CN210462508U - 粘稠物料的输送管*** - Google Patents
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Abstract
本实用新型实施例提供一种粘稠物料的输送管***，属于物料运输领域。所述粘稠物料的输送管***包括：输送管以及处理单元，所述输送管包括内层以及感知层，所述感知层至少部分包裹所述内层，其中，所述感知层设置有信号通导单元，所述信号通导单元用于在所述内层破损之后，与所输送的物料接触；以及输送处理单元，与所述信号通导单元电连接，用于判断所述信号通导单元是否被所输送的粘稠物料磨断。该粘稠物料的输送管***可以精确、方便地判断输送管的失效风险。
Description
技术领域
本实用新型涉及物料运输，具体地涉及粘稠物料的输送管***。
背景技术
输送管可以运送粘稠物料。粘稠物料可以是混凝土等具有颗粒状物质的物料，其中混凝土由胶凝材料、颗粒状集料(也称为骨料)、水以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，导电性较弱，且输送混凝土时的输送压力较高(8-9Mpa)。输送管与粘稠物料直接接触，是关键易损零部件，易在使用过程中由于粘稠物料不断冲刷磨损而发生失效。如果输送管在使用过程中发生失效但不能及时发现并更换，失效的输送管继续泵送粘稠物料时将存在很大风险，严重时甚至会发生爆管，直接危害施工人员的安全。
目前，常见的混凝土输送管分为金属单层管和金属双层管，检查输送管是否存在失效风险有以下方法：一是敲击输送管外表面，听声音凭经验判断，该方法结果不准确；另一种是无损检测壁厚的方法，该方法仅适用于单层金属管，但检测过程十分繁琐，工作量极大，难以实施；再一种是超声波检测，但超声波无法透过双层管，且对于单层管，需对整个管体进行全面的无死角检测，检测过程依旧繁琐。
实用新型内容
本实用新型实施例的目的是提供一种粘稠物料的输送管***，该粘稠物料的输送管***可以精确、方便地判断输送管的失效风险。
为了实现上述目的，本实用新型实施例提供一种粘稠物料的输送管***，该输送管***包括：输送管以及处理单元，所述输送管包括内层以及感知层，所述感知层包裹所述内层，其中，所述感知层设置有信号通导单元，所述信号通导单元用于在所述内层破损之后，与所输送的粘稠物料接触；以及所述处理单元，与所述信号通导单元连接，用于判断所述信号通导单元是否被所输送的粘稠物料磨断。
优选地，该输送管***还包括：报警单元，用于在所述信号通导单元被所输送的粘稠物料磨断时，发出报警信号。
优选地，所述判断所述信号通导单元是否被所输送的粘稠物料磨断包括：检测所述信号通导单元的电阻；在所述信号通导单元的电阻变大时，判断所述信号通导单元被所输送的粘稠物料磨断；在所述信号通导单元的电阻不变时，判断所述信号通导单元未被所输送的粘稠物料磨断。
优选地，所述报警单元包括MOS管，其中，所述MOS管用于：在所述信号通导单元未被所输送的粘稠物料磨损时截止；在所述信号通导单元被所输送的粘稠物料磨损时导通，以使所述报警单元发出报警信号。
优选地，所述报警单元包括微芯片和接地电阻，所述微芯片包括输入端和输出端，所述输入端和所述输出端分别连接所述信号通导单元的两端，所述接地电阻连接在所述输入端和地之间，其中，所述输出端用于输出第一电压；所述输入端用于接收第二电压；所述微芯片用于：根据所述第一电压、所述第二电压以及所述接地电阻计算所述信号通导单元的电阻值；在所述信号通导单元的电阻值大于预设值时，判断所述信号通导单元被所输送的粘稠物料磨损，并发出报警信号；在所述信号通导单元的电阻值小于等于所述预设值时，判断所述信号通导单元未被所输送的粘稠物料磨损。
优选地，所述信号通导单元交叉缠绕于所述内层的外表面。
优选地，所述信号通导单元的缠绕角度为α，α满足公式：
其中D为内层的外径，L为缠绕导线间隔的螺距，其中D为内层的外径，L为信号通导单元缠绕间隔的螺距。
优选地，所述感知层完全包裹所述内层。
优选地，所述输送管还包括外层，所述外层由玻璃纤维复合材料和树脂制备而成。
通过上述技术方案，采用本实用新型提供的粘稠物料的输送管***，由于粘稠物料(例如混凝土)输送压力较大，输送管容易破损失效，在输送管内层破损之后，感知层设置的信号通导单元与带压力的所输送的粘稠物料接触，信号通导单元会很快被磨断，因此可以通过判断信号通导单元是否被磨断(在信号通导单元被所输送的粘稠物料磨断时，粘稠物料接入信号通导单元，由于混凝土导电性较弱的特性，导致信号通导单元内电阻迅速增大)，以精确、方便地判断输送管的失效风险。
