专利名称：一种混凝土输送系统及其锥管装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及混凝土输送技术领域，特别涉及一种混凝土输送系统的锥管装置。此外，本实用新型还涉及包括上述锥管装置的混凝土输送系统。
背景技术：
混凝土输送系统为混凝土泵车重要的组成部分之一，它包括输送管及其输送管的支撑部件，混凝土沿混凝土输送系统中的输送管将混凝土泥浆输送到预定地点，从而完成远距离的混凝土浇注或灌注作业。混凝土输送过程中，输送管的内壁一方面要承受混凝土泥浆流动时产生的持续性的冲蚀和磨损；另一方面输送管还要承受来自混凝土泥浆的泵送压力，尤其对于输送管中管径渐变的锥管，其各部分所受的磨损和压力也各不相同，使锥管各工作部分达到最优化工作状态对于混凝土泵车有着重要的意义。现有技术中常用的锥管装置主要有以下两种一种为铸造型锥管，为了具备良好的抗压能力，铸造型锥管的硬度一般都不高，因此其内壁的耐磨性能相对比较差，容易磨损，为了满足使用的需要，一般具有比较厚的管壁，但是，管壁比较厚将会增加锥管的重量，进而增加使用成本。另一种为堆焊型锥管，堆焊型锥管包括外层的焊接结构件部分和内层的均勻的堆焊层部分，外层部分具有比较好的强度和抗冲击韧性，堆焊层具有比较好的耐磨性能，所以它在一定程度上克服了铸造型锥管的不耐磨损的缺陷。但是，锥管两端的混凝土流动状态存在较大差异。一方面，混凝土在锥管中的流动速度是不同的，小端的流动速度要比大端快，因此小端的管壁所受的摩擦力要比大端管壁所受的摩擦力大，小端管壁的磨损程度要比大端严重。当锥管小端被磨穿时，大端的管壁仍然可以使用。以上两种现有技术的锥管的耐磨层的厚度是相同的，均没有考虑混凝土流速对锥管的影响，因此导致锥管沿轴向各部分的使用寿命不一致，锥管的利用率比较低，使用成本比较高。因此，如何提供一种锥管装置，该锥管装置中锥管的利用率比较高，延长锥管的使用寿命，降低使用成本，是本领域的技术人员目前需要解决的技术问题。
实用新型内容本实用新型的目的旨为提供一种混凝土输送系统的锥管装置，该锥管装置中锥管的利用率比较高，延长锥管的使用寿命，降低使用成本。此外，本实用新型的另一目的旨为提供一种包括上述锥管装置的混凝土输送系统。为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种混凝土输送系统的锥管装置，包括锥管，所述锥管沿其内径变小的方向，其耐磨层的厚度逐渐增加。优选地，所述耐磨层为耐磨管，所述锥管还包括分别嵌套于所述耐磨层的外部的保护管，所述保护管的管壁的厚度随其内径的增大而增加。优选地，还包括分别嵌套于所述保护管的端部的外周壁的法兰；所述法兰的内部嵌套有与其相配合的耐磨套。优选地，所述法兰的一端面上设置有第一台阶面，所述法兰通过所述第一台阶面卡装于所述保护管的外周面。优选地，所述耐磨管包括小端耐磨管和与所述小端耐磨管同轴、且周向密封连接的大端耐磨管；所述保护管包括分别嵌套于相应的所述小端耐磨管和所述大端耐磨管的小端保护管和大端保护管，并且上述两保护管的周向亦密封连接。优选地，其特征在于，所述小端耐磨管为洛氏硬度值大于或者等于63的高铬铸铁管，所述大端耐磨管为洛氏硬度值在45至50区间范围的中碳合金钢管，且前者的管壁的厚度为后者的1.5倍。优选地，所述小端保护管和所述大端保护管均为低碳钢管，两者为焊接连接，且焊缝有效厚度大于或者等于8mm。优选地，所述锥管还包括保护管，所述耐磨层包括分别设置于所述保护管内的耐磨管和堆焊层，所述堆焊层设置于靠近所述保护管的大端部。本实用新型还提供了一种混凝土输送系统，包括混凝土泵送系统和与所述混凝土泵送系统连接的锥管装置，所述混凝土输送系统的锥管装置为以上任意一项所述的锥管装置。本实用新型提供的一种混凝土输送系统的锥管装置，包括锥管，所述锥管沿其内径变小的方向，其耐磨层的厚度逐渐增加。本实用新型的锥管装置中的锥管根据混凝土在其内部的流动快慢将其耐磨层设置为不同的厚度，混凝土流速比较快，即相对摩擦力比较大的部位的耐磨层的厚度大于混凝土流速比较慢，即相对摩擦力比较小的部位的耐磨层的厚度使锥管整体的使用时间大致相同，缩短了锥管各部分使用寿命的差距，提高了锥管的利用效率，降低了使用成本。一种优选的实施方式中，所述耐磨层为耐磨管，所述锥管还包括分别嵌套于所述耐磨层的外部的保护管，所述保护管的管壁的厚度随其内径的增大而增加。本实用新型的锥管装置中，保护管沿其轴向的厚度是逐渐变化的，可以优化保护管的受力，进一步提高锥管的使用寿命。
