CN105526449A - 一种两分或多分双层式耐磨抗冲击管及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种两分或多分双层式耐磨抗冲击管，所述耐磨抗冲击管包括：外层保护管(1)以及内层耐磨组合管(2)，所述内层耐磨组合管(2)嵌套在所述外层保护管(1)内，所述内层耐磨组合管(2)由两片或多片管壁组成，所述两片或多片管壁拼接在一起，形成横截面为环状的管体。本发明的耐磨抗冲击管可以是直管也可以是弯管。在直管的情况下，内层耐磨组合管的上部和下部采用异质构造；在弯管的情况下，弯管的大弯和小弯部分采用异质构造。总之，本发明的耐磨抗冲击管的内层组合管至少分成两个部分，并且至少有两个部分异质。采用本发明的这种管体构造，能够延长其使用寿命、增强耐磨性和抗冲击性，降低管体总重量。

Description

一种两分或多分双层式耐磨抗冲击管及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种应用在建筑、矿山、冶金、电力、石油、煤炭、粮食加工等领域中的输送管结构，特别是一种两分或多分双层式耐磨抗冲击管及其制备方法。
背景技术
管道的成型技术主要有铸造成型、模压成型等，它们都是依靠成型模具，通过浇注或是热冷压工艺仿形生成的；无论是哪一种机器设备及管道，大部分都用到管道，主要用以输油、输气、输液、输送粉料等；管道的材料有铸铁、不锈钢、合金钢、可锻铸铁、碳钢、有色金属及塑料等材质；在建筑、矿山、冶金、电力、石油、煤炭、粮食加工等行业中，物料的输送是通过管道压力输送，输送管受到较大的压力和严重的磨损，因此对输送管，特别是连接管道有较高的综合性能要求；提高管道的使用寿命，现已成为很难攻克的难题。
目前使用最为广泛的管道是单层高锰钢管道，也有少量情况会使用双层高铬铸铁管道；单层高锰钢管道耐磨性能差，硬度低，安全性低；双层耐磨管道成本高，质量较好，耐磨性能优，硬度高，安全性高，但性价比不高。
中国专利CN203023710U中公开了一种耐磨弯管；该耐磨弯管包括本体，并且进一步包括设置在所述本体内的高分子弹性体层，所述高分子弹性体层的厚度在所述弯管的中段处的厚度为3-15毫米，在所述弯管端部处的厚度为2-10毫米；然而，这种耐磨弯管存在着成本增加、本体与高分子弹性体层之间易磨损，高分子层在流体的冲刷下易剥落等问题。
中国专利CN104061394A中公开了一种制造弯曲管件的方法以及由此获得的弯曲管件，包括获得第一外部弯曲管状部件和第二内部弯曲部件，所述第二内部弯曲部件由具有比第一外部弯曲管状部件更大的耐磨性的材料制成，并具有横截面，以覆盖第一外部弯曲管状部件的至少部分内表面；该方法提供将第一外部弯曲管状部件制造为至少两个部件，其中每个部件具有横截面，该横截面为第一外部弯曲管状部件的完整的管状截面的相应部分；使至少两个部件沿各自的连接边缘彼此靠近，将第二内部弯曲部件设于内部并与两个部件的至少一个接触；将至少两个部件焊接，以形成第一外部弯曲管状部件，并将所述第二内部弯曲部件封闭在第一外部弯曲管状部件内。
该弯曲管件第二内部弯曲部件如果采用半管设计，那么第一外部弯曲管状部件和第二内部弯曲部件在安装牢固程度上存在很大的问题，同时第二内部弯曲部件为延伸部位就会出现耐磨性差的问题；如果第二内部弯曲部件采用完整管设计，那么第二内部弯曲部件均采用的是同种材料，就造成了材料的浪费，影响经济性。
因此，现有的管件制备方法和相应管件成本高、耐磨性能差、使用寿命短。
发明内容
本发明的目的是在于克服现有技术存在的缺点，提供一种制造成本低、使用寿命高的耐磨、抗冲击的两分双层式耐磨抗冲击管道。
具体而言，一方面，本发明提供一种两分或多分双层式耐磨抗冲击管，所述耐磨抗冲击管包括：外层保护管以及内层耐磨组合管，其特征在于，所述内层耐磨组合管嵌套在所述外层保护管内，所述内层耐磨组合管由两片或多片管壁组成，所述两片或多片管壁拼接在一起，形成横截面为环状的管体。
在一种优选实现方式中，如果所述内层耐磨组合管由两片管壁组成，则两片管壁的材质彼此不同；如果所述内层耐磨组合管由多片管壁组成，则多片管壁中的至少两片的材质彼此不同。
在另一种优选实现方式中，所述内层耐磨组合管中至少两片管壁的厚度彼此不同。
在另一种优选实现方式中，所述两片或多片管壁在彼此拼接形成管体时，相邻管壁之间设置预定宽度的填充通道。
在另一种优选实现方式中，所述填充通道为相邻管壁之间预留的间隙，所述填充通道的宽度为0.5-2mm。
在另一种优选实现方式中，所述填充通道的宽度为1mm。
在另一种优选实现方式中，所述耐磨抗冲击管还包括耐磨连接法兰，所述耐磨连接法兰由法兰与耐磨套组成；耐磨套安装在法兰内部，两个所述耐磨连接法兰分别焊接在外层保护管、内层耐磨组合管的两端。
