一种聚氨酯内衬管道的成形工装和制备方法与流程

[0001]
本发明属于内衬管道制备技术领域，具体涉及一种聚氨酯内衬管道的成形工装和制备方法。


背景技术：

[0002]
在矿山选矿过程中，一般通过管道输送矿浆，聚氨酯内衬管由于内衬聚氨酯具有较好的弹性，当受到介质冲击时，聚氨酯在外力作用下被迫压缩，外力消失后，聚氨酯又恢复原状，大大减轻了介质对管道内壁的直接强烈冲刷造成的磨损。
[0003]
现有的聚氨酯内衬管在制作时，常采用离心浇注使钢管内壁形成一层聚氨酯耐磨层, 但是，由于钢管的直线度不足，导致在制作聚氨酯内衬管的过程中无法准确控制聚氨酯耐磨层的厚度及均匀性，此外，对于水平输送的管道，由于介质重力作用，处于管道底部的内壁受到的磨损比管道顶部内壁更加严重，聚氨酯内衬管常因底部磨损较为严重而不能再使用，管道顶部内衬聚氨酯寿命浪费严重，导致聚氨酯内衬管的使用寿命偏差较大。


技术实现要素：

[0004]
为解决上述问题，本发明提供一种聚氨酯内衬管道的成形工装和制备方法，其不仅能够在待成形管道外形成浇注聚氨酯用的型腔，通过控制该型腔的厚度精准控制聚氨酯内衬层的厚度，还能够通过偏心设置使该型腔生产出具有偏心聚氨酯层的内衬管道。
[0005]
本发明为了解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种聚氨酯内衬管道的成形工装，包括法兰、法兰封板和内芯，所述法兰用于固定在待加工管道的两端；所述法兰封板用于固定在所述法兰的端面外侧，法兰封板上开有与所述内芯间隙配合的定位孔；所述内芯呈长度大于管道的直管状，内芯穿过所述定位孔设置且内芯的两端置于管道外，内芯的外壁、管道的内壁、法兰及法兰封板共同围成用于浇注聚氨酯的型腔；所述法兰封板上设有用于向所述型腔内浇注聚氨酯的浇注孔和用于将型腔内空气排出的排气孔。
[0006]
进一步地，所述法兰设有定位凸台，所述定位凸台与所述法兰封板之间围成用于浇注聚氨酯翻边的腔体，所述腔体与所述型腔连通。
[0007]
进一步地，所述浇注孔从法兰封板的外圆面贯穿至所述腔体与所述型腔连通，所述排气孔从法兰封板的平面贯穿至所述腔体与所述型腔连通。
[0008]
进一步地，法兰封板上沿所述定位孔设有环形槽，环形槽内嵌有密封圈，密封圈由固定在法兰封板外侧的环形压板固定压紧。
[0009]
进一步地，所述定位孔与管道同心或偏心设置。
[0010]
进一步地，所述聚氨酯内衬管道的成形工装还包括支撑装置，支撑装置包括支架，支架上固定有多个用于支撑管道的弧形托架，托架的中心连线呈直线状且相对水平面倾斜设置。
[0011]
进一步地，所述支撑装置还包括弧形托架压板，通过托架压板固定安装在托架上将管道压紧。
[0012]
一种聚氨酯内衬管道的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将法兰固定在待成形管道的两端，再将内芯置于管道内，使内芯的两端均伸出法兰的外部设置；步骤二、将法兰封板套入内芯外周并固定在法兰的端面上，得到具有由内芯的外壁、管道的内壁、法兰及法兰封板共同围成型腔的组装件；步骤三、从浇注孔向步骤二制得组装件的型腔内浇注聚氨酯，待型腔内注满聚氨酯后制得浇注后组装件；步骤四、待步骤三所得浇注后组装件的型腔内的聚氨酯凝固后，依次拆除法兰封板和内芯，得到浇注管体，浇注管体经硫化处理后制得聚氨酯内衬管道。
[0013]
进一步地，步骤三中的组装件通过弧形托架压板固定在多个弧形托架上，托架的中心连线呈直线且相对水平面倾斜设置。
[0014]
进一步地，托架中心连线所呈的直线相对水平面呈15-20
°
夹角。
[0015]
进一步地，步骤三中向型腔内注满聚氨酯的具体步骤为：将较低一端的排气孔封堵，从较高一端法兰封板的浇注孔注入聚氨酯液体，待聚氨酯液体将溢出较低一端法兰封板的浇注孔时，封堵较低一端法兰封板的浇注孔，继续注入聚氨酯液体，待聚氨酯液体将溢出较高一端法兰封板的排气孔时，封堵较高一端法兰封板的排气孔，待聚氨酯液体将溢出较高一端法兰封板的浇注孔时，封堵较高一端法兰封板的浇注孔，完成型腔内聚氨酯液体的浇注。
[0016]
本发明的有益效果：1.本发明通过在待成形管道两端设置法兰以及法兰封板，在管道内设置内芯，由内芯的外壁、管道的内壁、法兰及法兰封板共同围成用于浇注聚氨酯的型腔，通过控制型腔的厚度尺寸可以精确控制聚氨酯内衬的厚度及改善聚氨酯内衬的均匀性。
