CN201412608Y - 一种耐磨输送管和带有该耐磨输送管的混凝土输送机械 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种耐磨输送管和带有该耐磨输送管的混凝土输送机械。提供的耐磨输送管包括外管、位于外管内的内管和连接用的法兰，外管至少一部分为树脂基复合材料，且其管壁内表面与内管的管壁外表面至少一部分相贴合，以通过保护内管增加耐磨输送管的整体强度。本实用新型提供的耐磨输送管的外管具有较高的韧性和抗冲击性，能够更好地保护内管，减少或避免内管发生脆裂爆管等事故，进而提高耐磨输送管的安全性能；由于树脂基复合材料具有重量轻的特点，在保持输送管总重量不变的前提下，可以使内管的厚度更大，进而延长耐磨输送管的使用寿命。

Description

一种耐磨输送管和带有该耐磨输送管的混凝土输送机械

技术领域

本实用新型涉及一种耐磨输送管的相关技术，特别涉及一种耐磨输送管和带有该耐磨输送管的混凝土输送机械。

背景技术

目前，在进行建筑作业时，一般通过适当的工程机械将混凝土输送到预定的地点，以实施预定的作业。在输送混凝土过程中，混凝土通过输送管到达预定的地点；而输送管内壁需要持续承受混凝土泥浆的不断冲蚀和磨损，这样，输送管在输送预定量的混凝土后，就需要更换；频繁的更换输送管一方面会影响混凝土输送的效率，另一方面也增加了混凝土输送的成本。

为了减少输送管的更换频率，降低混凝土输送成本；当前已经采用了多种技术方案，延长输送管的使用寿命。根据其原理的不同，大致包括两种方式。

一种方式是增加输送管的壁厚，以提高输送管的使用寿命，进而减少输送管的更换频率。但这种方法无疑会加大工程机械臂架的重量，在输送混凝土泥浆时，非常容易使臂架过载，严重时会导致臂架支撑断裂、臂架侧板开裂等问题，造成安全事故。

采取的另一种方式是提高输送管的硬度，以增加输送管的耐磨性，进而增加输送管的使用寿命。增加硬度一般又包括两种方式，一是用特殊耐磨材料制作输送管，如用高锰钢或特殊耐磨材料铸造，这种方式制作的输送管成本过高，不适用于混凝土的输送。二是对输送管进行淬火处理，以提高输送管壁的硬度，这种方法制造的输送管的抗冲击性和韧性较低，特别在向高处，或需要更快地输送混凝土时，输送管都要承受较高的压力，在较高压力作用下，容易导致输送管脆裂、爆管，造成更大的安全事故。

因此，通过增加输送管的壁厚或提高输送管硬度的方式来延长其使用寿命的方法都存在安全性隐患。

中国专利文献CN 101107187公开了一种双层结构的弯管。结合图1和图2所示，图1为专利文献CN 101107187公开的弯管的剖视结构示意图，图2为图1中I-I部分放大示意图。该专利文献公开的弯管包括磨损环101、法兰102、外管103和内管104，外管103与内管104之间具有预定的间隙105，以填充适当的填料。内管104为高硬度材料制作，具有较强的抗磨损性能；外管103具有较高的强度和冲击韧性，用于保护内管104，防止内管104在高压下爆管；中间的间隙105处可以填充混凝土，以使外管103和内管104固定在一起；这样，内管104和外管105共同起作用，能够在保持输送管整体耐磨性能的同时，提高输送管整体的抗冲击性和韧性。

虽然，上述双层输送管的技术能够提高输送管整体的抗冲击性和韧性，但也存在相应的缺陷。鉴于成本考虑，外管103不可能采用价格高昂的轻质合金制造；因此，外管103一般采用高强度和冲击韧性较高的金属材料制作，这就使得输送管具有较大的重量；为减轻输送管的整体重量，就要限制内管104的厚度，这就会缩短内管104的使用寿命，难以满足建筑作业对输送管使用寿命的要求。