本实用新型实施例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
附图是用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，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实施例，但并不构成对本实用新型实施例的限制。在附图中：
图1是本实用新型一实施例提供的粘稠物料的输送管***的结构示意图；
图2是本实用新型一实施例提供的输送管的示意图；
图3是本实用新型一实施例提供的报警单元的结构示意图；
图4是本实用新型另一实施例提供的报警单元的结构示意图；
图5是本实用新型另一实施例提供的输送管的结构示意图。
附图标记说明
101 输送管 102 报警单元
103 信号通导单元 104 处理单元
1 感知层 2 内层
3 外层
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型实施例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实施例，并不用于限制本实用新型实施例。
图1是本实用新型一实施例提供的粘稠物料的输送管***的结构示意图。如图1所示，该输送管***包括：输送管101以及处理单元104，所述输送管包括内层2以及感知层1，所述感知层1至少部分包裹所述内层2，其中，所述感知层1设置有信号通导单元103，所述信号通导单元103用于在所述内层2破损之后，与所输送的粘稠物料接触；以及输送处理单元104，与所述信号通导单元103电连接，用于判断所述信号通导单元是否被所输送的粘稠物料磨断。
在本实用新型实施例中，输送管101输送的是混凝土等具有颗粒状物质的粘稠粘稠物料，其中混凝土是由胶凝材料、颗粒状集料(也称为骨料)、水以及必要时加入的外加剂和掺合料按一定比例配制，导电性较弱，因此，可以看出混凝土具有三大特性，一是输送压力较高(8-9Mpa)；二是具有颗粒状物体；三是导电性较弱。由于输送混凝土时的输送压力较高，并且加上长期的冲击，输送管很容易破损。本实用新型实施例在感知层设置信号通导单元103，信号通导单元103可以为导线或导电涂层。其中，导线优选可以为金属丝带绝缘层导线(单芯或多芯)或带胶层碳纤维导线，但本实用新型对此不进行限定。当内层2完好时，内层2外表面感知层1布置的导线为通路，内电阻较小；当内层2磨损失效后，感知层1导线与粘稠物料(例如混凝土)开始接触，由于混凝土输送压力以及混凝土具有的颗粒状物体的作用，导线快速被磨断，此时导线断开并与粘稠物料(例如混凝土)串联，由于混凝土本身导电性较弱的特性，导致总内电阻明显且迅速增大(可以理解的是，本实用新型的信号通导单元103在仅被磨损而未被磨断时，内电阻也会发生变化，同样可以判断到内层2磨损失效)。因此处理单元104通过导线引线端检测感知层1布置的导线通断状态电阻数值大小，即可判断内层2是否磨损失效。
另外，信号通导单元103可以为导电涂层，例如在内层2外表面的感知层1先喷涂绝缘漆，再按照要求喷涂导电漆，使导电漆与处理单元104组成回路，同样检测感知层1通断电阻数值大小变化，可判断内层2是否磨损失效。
在本实用新型实施例中，感知层1可以部分包裹内层2或者完全包裹内层2，在感知层1部分包裹内层2时，可以判断内层2被包裹的位置磨损失效；在感知层1完全包裹内层2时，可以判断内层2任意位置磨损失效。
本实用新型实施例中，还可以包括报警单元102，报警单元102可以在内层2磨损失效时，发出报警信号。报警单元102可以是进行报警的任何结构，例如报警单元102可以仅包括检测装置(比如检测电组变化的装置)，在这种情况下，检测到所需的参数变化并输出变化的参数即相当于进行了报警；或者报警单元102包括检测装置以及声、光和/或信息提醒装置，在这种情况下，发出声、光和/或信息提醒即进行了报警。另外，报警单元102可以具有不同的布置位置，例如设置在输送管101上，或者设置于离输送管101较远的位置，通过有线或无线的方式传输数据，又或者一部分设置在输送管101上(例如检测装置)，另一部分设置在其他位置(例如声、光和/或信息提醒装置)。
