CN102563226A - 三层复合结构s阀及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种三层复合结构S阀及其制造方法。本发明的三层复合结构S阀包括S形管，S形管包括：内管(5)，包括一体形成的内管主管(51)和环口(52)，环口(52)位于内管主管(51)的端部；外管，设置于内管主管(51)的外侧；填充层(4)，位于内管主管(51)和外管(3)之间；端部法兰(6)，设置于外管(3)的端部，位于环口(52)外侧并与环口(52)相配合。根据本发明的三层复合结构S阀，提高了S形管端口的耐磨寿命；以及提高了与切割环摩擦端面的耐磨损性能，并增强了端面强度。

Description

三层复合结构S阀及其制造方法

技术领域

本发明涉及工程机械领域，更具体地，涉及一种三层复合结构S阀及其制造方法。

背景技术

现有技术中，混凝土泵车上的S阀通常采用堆焊工艺制造。如图1所示，采用堆焊工艺制造的S阀包括轴头1’、弯管2’、环口3’、直管4’、轴套5’、前刮板6’、后刮板7’和筋板8’。

堆焊工艺制造的混凝土泵车S阀，其中的弯管2’的制造是先采用油压机把板材压模成型后，再在其内表面用耐磨堆焊焊条堆焊形成一层耐磨层。其中轴套5’单独加工后再组装至弯管2’上。上述混凝土泵车的堆焊工艺S阀其制造工艺复杂，工人劳动强度大，焊接工作量大，制作周期长，产品质量受堆焊质量影响很不稳定，其设计寿命为累计输送6万立方米混凝土，但是由于堆焊只能采取手工焊接，焊接过程控制难度大，质量很不稳定，有的仅输送1～2万方就损坏了。

发明内容

本发明的目的在于提供一种提高S形管入口侧端口的耐磨性能和使用寿命的三层复合结构S阀及其制造方法。

本发明提供了一种三层复合结构S阀，包括S形管，所述S形管包括：内管，包括一体形成的内管主管和环口，所述环口位于所述内管主管的端部；外管，设置于所述内管主管的外侧；填充层，位于所述内管主管和所述外管之间；端部法兰，设置于所述外管的端部，位于所述环口外侧并与所述环口相配合。

进一步地，所述环口位于所述内管主管的入口侧端部，所述环口的内表面与所述内管主管的内表面平齐，所述环口的外径大于所述内管主管的外径，所述环口包括位于入口侧的第一环段及位于所述第一环段与所述内管主管之间的第二环段，所述第二环段的直径大于所述第一环段。

进一步地，所述内管的材料为高铬铸铁。

进一步地，所述内管主管的厚度为5mm，所述外管的厚度为5-10mm。

进一步地，所述端部法兰的入口端包括耐磨堆焊层，所述耐磨堆焊层的表面与所述环口的端面平齐。

进一步地，所述三层复合结构S阀还包括轴套组件和安装于所述轴套组件内的轴头；所述外管由两个半管焊接形成，所述两个半管之间的焊缝位于所述轴头的中心线与所述S形管的中心线组成的平面与所述S形管的上下两条相交线上。

本发明还提供了一种制造三层复合结构S阀的方法，包括如下步骤：制作S形管的内管，所述内管包括一体形成的内管主管和位于所述内管主管端部的环口；制作S形管的外管；制作S形管的端部法兰；将所述外管设置于所述内管的外侧，将所述端部法兰设置于所述外管的端部且位于所述环口外侧并与所述环口相配合，将所述内管、所述外管和所述端部法兰组合形成内外管复合管体；在所述内管主管和所述外管之间浇注填充层。

进一步地，所述环口位于所述内管主管的入口侧端部，所述环口的内表面与所述内管主管的内表面平齐，所述环口的外径大于所述内管主管的外径，将所述端部法兰设置于所述外管的入口侧端部。

进一步地，所述环口包括位于入口侧的第一环段及位于所述第一环段与所述内管主管之间的第二环段，所述第二环段的直径大于所述第一环段。

进一步地，所述内管由高铬铸铁铸造形成。

进一步地，所述制造三层复合结构S阀的方法还包括如下步骤：在所述端部法兰的入口端进行堆焊形成耐磨堆焊层；对所述耐磨堆焊层的表面进行打磨使所述表面与所述环口的端面平齐。

