CN102862790A

CN102862790A - 铰刀式输送管道

Info

Publication number: CN102862790A
Application number: CN2011100756693A
Authority: CN
Inventors: 孙长顺
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-03-19
Filing date: 2011-03-19
Publication date: 2013-01-09

Abstract

一种铰刀式输送管道，铰刀在软管芯的带动下钻取或推进灰浆，形成运输能力。它由动力组件、软管芯、铰刀、护套支架管、端头、加压叶片、轴承件、接头及其他构造件等组成；动力及其相应组件驱动加肋软管芯转动，护套支架管保护软管芯不与外界接触；软管芯带动安装在其内壁和端头上的铰刀，将灰浆由始端输往终端；护套支架管端头内套软管芯端头，两者之间相互转动；软管芯端头上安装从动齿轮，传递动力；软管芯始端端头上安装的加压叶片随端头旋转，将灰浆聚拢至软管芯中心，形成微沫和局部高压。

Description

铰刀式输送管道

本发明涉及一种流体物质输送管道，尤其是一种含固态颗粒的流体的输送管道。

背景技术：

目前，常见的混凝土、砂浆等含颗粒流体的远距离运输，都由输送泵进行，虽然效率高且技术成熟，但对于近距离运送却有大材小用、成本高、不灵活等不足。

发明内容：

本发明提供一种低成本、操作灵活的输送管道，作为近距离运送含颗粒流体(灰浆或混凝土)的工具，以期节能降耗，以作为泵送运输法的补充。

本发明利用岩心钻去技术原理，在现有的加肋软管内设铰刀，用钻取或推进灰浆，同时配置相应的辅助设置，形成完整的短距离运输体系。具体由动力组件、加肋软管芯、铰刀、接头、端头、护套支架管、加压叶片、轴承件及其他构造件等组成(图1)；动力及其相应组件驱动加肋软管转动，护套支架管保护加肋软管不与外界接触，铰刀钻取和推进灰浆并将其由存储端运往使用端。轴承设在加肋软管和护套支架之间，避免两者之间摩擦；前端头与存储设备连接，后端头与使用设备连接；接头是加长管道时的连接件。在动力带动下，铰刀不断从储料斗中钻去灰浆料并利用螺旋刀片和旋转力向用料都方向推送，软管芯里的各刀同向推送，将灰浆料由储料斗送达到用料斗中；软管芯的柔性特性，可方便的改变输送线路。

动力组件

动力组件是由电机、动力轴、主动齿轮、从动齿轮等组成，向软管芯提供动力。电机、动力轴、主动齿轮安装在机架上，从动齿轮安装在软管芯端头上，主动齿轮、从动齿轮相啮合传力。

加肋软管芯

加肋软管芯(简称软管芯)，是在管壁上设有螺旋状刚性支撑肋的软管；软管由柔性材料制成，可横向弯曲；螺旋状刚性肋的盘旋上升方向与软管芯的旋转方向相同，刚性肋除用以保证软管芯的圆形截面不变之外，还有作为斜向传力的作用。

加肋软管芯，内壁是光滑的圆柱面，外壁也以光滑的圆柱面为基本类型；但在使用圆柱体作滚动件的情况下，可将外壁设成间隔的凸出的圆环(圆环肋)，软管芯利用外环面与滚动体接触，以减小滚动件与管壁的摩擦(图9)；与软管芯对应，护套支架管也可在内圆柱面做成凸出的圆环。圆环肋之间形成的环形槽，刚好作润滑油的存储槽。

铰刀

铰刀是用刚性材料制成的螺旋体，连续或间隔设在软管芯内，盘旋上升方向与软管芯旋转方向相同，在软管芯两端都露出一定长度；位于后端储料斗内的铰刀聚拢灰浆并推进软管芯腔内，位于前端的铰刀将灰浆退出软管芯并送出一定行程。

软管芯两端的铰刀体除呈螺旋状之外，还在螺旋体外缘设螺旋状凸沿或肋(图10)；一方面利用凸沿增强铰刀的轴向刚度，另一方面提高叶片的输送能力。凸沿或肋与铰刀叶片的交接处形成指向软管芯轴心的弧面，进入铰刀范围的灰浆因离心力作用向外滑出，在遇到凸沿弧面后产生折向输送方向的转向，确定灰浆的流向。

为增强外露螺旋状铰刀体的轴向刚性，可在轴心位置增设铰刀芯，芯与外露叶片连接在一起，形成轴向刚性，增强外露叶片的推进能力。

接头、端头

接头，是两条软管芯之间的刚性连接件。

端头是设在软管芯后端和前端的刚性连接件，端头内接软管芯，外面安装齿轮和轴承等，端头将外动力传给软管芯并驱动其转动，进而带动铰刀推送灰浆；端头套接在护套支架管的端头内，若护套支架管和软管芯之间设润滑油时，则需在两者的端头之间设油封及其他防护构造，防止润滑油泄漏以及污染灰浆等。

