CN103119348B - 用来运送混凝土之类的研磨材质的曲型管件的制造方法以及所制得的曲型管件 - Google Patents

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Abstract

一种用来运送混凝土之类的研磨物质的曲型管件(10)的制造方法，所述方法包含：第一步骤、制造至少一曲型部(12；112)，其由高抗磨损的材质所制成，並具有介于90°到360°之间的弓形横向发展角；第二步骤、将所述曲型管部(12)插入具有一塑形面(23，25；127)的一成形模(16；116)中，所述塑形面(23，25；127)与要被制成的曲型管件(10；110)的至少一部分的外表面相匹配，藉此所述曲型部(12；112)与所述塑形面(23，25；127)一起定义出一铸造腔(26；126)；以及第三步骤、将低抗磨损的材质注入所述铸造腔(26；126)内，以于所述曲型部(12；112)外侧，制作出所述曲型管件(10；110)的管体(11；111)的至少一部分。

Description

用来运送混凝土之类的研磨材质的曲型管件的制造方法以及所制得的曲型管件
技术领域
本发明是有关制造曲型管件的方法，该曲型管件适于与其他直管或曲管连接在一起，以定义出一个管道，用来运送流体状态下的混凝土或其他研磨材质。特别地，本发明应用的领域是建筑业，但是也可以应用到其他工业领域。
背景技术
在建造行业中，使用组合形式的金属管件(metaltubularelements)彼此适配地连接在一起以形成一个管道(pipe)是已知的方式，此管道能够允许混凝土从一个容器(如混凝土拌合机)中，通过泵装置(pumpingdevice)传送到建铸区(castingzone)。
这些管件是根据想要送到的区域的特性而彼此连接在一起。特别地，为了允许方向上的改变，直线型管件会连接到曲型管件，此曲型管件具有标准的纵向发展角(anglesoflongitudinaldevelopment)，如15°、30°、45°、60°或90°。
与直线型管件相较，曲型管件较易受磨料的作用力影响，这主要是因为混凝土施加在其内表面的离心力较大所致，特别是在最外侧的部分，也就是，靠近外弧面的地方，受到的作用力最大，此亦视运送速度和管件本身的曲率半径而定。
特别地，在靠近曲型管件外弧面之处混凝土的运送速度会高于靠近內弧面之处的速度，也就是，靠近內弧面之处为曲率半径最小的区域，因此曲型管件中靠近外弧面的内表面最容易被磨损。
特别地，欧洲专利申请号EP-A-1.873.440的申请人揭示了一种曲型管件，其包含一第一管部和一第二管部。该第一管部设于最外侧，是由高机械耐受力(highmechanicalresistance)的材质所制成，而该第二管部设于该第一管部内，是由抗磨损的材质(wearresistantmaterial)所制成。换言之，在现有的曲型管件中，有两种由不同材质制成的曲型管，其中一个设置在另一个内部。
为了将这两个管部夹持固定在一起，在靠近外弧面之处第二管部的外表面上形成有间隔件(spacerelements)，其可将第二管件和第一管件保持分隔状态，以建立一个铸造腔，于第一次使用该曲型管件时，在该铸造腔内注入混凝土，一旦混凝土固化，这两个管部就可固定连接在一起。然而，这种现有的曲型管件的缺点很多，其制造方式相当复杂、非常重，而且相当昂贵。
并且，因为需将第一管部和第二管部隔开，而这种管件已给定了弯曲构形，很难再将第二管部放到第一管部内。
为了减小这个插入动作所需施加的力，在某些已知的解决办法中，是将第二管部制成多个沿圆周延伸而成的扇状部件，这些扇状部件各别插入第一管部並彼此靠拢。
然而，这种解决方式並未改善所有的缺失，而会造成元件制造上的困难，且仍需要将第二管部夹持固定于第一管部的步骤。
US-A-4.199.010描述了一种解决方案，其中用以运送粒状材质的金属管，其内衬有陶瓷衬料(ceramiclining)。
