專利名稱：高分子復合材料水渠的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及給排水設施，具體涉及水渠。
背景技術：
水渠是農(nóng)業(yè)、市政等工程中常見的輸水設施，通常由自然土壤開挖構成或者石砌或磚砌或混凝土燒筑而成。但現(xiàn)有的磚砌或者混凝土澆筑的水渠埋在泥土中受潮濕土壤和水汽、濕氣浸泡、酸堿鹽侵蝕極易腐蝕剝落而失去防水能力，易滲透、耐久性差，并且強度降低，易損壞。遭到破壞后會導致水渠內(nèi)外水體滲透和污染。且大量使用粘土磚造成粘土資源浪費，水泥也是 不可再生的礦物燒制而成；磚頭和水泥制造都是高耗能產(chǎn)業(yè)，大量使用不符合環(huán)保趨勢。并且混凝土澆筑和磚砌、石砌水渠時的加工成本高、周期長；冬夏兩季施工時混凝土或砂漿的保養(yǎng)困難。
現(xiàn)有技術中也曾有人想到用合成材料制作水渠，但因為其容易老化、變形等問題， 尤其是露天環(huán)境中冬夏氣溫、光照環(huán)境差異顯著，老化嚴重。故未能得到普遍的推廣和應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供一種經(jīng)久耐用的高分子復合材料水渠。本發(fā)明的具體技術方案是一種高分子復合材料水渠，其特征在于由多個單體連接構成，所述單體由高分子復合材料制成并呈槽殼狀，單體上一體加工有加強筋，所述的加強筋沿槽寬和高的方向設置于單體外表面。本發(fā)明的產(chǎn)品加強筋沿槽寬和槽高的方向設置于單體外表面，也就是說是加強筋沿垂直于槽長的方向設置，并貫通整個單體外表面，且與單體一體加工成型，例如一體注塑成型或者一體模壓成型?，F(xiàn)有技術中認為加強筋越密、縱橫布置越均勻?qū)Ξa(chǎn)品結構強度加強效果越好。但是作為構成水渠的單體，長度尺寸顯著大于寬度或高度尺寸。因此，防止單體長度方向折斷和破壞比防止寬度、高度方向的形變和破壞更重要。本發(fā)明的加強筋特殊點就在于僅設置沿槽殼狀單體寬度和高度方向的加強筋，而不設置沿長度方向的加強筋；這樣在長度方形上有適當?shù)男巫冇嗔?。單體在使用中能更好地貼合地基以及適應地基變化，始終保持形狀和受力均勻，避免損壞；使用壽命更持久；也避免沿長度方向設置加強筋時，該加強筋局部扭曲或折斷而由此開始破壞、損毀。本發(fā)明的水渠與鋼筋混凝土或磚砌的水渠相比，具有耐酸、堿、鹽腐蝕，適合多種地質(zhì)條件使用，抗地震性能強，使用壽命長；并且可以現(xiàn)場組裝或者成品直接吊裝使用，大大縮短了建設工期，尤其是在城市可以大大減小對道路交通的影響；并且安裝后之后的管理方便，免保養(yǎng)；建設成本低、性價比高，經(jīng)濟性好。


圖I是本發(fā)明的水渠的主視圖；圖2為圖I的仰視圖；圖3是圖2的另一種實施方式示意圖；圖4是水渠使用狀態(tài)的橫斷面圖。
具體實施例方式如圖I到3所示的，高分子復合材料水渠，由多個單體10相連接構成，通常采用首尾相連的方式。每個單體10都呈槽殼狀，單體10上一體加工有加強筋13，所述的加強筋13沿槽寬和高的方向設置于單體10外表面。如圖2所示也就是單體10長度方向為圖紙的左右方向，單體的寬度和高度方向也就是垂直于紙面和紙面上下的方向，加強筋13就沿垂直于紙面和紙面的上下方向布置在單體10外壁。這樣的加強筋13不僅可以加強單體10的 結構強度，同時使得單體10在長度方向具有形變余地。本發(fā)明的單體10在使用中能更好地貼合地基以及適應地基變化，始終保持形狀和受力均勻，避免損壞；使用壽命更持久。具體來說這樣的結構一方面單體10的寬度、高度方向結構、外形穩(wěn)固；另一方面單體長度方向可以有一定的形變余地，這樣就能避免因安裝地基等變化時單體長度方向的彎折變形導致長度方向的加強筋或單體10壁折斷或破壞，然后整個單體由該破壞點進一步被破壞。