护套支架管

护套支架管是柔性圆管或圆形的柔性支架(图2-图9)，安装固定在机架上，内部套接软管芯。护套支架管用以保护软管芯，同时作为中间支架，通过轴承、轴滚以及软管芯外环形凸肋支撑软管芯。

护套支架管既可以是柔性圆管，也可以是圆形的柔性镂空支架。镂空支架是螺旋体或其它沿管壁周向开口的圆形骨架式管状体；镂空支架的横截面上，以圆心为轴对称中心留置一定尺度的管壁(无切割开口区域(图7))，增强管道的轴向抗扭能力。在采用螺旋体作支架时，可相对圆管的轴心线平行设两条软轴或小直径螺旋体，并且设其盘旋方向相反，以增加护套支架管的轴向抗扭能力，同时平衡软管芯的旋转扭力。

加压叶片

加压叶片是用刚性材料制成的弧形叶片，安装在始端端头上，以始端端头轴心为圆心向外发散，均匀分布，其横截面弧形线的弯曲方向与端头的旋转方向相同；多片加压叶片随端头旋转，将储料斗中的灰浆聚拢搅拌，同时压向中心位置，使铰刀所处位置的液体压力增大，便于铰刀吸进灰浆。同时，加压叶片的旋转又二次搅拌了灰浆，并且引发产生微末，增加了流动性。

轴承件

轴承件，是对支撑软管芯的支撑件的统称，具体由轴承、轴滚等具体形式。软管芯除在始端终端使用轴承外，中间部位也可使用轴承支撑，同时避免软管芯与护套支架管之间的直接摩擦；此外，软管芯中间部位还可以使用轴滚替代轴承功能。

轴滚是设在软管芯与护套支架管之间的若干圆柱条或螺旋体，轴滚沿护套支架管内壁滚动，减小软管芯的旋转摩擦阻力，同时传递支撑力。

轴滚两端及中间部位设保持架，以保证轴滚之间不上下错动，同时保持轴滚间一定的距离间隔；保持架内径大于软管芯外径，外径小于护套支架管内径，避免与内外管壁摩擦。

软管芯和护套支架管之间也可不设轴承件，而在两者的间隙中加注润滑油润滑也能实现软管芯的有效转动。同时，对于一条设有圆环肋的软管芯(图6)，若将圆环肋的凸出高度适当的减低，不使圆环肋触及护套支架管，则凸出的圆环肋就在轴向将软管芯分成若干单元段；在各段中装进短轴滚并加润滑油润滑，则形成若干轴滚单元组成的软管芯，而每个由圆环肋分割形成的单元则相当于软管芯的一个轴滚润滑的舱室。

附图说明

图1：铰刀式输送管道系统图(轴向剖面图)，表示软管芯套在护套支架管内，软管芯的始端端头、终端端头分别套接在储料斗和用料斗内，铰刀将灰浆由始端储料斗输送到终端的用料斗，储料斗和始端机架固定，用料斗和终端机架固定连接，动力组分别安装在始端、终端机架上。

1.1代表终端机架；1.2代表始端机架；2.1代表终端动力齿轮；2.2代表始端动力齿轮；3代表轴承；4.1代表终端从动齿轮；4.2代表始端从动齿轮；5.0代表安装在软管芯中部的铰刀；铰刀既可以间断设置，又可以连续设置；5.1代表安装在终端的铰刀；5.2代表安装在始端的铰刀；6.1代表安装在软管芯终端的护套支架管的端头，端头设中心孔，内套软管芯端头；两者之间设轴承，以避免接触摩擦；6.2代表安装在软管芯始端的护套支架管的端头；7代表始端储料斗；8.1代表终端动力轴；8.2代表始端动力轴；9.1代表软管芯终端端头；9.2代表软管芯始端端头；10代表终端用料斗；11代表软管芯；12代表护套支架管；5.3代表加压叶片。

图2：表示铰刀式输送管道中间部位的横截面图。

13.1代表轴承滚珠；13.2、13.3分别代表轴承的内外滚珠槽。

图3、4：表示用轴滚替代轴承的铰刀式输送管道中间部位的横截面图。

13.5代表圆柱形轴滚；13.4代表螺旋体轴滚。

图5：表示软管芯与护套支架管之间不设轴承件，采用润滑油润滑的方式。

图6：表示软管芯与护套支架管之间不设轴承件，而在软管芯或护套支架管上设环形肋，减小两管之间的姐触摩擦。

11.1代表设在3软管芯上的环形肋。

若将环形肋的外径减小，使之不与护套支架管接触，并在两环形肋之间形成的间隔内设轴滚，则又形成一种新的滚动支撑方式的软管芯。

图7：表示护套支架管镂空的截面图。

12.1代表护套支架管的剩余部分；在使用螺旋体作护套支架管时，在该部位设软轴或较细螺旋体；12.2代表护套支架管镂空部分，两条看线之间的区域代表螺旋体或其他形式的环状条形体的侧面。

