專利名稱：塑料微灌薄膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是地膜覆蓋和微型灌溉結(jié)合屬于農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域。
目前利用塑料薄膜覆蓋農(nóng)田可以保護(hù)作物生長溫度，減少蒸發(fā)，提高光能利用率。但是在應(yīng)用期間隔離灌水、施肥和噴藥的缺陷，特別是在干旱歷時(shí)長的地區(qū)，易造成作物早衰、生理性病害和蟲害，影響優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)。一般在大棚里使用，需另加一套灌溉管道系統(tǒng)，造價(jià)高，敷設(shè)占地大，增加勞動(dòng)量，難于大范圍應(yīng)用。
本項(xiàng)實(shí)用新型的目的是提供一種既保留薄膜覆蓋又可以灌水、施肥、灑藥的系統(tǒng)。采用該系統(tǒng)可降低工作壓力，輸水不蒸發(fā)，不深層滲漏，直接澆水到作物棵間與根部。
適用于農(nóng)田、菜地、林草育種地以及改造利用鹽堿地、沙地等，節(jié)約水源與能源。
本實(shí)用新型的特征是，在原生產(chǎn)的筒狀塑料薄膜(低密度聚乙烯等)本體上，利用其可塑性，按著水利微灌技術(shù)要求，熱合成一個(gè)薄膜覆蓋微型灌水系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有毛管、滴灌的微管滴頭或微噴的噴頭，達(dá)到了原薄膜覆蓋(地膜或塑料大棚)和微灌的雙重目的。
毛管是在塑料薄膜上熱合成軟管，管上留有一系列滴頭或噴頭的配水口。
圖一、是塑料地膜滴灌結(jié)構(gòu)布置


圖1.是塑料薄膜本體，2.是供水支管，3.是毛管，4.是雙壁微管單向滴頭，5.是雙壁微管雙向滴頭，6.是三壁微管滴頭。其中4、5、6滴頭型式可互換。
圖二是塑料小拱棚或大棚薄膜微噴結(jié)構(gòu)布置
圖1.是塑料薄膜本體，2.是供水支管，3.是毛管，7.是頂園噴頭，8.是頂角噴頭，9.是園形雙向流噴頭。其中7、8、9噴頭型式可互換。
供水支管的水源，通過常規(guī)管道連接部件，通水進(jìn)入毛管，由毛管按微灌技術(shù)多口均勻度要求，按勃拉休斯公式計(jì)算其直徑。配水到各個(gè)滴灌的微管滴頭或微噴噴頭，按作物株距和土壤濕潤園錐，選定間距。
由于地膜覆蓋和微灌進(jìn)行局部灌溉，減少了棵間蒸發(fā)量和深層滲漏量，節(jié)省灌溉水量。
根據(jù)微灌系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范的技術(shù)要求，相應(yīng)的水利微灌設(shè)計(jì)，以第一級毛管的第一個(gè)出水口(滴頭或噴頭)與最未一級毛管的最后一個(gè)出水口的壓力差不超過滴(噴)頭的工作壓力H滴的20％為原則。即h毛＋h支≤0.2H滴(1)式中h毛、h支是毛管、支管的摩擦水頭損失。在這種條件下，可保證90％的灌水均勻度q1≈1.1qn(2)式中q1－第一級毛管第一出水口流量；qn－最末級毛管最末出水口流量。
從而灌水利用率達(dá)到90－95％，畝次灌水量2.7－21立米／小時(shí)，覆蓋薄膜形式(地膜或大棚)長度可達(dá)100米，其毛管相應(yīng)與之等長，等厚，并按相同壟向敷設(shè)，直徑1－5厘米，其流量為200－1500升／時(shí)。滴(噴)頭流量2－6升／時(shí)，滴(噴)頭間距0.4－0.8米，直徑0.9－3毫米。