另外，该专利文献公开的双层结构的弯管还具有以下技术问题：

第一、该弯管的法兰102与外管103之间为焊接固定，焊接法兰102与外管103产生的热量会对内管104的硬度产生不利影响，进而损害内管104两端处的耐磨性能。

第二、为了方便将内管104套装入外管103中，需要在内管104与外管103之间留有预定的间隙；为了将内管104和外管103固定在一起，并使外管103起到对内管104的保护作用，还需要在内管104和外管103之间的间隙105内填充水泥砂浆或胶泥等物质形成填充层。然而，填充层主要用来固定内管104，本身不具有耐磨性或耐磨性非常低，还会增加了输送管的重量，进而使使输送管存在相应的安全隐患。另外，为了填充内管和外管之间的间隙，还需要设置适当的浇注口，实际作业证明：用来填充砂浆的浇注口往往成为输送管的薄弱点，影响内管的耐磨性。

第三、内管104和外管103为标准弧形结构，且内管104的内壁厚度相等；无法实现对内管104的等寿命设计，这也缩短了输送管的使用寿命。

第四、在制造方面，上述双层结构的弯管具有制造过程复杂，难度较大的特点。由于外管103为薄壁管道，导致外管103制造加工成本较高；在装配时，需要设计和制造相应的工装和填充装置，以通过浇注口向间隙105填充合适的填充物，这也增加了输送管的制造难度和制造成本。

上述技术问题不仅仅存在于输送混凝土的输送管，也存在于对其他物料进行输送的输送管领域，比如在输送灰渣、煤炭领域中，相应的耐磨输送管也存在相同的问题。

实用新型内容

针对上述问题，本实用新型的第一个目的在于提供一种使用寿命更长，更安全的耐磨输送管，同时保证其整体的韧性和抗冲击性能。

在提供上述耐磨输送管的基础上，本实用新型的第二个目的在于提供了一种带有该耐磨输送管的混凝土输送机械。

本实用新型提供的耐磨输送管包括外管、位于外管内的内管和连接用的法兰，所述外管为玻璃钢材料，且其管壁内表面与内管的管壁外表面至少一部分相贴合，以通过保护内管增加耐磨输送管的强度。

可选地，所述法兰具有连接部分；所述连接部分具有向外凸起、并镶入所述外管的凸起部，以使法兰与外管固定。

可选地，所述法兰具有连接部分；所述连接部分与所述内管的管壁外表面通过粘接固定。

优选地，所述法兰与所述内管之间还具有相互配合的台阶面和凸台面，以在轴向上将法兰定位。

优选地，两个所述法兰分别位于外管两端，且由筋条连接，并使法兰与管身固定。

优选地，所述筋条位于外管的管壁中，且与内管管壁的外表面相贴合。

优选地，所述法兰为树脂基复合材料，并与外管一体成型。

优选地，所述的树脂基复合材料为玻璃钢。

优选地，所述耐磨输送管为中线为弧线的耐磨输送弯管，在所述弧线外侧，所述内管的外弧部分的厚度从两端部到中间部逐渐增加。

优选地，所述耐磨输送管为中线为弧线的耐磨输送弯管，所述弧线内侧到所述弧线外侧，所述内管管壁的厚度逐渐增加。

本实用新型提供的混凝土输送机械包括混凝土输送管，所述混凝土输送管包括上述任一种耐磨输送管。

与现有技术相比，本实用新型提供的耐磨输送管的外管为玻璃钢材料，且外管内表面与内管外表面相贴合，一方面，玻璃钢材料的外管具有更高的韧性和抗冲击性，能够更好地保护内管，减少或避免内管发生脆裂爆管等事故，进而提高耐磨输送管的安全性能；另一方面，由于玻璃钢材料具有重量轻的特点，在保持输送管总重量不变的前提下，可以将内管的厚度做得更大，进而通过延长内管的使用周期延长耐磨输送管的使用寿命。该技术方案将玻璃钢技术应用到耐磨输送管上，从一个新的角度提供了一种新的技术方案，能够在保持外管重量较小的前提下，简化耐磨输送管的制造工艺，降低耐磨输送管的制造成本。

在进一步的可选技术方案中，所述法兰包括适当的连接部分，该连接部分具有镶入外管的凸起部。该技术方案提供的耐磨输送管能够使法兰与外管更牢固地连接在一起，从而不必采用焊接的方式固定法兰，进而避免焊接操作对内管造成不利影响。

