管状件及输送系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及管状件。此外，本实用新型还涉及包括该管状件的输送系统。
【背景技术】
[0002]管路输送是物料输送领域常用的输送方式之一。例如，在混凝土等粘稠物料的输送中，可以利用混凝土输送栗驱动混凝土，以通过由输送管连接而成的输送线路连续输送至浇注现场。作为如混凝土布料装置等的重要部件，输送管的性能对于生产成本、效率等具有重要影响。
[0003]在传统技术中，输送管在使用一段时间后，达到一定方量就会由于磨损而无法继续使用。为了增长使用寿命，输送管常采用双层管，其中，内管(或称“主管”)由低合金钢淬火制得，以具有良好的耐磨性;外管由低碳钢制得，以避免输送管脆性过高、爆裂等问题。输送管端部通常设置有法兰，并通过焊接方式连接。此类输送管的缺点在于，不符合工程设备轻量化的发展要求，且内、外管之间通常存在间隙，内管易破裂、脱落等，进而堵塞管路，甚至发生爆裂等影响生产安全的事故。
[0004]目前，利用树脂基纤维复合材料代替传统技术中金属外管的制造工艺越来越受到人们的重视，其显著优点在于纤维复合材料轻质、强度高等，且能够有效消除内、外管之间的间隙。然而，此类输送管普遍存在法兰连接不牢固等问题，且纤维缠绕工艺较为复杂，制造效率低。具体地，如中国专利(申请)CN202708358U、CN101660635B中所公开的，法兰通常胶接、焊接或其组合方式连接，前者容易在输送物料(如混凝土)冲击下脱落，后者容易影响内管的淬硬性能。另外，纤维的缠绕过程需要使得纤维和主管同时具有沿轴向和周向的相对运动，不仅控制精度(如螺旋角)难以得到保证，而且效率较低。
[0005]有鉴于此，有必要提供一种管状件，以解决上述现有技术存在的技术问题。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型所要解决的技术问题是提供一种管状件，该管状件便于提高制造效率，且其管连接件(如法兰)连接牢固，且不会影响内管的淬硬性能。
[0007]为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种管状件，该管状件包括主管、分别设置于该主管的两端的管连接件以及包覆于所述主管和所述管连接件的外周面上的纤维复合材料层，所述管连接件的外周面上形成有凹槽，所述纤维复合材料层包括在所述管连接件之间连续往复地铺设在所述主管和所述管连接件上的轴向纤维和沿所述主管的周向缠绕于该轴向纤维上的第一周向纤维，该第一周向纤维位于所述凹槽内以将所述轴向纤维锁定至所述管连接件。
[0008]优选地，所述轴向纤维沿所述主管的轴向延伸。
[0009]优选地，所述纤维复合材料层还包括缠绕于所述轴向纤维和/或所述第一周向纤维上的螺旋纤维。
[0010]优选地，所述轴向纤维和所述螺旋纤维由同一组纤维纱线连续地形成。
[0011]优选地，所述管连接件的靠近所述主管的端部外周面形成为沿朝向该主管的方向渐缩的圆锥台面，该圆锥台面的锥度为1:5.8?1:1.3。
[0012]优选地，所述管连接件同轴地对接至所述主管的端部，且该管连接件与所述主管具有相同的内径。
[0013]优选地，所述管连接件的外周面上形成有沿轴向布置的多个台阶部以在相邻所述台阶部之间形成所述凹槽，至少两个所述台阶部的远离所述主管的一侧设置有所述第一周向纤维。
[0014]优选地，各个所述台阶部沿轴向依次排列于所述管连接件的外周面上并分别形成为圆锥台形，且该圆锥台形的大端朝向远离所述主管的一侧。
[0015]优选地，所述管连接件的朝向所述主管的端口周围设置有沿周向缠绕于所述轴向纤维上的第二周向纤维，以使所述轴向纤维具有预应力。
[0016]在此基础上，本实用新型还提供一种输送系统，该输送系统包括多个本实用新型提供的所述管状件，该管状件通过所述管连接件依次对接形成输送线路。
[0017]实用新型通过上述技术方案，轴向纤维在管连接件之间连续往复地延伸，并利用单独的第一周向纤维固定，从而能够有效提高管状件的制造效率，同时在不影响内管的淬硬性能的前提下保证了管连接件的连接强度。尤其是在优选方案中，轴向纤维沿主管的轴向延伸，因而可以(例如，利用多个缠丝头)同时地铺设纤维纱线，有效提高了纤维铺设效率和管状件(如输送管)制造效率。该轴向纤维便于均匀地铺设，并在轴向极大地发挥其抗拉伸性能。轴向纤维由第一周向纤维锁定在管连接件的凹槽内，从而能够牢固地连接管连接件，避免在物料冲击作用下脱落。
