CN107580530B - 用于传输研磨材料的管、用于制造所述管的装置和方法 - Google Patents

Abstract

用于制造弯曲的管状区段（10）的方法和装置，其包括获得弯曲的外部管状元件（11）和弯曲的内部管状元件（12），弯曲的内部管状元件由对磨损的抗性大于弯曲的外部管状元件（11）的材料制成，并且其横截面覆盖弯曲的外部管状元件（11）的内表面（13）的至少一部分。在通过加热单元（29）加热弯曲的外部管状元件之后，将所述弯曲的内部管状元件（12）插入所述弯曲的外部管状元件（11）之内。再者，为了使弯曲的外部管状元件（11）在弯曲的内部管状元件（12）的准确的几何形状上成形，使用模制单元（31）和冷却单元（30）来获得在弯曲的外部管状元件（11）和弯曲的内部管状元件（12）之间没有空隙的弯曲的管状区段（10）。

Description

用于传输研磨材料的管、用于制造所述管的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种装置和方法，其用于制造用于传输研磨材料（abrasivematerial）的管，特别是管的弯曲区段，其适于与其他直的或弯曲的管状元件连接，从而界定出用于混凝土或流体状态的其他研磨材料的输送元件。特别地，本发明的领域是建筑行业，但是本发明也可以被用在其他工业部门中。

背景技术

在建筑领域，已知的是使用相互连接的模块化类型的金属管状元件，以制造能够通过泵送装置将混凝土从容器（例如安装在卡车上的搅拌机）传输至浇注区域的管。

所述管通常包括依次设置的直的管状区段或元件，它们通过弯曲的管状接头或连接器元件连接，其具有纵向延伸的标准化角度，例如15°、30°、45°、60°或90°。

与直的元件相比，弯曲的管状元件在内表面上更容易受到磨蚀作用，主要是由于混凝土施加在内表面上、特别是施加在使用期间位于外部（即沿着拱背（extrados））的部分上的离心力。

特别地，沿着弯曲的管状接头的拱背，混凝土的行进速度及其冲击力比沿着拱腹（intrados）（即曲率半径较小的区域）的部分高得多。这形成了在拱背的内表面上更大的摩擦。

从欧洲专利申请EP-A-1873440已知了一种弯曲的管状接头，其包括第一管状部分和第二管状部分，所述第一管状部分位于更外部并且由具有高机械抗性（mechanicalresistance）的材料制成，所述第二管状部分处于第一管状部分之内并且由具有高耐磨性的材料制成。换句话说，所述弯曲的管状接头由两个弯曲的管组成，它们由不同的材料制成并且一个在另一个里面，其中内部的管构成抗磨损内衬以提高管的工作寿命。

在该文献中，为了将两个管状部分夹在一起，在内部管状元件的外表面上，靠近其拱背处，形成了间隔器，其使内部管状元件与外部管状元件分开，通过这种方式来制造空隙，该间隙在管的第一次使用期间使用混凝土进行填充：一旦混凝土凝固，它就使得外部管状元件与内部管状元件牢固结合。但是，该已知的弯曲接头具有以下缺点：制造相当复杂、非常重和非常昂贵。

该制造方法的缺点是，如果在两个部分之间的空间没有被填充、或者没有被完全填充，则会导致由非常硬的材料制成的、耐磨损但非常脆弱的内部元件损坏。

另一方面，已知的是非常难以在一个弯曲的管状元件之内引入另一个弯曲的管状元件，因为需要在结合步骤期间推动这些部分。

为了降低这种复杂性，在一些已知的技术方案中，使得内部管状元件是具有周向延伸的扇形，它们被单独地插入在外部管状元件中，并且被相互靠近。

但是，该已知的技术方案没有完全消除这些缺点，并且使接头的制造变得复杂；并且还需要另一个步骤来将第二管状部分的单独的部件相对于第一管状部分进行夹紧。

在WO2012/017286中描述了同样已知的制造弯曲的管状接头的方法，其包括使用弯曲的抗磨损插入物，其在使用期间被置于弯曲的管状元件之内并且要被传输的研磨材料穿过其中。