[0017]
2.本发明可将法兰封板的定位孔设置成与管道呈偏心状，以此实现型腔的偏心设计，通过偏心型腔可生产出具有偏心聚氨酯内衬的聚氨酯内衬管，可有效解决因管道底部的内壁受到的磨损比管道顶部内壁更加严重而导致聚氨酯内衬管使用寿命偏差较大的情况，使得采用同等重量的聚氨酯材料生产的聚氨酯管道的使用寿命最大化。
[0018]
3.本发明通过托架和托架压板固定管道，提高管道的直线度，进一步提高聚氨酯内衬的均匀性。
[0019]
4.本发明在浇注过程中利用托架倾斜设置，可顺利排走型腔内的空气，避免浇注过程中空气残留导致聚氨酯中混入气泡，提高聚氨酯浇注后的成形效果。
[0020]
附图说明：图1为本发明的结构示意图；图2为成形浇注时的整体结构示意图；图3为图2中b-b方向的结构示意图；图4为聚氨酯内衬管的结构示意图。
[0021]
图中标记：1、定位凸台，2、法兰，3、管道，4、聚氨酯内衬，5、聚氨酯翻边，6、螺钉，7、压板，8、密封圈，9、内芯，10、排气孔，11、浇注孔，12、法兰封板，13、压板固定螺钉，14、第一
固定螺栓，15、支架，16、托架，17、托架压板，18、第二固定螺栓，19、型腔。
具体实施方式
[0022]
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。
[0023]
如图1至图4所示，一种聚氨酯内衬管道的成形工装，包括法兰2、法兰封板12和内芯9，所述法兰2固定连接在待加工管道3的两端；所述法兰封板12固定在所述法兰2的端面外侧，法兰封板12上设有与所述内芯9间隙配合的定位孔，法兰封板12可通过第一固定螺栓14固定安装在法兰2上；所述内芯9呈长度大于管道3的直管状，具体实施时，内芯9可以由钢管制作，外圆柱面的直线度达到it12级以上，且光洁度达到ra3.2以上，以此保证内芯9的直管状，内芯9穿过所述定位孔置于管道3内，内芯9的外壁、管道3的内壁、法兰2及法兰封板12共同围成用于浇注聚氨酯的型腔19；法兰封板12上设有浇注孔11和排气孔10，所述浇注孔11和排气孔10均与所述型腔19连通，具体实施时，所述浇注孔11可通过从法兰封板12的外圆面贯穿至所述腔体与所述型腔19连通，所述排气孔10可通过从法兰封板12的平面贯穿至所述腔体与所述型腔19连通，还可在实施时将排气孔10与浇注孔11连通设置。
[0024]
进一步地，所述法兰2设有向外侧凸起的定位凸台1，在法兰封板12上可设置与定位凸台1相配合的定位槽，以方便法兰2与法兰封板12的固定，所述定位凸台1与所述法兰封板12之间围成用于浇注聚氨酯翻边5的腔体，所述腔体与所述型腔19连通，即腔体属于型腔19的一部分，通过该腔体可以实现成形后的聚氨酯内衬4形成延伸到定位凸台1的聚氨酯层翻边5，聚氨酯翻边5形成密封层，可以提高制得的聚氨酯内衬管在相互连接时的密封性。
[0025]
进一步地，沿所述定位孔设有环形槽，环形槽内嵌有密封圈8，密封圈8由固定在法兰封板12外侧的环形压板7固定压紧，具体实施时，可使用10mm厚钢板制作环形压板7，并在环形压板7上设置与法兰封板12相匹配的安装孔，可将环形封板7内径设置为比内芯9外径大1～2mm，压板7由压板固定螺钉13固定在法兰封板12上，密封圈8可以是o形密封圈，密封圈8最好能耐120℃高温，通过密封圈8提高内芯9与法兰封板12间的密封性。
[0026]
在具体实施本发明时，所述定位孔与管道3可以同心设置，也可以偏心设置，当定位孔与管道3同心设置时，所述型腔19为厚度均匀的腔体，通过控制型腔19的厚度即可达到精确控制得到的聚氨酯内衬4的厚度，当定位孔与管道3偏心设置时，所述型腔19为不等厚的偏心管状腔体，通过控制型腔19的偏心度即可达到制备不同的具有偏心聚氨酯内衬4的管道，通过将该管道较厚聚氨酯层对应的面向下设置，可有效避免因管道底部的内壁受到的磨损比管道顶部内壁更加严重而导致的聚氨酯内衬管使用寿命偏差较大现象。
[0027]
进一步地，所述聚氨酯内衬管道的成形工装还包括支撑装置，支撑装置包括支架15，支架15上固定有多个用于支撑管道3的弧形托架16，托架16的中心连线呈直线状且相对水平面倾斜设置。
[0028]