图2是本实用新型一实施例提供的输送管的示意图。如图2所示，所述输送管101还包括外层3，包裹所述感知层1。
内层2可以为高硬度耐磨材料，承受混凝土的冲刷磨损；感知层1布置的信号通导单元103紧密贴合在内层2外表面上，用于感知输送管101磨损失效；外层3用于在耐磨内衬磨损失效时，承受内压，防止粘稠物料飞出，起到安全保护的作用，同时外层3外表面布置了报警***装置，该装置通过信号通导单元103引线端与感知层1相连，用于发出粘稠物料信号。本实用新型实施例既适用于直管制造工艺，也可适用于弯管。
图3是本实用新型一实施例提供的报警单元的结构示意图。如图3所示，所述报警单元102可以包括MOS管，其中，所述MOS管用于：在所述信号通导单元103未被所输送的粘稠物料磨损时截止；在所述信号通导单元103被所输送的粘稠物料磨损时导通，以使所述报警单元102发出报警信号。
具体地，本实用新型提供了一种能够实现上述功能的具体电路结构。输送管101内层2未磨损失效时，信号通导单元103引线端正常导通时NMOS栅极电压记为Ugs，输送管101的内层2磨损失效，信号通导单元103产生信号变化时NMOS栅极电压记为Ugs'，NMOS开启电压记为Utgs，当输送管101的内层2未磨损失效时，磨损感知传感器引线端处于导通状态，Ugs＜Utgs，不满足NMOS开启电压条件，报警指示灯不亮，并且由于NMOS截止状态，回路：电源正极-R1-LED-NMOS(D-S)-电源负极处于近似断开状态，加上电阻R2较大，因此整体工作电流极小，电路处于低耗能监测状态；当粘稠物料(混凝土)磨穿输送管101的内层2，接触到信号通导单元103，信号通导单元103产生变化，导线引线端电阻变大，使得Utgs＜Ugs'，满足NMOS开启电压条件，报警指示灯亮，发出失效报警信号，电路处于报警状态。
如图3所示，假设电源电压U＝6～10v，R1＝50～100Ω，LED使用5050RED封装模块，正常工作电压2.6v-3.6v，电流I＝20～46mA，NMOS开启电压Utgs为3～4v，设定信号通导单元103引线端导通电阻为R0(导线线圈单位电阻约为0.6Ω/m)，被混凝土磨断后串入混凝土电阻记为R0’(经测试，混凝土砂浆的电阻约40～70KΩ)。
引线端导通时NMOS栅极电压记为Ugs，则
磨断后NMOS栅极电压记为Ugs'，则
为具备检测功能需满足：
Ugs＜Utgs＜Ugs'
即电阻R2需满足：
计算导通时监测功耗为：
计算磨断后报警功耗为：
P1＝UI
理论上讲，电池电压越低，功耗越低，但U>Utgs必需满足，同时保证R2有一定取值空间又需要U足够大，另外需考虑降低功耗。综合以上因素，R2取值范围15～20kΩ最佳。以上提供在上述假设数据情况下的部件参数取值，但是并不以上述假设数据为限。
图4是本实用新型另一实施例提供的报警单元的结构示意图。如图4所示，所述报警单元102可以包括微芯片和接地电阻，所述微芯片包括输入端DIO2和输出端DIO1，所述输入端DIO2和所述输出端DIO1分别连接所述信号通导单元103的两端，所述接地电阻(R1)连接在所述输入端和地之间，其中，所述输出端DIO1用于输出第一电压；所述输入端DIO2用于接收第二电压；所述微芯片用于：根据所述第一电压、所述第二电压以及所述接地电阻计算所述信号通导单元103的电阻值；在所述信号通导单元103的电阻值大于预设值时，判断所述信号通导单元103被所输送的粘稠物料磨损，并发出报警信号；在所述信号通导单元103的电阻值小于等于所述预设值时，判断所述信号通导单元103未被所输送的粘稠物料磨损。
具体地，本实用新型实施例提供了详细的报警单元102的结构。微芯片可以具有工作时序，即每隔时间T唤醒为工作状态，并使DIO1端口输出高电平U，维持时长T-TL，剩余TL时间内芯片转为低功耗休眠状态，DIO1端口为输出端，DIO2端口为模拟转数字(AD)输入端；在工作状态下，芯片通过检测DIO2端口电压UR，判定信号通导单元103引线端电阻R0数值大小，且UR与R0满足
设定内层2磨损失效时信号通导单元103引线端电阻阈值为RK，当计算R0＞RK时，即认定输送管101的内层2已磨损失效，相反则未失效。判定内层2失效后，微芯片不再休眠，通过IO端口指示灯、无线通信等方式将预警信号发出来。
