CN104565615B - 法兰和输送管道及制造方法、凸缘、管路连接结构和混凝土泵送设备 - Google Patents
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Abstract
法兰和输送管道及制造方法、凸缘、管路连接结构和混凝土泵送设备，本发明公开了一种凸缘，其中，第一部分，该第一部分包括沿凸缘的周向方向设置的90度纤维层；第二部分，该第二部分设置在第一部分的一侧，包括沿凸缘的轴向方向设置的0度纤维层；第三部分，包括沿凸缘的周向方向设置的90度纤维层。本发明还提供一种法兰和输送管道及其制造方法、管路连接结构和混凝土泵送设备。通过上述技术方案，利用纤维材料带来制造凸缘，并针对用作法兰的凸缘的各个部分不同的受力特性，将凸缘划分为各个部分并分别制造为不同的结构，从而减轻包括该凸缘的法兰和管道结构的重量，并且改善凸缘的受力情况，延长该凸缘的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及工程机械领域，具体地，涉及一种法兰和输送管道及制造方法、凸缘、管路连接结构和混凝土泵送设备。
背景技术
管路输送是工业领域常用的物料输送方式。以建筑领域为例，建筑材料如混凝土、泥浆等粘稠物料主要通过泵送设备产生的压力泵出，然后通过输送管路被输送到预定位置。输送管路通常由多节输送管道顺序相连，其间通过连接结构如管卡连接。由于含有大量粗颗粒的混凝土、泥浆等物料在压力下输送，同时还受到泵送脉冲的影响，因此输送管路整体应具有高耐磨性和强度。为了提高耐磨性能，通常采用2种方式，第一种是采用单层管结构，在单层管内层镀耐磨层，第二种，则采用双层管结构，其制备过程为：
(1)准备内管，直管采用低合金钢感应淬火，弯管采用高铬铸铁进行铸造、抛丸、淬火；
(2)制备及装配低碳钢外管；
(3)两端法兰焊接。
其中，直管是热轧钢管,以单层管或双层管的形式经过淬火后焊接法兰制成，弯管以铸造单层高锰钢管或者铸造高铬铸铁内管加碳钢外管焊接法兰后组成，而管卡则以锻钢或铸钢经热处理制成。
上述二种方式虽然能够一定程度上提高耐磨性能，但是存在以下缺点：
1、现有输送管路中的输送管、法兰、管卡等均以钢铁材料制成，重量大，导致运输、安装困难。尤其对于混凝土泵车而言，其输送管道固定在布料臂上，通过布料臂的伸展实施布料，由于布料臂在工作中承受较大弯矩，如何在保证布料臂强度的前提下，降低重量是近年来领域内研究的热点。而以钢铁材料制成的输送管道显然难以达到轻量化要求；
2、输送管之间的连接均需要焊接法兰，在焊接过程中连接部位处于在高热的环境下，导致该部位耐磨层的耐磨性能降低，从而造成焊接部位提前失效，降低输送管的整体使用寿命；
3、由于焊接热量的影响，管材的长度方向的尺寸精度控制难度大，输送管的管长控制误差大，给有输送管长度限制的安装作业，例如混凝土泵车中布料臂的输送管安装带来极大的不便；
4、对于双层管结构，在制作过程中很难保证内外层之间无间隙，而由于间隙的存在，内层脆性层经常在骨料的冲击下发生脆性断裂而不是磨损失效，从而发生提前失效，降低产品的使用寿命。
因此亟需一种提高输送管路性能，尤其是输送管路内部连接处性能的技术。
发明内容
本发明的目的是提供一种凸缘，该凸缘质量更轻且具有足够强度。
为了实现上述目的，本发明提供一种凸缘，其中，该凸缘包括：
第一部分，该第一部包括沿所述凸缘的周向方向设置的90度纤维层；
第二部分，该第二部分设置在所述第一部分的一侧，所述第二部分包括沿所述凸缘的轴向方向设置的0度纤维层；
第三部分，该第三部分设置在所述第二部分的径向外侧，所述第三部分包括沿所述凸缘的周向方向设置的90度纤维层。
优选地，所述第三部分的外周面与所述第一部分的外周面相平。
优选地，所述凸缘还包括第四部分，该第四部分设置在所述第一部分和所述第三部分的径向外侧，所述第四部分包括沿所述凸缘的周向方向设置的90度纤维层。
优选地，所述第一部分还包括沿所述凸缘的轴向方向设置的0度纤维层，所述0度纤维层和所述90度纤维层沿所述凸缘的径向方向相互重叠地设置。
优选地，所述第二部分的0度纤维层与所述第一部分的0度纤维层一一对应地分别相互连接为一体，所述第二部分的内周面与所述第一部分的内周面相平。
优选地，所述第一部分的0度纤维层延伸并构成所述第二部分(B)的0度纤维层。
优选地，所述凸缘还包括填充部分，该填充部分设置在所述第一部分和所述第三部分之间以填满所述第一部分和所述第三部分之间的空隙。
本发明的另一个目的是提供一种法兰，其中，该法兰包括内衬和设置在该内衬的靠近所述内衬的第一端的外周面上的凸缘，该凸缘为根据本发明所述的凸缘。
优选地，所述第一部分在所述内衬的靠近所述内衬的第一端的外周面上，所述第二部分设置在所述第一部分的远离所述第一端的一侧。
本发明的另一个目的是提供一种法兰制造方法，该法兰包括内衬和凸缘，其中，该法兰制造方法包括以下步骤：
制备所述法兰的内衬；
在所述内衬的靠近所述内衬的第一端的外周面上设置所述凸缘，所述凸缘由纤维材料制成，
其中，所述凸缘为通过纤维材料带在所述内衬的靠近所述内衬的第一端的外周面上设置而形成。
优选地，所述凸缘的设置包括以下步骤；
在所述内衬的靠近所述内衬的第一端的外周面上设置第一部分，该第一部分包括沿所述内衬的周向方向设置的90度纤维层；
在所述第一部分的远离所述第一端的一侧的所述内衬的外周面上设置第二部分，该第二部分包括沿所述内衬的轴向方向设置的0度纤维层；
