

Как упомянуто выше, настоящим(и) изобретателем(ями), в частности, отмечено, что конфигурация абсолютной радиальной ориентации молекулярных цепей (с минимальной или нулевой осевой ориентацией) является исключительно предпочтительной относительно труб для орошения. Выяснилось, что труба для орошения с абсолютной радиальной ориентацией является очень жесткой в радиальном направлении для того, чтобы выдерживать внутреннее давление воды при использовании минимального количества полимера. Кроме того, с такой радиальной ориентацией труба является упругой в осевом направлении, чтобы противостоять ошибкам при проведении операций по обработке. Избирательно можно обеспечить сочетание таких факторов в различных заданных пределах посредством разностороннего использования свойств различных материалов.

Например, в варианте использования полипропилена, напряжение при пределе текучести для ориентированной пленки в пять раз выше, чем для неориентируемой пленки; и удлинение на разрыв для ориентируемой пленки в 10 раз ниже, чем для неориентируемой пленки. Таким образом, было бы предпочтительным изготовление труб капельного орошения, имеющих молекулярную ориентацию в абсолютно радиальном направлении так, чтобы труба в радиально ориентированном положении выдерживала максимально высокое напряжение при пределе текучести и обеспечивала значительное удлинение на разрыв в продольном неориентированном положении. Эти свойства особенно предпочтительны для труб капельного орошения, изготовленных с высокой скоростью. К тому же, настоящим изобретением предлагается способ изготовления таких ориентированных труб с высокой скоростью, что определенно является невозможным с используемыми в настоящее время системами, где увеличение скорости изготовления связано с возможным продольным растяжением (и, вследствие этого, с осевой ориентацией).

Фиг. 1-5 в целом касаются иллюстрации основного устройства для обеспечения заданной молекулярной ориентации в корпусе труб, изготовленных в соответствии с настоящим изобретением. Фиг. 6-10 относятся к конструкции трубы, изготовленной таким способом. Фиг. 11 имеет отношение к процессу совместной экструзии, а фиг. 12 относится к установке для выполнения совместной экструзии.

На фиг. 1 представлена производственная линия, которая создана в соответствии с настоящим изобретением, с использованием множества важных компонентов. В данном варианте изобретения труба показана как для изготовления в горизонтальном направлении справа налево; трубу, конечно, также можно изготавливать в вертикальном направлении, что является обычным в производстве выдуваемой пленки, полученной способом экструзии с раздувом, или снизу вверх, или сверху, используют обе операции и причем обе имеют свои преимущества и недостатки. На фигуре отображен экструдер (10), содержащий экструзионную головку, через которую экструдируют трубу, имеющую наружный диаметр D. Такая труба обычно состоит из одинарного слоя, но также она может иметь несколько слоев, где, конечно, необходим более чем один экструдер. Ниже по потоку от экструдера пара герметизирующих роликов (14) выполняет, в основном, двойную функцию - во-первых, их скорость определяет продольное растяжение, которому подвергается выдуваемая пленка; и, во-вторых, они выравнивают экструдируемую трубу, создавая, таким образом, закрытый объем внутри с трубного профиля головки (12). Этот объем сохраняется при давлении более высоком, чем давление окружающей среды. Экструдируемая труба выду

- 4 031005 вается до диаметра, который предпочтительно выполнен от 1,5 и до 5 раз больше диаметра D экструзии. Пара охлажденных роликов (30) затем выравнивает трубу и две половины термосваривают вместе. На ее коротком пути от экструзионной головки к роликам, наружная поверхность трубы немного охлаждается в предварительно охлажденном каландре (16); где внутренняя поверхность трубы сохраняет, по существу, температуру экструдирования для облегчения термосваривания двух половин выровненной трубы. Проход через указанные два ролика обеспечивает равномерную толщину получаемой ленты. Альтернативно, ролики могут быть профилированы для создания ленты с непостоянной толщиной (например, более тонкой на соединяемых с перекрытием периферийных частях). После охлаждения ленты, она доводится до заданной температуры, которая значительно ниже температуры экструдирования. В случае необходимости ленту приводят к точной ширине, обрезая полосы на одной или обеих кромках на обрезном устройстве (34). Профилированную ленту измеряют и накапливают в случае необходимости. На следующих этапах ленте придают форму трубы капельного орошения с перекрывающимися частями, содержащими проточные каналы для воды. Этот процесс создания шланга капельного орошения из удлиненной плоской полосы гибкого материала включает в себя свертывание изготовленной трубы в продольном направлении.

