一种抗冲击的带支座耐磨弯管的制作方法

本发明涉及矿山充填料浆的管道输送技术领域，特别涉及一种抗冲击的带支座耐磨弯管。

背景技术：

胶结充填是矿山充填开采过程中非常重要的一部分，胶结充填技术是将采集和加工的细沙、砾石、块石及碎矸石按照配比加入适量的胶凝材料，进行混合搅拌后制成充填料浆，再将充填料浆输送至矿山的采空区，在采空区形成一定强度的胶结填充体，控制和改善矿山岩层的移动变形。

充填料浆大多采用管道进行输送，充填料浆的管道输送是充填系统的关键环节。无论是利用充填料浆自重的自流输送，或者采用泵加压输送的方式，在垂直管道与水平管道相连接的弯管处受到的料浆压力最大，弯管的入口处连接垂直管道，弯管的出口处连接水平管道，当料浆从垂直管道向水平管道流动时，料浆的流向在弯管处发生急剧改变，此时料浆对弯管的管壁的冲击力非常大；尤其是由于料流不稳定等因素造成的水锤现象还会对弯管的管壁产生更为强大冲击力。因此，需要对弯管进行固定，防止弯管由于受到较大的冲击力而产生大幅振动，使得弯管长期处于疲劳状态，进而导致弯管的使用寿命缩短的现象发生。现场多采用管支架或管吊架的形式将弯管出口处的水平管道支撑起来，如此可以减小弯管的振动，但是但并不能很好的使弯管抵抗强大的冲击力，使得弯管的使用寿命较低；同时，由于充填料浆的硬度和密度大、颗粒形状不规则，并且充填料浆的输送速度大，在充填料浆运输的过程中必然会造成管道的管壁的发生磨损现象，特别是在弯管处，充填料浆对弯管的背部内侧管壁的冲刷最为严重，使得弯管的背部的管壁发生磨损，磨损较为严重时，使得背部的管壁发生穿孔，在现场，弯管的背部的管壁发生穿孔的频率极高；因此，弯管的抗冲击性和耐磨性都会对弯管的使用寿命起到重要影响。

目前为了提高弯管的使用寿命，通常采用特制加厚的弯管，或者内衬陶瓷、橡胶等耐磨材料的弯管，或者采用合金材料制作的耐磨弯管，但制作工艺复杂，价格高昂。其中，公开号为CN 202371369 U的专利公开了一种耐磨弯头，包括弯头，弯头上设有密封箱体，所述弯头的弯曲段位于密封箱体内，弯头的弯曲段与密封箱体之间形成一密闭空间区域。密封箱体由弧形板、面板和端封板连接成密封腔体，当弯头管壁被磨穿后，粉状物料会进入密闭腔体区域形成结石块，结石块作为耐磨层，该专利提高了弯管的耐磨性，但是无法提高弯管的抗冲击性能，弯头受到较大的冲击力仍会发生振动，当振动较严重时，会出现弯头与密封箱体分离或者密封箱体解体的现象，同时，弯管的磨损主要发生在弯管的背部侧壁上，该耐磨弯头的密封箱体密封范围大，导致其生产成本高。公开号为CN204573429U的专利公开了一种粗骨料充填耐磨弯管，包括一直角钢弯管和耐磨室，所述耐磨室为五面密闭的金属壳，其开口的一面焊接在所述直角钢弯管转弯处的外侧管壁上，直角钢弯管的外侧管壁上设有导流孔，料浆通过导流孔进入耐磨室并凝固成胶结块，该方法可以提高弯管的耐磨性，但也无法提高弯管的抗冲击性能，直角钢弯管受到较大的冲击力仍会发生振动，当振动较严重时，会出现直角钢弯管与耐磨室分离或者耐磨室解体的现象，同时，该耐磨弯管只保护了直角钢弯管30°～60°转弯处的背部管壁，而弯管的0°～30°和60°～90°转弯处在使用过程中同样会产生磨损，在使用的过程中同样存在磨穿、爆管等安全隐患。因此，弯管由于抵抗冲击力的能力较差而使得弯管的使用仍然寿命较低，在现场，仍然需要频繁地更换弯管，使得工人的劳动强度大，同时影响安全生产和充填系统的正常运行。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的弯管的使用寿命仍然较低，仍然需要频繁地更换弯管的问题，本发明提供了一种抗冲击的带支座耐磨弯管，所述抗冲击的带支座耐磨弯管包括：弯管支座和固定在弯管支座上的90°弯管；