图8：表示轴滚端头的保持架，支架不与内外管接触。

14代表轴滚端头的支座孔(轴滚，在端头对应的将直径缩小，插入孔中)；15代表保持架，它由轴滚驱动旋转。

图9：表示护套支架管和软管芯上均设环形肋，轴滚在环形肋之间滚动，减小滚动摩擦，同时增加铰刀式输送管道的可弯曲程度。

11.1代表设在软管芯上的环形肋；12.3代表设在护套支架管上的环形肋。

图10：是露出端头的铰刀体外缘的构造示意，表示螺旋状铰刀体叶片和设在外缘的螺旋形肋形成指向螺旋体中心轴的弧面。

16代表指向螺旋体中心轴的弧面；17代表螺旋体中心轴线；18代表叶片法线。

具体实施方式

(以图1和图4所示为基础阐释)

1、选择软管芯、护套支架管、轴滚：

A.根据单位时间内的需灰量和拟订的输灰管转速，确定软管芯的管径；

B.根据软管芯管径确定护套支架管内径(两者间留一定间隙设置轴滚)；

C.根据软管芯管外径、护套支架管内径推算出间隙尺度，按该尺度选柔软材料制作轴滚(弹簧)，长度略短于护套支架管；

D.制作轴滚保持架，外径小于护套支架管内径，内径大于软管芯外径(为避免保持架与护套支架管之间的摩擦，可在二者间设滚珠隔离)；并根据轴滚数量在保持架上设相应的小孔安装轴滚；

E.制作轴滚端头，制作小短柱，一端插入轴滚孔(弹簧孔)中，另一端插入保持架上设的轴滚安装孔中。

2、制作软管芯、护套支架管端头；软管芯始端的端头要有足够长的，涉及护套支架管端头的套接长度、从动齿轮占用长度、机架占用长度、储料斗套接占用长度、加压叶片占用长度、以及各设置之间的技术间隙。

3、根据软管芯内径和预设的旋转方向制作铰刀体，露出软管芯两端的铰刀体还要增设弧形边缘肋；利用螺距的变化改变铰刀的推灰量，在相同转速的情况下，螺距大则推灰量大，据此制作两种以上螺距的铰刀。

4、安装铰刀，始端安装推灰量的小铰刀，使始端的推灰量小于终端推灰量，越靠终端，推灰量越大；螺距大，则铰刀对软管芯内的灰浆的搅拌次数就少，在软管芯中部、后部设大螺距铰刀，能减小灰浆流动的周向线速度，降低流动性，消除始端压力叶片搅动时形成的微末。若竖向使用软管芯，大螺距铰刀段的灰浆会因重力作用先在下部累积，当达到一定数量后才被上扬推出，造成间歇输送；因此，终端端头铰刀螺距必需和始端铰刀螺距相等，并且在终端铰刀和大螺距铰刀之间留有一个不设铰刀的空白区域，作为灰浆的临时存储点，在避免在终端形成供料断续情况。另一方面，可利用这种输送间歇和真空环境，使灰浆的流动性充分降低和使始端产生的泡沫彻底破裂。

5、制作动力齿轮、从动齿轮，并将动力齿轮安装在始端、终端机架上，将从动齿轮安装在始端、终端软管芯的端头上。

6、制作加压叶片，并将各叶片固定安装在一个套筒上(与软管芯始端端头套接)。

7、分别制作始端储料斗、终端用料斗，并分别安装在两端对应的机架上。

8、接通电源试用，调整，定型使用。

Claims

1.一种铰刀式输送管道，在现有的加肋软管内增设铰刀，同时配置相应的辅助设置，借助软管芯的旋转力用铰刀钻取或推进灰浆，形成运输能力，其特征在于：它由动力组件、加肋软管芯、铰刀、护套支架管、端头、加压叶片、轴承件、接头及其他构造件等组成；动力及其相应组件驱动加肋软管芯转动，护套支架管保护加肋软管不与外界接触；软管芯带动安装在其内壁和端头上的铰刀转动钻取或推进灰浆，将灰浆由始端输往终端；轴承设在加肋软管和护套支架之间，避免两者之间摩擦；软管芯和护套支架管两端均设有刚性端头，护套支架管端头套接软管芯端头，两者之间相互转动，油封等构造件设在两者套接的范围内；软管芯端头上安装从动齿轮和铰刀叶片，始端端头上还安装加压叶片；动力通过主动齿轮传递给从动齿轮，从动齿轮带动软管芯旋转；加压叶片安装在软管芯始端端头上并随其旋转，叶片将灰浆推挤至软管芯中心位置，形成微沫和局部高压，便于铰刀推送；轴承件设在护套支架管和软管芯之间的间隙里，传递护套支架管对软管芯的支撑力，同时利用滚动摩擦替代两管之间的接触摩擦，降低能耗，延长管道使用寿命；接头设在铰刀式输送管道的中部，将若干端管连接在一起，形成较长管道；润滑油及其他构造件是输送管道的辅助材料或构件，起维护辅助主件工作的作用。