专利名称：一种大棚骨架用支撑杆及其加工设备和制备方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于农业栽培、种植和养殖的温室大棚的大棚骨架用支 撑杆，还涉及大棚骨架用支撑杆的加工方法和加工设备。
技术背景近年来，随着蔬菜大棚的推广，温室大棚在各个地区得到广泛的应用，针 对各个地区自然环境条件的不同和不同作物以及不同用途的需要，人们纷纷对 传统的大棚做出改进。传统大棚由于受原有经济条件的限制 一般采用水泥立柱 和横向骨架构成，骨架一般采用竹杆。随着经济的发展和温室大棚越来越大的趋势，需要结构更加牢固，施工更加方便的骨架材料。钢结构的材料成为温室 大棚首选的材料。但是在应用过程中金属材料的骨架存在一些问题，首先制作 成本高，其次，耐腐蚀性差。针对成本较高的问题，许多人采用钢管作为骨架 材料，针对钢管耐腐蚀较差的问题，在钢管的外部涂敷油漆或其它防水材料， 为了解决刚性和韧性差的问题，有的采用外层设加强层和内层填充填充物的方 法，该方法一般填充水泥或等同于水泥的材料，外部一般采用水泥或氯化镁。但外部涂敷油漆或其它防水材料仅仅起到防锈的作用，不能起到加固的作 用，而且涂敷防锈漆或防水材料不能持久，防锈效果较差。外部使用水泥材料 其结合程度较差，韧性较差。中国国家知识产权局于公开了专利申请号为200810000918 . 0,名称为的 发明专利申请，该发明的目的是提供一种耐腐蚀、低成本、不划膜、高强度、 高韧度的温室骨架材料，以及骨架材料的加工方法和加工设备。为了达到上述 目的，该发明采取以下方案包括一空心钢管，钢管内填充固化高分子无机材 料，钢管外固化一层高分子无机材料。其中，所述钢管内填充固化的高分子无 机材料，与钢管内表面无缝隙粘合，所述钢管外覆盖的固化高分子无机材料， 与钢管外表面无缝隙粘合，使钢管不会被空气中的氧气氧化生锈，延长使用寿 命。其中，所述骨架材料的截面呈圆形或者多边形，外表面光滑，防止划伤塑料薄膜。其中，所述钢管内填充的固化高分子无机材料和所述钢管外固化的高分子无机材料，由重量比为4 %至35 %的滑石粉、64 %至95 %的钙石粉、 1 %至0 . 01 %的化学添加剂，与水混合搅拌成浆形成。其中，所述化学添 加剂为曱级纤维素和水性玻璃胶，钙石粉为精选坚石粉碎而成，化学添加剂可 以使高分子无机材料强度更大，与钢管的粘合更牢固。其中，所述钢管内填充 的固化高分子无机材料和所述钢管外的固化高分子无机材料，还掺杂有玻璃纤 维丝，增强高分子无机材料的韧性和骨架材料的整体强度。上述技术方案中采用内外固化高分子无机材料的做法，这在较大程度上达 到耐腐蚀、低成本、不划膜、高强度、高韧度的目的，但是在实践过程中由于 浆料填充在钢管内的目的其一增加强度，第二防锈防腐蚀，但由于浆料在钢管 内部，钢管的长度较长，因此浆料短时间之内无法凝结成型，而且也难以与钢 管达到无缝隙的接触，其防腐蚀的效果较差。如果浆料短时间之内无法凝结成 型，首先就导致加工时间变长，对于运输和安装带来不利影响。同时，由于内 外均为固化高分子无机材料，实际上增加了骨架的重量，而这对大棚的建设尤 为不利，因为大棚上部薄膜的支撑需用多根支撑杆进行支撑，如果支撑杆较重， 本身的重量对下部支撑提出更高的要求，这与目前大棚越来越大的发展趁势不 相吻合，越来越大的大棚需要更少的支撑和更坚固的支撑，因此就要设法减少 上部支撑杆的重量，以便更有效的增加温室大棚的跨度，所以支撑杆的重量显 然对温室大棚具有重要的意义，尤其在突发天气情况来临时，例如南方的冰冻 雨雪天气，就基本将所有的大棚毁坏，原因就是承重能力较差，因此减少自身 重量的同时保证强度和韧性成为扩大温室大棚发展的重点。