混凝土泥浆输送装置及具有其的混凝土泵车的制作方法
【专利摘要】本发明提供的混凝土泥浆输送装置，包括输送管(10)以及第一法兰(20)，输送管(10)包括入口段(12)、中间段(14)及出口段(16)，第一法兰(20)的端部与入口段(12)焊接形成第一焊缝(26)，输送管(10)内壁上包括位于入口段(12)的厚度不均的第一淬火段(121)、位于所述中间段(14)的厚度均匀的第二淬火段(141)，其中第一淬火段(121)正对第一焊缝(26)的部位的厚度与第一淬火段(121)的最小厚度相等。本发明通过将输送装置的输送管(10)易发生磨损的入口段(12)进行特殊淬火处理获得不同的淬火层厚度，兼顾了输送管(10)的耐磨性能和抗爆性能，有效提高产品寿命。
【专利说明】混凝土泥浆输送装置及具有其的混凝土泵车
【技术领域】
[0001]本发明涉及工程机械【技术领域】，具体涉及一种混凝土泥浆输送装置及具有其的混凝土泵车。
【背景技术】
[0002]混凝土泥浆输送装置广泛用于混凝土机械(如混凝土泵车、砼泵)或一些施工场所，用于输送混合有沙子及砾石等高硬度材料的混凝土泥浆，通常，该混凝土泥浆输送装置包括多段输送直管及连接于输送直管之间的弯管，其中输送直管作为输送混凝土泥浆的主体需要承受混凝土泥浆的冲击和磨损，因此，混凝土泥浆输送装置中的输送管在输送混凝泥浆时，混凝土泥浆对该输送直管的内壁产生一定程度的磨损和刮伤。
[0003]请参阅图1，该混凝土输送装置的输送直管包括输送管10’和分别焊接于该输送管10’两端的法兰12’，所述法兰12’用于将输送管10’与其他管道连接，输送管10’的端口并分别镶有高耐磨衬套14’，用于提高输送管10’的管口的耐磨性能。所述输送管10’的管体采用普通高碳钢材料，其内壁进行淬火热处理，得到约1.7mm的淬硬层16’，通过该淬硬层16’来提高输送管10’的耐磨性，并保证一定的耐压性能。在实际工况下，上述输送管10’在长度方向上的磨损程度相差很大，其左边的入口端以及距离入口端的法兰12’焊缝的IOOmm内都成了易磨损部位，该部位先期磨穿，极易造成管体的报废，缩短输送管的使用寿命。此外，现有输送管10’的管体淬硬层16’厚度均匀设置于输送管10’内表面，其平均厚度只能达到2_左右，若要通过加厚淬硬层16’来提高耐磨性，管体脆性增加，易爆管，导致输送管的寿命无法提高。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是提供一种兼顾韧性、耐磨性以及提高其使用寿命的混凝土输送装置及具有其的混凝土泵车。
[0005]本发明提供的混凝土泥浆输送装置，包括具有入口和出口的输送管以及与输送管的入口所在端焊接连接的第一法兰，所述第一法兰的内部具有第一通孔，所述输送管沿轴向依次包括入口段、中间段及出口段，所述入口段的端部伸入所述第一通孔内，所述第一法兰的端部与所述入口段的外周焊接连接形成第一焊缝，所述输送管的内壁上包括位于所述入口段的厚度不等的第一淬火段、位于所述中间段的厚度均匀的第二淬火段，所述第一淬火段的最小厚度大于或等于所述第二淬火段的厚度，其中所述第一淬火段正对所述第一焊缝的部位的厚度与所述第一淬火段的最小厚度相等。
[0006]优选地，所述第一淬火段的纵截面形状沿所述输送管的轴向呈波浪形，其中所述第一淬火段正对所述第一焊缝的部位为波谷。
[0007]优选地，所述第一淬火段包括厚度从入口逐渐减小的第一部分、与所述第一部分邻接且厚度均等的第二部分以及与所述第二部分的外周邻接且呈螺纹状的第三部分，所述第二部分位于正对所述第一焊缝的部位，所述第一部分的最大厚度与所述第一淬火段的最大厚度相等。优选地，所述第一淬火段的最小厚度小于所述输送管壁厚的50%。
[0008]优选地，所述输送管的内壁上还包括位于所述出口段的厚度不均的第三淬火段，所述第二淬火段连接于所述第一淬火段和所述第三淬火段之间，所述第三淬火段的最小厚度大于所述第二淬火段的厚度。
[0009]优选地，所述第二淬火段的厚度为所述输送管壁厚的30%_50%。
[0010]优选地，所述第三淬火段包括与靠近出口的加厚部及与所述加厚部连接的厚度均等的平直部，所述加厚部的厚度大于所述平直部的厚度，所述平直部的厚度为所述输送管壁厚的50%-67%。