在所述第二部分的径向外侧相连地设置第三部分，该第三部分包括沿所述内衬的周向方向设置的90度纤维层。
优选地，所述第三部分的外周面与所述第一部分的外周面相平。
优选地，所述凸缘的设置还包括；在所述第一部分和所述第三部分的径向外侧相连地设置第四部分，该第四部分包括沿所述内衬的周向方向设置的90度纤维层。
优选地，所述第一部分还包括沿所述内衬的轴向方向设置的0度纤维层，所述0度纤维层和所述90度纤维层沿所述凸缘的径向方向相互重叠地设置。
优选地，所述第二部分的0度纤维层与所述第一部分的0度纤维层一一对应地分别相互连接为一体，所述第二部分的内周面与所述第一部分的内周面相平。
优选地，所述第一部分的0度纤维层延伸并构成所述第二部分的0度纤维层。
优选地，所述凸缘的设置方法还包括：
在设置所述第四部分之前，还在所述第一部分和所述第三部分之间设置填充部分，该填充部分将所述第一部分和所述第三部分之间的空隙填满。
本发明的另一个目的是提供一种输送管道，该输送管道的末端部的外周面上设置有根据本发明所述的凸缘，所述第一部分设置在靠近所述输送管道的末端的一侧，所述第二部分设置在所述第一部分的远离所述输送管道的末端的一侧。
优选地，所述输送管道包括内管以及由纤维复合材料形成在所述内管的外周面上的外管，所述凸缘设置在该外管的末端部的外周面上。
本发明的另一个目的是提供一种输送管道制造方法，该输送管道包括内管、外管和凸缘，其中，该输送管道制造方法包括：
步骤一：利用纤维材料带设置在所述内管上以形成所述外管；
步骤二：在所述外管的第一端的外周面上利用所述纤维材料带设置形成所述凸缘。
优选地，在所述步骤一中，首先在所述内管的外表面上涂覆底胶，再将所述纤维材料带沿所述内管的轴向方向在所述内管的外表面上缠绕以形成所述外管。
优选地，在所述步骤二中，所述凸缘的设置包括以下步骤；
在所述外管的靠近所述外管的第一端的外周面上设置第一部分，该第一部分包括沿所述外管的周向方向设置的90度纤维层；
在所述第一部分的远离所述第一端的一侧的所述外管的外周面上设置第二部分，该第二部分包括沿所述外管的轴向方向设置的0度纤维层；
在所述第二部分的径向外侧相连地设置第三部分，该第三部分包括沿所述外管的周向方向设置的90度纤维层。
优选地，所述第三部分的外周面与所述第一部分的外周面相平。
优选地，所述凸缘的设置还包括；在所述第一部分和所述第三部分的径向外侧相连地设置第四部分，该第四部分包括沿所述外管的周向方向设置的90度纤维层。
优选地，所述第一部分还包括沿所述外管的轴向方向设置的0度纤维层，所述0度纤维层和所述90度纤维层沿所述凸缘的径向方向相互重叠地设置。
优选地，在所述第一部分中，每隔多个所述90度纤维层设置一个所述0度纤维层。
优选地，所述第二部分的0度纤维层与所述第一部分的0度纤维层一一对应地分别相互连接为一体，所述第二部分的内周面与所述第一部分的内周面相平。
优选地，所述第一部分的0度纤维层延伸并构成所述第二部分的0度纤维层。
优选地，所述凸缘的设置方法还包括：
在设置所述第四部分之前，还在所述第一部分和所述第三部分之间设置填充部分，该填充部分将所述第一部分和所述第三部分之间的空隙填满。
本发明的另一个目的是提供一种管路连接结构，其中，该管路连接结构包括管卡件，所述管路连接结构还包括本发明所述的输送管道，所述管卡件将相邻的所述输送管道的所述凸缘连接在一起。
优选地，所述管卡件为U形夹，在所述管路连接结构中，相连的两个所述输送管道的凸缘的第一部分相对地设置，该U形夹的两个卡接部分别与两个所述输送管路的凸缘的第三部分相接触并对所述第三部分施加朝向所述第一部分的力。
优选地，所述管卡件由铝合金材料制成。
本发明的另一个目的是提供一种混凝土泵送设备，其中，该混凝土泵送设备包括根据本发明所述的输送管道，和/或根据本发明所述的管路连接结构。
通过上述技术方案，利用纤维材料带来制造凸缘，并针对用作法兰的凸缘的各个部分不同的受力特性，将凸缘划分为各个部分并分别制造为不同的结构，从而减轻包括该凸缘的法兰和管道结构的重量，并且改善凸缘的受力情况，延长该凸缘的使用寿命，进而提高包含该凸缘的输送管道性能，尤其是输送管道内部连接处性能。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明优选实施方式的输送管道(直管)的末端上设置有凸缘的示意图；
图2是根据本发明优选实施方式的输送管道(弯管)的末端上设置有凸缘的示意图；
图3是图1中虚线部分所示的根据本发明优选实施方式的输送管道(直管)的末端上设置有凸缘的示意图；
图4是图1中虚线部分所示的根据本发明优选实施方式的凸缘的沿轴向方向的截面的示意图；
图5是图1中虚线部分所示的根据本发明优选实施方式的输送管道的末端上设置有凸缘的示意图；
图6是根据本发明优选实施方式的管路连接结构的局部的示意图。
附图标记说明
1内衬；2凸缘；3管卡件；4橡胶件；10弯管内管；11弯管外管；20直管内管；21直管外管；A第一部分；B第二部分；C第三部分；D第四部分；E填充部分
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
需要说明的是，本说明书中的“轴向方向”通常是指安装凸缘的管的中心轴线的方向，“周向方向”通常是指安装凸缘的管的垂直于中心轴线的外周面的方向，“径向方向”通常指安装凸缘的管的横截面的从中心到外周面的方向。