图5是本实用新型另一实施例提供的输送管的结构示意图。如图5所示，该输送管101的内层2优选可以由高碳低合金钢、高铬铸铁、陶瓷或高分子耐磨材料制备而成；外层3优选可以由玻璃纤维复合材料和树脂制备而成，但不以此为限，玻璃纤维复合材料和树脂制备的外层3与内层2的粘接能力更强，使得内层2不易卷皮或剥离，保证内层2是被粘稠物料磨损而失效。该输送管101可以通过以下制造工艺制造(以下数据仅为优选示例)：
内层2采用高碳低合金钢经过感应淬火再加上去应力回火制备而成；法兰4经过车削或整体铸造成型，法兰4总体长度50～70mm，一端带有凸缘；耐磨套5经Cr26高铬铸铁铸造成型，耐磨套5总体长度35～45mm；
将加工好的内层2和法兰4外表面进行喷砂处理，并采用酒精或其他有机清洗剂进行清洗；
将法兰4套装于内层2外表面，内层2外表面与法兰4内表面接触区形成过盈配合连接，保证连接接触表面长度10～30mm，法兰4另一端再装入耐磨套5；
将安装好的内层2固定于缠绕机的旋转轴上，通过缠绕机的旋转，将信号通导单元103导线交叉缠绕(即以不同角度缠绕)或顺序缠绕(以同角度即平行缠绕)于内层2外表面，根据输送管工作状态及混凝土输送压力等因素，可以合理设计其疏密，缠绕过程施加一定的预应力，单根导线预应力大小2～10N，其上缠绕复合材料外层3后，可以固定导线，并由于该导线两面受力(外层3的力和内层2破损之后来自输送混凝土的力，进一步加快了其被磨断的速度。导线可以是漆包线和铜丝芯软电线等，为保证导线缠绕时要有一定的抗拉强度，同时满足混凝土更容易磨断导线，导线规格可以规定如下：漆包线(规格：直径0.3～1mm)和铜丝芯软电线(规格：0.1～1平方)。导线线圈缠绕完成后，将导线始末两端固定于内层2同一端，形成导线引线端，用于与报警***装置连接；
信号通导单元103导线按缠绕角度α(60～90°)螺旋缠绕在内层2外表面一个来回，且满足
外层3可以采用高强玻璃纤维缠绕制备，将经过浸胶的玻璃纤维环向缠绕于法兰4及感知层1的外表面，覆盖住缠绕的导线线圈，但需漏出导线引线端。缠绕过程施加一定的预应力，单束纤维预应力大小3～15N，玻璃纤维复合材料层厚度3～5mm；
将缠绕完成的复合输送管101，安装于带有旋转机构的固定架上，复合管可以进行室温固化，也可以放入加热炉中进行热固化(固化温度80℃)，固化过程旋转机构缓慢旋转，保证树脂固化均匀，旋转速度3～10r/min。
本实用新型实施例还提供一种粘稠物料的输送管方法，所述输送管包括信号通导单元，该方法包括：检测与所述信号通导单元相关的信号；根据所述与所述信号通导单元相关的信号判断所述信号通导单元是否被所输送的粘稠物料磨断。
优选地，所述判断所述信号通导单元是否被所输送的粘稠物料磨断包括：检测所述信号通导单元的电阻；在所述信号通导单元的电阻变大时，判断所述信号通导单元被所输送的粘稠物料磨断；在所述信号通导单元的电阻不变时，判断所述信号通导单元未被所输送的粘稠物料磨断。
上文所述的粘稠物料的输送管方法的实施例与上文所述的粘稠物料的输送管***的实施例类似，在此不再赘述。
本实用新型实施例还提供一种机器可读存储介质，该机器可读存储介质上存储有指令，该指令用于使得机器执行上文所述的输送管粘稠物料方法。
通过上述技术方案，采用本实用新型提供的粘稠物料的输送管***，由于粘稠物料(例如混凝土)输送压力较大，输送管容易破损失效，因此通过感知层设置的信号通导单元，在内层破损之后，与所输送的粘稠物料接触，可以通过判断信号通导单元是否被磨断(在信号通导单元被所输送的粘稠物料磨断时，粘稠物料接入信号通导单元，由于混凝土导电性较弱的特性，导致信号通导单元内电阻迅速增大)，以精确、方便地判断输送管的失效风险。
以上结合附图详细描述了本实用新型实施例的可选实施方式，但是，本实用新型实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本实用新型实施例的技术构思范围内，可以对本实用新型实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本实用新型实施例的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本实用新型实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。