Способ изготовления трубы для орошения с радиально ориентированными молекулярными цепями наилучшим образом становится ясен в порядке рассмотрения производственной линии, собранной в соответствии с настоящим изобретением. Настоящее изобретение включает в себя выдувание трубы непосредственно после экструдирования расплавленного пластика из экструдера. Выдувание трубы означает, что труба растягивается в радиальном направлении и, таким образом, придает ориентацию молекулярным цепям в том же самом направлении. Одновременно скорость продвижения трубы, сообщаемая скоростью герметизирующих роликов (14), выбрана таким образом, что есть минимальное вытягивание или нет вытягивания в продольном направлении и, следовательно, не существует ориентации молекул в осевом направлении. Настоящим изобретателем(ями) определено, что этот процесс одновременного выдувания трубы и вытягивания трубы на соответствующей скорости сразу после экструдирования, с непосредственным последующим выравниванием, не только прекращает использование какого-либо калибратора, но также и обеспечивает возможность достижения заданной радиальной ориентации с фактически очень высокой скоростью без какого-либо ограничения. После радиального раздува и продольного вытягивания, если такое имеет место, необходимо, чтобы выравнивание трубы выполнялось собственно посредством комплекта герметизирующих роликов. В соответствии с настоящим изобретением скорость роликов может быть установлена так, что экструдированная труба подвергается минимальному или нулевому продольному вытягиванию. Скорость герметизирующих роликов предпочтительно равна скорости экструдирования трубы для того, чтобы обеспечить минимальное или нулевое продольное вытягивание. Однако есть некоторые немногочисленные случаи возможного применения, когда более высокое напряжение при пределе текучести и связанное с этим меньшее удлинение на разрыв также являются заданными в осевом направлении. В таком случае требуемая осевая ориентация в готовом изделии легко может быть достигнута в соответствии с настоящим изобретением посредством простого увеличения скорости роликов для придания относительного продольного вытягивания и осевой ориентации. Таким образом, осевая ориентация трубы может быть изменена просто изменением скорости герметизирующих роликов ниже по потоку от радиально выдуваемой трубы. Таким образом, может быть получена любая степень ориентации посредством регулирования соотношения диаметра между экструдированной трубой и выдуваемой трубой с одной стороны и скоростью вытягивания, сообщаемой герметизирующими роликами, с другой стороны. Во время прохождения через ролики труба подвергается сжатию для изготовления листа растягиваемой по двум осям ленты.

После изготовления плоской ленты или листа заданной ориентации и толщины, следующие этапы включают в себя: формирование трубы капельного орошения посредством продольного свертывания листа, в котором перекрывающиеся части содержат проточные каналы для воды. Для этих последующих операций по изготовлению трубы из листа есть несколько способов, имеющихся в известном уровне техники с их соответствующими преимуществами и недостатками, которые могут быть использованы для настоящего изобретения.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления изобретения может быть использован следующий способ:

в известном способе слой полимера экструдируется близко к одной из кромок ленты с использованием экструдера и головки устройства. В последующем чеканочное колесо создает лабиринт ограничивающей поток и каналы для впуска воды и выпуска воды в экструдируемый слой полимера. Известным уже способом из ленты формуется труба с перекрываемыми частями. Эти части, содержащие полимер с рельефными каналами, подвергаются термосвариванию вместе для образования трубы.

Г отовую трубу для орошения на фиг. 1 охлаждают в охлаждающем лотке и обычно наматывают на барабан (44). Одинаково известной является несколько отличающаяся технология, где проточные каналы рельефно выполнены на одной кромке ленты, где экструдер далее не требуется; и две кромки ленты подвергают термосвариванию вместе без дополнительного слоя полимера.

Труба капельного орошения согласно изобретению является трубой, полученной посредством свер

- 5 031005 тывания удлиненной ленты (полосы) в трубу. Формирование выполнено таким способом, которым кромки ленты соединяют с перекрытием при формировании трубы. Перекрывающаяся часть заполняется связующим полимером, который содержит проточные каналы, состоящие из впускного отверстия, лабиринта ограничивающего поток и выпускного отверстия.

На фиг. 4 проиллюстрировано типовое выполнение такого образца трубы для орошения. Особенность трубы согласно изобретению состоит в том, что нитевидные молекулярные цепи полимера, из которого ее экструдируют, являются ориентированными в направлении, перпендикулярном продольному удлинению трубы, как проиллюстрировано на фиг. 5.

В данном образце ориентация молекулярных цепей нелегко определить, поскольку для выполнения этого необходимы сложные инструменты. Напротив, легко измерить механические показатели, такие как напряжение при пределе текучести и удлинение (деформация) на разрыв. Труба согласно изобретению показывает большое удлинение на разрыв и незначительное напряжение при пределе текучести в осевом направлении и незначительное удлинение на разрыв вместе со значительным напряжением на выходе в радиальном направлении.

