一種用於混凝土輸送的異質分段式高耐磨雙層直管的製作方法
2023-05-20 07:03:29 1
本發明涉及一種用於輸送流體狀態物料的耐磨雙層直管結構，特別是一種用於混凝土輸送的異質分段式高耐磨雙層直管。
背景技術：
：耐磨管道輸送已經遍及電力、冶金、煤炭、石油、化工、建材、機械等行業，當耐磨管道內輸送磨削性大的物料時(如灰渣、煤粉、礦精粉等)，都存在一個耐磨管道磨損快的問題，當耐磨管道內輸送具有強烈腐蝕的氣體、液體或固體時，存在耐磨管道被腐蝕而很快破壞的問題；當耐磨管道內輸送具有較高溫度的物料時，存在著使用耐熱鋼管價格十分昂貴的問題；而耐磨複合管道廣泛用於磨損嚴重的礦山充填料、礦精粉和尾礦運送，燃煤火電廠送粉、除渣、輸灰等耐磨複合管道也非常合適。現在國內混凝土泵車耐磨雙層直管主要是以下幾種：1.一般材質、單一材質，如採用普通焊管生產的直管，經過簡單的焊接製作就可以完成，雖然有一點的強度和韌度，但是因其耐磨性較差，使用壽命為5000-8000立方左右，更換次數多，從而影響了工作效率、增加了過程成本，現已經基本淘汰；2.採用無縫鋼鋼管或合金鋼焊管經過內壁淬火熱處理，以增加其耐磨性能，現在淬火管可以提高輸送混凝土量到2萬至2.5萬立方左右，以經濟適用得到了市場廣泛的利用；3.引用雙層複合直管，內管材料為淬透合金鋼，外管材料為低碳合金鋼，兩端有連接法蘭，法蘭內鑲嵌有耐磨套，適用壽命大約在4萬至4.5萬立方左右，但該種雙層複合直管存在如下缺陷：外管和內管的複合力較弱，在泵送過程中出現堵管後，操作人員一般採取將出料端拆開，通過泵送混凝土或水來進行排管，但在此過程中內管極易被衝出。目前，中國專利CN105003758A中，公開了一種混凝土泵車用高合金耐磨雙層複合直管，它包括外管、內管和減震材料，所述內管推壓至外管內，所述外管與內管之間設置有減震材料，所述減震材料採用的材料是EVA、PE、CR、PU泡棉、PORON的一種或幾種；該複合直管較之以前的混凝土泵車直管耐磨性有所提高，但如果考慮實際製造條件的影響(較長內管在鑄造時很難生產且成本較高)，同時會由於內管較長，在推壓至外管內時也可能會造成內管的損傷甚至損壞；也需考慮減震材料在高強度環境中的承受情況。目前，中國專利CN202302357U中，公開了一種耐磨陶瓷複合直管，包括由耐磨陶瓷層、膠粘結層和金屬基體層從內向外組成的管體，耐磨陶瓷層和金屬基體層之間通過膠粘結層連接，其特徵在於：金屬基體層的首尾兩端沒有耐磨陶瓷層覆蓋；該直管同樣存在實際製造條件的影響(較長內管上的陶瓷層在粘結時操作複雜，很難生產)。目前，中國專利CN202452011U中，公開了一種直管及混凝土輸送設備；該直管包括複合直管和連接於複合直管管口的第一法蘭和第二法蘭，複合直管包括外管和內管；第一法蘭內嵌入有第一耐磨套，第二法蘭內嵌入有第二耐磨套；第二法蘭的內側設置有一凹部，第二耐磨套的內側設置有一能與凹部相配合的凸臺，並且複合直管端部壓緊該凸臺，使凸臺固定於凹部內；本直管中雖提出通過機械互鎖防止耐磨襯套的脫落及內管衝出，但由於外管和內管之間是直接接觸，在高強度環境中會存在兩者的相互衝擊，對管造成損壞。