并且這樣即使季節(jié)變化，單體10熱脹冷縮的時候，因為單體10長度方向也能適當形變，所以能保持和周圍泥土等環(huán)境介質(zhì)的緊密貼合，所以受力均勻。這種更緊密的貼合還可以借用泥土等環(huán)境的作用保持自身溫度和形變的一致，就避免了局部形變過大或過小、受力不均造成破壞。所以本發(fā)明的單體及連接后構成的水渠結構性能反而牢固穩(wěn)定，使用壽命更持久。本發(fā)明的另一個重大改進在于如圖4所示的，所述單體10包括長度方向的兩側(cè)邊緣向外延伸設置的耳板11，耳板11上設置通孔12，耳板11上及耳板11更外側(cè)區(qū)域覆蓋壓塊20，所述的壓塊20與連接桿30相固定，連接桿30穿連在耳板11上的通孔12內(nèi)并插入單體10周圍的環(huán)境介質(zhì)中，且連接處的兩耳板11位于同一壓塊20下。也就是說單體10的兩個上沿向槽外延伸一段板體，該板體就稱為耳板11。該環(huán)境介質(zhì)通常也就是泥土或土壤。為了受力均勻，最好耳板11上的孔沿長度方向設置并行兩列，也就是一列靠近槽內(nèi)側(cè)，一列靠外側(cè)，如圖I中所示。這樣的結構中即使季節(jié)變化，熱脹冷縮的時候，單體10受壓塊20和連接桿30的作用，雖然發(fā)生形變，也能保持和周圍泥土等環(huán)境介質(zhì)的緊密貼合，所以受力均勻；尤其是可以借用泥土等環(huán)境介質(zhì)的作用保持自身溫度和形變的一致，就避免了局部形變過大或過小，受力不均造成破壞。這樣單體11始終與泥土貼合的結構受到太陽照射或者霜雪時，因與泥土緊靠，溫度變化小；也即是可以借助泥土、土壤等環(huán)境介質(zhì)的低溫環(huán)境降低產(chǎn)品溫度，進一步減緩老化。假如與泥土間有間隙則其溫差顯著增大，大大加快了變形、破壞和老化。因此，耳板11及壓塊20、連接桿30的結構改進進一步提高本發(fā)明的高分子水渠的耐久性。本發(fā)明的產(chǎn)品與不設置壓塊20和連接桿30的產(chǎn)品在其它條件相同的情況下，經(jīng)過一個夏天和一個冬天之后對比本發(fā)明的產(chǎn)品形狀規(guī)則，表面沒有變色，沒有破壞點；對比產(chǎn)品的單體不同部位槽口寬度變化明顯,并有多出局部變色、劃痕樣痕跡。雖然本發(fā)明采用的是很細節(jié)的技術改進，但是取得了顯著的技術進步和效果。使得塑料等類似高分子復合材料制作的水渠在露天大規(guī)模運用成為可能。進一步的，所述的連接構成水渠的單體10呈長槽形和/或者三叉槽形和/或十字槽形。所述的單體10與單體10連接處采用熱合連接或槽口搭接并用螺栓固定或者設置為法蘭連接。單體10包括相同形狀的多個相連接，就可以設置不同長度的水渠；采用不同形狀的多個相連接，就可以布置成多 向分叉的水渠，方便使用。當然，如果是十字槽形或三叉槽形的單體10，且長度太短無法設置耳板11，則也是本發(fā)明的等同變化和替換，如圖I中中部的十字槽形單體10就是一個實例。單體10的熱合連接或槽口搭接和螺栓固定或者法蘭連接可以保證連接可靠，并且還可以再在連接縫上設置密封膠，進一步保證連接可靠。如圖I中所示就是采用槽口搭接和螺栓固定并在連接面設置密封膠的實施方式。另外在單體10端部如果需要封閉，也可以采用上述任意方式連接一個端板14進行封閉，這樣也可以防止雨水滲入導致泥土基礎變形而引起水渠的變形。當然，單體10之間的連接處位于同一壓塊20下也可以進一步避免雨水滲入基礎的情況。進一步的，所述的壓塊20為鋼筋混凝土或混凝土制造，所述的連接桿30與壓塊20整體澆筑成型。這樣方便使用，也可以使連接桿30與壓塊20連接牢固。所述的水渠的橫截面、也就是單體10的橫截面形狀可以是梯形或半圓形或矩形或其它類似形狀。如圖3的單體10橫截面呈梯形、圖2所示的橫截面呈半圓形。所述的水渠可以是如上所述的敞開式的，也可以是封閉式的；封閉式的也就是所述的單體10的槽口設置塑料蓋板；蓋板上設置集水口和/或便于提拉的把手。