加強(qiáng)的柔性管的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于輸送磨料漿的柔性管道(1)，該柔性管道包括諸如橡膠管的柔性管狀主體(2)和在主體中沿著管道長度設(shè)置的多個(gè)耐磨環(huán)(3)，該多個(gè)耐磨環(huán)用于保護(hù)主體的內(nèi)表面(4)免于漿體的研磨作用，其中，多個(gè)環(huán)中的至少一個(gè)環(huán)包括用于以封閉形式的方式接合管狀主體的凹口(5)，并且其中凹口在環(huán)中布置成使得環(huán)相對于管道的徑向移動(dòng)被防止。
【專利說明】加強(qiáng)的柔性管
【背景技術(shù)】
[0001]本發(fā)明涉及用于輸送磨料漿的柔性管道，該柔性管道包括柔性管狀主體(諸如橡膠管)和在主體中沿著管道長度設(shè)置的耐磨環(huán)，用于保護(hù)主體內(nèi)表面免受漿體的研磨作用。這種研磨作用可包括磨損、腐蝕和例如石塊尖銳邊緣的切割。
[0002]US4537224A涉及用于挖掘工作(dredging work，挖泥工作，清淤工作)的橡膠管，用于在海洋或河流中的挖掘工作的管線中嵌入并使用該橡膠管。這種橡膠管具有管狀主體和多個(gè)金屬環(huán)，該管狀主體由嵌入有多個(gè)強(qiáng)化織物(clothes)的橡膠制成，該多個(gè)金屬環(huán)以合適地間隔開的關(guān)系軸向地布置，該多個(gè)金屬環(huán)被嵌入所述管狀主體的內(nèi)周面并且該內(nèi)周面形成所述管狀主體內(nèi)周面的一部分。金屬環(huán)與管狀主體接合的接合面平行于軸線設(shè)置，并且金屬環(huán)的兩個(gè)軸向端部在壁厚方面制造得很薄。因此，增加金屬環(huán)與管狀主體之間的接觸面以強(qiáng)化接合力并且最小化金屬環(huán)的兩個(gè)端部兩者與管狀主體之間的接合面的剝離。在環(huán)形肋32與33之間繃緊導(dǎo)線30 (圖5)。金屬環(huán)26與橡膠管之間的接合通過與在橡膠管21上軸向作用的壓縮力有關(guān)的這些環(huán)形肋32、33而強(qiáng)化。存在對于橡膠管的需要，其中在徑向上而不是軸向上提升金屬環(huán)與管狀主體之間的接合。
[0003]DE8437910涉及一種橡膠軟管，該橡膠軟管具有嵌入有金屬環(huán)的軟管壁，這些金屬環(huán)在軟管軸向方向上重疊。金屬環(huán)不具有任何凹口。由于將金屬環(huán)嵌入橡膠層中并且金屬環(huán)出于其用途必須使軟管能夠承受高外壓，所以金屬環(huán)似乎本身不耐磨。
[0004]從GB1573189A中已知這樣的用于輸送磨料漿的柔性管道，GB1573189A涉及主要用于漿體或液體中塊狀固體的加強(qiáng)橡膠軟管。
[0005]當(dāng)輸送具有尖銳顆粒的漿體時(shí)，挖掘軟管內(nèi)部特別易受磨損的影響，該挖掘軟管是用于輸送磨料漿的柔性管道。出于這個(gè)原因，軟管中的彈性磨損層設(shè)置有金屬磨損環(huán)。將這些金屬磨損環(huán)粘附或硫化在彈性磨損層中。由于通過軟管運(yùn)送的材料切割內(nèi)壁，所以在用于挖掘的抽吸管線或壓力管線中使用的橡膠軟管經(jīng)受相當(dāng)大量的磨損。為了抵消這種破壞，軟管已知具有50毫米或以上厚度的內(nèi)部耐磨且耐切橡膠層，或者使用由穿過軟管壁的螺紋工具而固定錐形形狀的重疊插入件。橡膠的厚層經(jīng)常在短時(shí)間內(nèi)被破壞并且鋼制插入件的襯里很貴且僅對抽吸軟管有效。