技術實現要素：本發明的目的是為了克服上述存在的問題，通過將耐磨雙層直管的內管設計為多段式解決耐磨雙層直管不同材料複合難、複合成本高的問題，解決耐磨內管受工藝條件限制的問題和耐磨雙層直管磨損不均勻的問題，提供一種混凝土泵車異質分段式高耐磨雙層直管。本發明採用如下技術方案實現其發明目的：一種用於混凝土輸送的異質分段式高耐磨雙層直管，其特徵在於，所述雙層直管包括：保護外管、分段式異質耐磨內管，所述保護外管嵌套在所述分段式異質耐磨內管外側，所述分段式異質耐磨內管包括至少兩段耐磨內管段，所述耐磨內管段彼此順序相接。在一種優選實現方式中，所述分段式異質耐磨內管至少包括左端部內管段、右端部內管段以及一個或多個中部內管段，三種耐磨內管中至少一種內管的材質與其他內管材質的不同。優選地，所述左端部內管段和右端部內管段中的至少一個的耐磨性能優於全部或部分中部內管段。在另一種優選實現方式中，相鄰內管段相接處具有填充通道。在另一種優選實現方式中，所述保護外管為焊接鋼管，所述焊接鋼管沿縱軸方向焊接在一起。在另一種優選實現方式中，所述雙層直管還包括耐磨連接法蘭，所述耐磨連接法蘭設置於所述保護外管和所述分段式異質耐磨內管所組成的嵌套雙層管的兩端。在另一種優選實現方式中，所述雙層直管還包括減震填充腔，所述減振填充層為保護外管與分段式異質耐磨內管安裝後兩者之間形成的夾空層。在另一種優選實現方式中，所述雙層直管用於混凝土泵車，其安裝在混凝土泵車上，用作混凝土的泵送管道。在另一種優選實現方式中，所述耐磨連接法蘭的內部設置有耐磨套。在另一種優選實現方式中，所述耐磨法蘭內部具有楔形結合面，所述耐磨套的外表面具有與所述耐磨法蘭內部的楔形結合面匹配的楔形結合面，所述耐磨套通過兩個楔形結合面的結合固定所述耐磨套。在一種優選實現方式中，所述填充料為水溶性填充料，所述水溶性填充料在混凝土填充進入之後，與混凝土融合，進而凝固。採用這種方式是因為一般的填充料即便採用多孔材料，也有可能混凝土填充不徹底，導致減震填充腔內並不一定完全被混凝土所填充，混凝土凝固後的固定及結合效果受影響。而採用這種填充料，則可以解決上述問題。所述的保護外管可以為無縫鋼管。本發明為了保護分段式異質耐磨內管不會在直管運輸、安裝及使用過程中受外力碰撞、擊打變形，以及受到內部物料衝擊力而導致變形甚至損壞，設有保護外管，保護外管為焊接鋼管；其上有一條焊縫；焊縫位於保護外管外表面；保護外管由低合金鋼或中低碳鋼材料製成。本發明為了解決鑄造過程中受鑄造長度條件影響的問題並且為了增加整體使用壽命及降低耐磨層原材料成本，採用分段式異質耐磨內管；分段式異質耐磨內管由填充通道、左端部耐磨內管、中部耐磨內管與右端部耐磨內管組成；中部耐磨內管為一根或一根以上；在左端部耐磨內管與中部耐磨內管、右端部耐磨內管與中部耐磨內管或相鄰兩中部耐磨內管之間設有填充通道；左端部耐磨內管、中部耐磨內管與右端部耐磨內管分別由高鉻鑄鐵、中鉻鑄鐵、低鉻鑄鐵、耐磨鑄鐵、陶瓷、硬質合金、軸承鋼、合金鋼、高分子材料等耐磨材料中的一種耐磨材料製成；分段式異質耐磨內管由左端部耐磨內管、中部耐磨內管與右端部耐磨內管組合成的合成管，所述異質指的是不同耐磨管段之間為不同材質，其好處為衝擊力小的地方和衝擊力大的地方不需要採用同等材料，節約了製造上的原料成本；其中左端部耐磨內管與右端部耐磨內管至少有一個採用的耐磨材料耐磨性能大於等於中部耐磨內管的使用材料，左端部耐磨內管與右端部耐磨內管使用的材料相同與否均可。