一种自浮式铠装排泥管的设计方法及其排泥管的制作方法
【专利说明】一种自浮式铠装排泥管的设计方法及其排泥管
[0001]
技术领域
[0002]本发明涉及疏浚工程中使用的辅助装备技术领域，尤其涉及一种用于疏浚工程的自浮式铠装排泥管的设计方法及其排泥管的技术领域。
【背景技术】
[0003]河道、航道、港池浚深、海港浅滩、码头基槽等机械疏浚工程都需要大量的排泥管连接而成的排泥管线来实现输送，而在整个排泥管线中不可缺少的用于调整排泥管线方向的排泥弯管，至今大部分一直使用的自浮式排泥橡胶管，由于自浮式排泥橡胶管在输送如岩石、珊瑚礁、矿石等有锐缘的固体物料时很快会被磨穿，失去使用价值，而将导致整个疏浚工程系统停工，进行修复或整根排泥管线报废，耗费宝贵的施工时间和较高的管线维修费用。为解决这一技术问题，进一步改进自浮式排泥橡胶管所存在的技术缺陷，国家知识产权局2011年03月02日公开的专利号为:ZL201020214517.8的技术方案和2009年12月02日授权公告的专利号为:ZL200920036395.5的技术方案都为解决【背景技术】中存在的技术缺陷，在提高耐磨性能方面采取了在胶管的最内层增加了耐磨性能好的有机胶粘剂和耐磨钢环的技术方案，为提高自浮式排泥橡胶管的使用寿命提供了新的可靠的技术措施。但是由于自浮式排泥橡胶管本身所存在的产品缺陷而致使存在如下不足之处:其一是自浮式排泥橡胶管虽然具有一定的弯曲性能，但用来作为排泥弯管起到调整排泥管线方向的功能来说还是存在明显的先天不足，特别是在与捆绑式托浮金属排泥管配套使用时其表现更为突出；其二是自浮式排泥橡胶管通过在胶管的最内层增加有机胶粘剂和耐磨钢环的技术方案，以达到提高橡胶管自身的耐磨性能的目的，但与耐磨性能好的金属复合排泥管相比在产品售价、使用寿命、产品运输成本等方面还有相当的差距；其三是自浮式排泥橡胶管通过在胶管的最内层增加有机胶粘剂和耐磨钢环的技术方案，虽然能够达到提高橡胶管自身的耐磨性能的目的，但与耐磨性能好的金属复合排泥管配套使用仍存在不配套的现象，特别是在作业环境更为恶劣条件下，如在输送矿石、南海输送珊瑚礁的作业时，耐磨钢环与有机胶粘剂的耐磨性能肯定是不一样的，一旦出现有机胶粘剂磨损大于耐磨钢环时，就会发生输送阻力而影响输送速度，这种不配套现象就表现得更为突出；因此，如何在现有技术的基础上设计、制造一种自浮式铠装排泥管既满足用来调整排泥管线方向的用途，同时又能达到与金属复合排泥管的耐磨性能相接近，全面提高金属排泥管的使用寿命，降低疏浚工程的生产成本，提高企业经济效益，这对于本技术领域的技术人员来说确是一个亟待解决的技术课题。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，而提供一种设计构思新颖、技术方案可靠，既满足用来调整排泥管线方向的弯曲要求，又能达到与金属复合排泥管的耐磨性能相接近，全面提高金属排泥管的使用质量、使用寿命和使用环境的适应性能，降低疏浚工程的生产成本，提高企业经济效益的的铠装排泥管的设计方法。
[0005]本发明所要解决的另一技术问题是克服现有技术的不足，而提供一种设计构思新颖、技术方案可靠，既满足用来调整排泥管线方向的弯曲要求，又能达到与金属复合排泥管的耐磨性能相接近，全面提高金属排泥管的使用质量、使用寿命和使用环境的适应性能，降低疏浚工程的生产成本，提高企业经济效益的的铠装排泥管。
[0006]为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案的:一种自浮式铠装排泥管的设计方法，包括排泥管和排泥管上的浮体层的整体设计和各零部件的具体设计，其特征是所述的自浮式铠装排泥管的设计方法是以满足铠装排泥管的弯曲度多35°的技术要求，所述的排泥管是由入口端接管、铠装管体和出口端接管所组成，所述的入口端接管为内、外管复合于一体的套管且入口端设一法兰盘，其外侧设有两个环状定位紧固圈，出口端插装在铠装管体的入口端内腔；铠装管体是由多个锥形管连接而成，锥形管为倒锥形结构，其入口端沿铠装管体中心线向内收缩延伸至入口端接管的内腔管径时即为出口端，锥形管出口端插装在与之相连的另一锥形管的入口端内腔，锥形管入口端的外侧设有两个环状定位紧固圈，多个锥形管依次循环设置；所述的出口端接管包括一倒锥形管和连接一体的直管所构成的内管，内管的倒锥形管套装在铠装管体的出口端外侧，内管的直管外侧复合一外管，夕卜管的外侧设有两个环状定位紧固圈，出口端接管的出口端部设有一法兰盘；所述的排泥管的外侧面上包覆有一与其相粘连的帘布强力弹性材料层，帘布强力弹性材料层的外侧包覆一弹性材料层，位于排泥管多个相接处的两环状定位紧固圈之间的弹性材料层内设有多层钢丝紧固层；所述的浮体层是在排泥管的弹性材料层的外侧依次设有一与之连接为一体的轻体层和防护层。