本實(shí)用新型關(guān)鍵是低壓、毛管與滴(噴)頭直徑、間距，一次熱合固定保證(1)、(2)式的要求和滴(噴)頭工作壓力的確定，對于滴頭工作壓力采用下式H滴＝ (h毛＋h支)/0.2 (3)其中h毛同毛管直徑和地形平緩程度有關(guān)，限定在0.15米／百米之內(nèi)。至于支管可通過調(diào)整直徑尺寸或劃分輪灌組使h支限定在0.05－0.1米／百米。微灌工作壓力適用于地膜滴灌的在0.1－0.15公斤／平方厘米；適用于大棚微噴的在0.5－2.0公斤／平方厘米。
支管直徑的確定，要根據(jù)地形坡度實(shí)際計(jì)算h支≤0.2H滴－h(huán)毛±△H△H＝i·L－地形坡度與支管長度乘積，即地形落差順坡為加，逆坡為減。
至于管道微灌系統(tǒng)支管以上部分，水源干管、過濾器、壓力計(jì)、調(diào)壓閥、藥肥罐等類同于管道灌溉配置。
用于地膜滴灌的微管滴頭，一是保證毛管的均勻配水工作壓力和均勻度達(dá)90％。二是在微管流程中將H滴工作壓力全部消耗，所需要的流程長度受出水孔間距△L的限制，本研究推薦用雙壁微管單向滴頭和雙向滴頭以及三壁管滴頭做為滴灌微管滴頭。微管滴頭水力計(jì)算用層流公式H損＝C (q1.253)/(Dm) △L式中C、m－參數(shù)；D－直徑；q－微管滴頭流量；△L－微管流程。由于縫管窄小，又受材料性質(zhì)和厚度的約束，經(jīng)過多次試驗(yàn)，(4)式中c、m參數(shù)，還須在加工前根據(jù)材質(zhì)和薄膜厚度，另作專門率定。
用于小拱棚，塑料大棚微噴噴頭如圖2采用單壁管，其噴頭流量用孔口流公式q＝CA
噴射距離R＝n
計(jì)算式中q、D－同前符號；C、n－參數(shù)；A－孔口面積；H1、H2－出流孔口前、后水頭；R－射程；g－重力加速度。
但因是縫孔出流，流態(tài)近似二元水流特性，影響到單孔出流均勻度，本研究推薦頂園噴頭、頂角噴頭、園形雙向流噴頭在于使水流在管壁內(nèi)外相撞，向空間擴(kuò)散，增加霧化和均勻度，降低噴出的水滴強(qiáng)度。經(jīng)過試驗(yàn)，也存在受材料性質(zhì)與厚度的影響，均可通過專門率定其參數(shù)。
據(jù)低密度聚乙烯薄膜允許應(yīng)力〔σ〕＝100公斤／平方厘米，用于滴灌薄膜在0.013－0.04毫米范圍以內(nèi)。對于大棚微噴視高度按巴洛公式計(jì)算。
巴洛公式σ＝ (pD)/(2S) ≤〔σ〕 (5)式中p－工作壓力；D－管路內(nèi)徑；S－管壁厚度；〔σ〕、σ－允許應(yīng)力與計(jì)算應(yīng)力。
塑料微灌薄膜結(jié)構(gòu)，共同達(dá)到均勻配水提高灌溉效率，發(fā)揮水、熱、肥、藥等田間作物科學(xué)管理一體化效用。在水源滿足條件下，按不同地形壟向要求，可以建成單元式，即一條支管可并聯(lián)若干微灌薄膜毛管；也可布設(shè)多元式，即由多條支管組成多個(gè)單元構(gòu)成一體。
塑料微灌薄膜的工廠加工，是農(nóng)用低密度聚乙烯薄膜，原生產(chǎn)成形為封閉園筒形，雙層折疊成卷。當(dāng)加工微灌系統(tǒng)時(shí)，按照設(shè)計(jì)各部結(jié)構(gòu)規(guī)格，制成塑料制管機(jī)，滾動(dòng)連續(xù)熱合熔接，即可完成加工程序。
目前無專用設(shè)備情況下，若進(jìn)行試驗(yàn)或試生產(chǎn)，采用塑料薄膜粘合(熔接)專用機(jī)械設(shè)備，只需增加膜型壓板，調(diào)控?zé)岷蠒r(shí)間，達(dá)到設(shè)計(jì)熔接縫強(qiáng)度與規(guī)格要求，即可。