具体实施时，可在浇注孔11和排气孔10上攻m12螺纹，当管道3放置于支撑装置后，将较低一端的法兰封板12的排气孔10用螺钉6封堵，处于较高一端的法兰封板12排气孔10用于将型腔19内的空气排出，这样方便浇注时型腔19内空气的顺利排出，此外，支架15可以选用10#槽钢焊接制作，支架15的底部与水平面齐平，托架16可以设置3个，托架16的中心连线与支架15的底部形成15-20
°
夹角。
[0029]
进一步地，所述支撑装置还包括固定在托架16上的弧形托架压板17，托架压板17
可通过第二固定螺栓18固定安装在托架16上，托架压板17可以由钢板卷圆后制作成，通过托架压板17将管道3紧密固定，当管道3出现不直的情况时，可利用托架压板17将管道3校正至与托架16的中心连线处于一致平行状态。
[0030]
一种聚氨酯内衬管道的制备方法，包括以下步骤：步骤一、将法兰2固定在待加工管道3的两端，内芯9穿过管道3设置，具体实施时，可根据需制备的聚氨酯内衬管选择法兰2的尺寸，将法兰2焊接在管道3的两端，然后将焊接好法兰2的管道3内壁以及法兰2的凸面进行喷砂处理，清洗干净后涂刷胶粘剂，并将内芯9、法兰封板12、压板7、螺钉6、压板固定螺钉13、第一固定螺栓14以及o型密封圈8清洗干净并喷脱模剂。
[0031]
步骤二、将法兰封板12套入内芯9并固定在法兰2上，得到待浇注的组装件，具体实施时，若法兰封板12的定位孔与管道3同心设置，则法兰封板12可不用调整转向，若法兰封板12的定位孔与管道3偏心设置，则将法兰封板12转动，使管道3两端的法兰封板12上的定位孔的偏心朝向同一个方向，法兰封板12固定好后，向法兰封板12的环形密封槽中内嵌入o型密封圈8，然后用环形压板7将其压紧。
[0032]
步骤三、对步骤二中组装件进行浇注，通过浇注孔11向型腔19内注入聚氨酯，通过排气孔10排出型腔19内的空气，待型腔19内注满聚氨酯后封堵排气孔10和浇注孔11，制得浇注后组装件，具体实施时，可先将步骤二中得到的组装件放入烘箱，加热至100-110℃进行预热，然后再进行浇注。
[0033]
步骤四、待步骤三所得的浇注后组装件型腔19内的聚氨酯凝固后，依次拆除法兰封板12和内芯9，得到浇注管体，浇注管体经硫化处理后制得聚氨酯内衬管道。
[0034]
具体实施时，可将步骤三所得浇注后组装件放入烘箱，在100-110℃保温处理20-60min后拆除法兰封板12和内芯9，得到浇注管体，也可以在停止浇注后静置一段时间使型腔19内的聚氨酯凝固，得到浇注管体；将浇注管体放入烘箱，在100-110℃硫化10h左右，经过修边去除多余飞边与浇注的冒口即可制得带有聚氨酯内衬4的聚氨酯内衬管道，具体在拆除内芯9的过程中，可以待型腔19内聚氨酯凝固后，从内芯9的内部吹入冷空气，使内芯9快速降温，内芯降温后缩小，然后将浇注管体的法兰封板12依次拆卸，缓慢拧动内芯9，使内芯9完全能在浇注后的聚氨酯内活动后再将内芯9沿轴向拉出即可，可避免损伤聚氨酯管道的聚氨酯内衬。
[0035]
进一步地，在步骤三中的浇注进行前，可将组装件固定在多个弧形托架16上，托架16的中心连线呈直线且相对水平面倾斜设置，具体实施时，可在步骤二中得到的组装件100-110℃预热后，将其快速放在支架15上，通过托架16支撑住管道3外壁，然后压上托架压板17，并用第二固定螺栓18固定压紧，使管道3处于校直状态，托架16的中心连线所呈的直线与水平面呈15-20
°
的夹角，以便在聚氨酯浇注时使型腔19内的空气更好排出。
[0036]
进一步地，步骤三中的向型腔19内注满聚氨酯的具体浇注过程为：将位于较低端的法兰封板12的排气孔10拧入螺钉6进行封堵，从较高一端的法兰封板12的浇注孔11浇注聚氨酯液体，并观察低处法兰封板12的浇注孔11，当发现将有聚氨酯液体快从低处浇注孔11溢出时，立即拧入螺钉6进行封堵，然后再观察高处法兰封板12的排气孔10，直到发现高处法兰封板12的排气孔10将有聚氨酯液体溢出时，立即拧入螺钉6进行封堵，继续浇注，直到较高一端的法兰封板12的浇注孔11有聚氨酯溢出，将该浇注孔11用螺钉6封堵，停止浇注
即可将型腔19内注满聚氨酯液体。
[0037]
通过实施本发明，不仅能够在待成形管道外形成浇注聚氨酯用的型腔，通过控制该型腔的厚度精准控制聚氨酯内衬层的厚度，还能够通过偏心设置使该型腔生产出具有偏心聚氨酯内衬的内衬管道。
[0038]
需要说明的是，上述实施例仅用来说明本发明，但本发明并不局限于上述实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。