一種自浮式鎧裝排泥管的設計方法及其排泥管的制作方法
【專利說明】一種自浮式鎧裝排泥管的設計方法及其排泥管
[0001]
技術領域
[0002]本發(fā)明涉及疏浚工程中使用的輔助裝備技術領域，尤其涉及一種用于疏浚工程的自浮式鎧裝排泥管的設計方法及其排泥管的技術領域。
【背景技術】
[0003]河道、航道、港池浚深、海港淺灘、碼頭基槽等機械疏浚工程都需要大量的排泥管連接而成的排泥管線來實現(xiàn)輸送，而在整個排泥管線中不可缺少的用于調整排泥管線方向的排泥彎管，至今大部分一直使用的自浮式排泥橡膠管，由于自浮式排泥橡膠管在輸送如巖石、珊瑚礁、礦石等有銳緣的固體物料時很快會被磨穿，失去使用價值，而將導致整個疏浚工程系統(tǒng)停工，進行修復或整根排泥管線報廢，耗費寶貴的施工時間和較高的管線維修費用。為解決這一技術問題，進一步改進自浮式排泥橡膠管所存在的技術缺陷，國家知識產權局2011年03月02日公開的專利號為:ZL201020214517.8的技術方案和2009年12月02日授權公告的專利號為:ZL200920036395.5的技術方案都為解決【背景技術】中存在的技術缺陷，在提高耐磨性能方面采取了在膠管的最內層增加了耐磨性能好的有機膠粘劑和耐磨鋼環(huán)的技術方案，為提高自浮式排泥橡膠管的使用壽命提供了新的可靠的技術措施。但是由于自浮式排泥橡膠管本身所存在的產品缺陷而致使存在如下不足之處:其一是自浮式排泥橡膠管雖然具有一定的彎曲性能，但用來作為排泥彎管起到調整排泥管線方向的功能來說還是存在明顯的先天不足，特別是在與捆綁式托浮金屬排泥管配套使用時其表現(xiàn)更為突出；其二是自浮式排泥橡膠管通過在膠管的最內層增加有機膠粘劑和耐磨鋼環(huán)的技術方案，以達到提高橡膠管自身的耐磨性能的目的，但與耐磨性能好的金屬復合排泥管相比在產品售價、使用壽命、產品運輸成本等方面還有相當?shù)牟罹?；其三是自浮式排泥橡膠管通過在膠管的最內層增加有機膠粘劑和耐磨鋼環(huán)的技術方案，雖然能夠達到提高橡膠管自身的耐磨性能的目的，但與耐磨性能好的金屬復合排泥管配套使用仍存在不配套的現(xiàn)象，特別是在作業(yè)環(huán)境更為惡劣條件下，如在輸送礦石、南海輸送珊瑚礁的作業(yè)時，耐磨鋼環(huán)與有機膠粘劑的耐磨性能肯定是不一樣的，一旦出現(xiàn)有機膠粘劑磨損大于耐磨鋼環(huán)時，就會發(fā)生輸送阻力而影響輸送速度，這種不配套現(xiàn)象就表現(xiàn)得更為突出；因此，如何在現(xiàn)有技術的基礎上設計、制造一種自浮式鎧裝排泥管既滿足用來調整排泥管線方向的用途，同時又能達到與金屬復合排泥管的耐磨性能相接近，全面提高金屬排泥管的使用壽命，降低疏浚工程的生產成本，提高企業(yè)經濟效益，這對于本技術領域的技術人員來說確是一個亟待解決的技術課題。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，而提供一種設計構思新穎、技術方案可靠，既滿足用來調整排泥管線方向的彎曲要求，又能達到與金屬復合排泥管的耐磨性能相接近，全面提高金屬排泥管的使用質量、使用壽命和使用環(huán)境的適應性能，降低疏浚工程的生產成本，提高企業(yè)經濟效益的的鎧裝排泥管的設計方法。
[0005]本發(fā)明所要解決的另一技術問題是克服現(xiàn)有技術的不足，而提供一種設計構思新穎、技術方案可靠，既滿足用來調整排泥管線方向的彎曲要求，又能達到與金屬復合排泥管的耐磨性能相接近，全面提高金屬排泥管的使用質量、使用壽命和使用環(huán)境的適應性能，降低疏浚工程的生產成本，提高企業(yè)經濟效益的的鎧裝排泥管。
[0006]為解決上述技術問題，本發(fā)明是采用如下技術方案的:一種自浮式鎧裝排泥管的設計方法，包括排泥管和排泥管上的浮體層的整體設計和各零部件的具體設計，其特征是所述的自浮式鎧裝排泥管的設計方法是以滿足鎧裝排泥管的彎曲度多35°的技術要求，所述的排泥管是由入口端接管、鎧裝管體和出口端接管所組成，所述的入口端接管為內、外管復合于一體的套管且入口端設一法蘭盤，其外側設有兩個環(huán)狀定位緊固圈，出口端插裝在鎧裝管體的入口端內腔；鎧裝管體是由多個錐形管連接而成，錐形管為倒錐形結構，其入口端沿鎧裝管體中心線向內收縮延伸至入口端接管的內腔管徑時即為出口端，錐形管出口端插裝在與之相連的另一錐形管的入口端內腔，錐形管入口端的外側設有兩個環(huán)狀定位緊固圈，多個錐形管依次循環(huán)設置；所述的出口端接管包括一倒錐形管和連接一體的直管所構成的內管，內管的倒錐形管套裝在鎧裝管體的出口端外側，內管的直管外側復合一外管，夕卜管的外側設有兩個環(huán)狀定位緊固圈，出口端接管的出口端部設有一法蘭盤；所述的排泥管的外側面上包覆有一與其相粘連的簾布強力彈性材料層，簾布強力彈性材料層的外側包覆一彈性材料層，位于排泥管多個相接處的兩環(huán)狀定位緊固圈之間的彈性材料層內設有多層鋼絲緊固層；所述的浮體層是在排泥管的彈性材料層的外側依次設有一與之連接為一體的輕體層和防護層。