[0006]GB1573189A的發(fā)明試圖提供用于運(yùn)送塊狀且有棱角固體的橡膠軟管，并且該橡膠軟管可以經(jīng)受吸力或壓力并且因此提供具有內(nèi)壁的加強(qiáng)橡膠軟管，該內(nèi)壁包括橡膠層，其中，金屬插入體嵌入有插入件，每個(gè)插入件寬度基本等于橡膠層寬度并且放置在內(nèi)壁表面中或直接在該內(nèi)壁表面之下，在所述橡膠層上設(shè)置了加強(qiáng)件，在該加強(qiáng)件之上具有外覆蓋件。將插入件牢固地嵌入橡膠層中，并且該插入件優(yōu)選地為沿著軟管長度延伸的環(huán)形環(huán)或螺旋線圈的形式。插入件對運(yùn)送的物體的作用有抵抗力并因此在一定程度上防止該運(yùn)送的物體穿透橡膠至任何可覺察到的深度。另一方面，鄰近的插入件之間的縱向空間用耐磨橡膠完全填充并且具有足夠的寬度以確保軟管保持柔性。然而，為獲得可接受的柔性而要求的這些空間卻因此導(dǎo)致軟管的不受保護(hù)的區(qū)域，在這些區(qū)域中磨料顆粒仍可穿透至某一深度。[0007]此外，EP1877689B1涉及用于輸送磨料漿的柔性管，該柔性管包括由諸如橡膠的柔性聚合物制成的管狀主體，和在聚合物中沿著管長設(shè)置的多個(gè)同軸的耐磨環(huán)，該環(huán)和該管狀主體具有基本相同的內(nèi)徑。耐磨環(huán)用于減緩磨損過程，例如通過防止?jié){體中的尖銳物體在很長距離上刺穿橡膠磨損層。所述環(huán)通常由切割、卷邊和焊接的鋼板而形成。使用普通種類的鋼，但也可使用大拉伸和耐磨的種類，諸如CreusabroTM和HardoxTM。
[0008]EP1877689B1的發(fā)明目的是提供對于磨損和破壞更有抵抗力的柔性管。因此，在環(huán)的周邊的至少一部分上，環(huán)在環(huán)內(nèi)周附近的厚度小于環(huán)在環(huán)外周附近的厚度。通過使用環(huán)的這個(gè)構(gòu)造可以改善管的各種性能，諸如彎曲半徑、使用壽命和剛度。特別地，以這種方式可以改善環(huán)的錨固性。然而，環(huán)在環(huán)內(nèi)周附近的厚度的減小會(huì)導(dǎo)致軟管不受保護(hù)區(qū)域的增力口，在該區(qū)域中磨料顆粒仍可穿透某一深度。此外，因?yàn)猷徑沫h(huán)之間的橡膠量在柔性管壽命期間持續(xù)變化，所以降低了在柔性管使用壽命期間柔性管柔度的可控性。
[0009]總之，用于已知挖掘軟管的金屬環(huán)是以不同剖面制造的硬化鐵或鑄鐵。當(dāng)這些已知環(huán)損壞時(shí)，損壞的環(huán)的部分容易從主體破裂出(break out)。這些破裂出的部分隨衆(zhòng)體流動(dòng)并且會(huì)破壞下游裝置。此外，軟管在不具有完整磨損環(huán)的情況下將更快地磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明旨在至少部分地解決與已知用于輸送磨料漿的柔性管關(guān)聯(lián)的問題。
[0011]本發(fā)明的另一目的是提高柔性管道在其使用壽命期間的柔度。
[0012]本發(fā)明的又一目的是提供具有提高的使用壽命的管道。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第一方面用一種柔性管實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，其中，多個(gè)環(huán)中的至少一個(gè)環(huán)包括用于以封閉形式的方式接合管狀主體的凹口。這提供了改善的將環(huán)保持在主體中或者將環(huán)的破裂出的部分保持在主體中的可能。甚至在軟管彎曲或直立時(shí)存在這種改善的保持性。而且，具有凹口的環(huán)防止柔性管狀主體各部分的分離，特別是防止在凹口中延伸的主體部分的分離。此外，具有凹口的環(huán)實(shí)際上(in practice，在實(shí)際中)節(jié)省了 15%至25%的重量，因?yàn)樾枰^少的浮力或者主體可設(shè)置甚至更多的環(huán)，所以該重量節(jié)省在構(gòu)造漂浮軟管時(shí)是有益的。凹口在環(huán)中布置成使得環(huán)相對于管道的徑向運(yùn)動(dòng)被防止。這使得能夠防止環(huán)的破損部分從主體釋放進(jìn)入漿體中。