[0011]优选地，所述输送装置还包括与所述出口所在端焊接连接的第二法兰，所述第二法兰内部具有第二通孔，所述出口段伸入所述第二通孔中，所述出口段的端部与所述第二法兰背离所述第一法兰的端部齐平，所述第三淬火段的厚度最大的部位位于所述出口段的端部。
[0012]优选地，所述输送装置还包括设置于所述第一通孔内的耐磨管套，所述耐磨管套的一端的端面与所述输送管的入口的端面连接，所述第一淬火段与所述耐磨管套接触的部位的厚度与所述第一淬火段的最大厚度相等。
[0013]本发明还提供一种混凝土泵车，包括上述的混凝土泥浆输送装置。
[0014]本发明通过将输送管易发生磨损的入口段进行特殊淬火处理获得不同厚度淬火层结构，兼顾了输送管的耐磨性能和抗爆性能；且将所述第一焊缝正对第一淬火段的最小厚度，避免第一焊缝的溶合区扩展至淬火层而导致输送管沿所述第一焊缝处开裂，有效提高输送管使用寿命。
【专利附图】
【附图说明】
[0015]图1为现有技术的混凝土泥浆输送装置结构示意图；
[0016]图2为本发明第一实施例的混凝土泥浆输送装置结构示意图。
[0017]图3为本发明第二实施例的混凝土泥浆输送装置结构示意图。
[0018]附图标记说明
[0019]10、输送管12、入口段121、第一淬火段121a、第一部分
[0020]121b、第二部分121c、第三部分14、中间段141、第二淬火段
[0021]16、出口段161、第三淬火段161a、平直部161b、加厚部
[0022]20、第一法兰22、第一通孔24、耐磨管套26、第一焊缝
[0023]30、第二法兰32、第二通孔36、第二焊缝
【具体实施方式】
[0024]以下结合附图对本发明的【具体实施方式】进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的【具体实施方式】仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
[0025]本发明实施例提供一种混凝土泥浆输送装置，请参阅图2，所述混凝土泥浆输送装置包括具有入口和出口的输送管10以及与输送管10的入口所在端焊接连接的第一法兰20，所述第一法兰20的内部具有第一通孔22，所述输送管10沿轴向依次包括入口段12、中间段14及出口段16，所述入口段12的端部伸入所述第一通孔22内，所述第一法兰20的端部与所述入口段12的外周焊接连接形成第一焊缝26，所述输送管10的内壁上包括位于所述入口段12的厚度不等的第一淬火段121、位于所述中间段14的厚度均匀的第二淬火段141，所述第一淬火段121的最小厚度大于或等于所述第二淬火段141的厚度，其中所述第一淬火段121正对所述第一焊缝26的部位的厚度与所述第一淬火段121的最小厚度相等。本发明通过将输送管10易发生磨损的入口段12进行特殊淬火处理获得不同厚度淬火层结构，兼顾了输送管10的耐磨性能和抗爆性能；且将所述第一焊缝26正对第一淬火段121的最小厚度，避免第一焊缝26的溶合区扩展至淬火层而导致输送管10沿所述第一焊缝26处开裂，有效提高输送管10使用寿命。
[0026]值得注意的是，所述第一法兰20的端部和入口段12的外周的第一焊缝26大大限制了入口段12第一淬火段121的厚度，以输送管的壁厚为4.5mm为例，第一焊缝26的溶合区沿输送管10的径向尺寸可达1.5mm以上，如果入口段12的的第一淬火段121采用现有技术那样的等厚淬火层，则溶合区可能扩展至内壁上的第一淬火段121区域，导致输送管10容易在第一法兰20与入口段12的第一焊缝26处开裂，严重影响输送管10的使用寿命，因此，位于入口段12内壁的第一淬火段121需要避开所述第一焊缝26的熔合区。因此，本发明中，将所述第一焊缝26正对第一淬火段121的最小厚度，以避免所述第一焊缝26的熔合区与第一淬火段121产生的交叉区域，提高输送管10的使用寿命。
[0027]可以理解的是，本发明中淬火层的厚度指的是淬火层沿输送管10的径向方向上的尺寸。
