CN102140811B - 一种排泥管浮体 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种排泥管浮体，属疏浚工程中使用的排泥管线的设计与制造技术领域。本发明一种排泥管浮体的技术方案是：一种排泥管浮体，包括由金属加强骨架层、弹性材料层所组成的呈内壁层、外壁层及密闭空腔结构的两个半管状的浮体本体，其特殊之处是所述的金属加强骨架层的全部表面包覆有一弹性材料层。本发明与现有技术相比具有既保持现有技术优良的技术性能外，更具有较高的抗腐蚀能力，产品使用寿命延长，降低了使用成本等显著的进步和安装运输更加方便快捷等较突出的实质性特点。

Description

一种排泥管浮体

技术领域

本发明涉及疏浚工程中使用的排泥管线的设计与制造技术领域，尤其涉及一种排泥管浮体。

背景技术

河道、航道、港池浚深、海港浅滩、码头基槽等机械疏浚工程都需要排泥管道连接而成的排泥管线来实现输送。作为排泥管线中的排泥管，至今一直使用各种不同的自浮式金属排泥管，由于自浮式金属排泥管一旦破损，将导致整根管线报废，费用较高。为解决这一技术问题，捆绑式的托浮金属排泥管越来越多的得到应用，而捆绑式托浮金属排泥管的核心是排泥管浮体，随着中密度聚乙烯浮体，橡胶制品浮体相继投入市场，较好地解决了自浮式排泥管的技术缺陷，但也存在易老化、破损，不耐碰撞的技术缺陷。为了改进这些浮体所存在的技术缺陷，本申请人采取改进浮体结构和材料选用等不同的技术方案，对浮体进行改进，其中国家知识产权局2009年8月26日公开的专利号为：ZL200820172143.0的技术方案和2009年11月18日授权公告的专利号为：ZL200820233371.4的技术方案都不仅较好地解决了背景技术中存在的技术缺陷，而且在耐老化、抗碰撞、抗冲击、耐磨损、耐撕裂等技术性能指标方面，通过海港疏浚下水试验证明，达到了前所未有的技术效果。但也存在有一些不足之处，这就是金属加强骨架中的螺栓联接处、内壁层与外壁层之间的空腔表面未进行防锈蚀表面处理的部分耐腐蚀性能较差，特别是在海水中浸泡和阳光的暴晒下，锈蚀就显得尤为突出，直接影响着浮体本体的使用寿命；另外由于浮体本体体积较大，仅以内径为Φ800mm的排泥管为例，其浮体本体的外径为Φ2000mm，浮体本体内径为Φ840mm，长度为2250mm，搬运过程需吊车和绳索等专用设备和辅具，给安装和运输过程带来许多不便。因此如何在现有技术的基础上，提高金属加强骨架的全面防腐性能和排泥管浮体的使用寿命，同时为安装运输过程提供更加方便快捷的条件，这是一个亟待解决的课题。

发明内容

本发明的发明目的在于改进背景技术的不足，而提供一种既能满足在恶劣环境下有较好的使用性能要求，又具有较强的耐腐蚀性能，延长使用寿命并且具有安装运输方便快捷的排泥管浮体。

为实现本发明的上述发明目的，本发明是采用如下技术方案的：一种排泥管浮体，包括由金属加强骨架层、弹性材料层所组成的呈内壁层、外壁层及密闭空腔结构的两个半管状的浮体本体，其特殊之处是所述的金属加强骨架层的全部表面包覆有一弹性材料层。

为进一步实现本发明的上述发明目的，其上述所述的金属加强骨架层为金属板整体结构、金属板部分整体与框架的组合结构或金属框架结构。上述所述的弹性材料层内设有至少为一层的环状纤维骨架。上述所述的浮体本体的两端部设有封头，其封头为锥台形封头、椭圆形封头、碟形封头、半球形封头或球冠形封头。上述所述的浮体本体外圆柱弧形面上设有至少一个起吊装置。上述所述的弹性材料层为硫化橡胶材料层、热塑性弹性体材料层或聚氨酯材料层。上述所述的密闭空腔的腔内设有泡沫填充材料；上述所述的起吊装置为吊带、吊环或吊扣。上述所述的起吊装置为浮体本体外圆柱弧形面的中心点的外壁层上设一螺孔，孔内设一与其相配的吊环螺钉或螺堵。上述所述的螺孔为两个，分别设置在浮体本体两端的外圆柱弧形面的中心点的外壁层上。

