[发明专利]一种增强型一体式耐磨弯管、输送管道及混凝土泵车

说明书

本发明公开了一种增强型一体式耐磨弯管、输送管道及混凝土泵车，属于输送管道技术领域。该耐磨管道包括弯管本体，所述弯管本体设计为从两端A向中间B变厚与两侧C向中间D变厚，所述弯管本体为整体铸造成型，且弯管本体的出口端向前延伸形成耐磨平直段L。其弯管本体为整体铸造成型，且弯管本体的出口端向前延伸形成耐磨平直段L，杜绝了现有技术中采用两个半管进行拼接的制造方法，是的弯管本体内壁平顺，减小物料输送阻力，最重要的是有效避免弯管的穿管问题，延长了弯管的使用寿命至少10％以上，使用更为安全可靠；此外，该耐磨平直段L在浇铸时，对工艺进行调整，使其耐磨性能达到与合金钢相媲美。

技术领域

本发明涉及一种建筑、矿山、冶金、电力、石油、煤炭、粮食加工等行业的输送管道结构，更具体地说，更具体地说，涉及一种增强型一体式耐磨弯管、输送管道及混凝土泵车。

背景技术

从流体力学角度来看，物料颗粒在输送过程中撞击管壁，动能损失，速度降低；与其他的运动颗粒相碰撞，发生能量交换，速度较大的颗粒运动减慢，而速度较小的颗粒运动加快，再撞击管道内侧内壁，在反复冲撞中前移通过管道。从物料在管道中的受力分析来看，物料在管道内受到重力、粘性阻力、压力梯度力、附加质量力、巴塞特(Basset)加速度力、萨夫曼(Saffman)升力、马格努斯(Magnus)力、管壁的摩擦力、撞击管壁产生的反作用力，以及改变颗粒运动方向的离心力作用。而在管道系统中，弯管被认为是一个关键的部件，主要是因为管道弯曲处受力复杂，应力水平高，危险性大，是管道系统中最易磨损的部位，在同样的工况条件下，弯管部位的磨损率比直管部分高出50倍，且为不均匀磨损，如若不及时更换，最终将危及安全生产。综上所述，物料颗粒群既有沿管道轴向的滑移运动，又有沿管道径向的扩散运动。当物料颗粒在管道壁面擦移时，对弯管内壁产生摩擦磨损；当物料颗粒撞击弯管内壁时，对弯管内壁产生冲击磨损，使弯管内壁面产生凹痕。所以对弯管的设计来说要兼顾这两方面因素。

弯管的成型技术主要有铸造成型、模压成型等，它们都是依靠成型模具，通过浇注或是热冷压工艺仿形生成的；无论是哪一种机器设备及管道，大部分都用到弯管，主要用以输送各种物料；弯管的材料有铸铁、不锈钢、合金钢、可锻铸铁、碳钢、有色金属及塑料等材质；在建筑、矿山、冶金、电力、石油、煤炭、粮食加工等行业中，物料的输送是通过管道压力输送，输送管受到较大的压力和严重的磨损。虽然铸造件的耐冲蚀磨损性能较好，但为了满足韧性和强度的要求，铸造型弯管的硬度必然会受到限制，其耐磨料磨损性能也就相对差一些，为了弥补这个缺陷，铸造型弯管就只能采取增加壁厚的方式来达到延长其使用寿命的目的。但是，增加壁厚却存在一定缺陷：一方面，增加壁厚必然使得弯管变重，不符合泵车减重的发展趋势；另一方面，增加壁厚必然会增加生产成本。因此对输送管，特别是连接弯管有较高的综合性能要求，提高弯管的使用寿命，现已成为很难攻克的难题。

现有技术中关于耐磨抗冲击弯管已有相关技术方案公开，如专利公开号：CN204717206 U，公开日：2015年10月21日，发明创造名称为：一种外整体、内两分双层式耐磨抗冲击弯管，该申请案公开了一种外整体、内两分双层式耐磨抗冲击弯管，它由外整体内两分双层弯管、两个耐磨连接法兰、法兰焊缝组成；本外整体、内两分双层式耐磨抗冲击弯管用于建筑、矿山、冶金、电力、石油、煤炭、粮食加工等行业的恶劣环境，设计为外整体、内两分双层的独特结构，分为保护层与耐磨层，耐磨性能好，使用寿命长，性价比高，容易实现大批量生产，质量稳定可靠，安全性能高。但是，上述申请案存在的技术问题在于：其中的半弯管虽然具有耐磨层的保护，但是耐磨层的耐磨性能受限于现有钢材，从而无法进一步提高半弯管的使用寿命。

再如利公开号：CN 202691407 U，公开日：2013年01月23日，发明创造名称为：一种高分子增强复合耐磨弯管，该申请案的耐磨弯管包括耐磨钢铁弯管本体以及紧固包覆于弯管本体外周面的一层玻纤或碳纤维增强高分子层，该申请案克服了单一弯管由于韧性的不足带来的安全问题。但是，该申请案的不足之处在于：该申请案中将碳纤维增强高分子层包覆于弯管本体外周面，虽然提高了弯管的韧性，但却无法提高弯管内部的耐磨性。