在另一种优选实现方式中，所述耐磨套上设有耐磨套契合斜面；耐磨套契合斜面设于耐磨套外缘上。
在另一种优选实现方式中，所述耐磨抗冲击管为耐磨弯管，所述耐磨弯管的内层耐磨组合管由内层耐磨大弯与内层耐磨小弯组成；内层耐磨大弯与内层耐磨小弯由耐磨性能不同的材质构成。
在另一种优选实现方式中，所述外层保护管包括大弯外保护部分和小弯外保护部分，所述外层保护管所采用的材料与所述内层耐磨组合管所采用的材料彼此不同，所述大弯外保护部分位于所述内层耐磨大弯外侧，所述小弯外保护部分位于所述内层耐磨小弯外侧，所述大弯外保护部分和小弯外保护部分沿侧部焊接在一起，形成横截面为环状的管体，并且，所述大弯外保护部分与所述小弯外保护部分在端部的径口边沿处通过焊接方式连接在一起。
在另一种优选实现方式中，所述大弯外保护部分与所述小弯外保护部分由低合金钢或中低碳钢材料制成。
在另一种优选实现方式中，所述内层耐磨大弯所采用耐磨材料的耐磨性能优于所述内层耐磨小弯的耐磨材料。
在另一种优选实现方式中，所述内层耐磨组合管中的管壁由高铬铸铁、中铬铸铁、低铬铸铁、耐磨铸铁、陶瓷、硬质合金、轴承钢、合金钢以及高分子材料中的一种制成。
在另一种优选实现方式中，内层耐磨大弯设计为从两端A向中部B变厚与两侧C向中部D变厚。
在另一种优选实现方式中，所述大弯外保护部分与内层耐磨大弯之间以及小弯外保护部分与内层耐磨小弯之间还设有缓冲腔。
在另一种优选实现方式中，所述耐磨抗冲击管为耐磨直管。
在另一种优选实现方式中，所述耐磨直管的内层耐磨组合管在其横截面的圆周方向上具有不同厚度。
在另一种优选实现方式中，所述内层耐磨组合管中位于底部的管壁所采用材料的耐磨性能优于位于侧部和顶部的侧壁所采用的材料的耐磨性能。
在另一种优选实现方式中，所述耐磨抗冲击管为异形管。
在另一种优选实现方式中，所述异型管的内层耐磨组合管根据各部位磨损强度的不同，而采用不同的耐磨材料制成。
另一方面，本发明提供一种两分或多分双层式耐磨抗冲击管的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
(A)制备内层耐磨组合管，制备过程包括：
(A1)分别制备两片或多片管壁，所述两片或多片管壁顺序拼接在一起能够构成管状结构；
(A2)将所述两片或多片管壁顺序拼接在一起，形成横截面为环状的内层耐磨组合管；
(B)制备外层保护管，并将外层保护管设置在内层耐磨组合管外侧；
(C)将外层保护管和内层耐磨组合管的两端组合在一起。
在另一种优选实现方式中，内层耐磨组合管中的各管壁中，至少两片由不同材质的耐磨材料制成。
在另一种优选实现方式中，在所述步骤(A2)中，在将两片或多片管壁拼接形成管体时，在相邻管壁之间设置预定宽度的填充通道。
在另一种优选实现方式中，所述填充通道为相邻管壁之间预留的间隙。
在另一种优选实现方式中，所述填充通道的宽度为0.5-2mm。
在另一种优选实现方式中，所述填充通道的宽度为1mm。
在另一种优选实现方式中，所述耐磨抗冲击管为耐磨弯管，其内层耐磨组合管包括内层耐磨大弯和内层耐磨小弯，所述内层耐磨大弯所采用耐磨材料的耐磨性能优于内层耐磨小弯所采用耐磨材料的耐磨性能。
在另一种优选实现方式中，内层耐磨大弯设计为从两端A向中部B变厚与两侧C向中部D变厚。
在另一种优选实现方式中，所述耐磨抗冲击管为耐磨直管，所述耐磨直管的内层耐磨组合管在其横截面的圆周方向上具有不同厚度。
在另一种优选实现方式中，所述两片或多片管壁中的一个由耐磨铸铁、陶瓷、硬质合金中一种制成，另一个由合金钢、高分子材料中的一种制成。
在另一种优选实现方式中，所述耐磨抗冲击管为异形管，所述异型管的内层耐磨组合管根据各部位磨损强度的不同，而采用不同的耐磨材料制成。
在另一种优选实现方式中，所述方法还包括制备耐磨连接法兰，所述耐磨连接法兰由法兰与耐磨套组成；耐磨套安装在法兰内部，耐磨套上设有耐磨套契合斜面；耐磨套契合斜面设于耐磨套外圆上。
在另一种优选实现方式中，所述方法还包括在所述外层保护管与内层耐磨组合管之间设置缓冲腔。
本发明为了保护内层的耐磨组合管道不会在管道运输、安装、使用过程中受外力碰撞、击打变形、损坏，以及受到内部流体冲击力而导致变形甚至损坏，设有外层保护管道；外层保护管道由两个或多个部分组成，每个部分的横截面为任意度数的圆弧，但是多个部分组合在一起横截面必须形成360度的圆(这里的圆并不一定是正圆形，可以为椭圆或其他形式的变形)。
本发明将耐磨层分为两个或多个部分，各部分采用不同的耐磨材料，由于管道在输送材料时，不同部位的磨损方式是不同的，所受到的磨损程度也是不同的，所以在对不同部位进行强化时，需要考虑的因素也不同。因此，本发明将管道的不同部位制成不同材质，能够针对部位特性选择不同的材料，增强其耐磨性。比如说，对于弯管，增强其大弯部分，对于直管，增强管道的下部部分。
