CN101903158A

CN101903158A - 心轴的制造方法

Info

Publication number: CN101903158A
Application number: CN200880122120.1A
Authority: CN
Inventors: 贾米·拉米雷兹托勒多; 里卡多·阿巴卡梅洛; 威尔弗雷多·桑马丁西斯特纳
Original assignee: Weir Vulco S A
Current assignee: Weir Vulco S A; Vulco SA
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2008-12-22
Publication date: 2010-12-01
Also published as: US8900504B2; AU2008341024B2; CL2007003772A1; BRPI0818956B1; CA2706396A1; AU2008341024A1; ZA201003630B; WO2009079706A1; CA2706396C; US20110012287A1

Abstract

一种用于制造心轴的方法，该心轴用于对管肘或弯头进行内部涂敷，该方法包括以下步骤：(i)将可弯曲的加长部件可调节地布置在用于管肘或弯头的空心型板中，由此使加长部件弯曲以基本贯穿型板的中心；和(ii)将挠性材料引入到加长部件与型板内表面之间的空间中并使该材料在其中固化。

Description

心轴的制造方法

技术领域

本文公开一种心轴的制造方法，其随后能够用在对呈弯形或者肘形的管进行内部涂敷的方法中，由此涂敷材料可以被引入以便填充心轴与弯/肘内壁之间的环形空间。如此得到的被加衬里/涂敷的弯头或肘在采矿业和化学工业中当运输磨蚀性、侵蚀性和腐蚀性的矿浆、精矿、尾矿以及其它可流动的固体和/或液体混合物时非常耐用，但其并非仅限于上述应用。本文中使用的术语“管”意在包括管道、导管、管线、管子、滑槽、圆筒等。

背景技术

采矿业采用矿石和精矿管来长距离运输矿石、精矿、尾矿以及其它材料。这些管可以由连接起来的金属/金属的部件构成以形成延伸的管线，被运输的矿石通常呈湿泥浆形式或者甚至是干燥的颗粒固体形式。

由于沿着这种管线的路径在竖直平面和水平平面两者中可能会发生许多方向改变，所以需要使用肘和弯头。一些这样的肘和弯头能够使管线向上弯曲180°，例如，在使用有从海拔超过500米处落下的管线的能量损耗站。

当运输诸如磨蚀性、侵蚀性和腐蚀性的矿浆、精矿、尾矿等材料时，可能会产生较高程度的管侵蚀，尤其是在管线的任何弯头处，更尤其是在下垂管线的端部位置处的弯部。为了避免磨损和/或腐蚀，可以在管内部涂敷弹性材料(例如橡胶，或诸如聚氨酯等合成材料)。

在这种管线中，管直径可以在50-500mm之间变化，对于每个给定管径要求在其整个长度上具有连续的弹性材料涂层。在一些情况下，需要特定均匀的厚度，特别地根据管直径来选择涂层的厚度。

橡胶涂层最常用于尺寸为2mm以上的粗糙颗粒材料，因为对这样的颗粒尺寸橡胶能够提供更好的抗耐性。对于较小颗粒尺寸的材料来说，聚氨酯提供更好的耐磨性。因而，对于诸如精矿、尾矿等材料来说，通常使用聚氨酯作为涂敷材料。