[0014]在一實(shí)施方式中，凹口在環(huán)中布置成使得凹口面向鄰近的環(huán)。這提供了在不增加內(nèi)表面暴露至研磨作用的情況下增加鄰近的環(huán)之間的主體體積的可能。這在不損害針對研磨作用的保護(hù)的情況下提供了柔性管道的提高的柔度。
[0015]在一實(shí)施方式中，凹口在主體的軸向方向上延伸。這在不增加內(nèi)表面暴露至研磨作用的情況下更多地增加了鄰近的環(huán)之間的主體體積。
[0016]在柔性管道的一實(shí)施方式中，凹口沿著整個(gè)環(huán)周向地延伸。這更加使得能夠防止或更加防止環(huán)的破損部分從主體釋放進(jìn)入漿體中。此外，這在不增加內(nèi)表面暴露至研磨作用的情況下更加增加了鄰近的環(huán)之間的主體體積。
[0017]在一實(shí)施方式中，凹口連續(xù)地延伸。這更加使得能夠防止或更加防止環(huán)的破損部件從主體釋放進(jìn)入漿體中。此外，這在不增加內(nèi)表面暴露至研磨作用的情況下更加增加了鄰近的環(huán)之間的主體體積。
[0018]在柔性管道的一實(shí)施方式中，凹口在環(huán)內(nèi)部與環(huán)外部之間延伸。[0019]在一實(shí)施方式中，凹口靠近環(huán)的外周延伸。
[0020]在一些實(shí)施方式中，凹口由斜面界定。
[0021]在一實(shí)施方式中，至少一個(gè)環(huán)包括多個(gè)凹口。
[0022]在柔性管道的一實(shí)施方式中，至少一個(gè)環(huán)包括一對相對的凹口。這總體上更加提高了柔性管道的柔度。
[0023]在柔性管道的一實(shí)施方式中，兩個(gè)鄰近的環(huán)的凹口的至少部分地面對，用于增加兩個(gè)鄰近的環(huán)之間的柔性主體體積。
[0024]在柔性管道的一實(shí)施方式中，柔性主體包括加強(qiáng)層，該加強(qiáng)層相對于凹口延伸，用于當(dāng)管道被加壓時(shí)維持柔性主體與多個(gè)環(huán)中至少一個(gè)環(huán)的封閉形式的接合。這更加使得能夠防止環(huán)的破損部件從主體釋放進(jìn)入漿體中。
[0025]在柔性管道的一實(shí)施方式中，該層在兩個(gè)鄰近的環(huán)之間延伸，優(yōu)選地在至少兩個(gè)鄰近的環(huán)上延伸。這更加改善了該層的效果。
[0026]在柔性管道的一實(shí)施方式中，該層在兩個(gè)鄰近的環(huán)的環(huán)外部之間延伸。這更加改善了該層的效果。
[0027]在柔性管道的一實(shí)施方式中，預(yù)張緊該層。這在管道被加壓時(shí)更加改善了該層的效果。
[0028]本發(fā)明進(jìn)一步涉及根據(jù)本發(fā)明的柔性管道的使用，以輸送漿體，該漿體優(yōu)選地是磨料漿。
[0029]本發(fā)明進(jìn)一步涉及包括在說明書中描述的和/或在附圖中示出的一個(gè)或多個(gè)特性特征的設(shè)備。
[0030]本發(fā)明進(jìn)一步涉及包括在說明書中描述的和/或在附圖中示出的一個(gè)或多個(gè)特性特征的方法。
[0031]可以組合本專利中所討論的各個(gè)方面，以便提供額外的優(yōu)勢。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0032]將參考附圖示出的柔性管道的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)一步說明本發(fā)明，附圖中示出了:
[0033]圖1是以剖面示出了細(xì)節(jié)的側(cè)視圖；
[0034]圖2是主體一部分磨損后的圖1的視圖；
