专利名称：一种输送管及其制造方法、包括该输送管的泵送机械的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种输送混凝土、泥浆等物料的输送技术，特别涉及一种输送物料的输送管，还涉及到包括该输送管的泵送机械，及输送管制造方法。
背景技术：
目前，在进行建筑作业时，一般用混凝土泵送机械输送混凝土。在输送混凝土过程中，混凝土泵提供适当的动力，使混凝土在适当压力作用下通过输送管道到达预定的地点， 以在远离搅拌站的位置进行混凝土浇注或灌注作业。通常，输送管道由多个输送管顺序相接形成。在输送混凝土过程中，一方面，输送管的内壁要承受混凝土流动时产生的持续性冲蚀和磨损；另一方面，输送管要承受混凝土的压力作用，在向较高处或较远处输送混凝土时，输送管要承受更高的压力作用。混凝土对输送管内壁的冲蚀和磨损要求输送管的内壁具有较高的硬度；混凝土的压力作用要求输送管整体上具有较高的韧性(断裂韧性或/和冲击韧性)。基于上述要求，目前的输送管主要以下三种类型1)单层调质输送管；2)单层内孔淬火输送管；幻双层复合输送管。单层调质输送管是金属管体经过调质处理获得的输送管；该输送管对硬度和韧性进行了平衡。单层内孔淬火输送管是金属管体的内壁部分经过淬火处理获得输送管；该输送管实际上形成了内层部分和外层部分；内层部分经过淬火处理，硬度较高，具有较强的耐磨性能，但韧性较低；外层部分未经过淬火处理，硬度较低，但韧性较高。双层复合输送管包括相互独立的内管和外管，内管套在外管内；内管硬度较高，韧性较低，外管硬度低，韧性较高；内管用于承受混凝土的冲蚀和磨损，外管对内层起保护左右，以保证输送管整体的韧性。由于需要兼顾硬度和韧性，单层调质输送管寿命相对较短。虽然单层内孔淬火输送管和双层复合输送管能够满足实际使用对硬度和韧性的要求，但由于这两种输送管内壁部分和外壁部分具有不同的性能，在混凝土磨穿内壁部分时，输送管就要报费更换；这就容易造成输送管材料的浪费。在资源日益稀缺的时代，这个问题越来越突出。因此，如何在使输送管保持较高耐磨性和良好韧性的同时，提高输送管材料的利用率已经成为困扰本领域技术人员的技术难题。该问题不仅存在于用于输送混凝土的输送管中，也存在于用于输送泥浆、灰渣的输送管中。
发明内容
因此，本发明的第一个目的在于，提供一种具有较高耐磨性和良好韧性的输送管； 同时，利用该输送管能够提高输送管材料的利用率，减少材料浪费。本发明的第二个目的在于提供一种包括该输送管的泵送机械。本发明的第三个目的在于提供一种输送管制作方法，以使该输送管具有较高耐磨性和韧性，同时又能够提高该输送管材料的利用率。本发明提供的输送管包括管身，所述管身包括至少一层管体；所述管体包括在管体的延展方向布置的第一区域和第二区域；所述第一区域的硬度大于第二区域的硬度，所述第二区域的韧性大于第一区域的韧性。可选的，至少一部分所述第二区域形成环状。可选的，至少一部分所述第一区域形成块状，且该块状的第一区域由第二区域包围。可选的，至少一部分所述第二区域形成网状。可选的，至少一部分所述第二区域形成螺旋状。可选的，至少一部分所述第二区域形成旋转方向相反的两个螺旋状，至少一部分所述第一区域形成块状。可选的，在所述管体的内壁面，所述第一区域的最高点高于所述第二区域的最高
点ο本发明提供的泵送机械包括机械本体和安装在所述机械本体上的输送管；所述输送管为上述任一种输送管。本发明提供的第一种输送管制造方法包括对预定管体的预定区域进行淬火处理，该预定区域形成第一区域，未进行淬火处理的区域形成第二区域，并使第一区域和第二区域在该管体的延展方向布置。可选的，将管体加热到淬火温度后，再对所述预定区域进行淬火处理，或者；将管体的所述预定区域加热到淬火温度后，再对所述预定区域进行淬火处理。本发明提供的第二种输送管制造方法包括，对淬火后的预定管体的预定区域进行回火处理，该预定区域形成第二区域，未进行回火处理的区域形成第一区域，并使第一区域和第二区域在该管体的延展方向布置。本发明提供的输送管包括管身，所述管身的管体包括在管体的延展方向布置的第一区域和第二区域；两个区域具有不同的硬度和韧性，第一区域的硬度大于第二区域的硬度，第二区域的韧性大于第一区域的韧性。这样，第一区域具有较高的耐磨性能，降低输送管的磨损速度，进而使输送管具有较高耐磨性能；第二区域具有较高的韧性，进而能够吸收输送物料对管体的压力冲击，提高输送管的韧性，进而使输送管具有良好的韧性。