在进一步的可选技术方案中，所述法兰包括适当的连接部分，所述连接部分与内管管壁的内表面通过粘接固定，同样能够避免焊接操作对输送管整体性能造成不利影响，同时保证法兰与内管连接的可靠性。

在进一步的技术方案中，所述内管与法兰本体之间具有相互配合的台阶面和凸台面，以在轴向方向上将法兰定位；该技术方案能够保证在固定法兰与内管时，对法兰的准确定位。

在进一步的可选技术方案中，所述法兰由筋条相连，这样的技术方案能够增加法兰的轴向承载能力。

在进一步的技术方案中，所述耐磨输送管为弯管，所述弯管的内管管壁厚度为不均匀设置，且该不均匀设置符合磨损规律的要求；该技术方案能够在保持耐磨输送管重量的前提下，充分利用制造内管的耐磨材料，将更多的耐磨材料放置在磨损较快的位置，进而提高耐磨输送管的使用寿命。

本实用新型提供的耐磨输送管适应于对具有磨损性物料的输送，特别适用于输送混凝土泥浆。

附图说明

图1是专利文献CN 101107187公开的弯管的剖视结构示意图；

图2是图1中I-I部分放大示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的耐磨输送弯管的剖视结构示意图；

图4是图3中II-II部分放大图；

图5是图4部分的分解结构示意图；

图6为图3中A-A剖视结构示意图，该图省略了剖面线；

图7为本实用新型实施例二提供的耐磨输送弯管的部分结构示意图；

图8为另一种结构的耐磨输送弯管的结构示意图；

图9是本实用新型实施例三提供的耐磨输送弯管的部分结构示意图；

图10是图9中的B-B剖视结构示意图；

图11为本实用新型实施例四提供的耐磨输送直管的结构示意图；

图12是另一种结构的法兰的结构示意图；

图13是本实用新型实施例五提供的耐磨输送直管的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。应当说明的是：本实用新型中提供耐磨输送管不限于输送混凝土，也可以应用于其他场合。

请参考图3、图4和图5，图3是本实用新型实施例一提供的耐磨输送弯管的剖视结构示意图；图4是图3中II-II部分放大图；图5是图4部分的分解结构示意图。

实施例一提供的耐磨输送弯管为一种混凝土泵车上的输送管的一部分，用于输送混凝土泥浆。该耐磨输送弯管包括法兰310、内管320和外管330；该耐磨输送弯管的中心弧线的中心点为O。

其中，内管320可以是耐磨陶瓷或高铬铸铁等耐磨材料制作，以保证内管具有适当的耐磨性能。本例中，外管330为玻璃钢材料制成，具有适当的厚度，为了保证外管330具有适当的强度，其厚度约为3mm；而且，外管330的内表面与内管320的外表面相贴合。一方面，玻璃钢材料制作的外管330具有较高的强度；又由于外管330的内表面与内管320的外表面相贴合，完全能够起到对内管320的保护作用，进而能够防止脆性的内管320爆管，从而提高耐磨输送弯管的整体强度；这样，硬度较高，耐磨性较好的内管320与较高强度的外管330相结合，就能够提高耐磨输送弯管的整体耐磨性能和抗冲击性能，在保证耐磨输送弯管较长寿命的同时，提高耐磨输送弯管的安全性能。另一方面，由玻璃钢材料制成的外管330的密度较小，大约为普通碳钢的1/4～1/5，能够大大减轻耐磨输送弯管的重量；因此，在保持总重量不超过预定值的前提下，可以将内管320做得更厚，进而增加耐磨输送弯管的使用寿命。

通过对比验证，可以更清楚地说明本实用新型提供的耐磨输送弯管产生的技术效果。在不增加总重量的前提下，现有技术提供的双层金属复合管的内管和外管的厚度分别为3.2mm和2.3mm，本实用新型提供的耐磨输送管的内管和外管的厚度分别为4.5mm和3mm：由于外管330为玻璃钢制成，再加上厚度较大，因此，实施例一提供的耐磨输送弯管具有更大的强度和耐冲击性，能够承受较大的压力，从而能够将混凝土泥浆更快地输送到更高、更远的作业地点。另外，由于内管320较厚，在混凝土输送压力相同的情况下，实施例一提供的耐磨输送弯管的寿命比双层金属复合管的寿命提高了40％。可以理解，玻璃钢材料制成的外管330和较厚的内管320相结合，可以使耐磨输送弯管具有更优的性能。