[0018]本实用新型的其它特征和优点将在随后的【具体实施方式】部分予以详细说明。
【附图说明】
[0019]附图是用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的【具体实施方式】一起用于解释本实用新型，但并不构成对本实用新型的限制。在附图中:
[0020]图1是根据本实用新型一种优选实施方式的管状件的结构示意图；
[0021]图2是图1中管状件的管连接件的结构示意图；
[0022]图3a_图3g依次表示制造图1中的管状件的各工艺步骤；
[0023]图4表示制造图1中的管状件使用的缠丝结构；
[0024]图5是用于表示包覆纤维复合材料层的步骤中各子步骤的工艺流程图。
[0025]附图标记说明
[0026]I 主管2 管连接件
[0027]21 凹槽22 台阶部
[0028]3 纤维复合材料层31轴向纤维
[0029]32第一周向纤维33第二周向纤维
[0030]4 纤维纱线41第一纤维纱线
[0031]42第二纤维纱线43第三纤维纱线
[0032]5 缠绕轴6 缠丝头
【具体实施方式】
[0033]以下结合附图对本实用新型的【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实用新型，并不用于限制本实用新型。
[0034]在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词“周向”通常是指环绕管状件(如输送管)的中心线(如圆形管状件的中心轴线)的方向，“轴向”通常是指平行于所述中心线的方向。但是，在本实用新型中，除非特别说明，使用的特定术语“轴向纤维”、“第一周向纤维”和“第二周向纤维”并不限定为形成该纤维结构的纤维纱线的延伸方向仅垂直或平行于所述中心线。例如，随后说明的第一纤维纱线41可以沿平行于主管I的中心线的方向铺设形成轴向纤维31，也可以以预定螺旋角(如30°)缠绕在主管I上，并且/或者，第二纤维纱线32也可以依照形成在管连接件2的凹槽21的结构而沿垂直于主管I的中心线的方向缠绕或倾斜地缠绕，只要其能够将轴向纤维31锁定在凹槽21内即可。
[0035]另外，应当理解的是，尽管在图示优选实施方式中，主管1、管连接件2均在整体上形成为回转体结构，但本实用新型并不限于此，例如，上述各部件也可以形成为棱柱结构，这同样能够作为用于适当目的的管状件，并由本实用新型提供的技术方案达到相应的目的。并且，尽管在随后的说明中将主要以输送管为例进行说明，但本实用新型提供的管状件也可以为如气缸、油缸等其他管状件。
[0036]为便于理解，在随后的说明中，首先以输送管为例描述利用本实用新型提供管状件的优选结构，然后对制造该管状件的关键步骤进行详细说明，本领域普通技术人员能够从该优选结构和关键步骤的说明中领悟并实施本实用新型随附的权利要求书所限定的各项技术方案。
[0037]首先参照图1所示，本实用新型的一个方面提供一种管状件，该管状件可以例如为输送管，并包括主管1、分别设置于该主管I的两端的管连接件2(如法兰)以及包覆于主管I的外周面上的纤维复合材料层3。与传统技术类似地，这种结构的管状件能够通过适当的设置而方便地利用主管I的耐磨性能和纤维复合材料层3的比强度高的特性，以在保证输送管耐磨、防爆性能的前提下，实现轻量化等目的。
[0038]重要地，结合图2和图3b所示，在本实用新型提供的管状件中，设置于主管I的端部的管连接件2的外周面上形成有凹槽21。纤维复合材料层3包括沿主管I的轴向延伸的轴向纤维31和沿该主管I的周向缠绕于该轴向纤维31上的第一周向纤维32，该第一周向纤维32位于所述凹槽21内以将轴向纤维31锁定至管连接件2。需要说明的是，本实用新型所述的形成在管连接件2上的凹槽21可以形成为各种适当的结构，只要其能够便于使第一周向纤维32在轴向牢固地锁定轴向纤维31，避免该第一周向纤维32在轴向窜动，均属于本实用新型的构思范围。该凹槽21的优选结构将在随后的优选实施方式中详细说明。另外，此处及以下所述的纤维材料的延伸方向，可以理解为构成该纤维材料的纤维纱线4的延伸方向。例如，轴向纤维31沿轴向延伸，即指随后所述的第一纤维纱线41沿轴向延伸。
[0039]通过上述设置，在制造管状件过程中，可以(例如，利用多个