均匀的涂敷更易应用于管的直段，但不易应用于弯部和肘部，在此处难以获得均匀的厚度，尤其是当将要应用的涂层是诸如聚氨酯等合成材料时。

在已公开未授权的PCT/AU2008/001757中公开一种在内部涂敷呈弯形或肘形的管的方法和装置。

本文中对现有技术的参考不是对现有技术构成在澳大利亚或其它地区本领域普通技术人员公知常识一部分的一种承认。

发明内容

本发明第一方面公开一种用于制造心轴的方法，所述心轴用于对肘或弯头进行内部涂敷，所述方法包括以下步骤：

(i)将可弯曲的加长部件可调节地布置在用于肘或弯头的空心型板中，由此使加长部件弯曲以基本贯穿型板的中心；和

(ii)将挠性材料引入到加长部件与型板的内表面之间的空间中并使该材料固化。

该方法易于提供在一种方法使用中的心轴，利用此种方法可以对呈肘形或弯头形的管进行内部涂敷，例如在PCT/AU2008/001757中公开的。如此制成的心轴便于调节，以便与使用其的特定肘或弯头相匹配。关于这一点，可以将心轴的曲率半径适应(匹配)所选肘或弯头的内部曲率半径。利用可弯曲加长部件和挠性材料的特性，然后可以对利用新方法制成的心轴进行定型(例如用手或利用预置的型板/工具)，以便限定肘/弯头内壁与心轴外表面之间均匀的环形空间。

在心轴制造方法的一个实施方式中，在步骤(i)之前，在用于型板的壳体内表面涂敷衬里材料，该衬里材料涂层限定型板的内表面。选择型板尺寸/结构以及衬里材料的厚度，使得当如此制成的心轴随后位于特定的肘或弯头中时，可以在该肘或弯头再次产生相同厚度的涂层。

在整个说明书中，在使用术语“涂层”时，说明的意思是任何厚度材料的衬里，从单层衬里(诸如由聚氨脂制成)到厚的耐磨衬里(例如由橡胶制成)。

在心轴制造方法的一个实施方式中，在步骤(ii)之前，用来限定型板内表面的衬里材料具有涂敷其上的脱离剂。这样可易于取下随后形成(固化)的心轴。

在该方法的一个实施方式中，在步骤(i)的过程中，加长部件的第一端在型板第一端处可连接于贯穿型板的缆线，然后向后拉所述缆线使其穿过型板直到加长部件的第一端位于型板第二相反端为止。在向后牵拉的过程中，由此使加长部件弯曲至其基本上在中央延伸的定向。

在该方法的一个实施方式中，在步骤(i)之前，加长部件的每一端连接有横向部件。然后，在步骤(i)过程中，可使横向部件靠近型板的相反端布置。此外，当如此安装时，横向部件可以相对于型板端部被安装以便确保将加长部件固定在其通过型板的大致中央延伸位置上。

在该实施方式中，每个横向部件可分别连接到使用时位于型板外部的凸缘，该凸缘可适于单独安装到型板的相应端部。关于这一点，每个凸缘可以安装在被限定在每个型板端的各个型板安装凸缘上。

在一个实施方式中，每个横向部件可以采取固定于加长部件一端的盘的形式。此外，加长部件可被选择以具有限定长度，并且盘的尺寸可被设计成在步骤(i)之后，盘的边缘在相应的型板端与型板内表面紧密地间隔开。关于这一点，加长部件的长度被选择成以使盘的外表面与型板的相应端对齐，如果未对齐，则该方法可以包括以下步骤：在每个盘的外表面上布置一个或多个垫圈以确保垫圈的外表面与相应的型板端对齐。

在该实施方式中，每个盘和每个垫圈(当存在时)设有至少一个安装孔以使其相对于型板端被连接。此外，在该实施方式中，至少一个盘和至少一个垫圈(当存在时)设有至少一个进料孔，挠性材料能够通过所述孔引入到加长部件与型板内表面之间的空间中。典型地，设置两个这样的孔，一个孔用于供给挠性材料，而另一个孔用于排出从逐渐增加的装填空间中排出的气体。

在一个实施方式中，在步骤(ii)之后，缆线相对于加长部件的一端连接，缆线张紧以便将加长部件和附着其上的固化挠性材料从型板中拉出。这可以提供待用心轴。

在一个实施方式中，在步骤(ii)之前，对布置有加长部件的型板组件进行预热。这样可以便于将挠性材料浇注到型板中，还可以产生无张力的心轴。例如，在挠性材料为聚氨酯时，在80°-120°范围内的温度下对组件预热2-10小时。