[0028]所述输送管10的入口所在端指的是混凝土泥浆进入所述输送管10的一端，所述出口所在端指的是混凝土泥浆离开所述输送管10的一端。请参阅图2和图3，图2和图3中所示的输送管10的左端即为入口，输送管10的右端即为所述出口。
[0029]请参阅图2和图3，其中入口段12对应图中的A表示的长度，中间段14对应图中的B表不的长度，出口段16对应图中的C表不的长度。
[0030]所述入口段12为沿所述输送管10的长度方向延伸且具有一定长度的管体，所述入口段12受到混凝土泥浆的冲击和刮擦，磨损极为严重，因此，需要对所述入口段12进行特殊处理，提高其耐磨性。本发明对所述入口段12进行特殊的淬火处理，得到厚度不等的第一淬火段121，以此来提高入口段12的耐磨性和抗爆管性能。所述入口段12内壁上的第一淬火段121结构可以有多种结构形式，只要其具有厚度不均的结构且使得所述第一淬火段121正对所述第一焊缝26的部位的厚度与所述第一淬火段121的最小厚度相等进而避免第一焊缝26的溶合区扩展至淬火层即可。
[0031]进一步地，所述第一淬火段121的最小厚度小于所述输送管壁厚的50%，以使得入口段12内壁上的第一淬火段121厚度不至于过厚导致降低入口段12的韧性及抗爆性能。
[0032]请参阅图2，本发明的第一实施例中，所述第一淬火段121的纵截面形状沿所述输送管10的轴向呈波浪状，其中，所述第一淬火段121正对所述第一焊缝26的部位为波谷，即第一淬火段121厚度最小的部位。所述第一段淬火段121的波峰位置厚度最大，使得该部位对应的内壁有较好的耐磨性，第一段淬火段121的波谷位置厚度最小，有较好的韧性，可以防止爆管，波峰和波谷位置互扣连接，杜绝了单纯增加淬火层厚度带来的高爆管风险，本发明可以在兼顾耐磨性的同时保证输送管10的抗爆性能。
[0033]请参阅图3，本发明的第二实施例中，所述第一淬火段121包括厚度从入口逐渐减小的第一部分121a、与所述第一部分121a邻接且厚度均等的第二部分121b以及与所述第二部分121b的外周邻接且呈螺纹状的第三部分121c，所述第二部分121b位于正对所述第一焊缝26的部位，所述第一部分121a的最大厚度与所述第一淬火段121的最大厚度相等。由于输送管10越靠近其入口处磨损越大，所述第一部分121a越靠近入口段12的端部厚度越大，达到增强入口段12的耐磨性的目的。所述第二部分121b的厚度沿内壁的延伸方向保持厚度不变是为了保证输送管10 —定的韧性和抗爆管能力，如果像现有技术那样将整个输送管10的内壁都设置厚度较厚的淬火层，则其抗爆管能力很差。当然，第二部分121b的厚度要保持在一定范围内，不能一直太小，否则其抗磨损能力就会严重降低。由于第二部分121b为了保证输送管10的韧性和抗爆管能力而使得其厚度较小，为了弥补第二部分121b由于较小了厚度而导致耐磨性也相应降低的缺陷，本发明将第三部分121c沿第一部分121a的外周螺旋设置，如此，既通过厚度相对较低的第二部分121b保证输送管10的韧性，又通过第三部分121c依附于第一部分121a上保证了输送管10的耐磨性，杜绝了单纯增加淬火层厚度带来的高爆管风险，本发明可以在兼顾耐磨性的同时保证输送管10的抗爆性能。
[0034]由于所述中间段14在实际使用过程中磨损较小，因此所述第二淬火段141的厚度可以适当减小以保证具有足够的抗爆性能。本发明中，所述第二淬火段141的厚度小于或等于所述第一淬火段121的最小厚度，进一步地，所述第二淬火段141等厚且厚度为所述输送管10壁厚的30%-50%，优选为40%。该厚度值可以使得中间段14具有较好的韧性，且也能保证一定的耐磨性，如果第二淬火段141厚度过小，则其耐磨性会大大降低，如果所述第二淬火段141厚度过大，又会使得其抗爆管性能急剧下降，因此，为了兼顾韧性和抗爆管性能，所述第二淬火段141厚度应控制在上述范围。