该技术方案中采用玻璃纤维丝添加在浆料中的办法，但在浆料中添加玻璃 纤维丝仅仅达到一定程度上增加韧性的效果，其结合程度较差，而且完全依赖 浆料的固化进行结合，其与钢管的结合度较差，还需要加入其它添加剂或粘合 剂，制作更复杂。该专利的技术方案中公开了加工设备和加工方法，但该设备在实施过程中， 仅仅能够在钢管的表面粘附浆料，无法进一步的对其进行清理，加工后的钢管其表面残存有浆料固化后表面不光滑，达不到良好的使用效果。其工作效率较低。 '发明内容本发明所要解决的问题之一是提供一种耐腐蚀、低成本、不划膜、高强度、 高韧度的一种大棚骨架用支撑杆。本发明所要解决的问题之二是提供结构简单、加工方便的 一种大棚骨架用 支撑杆的加工设备。本发明所要解决的问题之三是提供上述一种大棚骨架用支撑杆的制备方法。为了达到上述目的，本发明采用以下技术方法 一种大棚骨架用支撑杆， 包括金属骨架层，其特征在于所述金属骨架层的外部固设有加强层，所述金 属骨架层的内部填充有发泡材料制成的芯体。设有加强层的支撑杆，结构更牢固，芯体为发泡材料使支撑杆重量较轻， 在增加强度和韧性的前提下减少重量，按装更方便。以下为上述技术方法的进一 步改进的方法所述加强层包括若干层玻璃纤维布层和浆料层，所述玻璃纤维布层和浆料 层间隔设置。所述浆料层的浆料由以下重量份的原料加水混合搅拌制成 硫铝酸盐水泥 (). 8~ 1 . 2份；150-200目的石粉 0. 8~ 1. 2J分；立德粉 0.0008 - 0.0012 4分；浓度6%的聚乙烯醇胶 0. 008 ~ 0. 012份。硫铝酸盐水泥致密度高，能够使支撑杆更坚固，石粉主要成分为碳酸钙能 够起到更好的骨架作用，立德粉也称钛白粉，不溶于水、稀酸和有机物，消色 力强，遮盖力高，光泽度大，广泛用于涂料、油墨、陶瓷、玻璃等工业中作着 色颜料和填料，增加耐腐蚀性和强度，浓度6%的聚乙烯醇胶能够将上述原料的 结合更紧密、更坚固，防止成型后的脱离、剥离，增加使用的寿命。玻璃纤维布层是由玻璃纤维布缠绕在金属骨架层上形成。 所述加强层的外层设有不饱和树脂层。金属骨架层与加强层的厚度分别为0. 15-0. 32cm 、 0. 25-0. 5 cm。玻璃纤维布层和浆料层构成的加强层结构更牢固，结合强度更强，玻璃纤 维布缠绕的方式使加强层的强度和韧性更好，设有加强层和芯体的支撑杆由于 金属骨架层与空气隔绝，因此更加耐腐蚀，表面树脂和加强层不容易划膜，使 用寿命较长，与普通的钢管相比，在实际使用时，普通钢管在冬季时由于金属 的传热性能较强，因此容易将大棚内的室温通过薄膜或连接的构件传导到室外， 而本发明的支撑杆由于外部有加强层和树脂层，不容易传导热量，夏季，普通 钢管容易将室外的热量传导到室内，导致室内温度较高，而大棚的室温应该保 持恒定的温度，过高或过低均不利于植物的生长，还需要增加降温或升温设施， 因此本发明的支撑杆还具有节能的效果。一种大棚骨架用支撑杆的加工设备，其特征在于所述加工设备包括机架、 动力装置，所述机架上设有浆槽，所述动力装置具有输出轴，所述输出轴的轴 线位于浆槽内。上述加工设备的进一步改进的技术方案如下所述浆槽一侧的机架上设有水管，所述水管上设有若干个喷头，所述水管、 喷头的下方设有水槽。所述浆槽的两侧设有道轨，所述道轨上设有可沿道轨来回移动的移动车， 所述移动车通过牵引绳与动力装置连接，所述移动车上设有用来安放PET膜盘 且PET膜盘可以绕其转动的支撑架。