本項(xiàng)技術(shù)在使用方面，與常規(guī)地膜或小拱棚、大棚覆蓋鋪設(shè)基本相同，只是在毛管同支管連接部位上應(yīng)予對應(yīng)，以方便與連接部件的三通接頭進(jìn)行銜接。為了薄膜上毛管與三通接頭封水嚴(yán)密，可在接頭處加橡皮圈。
塑料地膜滴灌結(jié)構(gòu)布置圖分為以下三種型式圖一1.塑料薄膜本體2.供水支管3.毛管4.雙壁微管單向滴頭圖二1－3，同
圖15.雙壁微管雙向滴頭圖三1－3，同
圖16.三壁微管滴頭塑料小拱棚薄膜微噴結(jié)構(gòu)布置圖分為以下三種型式圖四1－3同
圖17.頂園噴頭圖五1－3同
圖18.頂角噴頭圖六1－3同
圖19.園形雙向流噴頭
權(quán)利要求1.一種塑料微灌薄膜，是由覆蓋薄膜與微灌系統(tǒng)組成整體，其特征是在塑料薄膜上具有配水毛管以及用于地膜覆蓋的滴灌滴頭和用于小拱棚、大棚的微灌噴頭，均熱合或焙合在塑料薄膜本體上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的塑料微灌薄膜其特征與薄膜覆蓋等長，工作壓力0.1～2.0公斤／平方厘米，直徑為1～5厘米的塑料軟管，毛管配水口的單壁縫管、雙壁縫管或三壁縫管組成不同形式的滴頭和噴頭且與毛管具有同一種壁厚、材質(zhì)、顏色。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的塑料微灌薄膜，其特征是毛管3具有三種滴灌的微管滴頭4、5、6。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的塑料微灌薄膜，其特征是毛管3具有三種微灌的微噴噴頭7、8、9。
5.根據(jù)權(quán)利要求3的塑料微灌薄膜，其特征是滴灌的微管滴頭4，具有雙壁微管單向滴頭。
6.根據(jù)權(quán)利要求3的塑料微灌薄膜，其特征是滴灌的微管滴頭5，具有雙壁微管雙向滴頭。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的塑料微灌薄膜，其特征是滴灌的微管滴頭6，具有三壁微管滴頭。
8.根據(jù)權(quán)利要求4的塑料微灌薄膜，其特征是微灌的微噴噴頭7，具有頂園噴頭。
9.根據(jù)權(quán)利要求4的塑料微灌薄膜，其特征是微灌的微噴噴頭8，具有頂角噴頭。
10.根據(jù)權(quán)利要求4的塑料微灌薄膜，其特征是微灌的微噴噴頭9，具有園形雙向流噴頭。
專利摘要塑料微灌薄膜屬農(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域。原有地膜覆蓋技術(shù)，在使用期有隔離灌水追肥施農(nóng)藥的缺陷。為此，在農(nóng)用薄膜上熱合微灌毛管、微管滴頭或微噴噴頭成為一體，形成作物保護(hù)與微灌系統(tǒng)，當(dāng)覆在田壟上或搭設(shè)在大棚上，薄膜上毛管接通供水支管即可均勻灌水追肥施農(nóng)藥，其畝次小時(shí)灌水量2.7—21立米，工作壓力0.1—2公斤/平方厘米，并有減少蒸發(fā)、增溫等植保作用。適用于農(nóng)田菜地也可改造鹽堿地和沙地。是節(jié)水節(jié)能灌溉好形式。
文檔編號A01G13/00GK2030800SQ87215299
公開日1989年1月18日 申請日期1987年12月31日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月31日
發(fā)明者南方, 尉權(quán)思, 肖玉玲, 南梅 申請人:南方