通常地，该管是横截面为圆形的管道，而凸缘则优选地在管的外周面的整个周向方向上连续地设置，即该凸缘为环形的结构，或者该管的横截面也可以不为圆形而是例如矩形等其他形状，此时在管的外周面的整个周向方向上连续设置的凸缘则形成为相应的形状。另外，该凸缘也可以包括相互间隔地多个部分，即凸缘在管的外周面的整个周向方向上不连续设置，这样的凸缘的结构也能够实现本发明的目的。
总之，本发明的凸缘可以采用现有技术中任意一种能够实现本发明目的的结构。而且，由于凸缘虽然可以单独加工制造，但是使用时需要安装在管上，因此为了便于描述，上述“轴向方向”、“周向方向”和“径向方向”都描述成凸缘的“轴向方向”、“周向方向”或“径向方向”，但是其实际所指方向应当结合凸缘的使用状态而与上文所述相一致。
另外，说明书中的“0度纤维层”指沿纤维层中的纤维材料的方向沿凸缘的轴向方向或者基本沿凸缘的轴向方向设置，“90度纤维层”指纤维层中的纤维材料的方向沿凸缘的周向方向或者基本沿凸缘的周向方向设置，其中的“基本”指纤维层可能并不严格地与凸缘的轴向方向成0度或90度角，可以存在一定的夹角，例如该夹角小于或等于15度。
本发明还提供一种凸缘，其中，该凸缘包括：
第一部分A，该第一部分A包括沿所述凸缘的周向方向设置的90度纤维层；
第二部分B，该第二部分B设置在所述第一部分A的一侧，所述第二部分B包括沿所述凸缘的轴向方向设置的0度纤维层；
第三部分C，该第三部分C设置在所述第二部分B的径向外侧，所述第三部分C包括沿所述凸缘的周向方向设置的90度纤维层。
此处所述的凸缘可以为单独制造的产品，该产品能够与管道等零件配合使用以起到法兰的作用，也可以直接加工到管道等零件上，其中第一部分A的内周面和第二部分B的内周面与管道的外周面直接接触，即第一部分A和第二部分B的纤维层可以直接设置到管道的外周面上。
当上述凸缘设置在管道上以用作法兰结构时，通常采用管卡等连接件连接，该管卡通常为U形的夹紧件，而凸缘的第一部分A通常设置为沿轴向方向的外侧，即靠近管道末端而朝向管道的外侧，因此两个管道连接在一起时，凸缘的第一部分A相对，而管卡的卡接部分别与两个凸缘的第三部分C接触而向第一部分A的方向夹紧，从而使得两个管道上的凸缘卡接在一起。
因此，从管卡对凸缘施加的作用力可见，在本发明的凸缘中，第一部分A和第三部分C都承受沿轴向方向的剪切应力，因此第一部分A和第三部分C都包括沿凸缘的周向方向设置的90度纤维层，该90度纤维层的设置方向与剪切应力的方向相互垂直，从而更好地承受剪切应力；而第二部分B的0度纤维层则主要承受拉应力，0度纤维层的延伸方向与拉应力的方向相同，因此能够更好地受力。本发明的凸缘的各个部分根据其不同的受力情况而形成为不同的结构，从而提高本发明的凸缘的强度，利用轻质的材料实现较大的强度，不但减轻了管道和法兰结构的整体重量，而且还能保证实际应用的强度需要。
优选地，所述第三部分C的外周面与所述第一部分A的外周面相平。从而便于在第一部分A和第三部分C之外设置能够将这两部分连接在一起以提高强度的层。
优选地，所述凸缘还包括第四部分D，该第四部分D设置在所述第一部分A和所述第三部分C的径向外侧，所述第四部分D包括沿所述凸缘的周向方向设置的90度纤维层。
该第四部分D一方面能够将所述第一部分A和所述第三部分C相互连接为整体，且第四部分D与管卡的U形件的连接部的内侧面直接接触，因此主要承受与管卡之间的摩擦力另外还能够在径向方向上起到保护的作用。
优选地，所述第一部分A还包括沿所述凸缘的轴向方向设置的0度纤维层，所述0度纤维层和所述90度纤维层沿所述凸缘的径向方向相互重叠地设置。优选地，在所述第一部分A中，每隔多个所述90度纤维层设置一个所述0度纤维层。更优选地，优选地，所述第二部分B的0度纤维层与所述第一部分A的0度纤维层一一对应地分别相互连接为一体，所述第二部分B的内周面与所述第一部分A的内周面相平。此处，可以有全部或部分的第一部分A的0度纤维层与全部或部分的第二部分B的0度纤维层相对应连接，这里的“一一对应”就第一部分A和第二部分B相连的纤维层中，一个第一部分A的0度纤维层与一个第二部分B的0度纤维层连接。优选地，第二部分B中的所有的0度纤维层分别与第一部分A中所有的0度纤维层一一对应地分别连接。优选地，所述第一部分A的0度纤维层延伸并构成所述第二部分B的0度纤维层，即从第一部分A中延伸出来的0度纤维层向下弯折并叠加在一起形成该第二部分B。由于本优选实施方式中的第一部分A包括相互间隔且沿不同方向设置的0度纤维层和90度纤维层，其中90度纤维层具有更强的抗剪切性能，以提高凸缘的整体强度；第一部分A的0度纤维层与第二部分B的0度纤维层相连，而且第一部分A中延伸出来的0度纤维层向下弯折并叠加，而且第二部分B的0度纤维层的径向外侧还设置有第三部分C从而对第二部分B压紧，从而使得第二部分B具有更好的抗拉性能。
该第二部分B主要承受法兰的拉应力，因此通过上述第二部分B的优选实施方式能够使得第二部分B有效地承受法兰的拉应力，提高凸缘的整体强度。
优选地，所述凸缘还包括填充部分E，该填充部分E设置在所述第一部分A和所述第三部分C之间以填满所述第一部分A和所述第三部分C之间的空隙。该填充部分E由树脂胶粘剂与短切纤维的混合物形成。具体地，在第一部分A和第三部分C之间空隙内注入该树脂胶粘剂与短切纤维的混合物，并待该树脂胶黏剂固化后形成该填充部分E。