如图所示，法兰310位于外管330两端，且位于内管320之外。法兰310具有向管身方向伸出的连接部分311；所述连接部分311外侧具有向外凸起的凸起部3111，所述凸起部3111镶入外管330中。该结构的意义在于：一方面能够将法兰310与外管330相固定，保证法兰310在中心弧线方向上具有预定的承载能力；另一方面，与现有技术中的焊接相比，能够避免焊接操作对内管320强度和硬度的影响，保证内管320的性能，进而保证耐磨输送弯管的耐磨性能。可以理解：其连接部分311不限于上述结构，还可以是其他的具体结构；比如说：可以根据实际需要，在连接部分311上设置多个凸起部3111，以增加法兰310与外管330连接的可靠性，提高法兰310在中心线方向的承载能力；还可以在法兰310外侧表面的适当部位滚花、设置螺纹或增加粗糙度，以增加法兰与外管330的接合性能，增加法兰330与外管330连接的可靠性。

连接部分311内侧还具有适当的台阶面3112，内管320外侧具有与台阶面3112配合的凸台面321；凸台面321与台阶面3112相抵触，从而形成定位机构，使法兰310与内管320在轴向方向上相互定位。另外，法兰310与内管320之间的配合部分还具有适当的间隙，并在该间隙处填充粘接材料，形成粘接层340，将法兰310和内管320固定。通过填充粘接材料的方式将法兰310和内管320固定在一起，一方面能够使法兰310与内管320保持固定，另一方面，粘接材料形成的粘接层340能够吸收法兰310与内管320之间的冲击作用力，进而能够保证耐磨输送弯管的稳定性能。可以理解，也可以在法兰310内侧表面的适当部分进行相应的处理，以增加法兰310与内管320的接合性能。

请参考图6，图6为图3中A-A剖视结构示意图，为了更清楚显示其结构，该图省略了剖面线。如图所示，内管320为厚度不均匀的结构；靠近中心点O的内弧部分322管壁的最小厚度为H1，在远离中心点O的外弧部分323管壁的最大厚度为H2，其中H2＞H1。优选的技术方案是：在内弧部分322的最薄处与外弧部分323的最厚处之间的过渡部分，内管320管壁的厚度逐渐增加。该技术方案的意义在于：由于混凝土泥浆流动方向的改变对管道造成相应的冲击，内管320的外弧部分323磨损速度远大于内弧部分322的磨损速度；使外弧部分323厚度大地内弧部分322厚度，可以实现外弧部分323和内弧部分322的等寿命设计，从而能够最大限度地利用耐磨损材料，将更多的耐磨损材料布置在磨损较快的位置，从而能够提高耐磨输送弯管的耐磨性；使内管320管壁的厚度逐渐增加，可以使内管320更加符合磨损规律的要求。同样的原理，混凝土泥浆流动方向的改变对外弧部分323两端部的冲击和对中间部的冲击也存在相应的差别，因此，可以将外弧部分323两端部与中间部的厚度也可以设置为不同的厚度，优选的技术方案是：从两端部到中间部，外弧部分323管壁的厚度逐渐增加。可以理解，本领域技术人员可以根据实际需要，将内弧部分322和外弧部分323的适当位置设计成适当的厚度，就可以使内管320适应输送不同的物料的需要。上述两个方面的等寿命设计，能够在保持耐磨输送弯管重量不变的情况下，使耐磨输送弯管的使用寿命提高1倍左右。

在混凝土泵车输送混凝土时，需要将适当的耐磨输送管连接在一起，而连接处常常存在台阶；在输送混凝土泥浆时，连接处的台阶会不断受到混凝土泥浆的冲击，从而导致耐磨输送管的端部磨损加快，进而缩短耐磨输送管的寿命。为了解决这个技术问题，在实施例一的基础上，本实用新型实施例二提供了另一种结构的耐磨输送弯管。

