CN113028148A - 内滑动管托系统及其制作方法 - Google Patents

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王国兴
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Abstract

本发明公开了一种内滑动管托系统,包括由内之外包裹于工作钢管外壁的内管托、中间套管、聚氨酯层、外套管和外管托;内管托包括呈内外套装的内支撑管和外支撑管以及设置于内支撑管和外支撑管之间的弧形板、固定板I、支撑组件和滚轮组件,弧形板通过若干个固定板I固定于内支撑管和外支撑管之间,支撑组件的一端固定于内支撑管外壁上,支撑组件的另一端固定于弧形板内壁上,滚轮组件固定于内支撑管上,且滚轮组件与工作钢管的外圆底部之间由滚轮滚动接触。本发明改变了工作钢管与管托的支承方式,减小了摩擦系数;改变了保温结构,减少了保温厚度和保温重量,减小了保温直径,降低了热网的总热损,降低了热网的总投资成本。

Description

内滑动管托系统及其制作方法
技术领域
本发明属于蒸汽热力管道工程技术领域,具体涉及一种内滑动管托系统及其制作方法。
背景技术
隔热管托是长输热网蒸汽系统的重要组成部件,测试和计算表明其散失的热量约占蒸汽管道总热损的20%~30%。开发新型隔热管托可有效降低管道热损,解决蒸汽在输送过程中热损过大的问题。隔热管托可用于水平管道、垂直管道以及刚性吊架或弹簧吊架,结构型式种类较多,按照敷设方式可以为架空隔热管托和地埋隔热管托,按照结构形式可分为滑动管托、导向管托、固定管托。目前使用最多的是传统型隔热管托,这类隔热管托在运行过程中,特别是运行数年后节能效果逐渐丧失,造成这一现象的主要原因是:
(1)隔热、抗压、抗折性能不理想。大多隔热管托厂家所采用的成品混合料的性能和质量提升受到约束,产品的导热系数大于0.2W/(m·K),抗压强度小8MPa,抗折强度约为2MPa。
(2)防松设计失效。虽然大多管托采用弹垫等防松设计,但耳板在长期载荷作用及较高温度工况下产生的蠕变导致其防松失效,管托与管道发生相对位移,破坏了蒸汽管道的整体保温。
(3)硬质隔热块易碎。在运行过程中受直接应力与二次应力(载荷)交变作用的影响,再加上停开过程中温度骤变产生的温差应力,以及产品性能达不到设计指标,隔热瓦块抗拉、韧性不够,承受剪切载荷(管托长度较长时);运输、装卸、安装就位过程中的外在冲击、振动等原因都会造成所使用的硬质隔热块开裂,致使其保温功能下降。
发明内容
本发明提供一种内滑动管托系统及其制作方法,以解决现有技术中管托体型笨重,隔热、抗压、抗折性能不理想,放松设计差以及隔热块易碎的问题。
为了实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
一种内滑动管托系统,包括由内之外包裹于工作钢管10外壁的内管托1、中间套管2、外套管4和外管托5以及设置于所述中间套管2和外套管4之间的聚氨酯层3;
所述内管托1包括呈内外套装的内支撑管106和外支撑管101以及设置于内支撑管106和外支撑管101之间的弧形板102、固定板I103、支撑组件104和滚轮组件105,所述弧形板102通过若干个固定板I103固定于内支撑管106和外支撑管101之间,所述固定板I103的一端固定于外支撑管101内壁,固定板I103的另一端固定于弧形板102外壁上,所述支撑组件104的一端固定于内支撑管106外壁上,支撑组件104的另一端固定于弧形板102内壁上,所述滚轮组件105固定于内支撑管106上,且滚轮组件105与工作钢管10的外圆底部之间由滚轮1051滚动接触,所述弧形板102外壁与外支撑管101之间填充有纳米气凝胶保温层8,所述内支撑管106和外支撑管101之间还设置有复合保温结构层7。
进一步的,所述固定板I103共设置5组,且每组两块镶嵌在弧形板102两边;所述固定板I103的一端焊接在外支撑管101外壁上,固定板I103的另一端和弧形板102镶嵌,所述外支撑管101外壁的正上方设置有吊耳9。