该填充部分E起到连接第一部分A和第三部分C的作用，尤其是在第一部分A的0度纤维层延伸并构成第二部分B的0度纤维层时，在第一部分A和第三部分C之间很容易出现间隙而影响凸缘的整体强度，因此该填充部分E不但能够将第一部分A和第三部分C粘结为整体，而且还能够避免凸缘内部产生空隙，从而进一步提高整体强度。
以上仅例举了优选的实施方式，本发明对此不加以限制。而且，上述各个部分除了包括0度纤维层和/或90度纤维层之外，也可以包括与凸缘的轴向方向呈其他角度的纤维材料层。
需要说明的是，形成该凸缘的各个纤维层优选为纤维增强树脂基复合材料，不但具有一定的强度，而且重量较轻。
为了更好地对本发明的凸缘进行描述，下面对该凸缘制造方法进行描述，通过其制造方法能够更好地理解凸缘的结构及其各部分的作用。其中，优选地，所述凸缘2制造方法包括以下步骤：
设置第一部分A，该第一部分A包括沿所述凸缘2的周向方向设置的90度纤维层；
在所述第一部分A的一侧相邻地设置第二部分B，该第二部分B包括沿所述凸缘2的轴向方向设置的0度纤维层，所述第二部分B的内周面与所述第一部分A的内周面相平；
在所述第二部分B的径向外侧相连地设置第三部分C，该第三部分C包括沿所述凸缘2的周向方向设置的90度纤维层，且所述第三部分C的外周面与所述第一部分A的外周面相平；
在所述第一部分A和所述第三部分C的径向外侧相连地设置第四部分D，该第四部分D包括沿所述凸缘2的周向方向设置的90度纤维层。
根据本发明的上述技术方案，能够单独制造凸缘2，该凸缘2主要用于设置在管件的末端上以用作法兰结构。
其中，根据用作法兰结构进行连接时凸缘2的受力情况，优选地，将凸缘2分为四个部分进行分别制造：
1、第一部分A
第一部分A主要承受剪切力，因此，该第一部分A除了包括沿所述凸缘2的周向方向设置的90度纤维层之外，优选地，所述第一部分A还包括沿所述凸缘2的轴向方向设置的0度纤维层，所述0度纤维层和所述90度纤维层沿所述凸缘的径向方向相互重叠地设置。
并且，为了更好地承受剪切力，该第一部分A中主要由90度纤维层构成，即在所述第一部分A中，每隔多个所述90度纤维层设置一个所述0度纤维层。其中，该90度纤维层与0度纤维层可以有规律地交替设置，例如每隔N个90度纤维层设置一个0度纤维层，也可以无固定规律地设置，本发明对此不加以限制。
优选地，对于直径为135mm的管道来说，该凸缘2的第一部分沿凸缘2的轴向方向的长度为10-15mm，每层90度纤维层的厚度为0.8-1mm，每层0度纤维层的厚度为0.12-0.15mm，其中第一部分A包括0度纤维层和90度纤维层共5-8层，因此第一部分A沿径向方向的总体厚度为4-8mm。
2、第二部分B
该第二部分B与第一部分A相邻地设置，并且第二部分B的内周面与第一部分A的内周面相平。
需要说明的是，该凸缘2可以设置为环形，此时的内周面即指环形的内周面。或者该凸缘2也可以设置为弧形或者其他形状，此时内周面即指相应的凸缘2的内侧表面。
另外，第二部分B包括0度纤维层，优选地，所述第二部分B的0度纤维层与所述第一部分A的0度纤维层一一对应地分别相互连接为一体。或者也可以说，第一部分A中的0度纤维层从第一部分A中延伸出来并向下弯折，并且该第一部分A中的0度纤维层的延伸部分叠加在一起形成该第二部分B。
该第二部分B主要承受法兰的拉应力，因此通过上述第二部分B的优选实施方式能够使得第二部分B有效地承受法兰的拉应力，提高凸缘2的整体强度。
优选地，对于直径为135mm的管道来说，凸缘2的第二部分B沿凸缘2的轴向方向的长度为50-100mm，每个0度纤维层的厚度为0.12-0.15mm，第二部分B的总体厚度为0.6-1.2mm。
3、第三部分C
该第三部分C主要承受剪切力，因此该第三部分C主要包括90度纤维层。
另外，该第三部分C还起到对第二部分B预紧的作用，即第三部分C由于设置在第二部分B的径向外侧且纤维材料带的设置方向与第二部分B的纤维材料带的设置方向相互垂直，从而将第二部分压紧，以进一步提高第二部分B的强度。
优选地，对于直径为135mm的管道来说，凸缘2的第三部分C沿凸缘2的轴向方向的长度为10-15mm。
4、第四部分D
该第四部分D主要与连接法兰结构的管卡进行接触，因此主要承受摩擦力的作用，因此其主要起到保护的作用。并且该第四部分D除了可以采用纤维材料带设置成90度纤维层之外，还可以设置本领域常用的其他耐磨材料和耐磨结构。
因此，凸缘2的整体厚度优选为5-9mm。
而且，上述各个部分除了包括0度纤维层和/或90度纤维层之外，也可以包括其他角度的纤维材料层，即纤维材料层中的纤维材料与凸缘2的轴向方向呈其他角度的纤维材料层，本发明对此不加以限制，以上仅例举了优选的实施方式。
另外，对于各个部分的纤维层的“设置”来说，通常以能够形成一个单独成型的凸缘2结构为准。例如，对于设置有该凸缘2结构的管道来说，各个部分的纤维材料带应当以能够尽可能紧固在管道的外周面为准，从而提高凸缘2结构的受力能力。
通过上述技术方案，利用纤维材料带来制造凸缘2，该凸缘2可以安装到管道上或者也可以直接设置并形成在管道上以用作法兰。并且根据凸缘2的各个部分在通过管夹件连接时的不同的受力特性，将凸缘2划分为各个部分并分别制造为不同的结构，从而减轻包括该凸缘2的法兰和管道结构的重量，并且改善凸缘2的受力情况，延长该凸缘2的使用寿命。
在本发明的凸缘2制造方法中，各个纤维材料层之间可以通过粘合剂连接在一起，或者通过例如热压等方式连接在一起，本发明并不加以限制。