请参考图7，图7为本实用新型实施例二提供的耐磨输送弯管的部分结构示意图。与实施例一不同之处在于，本例提供的耐磨输送弯管两端还包括耐磨套350。本例中，耐磨套350为管状，其内表面为与混凝土泥浆相接触耐磨面，外侧面与法兰310内表面之间具有适当的过盈配合公差，通过过盈配合公差与法兰310固定；耐磨套350内端与内管320相抵触，并保持与内管320的良好配合。由于耐磨套350具有比内管320更高的耐磨性，因此，能够承受连接处的更多、更强烈的混凝土泥浆的冲击，进而延长耐磨输送弯管的使用寿命，解决由于内管320端部磨损过快的问题。可以理解，耐磨套350不限于管状，也可以由多个部分拼成，以充分利用尺寸较小的耐磨材料；还可以根据磨损的规律在适当的部分做成适当的厚度。另外，耐磨套350与法兰310之间也可以通焊接或粘接的方式固定。

为了解决内管320端面磨损过快的问题，也可以采用其他方式实现。如图8，该图为另一种结构的耐磨输送弯管的结构示意图，该结构的耐磨输送弯管的法兰310内表面作为与混凝土泥浆的接触的表面；这样，可以使法兰310材料具有比内管320更高的耐磨性能，同样可以解决内管320端部磨损过快的问题。

法兰310的固定方式不限于上述方式，还可以采用其他方式实现法兰310与内管320和/或外管330之间的固定。

请参考图9和图10，图9是本实用新型实施例三提供的耐磨输送弯管的部分结构示意图，图10是图9中的B-B剖视结构示意图，为了清楚显示其结构，图中省略了内管320和外管330的剖面线。

实施例三提供的耐磨输送弯管的法兰310内端面与外管330端面相抵，法兰310还具有与内管320凸台面相配合的台阶面，以在轴向将法兰310定位。还包括筋条360，筋条360两端分别与两个法兰310固定。优选的技术方案是，筋条360与内管320外表面相贴合，这样，能够利用筋条360的预拉力使两个法兰310具有对内管320适当的作用力，保证将法兰310与内管320固定在一起；为了增加筋条360与内管320固定的可靠性，还可以通过粘接或焊接的方式将筋条360与内管320固定在一起。另外，还可以使筋条360镶嵌入外管330内，以使筋条360与外管330和内管320保持固定。可以理解，根据实际需要，可以选用不同截面的筋条360。在截面足够大时，可以用一个筋条360固定两个法兰310；本例中，耐磨输送弯管具有两个筋条360，并使其分别置在外弧部分323和内弧部分322中；可以理解，也可以根据实际需要选用更多个筋条360，多个筋条可以均匀分布，也可以不均匀分布。

可以理解，混凝土泵车的混凝土输送管不仅包括弯管，还包括适当的直管。本实用新型提供的技术方案不仅适用制作耐磨输送弯管，也适用于制作耐磨输送直管；可以理解，上述在耐磨输送弯管上具有的结构也可以在耐磨输送直管上应用，以下仅对几种耐磨输送直管的结构进行描述。

如图11，该图示出了本实用新型实施例四提供的耐磨输送直管的结构示意图。本例中，耐磨输送直管包括法兰310、耐磨套350、内管320和外管330，外管330为玻璃钢材料制作，且其内表面与内管320外表面相接触；法兰310通过凸起部3111与外管330固定，法兰310与内管320外表面通过焊接固定，可以理解，法兰310与内管320还可以通过粘接固定。耐磨套350外表面与法兰310内表面通过过盈配合固定。与耐磨输送弯管相同，具有上述结构的直管也具有相对应的技术效果，在此不再赘述。可以理解，在特定情况下，也可以省去耐磨套350，采用与实施例一提供的耐磨输送弯管相似的结构。