本发明的目的在于实现一种用来运送流体状态下的混凝土或其他研磨材质的曲型管件，其可靠性佳、易于制造、相对较轻且经济实惠。
申请人已设计出、测试过並具体体现了本发明，克服了现有技术的缺点，达成了此目的並带来许多优点。
发明内容
因此，本发明主要的特性以独立权利要求来进行界定，而从属权利要求界定本发明其他的特性或主要发明概念的变形。
根据上述目的，本发明提供一种用于运送流体状态下的混凝土之类的研磨材质的曲型管件的制造方法。
根据本发明，所述方法至少包含：第一步骤、于所述曲型管件的纵向方向上制造至少一第一曲型管部，其由高抗磨损的强固材质所制成，例如碳化物或其类似物，並其截面具有介于90°到360°之间的弓形发展角；第二步骤、将所述第一曲型管部插入具有一塑形面的一成形模中，所述塑形面与要被制成的曲型管件的至少一部分的外表面相匹配，藉此所述第一曲型部与所述塑形面一起定义出位于所述曲型部外部的一铸造腔；以及第三步骤、将低抗磨损的材质注入所述铸造腔内，以于所述第一曲型部外侧，制作出第二曲型部的至少一部分，其与所述第一曲型部直接接触，並且所述第二曲型部的至少一部分形成了所述曲型管件的管体。
因此，所制得的是一或多个曲型强固部，其具有圆形或部分圆形的截面，並整并于内表面上、位于外曲型管体内。
于实施例的一个变形中，所述第一曲型部包含至少一定心件，其向所述成形模径向延伸，且所述定心件适于用来定义所述铸造腔，所述铸造腔接下来会注入金属铸造材质，以形成所述外管体。并且，在铸造和固化工序期间，所述定心件可保持所述第一曲型强固部在铸模内的位置。实际上，在定位时，所述定心件在所述管体内完全延伸，在固化后仍维持在所述管体内，持续进行锚定。
根据另一个次要特性，基本上每一个第一强固部的全部长度都是沿着所述管体的纵轴进行纵向发展。
根据另一个次要特性，若干个曲型强固部沿着所述管体的纵轴彼此纵向等距地设置。
根据所述方法的一个变形，制作所述管体的第三步骤包含：制作一第一部分的步骤，所述第一部分朝向外弧面，而所述第一曲型强固部并入其中，制作所述管体之一第二部分的步骤，所述第二部分朝向内弧面，以及沿着整个纵向延伸方向将所述第一部分和所述第二部分连接在一起的步骤。
根据本发明的一个次要特性，所述曲型强固管部具有一变动的厚度，其在靠近所述管体的外弧面时具有极大值，而顺着圆周方向向所述管体的內弧面移动时厚度递减。依此方式，所述曲型强固部的厚度基本上与可能的磨损成正比，在靠近外弧面之处磨耗最大。
于实施例的另一个变形中，所述曲型强固部包含至少一加固嵌入件，其涵盖了所述管体之截面中的一个预定角度的扇形区，並设于靠近所述管体之外弧面的地方。
将所述加固嵌入件设置为基本上基于通过所述管体之外弧面和內弧面的平面而互相对称是有益的。
于实施例的一个变形中，所述加固嵌入件所发展成的扇形区夹角是介于90°到240°之间，较佳为介于90°到180°之间。
附图说明
配合所附图式，通过以下对作为非特定例子的较佳实施例进行说明，本发明这些或其他特性将会更加清楚。
图1显示根据本发明实现的曲型管件的剖面图。
图2显示图1中从II到II的剖面图。
图3显示图2所示的曲型管件的一个变形的剖面图。
图4显示根据本发明实现的曲型管件的制造方法中其中一个步骤的示意表示图。
图5显示图4的一个变形的表示图。
图6显示根据图1的一个变形实现的曲型管件的前视图。
图7显示图6中从VII到VII的剖面图。
图8显示图7中从VIII到VIII的剖面图。
图9显示图8所示的曲型管件的一个变形的剖面图。
图10显示图7所示之曲型管件的制造方法中其中一个步骤的示意表示图。
为使得更易于理解，附图中使用了相同的元件标号，其可能指代的是相同的元件，可以理解到一个实施例中的元件和特性在没有特别说明下可合宜地并入另一个实施例中。
具体实施方式
参阅图1，根据本发明，用来运送混凝土之类的研磨材质(abrasivematerial)的曲型管件(curvedtubularelement)10包含一管体11(或称外管体)，以及一曲型内固件(innercurvedreinforcementcomponent)，在此例中其为直接配置在管体11内的一第二管体12。