进一步地，所述外管与所述端部法兰一体形成；或分别制作所述外管与所述端部法兰(6)，组合形成内外管复合管体包括将所述外管与所述端部法兰焊接在一起。

进一步地，制作S形管的外管的步骤包括制造两个半管，所述两个半管组合即为所述外管的形状，且所述两个半管分割处位于所述三层复合结构S阀的轴头的中心线与所述S形管的中心线组成的平面与所述S形管的上下两条相交线上；组合形成内外管复合管体的步骤包括焊接所述两个半管形成所述外管。

进一步地，所述两个半管通过板材压模成型。

进一步地，所述的制造三层复合结构S阀的方法还包括对内管和/或内外管复合管体进行热处理的步骤。

进一步地，所述填充层的材料为混凝土、金属材料、水泥、树脂或水玻璃。

根据本发明的三层复合结构S阀，其S形管的内管端部一体设置壁厚加大的环口，提高了S形管入口侧端口的耐磨寿命。由于内管硬度高、脆性较大，为防止突变载荷作用下端面破损，采用端部法兰包裹在内管的环口外，提高了与切割环摩擦端面的耐磨损性能，并增强了端面强度。三层复合结构S阀的三层之间结合紧密，在S阀高频率、高冲击力的反复运动环境中，能够保持较好的一体性。能兼顾良好的机械性能、抗冲击性能及耐磨性能。S阀堵塞时可随意敲击、锤打和拆换，在安装、使用、检修方面更加方便。并且其使用寿命较现有技术中的堆焊S阀可以提高2倍，而价格稍低。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是现有技术的S阀的结构示意图；

图2是根据本发明的三层复合结构S阀的内管结构示意图；以及

图3是根据本发明的三层复合结构S阀的整体结构示意图。

具体实施方式

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

如图2至图3所示，本实施例的三层复合结构S阀主要包括S形管、设置于S形管入口侧管体外部上侧的轴套组件2、安装于轴套组件2内的轴头1和设置于S形管入口侧的管体外部下侧的刮板组件7。

在本实施例中，S形管包括了由耐磨材料形成的内管5、作为内管保护层的外管3、设置于内外管之间的填充层4和端部法兰6。

如图2所示，内管5包括一体形成的内管主管51和环口52，环口52位于内管主管51的入口侧端部，环口52的内表面与内管主管51的内表面平齐，环口52的外径大于内管主管51的外径。更具体地，环口52包括位于入口侧的第一环段及位于第一环段与内管主管51之间的第二环段，第二环段的直径大于第一环段。以上由内管主管51和环口52一体形成的内管5增强了S形管入口侧管口处的耐磨性能，提高了S阀整体的耐磨性及整体耐冲击性。

本实施例中，内管5优选地采用高铬铸铁材料铸造形成，内管主管51的壁厚大约为5mm左右。通过铸造形成S形管的内管5，比堆焊S管内表面质量好，基体材料基本平整，无堆焊时形成的搭接沟痕，使用时输送物料流动阻力减少，可以适当缩减堵管机率。同时，通过铸造形成内管5不但成型效果要好于堆焊工艺，还可以根据S形管的磨损情况对内管主管51的厚度进行控制。例如，由于输送物料直接冲击弯曲变向处的内管主管51，在弯曲的内管主管51中流体改变流动方向的位置磨损最严重，为了提高S形管弯曲处的耐磨损、耐冲击性能，可以使内管主管51的厚度从S形管两端的直向管道到弯曲管道逐渐变厚。外管3设置于内管主管51的外侧。本实施例中，外管3由两个半管通过焊接形成。具体地，可以采用厚度约为5-10mm的板材压膜成型制作两个半管，在与内管5组装时两个半管在内管主管51外合拢后焊接形成完整的外管3。优选地，两个半管之间的焊缝位于轴头1的中心线与S形管的中心线组成的平面与S形管的上下两条相交线上。由于S形管尺寸较大，形状不规则，外管3采用多截式，在内管外拼装而成，可使内管主管5容易套入外管3中。当然，外管3的拼装方式不限于两个半管的形式，而在采用了两个半管的情况下，焊缝的位置也不限于前述实施例的位置。

端部法兰6设置于外管3的入口侧端部，位于环口52外侧并与环口52相配合。端部法兰6通过焊接与外管3连接。端部法兰6的入口端包括耐磨堆焊层，耐磨堆焊层的表面通过打磨与环口52的端面平齐。耐磨堆焊层的厚度优选地为2mm左右。依靠内管5的环口52端面与端部法兰6的端面形成的整体端面进一步提高了S形管端面的耐磨性能。由于内管硬度高、脆性较大，为防止突变载荷作用下端面破损，采用端部法兰6包裹在环口52外，提高了与切割环摩擦端面接触时的耐磨损性能，并增强了端面强度。而内管5的环口52的两个环段所形成的凸台设计加强了环口52与端部法兰6的结合。

