加强的柔性管的制作方法
【专利摘要】本发明涉及用于输送磨料浆的柔性管道(1)，该柔性管道包括诸如橡胶管的柔性管状主体(2)和在主体中沿着管道长度设置的多个耐磨环(3)，该多个耐磨环用于保护主体的内表面(4)免于浆体的研磨作用，其中，多个环中的至少一个环包括用于以封闭形式的方式接合管状主体的凹口(5)，并且其中凹口在环中布置成使得环相对于管道的径向移动被防止。
【专利说明】加强的柔性管
【背景技术】
[0001]本发明涉及用于输送磨料浆的柔性管道，该柔性管道包括柔性管状主体(诸如橡胶管)和在主体中沿着管道长度设置的耐磨环，用于保护主体内表面免受浆体的研磨作用。这种研磨作用可包括磨损、腐蚀和例如石块尖锐边缘的切割。
[0002]US4537224A涉及用于挖掘工作(dredging work，挖泥工作，清淤工作)的橡胶管，用于在海洋或河流中的挖掘工作的管线中嵌入并使用该橡胶管。这种橡胶管具有管状主体和多个金属环，该管状主体由嵌入有多个强化织物(clothes)的橡胶制成，该多个金属环以合适地间隔开的关系轴向地布置，该多个金属环被嵌入所述管状主体的内周面并且该内周面形成所述管状主体内周面的一部分。金属环与管状主体接合的接合面平行于轴线设置，并且金属环的两个轴向端部在壁厚方面制造得很薄。因此，增加金属环与管状主体之间的接触面以强化接合力并且最小化金属环的两个端部两者与管状主体之间的接合面的剥离。在环形肋32与33之间绷紧导线30 (图5)。金属环26与橡胶管之间的接合通过与在橡胶管21上轴向作用的压缩力有关的这些环形肋32、33而强化。存在对于橡胶管的需要，其中在径向上而不是轴向上提升金属环与管状主体之间的接合。
[0003]DE8437910涉及一种橡胶软管，该橡胶软管具有嵌入有金属环的软管壁，这些金属环在软管轴向方向上重叠。金属环不具有任何凹口。由于将金属环嵌入橡胶层中并且金属环出于其用途必须使软管能够承受高外压，所以金属环似乎本身不耐磨。
[0004]从GB1573189A中已知这样的用于输送磨料浆的柔性管道，GB1573189A涉及主要用于浆体或液体中块状固体的加强橡胶软管。
[0005]当输送具有尖锐颗粒的浆体时，挖掘软管内部特别易受磨损的影响，该挖掘软管是用于输送磨料浆的柔性管道。出于这个原因，软管中的弹性磨损层设置有金属磨损环。将这些金属磨损环粘附或硫化在弹性磨损层中。由于通过软管运送的材料切割内壁，所以在用于挖掘的抽吸管线或压力管线中使用的橡胶软管经受相当大量的磨损。为了抵消这种破坏，软管已知具有50毫米或以上厚度的内部耐磨且耐切橡胶层，或者使用由穿过软管壁的螺纹工具而固定锥形形状的重叠插入件。橡胶的厚层经常在短时间内被破坏并且钢制插入件的衬里很贵且仅对抽吸软管有效。
[0006]GB1573189A的发明试图提供用于运送块状且有棱角固体的橡胶软管，并且该橡胶软管可以经受吸力或压力并且因此提供具有内壁的加强橡胶软管，该内壁包括橡胶层，其中，金属插入体嵌入有插入件，每个插入件宽度基本等于橡胶层宽度并且放置在内壁表面中或直接在该内壁表面之下，在所述橡胶层上设置了加强件，在该加强件之上具有外覆盖件。将插入件牢固地嵌入橡胶层中，并且该插入件优选地为沿着软管长度延伸的环形环或螺旋线圈的形式。插入件对运送的物体的作用有抵抗力并因此在一定程度上防止该运送的物体穿透橡胶至任何可觉察到的深度。另一方面，邻近的插入件之间的纵向空间用耐磨橡胶完全填充并且具有足够的宽度以确保软管保持柔性。然而，为获得可接受的柔性而要求的这些空间却因此导致软管的不受保护的区域，在这些区域中磨料颗粒仍可穿透至某一深度。[0007]此外，EP1877689B1涉及用于输送磨料浆的柔性管，该柔性管包括由诸如橡胶的柔性聚合物制成的管状主体，和在聚合物中沿着管长设置的多个同轴的耐磨环，该环和该管状主体具有基本相同的内径。耐磨环用于减缓磨损过程，例如通过防止浆体中的尖锐物体在很长距离上刺穿橡胶磨损层。所述环通常由切割、卷边和焊接的钢板而形成。使用普通种类的钢，但也可使用大拉伸和耐磨的种类，诸如CreusabroTM和HardoxTM。