Для фиг. 6-10 ниже следует схема ссылочных позиций:

(1) основная часть (2) мембрана, восприимчивая к давлению (3) прорезной впуск (4) прорезной выпуск (5) шевроны (зубцы) (6) боковые направляющие (7) переходный участок

Фиг. 6-10 относятся к конструкции трубы, изготавливаемой таким способом.

Для обеспечения компенсации давления сначала необходимо создать пленку, имеющую секцию (2) пленки несколько более тонкую, чем основная секция (1) пленки. Прорезь, обозначенную как (3), выполняют после изготовления пленки. Полученная в результате пленка имеет вид, который показан на фиг. 6. Секция (2), которая является более тонкой, чем основная секция пленки, в конечном итоге создается для того, чтобы быть областью, восприимчивой к давлению. Такой способ формирования пленки может быть выполнен с применением совместной экструзии, при которой более тонкая или восприимчивая секция (2) может быть изготовлена из более эластичного материала, такого как полиэтиленовый эластомер, так, чтобы могло выполняться совместимое совместное экструдирование. На фиг. 12 показан процесс совместного экструдирования и образования пузыря. Это приводит к повышению реакции готового изделия на изменение давления. На фиг. 6 изображена пленка с прорезными впусками (3) и прорезными выпусками (4), которые выполняются после образования пленки.

Пленка затем проходит через ролик, который содержит лезвия, которые выполняют прорези для выпусков и впусков одновременно. Эти прорези выполняются совпадающими с проточными проходами для воды.

Как только такая пленка (1) сформирована, она затем проходит через ряд роликов, которые формируют трубу с более тонкой частью (2), соединяемой с перекрытием с внутренней частью формируемой трубы, как показано на фиг. 8, 9 и 10. Пленка затем предварительно свертывается с окончательной конфигурацией, и непосредственно до соединения швом создается проточная канавка (5, 6 и 7) на верхней или более толстой части ленты с помощью вращающегося колеса непосредственно ниже более тонкой части (2), которая должна быть соединена с перекрытием и герметизирована. В одном варианте зубцы шевронов (5), которые образуют проточных проход, не входят в соприкосновение со смежной пленкой, чтобы обеспечивать изменяемую длину проточного прохода, который обеспечивает компенсацию давления. При другом способе зубцы могут быть достаточно разнесены, чтобы сужать проточный проход при изменении давления. Переходный участок (7) выполнен для отделения каждого капельного выпуска на непрерывном проходе, а боковая направляющая (6) выполнена для отделения и герметизации капельного выпуска в канале.

В готовом способе изготовления ленты следовало бы иметь проточный проход, рельефно выполненный в прижимном колесе на валке, а затем, когда происходило бы прижатие пузыря к валку, он одновременно прижимался бы к рельефному шаблону, создавая капельный выпуск. Выпуск и впуск могли быть выполнены посредством прорези, а имеющиеся направляющие могли быть герметично соединены вместе термосвариванием. Тонкая секция для компенсирования давления также могла быть включена в состав такой конструкции.

На фиг. 11 показан процесс совместного экструдирования. Как отображено, материал для основной части перемещается от основного экструдера в распределительное кольцо для основной части. От распределительного кольца материал перемещается далее в зону сжатия. Параллельно, материал для мембраны, восприимчивой к давлению, перемещается в другое распределительное кольцо, а оттуда - в зону сжатия. Эти два материала подвергаются термосвариванию при подходе к зоне сжатия. В зоне сжатия воздух нагнетается в композитный материал, который раздувает композитный материал и, таким образом, образует пузырь. Этот раздутый материал далее обрабатывается, как проиллюстрировано на фиг. 1.

- 6 031005

На фиг. 12 показана в вертикальном поперечном разрезе установка для подачи этих двух материалов (материала для основной части трубы и материала для мембраны, восприимчивой к давлению). Как показано, установка содержит две полые щели для нахождения там таких двух материалов. Соответствующий материал из соответствующей щели подается к экструдеру для совместного экструдирования, как отображено на фиг. 11.