进一步的,所述支撑组件104包括两块对称设置的固定板II1041、两块对称设置的固定板III1042和卡板1043,所述卡板1043为方形板,且卡板1043的四个边分别镶嵌于两块对称设置的固定板II1041上的凹槽内和两块对称设置的固定板III1042上的凹槽内,所述固定板III1042的顶部焊接于内支撑管106外壁上,所述固定板II1041的底面焊接在弧形板102上。
进一步的,所述滚轮组件105包括滚轮1051、支承座1052和滚轮轴1053;所述支承座1052焊接于内支撑管106上,所述滚轮轴1053设置于支承座1052上,所述滚轮1051设置于滚轮轴1053上,并与工作钢管10的外圆底部滚动接触;所述滚轮轴1053的中心轴线垂直于工作钢管10的中心轴线。
进一步的,当工作钢管10管径<500mm时,滚轮组件105设有一组并位于内支撑管106正下方位置,当工作钢管10管径≥500mm时,滚轮组件105设有两组,对称布置并和内支撑管106中心线角度α为55°,以工作钢管10的中心轴线方向,在滚轮组件105两端各设有一组支撑组件104,即这两组支撑组件104设置在弧形板102正上方位置,另外四组支撑组件104对称布置并和内支撑管106中心线角度α为55°,即所述支撑组件104共6组,每三组支撑组件104位于同一圆周上。
进一步的,所述复合保温结构层7包括由内至外依次设置的第一层保温层701、第一铝箔反射层702、第二层保温层703、第二铝箔反射层704、第三层保温层705和第三铝箔反射层706;所述第一层保温层701、第二层保温层703和第三层保温层705为耐高温玻璃棉、硅酸铝针刺毯、硅酸镁纤维毯、陶瓷纤维中的一种或多种;所述第一铝箔反射层702、第二铝箔反射层704和第三铝箔反射层706的耐热性依次降低;所述弧形板102和内支撑管106之间的空间采用耐高温玻璃棉、硅酸铝针刺毯、硅酸镁纤维毯、陶瓷纤维中的一种或多种的碎屑铺满。
进一步的,所述纳米气凝胶保温层8铺满外支撑管101、固定板I103和弧形板102组成的空间,所述纳米气凝胶保温层8为若干层,且每层纳米气凝胶保温层8厚度为10mm。
进一步的,所述中间套管2和所述外套管4之间设置有用于固定所述聚氨酯层3的若干个木支架11,木支架11在中间套管2圆周方向均匀分布,木支架11的数量≥10个。
进一步的,所述外管托5包括上包箍501、紧固螺栓502、下包箍503、立板504、肋板505和底板506;所述上包箍501和下包箍503呈上下环抱设置,且两端分别通过紧固螺栓502固定连接,所述立板504和肋板505互相垂直设置且紧贴于下包箍503底部外壁;所述底板506位于立板504和肋板505底面;所述立板504、肋板505和下包箍503焊成一体式,共同承载工作钢管10。
进一步的,所述外管托5还包括预埋于混凝土支墩6内且顶端伸出于混凝土支墩6顶面的预埋钢管508和固定于混凝土支墩6上表面的墩顶预埋钢板507,所述墩顶预埋钢板507焊接并套设于预埋钢管508的上端,所述底板506焊接于其下面的墩顶预埋钢板507上,所述预埋钢管508预埋好后在预埋钢管508管内注满水泥砂浆,所述预埋钢管508的长度为80~180mm,预埋钢管508的外径为76~377mm,预埋钢管508的壁厚为6~12mm。
进一步的,所述内管托1和外管托5均涂有防腐层,内管托1和外管托5应进行防腐,防腐采用一底二面法,底漆用环氧无机富锌漆,一面漆为中间环氧云铁面漆(H53-7)、二面为有机硅耐热漆(CT-1);喷涂均匀,每层厚度不大于0.05mm。所述聚氨酯层3的密度值不小于55Kg/m3
一种内滑动管托系统的制作方法,包括以下步骤:
S1、制作内管托1:
S101、调整内支撑管106和滚轮组件105的位置,根据工作钢管10管径大小设置不同数量的滚轮组件105,将支承座1052焊接在内支撑管106上;
S102、将固定板III1042焊接在内支撑管106上;
S103、将固定板II1041焊接在弧形板102上;
S104、将固定板I103均匀焊接于外支撑管101上;
S105、组装外支撑管101、弧形板102、固定板I103、支撑组件104、固定板II1041、固定板III1042、卡板1043、滚轮组件105、滚轮1051、支承座1052、滚轮轴1053和内支撑管106;