[0008]EP1877689B1的发明目的是提供对于磨损和破坏更有抵抗力的柔性管。因此，在环的周边的至少一部分上，环在环内周附近的厚度小于环在环外周附近的厚度。通过使用环的这个构造可以改善管的各种性能，诸如弯曲半径、使用寿命和刚度。特别地，以这种方式可以改善环的锚固性。然而，环在环内周附近的厚度的减小会导致软管不受保护区域的增力口，在该区域中磨料颗粒仍可穿透某一深度。此外，因为邻近的环之间的橡胶量在柔性管寿命期间持续变化，所以降低了在柔性管使用寿命期间柔性管柔度的可控性。
[0009]总之，用于已知挖掘软管的金属环是以不同剖面制造的硬化铁或铸铁。当这些已知环损坏时，损坏的环的部分容易从主体破裂出(break out)。这些破裂出的部分随衆体流动并且会破坏下游装置。此外，软管在不具有完整磨损环的情况下将更快地磨损。
【发明内容】
[0010]本发明旨在至少部分地解决与已知用于输送磨料浆的柔性管关联的问题。
[0011]本发明的另一目的是提高柔性管道在其使用寿命期间的柔度。
[0012]本发明的又一目的是提供具有提高的使用寿命的管道。
[0013]根据本发明的第一方面用一种柔性管实现这个目的，其中，多个环中的至少一个环包括用于以封闭形式的方式接合管状主体的凹口。这提供了改善的将环保持在主体中或者将环的破裂出的部分保持在主体中的可能。甚至在软管弯曲或直立时存在这种改善的保持性。而且，具有凹口的环防止柔性管状主体各部分的分离，特别是防止在凹口中延伸的主体部分的分离。此外，具有凹口的环实际上(in practice，在实际中)节省了 15%至25%的重量，因为需要较少的浮力或者主体可设置甚至更多的环，所以该重量节省在构造漂浮软管时是有益的。凹口在环中布置成使得环相对于管道的径向运动被防止。这使得能够防止环的破损部分从主体释放进入浆体中。
[0014]在一实施方式中，凹口在环中布置成使得凹口面向邻近的环。这提供了在不增加内表面暴露至研磨作用的情况下增加邻近的环之间的主体体积的可能。这在不损害针对研磨作用的保护的情况下提供了柔性管道的提高的柔度。
[0015]在一实施方式中，凹口在主体的轴向方向上延伸。这在不增加内表面暴露至研磨作用的情况下更多地增加了邻近的环之间的主体体积。
[0016]在柔性管道的一实施方式中，凹口沿着整个环周向地延伸。这更加使得能够防止或更加防止环的破损部分从主体释放进入浆体中。此外，这在不增加内表面暴露至研磨作用的情况下更加增加了邻近的环之间的主体体积。
[0017]在一实施方式中，凹口连续地延伸。这更加使得能够防止或更加防止环的破损部件从主体释放进入浆体中。此外，这在不增加内表面暴露至研磨作用的情况下更加增加了邻近的环之间的主体体积。
[0018]在柔性管道的一实施方式中，凹口在环内部与环外部之间延伸。[0019]在一实施方式中，凹口靠近环的外周延伸。
[0020]在一些实施方式中，凹口由斜面界定。
[0021]在一实施方式中，至少一个环包括多个凹口。
[0022]在柔性管道的一实施方式中，至少一个环包括一对相对的凹口。这总体上更加提高了柔性管道的柔度。
[0023]在柔性管道的一实施方式中，两个邻近的环的凹口的至少部分地面对，用于增加两个邻近的环之间的柔性主体体积。
[0024]在柔性管道的一实施方式中，柔性主体包括加强层，该加强层相对于凹口延伸，用于当管道被加压时维持柔性主体与多个环中至少一个环的封闭形式的接合。这更加使得能够防止环的破损部件从主体释放进入浆体中。