所述浆槽为梯形浆槽。上述方案中，动力装置可以实现输出轴转动和带动移动车的功能，结构简 单，传动可靠，梯形浆槽相比V形槽底面面积扩大，浆料与金属管的接触更充 分，冲洗后的支撑杆表面更洁净，更容易涂刷其它保护层，移动车可以自动巻 PET膜，自动程度更高。一种大棚骨架用支撑杆的制备方法，其特征在于所述制备方法包括以下 步骤7a、 将金属骨架层放置在浆槽内并与输出轴连接；b、 将原料硫铝酸盐水泥、150-200目的石粉、立德粉、浓度6%的聚乙烯醇胶按 所述重量份加水混合搅拌成稀糊状制成浆料倒入浆槽中；c、 将玻璃纤维布一端用胶顺着金属骨架层的转动方向粘住，然后放入浆槽内的 浆料中，启动动力装置，输出轴带动金属骨架层转动，玻璃纤维布的两面带着 浆料巻到金属骨架层上；d、 玻璃纤维布巻到金属骨架层上后，PET膜盘放置在支撑架上，启动正反离合 器带动移动车移动，同时将支撑架上的PET膜螺旋包裹在带有浆料和玻璃纤维 布的金属骨架层的外部；e、 PET膜包裹在金属骨架层的外部后，将金属骨架层取出放在水槽内，开启水 管上的若干个喷头沖洗掉膜上的废料；f、 养护4小时后，玻璃纤维布及所带的浆料形成玻璃纤维布层和浆料层，将聚 氨酯打入金属骨架层中发泡并将空气排除。将PET膜除掉，在外层刷上一层不 饱和树脂形成不饱和树脂层。上述步骤f中，如果需要直的金属管爻撑杆，在水泥养护4小时后，将聚 氨酯打入金属管中发泡，将空气排除。如果需要拱形弯管，可以在养护l小时，或者在平放l小时后将钢管放到 弯管机或成型机上弯制成所需的拱形即可。 下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步的说明
附图l是实施例中支撑杆的结构示意图； 附图2是实施例中加强层的结构示意图； 附图3是实施例中专用设备的结构示意图； 附图4是实施例中专用设备俯视时的结构示意图； 附图5是实施例中浆槽的结构示意图； 附图6是实施例中移动车的传动示意图； 附图7是实施例中动力装置的传动示意图。
具体实施方式
实施例l、如图l所示， 一种大棚骨架用支撑杆，包括金属骨架层l，金属 骨架层1为未镀锌的钢管，金属骨架层1的外部固设有加强层2，金属管3的内部填充有发泡材料制成的芯体3,加强层2的外层设有不饱和树脂层4。如图2所示，加强层2包括玻璃纤维布层22和浆料层21，加强层2包括2层玻璃纤维布层22和3层浆料层21，玻璃纤维布层22和浆料层21间隔设置，玻璃纤维布层22是由玻璃纤维布缠绕在金属骨架层1上形成。芯体是将聚氨酯打入金属骨架层中发泡形成，将空气排除，使钢管内表面与空气隔绝。浆料的原料及重量份为硫铝酸盐水泥O. 8份；150-200目的石粉0.8份； 立德粉 0. 0008份；浓度6°/。的聚乙烯醇胶0. 008份。 上述原料中的石粉选用白石粉。实施例2、实施例2与实施例1的不同仅为浆料的不同，其它结构一致， 浆料的原料及重量份为硫铝酸盐水泥1.2份；150-200目的石粉1.2份； 立德粉0.0012 份；浓度6%的聚乙烯醇胶Q. 012份。实施例3、实施例3与实施例1的不同仅为浆料的不同，其它结构一致， 浆料的原料及重量份为硫铝酸盐水泥1份；150-200目的石粉1份；立德粉 0.001 份；浓度6%的聚乙烯醇胶0. 01份5上述实施例中的金属骨架层1的厚度可以为0. 15-0. 32cm，加强层2的厚 度可以为0. 25-0. 5cm。金属骨架层可以是圓形或方形的金属管。