在该弯曲的管状接头的生产期间，将弯曲的抗磨损插入物置于模具之内，并且在其外围表面浇注熔融的钢，以制造外部夹套，其一旦固化，就形成管状接头的外部部分。但是，该方法也很复杂并且需要较长的执行时间。

本发明的一个目的是，制造一种用于传送混凝土或流体状态的其他研磨材料的管，其可靠和持久、制造简单，而且相对轻便和经济。

本发明的另一个目的是，制造一种用于传送混凝土或流体状态的其他研磨材料的管，其可以实现较长的运行寿命并且还能抵抗较强的压力。

本发明的另一个目的是，提供一种制造具有至少一个弯曲的区段的管或其区段的装置和相应的方法，其相对简单并且执行时间较快。

申请人已经设计、试验和实施了本发明，以克服现有技术的缺陷并获得这些和其他目的和优点。

发明内容

本发明在独立权利要求中被规定和表征，而从属权利要求描述了本发明的其他特征或对主要发明创意的变形。

根据以上目的，一种用于制造用于传输研磨材料（例如混凝土或类似物）的管（特别是弯曲的管）的方法，包括制造作为单独的部件的弯曲的外部管状元件和弯曲的内部管状元件。所述弯曲的内部管状元件（或抗磨损插入物）由对磨损的抗性大于弯曲的外部管状元件的对磨损的抗性的材料制成。其横截面覆盖弯曲的外部管状元件的内表面的至少一部分，从而与弯曲的外部管状元件的内表面的一部分一起、或者完全通过其自身，界定出用于研磨材料的通道腔。

根据本发明的一个方面，根据此后描述的形式的实施例，用于制造管（特别是弯曲的管）的所述方法提供来使用由上部和下部制成的成形模具。

根据本发明的一个方面，所述方法包括：

- 分别地制造弯曲的外部管状元件和弯曲的内部管状元件，弯曲的外部管状元件在每个部分的内直径大于或等于弯曲的内部管状元件的外直径，其中这两个管状元件在结合在一起时，界定出将被获得的管，

- 将弯曲的外部管状元件加热至其变形温度附近，

- 在弯曲的外部管状元件处于被加热的状态时，将弯曲的内部管状元件插入弯曲的外部管状元件之内，

- 关闭成形模具，以在弯曲的外部管状元件的外表面上针对弯曲的内部管状元件的外表面施加压力，

- 冷却管状元件。得益于由冷却造成的收缩效应，以及由模具产生的压力的联合效应，由此获得在弯曲的外部管状元件和弯曲的内部管状元件之间没有间隙的管。

通过这种方式，因此可能简单且快速地获得重量轻并且工作寿命长的管，特别是弯曲的管。

通过根据本发明的方法，可能以简单的方式并且没有技术限制地，以确定的形式分别地制造弯曲的外部管状元件和弯曲的内部管状元件，而无需进一步的工作来完成它们，并且具有所需的机械特性和形状。