S106、外支撑管101、固定板I103和弧形板102组成的空间填充满纳米气凝胶保温层8;
S2、制作外管托5:
S201、将上包箍501、下包箍503、立板504、肋板505和底板506电焊成型,焊缝触面贴合,其缝隙不大于1mm;
S202、将上包箍501用紧固螺栓502固定在下包箍503上,上包箍501和下包箍503环抱内管托1;
S3、绑木支架11:若干个木支架11均布于中间套管2的外壁圆周上,相邻的木支架11用铁丝12绑扎连接,捆绑的木支架11要稳固,不能串动;木支架11坡口全部向着待穿外套管4方向;
S4、穿中间套管2:
S401、调整好内管托1的位置,使吊耳9处在正上方位置;
S402、调整好穿管机的高度,将中间套管2放到穿管平台上;
S403、将组装好的中间套管2穿入内管托1和外管托5之间;
S5、穿外套管4:
S501、调整好外套管4的位置,外套管4与内管托1中心高度同轴;
S502、将组装好的外套管4穿入中间套管2和外管托5之间,推进外套管4到木支架11处应观察一周木支架11是否顺利的进入外套管4中;
S6、填充聚氨酯层3:向中间套管2和外套管4之间填充聚氨酯层3,待聚氨酯层3发泡完成后,注料孔上安装注料孔堵头13,且注料孔堵头13与注料孔之间缝隙用密封硅胶14密封,防止漏水,注料孔堵头13采用塑料堵头。
S7、检测:
S701、对聚氨酯层3进行密度检测,确保密度值不小于55Kg/m3
S702、对内滑动管托系统轴线偏心距进行测试,测试取同一垂直断面,内滑动管托系统轴线偏心距应符合下面规定:
90mm≤外套管4直径<250mm,最大轴线偏心距为3.0mm;
251mm≤外套管4直径<500mm,最大轴线偏心距为5.0mm;
501mm≤外套管4直径<800mm,最大轴线偏心距为8.0mm;
801mm≤外套管4直径<1400mm,最大轴线偏心距为10.0mm;
1401mm≤外套管4直径<2000mm,最大轴线偏心距为14.0mm。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
第一,解决了普通隔热管托隔热、抗压、抗折性能低;固定板松弛失效,管托与管道发生相对位移;管托隔热块易碎、节能效果下降的难题。
第二,内滑动隔热管托结构简单、设计合理,在相同保温厚度下比常规隔热管托节能60%以上,是一种可推广使用的既安全又经济的节能新型隔热管托;有效降低了蒸汽管道的热损失,从节能角度来讲,采用高温隔热管托有利于企业节能降耗。
第三,新型隔热管托可灵活、方便、经济的组合和安装;随着节能技术不断更新与完善、施工工艺不断的优化与成熟,将在热力管道及长输蒸汽管线得到广泛应用。
第四,改变了工作钢管与管托的支承方式,减小了摩擦系数,增加了两固定节间的距离,减少了管件的数量,缩短了管线的总长度,在降低了热网的总热损的同时,降低了热网的总投资成本。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明中单组滚轮组件的主示图;
图3是本发明中单组滚轮组件的左示图;
图4是本发明中双组滚轮组件的主示图;
图5是本发明中的弧形板的主视图;
图6是本发明中的弧形板的左视图;
图7是本发明中的固定板的结构示意图;
图8是本发明中固定板I的主视图;
图9是本发明中固定板I的左视图;
图10是本发明中固定板II的主视图;
图11是本发明中固定板II的左视图;
图12是本发明中固定板III的主视图;
图13是本发明中固定板III的左视图;
图14是本发明中卡板的主视图;
图15是本发明中卡板的左视图;
图16是本发明中滚轮组件的主视图;
图17是本发明中滚轮组件的左视图;
图18是本发明中外支撑管的主视图;
图19是本发明中外支撑管的左视图;
图20是本发明中内支撑管的主视图;
图21是本发明中内支撑管的左视图;
图22本发明中的外管托的主示图;
图23是本发明中A部局部放大示意图;
图24本发明中的复合保温结构层的结构示意图;
图25本发明中的木支架布置示意图;
图26本发明中的注料孔堵头布置示意图;