同时，由于管体的内壁到外壁各部分具有基本相同的特性，管体的内外均能够保持基本相同的硬度和韧性，进而就可以利用管体各部分的材料，不存在内部磨损后，外层不能利用的问题；进而不存在由于内层部分磨损而使外层报废的问题；这样就能够提高管体材料的利用率，减少材料浪费。在进一步的技术方案中，至少一部分第二区域形成环状；这样第二区域可以在管体周向上形成一个封闭结构，提高管体整体的韧性，进而能够提高输送管的整体韧性。在进一步的技术方案中，至少部分第一区域形成块状，且该块状的第一区域由第二区域包围；这样，第二区域能够更好地吸收输送物料时产生的冲击，提高输送管整体的韧性。进一步的技术方案中，第二区域可以形成网状，网状结构可以更进一步地提高输送管的整体韧性。在进一步的技术方案中，所述第二区域形成螺旋状；这样不仅可以提高输送管横
4截面内的韧性，还可以提高输送管中心线方向上的韧性。在提供上述输送管的基础上，本发明提供的包括上述输送管的泵送机械也具有相对应的技术效果。提供的输送管制造方法中，通过对管体的预定区域淬火形成第一区域，或者对淬火后的管体的预定区域回火形成第二区域，最终形成相应输送管；该方法能够方便地获得输送管，具有成本低，工艺过程简单的特点。
图1是本发明实施例一提供的输送管沿中心线剖切形成的剖视图；图2是本发明实施例一提供的输送管横向剖切形成剖视图；图3是本发明实施例一提供的输送管展开结构示意图；图3-1是实施例一提供的另一种结构的输送管展开结构示意图；图4是本发明实施例二提供的输送管的部分展开结构示意图；图5是本发明实施例三提供的输送管的部分展开结构示意图；图6是本发明实施例四提供的输送管的部分展开结构示意图；图7是本发明提供的一种输送管制造方法原理示意图；图8是本发明提供的另一种输送管制造方法原理示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应视为对本发明公开技术内容的限制。请参考图1至图3，图1是本发明实施例一提供的输送管沿中心线剖切形成的剖视图；图2是本发明实施例一提供的输送管横向剖切形成剖视图；图3是本发明实施例一提供的输送管展开结构示意图。实施例一提供的输送管包括管身，还可以包括位于管身两端的法兰或其他连接装置(图中未示出)。如图所示，管身包括一层管体100 ；且管体100包括若干第一区域110 和若干第二区域120 ；第一区域110和第二区域120均从管体100的内表面到达管体100的外表面；这样，第一区域Iio和第二区域120就在管体100的延展方向(周向和中心线延伸方向)上分布。并且，第一区域110和第二区域120具有不同的性能；第一区域110的硬度大于第二区域120的硬度，第二区域120的韧性大于第一区域110的韧性。另外，第一区域 110占用的面积与第二区域120占用的面积之间具有适合的比例。实验证明，利用该输送管时，该输送管的耐磨性和韧性均能够满足输送混凝土的需要，具有较长的使用寿命，且能够承受较高的压力，能够降低或防止爆管现象发生。产生该效果可能的原因为第二区域120硬度较低，但第一区域110硬度较高；第一区域110内表面和第二区域120内表面保持平齐时，输送管存在一定的磨合期；在磨合期内，第二区域 120磨损较块，并形成一定的凹陷；但在第二区域120形成凹陷后，第一区域110凸出于管体100的内表面；在磨合期后，对于混凝土物料的冲击由第一区域110承受。由于第一区域 110具有较高的硬度和耐磨性能，进而能够降低输送管的磨损速度，使输送管具有较高的耐磨性能。第二区域120具有较高的韧性，进而能够吸收输送物料对管体的压力冲击，进而提高输送管的整体韧性，使输送管具有良好的韧性。同时，由于管体100内外具有基本相同的特性；进而在使用过程中，不会由于内层部分的磨损而使输送管整体报费的问题；这样就可以更充分地利用管体100内外各部分的材料，提高管体100材料的利用率，减少材料浪费。本领域技术人员可以理解，适当调整第一区域110占用的面积与第二区域120占用的面积之间的比例，可以使输送管具有不同的耐磨性能和韧性，以满足输送不同物料的需要。另外，也可以直接使第一区域110的内表面与第二区域120的内表面设置为不平齐的结构，即相对于管体100的内壁面，可以使第一区域110最高点高于第二区域120的最高点；具体可以使第一区域110向管体100的中心线凸出，也可以使第二区域120从管体 100的内壁面向远离管体100中心线方向凹陷，这样可以缩短或避免使用输送管时的磨合期。