在一个实施方式中，在步骤(ii)的过程中，当挠性材料为聚氨酯时，在80°-120°范围内的温度下对材料固化6-15小时。

在这些实施方式中，可以利用热气流、利用电磁感应或利用射频在烘箱中进行预热和固化加热。

在一个实施方式中，在步骤(ii)之后，在大气中或通过引入冷却流体流冷却固化的挠性材料。

在一个实施方式中，可弯曲的加长部件可以是金属杆/含金属的杆。

在第二方面公开一种利用第一方面制成的心轴。

附图说明

尽管存在可能落入发明内容所述的方法范围内的任何其他形式，现在结合附图仅以示例的方式对该方法的具体实施方式进行说明，其中：

图1示出90°肘的横截面；

图2a-2c示出形成其相反两端上分别设有盘的挠性芯体的连续步骤；

图3示出在肘型板内部放置图2c所示的挠性芯体的初始步骤；

图4示出此刻放置并固定于肘型板各个凸缘上的挠性芯体；

图5示出处于垂直方向的肘型板，已经装填一半聚氨酯；

图6示出处于垂直方向的肘型板，此刻已经装满聚氨酯；

图7示出内部具有合成固化心轴的肘型板，将凸缘取下以便能够取出心轴；

图8示出此刻从肘型板取下的成品心轴。

具体实施方式

图1示出典型肘C的横截面图，该肘C具有连接凸缘F，还具有分别为R_e、R_m和R_i的外部、中部和内部曲率半径。本文公开的方法可以制造位于这种肘C内部的心轴，由此可以在心轴周围形成肘C的内部涂层/衬里。

这种心轴的一个例子用1来表示(图8中)，并由诸如聚氨酯等挠性(弹性)材料2的圆筒体构成。呈挠性杆/芯体3形式的可弯曲加长部件基本贯穿圆筒体2的中心。芯体3可以是金属或者聚合纤维等。如图2b和2c所示，心轴1还包括通过紧固机构连接于芯体3相反两端上的盘4a和4b。在一个实施方式中，盘4a和4b通过腹板加筋件5连接于芯体3上，腹板加筋件5可以焊接或螺栓连接于芯和盘上(图2b)。

实际上，每个制造出来的肘或弯头在尺寸和曲率半径上，相对于其它肘或弯头都可能具有较小差别。因此，在制造心轴1时，根据使用心轴的半径R_m，将芯体3的长度L_m选择成比肘的理论延伸长度小0-20mm。该稍短的长度是考虑到盘的宽度，同时还考虑到可进一步调节心轴以使制成的心轴与使用的特定肘或弯头相适配。

关于这一点，如果必要，可以通过垫圈将装配后的芯体3和盘4的长度调节到肘的理论延伸长度。这些垫圈的直径可以与心轴的直径相同，也可以设有与盘4a中形成的浇注孔20a同心的孔。

还可以理解的是，将盘4a和4b的直径选择成比待制造心轴的直径小0-15mm。这样使挠性体2可以形成于盘的侧面周围，并与心轴1结合为一体。

根据心轴1的一种制造方法，具有凸缘Fa和Fb的肘型板T初始覆有橡胶衬里13(图3、4、5、6和7)。可以将衬里的厚度选择成与预期涂层(例如聚氨酯)的厚度相等，之后可以按照该厚度利用心轴1涂敷肘或者弯。然后将化学剥除剂形式的脱离剂涂敷在橡胶衬里13的表面上。该化学剥除剂便于随后取下成形/固化的心轴1。

接着将可弯曲的芯体3引入肘型板T中，并通过利用螺栓连接于凸缘Fa和Fb上的各个单独凸缘6a和6b固定在肘型板的凸缘Fa和Fb上，如图4、5和6所示。凸缘6a和6b通过盘4a和4b连接于芯体3。关于这一点，每个盘4a和4b具有其中容纳螺栓7的两个孔，螺栓从凸缘6a和6b延伸至盘4a和4b，并将凸缘6a和6b固定在盘4a和4b上。

