一种用于微孔陶瓷灌水器的自动化生产系统的制作方法

本发明属于旱区农业节水灌溉技术领域，涉及灌水器生产，具体涉及一种用于微孔陶瓷灌水器的自动化生产线。

背景技术：

渗灌具有显著的节水、增产、提高农产品品质以及改善土壤环境等优点，微孔陶瓷灌水器是一种新型渗灌器材，与传统器材相比，具有主动灌溉，低能耗，环境友好等优点。但是现有围绕灌水器的研究，均集中在灌水器的结构设计、制备材料研究以及含灌水器的系统利用上面，例如一种地埋式微孔陶瓷根灌灌水器的制备方法(申请号：201310479770.4)、一种微孔陶瓷压力补偿式滴灌灌水器(申请号：201510706601.9)、一种抗堵塞易清洗的微孔陶瓷滴灌灌水器(申请号：201510706249.9)等。

目前所有的微孔陶瓷灌水器，其制备均依赖于人工，人工制备不仅效率低下，脱模困难，耗费大量劳动力，增加生产成本，而且在制备过程中产品破损率高，制造偏差大。因此，急需要一种自动化装备来实现高质量、低成本的微孔陶瓷灌水器批量生产。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提出一种用于微孔陶瓷灌水器的自动化生产系统，填补目前没有关于微孔陶瓷灌水器的自动化生产设备这一技术空白。

为此，本发明采用的技术手段如下：

一种用于微孔陶瓷灌水器的自动化生产系统，包括工作台，工作台上设置有限位滑轨钢结构，所述限位滑轨钢结构从上至下依次包括模压平台、固模平台和脱芯平台，脱芯平台上设置有微孔陶瓷灌水器模具，固模平台用于盛装制备微孔陶瓷灌水器的粉料，脱芯平台用于形成微孔陶瓷灌水器的内芯，模压平台用于压实粉料，液压系统控制限位滑轨钢结构实现粉料自动压实以及自动脱模。

进一步的实现方案包括：模压平台下表面设置有模压棒，模压棒上下端连接段为变径设计，上部内径小于下部内径并且上部高度大于下部高度；固模平台上设置有与模压棒对应的外筒，脱芯平台上设置有可插入外筒的内芯，模压棒，外筒和内芯的中轴线处于同一直线。

滑轨的实现方案包括：固模平台的四周设置有滑轨，滑轨穿过固模平台并与模压平台和脱芯平台连接，模压平台、固模平台和脱芯平台均可沿滑轨上下运动。

优选的，滑轨上设置有限位开关，限制模压平台、固模平台和脱芯平台位移。

进一步，所述的模压平台最大竖直移动距离为53.5mm。

可选的，液压系统包括电动机和模缸；液压系统控制上模缸实现模压动作，控制中模缸和下模缸实现脱模和脱芯。

可选的，所述工作台由横梁和支撑板组成，支撑板位于横梁下左右两侧。

优选的，固模平台上设置有多个模具承压孔，呈多行多列均匀排布，模具承压孔为二级阶梯形状。

优选的，外筒外侧设置有承压环，承压环上均匀分布着多个螺栓孔。

本发明与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.本发明的系统，用于自动化制备微孔陶瓷灌水器，填补了目前没有关于微孔陶瓷灌水器的自动化生产设备这一技术空白。

2.本发明的系统，适用范围广，可同时用于插入式微孔陶瓷灌水器、微孔陶瓷压力补偿式滴灌灌水器、管间式微孔陶瓷灌水器等多种不同结构参数的微孔陶瓷灌水器的生产。使用时，可以通过更换模具来实现，操作方便、简单。