实施例一中，第一区域110为圆饼状，第一区域110的形状可以根据实际制造需要或使用需要进行调整，也可以为长方体、正方体等块状。本例中，为了提高管体100整体韧性，多个第二区域120保持相连；根据实际需要， 也可以使多个第一区域110和第二区域120交错分布均勻分布，如图3-1，该图是实施例一提供的另一种结构的输送管展开结构示意图。为了提高输送管整体韧性，还可以第二区域120形成不同的形状连接，以提高管体100对物料压力的承受能力。请参考图4，该图是本发明实施例二提供的输送管的部分展开结构示意图。实施例二中，第二区域120形成以管体100中心线为中心的环状。这样，多个第二区域120均可以在管体100周向上形成一个封闭结构，提高管体100及输送管的整体韧性。此时，第一区域110可以形成与第二区域120相对应的环状，第一区域110也可以形成由其他第二区域120分割为条状或块状的结构。为了提高输送管的韧性，防止由于第一区域110韧性过低而发生爆管，也可以使第一区域110形成块状，并使块状的第一区域110由第二区域120包围。此时，也可以使各第二区域120保持相连而形成网状的结构。请参考图5，该图是本发明实施例三提供的输送管的部分展开结构示意图。为了提高输送管的韧性，实施例三提供的输送管中，第二区域120形成螺旋状，即使第二区域120 在绕输送管中心线旋转延伸的同时，使第二区域120在管体100的中心线方向上延伸；这样不仅可以提高管体100横截面内的韧性，还可以提高管体100中心线方向上的韧性。请参考图6，该图是本发明实施例四提供的输送管的部分展开结构示意图。实施例四提供的输送管中，第二区域120形成旋转方向相反的两个螺旋状，图中用虚线示出两个螺旋结构的旋转方向和轨迹。各螺旋状的结构在绕输送管中心线旋转延伸的同时，使第二区域120在输送管在中心线方向上延伸；第一区域110为块状，且位于两个螺旋状结构之间；这样可以进一步地提高管体的整体韧性。在提供上述输送管的基础上，本发明还提供一种泵送机械，该泵送机械可以包括机械本体和输送管，输送管可以为上述任一种输送管；其中，机械本体可以包括底架和通过竖向轴安装在底架上的臂架，臂架包括若干个通过横向铰接轴铰接相连的臂杆；输送管可以是直管或弯管，并安装在相应臂杆上。泵送机械可以是泵车或布料杆等泵送机械。由于输送管具有上述技术效果，包括该输送管的泵送机械也具有相对应的技术效果，在此不再赘述。上述输送管的管体的材料可以为金属，即管体由金属管形成，也可以为非金属材料。在输送管的管体为钢管时，可以采用如下两种方式获得上述输送管。一种方式是对预定金属材料的管体的预定区域进行淬火处理，使该区域形成硬度高于其他区域的第一区域100 ；相应的，该管体的其他区域，即未进行淬火处理的区域具有较高的韧性，形成第二区域120 ；并使第一区域110和第二区域120在该管体100的延展方向布置。具体的方式又可以有两种选择一种具体方式是将管体100整体加热到淬火温度，再对该预定区域进行淬火处理；另一种具体方式是将管体100的所述预定区域加热到淬火温度后，再对该预定区域进行淬火处理，使预定区域硬度提高。请参考图7，该图是本发明提供的一种输送管制造方法原理示意图。该输送管制造方法中，用感应加热线圈200对管体100的预定区域加热，再利用冷却介质喷射器300将水或其他淬冷介质喷射到管体100的该预定区域上，对该预定区域进行冷却，实现对该预定区域的淬火处理，提高该预定区域的硬度，形成第一区域110。图中示出了在管体100外表面冷却预定区域的方式；由于管体100 —般较薄，因此从外表面对预定区域进行冷却，也可以保证管体100内表面的淬火效果，获得内表面具有预定硬度的第一区域110 ；当然，也可以用合适的冷却介质喷射器300从管体100的内表面冷却预定区域，也可以使该区域形成硬度较高的第一区域110。另一种方式是在对预定金属材料的管体100整体淬火后，对该管体100的预定区域进行回火处理，使该预定区域韧性提高，形成硬度较低的第二区域120 ；其他未进行回火处理区域，硬度保持不变，形成硬度较高的第一区域110 ；并第一区域110和第二区域120 在该管体100的延展方向布置。请参考图8，该图是本发明提供的另一种输送管制造方法原理示意图。该输送管制造方法是用感应加热线圈200对已经过淬火处理管体相应部分进行加热，形成加热区；同时，利用冷却介质喷射器300将水或其他冷却介质喷发到管体100的预定区域，该区域为上述加热区的一部分。