图27现有技术中常规管托的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案,而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
如图1-26所示,一种内滑动管托系统,包括由内之外包裹于工作钢管10外壁的内管托1、中间套管2、外套管4和外管托5以及设置于所述中间套管2和外套管4之间的聚氨酯层3;所述内管托1包括呈内外套装的内支撑管106和外支撑管101以及设置于内支撑管106和外支撑管101之间的弧形板102、固定板I103、支撑组件104和滚轮组件105,所述弧形板102通过若干个固定板I103固定于内支撑管106和外支撑管101之间,所述固定板I103的一端固定于外支撑管101内壁,固定板I103的另一端固定于弧形板102外壁上,所述支撑组件104的一端固定于内支撑管106外壁上,支撑组件104的另一端固定于弧形板102内壁上,所述滚轮组件105固定于内支撑管106上,且滚轮组件105与工作钢管10的外圆底部之间由滚轮1051滚动接触,所述弧形板102外壁与外支撑管101之间填充有纳米气凝胶保温层8,所述内支撑管106和外支撑管101之间还设置有复合保温结构层7,所述外支撑管101外壁的正上方设置有吊耳9。
作为一个优选方案,所述固定板I103共设置5组,且每组两块镶嵌在弧形板102两边;所述固定板I103的一端焊接在外支撑管101外壁上,固定板I103的另一端和弧形板102镶嵌。
作为一个优选方案,所述支撑组件104包括两块对称设置的固定板II1041、两块对称设置的固定板III1042和卡板1043,所述卡板1043为方形板,且卡板1043的四个边分别镶嵌于两块对称设置的固定板II1041上的凹槽内和两块对称设置的固定板III1042上的凹槽内,所述固定板III1042的顶部焊接于内支撑管106外壁上,所述固定板II1041的底面焊接在弧形板102上。
作为一个优选方案,所述滚轮组件105包括滚轮1051、支承座1052和滚轮轴1053;所述支承座1052焊接于内支撑管106上,所述滚轮轴1053设置于支承座1052上,所述滚轮1051设置于滚轮轴1053上,并与工作钢管10的外圆底部滚动接触;所述滚轮轴1053的中心轴线垂直于工作钢管10的中心轴线。
作为一个优选方案,当工作钢管10管径<500mm时,滚轮组件105设有一组并位于内支撑管106正下方位置,当工作钢管10管径≥500mm时,滚轮组件105设有两组,对称布置并和内支撑管106中心线角度α为55°,以工作钢管10的中心轴线方向,在滚轮组件105两端各设有一组支撑组件104,即这两组支撑组件104设置在弧形板102正上方位置,另外四组支撑组件104对称布置并和内支撑管106中心线角度α为55°,即所述支撑组件104共6组,每三组支撑组件104位于同一圆周上。
作为一个优选方案,所述复合保温结构层7包括由内至外依次设置的第一层保温层701、第一铝箔反射层702、第二层保温层703、第二铝箔反射层704、第三层保温层705和第三铝箔反射层706;所述第一层保温层701、第二层保温层703和第三层保温层705为耐高温玻璃棉、硅酸铝针刺毯、硅酸镁纤维毯、陶瓷纤维中的一种或多种;所述第一铝箔反射层702、第二铝箔反射层704和第三铝箔反射层706的耐热性依次降低;所述弧形板102和内支撑管106之间的空间采用耐高温玻璃棉、硅酸铝针刺毯、硅酸镁纤维毯、陶瓷纤维中的一种或多种的碎屑铺满。
作为一个优选方案,所述纳米气凝胶保温层8铺满外支撑管101、固定板I103和弧形板102组成的空间,所述纳米气凝胶保温层8为若干层,且每层纳米气凝胶保温层8厚度为10mm。
作为一个优选方案,所述中间套管2和所述外套管4之间设置有用于固定所述聚氨酯层3的若干个木支架11,木支架11在中间套管2圆周方向均匀分布,木支架11的数量≥10个。
作为一个优选方案,所述外管托5包括上包箍501、紧固螺栓502、下包箍503、立板504、肋板505和底板506;所述上包箍501和下包箍503呈上下环抱设置,且两端分别通过紧固螺栓502固定连接,所述立板504和肋板505互相垂直设置且紧贴于下包箍503底部外壁;所述底板506位于立板504和肋板505底面;所述立板504、肋板505和下包箍503焊成一体式,共同承载工作钢管10。