对于弯管而言，本发明考虑到大弯处受到的冲击力和磨损最为严重，大弯处采用的耐磨材料的耐磨性能优于小弯使用材料的耐磨性能。并且将大弯处设计为从两端A向中部B变厚并且从两侧C向中部D变厚，保证了大弯中间最易磨损位置的高耐磨性；其中而小弯处设计为等厚与不等厚均可，保证小弯具备相应的耐磨性即可。对于直管而言，本发明考虑到其底部收到的磨损和冲击更大，在底部处采用的耐磨材料的耐磨性能优于其他部分使用材料的耐磨性能。
内层异质耐磨组合管道的不同部位由高铬铸铁、中铬铸铁、低铬铸铁、耐磨铸铁、陶瓷、硬质合金、轴承钢、合金钢、高分子材料等耐磨材料中的两种或两种以上材质不同的耐磨材料制成。采用这种耐磨组合管道的好处是：对于管道易受磨损和冲击的部位，可以采用高耐磨耐冲击性能的材料，而对于受冲击力小的地方不需要同等材料，节约了制造上的原料成本，保障了耐磨损耐冲击性能。
本发明为了延长耐磨连接法兰的使用寿命及提高与其它部件连接的顺畅程度的功能，设有耐磨套；并在其上设有耐磨套契合斜面；耐磨套契合斜面设于耐磨套外圆上。
由于采用了以上结构部件的技术组合方案，本发明的两分或多分双层式耐磨管可以用于建筑、矿山、冶金、电力、石油、煤炭、粮食加工等行业中各种恶劣环境下的材料输送，设计为两分或多分双层的独特结构，分为保护层与耐磨层，耐磨层有分成两个或多个部分。
本发明设计的耐磨层管壁厚度不均匀分布(从两端A向中间B变厚与两侧C向中间D变厚)，使用时磨损严重、容易磨穿的中间部位壁部较厚，从而提高了管道的使用寿命；设计的耐磨连接法兰便于管道与其他设备的连接安装，耐磨连接法兰内部的耐磨套保证了口端的耐磨性、延长了耐磨连接法兰的使用寿命并提高了其密封性；内层耐磨层可采用高铬铸铁、中铬铸铁、低铬铸铁、陶瓷、硬质合金、轴承钢、合金钢、高分子材料、耐磨焊条堆焊形成的耐磨层等耐磨材料，可使管道的耐磨性提高几倍以上；外层保护层采用低合金钢或中低碳钢；这样设计至少可使得管道整体重量减轻10％以上，达到降低成本，节约材料，节约资源的目的；使用寿命高，价格低，性价比提高几倍以上；也容易实现大批量生产，质量稳定可靠，绝不会出现断裂、爆管等异常现象，安全性能高。
本发明通过在内层组合管道的两个或多个部分之间留有一定的填充通道，使得被输送介质能够通过填充通道渗透到外层管和内层管之间，增强耐磨性，此外，通过添加缝隙可以为内层管提供缓存空间，而不会由于突然的冲击而破碎，减少内壁因硬度过高，受冲击磨损导致开裂的问题。
现有的技术人员对于耐磨管的设计存在着一定的技术偏见，他们认为，管体由整体构造而成会使管体的结合更加牢固，不易磨损或破碎。而本申请的发明人发现，实际上并非如此，通过将内层管道由整管改为两分或多分的形式，在遇到强冲击时，内层组合管道更不易破碎。
而且通过在内层组合管道各个部分之间设置填充通道，并且对于内层组合管的各部分采用不同的耐磨材料，能够允许被输送介质进入到外层保护管道管与内层耐磨管道之间，不仅不会影响管体的耐久，反而使内层耐磨管道在受到冲击时具有一定的缓冲空间，不易破碎，而且，这种缓冲还能够降低管体的磨损，增加耐磨管道的使用寿命。这是本领域技术人员无论如何也想不到的。
此外，本发明通过耐磨法兰或其他方式将外层保护管道与内层耐磨组合管道固定为一体，彼此不会产生摩擦消耗，这样设计至少可使得管道整体重量减轻10％以上，达到降低成本，节约材料，节约资源的目的。
本发明的耐磨管道使用寿命长，价格低，比现有产品性价比提高几倍以上；也容易实现大批量生产，质量稳定可靠，安全性能高。
附图说明
附图1是本发明实施例1中的两分或多分双层式耐磨管的整体结构示意图，在本实施例中，将其制成弯管。
附图2是本发明实施例1中的两分或多分双层式耐磨管的整体结构剖面示意图。
附图3是本发明实施例1中的两分或多分双层式耐磨管的管体部分的结构示意图。
附图4是本发明实施例1中双层大弯5的结构示意图。
附图5是本发明实施例1中双层大弯5的剖面结构示意图。
附图6是本发明实施例1中大弯外保护部分7的结构示意图。
附图7是本发明实施例1中大弯外保护部分7的横剖面结构示意图。
附图8是本发明实施例1中内层耐磨大弯8的结构示意图。
附图9是本发明实施例1中内层耐磨大弯8的横剖面结构示意图。
附图10是本发明实施例1中内层耐磨大弯8的纵剖面结构示意图。
附图11是本发明实施例1中双层小弯6的结构示意图。
附图12是本发明实施例1中双层小弯6的剖面结构示意图。
附图13是本发明实施例1中小弯外保护部分11的结构示意图。
附图14是本发明实施例1中小弯外保护部分11的剖面结构示意图。
附图15是本发明实施例1中内层耐磨小弯12的结构示意图。
附图16是本发明实施例1中内层耐磨小弯12的剖面结构示意图。
附图17是本发明实施例1中耐磨连接法兰3的结构示意图。
附图18是本发明实施例1中耐磨连接法兰3的剖面结构示意图。
附图19是本发明实施例1中法兰15的结构示意图。
