[发明专利]灌溉发射器内的泡沫硅树脂部件

说明书

技术领域

本发明涉及用于灌溉发射器的弹性膜的生产，具体涉及用发泡弹性体制成的弹性膜的生产。

背景技术

典型的压力补偿或压力调节灌溉发射器(例如US 6,206,305中所述)包括壳体，该壳体具有连接到加压灌溉水源的入口和连接到大气的出口。在该壳体内在入口和出口之间形成限流路径，该限流路径具有相当大的流体阻力。壳体由两个半部组装成，并且在这两个半部之间插设平整的弹性膜，使该膜的一侧暴露于灌溉水的入口压力，而另一侧与出口相对并且暴露于经过限流路径之后减小的流动压力。在操作中，该膜因压差而朝出口挠曲并且进一步限制流量。入口压力越高，出口流量就被限制得越多。因此，灌溉水源的压力变化可得到补偿，从而在发射器出口处保持相对恒定的流量。

这种发射器所用的膜通常用诸如EPDM、NR或硅橡胶的弹性体或者诸如TPV或TPO或SEBS的热塑弹性体制成。发射器的被补偿的流量取决于膜材料的弹性特性。材料的弹性模量对膜的弹性行为具有关键影响，该弹性行为还取决于其厚度、形状以及在壳体内的固定方式。

弹性体的弹性特性受材料级别(弹性体类型和级别)、化合物成分(添加剂以及它们的添加量)和固化状态的影响。诸如温度和周期时间的加工条件主要影响固化状态。因此，橡胶膜具有变化的弹性特性。如果膜材料的弹性特性改变，那么只能通过改变发射器聚合体部件的膜厚度和几何形状来保持被补偿的发射器的设计流量。这非常昂贵，并且必须保持具有不同特性的膜的库存。

发明内容

弹性体技术使得可通过用气体使弹性体发泡来生产膨胀弹性体。可通过在弹性体的熔融状态下直接注射诸如CO₂、N₂的气体或者诸如水或戊烷的产气材料，将气体引入弹性体。还可通过包含在加工温度下分解并释放气体的化学发泡剂将气体引入熔融物。在受控的条件下将形成闭孔。泡孔的密度和形态将显著影响发泡弹性体的弹性特性。发泡的应用将能够改变单个化合物的弹性特性而无需改变成分或弹性体级别。此特征对于加工有很大好处，因为这可直接改变发射器膜的弹性特性。

根据本发明，提供了一种用于流量控制设备的弹性膜，该设备包括具有座的壳体，该座具有用于所述膜的预定形状和尺寸，使得当所述膜安装在该座内时，该膜因其两个相反侧之间的压差而挠曲。弹性膜具有与该座匹配的预定形状和尺寸，并且由具有闭孔的发泡弹性体制成，闭孔具有预定的泡孔密度和形态。

流量控制设备可以是用于灌溉的一种设备，例如压力调节灌溉发射器。该发射器包括壳体，该壳体具有可连接到加压灌溉水源的入口、可连接到低压水槽的出口、在该入口和出口之间的限流路径，使得当所述膜安装在所述座中时，该膜的一侧暴露于入口压力，而其另一侧与所述出口相对并且暴露于经过限流路径之后的流动压力。因此，在操作中，所述膜朝出口挠曲并且进一步限制通过发射器的流量。

有利的是，一系列这种形状和尺寸均相同的弹性膜可用相同弹性体制成，使得至少两个弹性膜由于不同的泡沫密度和/或形态而具有不同的弹性特性。或者，一系列形状和尺寸均相同的弹性膜可用具有变化的成分和不同的泡沫密度和/或形态的弹性体制成，使得膜的弹性特性相同或者在预定范围内。

根据本发明的另一个方面，提供了用于生产所述一系列弹性膜的方法。该方法包括通过在形状和尺寸相同的模具中对弹性体进行注射成型和发泡，或者对发泡弹性体进行连续成型，或者对发泡弹性体进行挤压成型来生产弹性膜。在每种方法中，例如通过改变诸如温度、压力、气体输入速度或产气剂的比例的加工条件来改变发泡弹性体的泡孔密度和形态，从而改变弹性特性。或者，可通过改变每个膜的泡沫密度和/或形态而将用成分不同的弹性体制成的一系列膜的弹性特性保持相同或在预定范围内。

根据本发明的又一个方面，提供了一种使用上述弹性膜的诸如压力调节灌溉发射器的流量控制设备，该弹性膜具有与该发射器中的座匹配的预定形状和尺寸，并且用具有预定泡孔密度和/或形态的闭孔的发泡弹性体制成。该设备可成系列地提供，每个设备具有形状和尺寸相同的用相同弹性体成分制成的弹性膜，并且至少两个弹性膜由于不同的泡孔密度和/或形态而具有不同的弹性特性。或者，一系列设备可设有形状和尺寸均相同的弹性膜，每个弹性膜用具有变化的成分和不同的泡沫密度和/或形态的弹性体制成，使得膜的弹性特性相同或者在预定范围内。

根据本发明的再一个方面，提供了一种用于生产多个流量控制设备的方法，所述流量控制设备包括由相同材料制成的形状和尺寸相同的弹性膜，所述设备具有取决于膜的弹性特性的流量控制参数，所述方法包括：