作为一个优选方案,所述外管托5还包括预埋于混凝土支墩6内且顶端伸出于混凝土支墩6顶面的预埋钢管508和固定于混凝土支墩6上表面的墩顶预埋钢板507,所述墩顶预埋钢板507焊接并套设于预埋钢管508的上端,所述底板506焊接于其下面的墩顶预埋钢板507上,所述预埋钢管508预埋好后在预埋钢管508管内注满水泥砂浆,所述预埋钢管508的长度为80~180mm,预埋钢管508的外径为76~377mm,预埋钢管508的壁厚为6~12mm。
作为一个优选方案,所述内管托1和外管托5均涂有防腐层,内管托1和外管托5应进行防腐,防腐采用一底二面法,底漆用环氧无机富锌漆,一面漆为中间环氧云铁面漆(H53-7)、二面为有机硅耐热漆(CT-1);喷涂均匀,每层厚度不大于0.05mm。所述聚氨酯层3的密度值不小于55Kg/m3
一种内滑动管托系统的制作方法,包括以下步骤:
S0、各零部件预制:包括外支撑管101、弧形板102、固定板I、固定板II、固定板III、支撑组件104、滚轮组件105、内支撑管106、上包箍501、紧固螺栓502、下包箍503、立板504、肋板505和底板506;
S1、制作内管托1:
S101、调整内支撑管106和滚轮组件105的位置,根据工作钢管10管径大小设置不同数量的滚轮组件105,将支承座1052焊接在内支撑管106上;
S102、将固定板III1042焊接在内支撑管106上;
S103、将固定板II1041焊接在弧形板102上;
S104、将固定板I103均匀焊接于外支撑管101上;
S105、组装外支撑管101、弧形板102、固定板I103、支撑组件104、固定板II1041、固定板III1042、卡板1043、滚轮组件105、滚轮1051、支承座1052、滚轮轴1053和内支撑管106;
S106、外支撑管101、固定板I103和弧形板102组成的空间填充满纳米气凝胶保温层8;
S2、制作外管托5:
S201、将上包箍501、下包箍503、立板504、肋板505和底板506电焊成型,焊缝触面贴合,其缝隙不大于1mm;
S202、将上包箍501用紧固螺栓502固定在下包箍503上,上包箍501和下包箍503环抱内管托1;
S3、绑木支架11:若干个木支架11均布于中间套管2的外壁圆周上,相邻的木支架11用铁丝12绑扎连接,捆绑的木支架11要稳固,不能串动;木支架11坡口全部向着待穿外套管4方向;
S4、穿中间套管2:
S401、调整好内管托1的位置,使吊耳9处在正上方位置;
S402、调整好穿管机的高度,将中间套管2放到穿管平台上;
S403、将组装好的中间套管2穿入内管托1和外管托5之间;
S5、穿外套管4:
S501、调整好外套管4的位置,外套管4与内管托1中心高度同轴;
S502、将组装好的外套管4穿入中间套管2和外管托5之间,推进外套管4到木支架11处应观察一周木支架11是否顺利的进入外套管4中;
S6、填充聚氨酯层3:向中间套管2和外套管4之间填充聚氨酯层3,待聚氨酯层3发泡完成后,注料孔上安装注料孔堵头13,且注料孔堵头13与注料孔之间缝隙用密封硅胶14密封,防止漏水,注料孔堵头13采用塑料堵头。
S7、检测:
S701、对聚氨酯层3进行密度检测,确保密度值不小于55Kg/m3
S702、对内滑动管托系统轴线偏心距进行测试,测试取同一垂直断面(同内滑动管托轴线垂直)内保温层厚度最大值与最小值差的一半,内滑动管托系统轴线偏心距应符合下面规定:
90mm≤外套管4直径<250mm,最大轴线偏心距为3.0mm;
251mm≤外套管4直径<500mm,最大轴线偏心距为5.0mm;
501mm≤外套管4直径<800mm,最大轴线偏心距为8.0mm;
801mm≤外套管4直径<1400mm,最大轴线偏心距为10.0mm;
1401mm≤外套管4直径<2000mm,最大轴线偏心距为14.0mm。