优选地，所述凸缘2制造方法还包括：
在设置所述第四部分D之前，还在所述第一部分A和所述第三部分C之间设置填充部分E，该填充部分E将所述第一部分A和所述第三部分C之间的空隙填满。优选地，该填充部分E采用树脂胶黏剂。
该填充部分E起到连接第一部分A和第三部分C的作用，尤其是在第一部分A的0度纤维层延伸并构成第二部分B的0度纤维层时，在第一部分A和第三部分C之间很容易出现间隙而影响凸缘的整体强度，因此该填充部分E不但能够将第一部分A和第三部分C粘结为整体，而且还能够避免凸缘内部产生空隙，从而进一步提高整体强度。
需要说明的是，通过本发明所提供的凸缘2制造方法制造得到的凸缘2能够作为单独的产品进行生产，也能够通过上述的凸缘2制造方法而直接在管道等部件上制造所述凸缘2，本发明对此不加以限制。
本发明还提供一种法兰，其中，该法兰包括内衬1和设置在该内衬1的靠近所述内衬1的第一端的外周面上设置的凸缘2，该凸缘为根据本发明所述的凸缘。因此，此处不再对凸缘2的具体结构进行赘述。
优选地，所述第一部分A在所述内衬1的靠近所述内衬1的第一端的外周面上，所述第二部分B设置在所述第一部分A的远离所述第一端的一侧。也就是说，在法兰上，第一部分A朝向法兰的外侧(即第一端)。
本发明的法兰中的凸缘2与本发明所提供的单独的凸缘在结构上基本相同，其区别主要在于，本发明所提供的单独的凸缘可以作为单独的部件使用，可以在使用时后期安装到管道上，而法兰的凸缘2则是法兰部件的一部分，该凸缘2直接设置在内衬1上不能拆卸。从使用效果上，法兰上的凸缘2与内衬1结合地更加紧密，因此受力性能更好，而单独的凸缘部件使用灵活，能够在后期安装在现有的管道上，通用性强。而两者都是通过纤维材料带设置形成，并且纤维材料带设置的结构相同，因此使得法兰和单独的凸缘都能够具有较好的受力性能。
本发明提供一种法兰制造方法，该法兰包括内衬1和凸缘2，其中，该法兰制造方法包括以下步骤：
制备所述法兰的内衬1；
在所述内衬1的靠近所述内衬1的第一端的外周面上设置凸缘2，该凸缘2由纤维材料制成，
其中，所述凸缘2为通过纤维材料带在所述内衬1的靠近所述内衬1的第一端的外周面上设置而形成。
根据本发明的技术方案，通过上述法兰制造方法所制造的法兰主要用于连接两个管道，具体地，该法兰通常连接在管道的末端，并且通过连接件将两个法兰的凸缘2连接在一起。
其中，首先设置法兰的内衬1，然后在内衬1的第一端的外周面上设置纤维材料带以形成法兰的凸缘2。
通过上述技术方案，利用纤维材料带来制造法兰的凸缘2，并针对法兰的凸缘2的各个部分不同的受力特性，将凸缘2划分为各个部分并分别制造为不同的结构，从而减轻法兰以及管道结构的重量，并且改善法兰的凸缘2的受力情况，延长该法兰的使用寿命。
需要说明的是，该凸缘2可以为本发明中上文所述的凸缘。也就是说，该凸缘既可以加工为单独的产品，也可以直接加工到内衬1上作为法兰整体的一部分。而对于法兰制造方法来说，该凸缘2的加工可以基本上采用上文的单独的凸缘部件的制造方法，只不过直接将凸缘2加工到内衬1上。
优选地，所述凸缘2的设置包括以下步骤；
在所述内衬1的靠近所述内衬1的第一端的外周面上设置第一部分A，该第一部分A包括沿所述内衬1的周向方向设置的90度纤维层；
在所述第一部分A的远离所述第一端的一侧的所述内衬1的外周面上设置第二部分B，该第二部分B包括沿所述内衬1的轴向方向设置的0度纤维层；
在所述第二部分B的径向外侧相连地设置第三部分C，该第三部分C包括沿所述内衬1的周向方向设置的90度纤维层。
优选地，所述第三部分C的外周面与所述第一部分A的外周面相平。
优选地，所述凸缘2的设置还包括；在所述第一部分A和所述第三部分C的径向外侧相连地设置第四部分D，该第四部分D包括沿所述内衬1的周向方向设置的90度纤维层。
优选地，所述第一部分A还包括沿所述内衬1的轴向方向设置的0度纤维层，所述0度纤维层和所述90度纤维层沿所述凸缘的径向方向相互重叠地设置。
优选地，在所述第一部分A中，每隔多个所述90度纤维层设置一个所述0度纤维层。
优选地，所述第二部分B的0度纤维层与所述第一部分A的0度纤维层一一对应地分别相互连接为一体，所述第二部分B的内周面与所述第一部分A的内周面相平。
优选地，所述第一部分A的0度纤维层延伸并构成所述第二部分B的0度纤维层。
优选地，所述凸缘2的设置方法还包括：
在设置所述第四部分D之前，还在所述第一部分A和所述第三部分C之间设置填充部分，该填充部分将所述第一部分A和所述第三部分C之间的空隙填满。
需要说明的是，通过本发明所提供的法兰制造方法能够得到内衬末端设置有凸缘2的法兰，因此该法兰可以为单独加工的产品。
本发明还提供一种输送管道，该输送管道的末端部的外周面上设置有根据本发明所述的凸缘2，所述第一部分A设置在靠近所述输送管道的末端的一侧，所述第二部分B设置在所述第一部分A的远离所述输送管道的末端的一侧。也就是说，第三部分C也设置在第一部分A的远离所述输送管道的末端的一侧。
优选地，所述输送管道包括内管以及由纤维复合材料形成在所述内管的外周面上的外管，所述凸缘2设置在该外管的末端部的外周面上。该外管设置在内管的外周面上，在起到耐磨的作用的同时，由于该外管的材料，还能使得输送管道整体的重量减轻。
并且，该外管和凸缘2可以采用相同的材料，在加工过程中首先在内管的外周面上设置外管，再在外管的两个末端部加工凸缘2。输送管道的具体的制造方法将在下文进行介绍。
