[發明專利]一種流延式薄壁滴灌帶流道的設計及成型方法

有效

• 申請號: 201810082341.6
• 申請日: 2018-01-29
• 公開（公告）號: CN108268734B
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 李云開;侯鵬;馮吉;王志富
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 張文寶

本發明公開了一種流延式薄壁滴灌帶流道的設計及成型方法，包括構建雙層不對稱流道結構及結構參數控制閾值及最優值的確定、進行雙層不對稱結構進水口與出水口設計、提出與雙層不對稱結構相匹配的成型輪加工方法及流延式滴灌帶成型工藝優化方法、進行流延式滴灌帶的材料改性與合理配方的設計；上述流延式滴灌帶的定型生產等流程。通過本發明的方法，有效解決了因設計理論缺失導致產品開發周期長、成本高及適配性差等問題；解決了因滴灌帶變形大、流道堵塞而產生的進出水不穩定問題，同時降低了生產難度；有效提升了加工精度，實現了快速、精準生產；使得管壁減薄至0.125mm，成本大大降低。

技術領域

本發明屬于農業節水灌溉技術領域，具體地，涉及一種關于灌水器產品的流延式薄壁滴灌帶流道的設計及成型方法。

背景技術

滴灌是目前最節水的高效灌溉技術之一，應用前景廣闊，已成為現代農業實現節水、高效生產的重要途徑。但是全球范圍內滴灌所占比例并不高，主要原因在于滴灌系統成本高昂，對于產出效益較低的農業而言是極大的挑戰。

灌水器是滴灌系統用量最大的部分，絕大多數還需要每年更換，使用成本居高不下。現有技術已從多途徑努力去研發新型灌水器產品，大幅降低灌水器成本。目前已成功利用吸附成型工藝開發了一次性薄壁單翼迷宮灌水器產品，有效降低了系統投資。

事實上，因為吸附成型工藝所限和灌水器設計理論的缺失，使得單翼迷宮灌水器產品消能流道設計簡單(通常為矩形)，導致灌水器產品的水力性能和抗堵塞性能較差，進而造成使用后殘留在灌水器產品內部的泥沙顆粒等堵塞物質較多，極大地影響了灌水器產品回收再利用的產品加工性能和可再生利用價值。

現有技術中，專利號：ZL201130033265.9公開了一種流涎式滴灌帶產品，通過成型輪真空吸附作用及卷邊裝置卷邊可將管壁疊加內外兩層的結構形式，使其在水壓達到1.5倍工作壓力及以上時，導致兩層管壁的間隙打開，對流道中堵塞的雜質進行清洗。上述流延式滴灌帶產品價格可以降到0.15元/m左右，僅比單翼迷宮薄壁滴灌帶產品價格高0.02-0.04元/m，與片式灌水器(一般在0.2元/m以上)、圓柱灌水器(一般在0.8元/m)、壓力補償灌水器(高達2元/m)比較而言具有明顯的價格優勢，而性能明顯高于單翼迷宮產品。但由于采用的是吸附成型工藝，導致部分復雜的結構難以加工，例如：在吸附成型過程中齒尖部位會形成圓角，而齒尖部位又是消能的主要結構，從而引起水力性能與抗堵塞性能降低，明顯要劣于片式、圓柱等灌水器產品。

流延式薄壁滴灌帶產品的研發為我們實現大幅降低系統成本、維持水力性能和抗堵塞性能提供了一條有效途徑，但如何實現流延式滴灌帶產品的最優化設計、生產達到設計的產品是目前急需解決的問題。更為重要的是，因為材料配方所限，在對目前生產的流延式滴灌帶的測試過程中發現，由于滴灌帶材料變形較大，在壓力大時流道甚至被拉平而導致出流減緩，出現在0.11MPa前流量隨著壓力增加而增大，在0.11MPa后流量出現反而下降的趨勢，在0.16MPa時甚至出現不出流的情況，且并未體現出補償作用與自清洗功能。

消能流道是灌水器最為核心的部位，部分學者開始探索利用基于計算流體動力學手段去進行灌水器結構優化設計。

申請公布號：CN106096179A公開了一種滴灌灌水器流道結構設計方法及其分形流道灌水器產品，針對片式灌水器產品提出了一種完善的解決方案，為借助調控內部流動特性去開發水力特性與抗堵塞性能皆優的產品提供了一種思路。但根據該方法設計的產品對于制造加工精度要求高，無法用于簡易的吸附成型加工工藝，因此研發一種適宜流延式薄壁滴灌帶產品的流道設計方法與成型工藝是目前急需解決的問題。