本發明為了實現耐磨雙層直管便於與其它部件順暢連接的功能，設有耐磨連接法蘭；它由法蘭與耐磨套組成；耐磨套安裝在法蘭內部。在一種實現方式中，耐磨雙層直管應用於混凝土泵車或其他輸送混凝土漿的場所，減震填充腔間無需事先對減震填充腔填充減震、密實材料，在泵送壓力作用下左端部耐磨內管、中部耐磨內管與右端部耐磨內管結合處分離擴張形成填充通道，使混凝土通過填充通道對減震填充腔進行自動填充。優選地，減震填充腔事先填充減震材料，我們稱為減震填充層。該減震填充層還可以被混凝土進一步填充固定。優選地，所述的填充通道為左端部耐磨內管、中部耐磨內管與右端部耐磨內管安裝後形成的預留縫，其寬度控制在0.8mm以內。優選的是，填充通道3-1選取為0.5mm。減震填充腔為分段式異質耐磨內管安裝在保護外管內部形成的，最大距離控制在3mm以內；優選的是，減震填充腔4最大距離控制在1--2mm，這裡的最大距離指的是外管內壁與內管之間所形成的填充層的厚度。由於採用了以上技術方案，本發明較好的實現了其發明目的，本發明的分段式高耐磨雙層直管雖然主要用於混凝土輸送，但不排除其可以用於電力、冶金、煤炭、石油、化工、建材、機械等行業輸送流體狀態物料的輸送連接直管結構。本發明把耐磨層設計為多段式契合連接結構，既消除了耐磨內管在鑄造過程中受鑄造長度條件的影響，又能給耐磨內管的安裝帶來諸多便利，同時也不影響直管的使用壽命，特別是異質的設計，通過設置更佳耐磨性能的端管，解決了直管進口處易磨損的問題；設計的耐磨連接法蘭便於直管與其他設備的連接安裝，耐磨連接法蘭內部的耐磨套保證了連接口端的耐磨性、延長了耐磨連接法蘭的使用壽命及提高了其密封性；分段式異質耐磨內管可採用高鉻鑄鐵、中鉻鑄鐵、低鉻鑄鐵、耐磨鑄鐵、陶瓷、硬質合金、軸承鋼、合金鋼、高分子材料等耐磨材料，保護外管採用低合金鋼或中低碳鋼等材料；減震填充腔用於混凝土行業時在首次使用耐磨直管時，混凝土漿通過填充通道進入減震填充腔，使得混凝土漿密實填充通道與減震填充腔，內外管團結硬化成整體，彼此不會產生摩擦消耗，在應用在冶金、煤炭等其他行業時，應事先對減震填充腔填充減震、密實材料，減震、密實材料可採用EPS泡沫、複合型珍珠棉(EPE)、EPP等；這樣設計至少可使得直管整體耐磨性提高8-10倍，使用壽命長，價格低，性價比提高几倍以上；也容易實現大批量生產，質量穩定可靠，安全性能高。附圖說明圖1是本發明的分段式高耐磨雙層直管的整體結構示意圖。圖2是本發明雙層直管的剖面示意圖。圖3是圖1中保護外管1的結構示意圖。圖4是圖1中分段式異質耐磨內管3的結構示意圖。圖5是圖1中分段式異質耐磨內管3的剖面結構示意圖。圖6是耐磨連接法蘭2的剖面結構示意圖。圖7是本發明的耐磨直管的橫截面結構示意圖。附圖標記：標記數字標記名稱標記數字標記名稱1保護外管13-1填充通道3-11-1焊縫1-13-2左端部耐磨內管3-22耐磨連接法蘭23-3中部耐磨內管3-32-1法蘭2-13-4右端部耐磨內管3-42-2耐磨套2-24減震填充腔43分段式異質耐磨內管3具體實施方式以下結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明，但並不因此將本發明的保護範圍限制在實施例描述的範圍之中。