弯管支座包括支座底板、前支撑板、后支撑板、第一侧板、第二侧板和上封板；

前支撑板分别与支座底板以及90°弯管的出口端直管段垂直，后支撑板与90°弯管的入口端直管段相切且垂直于支座底板，第一侧板与90°弯管的一侧外壁相切且同时垂直于支座底板、前支撑板和后支撑板，第二侧板与90°弯管的另一侧外壁相切且同时垂直于支座底板、前支撑板和后支撑板，上封板同时垂直于90°弯管的入口端直管段、第一侧板、第二侧板和后支撑板，90°弯管的背部的管壁与支座底板、前支撑板、后支撑板、第一侧板、第二侧板以及上封板之间形成一个密闭空间，支座底板固定在基础台上；

所述密闭空间内设有第一加强板、第二加强板和第三加强板，第一加强板分别与前支撑板和支座底板垂直，第二加强板分别与第一侧板、第二侧板和支座底板垂直，第三加强板分别与后支撑板和支座底板垂直，第二加强板支撑所述90°弯管的背部的管壁。

在所述支座底板上、所述密闭空间外还设有第四加强板、第五加强板、第六加强板和第七加强板；

所述第四加强板靠近于所述90°弯管的出口端直管段且分别垂直于所述第一侧板和所述支座底板，所述第五加强板靠近于所述90°弯管的入口端直管段且分别垂直于所述第一侧板和所述支座底板，所述第六加强板靠近于所述90°弯管的出口端直管段且分别垂直于所述第二侧板和所述支座底板，所述第七加强板靠近于所述90°弯管的入口端直管段且分别垂直于所述第二侧板和所述支座底板。

所述第四加强板所在的平面与所述第六加强板所在的平面为同一平面。

所述第五加强板所在的平面和所述第七加强板所在的平面为同一平面。

所述第一加强板支撑所述90°弯管，所述第一加强板的形状为直角梯形。

所述第二加强板位于所述支座底板的中间。

所述支座底板的四个角上各设有一个螺栓孔，通过地脚螺栓依次穿过螺栓孔和所述基础台将所述支座底板固定在所述基础台上。

所述弯管支座包括的各个板之间通过连续焊接固定在一起。

所述90°弯管与所述弯管支座之间通过连续焊接固定在一起。

所述90°弯管为多段梯形钢管拼接而成或者为无缝热压钢弯管。

在本发明中设计一种抗冲击的带支座耐磨弯管，该抗冲击的带支座耐磨弯管包括弯管支座和90°弯管，弯管支座固定在基础台上，弯管支座与90°弯管形成的密闭空间内固定有第一加强板、第二加强板和第三加强板；在弯管支座的支座底板上、密闭空间外设置第四加强板、第五加强板、第六加强板和第七加强板，通过合理的设置各个加强板的位置，使得该带支座的耐磨弯管能够有效抵抗充填料浆的冲击力，同时该带支座的耐磨弯管还具有较强的耐磨性，使用寿命较长，因此，无需频繁地更换垂直管道与水平管道之间的弯管，降低了工人的劳动强度，保证安全生产和充填系统的正常运行。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的抗冲击的带支座耐磨弯管的结构示意图；

图2是图1的俯视图；

图3是本发明提供的弯管支座的俯视图图；

图4是图3的A-A向剖面图。

其中，

1弯管支座，11支座底板，11A螺栓孔，12前支撑板，13后支撑板，14第一侧板，15第二侧板，16上封板；

290°弯管，21出口端直管段，22入口端直管段；

3第一加强板；4第二加强板；5第三加强板；6第四加强板；7第五加强板；8第六加强板；9第七加强板。

具体实施方式

如图1所示，为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种抗冲击的带支座耐磨弯管，该抗冲击的带支座耐磨弯管包括：弯管支座1和固定在弯管支座1上的90°弯管2，90°弯管2包括入口端直管段22和出口端直管段21，入口端直管段22用于与垂直管道相连，出口端直管段21用于与水平管道相连，充填料浆通过垂直管道流至90°弯管2的入口端直管段22，进入90°弯管2内，再通过90°弯管2的出口端直管段21流至水平管道；