在本实施例中，内管主管51和外管3之间具有一定间隙从而形成了填充腔，在填充腔内浇注适当的粘结材料如合金铁水等再凝固就可以在内管主管51和外管3之间形成填充层4。填充层4填充了内管主管51和外管3之间的间隙，增强了内管5和外管3之间的结合力，提高稳定性，增强耐冲击性能，也降低了内管5和外管3之间配合面的加工要求，减少了加工成本。填充层4的材料可以为混凝土、金属材料、水泥、树脂或水玻璃等。

以上具体实施例对本发明并不构成限制。例如，在一个另外的实施例中，外管3不必分成两个半管，而是可以整体形成。以下详细说明本实施例的三层复合结构S阀的制造方法。

采用高铬铸铁通过铸造形成厚度约为5mm的S形管内管5，内管5包括一体形成的内管主管51和环口52，环口52位于内管主管51的入口侧端部，环口52的内表面与内管主管51的内表面平齐，环口52的外径大于内管主管51的外径，环口52又包括了位于入口侧的第一环段及位于第一环段与内管主管51之间的第二环段，第二环段的直径大于第一环段从而形成了凸台结构。其中内管主管51的厚度根据需要通过铸造模具的形状加以控制。内管5铸造完成后的形状参见图2。

采用5-10mm的板材通过压模成型的方式制作S形管的外管3的两个半管。两个半管组合即形成外管3的形状，且两个半管的分割处位于三层复合结构S阀的轴头1的中心线与S形管的中心线组成的平面与S形管的上下两条相交线上。

制作S形管的端部法兰6。

将两个半管合拢在内管主管51的外侧，焊接两个半管形成外管3；将端部法兰6设置于外管3的入口侧端部且位于环口52外侧，使端部法兰6与环口52相配合，将端部法兰6与内管3满焊连接，从而将内管5、外管3和端部法兰6组合在一起形成了内外管复合管体。

对S形管的外管3表面的装配部位进行机加工，以保证与轴套组件2等其他部件配合处的尺寸精度要求。

在端部法兰6的入口端进行堆焊形成耐磨堆焊层；对耐磨堆焊层的表面进行打磨使耐磨堆焊层的表面与环口52的端面平齐。

在内管主管51和外管3之间的填充腔内浇注填充层4。填充层4的材料为混凝土、金属材料、水泥、树脂或水玻璃。

在S形管上组装轴套组件2、轴头1和刮板组件7等其它部件形成三层复合结构S阀。

对三层复合结构S阀进行喷砂及喷漆处理，形成如图3所示的最终产品。

另外，在制作三层复合结构S阀的过程中可以根据需要进行相应的热处理。例如，内管5制作完成后，可以对内管5进行淬火热处理。在内外管复合管体形成后，可以对进行内外管复合管体进行回火热处理。在对内外管复合管体机加工以及对端面法兰6的耐磨材料层进行打磨后，可以对其进行回火热处理。

以上实施例不应构成对本发明的限制。例如，外管可以整体形成。外管与端部法兰还可以通过铸造一体形成。

从以上的描述中可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：S形管的内管入口侧一体设置壁厚加大的环口，提高了S形管端口的耐磨寿命。由于内管硬度高、脆性较大，为防止突变载荷作用下端面破损，采用端部法兰包裹在内管的环口外，提高了与切割环摩擦端面的耐磨损性能，并增强了端面强度。三层复合结构S阀的三层之间结合紧密，在S阀高频率、高冲击力的反复运动环境中，能够保持较好的一体性。此结构能兼顾良好的机械性能、抗冲击性能及耐磨性能。S阀堵塞时可随意敲击、锤打和拆换，在安装、使用、检修方面更加方便。并且其使用寿命较现有技术中的堆焊S阀可以提高2倍，而价格稍低。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种三层复合结构S阀，包括S形管，其特征在于，所述S形管包括：