盘4a上的两个浇注孔20a与凸缘6a上的孔21a对齐。其中一个孔用于向肘型板T中浇注(例如聚氨酯)，以便在芯体3周围形成挠性圆筒形材料。另一个孔用作排气孔。

为获得更好的浇注，并且进而获得无张力的心轴1，可以将其中已装配心轴的肘型板T在80°-120°范围内的温度预热2-10小时。

在浇注过程中，以使凸缘6a水平延伸的方向来定向肘型板T(图5)。图5示出在将聚氨酯浇注到肘型板T来形成心轴过程中的中间阶段。图6示出心轴形成过程的完成阶段，此时浇注已经充满可弯曲芯体3与橡胶衬里13之间的体积。

在浇注完成之后，必须使心轴1固化。为此，将心轴1在80°-120°之间的温度下加热6-15小时。

无论是预热阶段还是固化阶段都可以在烘箱中进行，或者利用热气流，利用电磁感应，或者利用射频，或者利用其它与加热金属组件等同的技术。

在固化之后，对内部具有心轴的肘型板T进行冷却。冷却步骤可以在在大气中的自然条件下进行，或者以强制的方式进行(例如，利用加压的冷却剂，或者冷却剂流)。

为了拔出心轴1，先移除凸缘6a和6b并将盘11固定在盘4b上。盘11设有与牵引缆线接合的连接点(参见图7)。拉紧牵引缆线用力将心轴1从肘型板中拔出。

图8示出从肘型板T中拔出的成品心轴1，已恢复其形状。

实施例1-心轴形成方法

在心轴形成步骤的一个实施方式中，在肘型板T中放置和紧固芯体3包括以下步骤：

首先，根据心轴使用的半径R_m，将挠性(例如金属的)芯体3的长度选择成比肘的理论延伸长度小0-20mm。在肘型板T内施加敷层13(例如橡胶)，该敷层具有预期厚度。然后在敷层13的露出表面上喷涂剥除剂。

利用腹板加筋件5将盘4a和4b固定在芯体3上(图2b)，然后利用螺栓将盘11紧固到盘4b上，如图所示(图2c)。

将芯体和盘组件放置于肘型板T中，连接于缆线12并受到张力作用(图3)，牵引并弯曲芯体直到该组件到达适当位置为止(图4)。

接着利用螺栓7将凸缘6a和6b紧固到盘4a和4b上，并将凸缘6a和6b螺栓连接于凸缘Fa和Fb上(图4)。如果必要，可以利用设有与孔20a和21a同心的孔的垫圈来调节芯体与盘组件的长度。

然后，在80°-120°范围内的温度下，对装配后的肘型板T预热(例如在烘箱中)2-10小时。然后通过使凸缘6a呈水平方向对肘型板进行定向(图5)。然后通过孔21a中的一个孔进行浇注，型板空间中的空气和气体通过孔21a中另一个孔排出(图5和6)，直到肘型板的内部已经充满为止。然后以80°-120°范围内的温度加热(例如在烘箱中)聚氨酯6-15小时使其固化(图6)。

此刻对型板中的固化心轴1进行冷却(例如从烘箱中取出，暴露在冷却气流中)。

冷却之后，将连接凸缘6和F的螺栓，和将凸缘6紧固到盘4上的螺栓全部去除。盘11以及牵引缆线12与盘4b重新固定在一起。然后对缆线12施加拉力将心轴1从型板T中拔出。

尽管已经参考具体实施方式对本方法进行描述，然而应该理解的是，该方法还可以以多种其它方式来实施。例如，在其它布置中，型板壳体的内表面不必敷有衬里材料，可以通过将挠性材料引入到型板壳体的内部空间中并围绕可弯曲的加长部件来形成心轴。在这种布置中，所使用型板壳体的直径小于如此形成的心轴最终置于其中的特定肘或弯头的直径，以使心轴具有较小的横截面尺寸。

在还有的一种形式中，例如，如此形成的心轴可以具有圆形、椭圆形、方形、矩形等任何横截面形状。在还有的一种布置中，连接于可弯曲加长部件上的横向部件和缆线可以呈现其它形状。