附图20是本发明实施例1中法兰15的剖面结构示意图。
附图21是本发明实施例1中耐磨套16的结构示意图。
附图22是本发明实施例1中耐磨套16的剖面结构示意图。
附图23是本发明实施例2中的两分或多分双层式耐磨管的剖面结构示意图，在本实施例中，添加了缓冲腔。
附图24是本发明实施例3中的两分或多分双层式耐磨抗冲击管的横截面结构示意图，在本实施例中，将其制成直管。
附图25是本发明实施例3中的两分或多分双层式耐磨抗冲击管的剖视结构示意图。
附图26是本发明实施例4中的两分或多分双层式耐磨抗冲击管的横截面结构示意图，在本实施例中，将其制成直管。
附图27是本发明实施例5中的两分或多分双层式耐磨抗冲击管的横截面结构示意图，在本实施例中，将其制成直管。
具体实施方式
实施例1
如图1-3所示：在本实施例中，两分或多分双层式耐磨抗冲击管制成了弯管，其由外层保护管1和内层耐磨组合管2组成，二者均为弯管构造。内层耐磨组合管2嵌套在外层保护管1内侧。外层保护管1用于保护内层耐磨组合管2，以免内层耐磨组合管2在运输、安装、使用过程中受到不必要的损伤。
如图4-16所示，内层耐磨组合管2分成两部分：内层耐磨大弯8和内层耐磨小弯12，二者均为半弯管，彼此拼接在一起形成横截面为环状的内层耐磨组合管2。内层耐磨大弯8和内层耐磨小弯12由具有不同耐磨性能的耐磨材料制成。
优选地，内层耐磨组合管2中的内层耐磨大弯8和内层耐磨小弯12分别由高铬铸铁、中铬铸铁、低铬铸铁、耐磨铸铁、陶瓷、硬质合金、轴承钢、合金钢、高分子材料等耐磨材料中材质不同的耐磨材料制成，其中内层耐磨大弯所采用材料的耐磨性能优于小弯的材料。优选地，将内层耐磨大弯与内层耐磨小弯的平均厚度比设置为2:1、所选取材料的耐磨性能比选为2:1，这样，能够获得最优使用寿命的耐磨弯管，能够达到普通耐磨弯管的2倍以上。
优选地，在本实施例中还可以添加两个耐磨连接法兰3，两个耐磨连接法兰3分别焊接在外层保护管1和内层耐磨组合管2两端。耐磨连接法兰3既能够起到连接本发明的管道与其他管道的作用，又可以用于对内层耐磨组合管2中的两个部分进行固定，避免其发生移位。需要说明的是，外层保护管1和内层耐磨组合管2的固定可以采用连接法兰，也可以采用其他形式，不仅限于采用连接法兰的方式。
外层保护管1也可以分成两个部分：大弯外保护部分7、小弯外保护部分11，二者彼此焊接在一起形成横截面为环状的外层保护管1。外层保护层采用低合金钢或中低碳钢等材料。需要说明的是，外层保护管1也可以整体铸造而成或者推制形成。
本实施例中为了保护弯管内层的耐磨层不会在弯管运输、安装、使用过程中受外力碰撞、击打变形、损坏，以及受到内部流体冲击力而导致变形甚至损坏的功能，所以设置了大弯外保护部分7与小弯外保护部分11；大弯外保护部分7内部具有大弯外保护部分内契合面9，在小弯外保护部分11内部具有小弯外保护部分内契合面13；其中大弯外保护部分7与小弯外保护部分11横截面为任意度数的圆弧，但是两半管组合在一起横截面形成360度的圆。
本实施例中为了增加大弯中间位置的耐磨功能，设有内层耐磨大弯8；并在内层耐磨大弯8外部设有内层耐磨大弯外契合面10；内层耐磨大弯外契合面10为内层耐磨大弯8外圆面。在优选实现方式中，内层耐磨大弯8设计为从两端A向中间B变厚并且从两侧C向中间D变厚，保证了大弯中间位置的高耐磨性。
本实施例中为了保持小弯的耐磨功能，设有内层耐磨小弯12；并在内层耐磨小弯12外部设有内层耐磨小弯外契合面14；内层耐磨小弯外契合面14为内层耐磨小弯12外圆面；其中内层耐磨小弯12设计为等厚与不等厚均可，只要保证小弯也具备一定的耐磨性即可。
本实施例中为了使弯管便于连接安装，设有耐磨连接法兰3；它由法兰15与耐磨套16组成；耐磨套16安装在法兰15内部。耐磨连接法兰3结构如附图18、19所示，其设计位置如附图1、2中标记3所示。
本实施例中为了延长耐磨连接法兰2的使用寿命及提高与其它部件连接的顺畅程度的功能，设有耐磨套16；并在其上设有耐磨套契合斜面19；耐磨套契合斜面19设于耐磨套16外缘上。
本实施例中所述的大弯外保护部分7优选采用由低合金钢或中低碳钢锻压而成的弯管；其上设有大弯外保护部分内契合面9；其作用是保护弯管内层的耐磨层不会因弯管在运输、安装及使用过程中受外力碰撞、击打而变形甚至损坏，以及受到内部流体冲击力而导致变形甚至损坏。
本实施例中所述的内层耐磨大弯8优选采用由高铬铸铁、低铬铸铁、中铬铸铁铸造，合金钢、轴承钢锻压，陶瓷、硬质合金烧结，高分子材料合成与耐磨焊条堆焊制成的耐磨层弯管；其上设有内层耐磨大弯外契合面10；其作用是增加大弯中间位置的耐磨性。
本实施例中所述的大弯外保护部分内契合面9是指：设于大弯外保护部分7上的契合面；其作用是便于大弯外保护部分7与内层耐磨大弯8的安装。
本实施例中所述的内层耐磨大弯外契合面10是指：设于内层耐磨大弯8上的契合面；其作用是便于大弯外保护部分7与内层耐磨大弯8的安装。