一旦已经使弯曲的外部管状元件在弯曲的内部管状元件上成形，则弯曲的内部管状元件被限制在里面并且不能再移动。

执行所述方法所需的设备包括简单的部件，其可在市场上获得并且成本有限。

在一个形式的实施例中，弯曲的内部管状元件具有管状的横截面，其形状与弯曲的外部管状元件的内表面的整个截面相匹配。

在另一个形式的实施例中，弯曲的内部管状元件的横截面仅仅覆盖弯曲的外部管状元件的内表面的一部分。

本发明还涉及通过上述方法获得的管。

本发明还涉及使得能够通过上述方法制造所述管的装置，所述装置包括：

- 至少一个加热单元，以将弯曲的外部管状元件加热至其变形温度附近的值；

- 至少一个模制（molding）单元，其由至少一个成形模具组成，所述成形模具关闭来在弯曲的外部管状元件的外表面上针对弯曲的内部管状元件的外表面施加压力；

- 至少一个冷却单元，以通过冷却的方式获得弯曲的外部管状元件的收缩效应，并因此获得在弯曲的外部管状元件和弯曲的内部管状元件之间没有间隙的管。

附图说明

从一些形式的实施例的以下描述中，本发明的这些和其他特征会变得清晰，其是参照附图作为非限制性的例子给出的，附图中：

图1是根据本发明的弯曲的管的区段的透视图；

图2是图1中的管的区段的爆炸图；

图3是图1中的管的区段的第一个变形的剖面图；

图4是图1中的管的区段的第二个变形的剖面图；

图5是图1中的管的区段的第三个变形的剖面图；

图6是图1中的管的区段的第四个变形的剖面图；

图7是在根据本发明的方法中使用的成形模具的透视图；

图8是根据第一运行状态的图7中的成形模具的前视图；

图9是根据第二运行状态的图7中的成形模具的前视图；

图10是根据本发明的用于制造管的区段的装置的示意图。

为了便于理解，在可能的地方，使用了相同的参考数字来表示附图中相同的公共元件。应该理解的是，一个形式的实施例的元件和特征可以被方便地结合进其他形式的实施例，而无需进一步说明。

具体实施方式

参考图1，根据本发明的用于传输研磨材料（例如混凝土或类似物）的管（此后称为弯曲的管状元件）10，在该例子中包括弯曲的外部管状元件11，其具有沿弯曲的轴Z的弯曲的延伸，在该例子中其形状类似圆的圆弧，在其之内设置了弯曲的内部管状元件12或抗磨损插入物。

在图1-9中示出的形式的实施例中，弯曲的外部管状元件11具有环形的横截面。

在一些形式的实施例中，弯曲的外部管状元件11由例如碳钢或具有铝基的轻合金的金属材料或其他热变形材料制成，具有很好的机械抗性的特性。

仅仅通过非限制性的例子的方式，弯曲的外部管状元件11由铝制成，内部直径为约125 mm，厚度为约7 mm，曲率的平均半径R为约240 mm。

在弯曲的外部管状元件11以圆的圆弧延伸的情况中，它沿弯曲的轴Z延展例如10°和180°之间的角度，在该具体例子中为约90°。

弯曲的外部管状元件11具有内表面13和外表面14。弯曲的内部管状元件12也具有内表面16和外表面15。

弯曲的内部管状元件12延展弯曲的外部管状元件11的弯曲的延伸的至少一部分，并且具有例如覆盖内表面13的至少一部分的横截面，它被插入进弯曲的外部管状元件11并且与其内表面13紧密接触。

弯曲的内部管状元件12由非常硬的材料制成，其耐磨性大于制成弯曲的外部管状元件11的材料的耐磨性。

在本发明的形式的实施例中，弯曲的内部管状元件12由陶瓷材料、高耐性钢、具有高铬含量的铸铁熔体、碳化铬或其它类型的碳化物制成。

在图1-3中示出的实施例的变形中，弯曲的内部管状元件12具有管状的横截面，其沿着所述弯曲的轴Z延伸，并且覆盖弯曲的外部管状元件11的整个内表面13。

弯曲的内部管状元件12在其横截面中具有基本上均匀的厚度S（图1和2），即使不排除这一点，在如图3所示的其他形式的实施例中，弯曲的内部管状元件12具有可变的厚度S，例如在靠近拱背18处较大而在靠近拱腹20处较小。

在实施例的其他变形中，例如在图4-6示出的实施例中，弯曲的内部管状元件具有环扇形的横截面，即它仅覆盖弯曲的外部管状元件11的内表面13的一部分。换句话说，弯曲的内部管状元件12圆周地延展的角度α小于360°，例如约180°（图4和6）或约240°（图5）。

