专利名称：用于消除易产生加速流地段加速流的浆体管道的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及浆体的大口径、长距离管道输送，尤其是一种用于消除易产生加速流地段加速流的浆体管道。
背景技术：
大口径、长距离的浆体管道广泛运用于矿石输送，尤其是位置偏远的矿山。由于浆体同纯气体、液体物性上的不同，浆体管道的管道设计、施工要求及输送方式均同气体管道、液体管道的不同。其输送方式包括批量输送，浆体管道系统非连续输送形式之一，其工况为浆体和水交替输送但不间断停运；间断输送，浆体管道系统非连续输送形式之一，其工况亦为浆体和水交替输送但每一次浆批和水批之后停运一段时间。其连接形式包括密闭输送，前一段管道直接连接到下一段主泵入口端并提供一定的入口压力；开式输送，前一段管道的浆体先进入下一段的贮槽，由喂料泵将贮槽中的浆体喂入下一段主泵并提供一定的入口压力。浆体管道线路根据地形、地势进行布置，力求顺直以减少线路长度和避免转弯过多，线路选择应避免经过地形起伏过大地区，尽量减少泵站数量和加速流的产生。浆体管道在使用过程中，管道磨损、侵蚀较大，同时会产生加速流、浆体板结等其他管道输送领域所没有的问题。所谓加速流是指当管道敷设的坡度大于水力摩阻损失的坡度且下游管端具有余压时，管道内会产生浆体的加速流动，而使管道成不满流。加速流是由于管线上下游高程差较大、或在批量输送时浆批与水批的比重差等原因造成，使浆体正常流速和压力发生突然改变，相应浆体位能坡降超过正常满管流浆体输入的水力梯度而产生的水击现象。这种加速流的产生实际上由多余的能量引起的，加速流的危害极大能使管道发生剧烈振动，管线能产生纵、横向移动；管线附属设施和基础松动或位移；伴随泥浆锤的产生，破坏性进一步扩大，弯管被拉成直管，直管被压缩成弯管，易产生管道扭曲、褶皱、屈曲、扁平、凹陷、断裂、 破裂等。为消除加速流对浆体管道的影响，传统措施包括1)增加管壁厚度；2)管道增加内衬；3)减缓管道敷设的坡度；4)改变批量运输条件；5)较小管径。其中措施1)和2)主要是为了提高浆体管道的强度，起到保护管道的目的，但本身并不具备消除加速流的能力。 措施3)、4)、5)主要起到消除和减缓加速流的目的，但其中措施3)受地形、地势条件影响大；措施4)需要重复启动、停机，操作复杂；措施5)由于浆体管道通常采用定浓度、定流量输送，因此流速会加大，效果并不理想，且管道磨损、侵蚀加大，应用范围小。目前，为了解决上述问题，提出了在易产生加速流地段的管段上加设旁通管的技术方案，如申请号为200920146102. 9的实用新型专利申请、申请号为200910142880. 5的发明专利申请，旁通管和主管线均安装阀门，在主管线产生加速流时，关闭主管线上的阀门， 打开旁通管上的阀，通过旁通管上的消能装置来消除加速流。但，需要清管扫线时，主管线能清管扫线，旁通管不能随主管线一起完成清管扫线，而且必须监测什么时候产生加速流， 操作复杂。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种使用方便、操作简单，能消除加速流的用于易产生加速流地段的浆体管道。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是用于消除易产生加速流地段加速流的浆体管道，仅包括两端分别连接上游管道和下游管道的主管道，所述主管道由至少两段直管段及连接各直管段的弯管段连接构成，所述各直管段、弯管段的管内径一致；所述主管道的中心线在弯管段及弯管段同直管段连接处平滑过渡。进一步的，所述弯管段的弯曲部分采用曲率半径为30 50倍管外径的圆弧管构成。进一步的，所述弯管段采用S型弯管，所述S型弯管包括两段圆弧管，并由两圆弧管直接连接或者通过连接管道连接两圆弧管构成S型弯管。进一步的，所述S型弯管由两圆弧管直接连接构成，所述圆弧管对应的圆心角为 90° 120°。作为一种优选的布置形式，所述S型弯管中心线、S型弯管两端的直管段的中心线位于同一纵向平面内。进一步的，所述S型弯管下游一侧直管段的纵向夹角大于或等于S型弯管上游一侧直管段的纵向夹角。本实用新型的有益效果是与现有力求顺直以减少线路长度和避免转弯过多的设计准则不同，本实用新型将弯管用于消除浆体管道加速流，通过主动的增加转弯，从而通过管线长度的增加增大浆体流动的阻力；通过弯管段改变各直管段的斜率，从而增大管壁同浆体之间的相互作用，通过作用力的增大增加浆体流动的阻力，通过对势能的消耗消除加速流的产生。由于未设置旁通管及阀门，清管扫线能一次完成；当产生加速流时能自动消除加速流，无需监测和控制，使用方便、操作简单。