本实施例中所述的小弯外保护部分11是指：由低合金钢或中低碳钢等材料锻压而成的半弯管；其上设有小弯外保护部分内契合面13；其作用是保护弯管内层的耐磨层不会因弯管在运输、安装及使用过程中受外力碰撞、击打而变形甚至损坏，以及受到内部流体冲击力而导致变形甚至损坏。
本实施例中所述的内层耐磨小弯12是指：由高铬铸铁、低铬铸铁、中铬铸铁铸造，合金钢、轴承钢锻压，陶瓷、硬质合金烧结，高分子材料合成与耐磨焊条堆焊制成的耐磨弯管；其上设有内层耐磨小弯外契合面14；其作用是增加小弯耐磨性。
本实施例中所述的法兰15是指：耐磨连接法兰2的组成部件；并在其上设有法兰契合斜面17与连接卡槽18；其作用是便于弯管与其他设备的连接安装。
本实施例中所述的耐磨套16是指：由高铬铸铁、低铬铸铁、中铬铸铁铸造，合金钢、轴承钢锻压，陶瓷、硬质合金烧结，高分子材料合成与耐磨焊条堆焊制成的耐磨套；并在其上设有耐磨套契合斜面19；其作用是延长耐磨连接法兰2的使用寿命及提高密封性。
本实施例中所述的法兰契合斜面17是指：设于法兰15内部的契合斜面；其作用是便于法兰15与耐磨套16的安装。
本实施例中所述的连接卡槽18是指：设于法兰15外圆上的卡槽；其作用是便于法兰15与其他设备的安装。
本实施例中所述的耐磨套契合斜面19是指：设于耐磨套16外圆上的契合斜面；其作用是便于法兰15与耐磨套16的安装。
实施例2
在本实施例中，提供了两分或多分双层式耐磨抗冲击管的另一种实现方式。如图23所示，在本实施例中，两分或多分双层式耐磨抗冲击管由外层保护管1、内层耐磨组合管2组成。内层耐磨组合管2嵌套在外层保护管1内侧。外层保护管1用于保护内层耐磨组合管2，以免在运输、安装、使用过程中受到不必要的损伤。
外层保护管1分成两个部分：大弯外保护部分7和小弯外保护部分11，二者彼此焊接在一起形成横截面为环状的外层保护管1。内层耐磨组合管2分成两部分：内层耐磨大弯8和内层耐磨小弯12，二者彼此拼接在一起形成横截面为环状的内层耐磨组合管2。内层耐磨大弯8和内层耐磨小弯12由具有不同耐磨性能的材料制成。
在本实施例中还添加了两个耐磨连接法兰3，两个耐磨连接法兰3分别焊接在外层保护管1和内层耐磨组合管2两端。耐磨连接法兰3既能够起到连接弯管和其他管道的作用，又可以用于对内层耐磨组合管2中的两个部分进行固定，避免其发生移位。
内层耐磨大弯8和内层耐磨小弯12在彼此相接处留有填充通道4，以允许被输送介质进入到外层保护管1与内层耐磨组合管2之间。此外，为了更好地方便被输送介质进入到外层保护管1、内层耐磨组合管2之间，内层耐磨组合管2与外层保护管1之间预留有缓冲腔20。
本发明所述的填充通道4是指：内层耐磨大弯8与内层耐磨小弯12之间所预设的用于允许运输介质渗透进入两层管道之间的间隙；其设计位置如附图1、2中标记4所示。此外，需要说明的是大弯外保护部分7和小弯外保护部分11可以分开铸造然后焊接在一起，也可以一体构成。二者可以采用相同材料制成，也可以采用不同材料制成。
本发明为了降低耐磨弯管的加工难度并允许对外层保护管1与内层耐磨组合管2之间的渗透填充，预留了大弯和小弯之间的填充通道4；由于设置了该填充通道4，那么内层耐磨大弯与内层耐磨小弯不直接接触，这样就不需要内层耐磨大弯8与内层耐磨小弯12边缘加工的完全一致，降低了加工难度；该填充通道4直接与预留的缓冲腔20相连通，更容易实现对缓冲腔20的填充。
优选地，在本实施例或其他实施例中，内层耐磨组合管2的内层耐磨大弯与内层耐磨小弯所选用材料为高铬铸铁、低铬铸铁、中铬铸铁、耐磨铸铁，合金钢、轴承钢，陶瓷、硬质合金，高分子材料等耐磨材料中的一种，二者选用不同耐磨性能材料：
①2HRC≤HRC(2-1)-HRC(2-2)≤10HRC
②△(2-2)/△(2-1)＝2～6倍(优选2～3倍)
△表示在相同的工况环境下、相同时间、相同试样的磨损消耗量，磨损消耗量△＝m
HRC是采用洛氏硬度计所测定的材料硬度值。
试验结果
将本申请所得到的耐磨弯管应用于混凝土输送进行性能检测、成本比较所得到的数据见下表：
以序号1的材料为例，不采用缓冲腔的弯管，在材料成份与厚度不变的情况下，制造成本增加10--15％。
若内层耐磨大弯与内层耐磨小弯均采用耐磨性高的同种材料，则与本申请所得到的耐磨弯管相比，寿命相当、成本增加，若保证成本相当，则寿命降低。
若内层耐磨大弯与内层耐磨小弯均采用耐磨性差的同种材料，则与本申请所得到的耐磨弯管相比，寿命降低。
实施例3
如图24-25所示在本实施例中，两分或多分双层式耐磨抗冲击管制成了两分双层式的直管，其由外层保护管1和内层耐磨组合管2组成，二者均为直管构造。内层耐磨组合管2嵌套在外层保护管1内侧。