[0007]為進一步解決上述技術問題，上述技術方案的優(yōu)選方案是:
上述所述錐形管的出口端內側設有一工作面，其寬度為20-60 mm，工作面與鎧裝管體中心線相平行，其內經尺寸與入口端接管的內腔管徑相一致；錐形管的錐度為1:5?10，兩錐形管相接處的間隙為2.5-10 mm，錐形管的出口端插裝在與之相連的另一錐形管的入口端內腔的深度為20-50 mm ;錐形管的出口端的外側表面設為一球形弧面結構。
[0008]上述所述的排泥管道中的入口端接管內管、鎧裝管體的錐形管和出口端接管內管是由耐磨高鉻鑄鐵材料旋轉鑄造而成的鑄鋼管，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%，其余為 Fe。
[0009]上述所述的浮體層中的輕體層是由閉孔發(fā)泡材料組成、防護層內設有一纖維加強層。
[0010]上述所述的簾布強力彈性材料層為多層雙面掛膠的、具有一定強度的化學纖維的簾布疊加而成的結構。
[0011]上述所述的彈性材料層為硫化橡膠材料層、熱塑性彈性體材料層或聚氨酯材料層中的任一種或任二種的組合。
[0012]為進一步解決上述技術問題，本發(fā)明所述的自浮式鎧裝排泥管技術方案是:
依據上述所述的自浮式鎧裝排泥管的設計方法生產的自浮式鎧裝排泥管，包括排泥管和排泥管上的浮體層，其特征是所述的排泥管是由入口端接管、鎧裝管體和出口端接管所組成，所述的入口端接管為內、外管復合于一體的套管且入口端設一法蘭盤，其外側設有兩個環(huán)狀定位緊固圈，出口端插裝在鎧裝管體的入口端內腔；鎧裝管體是由多個錐形管連接而成，錐形管為倒錐形結構，其入口端沿鎧裝管體中心線向內收縮延伸至入口端接管的內腔管徑時即為出口端，錐形管出口端插裝在與之相連的另一錐形管的入口端內腔，錐形管入口端的外側設有兩個環(huán)狀定位緊固圈，多個錐形管依次循環(huán)設置；所述的出口端接管包括一倒錐形管和連接一體的直管所構成的內管，內管的倒錐形管套裝在鎧裝管體的出口端外側，內管的直管外側復合一外管，外管的外側設有兩個環(huán)狀定位緊固圈，出口端接管的出口端部設有一法蘭盤；所述的排泥管的外側面上包覆有一與其相粘連的簾布強力彈性材料層，簾布強力彈性材料層的外側包覆一彈性材料層，且彈性材料層內設有一鋼絲緊固層，位于排泥管多個相接處的兩環(huán)狀定位緊固圈之間的彈性材料層內設有多層鋼絲緊固層；所述的浮體層是在排泥管的彈性材料層的外側依次設有一與之連接為一體的輕體層和防護層。
[0013]為進一步解決上述技術問題，上述技術方案的優(yōu)選方案是:
上述所述的錐形管的出口端內側設有一工作面，其寬度為20-60 mm，工作面與鎧裝管體中心線相平行，其內經尺寸與入口端接管的內腔管徑相一致；錐形管的錐度為1:5?10，兩錐形管相接處的間隙為2.5-10 mm，錐形管的出口端插裝在與之相連的另一錐形管的入口端內腔的深度為20-50 mm ;錐形管的出口端的外側表面設為一球形弧面結構。
[0014]上述所述排泥管道中的入口端接管內管、鎧裝管體的錐形管和出口端接管內管是由耐磨高鉻鑄鐵材料旋轉鑄造而成的鑄鋼管。
[0015]上述所述浮體層中的輕體層是由閉孔發(fā)泡材料組成、防護層內設有一纖維加強層。
[0016]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有如下突出的實質性特點和顯著的進步:
其一是由于本發(fā)明把自浮式鎧裝排泥管的管體采用入口端接管、多鎧裝管體的多個錐形管和出口端接管鎧裝連接為一體的技術方案，有效地把鎧裝排泥彎管的彎曲度多35°的技術指標分解成多個鎧裝管體的錐形管的具體結構指標集合，使之構成一個整體共同努力的結果來實現(xiàn)，從而使本發(fā)明所述的自浮式鎧裝排泥管與現(xiàn)有技術相比具有設計構思新穎、技術方案可靠，能充分滿足排泥管線方向調整的彎曲要求，這與現(xiàn)有技術相比確實具有突出的實質性特點。
[0017]其二是本發(fā)明所采用的技術方案是在鎧裝排泥彎管的外側面上依次包覆有簾布強力彈性材料層、彈性材料層和在彈性材料層內設有一鋼絲緊固層，通過在入口端接管、錐形管、及出口端接管的相接處設置環(huán)狀定位緊固圈和設有多層鋼絲緊固層的基礎上，再在排泥管彈性材料層的外側依次設有一與之連接為一體的輕體層和防護層的技術方案，從而達到不僅使管體既能承受設計的最大工作壓力和應有的軸