通常在設置有蓋板的時候，壓塊20可以略靠外側(cè)，在耳板11上留出蓋板的安放位置；或者單體10槽口注塑加工有嵌裝蓋板的結構；蓋板可以避免雜物掉入堵塞水渠。本發(fā)明所述的單體10由熱塑性塑料注塑成型或者由熱固性塑料模壓成型。為了提高單體10的耐老化性和強度，對熱塑性塑料進行了進一步改進所述的熱塑性塑料配方=PP塑料:100份、玻纖988A :0. 15-0. 22份、光穩(wěn)定劑UV-9 :0. 25-0. 3份、紫外線吸收劑UV531 :0. 08-0. 12 份、成核劑 NAP-53F :0. I 份、抗氧劑 1010 :0. 16-0. 25 份。為了配方統(tǒng)一，使用方便，通常確定為所述的塑料配方PP塑料100份、玻纖988A :0. 2份、光穩(wěn)定劑UV-9 :0. 25份、紫外線吸收劑UV531 :0. I份、成核劑NAP-53F :0. I份、抗氧劑1010 :0. 2份。本發(fā)明的高分子復合材料水渠的制造方法，主要是包括采用熱塑性塑料注塑工藝或熱固性塑料模壓工藝加工單體10，一體澆筑壓塊20和連接桿30。熱固性塑料的原材料由合成樹脂、增強材料和輔助材料三大類組成。合成樹脂主要為不飽和聚酯樹脂；增強材料為短切玻璃纖維粗紗或原絲；輔助材料包括固化劑(引發(fā)劑)、表面處理劑、增稠劑、低收縮添加劑、脫模劑、著色劑、填料和交聯(lián)劑等。熱固性塑料在模壓成型加工過程從工藝角度看，可分為三個階段流動階段、膠凝階段、固化階段。加熱初期物料呈現(xiàn)低分子粘流態(tài)，流動性尚好，隨著官能團的相互反應，部分發(fā)生交聯(lián)，物料流動性逐步變小，并產(chǎn)生一定程度的彈性，使物料呈膠凝態(tài)，再繼續(xù)加熱使分子交聯(lián)反應更趨完善，交聯(lián)度增大，物料由膠凝態(tài)變?yōu)椴ＡB(tài)，樹脂體內(nèi)呈體型結構，成型即告結束。模壓成型工藝具體操作過程根據(jù)不同的設備和材料品種調(diào)整即可。當采用熱塑性塑料注塑加工時，所述的注塑加工單體10步驟為
將原料逐漸加熱到180-220°C并保持至少30分鐘，在40_70r/min的攪拌強度下均勻塑化；在50_100Mpa推力、速度為50_100L/mim的液壓流量下推注到模具內(nèi)注塑成型；在40Mpa±lMpa壓力作用下保壓進行冷卻，控制塑料冷卻達到50°C的時間約300S ；開模，開模時先慢后快最后也較慢，速度分別為40L/min、70L/min、30L/min ;然后緩慢用力均勻地將半成品頂出模具；半成品經(jīng)檢查、修除飛邊、料柄后即可包裝為成品。本發(fā)明的塑料中主要是利用特定的優(yōu)選配方，并發(fā)現(xiàn)了光穩(wěn)定劑UV-9的特 殊用量起到耐老化性顯著提高的作用。本發(fā)明高分子復合材料水渠的使用方法，步驟包括I、開挖基槽開挖基槽比產(chǎn)品實際尺寸放寬彡300mm ;開挖深度較單體10深度大100-300mm ;也即是單體10兩邊留出IOOmm左右的間隙能夠安裝單體10即可。盡可能利用
原有地基，保證密實程度。2、平整處理將底部平整壓實；使單體10底部與地基平穩(wěn)接觸。3、組裝安放組裝和連接單體10 ;并安裝到基槽內(nèi)；4、回填回填單體10長度方向兩側(cè)邊外側(cè)；保證回填密實均勻；通?；靥顜坠趾竦耐良葔壕o一次。5、布置壓塊20 :將壓塊20和連接桿30連接到單體10上，壓塊20連續(xù)布置，且保證單體10連接部位于同一塊壓塊20下。
權利要求
1.一種高分子復合材料水渠,其特征在于由多個單體(10)連接構成,所述單體(10)由高分子復合材料制成并呈槽殼狀，單體(10)上一體加工有加強筋(13)，所述的加強筋(13)沿槽寬和高的方向設置于單體(10)外表面。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種高分子復合材料水渠，其特征在于所述的連接構成水渠的單體(10)呈長槽形和/或者三叉槽形和/或十字槽形。