本发明与现有技术相比具有如下突出的实质性特点和显著的进步：其一是由于本发明所采用的技术方案是在现有技术的基础上采取将金属加强骨架层的全部表面包覆一层弹性材料层的技术方案，以此来阻断各种作业条件可能给金属加强骨架层的腐蚀，提高其抗腐蚀能力，延长浮体本体的使用寿命，从而达到了既保持现有技术所具有的优良的耐老化、抗碰撞、抗冲击、耐磨损、耐撕裂的技术性能，又具有全面的抗腐蚀能力，不仅延长了产品使用寿命，而且降低了使用成本，本发明所述的排泥管浮体经天津航道局在恶劣的环境和条件下，进行试验证明：抗腐蚀能力适应各种不同环境和条件，使用寿命比现有技术产品提高一倍，这较现有技术相比确有显著的进步。其二是本发明所述的浮体本体，其外圆柱面设一起吊装置的技术方案，不仅为浮体本体的安装和运输过程中提供诸多的便利，提高了工作效率，而且不会因搬运过程造成卡碰和损坏，同时起吊装置设计灵活多样，既可采取与浮体本体联接为一体，隐蔽设计的吊带方案，做到使用时方便快捷，不用时也不会因此而产生一些不必要的麻烦；也可以采取在浮体本体外壁层上设置至少一个螺孔，并配备平时状态的螺堵，起吊时卸下螺堵安装上吊环螺钉的技术方案，做到平时状态与使用状态分别设置，分别实施，这与现有技术相比，确实产生了积极的效果和具有突出的实质性特点。

附图说明

本发明一种排泥浮体的结构由如下附图和实施例给出。

图1为本发明实施例1的排泥管浮体的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为本发明实施例2的排泥管浮体的结构示意图。

图4为图3的A-A剖视图。

图5为本发明实施例3的排泥管浮体的结构示意图。

图6为图5的A-A剖视图。

图7为本发明实施例4的排泥管浮体的结构示意图。

图8为图7的A-A剖视图。

附图标记说明：1-浮体本体外壁层、2-浮体本体端部、3-浮体本体内壁层、4-螺栓窝孔、5-密闭空腔、6-浮体本体弹性材料层、7-环状纤维骨架、8-封头、9-浮体本体相接处、10-高分子泡沫填充材料层、11-吊带、12-螺孔、13-吊环螺钉

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明一种排泥管浮体的具体结构细节和安装使用过程。

实施例1：

本发明实施例1的排泥管浮体(参见图1、图2)，它是由两个半管状的浮体本体通过穿插在螺栓窝孔4中的螺栓紧固连接而成的。每个浮体本体的金属加强骨架层是由钢板经裁剪、压型、焊接等工艺加强而成的半管状中空结构的整体，它包括有1个半管状浮体本体外壁层1、2个半圆环形的浮体本体端部2，1个半管状浮体本体内壁层3以及它们加工成一个整体后所构成的一个呈中空结构的密闭空腔5，以上构成浮体本体的一个整体的金属加强骨架层。为了强化金属加强骨架层的耐腐蚀性能，提高耐腐蚀能力，将整个金属加强骨架层的全部表面均包覆一经硫化的橡胶材料层作为浮体本体弹性材料层6，达到在提高耐腐蚀能力的同时保持背景技术耐老化、耐磨损、抗碰撞的优良技术性能。以上构成本发明实施例1的排泥管浮体的一静态结构。

本实施例所述的排泥管浮体较适用于内陆江河、湖泊、码头等地域作业环境稍好一些、抗风浪、抗撞击能力要求偏低一些的作业条件下进行机械疏浚工程而使用的排泥管浮体。

实施例2：

本发明实施例2的排泥管浮体(参见图3、图4)，它是由两个半管状的浮体本体通过穿插在螺栓窝孔4中的螺栓紧固连接而成的。每个浮体本体的金属加强骨架层为：半管状的浮体本体内壁层3、浮体本体相接处9为整体结构，而半管状的浮体本体外壁层1为框架结构，在横向剖面的两个螺栓窝孔4的浮体本体外壁层1的半圆弧形面上，设立弧形钢板并与浮体本体相接处9的接点处进行焊接为一体，而非螺栓窝孔4的半圆弧形面设立间隔的弧形钢板结构。2个浮体本体端部2的半圆锥台状的封头8与浮体本体外壁层1、浮体本体内壁层3、浮体本体相接处9的相接处均通过焊接固接为一体而构成本实施例中的浮体本体金属加强骨架层的全部。(浮体本体金属加强骨架层也可为浮体本体内壁层3与浮体本体相接处9为整体结构，浮体本体外壁层1中的金属加强骨架层为金属网状结构，以满足于浮体本体既具有一定的抗碰撞能力，又需要有一定刚性的要求)。