实施例2,如图1-26所示,采用本发明中的内滑动管托,具体的,工作钢管10管径为720mm,工作温度为300℃,环境温度为20℃,复合保温结构层7采用40mm厚度硅酸铝针刺毯和160mm耐高温玻璃棉,聚氨酯层3厚度为30mm,总保温厚度为240mm,经过上包箍501、下包箍503散热损失利用圆筒面双层散热公式理算,同样的,经过立板504、肋板505利用肋片散热公式计算,通过计算得到聚氨酯层3内层温度为79.6℃,单个内滑动管托散热损失为522.1w。
实施例3,如图1-26所示,采用本发明中的内滑动管托,具体的,工作钢管10管径为720mm,工作温度为300℃,环境温度为20℃,复合保温结构层7采用40mm厚度硅酸铝针刺毯和120mm耐高温玻璃棉,聚氨酯层3厚度为30mm,总保温厚度为210mm,经过上包箍501、下包箍503散热损失利用圆筒面双层散热公式理算,同样的,经过立板504、肋板505利用肋片散热公式计算,通过计算得到聚氨酯层3内层温度为92.2℃,单个内滑动管托散热损失为626.7w。
实施例4
优选一个步骤S1、制作内管托1:
S101、调整内支撑管106和滚轮组件105的位置,根据工作钢管10管径大小设置不同数量的滚轮组件105,本实施例4中,滚轮组件105为一组,即将支承座1052焊接在内支撑管106中间位置上;
S102、将固定板III 1042焊接在内支撑管106上,固定板III 1042为六组,根据滚轮组件105对称分布,按工作钢管10径向每组固定板III夹角α=55°,固定板III 1042一组位两块,两块之间焊接位置由卡板1043宽度决定;
S103、将固定板II 1041焊接在弧形板102上,固定板II 1041为六组,根据滚轮组件105对称分布,按工作钢管10径向每组固定板III夹角α=55°,固定板II 1041一组位两块,两块之间焊接位置由卡板1043长度决定,并和固定板III 1042位置一一对应;
具体地讲,滚轮组件105为一组,以工作钢管10的中心轴线方向,在滚轮组件105两端各设有一组支撑组件104,即这两组支撑组件104设置在弧形板102正上方位置,另外4组支撑组件104对称布置并和内支撑管106中心线角度α为55°,即所述支撑组件104共6组,每3组位于同一圆周上。
S104、将五块固定板I 103按外支撑管101径向均匀焊接,按滚轮轴1053轴线再外支撑管101对称焊接五块,根据滚轮轴1053轴线对称的两块固定板I 103的距离由弧形板102的宽度决定;
其余步骤与实施例1中的相同。
对比例1,如图27所示,采用常规管托结构,常规管托结构包括上包箍501、紧固螺栓502、下包箍503、立板504、肋板505、底板506、复合保温结构层7、上隔热瓦块15、下隔热瓦块16和抓筋17组成;具体的,工作钢管10管径为720mm,工作温度为300℃,环境温度为20℃,复合保温结构层7采用硅酸铝针刺毯,厚度为40mm,上隔热瓦块15厚度为50mm,下隔热瓦块16厚度为100mm,上隔热瓦块15外包裹耐高温玻璃棉复合保温结构层7厚度为150mm,下隔热瓦块16外包裹耐高温玻璃棉复合保温结构层7厚度为100mm,总保温厚度为240mm,经过上包箍501、下包箍503散热损失利用圆筒面双层散热公式理算,经过立板504、肋板505利用肋片散热公式计算,通过计算得到单个常规管托散热损失为1562.5w。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变形,这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种内滑动管托系统,其特征在于,包括由内之外包裹于工作钢管(10)外壁的内管托(1)、中间套管(2)、外套管(4)和外管托(5)以及设置于所述中间套管(2)和外套管(4)之间的聚氨酯层(3);
所述内管托(1)包括呈内外套装的内支撑管(106)和外支撑管(101)以及设置于内支撑管(106)和外支撑管(101)之间的弧形板(102)、固定板I(103)、支撑组件(104)和滚轮组件(105),所述弧形板(102)通过若干个固定板I(103)固定于内支撑管(106)和外支撑管(101)之间,所述固定板I(103)的一端固定于外支撑管(101)内壁,固定板I(103)的另一端固定于弧形板(102)外壁上,所述支撑组件(104)的一端固定于内支撑管(106)外壁上,支撑组件(104)的另一端固定于弧形板(102)内壁上,所述滚轮组件(105)固定于内支撑管(106)上,且滚轮组件(105)与工作钢管(10)的外圆底部之间由滚轮(1051)滚动接触,所述弧形板(102)外壁与外支撑管(101)之间填充有纳米气凝胶保温层(8),所述内支撑管(106)和外支撑管(101)之间还设置有复合保温结构层(7)。