3.本发明的生产系统，其效果与现有的微孔陶瓷灌水器人工制备方法相比，有以下效果：

(1)高效率，一批可以生产多个微孔陶瓷灌水器；

(2)成品率高，解决了人工脱模困难的问题；

(3)节省人工，降低成本。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的限位滑轨钢结构示意图。

图3为本发明的装配结构示意图。

图4为本发明的微孔陶瓷灌水器模具结构示意图。

图5为本发明的液压平台结构示意图。

图中的标号为：

1.滑轨孔，2.螺栓孔，3.模压平台，4.限位开关，5.滑轨，6.安全盖，7.模压棒，8.外筒，9.固模平台，10.底座，11.横梁，12.脱芯平台，13.支撑板，15.承压环，16.液压系统，18.内芯孔，19.模具承压孔，20.工作台，22.螺栓，23.内芯，25.分流集流阀，26.中模缸，27.下模缸，28.上模缸，29.叠加式液控单向阀，30.电磁换向阀，31.电磁溢流阀，32.耐震压力表，33.变量柱塞泵，34.电动机，35.吸油过滤器，36.空气滤清器，37.液位液温计。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明的自动化生产系统，采用电动和液压相结合的方式实现不同类型的微孔陶瓷灌水器的自动化生产，具有实用性强，效率高，成本低的优点，主要是针对插入式微孔陶瓷灌水器，微孔陶瓷压力补偿式滴灌灌水器和管间式微孔陶瓷灌水器而设计的。

管间式微孔陶瓷灌水器为管状设计，插入式微孔陶瓷灌水器在管状设计的基础上增加了底盖设计，而微孔陶瓷压力补偿式滴灌灌水器的核心器件是陶瓷圆片。三种灌水器结构不一，但均可以通过改变外筒8壁厚、内芯23的直径来生产不同规格的微孔陶瓷灌水器。

例如，插入式微孔陶瓷灌水器：使用长度较短的内芯23生产，在模压过程中使内芯23上部形成一层陶瓷层，最终制备而成的灌水器一边有底，一边贯通。微孔陶瓷压力补偿式滴灌灌水器：不使用内芯23，仅利用模压棒将陶瓷粉体加压成片状。管间式微孔陶瓷灌水：使用长度较长的内芯23生产，在模压过程中，确保内芯23贯穿微孔陶瓷灌水器，最终制备而成的灌水器两边均贯通。

实施例1：

如图1-5所示，本实施例提供一种用于微孔陶瓷灌水器的自动化生产系统，包括工作台20，本实施实例中，工作台20由横梁11和支撑板13组成，其上部为限位滑轨钢结构，限位滑轨钢结构为承重、固定部件，其中含有滑轨5、模压平台3、固模平台9、脱芯平台12、限位开关4等部件，整体为钢结构。

其中，模压平台3为矩形平面，用以安装和固定模压棒7，模压棒7上端有螺栓孔2，可以通过螺栓22与模压平台3连接。模压平台3整体规格为530mm×350mm×35mm。模压平台3上有1滑轨孔64个，滑轨孔1上盖有安全盖6，滑轨孔1的规格为φ40mm×35mm，分布在其4个直角边内侧；有9个螺栓孔2，呈3×3均匀排布，孔间距为100mm×100mm，孔规格为(φ13mm×17mm)/(φ20mm×18mm)。模压平台3通过滑轨5固定在工作台20上，其最大竖直移动距离为53.5mm。外筒8中填有陶瓷粉体，粉体上面为模压棒7，其上端规格为φ30mm×112.1mm，下端规格为φ40mm×24.8mm，总长为142.1mm；粉体下面为内芯23。滑轨5是模压平台3、固模平台9和脱芯平台12的运动轨道与支撑骨架，规格为φ30mm×313.5mm，采用钢材制作。固模平台9、模压平台3与滑轨5之间安装有限位开关4，用来控制平台行程，防止平台动作超出设计范围而发生破坏，限位开关外壳规格为外径φ40mm，内径φ30mm，高度85mm。

微孔陶瓷灌水器模具为装配式结构，由外筒8，内芯23，底座10等组成，材料均采用45号钢。整体模具为1模9腔设计，底座10需要整体布置于一体，因此需要保证其空间位置精度与稳定性。生产时，需要先将陶瓷粉体均匀倒入外筒8中，模压平台3带动模压棒沿着滑轨5向下移动，待压力表32显示12mpa时，保持一段时间的恒压，使陶瓷灌水器成型。