金属加强骨架层加工完毕后将其所有裸露的表面进行清除锈蚀，由内至外地对其所有的表面包覆一层聚氨酯胶材料作为浮体本体弹性材料层6，以达到其所有表面均应具有较强的抗腐蚀能力，以防止作业环境因接触海水而产生锈蚀影响其使用寿命。在此基础上将半管状浮体本体外壁层1、浮体本体相接处9，浮体本体内壁层3的聚氨酯的材料层的外侧表面整体缠绕有一层(可根据抗碰撞耐撕裂要求增加至3-7层)呈环状的纤维骨架7，并用聚氨酯胶粘结交融为一体后再用聚氨酯胶材料进行包覆，从而形成浮体本体外侧表面紧固连接为一体的浮体本体弹性材料层6。为了提高浮体本体的浮重能力和抗碰撞能力，对于浮体本体外壁层1，浮体本体内壁层3之间形成的密闭空腔5盛装有高分子泡沫填充材料层10。

本实施例是针对港口疏浚工程作业环境相对比较差，条件相对比较恶劣，要求有一定的抗风浪、抗碰撞能力，特别是对于抗海水浸蚀的能力要求更高一些的特定环境和条件而进行设计和加工制造的排泥管浮体。

实施例3：

本发明实施例3的排泥管浮体(参见图5，图6)，它是以作业环境和条件更为恶劣，要求排泥管具有抗风浪、抗碰撞的能力强，连续作业时间长、排泥管线中维修方便快捷，特别是更换排泥管效率快等多种特定要求而设计的一种排泥管浮体。本实施例中所述的技术方案除与实施例1所述的技术方案相同外，其它不同之处主要有如下几点：其一是浮体本体的金属加强骨架层沿轴线延长，在其轴端部2增设一椭圆形封头8(也可为半球形封头，或为球冠形封头)，以进一步分解减少风浪的冲撞力，同时并在椭圆形封头8上设有螺栓连接用的螺栓窝孔4，以增加浮体本体与排泥管的捆绑力。其二是两个半管状浮体本体的外壁层1、浮体本体相接处9、浮体本体内壁层3的全部表面硫化有一层橡胶材料作为浮体本体弹性材料层6的基础层，再用聚烯烃热塑性弹性体材料进行表面处理后，在外侧表面整个缠绕有5-7层呈环状纤维骨架7并用聚烯烃热塑性弹性体材料粘结为一体进行固化后形成浮体本体弹性材料层6。其三是两个半管状浮体本体内的呈中空结构的密闭空腔5盛装有高分子泡沫填充材料层10。其四是浮体本体外圆柱弧形面的两端各设有一个与呈环状纤维骨架7连接为一体的强力纤维吊带11，吊带11的横截面为扁平状(也可为椭圆状或圆弧状)，吊带11设置在圆柱弧形面的中部，以保证在装运过程中重心不偏移，便于安装。吊带11的设置根据其特定的位置和使用特点，宜采取吊带、吊环、吊扣等不同的设计方案，既做到不仅便于生产加工又便于隐蔽式结构设计，而且也达到不使用时吊带也不会产生不必要的麻烦，以达到便于排泥管线在海上进行更换维修，提高维修效率。