外管体11较佳由金属材质制成，如碳钢、或者是铝或其他材质的轻合金。
举一个非限定性的例子来说，外管体11是由铝制成，其具有的内直径大约为125mm，厚度大约为7mm，而其具有的平均曲率半径R约为240mm。
第二内管体12是由耐磨材质(wear-resistantmaterial)制成，例如陶瓷材料、高耐受性钢、铸铁、碳化铬或其他类型的碳化物，并且第二内管体12的熔点高于制成管体11之材质的熔点。
外管体11具有基本上为环状的截面(见图2)，其与一纵向轴Z同心，延伸了一个纵向发展角(anangleoflongitudinaldevelopment)α(见图1)，在此例中其为90°。
在此例中，纵向轴Z为圆弧形，其具有曲率半径R。
沿着外管体11整个圆周延伸，外管体11的截面具有基本上一致的厚度。
在外管体11截面内的第二管体12亦具有几乎一致的厚度S，虽然在其他类型的实施例中(见图3)，第二内管体12的厚度可沿着圆周延伸方向作改变，假定一个厚度极大值是靠近外弧面(extrados)33，也就是，管子产生最大磨耗的点，而一个厚度极小值是靠近曲型管件10的内弧面(intrados)34。
制造曲型管件10的方法依序是使用已知的方法来制作第二内管体12，接下来的步骤是将第二内管体12插入一铸模16中，而后的步骤是利用铸造金属材料的方式来制成外管体11(见图4)。
特别地，于插入第二内管体12的步骤中，是将第二内管体12放到铸模16内，其中铸模16包含一下部18和一上部20，下部18具有用来取出管件10的提取工具(extractmeans)19，上部20包含铸造通道(castingchannel)21和切口件(undercutelement)22。
特别地，铸模16的下部18和上部20分别定义了一第一塑形面23和一第二塑形面25，其具有分别与管件10之內弧面34和外弧面33外表面相反之形状。
第一塑形面23、第二塑形面25与第二内管体12的外表面一起定义了一铸造腔26。
第二内管体12故可作为模仁(core)，以用于后续的铸造步骤以及外管体11的形成，这也是因为第二内管体12的熔点高于外管体11的熔点。
形成管件10的步骤中，需将熔化状态的铸造材质通过铸造通道21注入铸造腔26内，直到完全注满。
在铸造材质固化后，利用提取工具19来将管件10取出。
最后，可以进行其他工序，例如去毛刺(burring)、上色、防止氧化的工序或其他工序。
在另一类型实施例中的管件10与上述实施例相当类似，不同之处在于：第二内管体12在其外表面上靠近其內弧面34和外弧面33之处包含了若干个基本上为圆柱形、向外延伸的定心件(centeringelements)29(见图5)。
很明显地，于其他类型的实施例中，定心件29可只设置在靠近外弧面33之处。
定心件29与第二内管体12是一体成型的，虽然在其他类型的实施例中，也可以采用已知的方法将定心件29连接到第二内管体12的外表面，例如利用穿越式(threaded)的连接。
定心件29能够使得第二内管体12保持在想要的位置上，以定义出铸造腔26供后续外管体11的形成，并且定心件29能够使得第二内管体12对于外管体11的位置保持相当好的锚定。
而且，在此例中，铸模16不需要通过切口件22，即可使管件10移出。
在其他类型的实施例中，第二内管体12可包含几个互相相邻或分隔的管子部件，此部分未显示于附图中。
在另一类型的实施例中，根据本发明的曲型管件(见图6和图7)，其整个管件标示为元件标号110，曲型管件110包含一曲型管体111，其上具有一内表面113。在靠近其外弧面133的地方，设有三个曲型部件，这三个曲型部件整合在一起，在此例中这三个曲型部件为加固嵌入件(reinforcementinserts)112。