内层耐磨组合管2分成两部分：上部耐磨管壁31和下部耐磨管壁32，二者均为横截面为半圆形的半管，彼此拼接在一起形成横截面为环状的内层耐磨组合管2。上部耐磨管壁和下部耐磨管壁由具有不同耐磨性能的耐磨材料制成。优选地，下部耐磨管壁所采用材料的耐磨性能优于上部耐磨管壁的耐磨性能。
优选地，内层耐磨组合管2中的上部耐磨管壁和下部耐磨管壁分别由高铬铸铁、中铬铸铁、低铬铸铁、耐磨铸铁、陶瓷、硬质合金、轴承钢、合金钢、高分子材料等耐磨材料中材质不同的耐磨材料制成。
目前，尚没有任何文献提到过在耐磨直管的构造中采用这种上下异质的结构。本发明的这种结构对于输送磨损强度大的粉料、固液混合料尤其适合，这些材料在输送过程中对于下部管壁的磨损和冲击要远大于上部管壁，由于下部耐磨管壁采用耐磨性更好的材料制成，所以，管道整体更加耐磨损耐冲击。
在优选实现方式中，下部管壁的厚度大于上部管壁，这样，与普通的管道相比，在相同重量情况下，本发明的管道的耐磨性能和使用寿命能够达到普通管道的两倍以上。
优选地，在上部管壁与下部管壁之间留有间隙，用作填充通道，以允许被输送介质进入到外层保护管1与内层耐磨组合管2之间。需要说明的是，虽然留有间隙，但是，通过相邻侧壁之间的挤合，还是可以保持组合管中的各个管壁之间的相对位置的(或者也可以端部的法兰对各管壁进行相对固定)。
更优选地，为了更好地方便被输送介质进入到外层保护管1、内层耐磨组合管2之间，可以在内层耐磨组合管2与外层保护管1之间预留有缓冲腔。这种实现方式尤其适合用于被输送介质可凝固的情况。通过添加缓冲腔可以为内层管提供缓存空间，而不会由于突然的冲击而破碎，减少内壁因硬度过高，受冲击磨损导致开裂的问题。
实施例4
如图26所示，在本实施例中，两分或多分双层式耐磨抗冲击管制成了三分双层式直管，其由外层保护管1和内层耐磨组合管2组成，二者均为直管构造。内层耐磨组合管2嵌套在外层保护管1内侧。
内层耐磨组合管2分成三个部分：下部耐磨管壁41、左上侧管壁42和右上侧管壁43，三个部分中每部分的横截面均为弧形，彼此拼接在一起形成横截面为环状的内层耐磨组合管2。上部耐磨管壁41、左上侧管壁42和右上侧管壁43中至少下部耐磨管壁41所采用的材料与其他部分不同。优选地，下部耐磨管壁所采用材料的耐磨性能优于左上侧管壁42和右上侧管壁43。
优选地，内层耐磨组合管2中的下部耐磨管壁41、左上侧管壁42和右上侧管壁43分别由高铬铸铁、中铬铸铁、低铬铸铁、耐磨铸铁、陶瓷、硬质合金、轴承钢、合金钢、高分子材料等耐磨材料中材质不同的耐磨材料制成。
优选地，在相邻两个管壁之间留有间隙，用作填充通道，以允许被输送介质进入到外层保护管1与内层耐磨组合管2之间。
更优选地，为了更好地方便被输送介质进入到外层保护管1、内层耐磨组合管2之间，可以在内层耐磨组合管2与外层保护管1之间预留有缓冲腔。这种实现方式尤其适合用于被输送介质可凝固的情况。优选地，仅在下部管壁与外层保护管1之间，设置缓冲腔，因为下部管壁收到的冲击最为强烈。
实施例5
在本实施例中，两分或多分双层式耐磨抗冲击管制成了四分双层式直管，其由外层保护管1和内层耐磨组合管2组成，二者均为直管构造。内层耐磨组合管2嵌套在外层保护管1内侧。
内层耐磨组合管2分成四个部分：上部耐磨管壁51、下部耐磨管壁52、左侧管壁53和右侧管壁54，四个部分中每部分的横截面均为弧形，彼此拼接在一起形成横截面为环状的内层耐磨组合管2。上部耐磨管壁51、下部耐磨管壁52、左侧管壁53和右侧管壁54中至少下部耐磨管壁所采用的材料与其他部分不同，优选地，上部耐磨管壁51与下部耐磨管壁52以及左侧管壁53和右侧管壁54的材质也不相同，而左侧管壁53与右侧管壁54的材质彼此相同。优选地，下部耐磨管壁52所采用材料的耐磨性能优于左侧管壁53和右侧管壁54，左侧管壁53和右侧管壁54所采用材料的耐磨性能优于上部耐磨管壁51。
优选地，内层耐磨组合管2中的上部耐磨管壁51、下部耐磨管壁52、左侧管壁53和右侧管壁54分别由高铬铸铁、中铬铸铁、低铬铸铁、耐磨铸铁、陶瓷、硬质合金、轴承钢、合金钢、高分子材料等耐磨材料中材质不同的耐磨材料制成。
在本实施例中，还可以将上部管壁51和下部管壁52对称设置，以便二者可以互换使用，即，上下部分可以对换，使用更加方便。
本发明在内层耐磨组合管中采用异质材料制成的好处是：可以针对性地为受冲击力大和易磨损的部位选用高耐磨和耐冲击性能的材料，而受冲击力小的地方则可以选用低耐磨和耐冲击性能的材料，因此，这种方式既节约了制造上的原料成本，又提高了耐磨性，延长了使用寿命。例如，如果内层耐磨大弯采用高铬铸铁，内层耐磨小弯采用合金钢，目前市场上，高铬铸铁的单价约为20元/Kg，而合金钢的单价约为4元/Kg，综合成本要减少40％以上，这在管道制备领域是巨大的突破。
需要说明的是，本发明各个实施例中的组成部分之间，可以彼此组合、替换，这些均包含在本发明的范围内。另外，需要说明的是，本发明的管体还可以是异形的，本领域技术人员只需要根据实际情况基于本发明的原理进行适当调整即可，这也包含在本发明的范围内。
虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

Claims (33)

1.一种两分或多分双层式耐磨抗冲击管，所述耐磨抗冲击管包括：外层保护管(1)以及内层耐磨组合管(2)，其特征在于，所述内层耐磨组合管(2)嵌套在所述外层保护管(1)内，所述内层耐磨组合管(2)由两片或多片管壁组成，所述两片或多片管壁拼接在一起，形成横截面为环状的管体。
2.根据权利要求1所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，如果所述内层耐磨组合管(2)由两片管壁组成，则两片管壁的材质彼此不同；如果所述内层耐磨组合管(2)由多片管壁组成，则多片管壁中的至少两片的材质彼此不同。
3.根据权利要求1或2所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述内层耐磨组合管(2)中至少两片管壁的厚度彼此不同。
4.根据权利要求1或2所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述两片或多片管壁在彼此拼接形成管体时，相邻管壁之间设置预定宽度的填充通道。
5.根据权利要求4所述的两分或多分双层式耐磨管耐磨抗冲击管，其特征在于，所述填充通道为相邻管壁之间预留的间隙，所述填充通道的宽度为0.5-2mm。
6.根据权利要求5所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述填充通道的宽度为1mm。
7.根据权利要求1所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，还包括耐磨连接法兰(3)，所述耐磨连接法兰(3)由法兰与耐磨套组成；耐磨套安装在法兰内部，两个所述耐磨连接法兰(3)分别焊接在外层保护管(1)、内层耐磨组合管(2)的两端。
8.根据权利要求7所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述耐磨套上设有耐磨套契合斜面；耐磨套契合斜面设于耐磨套外缘上。
9.根据权利要求1所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述耐磨抗冲击管为耐磨弯管，所述耐磨弯管的内层耐磨组合管(2)由内层耐磨大弯与内层耐磨小弯组成；内层耐磨大弯与内层耐磨小弯由耐磨性能不同的材质构成。
10.根据权利要求9所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述外层保护管(1)包括大弯外保护部分和小弯外保护部分，所述外层保护管(1)所采用的材料与所述内层耐磨组合管(2)所采用的材料彼此不同，所述大弯外保护部分位于所述内层耐磨大弯外侧，所述小弯外保护部分位于所述内层耐磨小弯外侧，所述大弯外保护部分和小弯外保护部分沿侧部焊接在一起，形成横截面为环状的管体，并且，所述大弯外保护部分与所述小弯外保护部分在端部的径口边沿处通过焊接方式连接在一起。
11.根据权利要求9所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述大弯外保护部分与所述小弯外保护部分由低合金钢或中低碳钢材料制成。
12.根据权利要求9所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述内层耐磨大弯所采用耐磨材料的耐磨性能优于所述内层耐磨小弯的耐磨材料。
13.根据权利要求1所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述内层耐磨组合管中的管壁由高铬铸铁、中铬铸铁、低铬铸铁、耐磨铸铁、陶瓷、硬质合金、轴承钢、合金钢以及高分子材料中的一种制成。
14.根据权利要求9所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，内层耐磨大弯设计为从两端A向中部B变厚与两侧C向中部D变厚。
15.根据权利要求9所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述大弯外保护部分与内层耐磨大弯之间以及小弯外保护部分与内层耐磨小弯之间还设有缓冲腔。
16.根据权利要求1所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述耐磨抗冲击管为耐磨直管。
17.根据权利要求16所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述耐磨直管的内层耐磨组合管(2)在其横截面的圆周方向上具有不同厚度。