[0025]在柔性管道的一实施方式中，该层在两个邻近的环之间延伸，优选地在至少两个邻近的环上延伸。这更加改善了该层的效果。
[0026]在柔性管道的一实施方式中，该层在两个邻近的环的环外部之间延伸。这更加改善了该层的效果。
[0027]在柔性管道的一实施方式中，预张紧该层。这在管道被加压时更加改善了该层的效果。
[0028]本发明进一步涉及根据本发明的柔性管道的使用，以输送浆体，该浆体优选地是磨料浆。
[0029]本发明进一步涉及包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的一个或多个特性特征的设备。
[0030]本发明进一步涉及包括在说明书中描述的和/或在附图中示出的一个或多个特性特征的方法。
[0031]可以组合本专利中所讨论的各个方面，以便提供额外的优势。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]将参考附图示出的柔性管道的优选实施方式进一步说明本发明，附图中示出了:
[0033]图1是以剖面示出了细节的侧视图；
[0034]图2是主体一部分磨损后的图1的视图；
[0035]图3a和图3b以剖面图示出了环的细节。
【具体实施方式】
[0036]将参考附图1至图3所示的柔性管道I的优选实施方式(或其细节)详细描述本发明。
[0037]图1描述了用于输送磨料浆的柔性管道I。管道I具有柔性管状主体，在这种情况下该主体是橡胶管2，然而任何其他合适的柔性聚合物或其他材料是可能的。在主体2中沿着管道I的长度设置了多个耐磨环3。环3适于保护主体2的内表面4免受浆体研磨作用。这些环3通常由钢制成，然而任何其他可能的材料是可能的。环3相对于管道I的纵向轴线17同轴。环3，特别是多个环3，更特别是多个环3中的全部环3均包括用于以封闭形式的方式接合管状主体2的凹口 5。封闭形式在这里就是说环3不能由于克服摩擦而从主体分开。替代地，环3仅可在柔性主体(最有可能)的变形时而分开。
[0038]凹口 5在环3中布置成使得环3相对于管道I的径向运动(特别是相对于主体2的径向运动)被防止。凹口 5在主体2的轴向方向上延伸，意味着沿着管道I的纵向轴线17延伸。在这里，凹口 5沿着整个环3周向地延伸，在该情况下凹口 5连续地延伸。然而，凹口 5可延伸。可选择地，环3可设置有多个凹口 5，每个该凹口 5均在整个环3的周向的不同部分上延伸。这些部分可部分地重叠。
[0039]凹口 5在环内部6与环外部7之间延伸。在这里，凹口 5靠近环3外周延伸。这使得环3能够具有相对大的环内部6，该相对大的环内部导致环3提高的使用寿命同时在管道I的使用寿命期间维持环3在主体2中改善的保持。
[0040]在这里，凹口由在凹口 5径向相对侧部上的斜面8界定，该斜面给予凹口梯形形状，该梯形形状由环3和环3的包络线(envelope)界定。
[0041]在图1和图2中示出了凹口 5在槽3中布置成使得凹口 5面向邻近的环3。在这里，两个邻近的环3的凹口 5完全地重叠。部分地重叠的凹口 5是可能的，用于增加两个邻近的环3之间的柔性主体体积。
[0042]在图2中示出了磨损后的主体2的一部分。在使用期间，主体的内表面4转换成磨损内表面4’。环3也被部分地磨损直到如所示的内表面16。至少外环部7将环3与主体2保持在一起。
[0043]主体2包括抗压径向包裹内层11，以防止环3移动至管道I外部并且防止柔性主体2在管道I中的压力影响下的变形。这种层11本身是已知的并且可包括例如金属导线和/或芳族聚酰胺纤维。在这里，柔性主体2包括加强层11，该加强层相对于凹口 5延伸，用于当管道I被增压时维持柔性主体2和多个环中的至少一个环3的封闭形式的接合。层11在两个邻近的环3之间延伸。外层11在两个邻近的环3的环外部7之间延伸并且维持邻近的环的凹口 5中柔性主体2的材料。可预张紧外层11以更加给邻近的环的凹口 5中的柔性主体2的材料施加作用力。