图1为本实用新型所提供的锥管装置的一种具体实施例的结构示意图；图2为图1所示锥管装置中法兰的剖视图；图3为图1所示锥管装置中耐磨套的剖视图；图4为图1所示锥管装置中小端保护管上的焊接坡口位置图；图5为图1所示锥管装置中小端保护管和大端保护管的焊接结构示意图；图6为本实用新型所提供的锥管装置的另一种具体实施例的结构示意图。其中，图1至图6中附图标记与部件名称之间的对应关系为11耐磨管；111小端耐磨管；112大端耐磨管；12保护管；121小端保护管；122大端保护管；13堆焊层；14法兰；15耐磨套；H焊缝有效厚度。
具体实施方式
本实用新型的核心旨为提供了一种混凝土输送系统的锥管装置，该锥管装置中锥管的利用率比较高，延长锥管的使用寿命，降低使用成本。此外，本实用新型的另一核心旨为提供一种包括上述锥管装置的混凝土输送系统。为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。请参考图1，图1为本实用新型所提供的锥管装置的一种具体实施例的结构示意图。本实用新型提供的一种混凝土输送系统的锥管装置，该锥管装置为输送管路的重要组成部分，包括耐磨层，一般地耐磨层是指混凝土输送时，其内壁与混凝土直接接触的部分，锥管沿其内径逐渐变小的方向，其耐磨层的厚度逐渐增加，沿锥管的轴线的各部分的耐磨层的壁厚的大小可以通过计算或实践经验来确定。本实用新型的锥管装置中的锥管根据混凝土在其内部的流动快慢将其耐磨层设置为不同的厚度，混凝土流速比较快，即相对摩擦力比较大的部位的耐磨层的厚度大于混凝土流速比较慢，即相对摩擦力比较小的部位的耐磨层的厚度，使锥管整体的使用时间大致相同，缩短了锥管各部分使用寿命的差距，提高了锥管的利用效率，降低了使用成本。需要说明的是，耐磨层的厚度可以是随锥管内径的减小而持续增大的，也可以是阶段性地随锥管内径的减小而增大的，即锥管内径在某一区间数值内耐磨层的厚度是不变的，但是相对锥管整体而言，各段耐磨层的厚度是随锥管内径的减小而增大的。锥管装置的大端部和小端部因管径的不同，其所受泵送压力也是不相同，相应的管径比较大的大端部所受的泵送压力大于小端部所受的泵送压力，因此，大端部对强度和韧性的要求相对比较高。在一种具体实施例中，耐磨层可以为耐磨管11，锥管装置还可以包括分别嵌套于耐磨管11的外部的保护管12，保护管12的管壁的厚度随其内径的增大而增加。本实用新型的锥管装置中，保护管12沿其轴向的厚度是逐渐变化的，可以优化保护管12的受力，进一步提高锥管的使用寿命。需要说明的是，保护管12的管壁的厚度的变化原理与上述耐磨层的变化原理是相反的。保护管的壁厚可以是随锥管内径的增大而持续增大的，也可以是阶段性地随锥管内径的增大而增大的，即锥管内径在某一区间数值内保护管的壁厚是不变的，但是相对锥管整体而言，各段保护管的壁厚是随锥管内径的增大而增大的。进一步地，锥管装置还可以包括嵌套于保护管12的外周壁端部的法兰14，法兰14 一般采用相对抗磨损能力差，但综合力学性能好的材料；法兰14的内部嵌套有与其相配合的耐磨套15。法兰14的内壁与耐磨套采用嵌套方式连接，而不是将耐磨层直接焊接于法兰14 的内壁，消除了将耐磨层焊接于法兰14内壁上对法兰14的力学性能的影响，满足法兰14 在泵送混凝土工作中的强度和冲击韧性，并且不影响法兰14与锥管的焊接质量，避免产生焊缝开裂等现象，提高了锥管装置的使用寿命。