与上述描述内容相同的，管体111沿着纵向轴Z延伸，此纵向轴Z为圆弧形，其具有曲率半径R。纵向轴Z将管体11分成两个部分，也就是，一第一部分114和一第二部分115。第一部分114位在较外侧並面对管体111的外弧面133，而第二部分115位在较内侧並面对管体111的內弧面134。
在此例中，第一部分114和第二部分115是由两个分开的片状物制成，这两个片状物后续会在靠近平均曲率半径R处，沿着两道焊接点(weldingbeads)130进行焊接连接。
制成嵌入件112的材质与上述提到的制成第二管体12的材质相同，嵌入件112的各个部分与纵向方向保持等距，并且嵌入件112的各个部分是基于通过曲型管件110之外弧面133和內弧面134的对称面π而互相对称。
每个嵌入件112具有基本上为C形的截面，嵌入件112以预定角度的扇形区延伸或沿着圆周发展成角度β，其幅度介于90°和360°之间，或较佳介于120°和180°之间(见图8)。
特别地，在此例中，嵌入件112只在第一部分114，靠近外弧面133处，沿着圆周面进行延伸，且延伸成的角度β约为160°(见图8)。
根据本发明的一个变形，嵌入件112可在管体111的第一部分114和第二部分115(虽然在此只有一部分)，沿着圆周面进行延伸，故延伸成的角度β会大于180°，在此例中为240°(见图9)。
沿着圆周方向来看，嵌入件112的厚度S是变动的，例如介于5mm到10mm之间。嵌入件112在靠近管体111的外弧面133时具有厚度极大值，而向內弧面134移动时厚度递减。
每个嵌入件112的截面形状与管体111之内表面113的形状相互匹配，因此在对位时，嵌入件112可以完全整合到管体115内。
再者，于纵向方向上，每个嵌入件112沿着纵向轴Z延伸成一角度γ，其为管体111的纵向发展角α的一个角度约数(sub-multiple)(见图7)。
每个嵌入件112在其外表面上(也就是，靠近外弧面133处)具有若干个定心件129，在此例中有三个，其基本上为圆柱形，沿着基本上为径向的方向，向外侧延伸。
稍久前提到的曲型管件110的制造方法包含：利用铸造方式来制作管体111之第一部分114的第一步骤，其中也并入了嵌入件112；第二步骤是利用铸造方式来制作管体111的第二部分115；以及于第三步骤中，将第一部分114和第二部分115焊接在一起。
第一步骤包含：先采用已知方法来制作若干个嵌入件112的子步骤，于铸模116中将这些嵌入件112进行定位的子步骤(见图10)，以及接下来的铸造子步骤是将这些嵌入件112整合起来以制成管体111。
铸模116具有一曲型塑形面127，其形状与管体111之第一部分114的形状相互匹配。
于该定位的步骤中，这些嵌入件112放置在铸模116内，且其定心件129面向曲型塑形面127並放在预定位置。
这些嵌入件112被放置在铸模116的塑形面127上，且彼此相距一段适当的距离，藉此在管件110生产时，能够补偿管体111(及/或嵌入件112)的收缩及/或膨胀。
形状与管体111之第一部分114的内表面113相匹配的反向模块(counter-mold)131会将铸模116封闭，並使得定心件129保持在预定位置。依此方式，由于有定心件129的存在，这些嵌入件112在铸膜116内部建立了铸造腔126。并且，由于反向模块131和塑形面127上的定心件129相互抵制，因此定心件129在铸模116内不会随着流体流动效应而产生位移。
为了完全注满铸造腔126並整并这些定心件129，提供了一铸造通道121以供浇注形成管体111之第一部分114的材质。
于第二步骤中，也是利用在铸模中进行铸造的方式来制得管体111的第二部分115。
于第三步骤中，在靠近管体111的平均半径R之处，沿着整个纵向延伸的地方，利用焊接的方式将管体111的第一部分114和第二部分115连接在一起。
很清楚地，在没有脱离本发明之揭示范围和领域的情形下，可以对上述提及的用来运送混凝土的曲型管件10、110以及有关的方法进行改良及/或增添部件。