[0007]为进一步解决上述技术问题，上述技术方案的优选方案是:
上述所述锥形管的出口端内侧设有一工作面，其宽度为20-60 mm，工作面与铠装管体中心线相平行，其内经尺寸与入口端接管的内腔管径相一致；锥形管的锥度为1:5?10，两锥形管相接处的间隙为2.5-10 mm，锥形管的出口端插装在与之相连的另一锥形管的入口端内腔的深度为20-50 mm ;锥形管的出口端的外侧表面设为一球形弧面结构。
[0008]上述所述的排泥管道中的入口端接管内管、铠装管体的锥形管和出口端接管内管是由耐磨高铬铸铁材料旋转铸造而成的铸钢管，其材料成分含量是:c 3—4%, Cr30— 50%、Si 1—1.5%、Mn 1—1.5%、Ca 0.1—0.13%、Ba 0.03—0.08%、Al 0.03—0.05%、Ti 0.Ι-Ο.3%、La 0.02—0.05%、Ce 0.02—0.04%、P < 0.03%，其余为 Fe。
[0009]上述所述的浮体层中的轻体层是由闭孔发泡材料组成、防护层内设有一纤维加强层。
[0010]上述所述的帘布强力弹性材料层为多层双面挂胶的、具有一定强度的化学纤维的帘布叠加而成的结构。
[0011]上述所述的弹性材料层为硫化橡胶材料层、热塑性弹性体材料层或聚氨酯材料层中的任一种或任二种的组合。
[0012]为进一步解决上述技术问题，本发明所述的自浮式铠装排泥管技术方案是:
依据上述所述的自浮式铠装排泥管的设计方法生产的自浮式铠装排泥管，包括排泥管和排泥管上的浮体层，其特征是所述的排泥管是由入口端接管、铠装管体和出口端接管所组成，所述的入口端接管为内、外管复合于一体的套管且入口端设一法兰盘，其外侧设有两个环状定位紧固圈，出口端插装在铠装管体的入口端内腔；铠装管体是由多个锥形管连接而成，锥形管为倒锥形结构，其入口端沿铠装管体中心线向内收缩延伸至入口端接管的内腔管径时即为出口端，锥形管出口端插装在与之相连的另一锥形管的入口端内腔，锥形管入口端的外侧设有两个环状定位紧固圈，多个锥形管依次循环设置；所述的出口端接管包括一倒锥形管和连接一体的直管所构成的内管，内管的倒锥形管套装在铠装管体的出口端外侧，内管的直管外侧复合一外管，外管的外侧设有两个环状定位紧固圈，出口端接管的出口端部设有一法兰盘；所述的排泥管的外侧面上包覆有一与其相粘连的帘布强力弹性材料层，帘布强力弹性材料层的外侧包覆一弹性材料层，且弹性材料层内设有一钢丝紧固层，位于排泥管多个相接处的两环状定位紧固圈之间的弹性材料层内设有多层钢丝紧固层；所述的浮体层是在排泥管的弹性材料层的外侧依次设有一与之连接为一体的轻体层和防护层。
[0013]为进一步解决上述技术问题，上述技术方案的优选方案是:
上述所述的锥形管的出口端内侧设有一工作面，其宽度为20-60 mm，工作面与铠装管体中心线相平行，其内经尺寸与入口端接管的内腔管径相一致；锥形管的锥度为1:5?10，两锥形管相接处的间隙为2.5-10 mm，锥形管的出口端插装在与之相连的另一锥形管的入口端内腔的深度为20-50 mm ;锥形管的出口端的外侧表面设为一球形弧面结构。
[0014]上述所述排泥管道中的入口端接管内管、铠装管体的锥形管和出口端接管内管是由耐磨高铬铸铁材料旋转铸造而成的铸钢管。
[0015]上述所述浮体层中的轻体层是由闭孔发泡材料组成、防护层内设有一纤维加强层。
[0016]本发明与现有技术相比具有如下突出的实质性特点和显著的进步:
其一是由于本发明把自浮式铠装排泥管的管体采用入口端接管、多铠装管体的多个锥形管和出口端接管铠装连接为一体的技术方案，有效地把铠装排泥弯管的弯曲度多35°的技术指标分解成多个铠装管体的锥形管的具体结构指标集合，使之构成一个整体共同努力的结果来实现，从而使本发明所述的自浮式铠装排泥管与现有技术相比具有设计构思新颖、技术方案可靠，能充分满足排泥管线方向调整的弯曲要求，这与现有技术相比确实具有突出的实质性特点。
[0017]其二是本发明所采用的技术方案是在铠装排泥弯管的外侧面上依次包覆有帘布强力弹性材料层、弹性材料层和在弹性材料层内设有一钢丝紧固层，通过在入口端接管、锥形管、及出口端接管的相接处设置环状定位紧固圈和设有多层钢丝紧固层的基础上，再在排泥管弹性材料层的外侧依次设有一与之连接为一体的轻体层和防护层的技术方案，从而达到不仅使管体既能承受设计的最大工作压力和应有的轴