另外地，耐磨套15的加工工艺比法兰14要简单，当法兰14内部的耐磨套15磨损破坏时，可以将耐磨套15直接更换，法兰14还可以继续使用，进一步降低了锥管装置的使用成本。具体地，按照法兰安装在锥管所在位置处内径的不同，法兰可以分为大法兰和小法兰，一般情况下，大法兰和小法兰的结构与形状类似，只是大小不同；本文中所述的法兰是以安装在锥管的小端部的小法兰为例详细介绍法兰的结构以及与锥管的连接关系；同时，本文也不排除大法兰和小法兰结构不同的情况，只是为了文章表达的简洁，叙述不冗余，在此不对锥管大端的大法兰的结构及与相关部件的连接再作过多介绍，本领域内技术人员应当理解，只要能实现下述技术效果的法兰结构亦在本文的保护范围内。具体地，法兰14的一端面上设置有第一台阶面141，法兰14通过第一台阶141面卡装于保护管12的外周面，法兰14的这种结构可以增大与保护管12的接触面积，有利于连接的可靠性。具体地，耐磨管11可以分为两部分，包括小端耐磨管111和与小端耐磨管111同轴、且周向密封连接的大端耐磨管112 ；小端耐磨管111和大端耐磨管112可以使用同种材料，也可以使用不同种材料；两者的长度可以通过计算或实践经验来设定。保护管12也可以分为两部分，包括分别嵌套于相应的小端耐磨管111和大端耐磨管112的小端保护管121和大端保护管122，并且两保护管的周向亦密封接触。将耐磨管11和保护管12分成两部分，可以便于降低两者的加工的难度，节省加工时间及成本。在一种具体实施例中，小端耐磨管111可以为洛氏硬度值大于或者等于63的高铬铸铁管，大端耐磨管112为洛氏硬度值在45至50区间范围的中碳合金钢管；实践证明小端耐磨管111的管壁的厚度是大端耐磨管112的管壁厚度的1. 5倍时，两端耐磨管的使用寿命相当，使用最佳；例如小端耐磨管111的管壁的厚度可以为6mm，相应的大端耐磨管112 的管壁的厚度可以为4mm。两端的耐磨管采用不同的材料及相应合适的厚度比，在一定程度上进一步降低了锥管装置的加工成本，并且高铬铸铁管和中碳合金钢管强度和耐磨能力都比较好。需要指出的是，小端耐磨管111的管壁的厚度是大端耐磨管112的管壁厚度的1. 5 倍是实践得出的最优化配置，应当理解包括但不局限于本文中所描述，其他壁厚比值能实现本文的技术效果均在本文的保护范围内。小端保护管121和大端保护管122可以均为低碳钢管，两者的连接方式可以采用焊接的方式，且焊缝有效厚度H大于或者等于8mm。低碳钢管具有较好的韧性，可以实现锥管装置强度、耐磨性、韧性的有机结合，且焊接性能比较好，连接比较可靠，对焊高的要求进一步增加了连接的可靠性。在一种具体实施例中，耐磨套15的结构也可以设计为如图3所示，耐磨套15可以包括管体152和设置于管体的一端部的凸台部151，凸台部151的外周壁与法兰14的内周壁接触，且管体152的外周壁与法兰14的内周壁之间有第一空隙。耐磨套15的局部与法兰14接触即保证了两者使用过程中连接的可靠性，也减小了法兰14焊接对其内部耐磨层的影响。进一步地，凸台部151的位置可以远离法兰14和锥管焊接所在端部，即非法兰与锥管连接端，这样可以进一步减小法兰焊接对法兰14和耐磨套15装配及耐磨套15性能的影响。请参考图6，图6为本实用新型所提供的锥管装置的另一种具体实施例的结构示意图。在另一种具体实施例中，大端耐磨管112为设置于大端保护管122的内周壁上的堆焊层13，堆焊层13可以使用耐磨药芯焊丝；堆焊层的厚度和小端耐磨管的厚度可以根据混凝土的流速与材料的磨损速度通过具体的计算得出。将锥管内部的耐磨层分段使用不同材料，在一定程度上可以降低成本，同时也有利于对现有锥管的改造。