由于耐磨输送直管具有较大的长度，可以在法兰连接部分311上设置更多个凸起部3111，以保证法兰310与外管330连接的可靠性。如图12所示的另一种结构的法兰的结构示意图，该法兰310的连接部分3111具有多个凸起部3111，凸起部3111为向法兰310外端伸出的齿状结构，该结构能够增加法兰310的承载能力，保证法兰310与外管330连接的可靠性；另外，为了增加法兰310与外管330之间连接的可靠性，还可以使连接部311更长，并可以在连接部311表面的适当位置滚花、加工螺纹或增加粗糙度，以增加法兰310与外管330连接的可靠性。

为了保证法兰310与外管330之间连接的可靠性，还可以使法兰310与外管330一体成型。如图13所示，该图示出了本实用新型实施例五提供的耐磨输送直管的结构示意图，该结构的耐磨输送直管的法兰310与外管330一体成型，该结构能够提高耐磨输送直管的整体强度，提高对压力的承受能力。可以理解，耐磨输送弯管的法兰与外管也能够通过一体成型的方式制作。

可以理解，在适当的情况下，也可以通过筋条360将耐磨输送直管两端的法兰310固定；还可以根据实际需要制作其他形状的耐磨输送管。

可以理解，上述外管330的制作材料不限于玻璃钢，还可以是由碳纤维、芳纶纤维、超高分子量聚乙烯纤维或其他增加强度的材料与树脂合成的树脂基复合材料；这些复合材料同样存在强度高，重量轻的特点，同样能够达到上述的技术效果，为了满足实际需要，还可以用不同的复合材料制作法兰和外管，比如说可以用强度较大的复合材料制作法兰，用玻璃钢制作外管，以使法兰保持较小的尺寸，方便耐磨输送管的连接，等等。

在提供上述耐磨输送管的基础上，本实用新型还提供了一种混凝土输送机械，该混凝土输送机械包括混凝土输送管，混凝土输送管至少包括上述的一种耐磨输送管，可以包括上述耐磨输送弯管或耐磨输送直管，也可以包括相配合的耐磨输送弯管和耐磨输送直管；混凝土输送机械可以是混凝土泵车、混凝土布料架等等。由于本实用新型提供的耐磨输送管具有上述技术效果，带有该耐磨输送管的混凝土输送机械也具有相应的技术效果。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1、一种耐磨输送管，包括外管(330)、位于外管(330)内的内管(320)和连接用的法兰(310)，其特征在于，所述外管(330)为玻璃钢材料，且其管壁内表面与内管(320)的管壁外表面至少一部分相贴合，以通过保护内管(320)增加耐磨输送管的强度。

2、根据权利要求1所述的耐磨输送管，其特征在于，所述法兰(310)具有连接部分(311)；所述连接部分(311)具有向外凸起、并镶入所述外管(330)的凸起部(3111)，以使法兰(310)与外管(330)固定。

3、根据权利要求1所述的耐磨输送管，其特征在于，所述法兰(310)具有连接部分(311)；所述连接部分(311)与所述内管(320)的管壁外表面通过粘接固定。

4、根据权利要求1所述的耐磨输送管，其特征在于，所述法兰(310)与所述内管(320)之间还具有相互配合的台阶面和凸台面，以在轴向上将法兰(310)定位。

5、根据权利要求1所述的耐磨输送管，其特征在于，两个所述法兰(310)分别位于外管(330)两端，且由筋条(360)连接，并使法兰(310)与管身固定。

6、根据权利要求5所述的耐磨输送管，其特征在于，所述筋条(360)位于外管(330)的管壁中，且与内管(320)管壁的外表面相贴合。

7、根据权利要求1所述的耐磨输送管，其特征在于，所述法兰(310)为玻璃钢，并与外管(330)一体成型。

8、根据权利要求1-7任一项所述的耐磨输送管，其特征在于，所述耐磨输送管为中线为弧线的耐磨输送弯管，在所述弧线外侧，所述内管(320)的外弧部分(323)的厚度从两端部到中间部逐渐增加。

9、根据权利要求1-7任一项所述的耐磨输送管，其特征在于，所述耐磨输送管为中线为弧线的耐磨输送弯管，所述弧线内侧到所述弧线外侧，所述内管(320)管壁的厚度逐渐增加。

10、一种混凝土输送机械，包括混凝土输送管，其特征在于，所述混凝土输送管包括权利要求1至权利要求9中任一项所述的耐磨输送管。

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