[0035]所述输送管10的内壁上还包括位于所述出口段16的厚度不均的第三淬火段161，所述第二淬火段141连接于所述第一淬火段121和所述第三淬火段161之间，所述第三淬火段161的最小厚度大于所述第二淬火段141的厚度。所述出口段16在使用过程中的磨损较大，因此设置于其内壁上的第三淬火段161的厚度也相应增加，以保证足够的耐磨性，本实施例中，所述第三淬火段161包括与靠近出口的加厚部161b及与所述加厚部161b连接的厚度均等的平直部161a，所述加厚部161b的厚度大于所述平直部161a的厚度，所述平直部161a的厚度为所述输送管10壁厚的50%-67%。
[0036]由于第一淬火段121和第二淬火段141以及第二淬火段141和第三淬火段161的厚度存在差异，因此，第一淬火段121和第二淬火段141的交界处以及第二淬火段141和第三淬火段161的交界处的厚度逐步过渡，避免出现其交界处存在明显的厚度差异而降低该交界处的韧性和耐磨性。
[0037]所述输送装置还包括与所述出口所在端焊接连接的第二法兰30，所述第二法兰30内部具有第二通孔32，所述出口段16伸入所述第二通孔32中，所述出口段16的端部与所述第二法兰30背离所述第一法兰20的端部齐平，所述第三淬火段161的厚度最大的部位位于所述出口段16的端部。。本发明的输送装置在使用时，多个所述输送管10通过所述第一法兰和第二法兰串联连接，形成一定长度的混凝土泥浆输送通道，为了保证出口段16的端部与其他输送管连接时的连接强度，所述出口段16与所述第二法兰30的端面平齐的端部的淬火层厚度大于输送管10壁厚的75%，即第三淬火段161的最大厚度大于输送管10壁厚的75%。相比现有技术，本发明采用局部加强淬火，取消了现有技术中的位于出口段16的耐磨套，用增加出口段16内壁的第三段火层161的厚度来取代耐磨套，可以减少输送装置的零部件，减少加工工序，节约成本。进一步地，所述第二法兰30靠近第一法兰20的端部与所述出口段16的外周焊接连接形成第二焊缝36。同样，为了避开第二焊缝36熔合区，该第二焊缝36的位置对应于出口段16与中间段14的交界处并靠近中间段14。
[0038]为了便于连接，所述输送装置还包括位于所述第一法兰20的第一通孔22中的耐磨管套24。所述耐磨管套24嵌设于第一法兰20的第一通孔22中且紧贴所述第一法兰20的内壁，所述耐磨管套24的一端的端面与所述输送管10的入口的端面连接，即与所述入口段12的端部连接，所述耐磨管套24的相对另一端的端部与所述第一法兰20背离所述第二法兰30的一端的端部平齐。为了更好地保证耐磨管套24与入口段12连接处的耐磨性，所述第一淬火段121与所述耐磨管套24接触的部位的厚度与所述第一淬火段121的最大厚度相等，进一步地，所述第一淬火段121厚度大于输送管10壁厚的75%，即所述第一淬火段121与所述耐磨管套24接触的部位的厚度大于输送管10壁厚的75%，以使得第一淬火段121与所述耐磨管套24接触的部位的厚度应尽可能接近所述耐磨管套24的壁厚,尽量较少薄弱的连接环节。
[0039]为了满足上述淬火段的工艺需要，本发明还提供一种淬火工艺方法。
[0040]本发明中的输送管10可采用淬透性、强度较好的钢材，例如，可以是但不限于45Mn2中碳钢。为了达到本上述的淬火层工艺要求，本发明采用感应线圈淬火的方式进行淬火。为了第一淬火段121的端部的厚度大于输送管10壁厚的75%，将淬火感应线圈(淬火头)在输送管10的入口处停留1.3s-l.5s左右。为了得到的第一淬火段121，先将淬火头相对于输送管10以不同的速度行进，厚度越厚的部位，淬火头相对于输送管10的行进速度越慢。通过控制淬火感应线圈(淬火头)的行进速度来控制相应的淬火层的厚度。当淬火头的行进速度稍慢时，被加热部分的管体吸收的热量更多，升温更快，在相同的冷却介质和冷却速度的情况下，得到的淬火层的厚度也越大。同样地，当需要得到厚度较薄的第二淬火段141时，将淬火头的行进速度加快，待第二淬火段141淬火结束后，随即降低淬火头的行进速度，以得到厚度较厚的第三淬火段161，需要注意的是，需要在出口段16的端部停留
1.3-1.5s,以保证该端部得到大于输送管10壁厚的75%的淬火层。
[0041]需要说明的是，上述淬火工艺可以是淬火头移动而输送管10保持静止，也可以是淬火头保持静止，而时输送管10移动。只要淬火头和工件保持相对移动即可。
[0042]本发明还提供一种混凝土泵车，所述混凝土泵车包括上述的混凝土输送装置。