[0044]内层12在两个邻近的环3的环内部6之间延伸。内层12设置有与柔性主体2的材料对照(contrast with)的标记18。一旦柔性主体2被磨损至某一程度,这些标记就被暴露出来。这些标记进而提供了可视的指示。在内层12中结合其他磨损指示器是可能的，例如断裂(break)以指示磨损的电线。
[0045]管道I在这里设置有围绕管道I且邻接柔性主体2的管道外层9。环外表面10面向外层9。环内表面15面向管道I内部。
[0046]图3a、图3b示出了设置有多个凹口 5的环3。图3a的环3包括一对相对的凹口5。图3b的环3示出了两对相邻的凹口 5。
[0047]例如；大约11800毫米的漂浮柔性管道设置有大约120个耐磨环。已知环重约39千克，然而根据本发明的环重约32千克。重要地，漂浮柔性管道则在不损害耐磨能力的情况下节省了大约840千克重量。
[0048]在包括上述说明和附图以示出本发明的一些实施方式之后，本发明还将变得明显并且不局限保护范围。从本公开，在本发明的保护范围和本质内的更多的实施方式对于领域内技术人员是明显的，并且这些实施方式是现有技术与本专利公开的明显组合。
【权利要求】
1.用于输送磨料浆的柔性管道(I)，所述管道包括诸如橡胶管的柔性管状主体(2)以及在所述主体中沿着所述管道的长度设置且用于保护所述主体的内表面(4)免于浆体的研磨作用的多个耐磨环(3)，其中所述多个环中的至少一个环包括用于以封闭形式的方式接合所述管状主体的凹口(5)，其中所述凹口在所述环中布置成使得所述环相对于所述管道的径向运动被防止。
2.根据前述权利要求所述的柔性管道，其中，所述凹口在所述环中布置成使得所述凹口面向邻近的环。
3.根据前述权利要求所述的柔性管道，其中，所述凹口在所述主体的轴向方向上延伸。
4.根据前述权利要求所述的柔性管道，其中，所述凹口沿着整个所述环轴向地延伸。
5.根据前述权利要求所述的柔性管道，其中，所述凹口连续地延伸。
6.根据前述权利要求所述的柔性管道，其中，所述凹口在环内部(6)和环外部(7)之间延伸。
7.根据前述权利要求所述的柔性管道，其中，所述凹口靠近所述环的外周延伸。
8.根据前述权利要求所述的柔性管道，其中，所述凹口由斜面(8)界定。
9.根据前述权利要求所述的柔性管道，其中，所述至少一个环包括多个凹口。
10.根据权利要求9所述的柔性管道，其中，所述至少一个环包括一对相对的凹口。
11.根据前述权利要求所述的柔性管道，其中，两个邻近的环的凹口的至少部分地面对，用于增加所述两个邻近的环之间的所述柔性主体的体积。
12.根据前述权利要求所述的柔性管道，其中，所述柔性主体包括加强层(11)，所述加强层相对于所述凹口延伸，用于当所述管道被加压时维持所述柔性主体与所述多个环中的所述至少一个环的封闭形式的接合。
13.根据权利要求12所述的柔性管道，其中，所述层在两个邻近的环之间延伸。
14.根据权利要求12所述的柔性管道，其中，所述层在两个邻近的环的所述环外部之间延伸。
15.根据前述权利要求12至14中的一项所述的柔性管道，其中，所述层被预张紧。
16.根据前述权利要求1至15中的一项所述的柔性管道的使用，以输送浆体。
17.根据权利要求16的使用，所述浆体是磨料浆。
【文档编号】F16L11/08GK103946615SQ201280051804
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2012年10月17日 优先权日:2011年10月21日
【发明者】特奥多鲁斯·威廉默斯·玛丽亚·甘辛 申请人:Ihc荷兰Ie有限公司