本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
此外，本实用新型实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本实用新型实施例的思想，其同样应当视为本实用新型实施例所公开的内容。
Claims (9)
1.一种粘稠物料的输送管***，其特征在于，该输送管***包括：
输送管以及处理单元，
所述输送管包括内层以及感知层，所述感知层至少部分包裹所述内层，其中，所述感知层设置有信号通导单元，所述信号通导单元用于在所述内层破损之后，与所输送的粘稠物料接触；以及
所述处理单元与所述信号通导单元电连接，用于判断所述信号通导单元是否被所输送的粘稠物料磨断。
2.根据权利要求1所述的粘稠物料的输送管***，其特征在于，该输送管***还包括报警单元，用于在所述信号通导单元被所输送的粘稠物料磨断时，发出报警信号。
3.根据权利要求1所述的粘稠物料的输送管***，其特征在于，所述判断所述信号通导单元是否被所输送的粘稠物料磨断包括：
检测所述信号通导单元的电阻；
在所述信号通导单元的电阻变大时，判断所述信号通导单元被所输送的粘稠物料磨断；
在所述信号通导单元的电阻不变时，判断所述信号通导单元未被所输送的粘稠物料磨断。
4.根据权利要求2所述的粘稠物料的输送管***，其特征在于，所述报警单元包括MOS管，其中，所述MOS管用于：
在所述信号通导单元未被所输送的粘稠物料磨损时截止；
在所述信号通导单元被所输送的粘稠物料磨损时导通，以使所述报警单元发出报警信号。
5.根据权利要求2所述的粘稠物料的输送管***，其特征在于，所述报警单元包括微芯片和接地电阻，所述微芯片包括输入端和输出端，所述输入端和所述输出端分别连接所述信号通导单元的两端，所述接地电阻连接在所述输入端和地之间，其中，
所述输出端用于输出第一电压；
所述输入端用于接收第二电压；
所述微芯片用于：
根据所述第一电压、所述第二电压以及所述接地电阻计算所述信号通导单元的电阻值；
在所述信号通导单元的电阻值大于预设值时，判断所述信号通导单元被所输送的粘稠物料磨损，并发出报警信号；
在所述信号通导单元的电阻值小于等于所述预设值时，判断所述信号通导单元未被所输送的粘稠物料磨损。
6.根据权利要求1所述的粘稠物料的输送管***，其特征在于，所述信号通导单元交叉缠绕于所述内层的外表面。
7.根据权利要求5所述的粘稠物料的输送管***，其特征在于，所述信号通导单元的缠绕角度为α，α满足公式：
8.根据权利要求1所述的粘稠物料的输送管***，其特征在于，所述感知层完全包裹所述内层。
9.根据权利要求1所述的粘稠物料的输送管***，其特征在于，所述输送管还包括外层。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201920828839.2U CN210462508U (zh) | 2019-06-03 | 2019-06-03 | 粘稠物料的输送管*** |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110207023A (zh) * | 2019-06-03 | 2019-09-06 | 中联重科股份有限公司 | 粘稠物料的输送管***、方法及可读存储介质 |
| CN112116791A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-12-22 | 中联重科股份有限公司 | 监测输送管状态的方法和***、终端及状态自检测装置 |
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2019
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112116791A (zh) * | 2020-08-20 | 2020-12-22 | 中联重科股份有限公司 | 监测输送管状态的方法和***、终端及状态自检测装置 |
| CN112116791B (zh) * | 2020-08-20 | 2022-12-23 | 中联重科股份有限公司 | 监测输送管状态的方法和***、终端及状态自检测装置 |
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