优选地，该输送管道的内管可以采用耐磨低合金钢经过淬火制成，或者采用高铬铸铁耐磨金属材料铸造并淬火而制成，并且内管的表面还可以经过喷砂处理或者抛丸处理，并可以采用丙酮等清洗剂清洗。
根据本发明上文所述的凸缘和法兰，此处的输送管道上的凸缘2可以是单独的凸缘元件，也可以是法兰中的凸缘，还可以是不同于上文所述的结构而与输送管道的内管或外管整体加工而成的凸缘(该整体加工的凸缘也具有与上文相同的结构)。
具体地，当该凸缘2为单独的元件时，可以在内管或外管的末端部的外周面上涂粘结剂然后再将凸缘2设置在内管或外管的末端部上，或者使凸缘2以过盈配合的方式配合在内管或外管的末端部上；
当该凸缘2为法兰中的凸缘时，该输送管道的内管还可以与本发明的法兰的所述内衬1连接(通过焊接等连接方式)，或者优选地，该内衬与内管一体地形成，即将内管作为内衬而在其末端部上设置凸缘2，再在内管的两个末端部之间的中间部的外周面上设置外管；
当该凸缘2在输送管道制造过程中与内管或外管整体加工成型时，优选地，在输送管道制造过程中，首先在内管的外周面上设置外管，该外管与凸缘2采用相同的材料制成，因此在外管的末端部上继续加工凸缘2，该凸缘2的加工过程可以参考上文所述的法兰制造过程中的凸缘的加工过程。
这样凸缘2与管在加工过程中直接一体地加工形成，从而提高了凸缘2固定在管的末端部上的强度，进而提高了整个管路连接结构的强度。
上文主要从输送管道的结构上来进行描述，而并未对管道的形状进行限制，或者说，各种形状的管道都可以采用上述结构形成。优选地，该输送管道包括弯管，该弯管包括内管10和设置在该弯管内管10的外周面上的弯管外管11，所述弯管外管11为在所述弯管内管10的外周面上设置的纤维材料带形成。
优选地，将所述弯管外管11的纤维材料带在所述弯管内管10的中心轴线所在的平面上投影得到投影线，该投影线与所述弯管内管10的中心轴线相交于一交点，过该交点的所述中心轴线的切线与所述投影线之间的夹角为大于或等于65度且小于或等于80度。
优选地，所述弯管内管10包括位于两端的末端部和位于两个所述末端部之间的中间部，所述末端部上设置有第一纤维材料带，所述中间部上设置有第二纤维材料带，所述第一纤维材料带的宽度大于所述第二纤维材料带的宽度。
优选地，所述弯管内管10的弧度为π/2，两个所述末端部的弧度分别为π/6，所述中间部的弧度为π/6。
优选地，所述输送管道还包括直管，所述直管和/或所述弯管之间相互连接，该直管包括直管内管20和直管外管21，该直管外管21由设置在所述直管内管20的外周面上的纤维材料带形成。
在本发明的输送管道中，可以包括直管和弯管，该直管和弯管之间或者直管与直管、弯管与弯管之间还可以相互连接。
同理地，该直管也包括直管内管20和直管外管21，该直管外管21也由纤维材料带在直管内管20上设置而形成。
优选地，所述直管外管21包括：
0度纤维层，该0度纤维层沿所述直管内管20的轴向方向设置；
+45度纤维层，该+45度纤维层与所述直管内管20的轴向方向沿顺时针或逆时针方向呈45度角设置；
-45度纤维层，该-45度纤维层与所述+45度纤维层相互垂直地设置。
根据本发明的一种优选实施方式，对于直径为135mm的直管内管20，首先在直管内管20上设置两层0度纤维层，再依次设置两层+45度纤维层和-45度纤维层。其中各个纤维层的角度和层数可以根据实际需要进行设置，本发明对此并不加以限制。优选地，每层纤维层的厚度为0.1-0.15mm，因此直管外管21的总体厚度为0.6-0.9mm。
需要说明的是，0度纤维层指沿内管的轴向方向延伸的纤维层，90度纤维层指沿内管的周向方向设置的纤维层。该0度纤维层、+45度纤维层和-45度纤维层可以根据实际需要而重复交替地设置为相互重叠的多层，本发明对此并不加以限制。
本发明还提供一种输送管道制造方法，该输送管道包括内管、外管和凸缘2，其中，该输送管道制造方法包括：
步骤一：利用纤维材料带设置在所述内管上以形成所述外管；
步骤二：在所述外管的第一端的外周面上利用所述纤维材料带设置形成所述凸缘2。
通过本发明的输送管道制造方法可以制造上文所述的凸缘2与外管在制造过程中一体地加工形成的输送管道。通常地，该纤维材料带缠绕在所述内管上形成外管，并且该纤维材料带还缠绕在外管上以形成凸缘。
优选地，在所述步骤一中，首先在所述内管的外表面上涂覆底胶，再将所述纤维材料带沿所述内管的轴向方向在所述内管的外表面上缠绕以形成所述外管。该纤维材料带优选地在内管的外周面上缠绕两层以形成外管。
而具体地，该凸缘2的结构和在管的末端部上的制造方法可以参考上文单独的凸缘元件的制造方法和法兰制造方法，此处不再赘述。
优选地，在所述步骤二中，所述凸缘2的设置包括以下步骤；
在所述外管的靠近所述外管的第一端的外周面上设置第一部分A，该第一部分A包括沿所述外管的周向方向设置的90度纤维层；
在所述第一部分A的远离所述第一端的一侧的所述外管的外周面上设置第二部分B，该第二部分B包括沿所述外管的轴向方向设置的0度纤维层；
在所述第二部分B的径向外侧相连地设置第三部分C，该第三部分C包括沿所述外管的周向方向设置的90度纤维层。
优选地，所述第三部分C的外周面与所述第一部分A的外周面相平。
优选地，所述凸缘2的设置还包括；在所述第一部分A和所述第三部分C的径向外侧相连地设置第四部分D，该第四部分D包括沿所述外管的周向方向设置的90度纤维层。