2.根据权利要求1所述的内滑动管托系统,其特征在于,所述固定板I(103)共设置5组,且每组两块镶嵌在弧形板(102)两边;所述固定板I(103)的一端焊接在外支撑管(101)外壁上,固定板I(103)的另一端和弧形板(102)镶嵌,所述外支撑管(101)外壁的正上方设置有吊耳(9)。
3.根据权利要求1所述的内滑动管托系统,其特征在于,所述支撑组件(104)包括两块对称设置的固定板II(1041)、两块对称设置的固定板III(1042)和卡板(1043),所述卡板(1043)为方形板,且卡板(1043)的四个边分别镶嵌于两块对称设置的固定板II(1041)上的凹槽内和两块对称设置的固定板III(1042)上的凹槽内,所述固定板III(1042)的顶部焊接于内支撑管(106)外壁上,所述固定板II(1041)的底面焊接在弧形板(102)上。
4.根据权利要求1所述的内滑动管托系统,其特征在于,所述滚轮组件(105)包括滚轮(1051)、支承座(1052)和滚轮轴(1053);所述支承座(1052)焊接于内支撑管(106)上,所述滚轮轴(1053)设置于支承座(1052)上,所述滚轮(1051)设置于滚轮轴(1053)上,并与工作钢管(10)的外圆底部滚动接触;所述滚轮轴(1053)的中心轴线垂直于工作钢管(10)的中心轴线。
5.根据权利要求1所述的内滑动管托系统,其特征在于,当工作钢管(10)管径<500mm时,滚轮组件(105)设有一组并位于内支撑管(106)正下方位置,当工作钢管(10)管径≥500mm时,滚轮组件(105)设有两组,对称布置并和内支撑管(106)中心线角度α为55°,以工作钢管(10)的中心轴线方向,在滚轮组件(105)两端各设有一组支撑组件(104),即这两组支撑组件(104)设置在弧形板(102)正上方位置,另外四组支撑组件(104)对称布置并和内支撑管(106)中心线角度α为55°,即所述支撑组件(104)共6组,每三组支撑组件(104)位于同一圆周上。
6.根据权利要求1所述的内滑动管托系统,其特征在于,所述复合保温结构层(7)包括由内至外依次设置的第一层保温层(701)、第一铝箔反射层(702)、第二层保温层(703)、第二铝箔反射层(704)、第三层保温层(705)和第三铝箔反射层(706);所述第一层保温层(701)、第二层保温层(703)和第三层保温层(705)为耐高温玻璃棉、硅酸铝针刺毯、硅酸镁纤维毯、陶瓷纤维中的一种或多种;所述第一铝箔反射层(702)、第二铝箔反射层(704)和第三铝箔反射层(706)的耐热性依次降低;所述弧形板(102)和内支撑管(106)之间的空间采用耐高温玻璃棉、硅酸铝针刺毯、硅酸镁纤维毯、陶瓷纤维中的一种或多种的碎屑铺满。
7.根据权利要求1所述的内滑动管托系统,其特征在于,所述纳米气凝胶保温层(8)铺满外支撑管(101)、固定板I(103)和弧形板(102)组成的空间,所述纳米气凝胶保温层(8)为若干层,且每层纳米气凝胶保温层(8)厚度为10mm。
8.根据权利要求1所述的内滑动管托系统,其特征在于,所述中间套管(2)和所述外套管(4)之间设置有用于固定所述聚氨酯层(3)的若干个木支架(11),木支架(11)在中间套管(2)圆周方向均匀分布,木支架(11)的数量≥10个。
9.根据权利要求1所述的内滑动管托系统,其特征在于,所述外管托(5)包括上包箍(501)、紧固螺栓(502)、下包箍(503)、立板(504)、肋板(505)和底板(506);所述上包箍(501)和下包箍(503)呈上下环抱设置,且两端分别通过紧固螺栓(502)固定连接,所述立板(504)和肋板(505)互相垂直设置且紧贴于下包箍(503)底部外壁;所述底板(506)位于立板(504)和肋板(505)底面;所述立板(504)、肋板(505)和下包箍(503)焊成一体式。