[0043]以上结合附图详细描述了本发明的一个优选实施方式，但是，并不限于上述实施方式中的具体细节。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.混凝土泥浆输送装置，包括具有入口和出口的输送管(10)以及与输送管(10)的入口所在端焊接连接的第一法兰(20)，所述第一法兰(20)的内部具有第一通孔(22)，所述输送管(10)沿轴向依次包括入口段(12)、中间段(14)及出口段(16)，所述入口段(12)的端部伸入所述第一通孔(22)内，所述第一法兰(20)的端部与所述入口段(12)的外周焊接连接形成第一焊缝(26)，其特征在于，所述输送管(10)的内壁上包括位于所述入口段(12)的厚度不等的第一淬火段(121)、位于所述中间段(14)的厚度均匀的第二淬火段(141)，所述第一淬火段(121)的最小厚度大于或等于所述第二淬火段(141)的厚度，其中所述第一淬火段(121)正对所述第一焊缝(26)的部位的厚度与所述第一淬火段(121)的最小厚度相等。
2.如权利要求1所述的混凝土泥浆输送装置，其特征在于，所述第一淬火段(121)的纵截面形状沿所述输送管(10)的轴向呈波浪形，其中所述第一淬火段(121)正对所述第一焊缝(26)的部位为波谷。
3.如权利要求1所述的混凝土泥浆输送装置，其特征在于，所述第一淬火段(121)包括厚度从入口逐渐减小的第一部分(121a)、与所述第一部分(121a)邻接且厚度均等的第二部分(121b)以及与所述第二部分(121b)的外周邻接且呈螺纹状的第三部分(121c)，所述第二部分(121b)位于正对所述第一焊缝(26)的部位，所述第一部分(121a)的最大厚度与所述第一淬火段(121)的最大厚度相等。
4.如权利要求1所述的混凝土泥浆输送装置，其特征在于，所述第一淬火段(121)的最小厚度小于所述输送管(10)壁厚的50%。
5.如权利要求1所述的混凝土泥浆输送装置，其特征在于，所述输送管(10)的内壁上还包括位于所述出口段(16)的厚度不均的第三淬火段(161)，所述第二淬火段(141)连接于所述第一淬火段(121)和所述第三淬火段(161)之间，所述第三淬火段(161)的最小厚度大于所述第二淬火段(141)的厚度。
6.如权利要求5所述的混凝土 泥浆输送装置，其特征在于，所述第二淬火段(141)的厚度为所述输送管(10)壁厚的30%-50%。
7.如权利要求5所述的混凝土泥浆输送装置，其特征在于，所述第三淬火段(161)包括与靠近出口的加厚部(161b)及与所述加厚部(161b)连接的厚度均等的平直部(161a)，所述加厚部(161b)的厚度大于所述平直部(161a)的厚度，所述平直部(161a)的厚度为所述输送管(10)壁厚的50%-67%。
8.如权利要求5所述的混凝土泥浆输送装置，其特征在于，所述输送装置还包括与所述出口所在端焊接连接的第二法兰(30)，所述第二法兰(30)内部具有第二通孔(32)，所述出口段(16)伸入所述第二通孔(32)中，所述出口段(16)的端部与所述第二法兰(30)背离所述第一法兰(20)的端部齐平，所述第三淬火段(161)的厚度最大的部位位于所述出口段(16)的端部。
9.如权利要求1所述的混凝土泥浆输送装置，其特征在于，所述输送装置还包括设置于所述第一通孔(22)内的耐磨管套(24)，所述耐磨管套(24)的一端的端面与所述输送管(10)的入口的端面连接，所述第一淬火段(121)与所述耐磨管套(24)接触的部位的厚度与所述第一淬火段(121)的最大厚度相等。
10.一种混凝土泵车，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的混凝土泥浆输送装置。
【文档编号】F16L57/06GK103591390SQ201310585566
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年11月19日 优先权日:2013年11月19日
【发明者】朱小静, 李雪村 申请人:中联重科股份有限公司