内管(5)，包括一体形成的内管主管(51)和环口(52)，所述环口(52)位于所述内管主管(51)的端部；

外管，设置于所述内管主管(51)的外侧；

填充层(4)，位于所述内管主管(51)和所述外管(3)之间；

端部法兰(6)，设置于所述外管(3)的端部，位于所述环口(52)外侧并与所述环口(52)相配合。

2.根据权利要求1所述的三层复合结构S阀，其特征在于，所述环口(52)位于所述内管主管(51)的入口侧端部，所述环口(52)的内表面与所述内管主管(51)的内表面平齐，所述环口(52)的外径大于所述内管主管(51)的外径，所述环口(52)包括位于入口侧的第一环段及位于所述第一环段与所述内管主管(51)之间的第二环段，所述第二环段的直径大于所述第一环段。

3.根据权利要求1所述的三层复合结构S阀，其特征在于，所述内管(5)的材料为高铬铸铁。

4.根据权利要求1所述的三层复合结构S阀，其特征在于，所述内管主管(51)的厚度为5mm，所述外管(3)的厚度为5-10mm。

5.根据权利要求1所述的三层复合结构S阀，其特征在于，所述端部法兰(6)的入口端包括耐磨堆焊层，所述耐磨堆焊层的表面与所述环口(52)的端面平齐。

6.根据权利要求1所述的三层复合结构S阀，其特征在于，

所述三层复合结构S阀还包括轴套组件(2)和安装于所述轴套组件(2)内的轴头(1)；

所述外管(3)由两个半管焊接形成，所述两个半管之间的焊缝位于所述轴头(1)的中心线与所述S形管的中心线组成的平面与所述S形管的上下两条相交线上。

7.一种制造三层复合结构S阀的方法，包括如下步骤：

制作S形管的内管(5)，所述内管包括一体形成的内管主管(51)和位于所述内管主管端部(51)的环口(52)；

制作S形管的外管(3)；

制作S形管的端部法兰(6)；

将所述外管(3)设置于所述内管(5)的外侧，将所述端部法兰(6)设置于所述外管(3)的端部且位于所述环口(52)外侧并与所述环口(52)相配合，将所述内管(5)、所述外管(3)和所述端部法兰(6)组合形成内外管复合管体；

在所述内管主管(51)和所述外管(3)之间浇注填充层(4)。

8.根据权利要求7所述的制造三层复合结构S阀的方法，其特征在于，所述环口(52)位于所述内管主管(51)的入口侧端部，所述环口(52)的内表面与所述内管主管(51)的内表面平齐，所述环口(52)的外径大于所述内管主管(51)的外径，将所述端部法兰(6)设置于所述外管(3)的入口侧端部。

9.根据权利要求8所述的制造三层复合结构S阀的方法，其特征在于，所述环口(52)包括位于入口侧的第一环段及位于所述第一环段与所述内管主管(51)之间的第二环段，所述第二环段的直径大于所述第一环段。

10.根据权利要求7所述的制造三层复合结构S阀的方法，其特征在于，所述内管(5)由高铬铸铁铸造形成。

11.根据权利要求7所述的制造三层复合结构S阀的方法，其特征在于，所述制造三层复合结构S阀的方法还包括如下步骤：

在所述端部法兰(6)的入口端进行堆焊形成耐磨堆焊层；

对所述耐磨堆焊层的表面进行打磨使所述表面与所述环口(52)的端面平齐。

12.根据权利要求7所述的制造三层复合结构S阀的方法，其特征在于，

所述外管(3)与所述端部法兰(6)一体形成；或

分别制作所述外管(3)与所述端部法兰(6)，组合形成内外管复合管体包括将所述外管(3)与所述端部法兰(6)焊接在一起。

13.根据权利要求7所述的制造三层复合结构S阀的方法，其特征在于，

制作S形管的外管(3)的步骤包括制造两个半管，所述两个半管组合即为所述外管(3)的形状，且所述两个半管分割处位于所述三层复合结构S阀的轴头(1)的中心线与所述S形管的中心线组成的平面与所述S形管的上下两条相交线上；

组合形成内外管复合管体的步骤包括焊接所述两个半管形成所述外管(3)。

14.根据权利要求13所述的制造三层复合结构S阀的方法，其特征在于，所述两个半管通过板材压模成型。

15.根据权利要求7所述的制造三层复合结构S阀的方法，其特征在于，所述的制造三层复合结构S阀的方法还包括对内管和/或内外管复合管体进行热处理的步骤。

16.根据权利要求7所述的制造三层复合结构S阀的方法，其特征在于，所述填充层(4)的材料为混凝土、金属材料、水泥、树脂或水玻璃。

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