并且，很清楚地，虽然本发明已通过一些特定例子描述如上，但是本领域技术人员一定可以针对权利要求中所界定的用来运送混凝土的曲型管件以及有关的方法，提出许多其他的均等形式，因此这些全部都在本发明界定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用来运送研磨材质的曲型管件(10)的制造方法，其中所述研磨材质是混凝土，所述方法包含：
第一步骤、制造至少一第一曲型部(12；112)，其由高抗磨损的材质所制成，並具有介于90°到360°之间的弓形横向发展角，
其特征在于，所述方法包含：
第二步骤、将所述第一曲型部(12)插入具有一塑形面(23,25；127)的一 成型模(16；116)中，所述塑形面(23,25；127)与要被制成的曲型管件(10；110)的至少一部分的外表面相匹配，藉此所述第一曲型部(12；112)的外表面与所述塑形面(23,25；127)一起定义出位于所述第一曲型部(12；112)外部的一铸造腔(26；126)；
第三步骤、将低抗磨损的材质注入所述铸造腔(26；126)内，以于所述第一曲型部(12；112)外侧，制作出第二曲型部的至少一部分，其与所述第一曲型部(12；112)直接接触，并且所述第二曲型部的至少一部分形成了所述曲型管件(10；110)的外管体(11；111)；
最后步骤、于已经被铸造的所述材质固化后，将所制得的曲型管件(10；110)从所述成型模(16；116)中取出。
2.根据权利要求1所述的制造方法，其特征在于：所述第一曲型部(12)包含至少一定心件(29；129)，其向所述 成型模(16；116)径向延伸，且所述定心件(29；129)适于用来定义所述铸造腔(26；126)。
3.根据前述任一权利要求所述的制造方法，其特征在于，所述第三步骤包含：制作所述管体(111)之一第一部分(114)的步骤，所述第一部分(114)朝向外弧面(133)，而所述第一曲型部(112)并入其中，制作管体(111)之一第二部分(115)的步骤，所述第二部分(115)朝向内弧面(134)，以及沿着整个纵向延伸方向将所述第一部分(114)和所述第二部分(115)连接在一起的步骤。
4.一种用来运送研磨材质的曲型管件，其中所述研磨材质是混凝土，其特征在于，所述曲型管件包含：至少一第一内曲型部(12；112)，其由高抗磨损的材质所制成，其截面基本上成弓形发展，角度介于90°到360°之间；以及定义出管体(11；111)的一第二外部，其由低抗磨损的材质制成，且其是利用在所述第一内曲型部(12；112)周围施加熔化状态的铸造材质而制得，所述铸造材质直接与所述第一内曲型部(12；112)接触。
5.根据权利要求4所述的曲型管件，其特征在于：所述第一内曲型部(12；112)包含至少一定心件(29；129)，其向所述管体(11；111)的外弧面(133)径向延伸。
6.根据权利要求4或5所述的曲型管件，其特征在于：所述第一内曲型部(12；112)具有一变动的厚度(S)，其在靠近所述管体(11；111)的外弧面(33；133)时具有极大值，而顺着圆周方向向所述管体(11；111)的內弧面(34；134)移动时厚度递减。
7.根据权利要求4所述的曲型管件，其特征在于：所述第一内曲型部(12；112)具有基本上为圆形的截面。
8.根据权利要求4所述的曲型管件，其特征在于：所述第一内曲型部是由至少一加固嵌入件(112)所构成，其涵盖了所述管体(111)之截面中的一个预定角度的扇形区，並设于靠近所述管体(111)之外弧面(133)的地方。
9.根据权利要求8所述的曲型管件，其特征在于：所述加固嵌入件(112)基本上是基于通过所述管体(111)之外弧面(133)和內弧面(134)的平面(π)而互相对称的。
10.根据权利要求8所述的曲型管件，其特征在于：所述扇形区所形成的夹角(β)是介于90°到240°之间。
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