實施例1：如圖1所示，本實施例的混凝土泵車異質分段式高耐磨雙層直管由保護外管1、耐磨連接法蘭2、分段式異質耐磨內管3及減震填充腔4組成，在本實施例中，保護外管1為焊接鋼管，其上有一條焊縫1-1；所述分段式異質耐磨內管3由填充通道3-1、左端部耐磨內管3-2、中部耐磨內管3-3與右端部耐磨內管3-4組成；分段式異質耐磨內管3安裝在保護外管1內部，耐磨連接法蘭2設計在保護外管1、分段式異質耐磨內管3的兩端通過焊接進行封裝加固，減震填充腔4為保護外管1與分段式異質耐磨內管3安裝後兩者之間形成的夾空層。保護外管1也可以為無縫鋼管。本發明為了實現保護分段式異質耐磨內管3不會在直管運輸、安裝及使用過程中受外力碰撞、擊打變形，以及受到內部物料衝擊力而導致變形甚至損壞的功能，設有保護外管1，保護外管1為焊接鋼管；其上有一條焊縫1-1；焊縫1-1位於保護外管1外表面；保護外管1由低合金鋼或中低碳鋼材料製成。本發明所述的保護外管1是指：耐磨雙層直管的外保護管，由低合金鋼或中低碳鋼等材料製成的直管；其作用是保護直管內層的耐磨層不會在直管運輸、安裝及使用過程中受外力碰撞、擊打變形損壞，以及受到內部物料衝擊力而導致變形甚至損壞；其結構如附圖3所示。本發明所述的耐磨連接法蘭2是指：安裝在保護外管1兩端的連接法蘭；其由法蘭2-1與耐磨套2-2組成；其作用是便於直管的連接安裝以及保證口端的耐磨性。本發明所述的分段式異質耐磨內管3是指：耐磨直管的內耐磨組合直管，其材料選用高鉻鑄鐵、中鉻鑄鐵、低鉻鑄鐵、耐磨鑄鐵、陶瓷、硬質合金、軸承鋼、合金鋼、高分子材料等耐磨材料；它由填充通道3-1、左端部耐磨內管3-2、中部耐磨內管3-3與右端部耐磨內管3-4組成；其作用是解決鑄造過程中受鑄造長度條件影響的問題及增加最易磨損位置的耐磨性並降低耐磨層原材料成本；其結構如附圖4所示。在本實施例中，中部耐磨內管3-3的數目為一根。本發明所述的減震填充腔4是指：保護外管1與分段式異質耐磨內管3安裝後兩者之間形成的夾空層；其作用是填充減震、密實材料，減震材料可以預先填充，也可以在混凝土泵送時，由混凝土填充或者在預先填充的基礎上，通過混凝土進一步填充。實施例2：如圖5所示，在本實施例中，直管的主體結構與實施例1相同。只是分段式異質耐磨內管3由填充通道3-1、左端部耐磨內管3-2、中部耐磨內管3-3與右端部耐磨內管3-4組成；中部耐磨內管3-3為兩根或兩根以上；在左端部耐磨內管3-2與中部耐磨內管3-3之間、右端部耐磨內管3-4與中部耐磨內管3-3之間或相鄰兩個中部耐磨內管3-3之間設有填充通道3-1(也可以均設置填充通道)；左端部耐磨內管3-2、中部耐磨內管3-3與右端部耐磨內管3-4分別由高鉻鑄鐵、中鉻鑄鐵、低鉻鑄鐵、耐磨鑄鐵、陶瓷、硬質合金、軸承鋼、合金鋼、高分子材料等耐磨材料中的一種耐磨材料製成；分段式異質耐磨內管3中的三種內管為異質管，即，其中至少一種內管的材質與其他內管不同材質；其中左端部耐磨內管3-2與右端部耐磨內管3-4至少有一個採用耐磨材料的耐磨性能大於等於中部耐磨內管3-3的使用材料，左端部耐磨內管3-2與右端部耐磨內管3-4使用的材料相同與否均可。