实施例4、如图3所示， 一种大棚骨架用支撑杆的加工设备，加工设备包 括机架IO、动力装置5，机架10上设有浆槽9，如图5所示，'浆槽9为梯形浆 槽，动力装置5具有输出轴8，所述输出轴8的轴线位于浆槽9内，浆槽9一 侧的机架IO上设有水管11,水管11上设有若干个喷头13,水管ll、喷头13 的下方设有水槽12,所述浆槽9的两侧设有道轨21、道轨22,道轨21、道轨 22上设有可沿道轨21、道轨22来回移动的移动车6，移动车6具有行走轮61, 移动车6通过牵引绳71与动力装置5连接，移动车6上设有用来安放PET膜盘 且PET膜盘62可以绕其转动的支撑架63,图4、图6所示，机架10上安装有滑轮31、 32、 33，用来支撑牵引绳71，如图7所示，动力装置5包括动力电机 41，输出轴8与动力电机41的电机轴皮带传动连接，输出轴8上设有传动链轮 42,该传动链轮42与中间轴81上的传动链轮43传动连接，中间轴81上还设 有传动链轮44，该传动链轮44与第二中间轴82上的传动链轮45传动连接， 第二中间轴82上设有正反离合器85,正反离合器85与巻扬轮86连接，正反 离合器85上设有操作手柄51。实施例5、利用实施例4中的加工设备制备如实施例1-3中的一种大棚骨 架用支撑杆的制备方法，包括以下步骤a、 选取用作金属骨架层1的钢管，将其放置在浆槽9内并与输出轴8连接，连 接的方式可以采取公知的技术，如联轴器连接；b、 将原料硫铝酸盐水泥、150-200目的石粉、立德粉、浓度6%的聚乙烯醇胶按 所述重量份加水混合搅拌成稀糊状制成浆料倒入浆槽9中；c、 将玻璃纤维布一端用立得牢胶顺着钢管的转动方向粘住，然后放入浆槽9内 的浆料中，启动动力装置5，输出轴8带动钢管转动，玻璃纤维布的两面带着 浆料巻到钢管上；d、 玻璃纤维布巻到钢管上后，PET膜盘放置在支撑架63上，启动正反离合器 85带动移动车6移动，同时将支撑架63上的PET膜螺旋包裹在带有浆料和玻 璃纤维布的钢管的外部；e、 PET膜包裹在钢管的外部后，将钢管取出放在水槽内，开启水管11上的喷 头13冲洗掉膜上的废料；f、 养护4小时后，玻璃纤维布及所带的浆料形成玻璃纤维布层和浆料层，将聚 氨酯打入钢管中发泡并将空气排除，将PET膜除掉，在外层刷上一层不饱和树 脂形成不饱和树脂层即可。上述步骤f中，如果需要直的金属管支撑杆，在水泥养护4小时后，将聚氨酯 打入金属管中发泡，将空气排除。如果需要拱形弯管，可以在养护l小时，或者在平放l小时后将钢管放到 弯管机或成型机上弯制成所需的拱形即可。采用实施例4的加工设备及实施例5的制备方法，分别按照实施例1、 2、3的技术方案制得直的支撑杆300根。分别选取20根支撑杆作为三组与20根 钢管做承重试验，竖直排放后当出现弯折情况时，三组支撑杆的承重重量为普 通钢管的1. 5-2. 5倍。分别选取20根支撑杆作为三组与20根钢管做弯折试验， 当支撑杆弯折承受的重量达到普通钢管弯折的2倍时，才开始弯折。以上试验充分证明本发明支撑杆的强度和韧性均比普通钢管有明显的提高。
权利要求
1、一种大棚骨架用支撑杆，包括金属骨架层(1)，其特征在于所述金属骨架层(1)的外部固设有加强层(2)，所述金属骨架层(1)的内部填充有发泡材料制成的芯体(3)。
2、 根据权利要求1所述的一种大棚骨架用支撑杆，其特征在于所述加强 层(2 )包括若干层玻璃纤维布层(22 )和浆料层(21 )，所述玻璃纤维布层(22 ) 和浆料层(21 )间隔设置。
3、 根据权利要求2所述的一种大棚骨架用支撑杆，其特征在于所述浆料 层的浆料由以下重量份的原料加水混合搅拌制成石克铝酸盐水泥 G. 8 ~ 1 . 2份；150—200目的石粉 0. 8~ 1 . 2<分；立德粉 ■ 0. 0008 - 0. 0012 份；浓度6"Z。的聚乙烯醇胶 0. 008 ~ 0. 012份。