如图1、图2所示，弯管支座1包括支座底板11、前支撑板12、后支撑板13、第一侧板14、第二侧板15和上封板16；

前支撑板12分别与支座底板11以及90°弯管2的出口端直管段21垂直，后支撑板13与90°弯管2的入口端直管段22相切且垂直于支座底板11，第一侧板14与90°弯管2的一侧外壁相切且同时垂直于支座底板11、前支撑板12和后支撑板13，第二侧板15与90°弯管2的另一侧外壁相切且同时垂直于支座底板11、前支撑板12和后支撑板13，上封板16同时垂直于90°弯管2的入口端直管段22、第一侧板14、第二侧板15和后支撑板13，90°弯管2的背部的管壁与支座底板11、前支撑板12、后支撑板13、第一侧板14、第二侧板15以及上封板16之间形成一个密闭空间，支座底板11固定在基础台上；

如图3和图4所示，密闭空间内设有第一加强板3、第二加强板4和第三加强板5，第一加强板3分别与前支撑板12和支座底板11垂直，第二加强板4分别与第一侧板14、第二侧板15和支座底板11垂直，第三加强板5分别与后支撑板13和支座底板11垂直，第二加强板4支撑90°弯管2的背部的管壁。

本发明中的90°弯管2可以为无缝热压钢弯管，或者将多段梯形钢管通过焊接拼接成弯管。

在本发明中，弯管支座1包括的各个板之间可以通过连续焊接固定在一起，90°弯管2可以通过连续焊接固定在弯管支座1上，弯管支座1的支座底板11可以通过地脚螺栓固定在基础台上，可以在支座底板11的四个角上各设置一个螺栓孔11A，通过四个地脚螺栓将支座底板11固定在基础台上，90°弯管2的背部管壁与弯管支座1之间形成密闭空间，密闭空间可以做为耐磨室，当90°弯管2的背部管壁磨穿后，耐磨室内反复积存的充填料浆成为胶结块，可以起到良好的耐磨效果；第一加强板3、第二加强板4和第三加强板5可以通过连续焊接固定在密闭空间内。当90°弯管2受到充填浆料施加的冲击力时，固定在基础台上的弯管支座1可以有效减缓90°弯管2产生的振动，第一加强板3连接前支撑板12和支座底板11，第三加强板5连接后支撑板13和支座底板11，防止90°弯管2发生振动时而导致前支撑板12和后支撑板13沿出口端直管段21的轴向发生变形，有效避免前支撑板12、后支撑板13与支座底板11发生开焊脱离的现象；第二加强板4连接第一侧板14、第二侧板15和支座底板11，并且支撑90°弯管2，有效减缓90°弯管2由于受到充填料浆的冲击而产生的振动，并且防止第一侧板14和第二侧板15沿出口端直管段21的径向发生变形，有效避免第一侧板14、第二侧板15与支座底板11发生开焊脱离的现象，避免了弯管支座1由于受到冲击力而产生振动进而发生解体的现象发生，并且有效地将90°弯管2受到的冲击力进行分散，避免了在密闭空间内形成胶结块之前而出现弯管支座1解体的现象发生，既保证了90°弯管2抗冲击性又保证了90°弯管2的耐磨性。

在本发明中，第二加强板4可以位于支座底板11的中间，使其支撑在90°弯管2的中间部位，可以更好地防止90°弯管2因充填料浆的冲击而产生的振动，从而引起第一侧板14和第二侧板15沿出口端直管段21的径向发生变形，其中，第一加强板3和第三加强板5也可以与90°弯管2的管壁接触，对90°弯管2起到一定的支撑作用，当第一加强板3支撑90°弯管2时，可以将第一加强板3制作成直角梯形。

如图1、图2和图3所示，在支座底板11上、密闭空间外还设有第四加强板6、第五加强板7、第六加强板8和第七加强板9；

第四加强板6靠近于90°弯管2的出口端直管段21且分别垂直于第一侧板14和支座底板11，第五加强板7靠近于90°弯管2的入口端直管段22且垂直于第一侧板14和支座底板11，第六加强板8靠近于90°弯管2的出口端直管段21且分别垂直于第二侧板15和支座底板11，第七加强板9靠近于90°弯管2的入口端直管段22且分别垂直于第二侧板15和支座底板11。