优选地，所述第一部分A还包括沿所述外管的轴向方向设置的0度纤维层，所述0度纤维层和所述90度纤维层沿所述凸缘2的径向方向相互重叠地设置。
优选地，在所述第一部分A中，每隔多个所述90度纤维层设置一个所述0度纤维层。
优选地，所述第二部分B的0度纤维层与所述第一部分A的0度纤维层一一对应地分别相互连接为一体，所述第二部分B的内周面与所述第一部分A的内周面相平。
优选地，所述第一部分A的0度纤维层延伸并构成所述第二部分B的0度纤维层。
优选地，所述凸缘2的设置方法还包括：
在设置所述第四部分D之前，还在所述第一部分A和所述第三部分C之间设置填充部分，该填充部分将所述第一部分A和所述第三部分C之间的空隙填满。
本发明还提供一种管路连接结构，其中，该管路连接结构包括管卡件3，所述管路连接结构还包括本发明所述的输送管道，所述管卡件3将相邻的所述输送管道的所述凸缘2连接在一起。
优选地，所述管卡件3为U形夹，在所述管路连接结构中，相连的两个所述输送管道的凸缘2的第一部分A相对地设置，该U形夹的两个卡接部分别与两个所述输送管路的凸缘2的第三部分C相接触并对所述第三部分C施加朝向所述第一部分A的力。
该管卡件3通常采用卡接的方式将相邻的所述输送管道的所述凸缘2连接在一起。具体地，所述输送管道的末端部的所述凸缘2相对地设置，即所述输送管道的所述凸缘2的第一部分A相对地接触，管卡件3的两个卡接部分别与所述输送管道的所述凸缘2的第三部分C配合，并将所述输送管道的所述凸缘2向中间夹紧，从而将两个输送管道连接在一起。优选地，在两个凸缘2之间可以夹入橡胶件4，以起到更好的密封效果，或者在两个凸缘2相接触的部分的外周面上设置环状的橡胶件4，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置。
并且，所述输送管道的所述凸缘2的第四部分D也会与管卡件3的连接部相互接触而产生摩擦。
优选地，所述管卡件3由铝合金材料制成。该铝合金材料的管卡件3不但重量较轻，而且管卡件与由纤维复合材料形成的凸缘2相互接触配合，相互之间的磨损较小。
需要说明的是，本文中所提到的复合材料可以选择为纤维增强树脂基复合材料，该纤维可以为碳纤维、玻璃纤维和芳纶纤维等。
本发明的另一个目的是提供一种混凝土泵送设备，其中，该混凝土泵送设备包括本发明所述的输送管道，和/或本发明所述的管路连接结构。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (31)
1.一种凸缘，其特征在于，该凸缘包括：
第一部分(A)，该第一部分(A)包括沿所述凸缘的周向方向设置的90度纤维层；
第二部分(B)，该第二部分(B)设置在所述第一部分(A)的一侧，所述第二部分(B)包括沿所述凸缘的轴向方向设置的0度纤维层；
第三部分(C)，该第三部分(C)设置在所述第二部分(B)的径向外侧，所述第三部分(C)包括沿所述凸缘的周向方向设置的90度纤维层。
2.根据权利要求1所述的凸缘，其特征在于，所述第三部分(C)的外周面与所述第一部分(A)的外周面相平。
3.根据权利要求2所述的凸缘，其特征在于，所述凸缘还包括第四部分(D)，该第四部分(D)设置在所述第一部分(A)和所述第三部分(C)的径向外侧，所述第四部分(D)包括沿所述凸缘的周向方向设置的90度纤维层。
4.根据权利要求1所述的凸缘，其特征在于，所述第一部分(A)还包括沿所述凸缘的轴向方向设置的0度纤维层，所述0度纤维层和所述90度纤维层沿所述凸缘的径向方向相互重叠地设置。
5.根据权利要求4所述的凸缘，其特征在于，所述第二部分(B)的0度纤维层与所述第一部分(A)的0度纤维层一一对应地分别相互连接为一体，所述第二部分(B)的内周面与所述第一部分(A)的内周面相平。
6.根据权利要求5所述的凸缘，其特征在于，所述第一部分(A)的0度纤维层延伸并构成所述第二部分(B)的0度纤维层。
7.根据权利要求5所述的凸缘，其特征在于，所述凸缘还包括填充部分(E)，该填充部分(E)设置在所述第一部分(A)和所述第三部分(C)之间以填满所述第一部分(A)和所述第三部分(C)之间的空隙。
8.一种法兰，其特征在于，该法兰包括内衬(1)和设置在该内衬(1)的靠近所述内衬(1)的第一端的外周面上的凸缘(2)，该凸缘为根据上述权利要求1-7中任意一项所述的凸缘。
9.根据权利要求8所述的法兰，其特征在于，所述第一部分(A)在所述内衬(1)的靠近所述内衬(1)的第一端的外周面上，所述第二部分(B)设置在所述第一部分(A)的远离所述第一端的一侧。
10.一种法兰制造方法，该法兰包括内衬(1)和凸缘(2)，其特征在于，该法兰制造方法包括以下步骤：
制备所述法兰的内衬(1)；
在所述内衬(1)的靠近所述内衬(1)的第一端的外周面上设置所述凸缘(2)，所述凸缘(2)由纤维材料制成，
其中，所述凸缘(2)为通过纤维材料带在所述内衬(1)的靠近所述内衬(1)的第一端的外周面上设置而形成；
其中，所述凸缘(2)的设置包括以下步骤：
在所述内衬(1)的靠近所述内衬(1)的第一端的外周面上设置第一部分(A)，该第一部分(A)包括沿所述内衬(1)的周向方向设置的90度纤维层；
在所述第一部分(A)的远离所述第一端的一侧的所述内衬(1)的外周面上设置第二部分(B)，该第二部分(B)包括沿所述内衬(1)的轴向方向设置的0度纤维层；