当然，在该例子中，弯曲的内部管状元件12和不被弯曲的内部管状元件12影响的外部管状元件11的内表面13一起界定出通道腔19，用于传输研磨材料。然而，在其他变形中，通道腔19完全由弯曲的内部管状元件12界定，更确切地说是由弯曲的内部管状元件12的内表面16界定（图1-3）。

在本发明的形式的实施例中，弯曲的内部管状元件12被置于弯曲的外部管状元件11之内，基本上对应于其拱背18，即对应于弯曲的外部管状元件11的较大的曲率半径。在使用期间，弯曲的外部管状元件11的拱背18受到更大的腐蚀作用，而在该区域中具有耐磨性的特性的弯曲的内部管状元件12的存在，能够提高弯曲的管状区段10的运行寿命。

在图3-5中示出的形式的实施例中，弯曲的内部管状元件12具有沿圆周延展的可变的厚度S，在靠近拱背18（即在最大磨损的点）处具有最大值，并且随着它向弯曲的外部管状元件11的拱腹20移动而具有最小值。

弯曲的内部管状元件12的厚度S的从拱背18向拱腹20的变化，有利地是渐进的并且被界定从而获得在弯曲的内部管状元件12和弯曲的外部管状元件11的内表面13之间渐进的连续性并且没有不规则性的技术方案。在通道腔19中存在可能的不规则性会增加磨损现象并且缩短弯曲的管状元件10的工作寿命。

在图6所示的变形中，弯曲的外部管状元件11包括两个部分，上部11a和下部11b，第一个设置为朝向拱背18，而第二个设置为朝向拱腹20，并且两个都具有相同的横截面的外部半径。

设置为朝向拱背18的上部11a的厚度小于设置为朝向拱腹20的下部11b，从而确定凹陷26，其与弯曲的外部管状元件11的内表面13一起界定容纳基座27，弯曲的内部管状元件12一旦被插入弯曲的外部管状元件11之内，就可以被置于该容纳基座中。

置于容纳基座27之内的弯曲的内部管状元件12被设置来与弯曲的外部管状元件11的下部11b一起，界定出具有圆形的、连续的和均匀的形状的通道腔19，用于研磨材料的通过。

在弯曲的外部管状元件11的两端，两个凸缘（flange）21（图1和2）可以例如通过焊接被关联以连接至其他直的或弯曲的管。

凸缘21可以提供至少一个覆盖环22，所述覆盖环置于凸缘21之内，也由先前描述的种类的抗磨损材料制成，并且设置为与弯曲的内部管状元件12连续。

在一些形式的实施例中，凸缘21和/或覆盖环22被设置来限制弯曲的内部管状元件12沿弯曲的轴Z的位置。

为了制造弯曲的管状区段10，本发明使用成形模具25，其方便地由能够相互分开的至少一个上部23和至少一个下部24组成。在模具25的与弯曲的外部管状元件11接触的表面中，形成了模制基座28a、28b（图7），其作用于将要获得的弯曲的管状区段10的形状和几何结构。在模具23的上部中形成的模制基座28a和在模具24的下部中形成的模制基座28b，可以是弯曲的外部管状元件11的外表面14的负面的两个部分，其是使用穿过拱腹20的线和拱背18的线的贯通平面进行分割而获得的。不排除的是，模具25可以由等于或多于两个部分23、24组成，它们通过将弯曲的外部管状元件11在与上述方向不同的方向上进行分割而获得。

能够制造根据本发明的弯曲的管状区段的装置包括如图10所示的至少一个加热单元29、至少一个模制单元31和至少一个冷却单元30。

根据变形形式的实施例，所述至少一个加热单元29被提供来将弯曲的外部管状元件11加热至其变形温度附近的值。

根据变形形式的实施例，所述至少一个模制单元31由至少一个成形模具25组成，其关闭来在弯曲的外部管状元件11的外表面14上针对弯曲的内部管状元件12的外表面15施加压力。

根据变形形式的实施例，所述至少一个冷却单元30被提供来通过冷却获得弯曲的外部管状元件11的收缩效应，并由此获得在弯曲的外部管状元件11和弯曲的内部管状元件12之间没有间隙的管。