实施例4：

本发明实施例4的排泥管浮体(参见图7、图8)，它是以作业环境和特定条件一般，要求排泥管具有一定的抗风浪、抗碰撞能力，连接作业时间长，耐老化、耐海水腐蚀能力强等特殊要求而设计的一种排泥管浮体。本实施例中所述的技术方案除与实施例2所述的技术方案相同外，其它不同之处主要有如下几点：其一是浮体本体外壁层1、浮体本体相接处9、浮体本体内壁层3全部采用钢板框架式焊接为一体而构成的浮体本体的整体的金属加强骨架层；其二是浮体本体弹性材料层6是由硫化橡胶材料层作为底层与其缠绕5-6层的呈环状的纤维骨架7的外侧面的硫化橡胶层包覆而构成的。其三是浮体本体圆柱弧形面的中心点的外壁层1上设处有一螺孔12，螺孔12内安装一吊环螺钉13。(螺孔12也可以设置在浮体本体两端的圆弧形面的中心点的外壁层上处并各安装一个吊环螺钉13)这样在浮体本体的吊装过程中能做到更平稳，不歪斜，便于安装。为了防止吊环螺钉13在海水中锈蚀，可将组装好的排泥管浮体的吊环螺钉13卸下，用高强度的工程塑料加工成螺堵套上垫圈封住螺孔12，防止海水和金属加强骨架层接触而产生锈蚀。

当本发明所述的排泥管浮体在投入使用时，首先要根据使用环境和要求选择排泥管浮体的类型、规格，在装载和运输时，可用吊车挂住吊带11(或吊环螺钉13)将其直接装入运输车辆运送到现场。现场组装时，由于吊带11的设置为现场安装提供了非常方便快捷的条件，因而大大加快了服务效率和质量，本发明所述的排泥管浮体由于其全部表面均采取包覆有弹性材料层，不但在装载运输、现场安装，还是在使用过程中不仅有较高的耐碰撞、耐冲击、抗风浪能力，而且在海水浸泡、阳光直射等不同的恶劣环境和条件下，具有极强的防锈蚀、防老化的能力，大大地提高了使用寿命，降低了使用成本。

Claims (10)

1.一种排泥管浮体，包括由金属加强骨架层、弹性材料层所组成的呈内壁层、外壁层及密闭空腔结构的两个半管状的浮体本体，其特征是所述的金属加强骨架层的全部表面包覆有所述的弹性材料层，所述全部表面包括内表面和外表面，所述的浮体本体外圆柱弧形面上设有至少一个起吊装置。

2.根据权利要求1所述的排泥管浮体，其特征是所述浮体本体内壁层与浮体本体相接处的所述金属加强骨架层为金属板整体结构、所述外壁层中的金属加强骨架层为金属网状结构。

3.根据权利要求1所述的排泥管浮体，其特征是半管状浮体本体外壁层、浮体本体相接处、浮体本体内壁层的表面包覆有聚氨酯材料层，所述聚氨酯材料层的外侧表面整体缠绕有1-7层环状纤维骨架，并用聚氨酯胶粘结交融为一体后再用聚氨酯胶材料进行包覆。

4.根据权利要求1所述的排泥管浮体，其特征是两个半管状浮体本体外壁层、浮体本体相接处、浮体本体内壁层的全部表面硫化有一层橡胶材料作为浮体本体弹性材料层的基础层，再用聚烯烃热塑性弹性体材料进行表面处理后，在外侧表面整个缠绕5-7层环状纤维骨架，并用聚烯烃热塑性弹性体材料粘结为一体进行固化后形成所述浮体本体弹性材料层。

5.根据权利要求1或2所述的排泥管浮体，其特征是所述的弹性材料层为硫化橡胶材料层、热塑性弹性体材料层或聚氨酯材料层中的任一种或任二种的组合。

6.根据权利要求1所述的排泥管浮体，其特征是所述的起吊装置为吊带、吊环或吊扣。

7.根据权利要求1所述的排泥管浮体，其特征是所述的起吊装置为浮体本体外圆柱弧形面的中心点的外壁层上设一螺孔，孔内设一与其相配的吊环螺钉。

8.根据权利要求7所述的排泥管浮体，其特征是所述的螺孔为两个，分别设置在浮体本体两端的外圆柱弧形面的中心点的外壁层上。

9.根据权利要求7所述的排泥管浮体，其特征是浮体本体外壁层、浮体本体相接处、浮体本体内壁层全部采用钢板框架式焊接为一体而构成的浮体本体的整体的金属加强骨架层；浮体本体弹性材料层是由硫化橡胶材料层作为底层与其缠绕5-6层的环状纤维骨架的外侧面的硫化橡胶层包覆而构成。

10.一种排泥管，其特征是所述排泥管具有权利要求1-4任一所述的排泥管浮体。