在所述第二部分(B)的径向外侧相连地设置第三部分(C)，该第三部分(C)包括沿所述内衬(1)的周向方向设置的90度纤维层。
11.根据权利要求10所述的法兰制造方法，其特征在于，所述第三部分(C)的外周面与所述第一部分(A)的外周面相平。
12.根据权利要求11所述的法兰制造方法，其特征在于，所述凸缘(2)的设置还包括；在所述第一部分(A)和所述第三部分(C)的径向外侧相连地设置第四部分(D)，该第四部分(D)包括沿所述内衬(1)的周向方向设置的90度纤维层。
13.根据权利要求12所述的法兰制造方法，其特征在于，所述第一部分(A)还包括沿所述内衬(1)的轴向方向设置的0度纤维层，所述0度纤维层和所述90度纤维层沿所述凸缘(2)的径向方向相互重叠地设置。
14.根据权利要求13所述的法兰制造方法，其特征在于，所述第二部分(B)的0度纤维层与所述第一部分(A)的0度纤维层一一对应地分别相互连接为一体，所述第二部分(B)的内周面与所述第一部分(A)的内周面相平。
15.根据权利要求14所述的法兰制造方法，其特征在于，所述第一部分(A)的0度纤维层延伸并构成所述第二部分(B)的0度纤维层。
16.根据权利要求14所述的法兰制造方法，其特征在于，所述凸缘(2)的设置方法还包括：
在设置所述第四部分(D)之前，还在所述第一部分(A)和所述第三部分(C)之间设置填充部分，该填充部分将所述第一部分(A)和所述第三部分(C)之间的空隙填满。
17.一种输送管道，其特征在于，该输送管道的末端部的外周面上设置有根据权利要求1-7中任意一项所述的凸缘(2)，所述第一部分(A)设置在靠近所述输送管道的末端的一侧，所述第二部分(B)设置在所述第一部分(A)的远离所述输送管道的末端的一侧。
18.根据权利要求17所述的输送管道，其特征在于，所述输送管道包括内管以及由纤维复合材料形成在所述内管的外周面上的外管，所述凸缘(2)设置在该外管的末端部的外周面上。
19.一种输送管道制造方法，该输送管道包括内管、外管和凸缘(2)，其特征在于，该输送管道制造方法包括：
步骤一：利用纤维材料带设置在所述内管上以形成所述外管；
步骤二：在所述外管的第一端的外周面上利用所述纤维材料带设置形成所述凸缘(2)；
其中，在所述步骤二中，所述凸缘(2)的设置包括以下步骤：
在所述外管的靠近所述外管的第一端的外周面上设置第一部分(A)，该第一部分(A)包括沿所述外管的周向方向设置的90度纤维层；
在所述第一部分(A)的远离所述第一端的一侧的所述外管的外周面上设置第二部分(B)，该第二部分(B)包括沿所述外管的轴向方向设置的0度纤维层；
在所述第二部分(B)的径向外侧相连地设置第三部分(C)，该第三部分(C)包括沿所述外管的周向方向设置的90度纤维层。
20.根据权利要求19所述的输送管道制造方法，其特征在于，
在所述步骤一中，首先在所述内管的外表面上涂覆底胶，再将所述纤维材料带沿所述内管的轴向方向在所述内管的外表面上缠绕以形成所述外管。
21.根据权利要求20所述的输送管道制造方法，其特征在于，所述第三部分(C)的外周面与所述第一部分(A)的外周面相平。
22.根据权利要求21所述的输送管道制造方法，其特征在于，所述凸缘(2)的设置还包括；在所述第一部分(A)和所述第三部分(C)的径向外侧相连地设置第四部分(D)，该第四部分(D)包括沿所述外管的周向方向设置的90度纤维层。
23.根据权利要求22所述的输送管道制造方法，其特征在于，所述第一部分(A)还包括沿所述外管的轴向方向设置的0度纤维层，所述0度纤维层和所述90度纤维层沿所述凸缘(2)的径向方向相互重叠地设置。
24.根据权利要求23所述的输送管道制造方法，其特征在于，在所述第一部分(A)中，每隔多个所述90度纤维层设置一个所述0度纤维层。
25.根据权利要求24所述的输送管道制造方法，其特征在于，所述第二部分(B)的0度纤维层与所述第一部分(A)的0度纤维层一一对应地分别相互连接为一体，所述第二部分(B)的内周面与所述第一部分(A)的内周面相平。
26.根据权利要求25所述的输送管道制造方法，其特征在于，所述第一部分(A)的0度纤维层延伸并构成所述第二部分(B)的0度纤维层。
27.根据权利要求25所述的输送管道制造方法，其特征在于，所述凸缘(2)的设置方法还包括：
在设置所述第四部分(D)之前，还在所述第一部分(A)和所述第三部分(C)之间设置填充部分，该填充部分将所述第一部分(A)和所述第三部分(C)之间的空隙填满。
28.一种管路连接结构，其特征在于，该管路连接结构包括管卡件(3)，所述管路连接结构还包括上述权利要求17或18所述的输送管道，所述管卡件(3)将相邻的所述输送管道的所述凸缘(2)连接在一起。
29.根据权利要求28所述的管路连接结构，其特征在于，所述管卡件(3)为U形夹，在所述管路连接结构中，相连的两个所述输送管道的凸缘(2)的第一部分(A)相对地设置，该U形夹的两个卡接部分别与两个所述输送管道的凸缘(2)的第三部分(C)相接触并对所述第三部分(C)施加朝向所述第一部分(A)的力。
30.根据权利要求28所述的管路连接结构，其特征在于，所述管卡件(3)由铝合金材料制成。
31.一种混凝土泵送设备，其特征在于，该混凝土泵送设备包括根据上述权利要求17或18所述的输送管道，和/或根据权利要求28-30中任意一项所述的管路连接结构。
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