本發明的填充通道3-1是指：相鄰兩段耐磨內管安裝後形成的預留縫，其作用是實現耐磨管加工難度的降低及實現對外層保護彎管1與分段式異質耐磨內管3中間區域預留減震填充腔4的活性填充。減震填充腔4內可以預先填充，然後再通過混凝土進行補充填充。本發明所述的左端部耐磨內管3-2是指：分段式異質耐磨內管3的左端耐磨管；其作用是增加最易磨損進出口位置的耐磨性及增加最易磨損進出口位置的使用壽命。本發明所述的中部耐磨內管3-3是指：分段式異質耐磨內管3的中部耐磨管；其作用是便於耐磨內管的組裝安裝及保證內管具備一定耐磨性。本發明所述的右端部耐磨內管3-4是指：分段式異質耐磨內管3的右端耐磨管；其作用是增加最易磨損進出口位置的耐磨性及增加最易磨損進出口位置的使用壽命。實施例3：在本實施例中，直管的基本構造與實施例1相同，只是給出了一種特定的耐磨連接法蘭。如圖6所示，耐磨連接法蘭2由法蘭2-1與耐磨套2-2組成；耐磨套2-2安裝在法蘭2-1內部。本發明所述的法蘭2-1是指：耐磨連接法蘭2的組成部件；其作用是便於直管與其他設備的連接安裝。本發明所述的耐磨套2-2是指：由高鉻鑄鐵、低鉻鑄鐵、中鉻鑄鐵、耐磨鑄鐵，合金鋼、軸承鋼，陶瓷、硬質合金、高分子材料等耐磨材料中的一種製成的耐磨套；其作用是延長耐磨連接法蘭2的使用壽命及提高密封性。實施例4：在本實施例中，將上述耐磨雙層直管應用於混凝土泵車，當將其應用在混凝土泵車中時，無需事先在減震填充腔4間填充減震、密實材料。所示耐磨雙層直管在使用時，在泵送壓力作用下左端部耐磨內管3-2、中部耐磨內管3-3與右端部耐磨內管3-4結合處分離擴張形成填充通道3-1，使混凝土通過填充通道對減震填充腔4進行自動填充。所述的填充通道3-1為左端部耐磨內管3-2、中部耐磨內管3-3與右端部耐磨內管3-4安裝後形成的預留縫，其寬度控制在0.8mm以內。優選的是，填充通道3-1選取為0.5mm。減震填充腔4為分段式異質耐磨內管3安裝在保護外管1內部形成的，最大距離控制在3mm以內；優選的是，減震填充腔4最大距離控制在1--2mm，這裡的最大距離指的是外管內壁與內管外壁之間的最大間隔距離。實施例5：在本實施例中，結構與實施例1類似，分段式異質耐磨內管3由左端部耐磨內管3-2、中部耐磨內管3-3與右端部耐磨內管3-4組合成的合成管，其中左端部耐磨內管3-2與右端部耐磨內管3-4至少有一個採用的耐磨材料耐磨性能大於中部耐磨內管3-3的使用材料，左端部耐磨內管3-2與右端部耐磨內管3-4使用的材料可以相同，也可以不同。只是在本實施例中，對於內管的各個部位(其中下標指的是各個部位的附圖標記)，其滿足下述公式：①2HRC≤HRC(3-2、3-4)-HRC(3-3)≤10HRC②Δ(3-3)/Δ(3-2、3-4)＝2～6倍(優選2～3倍)Δ表示在相同的工況環境下、相同時間、相同試樣的磨損消耗量，磨損消耗量Δ＝m磨損前-m磨損後。HRC是採用洛氏硬度計所測定的材料硬度值。雖然上面結合本發明的優選實施例對本發明的原理進行了詳細的描述，本領域技術人員應該理解，上述實施例僅僅是對本發明的示意性實現方式的解釋，並非對本發明包含範圍的限定。實施例中的細節並不構成對本發明範圍的限制，在不背離本發明的精神和範圍的情況下，任何基於本發明技術方案的等效變換、簡單替換等顯而易見的改變，均落在本發明保護範圍之內。當前第1頁1 2 3