冷却介质能够使该预定区域保持温度不升高，保持较低的温度，该预定区域未进行回火处理，保持较高的硬度，形成输送管的第一区域110 ；同时加热区的其他部分由于加热作用，温度升高，进行回火处理，使该部分硬度降低，韧性提高，形成管体100的第二区域120。为了适应输送管制造需要，如图所示，介质喷射器300包括一个管筒和与管筒内表面滑动配合的活塞，管筒的壁上设置若干外喷口，管筒一端与水源相通；根据活塞结构位置不同，可以调整与水源相通的外喷口的数量，进而对管体100的不同位置进行冷却。图8中示出了从管体100内表面冷却预定区域的方式，该方式可以与感应加热线圈200保持隔离，方便对管体的回火处理；实际上，也可以用合适的介质喷射器从管体100 的外表面使预定区域保持预定温度，以使该预定区域保持硬度较高，形成第一区域110。根据第一区域Iio和第二区域120形状不同，可以使介质喷射器300的外喷口或感应加热线圈200具有适当的形状和尺寸，也可以适当控制介质喷射器300和/或感应加热线圈200 相对管体100的运动轨迹，就可以获得相应形状的第一区域110或第二区域120。本文中应用了具体个例对本发明提供的技术方案进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明提供的技术方案。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
权利要求
1.一种输送管，包括管身，所述管身包括至少一层管体(100)；其特征在于，所述管体 (100)包括在管体(100)的延展方向布置的第一区域(110)和第二区域(120)；所述第一区域(110)的硬度大于第二区域(120)的硬度，所述第二区域(120)的韧性大于第一区域 (110)的韧性。
2.根据权利要求1所述的输送管，其特征在于，至少一部分所述第二区域(120)形成环状。
3.根据权利要求1所述的输送管，其特征在于，至少一部分所述第一区域(110)形成块状，且该块状的第一区域(Iio)由第二区域(120)包围。
4.根据权利要求3所述的输送管，其特征在于，至少一部分所述第二区域(120)形成网状。
5.根据权利要求1所述的输送管，其特征在于，至少一部分所述第二区域(120)形成螺旋状。
6.根据权利要求5所述的输送管，其特征在于，至少一部分所述第二区域(120)形成旋转方向相反的两个螺旋状，至少一部分所述第一区域(110)形成块状。
7.根据权利要求1-6任一项所述的输送管，其特征在于，在所述管体(100)的内壁面， 所述第一区域(110)的最高点高于所述第二区域(120)的最高点。
8.—种泵送机械，包括机械本体和安装在所述机械本体上的输送管；其特征在于，所述输送管为权利要求1至权利要求7任一项所述的输送管。
9.一种输送管制造方法，其特征在于，对预定管体(100)的预定区域进行淬火处理，该预定区域形成第一区域(110)，未进行淬火处理的区域形成第二区域(120)，并使第一区域 (110)和第二区域(120)在该管体(100)的延展方向布置。
10.根据权利要求9所述的输送管制造方法，其特征在于，将管体(100)加热到淬火温度后，再对所述预定区域进行淬火处理，或者；将管体(100)的所述预定区域加热到淬火温度后，再对所述预定区域进行淬火处理。
11.一种输送管制造方法，其特征在于，对淬火后的预定管体(100)的预定区域进行回火处理，该预定区域形成第二区域(120)，未进行回火处理的区域形成第一区域(110)，并使第一区域(110)和第二区域(120)在该管体(100)的延展方向布置。
全文摘要
本发明公开了输送管及其制造方法及泵送机械。公开的输送管包括管身，所述管身包括至少一层管体；所述管体包括在管体的延展方向布置的第一区域和第二区域；所述第一区域的硬度大于第二区域的硬度，所述第二区域的韧性大于第一区域的韧性。第一区域具有较高的耐磨性能，使输送管具有较高耐磨性能；第二区域具有较高的韧性，使输送管具有良好的韧性。同时，由于管体的内壁到外壁各部分具有基本相同的特性，进而就可以利用管体各部分的材料，提高管体材料的利用率，减少材料浪费。
文档编号F16L57/06GK102506267SQ20111028372
公开日2012年6月20日 申请日期2011年9月22日 优先权日2011年9月22日
发明者吴化波, 欧耀辉, 秦建军 申请人:三一重工股份有限公司