根据变形形式的实施例，冷却单元30可以例如是使用空气或水、或冷却液体或任何其他已知的类型的冷却单元。

在制造弯曲的管状区段10的方法中，弯曲的外部管状元件11和弯曲的内部管状元件12被分别地制造，并且由就其具体的不同的功能而言不同的材料制成。

特别地，因此优选使用具有高机械抗性的材料来制造弯曲的外部管状元件11，从而抵抗所需的工作压力和可能的敲击。至于弯曲的内部管状元件12，有利的是，使用具有对磨损较高的抗性的材料制成。

首先，通过加热单元29对弯曲的外部管状元件11进行加热，使它到达在其变形和膨胀温度附近的温度。可以通过例如燃气炉、感应炉或适用于此目的的任何其他手段实现所述加热。

将例如由钢、铝或其他热变形材料制成的弯曲的外部管状元件11加热至其变形温度：作为例子，使构造钢到达约850°C的近似温度。

在到达该合适的温度时，能够将弯曲的内部管状元件12插入弯曲的外部管状元件11之内。

在该步骤期间，弯曲的外部管状元件11被置于处于其打开位置的成形模具25之内，即如图7所示，在加热时其上部23离开下部24至少大于弯曲的外部管状元件11的外直径。在该点，例如以如箭头M（图7）所示的移动方向，将弯曲的内部管状元件12插入弯曲的外部管状元件11之内。

根据变形形式的实施例，如果弯曲的内部管状元件12具有环扇形的横截面，即它仅仅覆盖弯曲的外部管状元件11的内表面13的减少的一部分，则可以提供可丢弃的完善元件，其重新建立弯曲的内部管状元件12的整个圆周，并且在成形循环的最后被卸下。可以手动地或者在任何情况下通过其他已知的定位系统（例如自动定位系统）进行所述插入。

因为弯曲的内部管状元件12是在弯曲的外部管状元件11处于被加热的状态下被插入的，其中构成材料经受膨胀（即使几毫米），所以在弯曲的内部管状元件12的外表面15和弯曲的外部管状元件11的内表面13之间制造了间隙或空隙17，其便于插入操作和正确的运行。

最后，例如通过按压，以箭头C（图8）的方向，逐渐关闭模具25，首先使上部23和下部24与弯曲的外部管状元件11的外表面14接触，然后使上部23与下部24接触，从而关闭模具25（图9）。

在完成关闭时，成形模具25利用其加热状态，使弯曲的外部管状元件11成形至所需的几何形状，即弯曲的外部管状元件11的内表面13被准确地附接至弯曲的内部管状元件12的外表面15。

随后，打开模具，并使弯曲的外部管状元件11和弯曲的内部管状元件12冷却。

材料由于冷却而收缩，使得两个元件的结合最终确定。

有利地，为了减少工作时间，关闭成形模具25的步骤还可以在通过冷却单元30进行冷却步骤的同时进行。

由此获得的弯曲的管状区段10是弯曲的外部管状元件11和弯曲的内部管状元件12的确切的结合，其中前者的内表面13和后者的外表面15完美地附接，因为已经消除了在两者之间形成的空气的间隙17。因此弯曲的外部管状元件11和弯曲的内部管状元件12在它们受到由于混凝土的内部泵送压力而造成的应力时，从机械的角度来看是牢固的并且会协作。

再者，弯曲的管状区段10的重量比现有技术的小，因为通过这种方式已经消除了填充部分。

显然，可以对此前所述的用于传输混凝土的弯曲的管状区段10、装置以及相应的方法进行修改和/或部件的增加，而不脱离本发明的领域和范围。

同样清楚的是，虽然已经参照一些具体实施例描述了本发明，但是本领域的一般技术人员将当然能够实现用于传输混凝土的弯曲的管状区段10、装置以及相应的方法的许多其他等同形式，其具有在权利要求中列出的特征并因此全部落入由此限定的保护范围之内。

Claims (14)