在本发明中，通过在支座底板11上、密闭空间外再设置第四加强板6、第五加强板7、第六加强板8和第七加强板9可以进一步减缓90°弯管2由于受到充填料浆而产生的振动，进一步保证第一侧板14与支座底板11、第二侧板15与支座底板11的连接强度，防止第一侧板14、第二侧板15由于振动而沿出口端直管段21的径向发生变形而与支座底板11发生开焊脱离的现象发生，同时，第四加强板6、第五加强板7、第六加强板8和第七加强板9可以进一步分散90°弯管2受到的冲击力。

在本发明中，第四加强板6所在的平面与第六加强板8所在的平面为同一平面，相应地，第五加强板7所在的平面和所述第七加强板9所在的平面为同一平面，如此设计，可以使得弯管支座1的左右两侧受力均衡。

如图1所示，本发明中的90°弯管2焊接固定在弯管支座1上，90°弯管2的管壁与弯管支座1之前形成作为耐磨室的密闭空间，相对于公开号为CN 202371369U的专利来说，无需制作弧形板，相对于公开号为CN204573429U的专利来说，对90°弯管2的0°至90°度的转弯处均进行了保护，并且，本发明中的带支座耐磨弯管能够有效抵抗充填料浆施加给90°弯管2的冲击力，弯管支座1的支座底板11固定在基础台上，并且在密闭空间内设置第一加强板3、第二加强板4和第三加强板5，在密闭空间外设置第四加强板6、第五加强板7、第六加强板8和第七加强板9，当90°弯管2受到冲击力产生振动时，90°弯管2可以将冲击力传递给弯管支座1，弯管支座1固定在基础台上，因此可以有效减缓90°弯管2的振动，各个加强板可以防止弯管支座1由于受到冲击力而发生解体并且有效分散冲击力，保证在密闭空间内可以形成耐磨的胶结块，既能够抵抗充填料浆的冲击力又能够抵抗充填料浆的摩擦力。

在某矿山，采用了本发明中的抗冲击的带支座耐磨弯管进行胶结填充，其中，90°弯管2的材质选择16Mn无缝钢管，90°弯管2的管外径D为180mm，弯曲半径R＝4D＝4×180mm＝720mm，支座底板11的厚度为20mm，前支撑板12、后支撑板13、第一侧板14、第二侧板15和上封板16的厚度为15mm，第一加强板3、第二加强板4、第三加强板5、第四加强板6、第五加强板7、第六加强板8和第七加强板9的厚度为10mm，采用连续焊接的方法将相应的板焊接起来组成弯管支座1，并通过连续焊接将90°弯管2焊接在弯管支座1上，其中，焊缝高度可以与两个被焊件之间的厚度较小的焊件的厚度相同，采用4根螺纹外径为30mm的地脚螺栓将支座底板11固定在基础台上。

表1充填管路垂直管道与水平管道相连结的弯管部分的抗冲击及耐磨性能表

如表1所示，在上述某矿山中为了减小90°弯管受到冲击力时产生的振动，采用管支架或管吊架的形式将90°弯管出口端直管段支撑起来，其中，管支架预埋在巷道壁，并且利用管箍固定，其中，当90°弯管在竖直方向受到的冲击力为130KN、水平方向的冲击力为36KN时，若采用较为常用的16Mn无缝钢管作为90°弯管，则弯管的使用寿命在30天左右；若采用双金属复合钢管作为90°弯管的材质，则弯管的使用寿命大于等于1年，但双金属复合钢管的制作工艺复杂，价格高昂；若采用上述抗冲击的带支座耐磨弯管，则在采用16Mn无缝钢管作为90°弯管时，弯管的使用寿命也大于等于1年。

在本发明中设计一种抗冲击的带支座耐磨弯管，该抗冲击的带支座耐磨弯管包括弯管支座1和90°弯管2，弯管支座1固定在基础台上，弯管支座1与90°弯管2形成的密闭空间内固定有第一加强板3、第二加强板4和第三加强板5；在弯管支座1的支座底板11上、密闭空间外设置第四加强板6、第五加强板7、第六加强板8和第七加强板9，通过合理的设置各个加强板的位置，使得该带支座的耐磨弯管能够有效抵抗充填料浆的冲击力，同时该带支座的耐磨弯管还具有较强的耐磨性，使用寿命较长，因此，无需频繁地更换垂直管道与水平管道之间的弯管，降低了工人的劳动强度，保证安全生产和充填系统的正常运行。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。