3.根據(jù)權利要求2所述的一種高分子復合材料水渠，其特征在于所述的單體(10)與單體(10)連接處采用熱合連接或槽口搭接并用螺栓固定或者設置為法蘭連接。
4.根據(jù)權利要求I或2或3所述的一種高分子復合材料水渠，其特征在于所述單體(10)包括長度方向的兩側(cè)邊緣向外延伸設置的耳板(11)，耳板(11)上設置通孔(12)，耳板(11)上及耳板(11)更外側(cè)區(qū)域覆蓋壓塊(20)，所述的壓塊(20)與連接桿(30)連接，連接桿(30 )穿連在耳板(11)上的通孔(12 )內(nèi)并插入單體(10 )周圍的環(huán)境介質(zhì)中，且連接處的兩耳板(11)位于同一壓塊(20)下。
5.根據(jù)權利要求4所述的一種高分子復合材料水渠，其特征在于所述的壓塊(20)為鋼筋混凝土或混凝土制造，所述的連接桿(30)與壓塊(20)整體澆筑成型。
6.根據(jù)權利要求5所述的一種高分子復合材料水渠，其特征在于所述的單體(10)的槽口設置塑料蓋板；蓋板上設置集水口和/或便于提拉的把手。
7.根據(jù)權利要求5所述的一種高分子復合材料水渠，其特征在于所述的單體(10)由熱塑性塑料注塑成型或者由熱固性塑料模壓成型。
8.根據(jù)權利要求7所述的一種高分子復合材料水渠，其特征在于所述的熱塑性塑料配方PP塑料:100份、玻纖988A :0. 2份、光穩(wěn)定劑UV-9 :0. 25份、紫外線吸收劑UV531 :0. I份、成核劑NAP-53F :0. I份、抗氧劑1010 :0. 2份。
9.根據(jù)權利要求8所述的高分子復合材料水渠的制造方法，包括用熱塑性塑料注塑加工單體(10)或用熱固性塑料模壓成型制作單體(10)，一體澆筑壓塊(20)和連接桿(30)，其特征在于所述的用熱塑性塑料注塑加工單體(10)的步驟為 將原料逐漸加熱到180-220°C并保持至少30分鐘，在40-70r/min的攪拌強度下均勻塑化； 在50-100Mpa推力、速度為50-100L/mim的液壓流量下推注到模具內(nèi)注塑成型； 在40Mpa± IMpa壓力作用下保壓進行冷卻，控制塑料冷卻達到50°C的時間約300S ； 開模，開模時先慢后快最后也較慢，速度分別為40L/min、70L/min、30L/min ； 然后緩慢用力均勻地將半成品頂出模具；半成品經(jīng)檢查、修除飛邊、料柄后即可包裝為成品。
10.根據(jù)權利要求I到9中任意一項所述的高分子復合材料水渠的使用方法，步驟包括 1)、開挖基槽開挖基槽比單體(10)實際尺寸放寬<300mm ;開挖深度較單體(10)深度大 100-300mm ； 2)、平整處理將底部平整壓實； 3)、組裝安放組裝和連接單體(10);并安裝到基槽內(nèi)； 4)、回填回填單體(10)長度方向兩側(cè)邊外側(cè)；保證回填密實均勻； 5)、布置壓塊(20):將壓塊(20)和連接桿(30)與單體(10)連接，壓塊(20)連續(xù)布置，且保證連接處的耳板(11)位于同一塊壓塊( 20)下。
全文摘要
本發(fā)明涉及水渠；目的是提供一種經(jīng)久耐用的高分子復合材料水渠，水渠由多個單體連接構成，所述單體由高分子復合材料制成并呈槽殼狀，單體上一體加工有加強筋，所述的加強筋沿槽寬和高的方向設置于單體外表面。本發(fā)明的水渠與鋼筋混凝土或磚砌的水渠相比，具有耐酸、堿、鹽腐蝕，適合多種地質(zhì)條件使用,抗地震性能強，使用壽命長；并且可以現(xiàn)場組裝或者成品直接吊裝使用，大大縮短了建設工期，尤其是在城市可以大大減小對道路交通的影響；并且安裝后之后的管理方便，免保養(yǎng)；建設成本低、性價比高，經(jīng)濟性好。
文檔編號E02B5/00GK102912765SQ201210393938
公開日2013年2月6日 申請日期2012年10月17日 優(yōu)先權日2012年10月17日
發(fā)明者周聽昌 申請人:昆明普爾頓管業(yè)有限公司