1.用于生产管的方法，所述管用于传输研磨材料，所述管包括弯曲的外部管状元件（11）和弯曲的内部管状元件（12），所述弯曲的内部管状元件由对磨损的抗性大于弯曲的外部管状元件（11）的材料制成，并且所述弯曲的内部管状元件的横截面覆盖弯曲的外部管状元件（11）的内表面（13）的至少一部分，其中所述方法提供来分别地制造所述弯曲的外部管状元件（11）和所述弯曲的内部管状元件（12），

其特征在于，所述方法包括：

- 将所述弯曲的外部管状元件（11）至少加热至其变形温度附近，

- 将所述弯曲的内部管状元件（12）插入所述弯曲的外部管状元件（11）之内，

- 关闭模具（25），向弯曲的外部管状元件（11）的外表面（14）针对弯曲的内部管状元件（12）的外表面（15）施加压力，从而利用弯曲的外部管状元件（11）的被加热的状态，使弯曲的外部管状元件（11）在弯曲的内部管状元件（12）的准确的几何形状上成形，

- 打开模具（25），并进行冷却，使得弯曲的外部管状元件（11）收缩在弯曲的内部管状元件（12）上。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述模具（25）的至少两个部分（23, 24）逐渐关闭，使弯曲的外部管状元件（11）的所述内表面（13）准确地附接至弯曲的内部管状元件（12）的外表面（15），从而使所述弯曲的外部管状元件（11）在所述弯曲的内部管状元件（12）上成形。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述研磨材料是混凝土。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述弯曲的内部管状元件（12）的横截面覆盖所述弯曲的外部管状元件（11）的整个内表面（13）。

5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述弯曲的内部管状元件（12）的横截面仅仅覆盖所述弯曲的外部管状元件（11）的内表面（13）的一部分。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，与所述弯曲的外部管状元件（11）的拱背（18）相对应地，设置所述弯曲的内部管状元件（12）。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述弯曲的内部管状元件（12）与所述弯曲的外部管状元件（11）的下部（11b）一起，界定圆形的通道腔（19）。

8.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述弯曲的内部管状元件（12）与所述弯曲的外部管状元件（11）进行相同的弯曲延伸。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述弯曲的内部管状元件（12）具有周向上可变的厚度（S），所述厚度的最大值在靠近拱背（18）处，并且在向所述弯曲的外部管状元件（11）的拱腹（20）移动时减小。

10.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，凸缘（21）被连接在弯曲的管状区段的端部。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述凸缘（21）之内设置至少一个覆盖环（22），所述覆盖环由耐磨损材料制成，并且与弯曲的内部管状元件（12）连续。

12.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法用于生产管的弯曲的区段。

13.用于生产弯曲的管状区段的装置，所述弯曲的管状区段用于传输研磨材料，所述弯曲的管状区段包括弯曲的外部管状元件（11）和至少一个弯曲的内部管状元件（12），所述弯曲的内部管状元件被容纳在所述弯曲的外部管状元件（11）之内，并且弯曲的内部管状元件的横截面覆盖弯曲的外部管状元件（11）的内表面（13）的至少一部分，并且由对磨损的抗性大于弯曲的外部管状元件（11）的材料制成，其特征在于，所述装置包括：

- 至少一个加热单元（29），以将弯曲的外部管状元件（11）加热至其变形温度附近的值；

- 至少一个模制单元（31），其由至少一个成形模具组成，所述成形模具具有与弯曲的外部管状元件（11）的几何形状相匹配的内部构型，所述成形模具包括至少一个移动部分，所述移动部分具有关闭位置，在所述关闭位置中所述成形模具向弯曲的外部管状元件（11）的外表面（14）针对弯曲的内部管状元件（12）的外表面（15）施加压力；

- 至少一个冷却单元（30），以获得弯曲的外部管状元件（11）的收缩效应。

14.根据权利要求13所述的用于生产弯曲的管状区段的装置，其特征在于，所述研磨材料是混凝土。