10.根据权利要求1所述的内滑动管托系统,其特征在于,所述外管托(5)还包括预埋于混凝土支墩(6)内且顶端伸出于混凝土支墩(6)顶面的预埋钢管(508)和固定于混凝土支墩(6)上表面的墩顶预埋钢板(507),所述墩顶预埋钢板(507)焊接并套设于预埋钢管(508)的上端,所述底板(506)焊接于其下面的墩顶预埋钢板(507)上,所述预埋钢管(508)预埋好后在预埋钢管(508)管内注满水泥砂浆,所述预埋钢管(508)的长度为80~180mm,预埋钢管(508)的外径为76~377mm,预埋钢管(508)的壁厚为6~12mm。
11.根据权利要求1所述的内滑动管托系统,其特征在于,所述内管托(1)和外管托(5)均涂有防腐层,所述聚氨酯层(3)的密度值不小于55Kg/m3
12.根据权利要求1-11任一所述的内滑动管托系统的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1、制作内管托(1):
S101、调整内支撑管(106)和滚轮组件(105)的位置,根据工作钢管(10)管径大小设置不同数量的滚轮组件(105),将支承座(1052)焊接在内支撑管(106)上;
S102、将固定板III(1042)焊接在内支撑管(106)上;
S103、将固定板II(1041)焊接在弧形板(102)上;
S104、将固定板I(103)均匀焊接于外支撑管(101)上;
S105、组装外支撑管(101)、弧形板(102)、固定板I(103)、支撑组件(104)、固定板II(1041)、固定板III(1042)、卡板(1043)、滚轮组件(105)、滚轮(1051)、支承座(1052)、滚轮轴(1053)和内支撑管(106);
S106、外支撑管(101)、固定板I(103)和弧形板(102)组成的空间填充满纳米气凝胶保温层(8);
S2、制作外管托(5):
S201、将上包箍(501)、下包箍(503)、立板(504)、肋板(505)和底板(506)电焊成型,焊缝触面贴合,其缝隙不大于1mm;
S202、将上包箍(501)用紧固螺栓(502)固定在下包箍(503)上,上包箍(501)和下包箍(503)环抱内管托(1);
S3、绑木支架(11):若干个木支架(11)均布于中间套管(2)的外壁圆周上,相邻的木支架(11)用铁丝(12)绑扎连接;木支架(11)坡口全部向着待穿外套管(4)方向;
S4、穿中间套管(2):
S401、调整好内管托(1)的位置,使吊耳(9)处在正上方位置;
S402、调整好穿管机的高度,将中间套管(2)放到穿管平台上;
S403、将组装好的中间套管(2)穿入内管托(1)和外管托(5)之间;
S5、穿外套管(4):
S501、调整好外套管(4)的位置,外套管(4)与内管托(1)中心高度同轴;
S502、将组装好的外套管(4)穿入中间套管(2)和外管托(5)之间,推进外套管(4)到木支架(11)处应观察一周木支架(11)是否顺利的进入外套管(4)中;
S6、填充聚氨酯层(3):向中间套管(2)和外套管(4)之间填充聚氨酯层(3),待聚氨酯层(3)发泡完成后,注料孔上安装注料孔堵头(13),且注料孔堵头(13)与注料孔之间缝隙用密封硅胶(14)密封。
13.根据权利要求12所述的内滑动管托系统的制作方法,其特征在于,还包括以下步骤:
S7、检测:
S701、对聚氨酯层(3)进行密度检测,确保密度值不小于55Kg/m3
S702、对内滑动管托系统轴线偏心距进行测试,测试取同一垂直断面,内滑动管托系统轴线偏心距应符合下面规定:
90mm≤外套管(4)直径<250mm,最大轴线偏心距为3.0mm;
251mm≤外套管(4)直径<500mm,最大轴线偏心距为5.0mm;
501mm≤外套管(4)直径<800mm,最大轴线偏心距为8.0mm;
801mm≤外套管(4)直径<1400mm,最大轴线偏心距为10.0mm;
1401mm≤外套管(4)直径<2000mm,最大轴线偏心距为14.0mm。
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