18.根据权利要求16所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述内层耐磨组合管(2)中位于底部的管壁所采用材料的耐磨性能优于位于侧部和顶部的侧壁所采用的材料的耐磨性能。
19.根据权利要求1所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述耐磨抗冲击管为异形管。
20.根据权利要求19所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述异型管的内层耐磨组合管根据各部位磨损强度的不同，而采用不同的耐磨材料制成。
21.根据权利要求1-20中任一项所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
(A)制备内层耐磨组合管(2)，制备过程包括：
(A1)分别制备两片或多片管壁，所述两片或多片管壁顺序拼接在一起能够构成管状结构；
(A2)将所述两片或多片管壁顺序拼接在一起，形成横截面为环状的内层耐磨组合管(2)；
(B)制备外层保护管(1)，并将外层保护管(1)设置在内层耐磨组合管(2)外侧；
(C)将外层保护管(1)和内层耐磨组合管(2)的两端组合在一起。
22.根据权利要求21所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管的制备方法，其特征在于，内层耐磨组合管(2)中的各管壁中，至少两片由不同材质的耐磨材料制成。
23.根据权利要求22所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管的制备方法，其特征在于，在所述步骤(A2)中，在将两片或多片管壁拼接形成管体时，在相邻管壁之间设置预定宽度的填充通道。
24.根据权利要求23所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述填充通道为相邻管壁之间预留的间隙。
25.根据权利要求23所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述填充通道的宽度为0.5-2mm。
26.根据权利要求25所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管，其特征在于，所述填充通道的宽度为1mm。
27.根据权利要求21所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管的制备方法，其特征在于，所述耐磨抗冲击管为耐磨弯管，其内层耐磨组合管包括内层耐磨大弯和内层耐磨小弯，所述内层耐磨大弯所采用耐磨材料的耐磨性能优于内层耐磨小弯所采用耐磨材料的耐磨性能。
28.根据权利要求27所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管的制备方法，其特征在于，内层耐磨大弯设计为从两端A向中部B变厚与两侧C向中部D变厚。
29.根据权利要求21所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管的制备方法，其特征在于，所述耐磨抗冲击管为耐磨直管，所述耐磨直管的内层耐磨组合管(2)在其横截面的圆周方向上具有不同厚度。
30.根据权利要求21所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管的制备方法，其特征在于，所述两片或多片管壁中的一个由耐磨铸铁、陶瓷、硬质合金中一种制成，另一个由合金钢、高分子材料中的一种制成。
31.根据权利要求21所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管的制备方法，其特征在于，所述耐磨抗冲击管为异形管，所述异型管的内层耐磨组合管根据各部位磨损强度的不同，而采用不同的耐磨材料制成。
32.根据权利要求21所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管的制备方法，其特征在于，所述方法还包括制备耐磨连接法兰(3)，所述耐磨连接法兰(3)由法兰与耐磨套组成；耐磨套安装在法兰内部，耐磨套上设有耐磨套契合斜面；耐磨套契合斜面设于耐磨套外圆上。
33.根据权利要求23所述的两分或多分双层式耐磨抗冲击管的制备方法，其特征在于，所述方法还包括在所述外层保护管(1)与内层耐磨组合管(2)之间设置缓冲腔。
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