Claims (16)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Труба капельного орошения с компенсированием давления, содержащая:

   a) основную часть (1);

   b) мембрану (2), восприимчивую к давлению, содержащую секцию пленки, причем мембрана (2), восприимчивая к давлению, выполнена из материала, отличного от материала основной части (1),

   c) прорезной впуск (3), встроенный в секцию пленки посредством ролика, содержащего лезвия, таким образом, что прорезной впуск (3) совпадает с потоком воды,

   d) прорезной выпуск (4), встроенный в секцию пленки посредством ролика, содержащего лезвия, таким образом, что прорезной выпуск (4) совпадает с потоком воды,

   e) проточный проход, образованный посредством перекрытия секции пленки ниже основной части (1), причем проточный проход содержит шевроны (5), боковые направляющие (6) и переходный участок (7), и

   f) капельный выпуск, выполненный в проточном проходе.
2. 2. Труба капельного орошения с компенсированием давления по п.1, в которой секция пленки является более тонкой, чем основная часть (1).
3. 3. Труба капельного орошения с компенсированием давления по п.1, в которой восприимчивая к давлению мембрана (2) выполнена из полиэтиленового эластомера.
4. 4. Труба капельного орошения с компенсированием давления по п.1, в которой каждый капельный выпуск отделен переходным участком (7).
5. 5. Труба капельного орошения с компенсированием давления по п.1, в которой капельный выпуск является герметизированным в проточном проходе посредством боковых направляющих (6).
6. 6. Способ высокоскоростного изготовления трубы капельного орошения с компенсированием давления, заявленной в п.1, содержащий этапы, на которых:

   a) экструдируют полимер в трубу с использованием множества экструдеров,

   b) выдувают трубу посредством индуцирования давления внутри трубы,

   c) вытягивают трубу одновременно с выдуванием трубы, при этом скорость продвижения при вытягивании трубы зависит от скорости герметизирующего ролика, выбранного так, чтобы не происходило минимального или какого-либо растяжения в продольном направлении и, следовательно, какой-либо ориентации молекул в осевом направлении, причем ролик выполняет прорезной выпуск (4) в секции,

   d) придают радиальную ориентацию молекулярной цепи в трубе,

   e) выравнивают трубу посредством термической сварки сжатых половин вместе с использованием пары закаленных роликов и образуют ленту непосредственно после раздувания и вытягивания трубы,

   f) экструдируют связующий полимер на одной кромке ленты,

   g) выполняют проточные каналы в связующем полимере и

   h) образуют трубу посредством продольного свертывания ленты и термической сварки перекрывающихся кромок вместе с использованием связующего полимера.
7. 7. Способ по п.6, при котором скорость герметизирующих роликов равна скорости экструзии трубы.
8. 8. Способ по п.6, при котором внутренняя поверхность трубы поддерживается при температуре экструдирования.
9. 9. Способ по п.6, при котором дальнейшее выравнивание трубы выполняется рядом закаленных роликов.
10. 10. Способ по п.6, при котором слой полимерного вещества экструдируется с использованием экструдера близко к одной из кромок ленты.
11. 11. Способ по п.6, в котором давление, индуцированное внутри трубы, больше, чем давление снаружи трубы.
12. 12. Способ по п.6, в котором диаметр выдувной трубы от 1,5 до 5 раз больше диаметра экструдированной трубы.
13. 13. Способ по п.6, в котором одновременное выдувание и вытягивание трубы придает радиальную ориентацию молекулярным цепям.
14. 14. Способ по п.6, в котором скорость продвижения при вытягивании необязательно изменяется для определения осевой ориентации, изменяясь в диапазоне от абсолютного ноля до абсолютного максимума.
15. 15. Способ обеспечения выполнения компенсации давления для трубы капельного орошения с компенсированием давления, изготовленной по п.6, содержащий этапы, на которых:

    - 7 031005

    a) формируют секцию пленки более тонкой, чем основная часть, с использованием совместной экструзии, причем совместная экструзия содержит следующие этапы:

    i) перемещают материал для основной части из основного экструдера в распределительное кольцо для основной части, ii) перемещают материал из распределительного кольца далее в зону сжатия, iii) перемещают материал для мембраны, восприимчивой к давлению, в другое распределительное кольцо и одновременно из него - в зону сжатия, iv) термически сваривают два материала при их приближении к зоне сжатия,

    v) нагнетают воздух в зоне сжатия в композитный материал, который при этом раздувает композитный материал и, таким образом, образует пузырь,

    b) формируют прорезной впуск и выпуск за счет пропускания через ролик, который содержит лез вие

    c) секцию, сформированную на этапе (а), формуют, главным образом, как область, восприимчивую к давлению.
16. 16. Способ по п.15, в котором образование пленки выполняется с использованием совместной экструзии, в котором восприимчивая секция выполнена из эластичного материала, такого как полиэтиленовый эластомер, так что возникает совместимая совместная экструзия.

    Фиг. 1

    Фиг. 2

    - 8 031005

    Фиг. 3

    Фиг. 4

    Фиг. 6

    - 9 031005

    Фиг. 7

    Фиг. 8

    Фиг. 9

    Фиг. 10

    - 10 031005

    Фиг. 11

    Фиг. 12