固模平台9安装在滑轨5上，用来固定外筒8。固模平台9上有4个滑轨孔1，规格为φ40mm×35mm，分布在4个直角边内侧；有9个模具承压孔19，呈3×3均匀排布，孔间距为100mm×100mm。模具承压孔19为二级阶梯形状，规格为(φ50mm×25mm)/(φ70mm×10mm)，下部突起部分用于放置外筒8；每个模具承压孔19四周均匀分布有4个螺栓孔2，共计36个。待灌水器成型后卸去压力，压力表32显示为0mpa时，固模平台9带动外筒8向上移动，模压棒7保持静止，对灌水器施加一个向下的力，使其退出外筒8。

外筒8规格为外径φ50mm，内径φ40mm，高度140mm；在距离顶端55mm处，有外径φ70mm，内径φ40mm，厚度10mm的承压环15，承压环15上均匀分布着4个螺栓孔2；内芯23上端规格为φ18mm×7.35mm，下端规格为φ21mm×65mm，过渡处厚度为1.5mm，倾斜角为45°；底座10规格为316mm×300mm×35mm，分布有9个螺栓孔2，呈3×3均匀排布，孔间距为100mm×100mm，内芯23通过螺栓与底座10固定连接。该尺寸生产的微孔陶瓷灌水器标准外径为φ4cm，标准内径为φ18mm，可以通过改变外筒8壁厚、内芯直径来生产不同规格的微孔陶瓷灌水器。

本实施例中，脱芯平台12为矩形平面，用以安装和固定内芯23，整体规格为420mm×300mm×35mm。脱芯平台12通过螺栓连接工作台20和内芯23。待外筒8与灌水器分离之后，脱芯平台12向下移动，使内芯23退出灌水器内部。

为实现稳定效果，固模平台9、模压平台3与滑轨5之间安装有限位开关4，用来控制平台行程，防止平台动作超出设计范围而发生破坏，限位开关外壳规格为外径φ40mm，内径φ30mm，高度85mm。

如图5所示，为液压系统16结构示意图。液压系统16安装在工作台20下面，液压系统16的主要装置为电动机34与模缸38，电动机34主要提供动力给模缸38，模缸38将液压能转变为机械能，使部件3、9、12沿着滑轨方向做直线往复运动。耐震压力表32安装在主线路上面，用来直接显示压力数值。液位液温计37固定在左侧的支撑板13内部，用作液位液温的显示测量。空气滤清器36安装在系统进气口处，为系统部件提供清洁的空气，以防机械设备在工作中吸入带有杂质颗粒的空气而增加磨蚀和损坏的机率。吸油过滤器35安装在油泵吸油口处，用以保护油泵及其他液压元件，以避免吸入污染杂质，有效地控制液压系统污染，调液压系统的清洁度。变量柱塞泵33与电动机34相连接，是液压系统16的一个重要装置，可为系统提供稳定、充足的液压动力油。电磁溢流阀31与模缸26、27、28并联连接，在液压设备中主要起定压溢流，稳压，系统卸荷和安全保护的作用。叠加式液控单向阀29与电磁换向阀30组合使用，控制压力油将液控单向阀打开，顺利地将右腔油液排出，以完成补油作用，在压力油口不工作时，使其通回油箱。分流集流阀25与中模缸26并联，保证系统油源向工作部件给油量相等或者工作部件向油源的回油量相等，从而实现平台的同步运动。

以下为本发明微孔陶瓷灌水器的生产流程：

生产线工作时，内芯23与外筒8处在配合状态，人工只需要将陶瓷粉料均匀填入外筒8中，之后，模压棒7在模压平台3的带动下向陶瓷粉体加压，待陶瓷粉体加压成型后，脱芯平台12带动内芯23向下运动，使内芯23脱离陶瓷粉体；最后，外筒8在固模平台9的带动下，竖直向上运动，借助模压棒7对陶瓷坯体的向下的力，使微孔陶瓷灌水器从外筒8中脱离出来，各部件复位，至此，一次完整的生产流程结束。

上文具体实施方式和实例仅为本发明之常用实施例。显然，在不脱离权利要求书所界定的本发明精神和发明范围的前提下可以有各种增补、修改和替换。本领域技术人员应该理解，本发明在实际应用中可根据具体的环境和工作要求在不背离发明准则的前提下，在形式、结构、布局、比例、材料、元素、组件及其它方面有所变化。因此，在此披露之实施例仅用于说明而非限制，本发明之范围由权利要求及其合法等同物界定，而不限于此前之描述。