以上各实施例中的法兰的材料可以使用与保护管12相同材料的低碳钢，同种材料便于焊接，嵌套于两法兰内的耐磨套可以均为高铬铸铁管；法兰和其相应的耐磨套的形状可以设计为如图1所示结构，两法兰与相应的小、大端部保护管之间的配合为间隙配合； 法兰与相应的耐磨套之间的配合方式为耐磨套15的凸台部151与法兰14之间采用过盈配合；除凸台部151外，法兰14与耐磨套15其他部分的配合为间隙配合，并且可以在间隙配合处的耐磨套15的外周面可以上涂抹粘结胶，不仅可以使连接牢固，而且可以利用粘结胶的弹性作用缓解混凝土对法兰14的冲击。除上述锥管装置外，本实用新型还提供了一种混凝土输送系统，包括混凝土泵送系统和与所述混凝土泵送系统连接的锥管装置，该混凝土泵车的锥管装置为以上任一项所述的锥管装置。由于该混凝土输送系统中包括了以上所述的锥管装置，其也相应具有该锥管装置的技术效果，此外，该混凝土输送系统的其他部分的技术特征可以参见现有技术，在此不再赘述。以上对本实用新型所提供的一种混凝土输送系统及其锥管装置进行了详细介绍。 本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰， 这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。
权利要求1.一种混凝土输送系统的锥管装置，包括锥管，其特征在于，所述锥管沿其内径变小的方向，其耐磨层的厚度逐渐增加。
2.根据权利要求1所述的锥管装置，其特征在于，所述耐磨层为耐磨管(11)，所述锥管还包括分别嵌套于所述耐磨管(11)的外部的保护管(12)，所述保护管(12)的管壁的厚度随其内径的增大而增加。
3.根据权利要求2所述的锥管装置，其特征在于，还包括分别嵌套于所述保护管(12) 的端部的外周壁的法兰(14)；所述法兰(14)的内部嵌套有与其相配合的耐磨套(15)。
4.根据权利要求3所述的锥管装置，其特征在于，所述法兰(14)的一端面上设置有第一台阶面(141)，所述法兰(14)通过所述第一台阶面(141)卡装于所述保护管的外周面。
5.根据权利要求4所述的锥管装置，其特征在于，所述耐磨管(11)包括小端耐磨管 (111)和与所述小端耐磨管(111)同轴、且周向密封连接的大端耐磨管(112)；所述保护管(12)包括分别嵌套于相应的所述小端耐磨管(111)和所述大端耐磨管(112)的小端保护管 (121)和大端保护管(122)，并且上述两保护管的周向亦密封连接。
6.根据权利要求4或5所述的锥管装置，其特征在于，所述小端耐磨管(111)为洛氏硬度值大于或者等于63的高铬铸铁管，所述大端耐磨管(11 为洛氏硬度值在45至50区间范围的中碳合金钢管，且前者的管壁的厚度为后者的1.5倍。
7.根据权利要求6所述的锥管装置，其特征在于，所述小端保护管(121)和所述大端保护管(122)均为低碳钢管，两者为焊接连接，且焊缝有效厚度(H)大于或者等于8mm。
8.根据权利要求1所述的锥管装置，其特征在于，所述锥管还包括保护管(12)，所述耐磨层包括分别设置于所述保护管(12)内的耐磨管(11)和堆焊层(13)，并且所述堆焊层(13)设置于靠近所述保护管(12)的大端部。
9.一种混凝土输送系统，包括混凝土泵送系统和与所述混凝土泵送系统连接的锥管装置，其特征在于，所述混凝土输送系统的锥管装置为权利要求1至8任一项所述的锥管装置。
专利摘要本实用新型公开了一种混凝土输送系统的锥管装置，包括锥管，所述锥管沿其内径变小的方向，其耐磨层的厚度逐渐增加；该锥管装置中的锥管根据混凝土在其内部的流动快慢，将其耐磨层设置为不同的厚度，混凝土流速比较快，即相对摩擦力比较大的部位的耐磨层的厚度大于混凝土流速比较慢，即相对摩擦力比较小的部位的耐磨层的厚度，缩短了锥管的耐磨层使用寿命的差距，使耐磨层各部分的使用时间大致相同，提高了锥管的利用效率，降低了使用成本。此外，本实用新型还提供了一种包括上述锥管装置的混凝土输送系统。
文档编号F16L9/02GK202012672SQ20112008399
公开日2011年10月19日 申请日期2011年3月25日 优先权日2011年3月25日
发明者王培 , 肖建华, 钟爽春 申请人:三一重工股份有限公司