4、 根据权利要求2所述的一种大棚骨架用支撑杆，其特征在于玻璃纤维 布层(22)是由玻璃纤维布缠绕在金属骨架层(1)上形成。
5、 根据权利要求4所述的一种大棚骨架用支撑杆，其特征在于所述加强 层(2)的外层设有不饱和树脂层(4)。
6、 一种加工如权利要求5所述的一种大棚骨架用支撑杆的加工设备，其特 征在于所述加工设备包括机架(10)、动力装置(5),所述机架(10)上设 有浆槽(9),所述动力装置(5)具有输出轴(8),所述输出轴(8)的轴线 位于浆槽(9)内。
7、 如权利要求6所述的加工设备，其特征在于所述浆槽(9)一侧的机 架(10)上设有水管(11),所述水管(11)上设有若干个喷头(13)，所述 水管(11)、喷头(13)的下方设有水槽(l2)。
8、 如权利要求6或7所述的加工设备，其特征在于所述浆槽(9)的两 侧设有道轨(21、 22),所述道轨(21、 22)上设有可沿道轨(21、")来回 移动的移动车(6),所述移动车(6)通过牵引绳(71 )与动力装置(5)连接，所述移动车(6)上设有用来安放PET膜盘'且PET膜盘(62)可以绕其转动的支 撑架(63)。
9、 如权利要求8所述的加工设备，其特征在于所述浆槽(9)为梯形浆 槽(9)。
10、 一种大棚骨架用支撑杆的制备方法，其特征在于所述制备方法包括 以下步骤a、 将金属骨架层(1)放置在浆槽(9)内并与输出轴(8)连接；b、 将原料硫铝酸盐水泥、150-200目的石粉、立德粉、浓度6%的聚乙 烯醇胶按所述重量份加水混合搅拌成稀糊状制成浆料倒入浆槽(9)中；c、 将玻璃纤维布一端用胶顺着金属骨架层(1)的转动方向粘住，然后 放入浆槽(9)内的浆料中，启动动力装置(5)，输出轴(8)带动金属骨 架层(1)转动，玻璃纤维布的两面带着浆料巻到金属骨架层(1)上；d、 玻璃纤维布巻到金属骨架层(1 )上后，PET膜盘放置在支撑架(63 ) 上，启动正反离合器带动移动车(6)移动，同时将支撑架(63)上的PET 膜螺旋包裹在带有浆料和玻璃纤维布的金属骨架层(1)的外部；e、 PET膜包裹在金属骨架层(1)的外部后，将金属骨架层(1 )取出 放在水槽内，开启水管(11)上的若干个喷头(13)冲洗掉膜上的废料；f、 养护4小时后，玻璃纤维布及所带的浆料形成玻璃纤维布层和浆料 层，将聚氨酯打入金属骨架层(1 )中发泡并将空气排除。将PET膜除掉，在 外层刷上一层不^:包和树脂形成不饱和树脂层。
全文摘要
本发明涉及一种大棚骨架用支撑杆及其加工设备和制备方法，包括金属骨架层，金属骨架层的外部固设有加强层，金属骨架层的内部填充有发泡材料制成的芯体，加工设备包括机架、动力装置，机架上设有浆槽，动力装置具有输出轴，输出轴的轴线位于浆槽内，制备方法将金属骨架层放置在浆槽内，将浆料倒入浆槽中，将玻璃纤维布放入浆槽内，金属骨架层转动，玻璃纤维布卷到金属骨架层上，移动车移动进行卷PET膜作业，放在水槽内冲洗掉膜上的废料，将PET膜除掉，在外层刷上一层不饱和树脂，结构更牢固，重量较轻，安装更方便，玻璃纤维布缠绕的方式使加强层的强度和韧性更好，更加耐腐蚀，表面树脂和加强层不容易划膜，使用寿命较长。
文档编号B28B1/30GK101322465SQ20081013864
公开日2008年12月17日 申请日期2008年7月25日 优先权日2008年7月25日
发明者文 张 申请人:文 张