在所附的权利要求和上述描述中，除了上下文因表述语言或必要的含义需要以外，所使用的术语“包括”或其变体用于包括在内的意义，即用于说明所述特征的存在但并不排除在该方法的各实施方式中出现或增加另外的特征。

Claims

1.一种用于制造心轴的方法，所述心轴用于对管肘或弯头进行内部涂敷，所述方法包括以下步骤：

(i)将可弯曲的加长部件可调节地布置在用于管肘或弯头的空心型板中，由此使加长部件弯曲以基本贯穿型板的中心延伸；和

(ii)将挠性材料引入到加长部件与型板的内表面之间的空间中，并使该材料在其中固化。

2.如权利要求1所述的方法，其中，在步骤(i)之前，在用于型板的壳体内表面涂布衬里材料涂层，所述衬里材料涂层限定型板的内表面。

3.如权利要求2所述的方法，其中，在步骤(ii)之前，限定型板内表面的衬里材料具有涂布其上的脱离剂。

4.如上述任一权利要求所述的方法，其中，在步骤(i)的过程中，加长部件的第一端在型板第一端处连接到贯穿型板的缆线，然后向后拉所述缆线使其穿过型板直到加长部件的第一端位于相反的型板第二端为止，由此使加长部件弯曲成其基本上在中央延伸的定向。

5.如上述任一权利要求所述的方法，其中，在步骤(i)之前，加长部件的每一端连接有横向部件；和

其中在步骤(i)过程中，使横向部件定位成与型板的相反端部相邻。

6.如权利要求5所述的方法，其中，横向部件相对于型板端部被安装，以便将加长部件固定在其基本贯穿型板的中心延伸的位置上。

7.如权利要求6所述的方法，其中每个横向部件分别连接到使用时位于型板外部的凸缘，所述凸缘适于单独安装到型板的相应端部。

8.如权利要求7所述的方法，其中每个凸缘安装到限定于每个型板端的相应型板安装凸缘。

9.如权利要求5-8任一项所述的方法，其中每个横向部件是固定于加长部件一端的盘，选择加长部件的长度并设计盘的尺寸，使得在步骤(i)之后，盘的边缘在相应的型板端部与型板内表面紧密地间隔开。

10.如权利要求9所述的方法，其中选择加长部件的长度以使盘的外表面与型板的相应端部对齐，如果未对齐，则所述方法进一步包括以下步骤：在每个盘的外表面上布置一个或多个垫圈以确保垫圈的外表面与相应的型板端部对齐。

11.如权利要求9或10所述的方法，其中每个盘、和当存在垫圈时的每个垫圈设有至少一个安装孔以使其相对于型板端部被连接；并且

至少一个盘、和当存在垫圈时的至少一个垫圈设有至少一个进料孔，挠性材料能够通过所述进料孔引入到加长部件与型板内表面之间的空间中。

12.如上述任一权利要求所述的方法，其中，在步骤(ii)之后，缆线相对于加长部件的一端连接，缆线张紧以便将加长部件和附着其上的固化挠性材料一起从型板中拉出。

13.如上述任一权利要求所述的方法，其中，在步骤(ii)之前，对布置有加长部件的型板组件进行预热。

14.如权利要求13所述的方法，其中，在挠性材料为聚氨酯时，在80°-120°范围内温度下对组件预热2-10小时。

15.如上述任一权利要求所述的方法，其中，在步骤(ii)的过程中，当挠性材料为聚氨酯时，在80°-120°范围内的温度下对材料固化6-15小时。

16.如权利要求14或15所述的方法，其中利用热气流、利用电磁感应或利用射频在烘箱中进行预热和固化加热。

17.如上述任一项权利要求所述的方法，其中，在步骤(ii)之后，在大气中或通过引入冷却流体流冷却固化的挠性材料。

18.如上述任一项权利要求所述的方法，其中可弯曲的加长部件是金属杆/含金属的杆。

19.一种在本文中参考实施例和附图描述的心轴的制造方法。

20.利用上述任一项权利要求所述方法制成的心轴。