图1是实施例一的布置示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。本实用新型的用于消除易产生加速流地段加速流的浆体管道，仅包括两端分别连接上游管道2和下游管道3的主管道1，所述主管道1由至少两段直管段11及连接各直管段11的弯管段连接构成，所述各直管段11、弯管段的管内径一致；所述主管道1的中心线在弯管段及弯管段同直管段11连接处平滑过渡。上述的弯管段可以采用任意的中心曲线为平滑曲线的弯管构成，但为了方便弯管段的制作，方便对弯管段的形状进行控制，最好的，所述弯管段的弯曲部分采用曲率半径为 30 50倍管外径的圆弧管构成，大于30倍管外径能避免浆体对管道的冲击过大，避免浆体在弯曲处沉降、淤积，并方便压制；小于50倍管外径，则是为了保证足够的减速效果。直管段11、弯管段的设置根据地形、地势的不同而不同，弯管段可以采用L型弯管、S型弯管、U型弯管等，布置形式包括在山体斜面上的之字形布置；纵向平面内的梯级布置；上述两种方式的组合等。由于主管道1始终需要由山顶延伸至山底或者谷顶延伸至谷底，为了方便主管道 1同上游管道2、下游管道3之间的连接，同时为了在最小线路长度的前提下满足加速流消除的要求，最好的，所述弯管段采用S型弯管12，所述S型弯管12包括两段圆弧管，并由两圆弧管直接连接或者通过连接管道连接两圆弧管构成S型弯管12。S型弯管12通过连续的变向，对浆体的减速效果好，因此能在最小线路长度的前提下满足加速流消除的要求；且 S型弯管12两端直管段11的流向大致相同，因此能保证整个主管道1在整体流向上的大致相同，从而方便主管道1同上游管道2、下游管道3之间的连接。为了方便浆体的通过，最好的，所述S型弯管12由两圆弧管直接连接构成，所述圆弧管对应的圆心角为90° 120°。由于采用两圆弧管直接连接构成，小于90°减速效果差，大于120°冲击加大且容易在弯曲处沉降、淤积。为了进一步保证主管道1流向的一致，所述S型弯管12中心线、S型弯管12两端的直管段11的中心线位于同一纵向平面内。同时，为了进一步控制势能对浆体的影响，所述S型弯管12下游一侧直管段11的纵向夹角大于或等于S型弯管12上游一侧直管段的纵向夹角11。管线敷设时，上游管道2敷设应尽量降坡，下游管道3敷设应尽量抬高高程。管沟开挖，曲线段管沟的弧度必须与弯管段的弧度一致，直线亦同，并严格控制管沟底水力梯度，尽量降低管道敷设应力，安装好的管道严禁随便移动。严禁使用弹性敷设，其中管沟填充应采用粘土、拌合土等夯实填充，保证在短时间内能固结，且雨水浸泡、冲刷不流失；管道明敷时锚固墩、支墩基础必须进入土壤持力层，截面积可适当加大，且必须垂直于水平面， 管托、管枕必须与管道底部充分接触，且必须受力。管道组对焊接时严禁硬对口，直管用内对口器组对，弯管用外对口器组对，焊接方式为下向焊。实施例一如图1所示，用于消除易产生加速流地段加速流的浆体管道，上游管道2和下游管道3之间仅通过主管道1连通，所述主管道1由两段直管段11及连接两直管段11的S 型弯管12连接构成，所述各直管段11、S型弯管12的管内径一致，管内径为610mm、外径为 635. 4mm ；所述主管道1的中心线为在弯管段及弯管段同直管段11连接处平滑过渡，且S型弯管12中心线、S型弯管12两端的直管段11的中心线位于同一纵向平面内，S型弯管12 下游一侧直管段11的纵向夹角等于S型弯管12上游一侧直管段的纵向夹角11。所述S型弯管12由两曲率半径为30倍管外径的圆弧管直接连接构成，所述圆弧管对应的圆心角为 90° 。
权利要求1.用于消除易产生加速流地段加速流的浆体管道，包括两端分别连接上游管道(2)和下游管道C3)的主管道(1)，其特征在于仅包括主管道(1)，所述主管道(1)由至少两段直管段(11)及连接各直管段(11)的弯管段连接构成，所述各直管段(11)、弯管段的管内径一致；所述主管道(1)的中心线在弯管段及弯管段同直管段(11)连接处平滑过渡。
2.如权利要求1所述的用于消除易产生加速流地段加速流的浆体管道，其特征在于 所述弯管段的弯曲部分采用曲率半径为30 50倍管外径的圆弧管构成。
3.如权利要求1或2所述的用于消除易产生加速流地段加速流的浆体管道，其特征在于所述弯管段采用S型弯管(12)，所述S型弯管(1 包括两段圆弧管，并由两圆弧管直接连接或者通过连接管道连接两圆弧管构成S型弯管(12)。
4.如权利要求3所述的用于消除易产生加速流地段加速流的浆体管道，其特征在于 所述S型弯管(1 由两圆弧管直接连接构成，所述圆弧管对应的圆心角为90° 120°。
5.如权利要求3所述的用于消除易产生加速流地段加速流的浆体管道，其特征在于 所述S型弯管(12)中心线、S型弯管(12)两端的直管段(11)的中心线位于同一纵向平面内。
6.如权利要求5所述的用于消除易产生加速流地段加速流的浆体管道，其特征在于 所述S型弯管(1 下游一侧直管段(11)的纵向夹角大于或等于S型弯管(1 上游一侧直管段的纵向夹角(11)。
专利摘要本实用新型涉及浆体的大口径、长距离管道输送，提供了一种用于消除易产生加速流地段加速流的浆体管道，仅包括两端分别连接上游管道和下游管道的主管道，主管道由至少两段直管段及连接各直管段的弯管段连接构成，各直管段、弯管段的管内径一致；所述主管道的中心线在弯管段及弯管段同直管段连接处平滑过渡。本实用新型通过主动的增加转弯，从而通过管线长度的增加增大浆体流动的阻力；通过弯管段改变各直管段的斜率，从而增大管壁同浆体之间的相互作用，通过作用力的增大增加浆体流动的阻力，通过对势能的消耗消除加速流的产生。清管扫线能一次完成；无需监测和控制，使用方便、操作简单。适用于浆体管道易产生加速流的地段。
文档编号F17D1/20GK202024087SQ20112010959
公开日2011年11月2日 申请日期2011年4月14日 优先权日2011年4月14日
发明者董荔苇 申请人:中国十九冶集团有限公司