[0035]圖3a和圖3b以剖面圖示出了環(huán)的細(xì)節(jié)。
【具體實(shí)施方式】
[0036]將參考附圖1至圖3所示的柔性管道I的優(yōu)選實(shí)施方式(或其細(xì)節(jié))詳細(xì)描述本發(fā)明。
[0037]圖1描述了用于輸送磨料漿的柔性管道I。管道I具有柔性管狀主體，在這種情況下該主體是橡膠管2，然而任何其他合適的柔性聚合物或其他材料是可能的。在主體2中沿著管道I的長度設(shè)置了多個(gè)耐磨環(huán)3。環(huán)3適于保護(hù)主體2的內(nèi)表面4免受漿體研磨作用。這些環(huán)3通常由鋼制成，然而任何其他可能的材料是可能的。環(huán)3相對于管道I的縱向軸線17同軸。環(huán)3，特別是多個(gè)環(huán)3，更特別是多個(gè)環(huán)3中的全部環(huán)3均包括用于以封閉形式的方式接合管狀主體2的凹口 5。封閉形式在這里就是說環(huán)3不能由于克服摩擦而從主體分開。替代地，環(huán)3僅可在柔性主體(最有可能)的變形時(shí)而分開。
[0038]凹口 5在環(huán)3中布置成使得環(huán)3相對于管道I的徑向運(yùn)動(dòng)(特別是相對于主體2的徑向運(yùn)動(dòng))被防止。凹口 5在主體2的軸向方向上延伸，意味著沿著管道I的縱向軸線17延伸。在這里，凹口 5沿著整個(gè)環(huán)3周向地延伸，在該情況下凹口 5連續(xù)地延伸。然而，凹口 5可延伸?？蛇x擇地，環(huán)3可設(shè)置有多個(gè)凹口 5，每個(gè)該凹口 5均在整個(gè)環(huán)3的周向的不同部分上延伸。這些部分可部分地重疊。
[0039]凹口 5在環(huán)內(nèi)部6與環(huán)外部7之間延伸。在這里，凹口 5靠近環(huán)3外周延伸。這使得環(huán)3能夠具有相對大的環(huán)內(nèi)部6，該相對大的環(huán)內(nèi)部導(dǎo)致環(huán)3提高的使用壽命同時(shí)在管道I的使用壽命期間維持環(huán)3在主體2中改善的保持。
[0040]在這里，凹口由在凹口 5徑向相對側(cè)部上的斜面8界定，該斜面給予凹口梯形形狀，該梯形形狀由環(huán)3和環(huán)3的包絡(luò)線(envelope)界定。
[0041]在圖1和圖2中示出了凹口 5在槽3中布置成使得凹口 5面向鄰近的環(huán)3。在這里，兩個(gè)鄰近的環(huán)3的凹口 5完全地重疊。部分地重疊的凹口 5是可能的，用于增加兩個(gè)鄰近的環(huán)3之間的柔性主體體積。
[0042]在圖2中示出了磨損后的主體2的一部分。在使用期間，主體的內(nèi)表面4轉(zhuǎn)換成磨損內(nèi)表面4’。環(huán)3也被部分地磨損直到如所示的內(nèi)表面16。至少外環(huán)部7將環(huán)3與主體2保持在一起。
[0043]主體2包括抗壓徑向包裹內(nèi)層11，以防止環(huán)3移動(dòng)至管道I外部并且防止柔性主體2在管道I中的壓力影響下的變形。這種層11本身是已知的并且可包括例如金屬導(dǎo)線和/或芳族聚酰胺纖維。在這里，柔性主體2包括加強(qiáng)層11，該加強(qiáng)層相對于凹口 5延伸，用于當(dāng)管道I被增壓時(shí)維持柔性主體2和多個(gè)環(huán)中的至少一個(gè)環(huán)3的封閉形式的接合。層11在兩個(gè)鄰近的環(huán)3之間延伸。外層11在兩個(gè)鄰近的環(huán)3的環(huán)外部7之間延伸并且維持鄰近的環(huán)的凹口 5中柔性主體2的材料?？深A(yù)張緊外層11以更加給鄰近的環(huán)的凹口 5中的柔性主體2的材料施加作用力。
[0044]內(nèi)層12在兩個(gè)鄰近的環(huán)3的環(huán)內(nèi)部6之間延伸。內(nèi)層12設(shè)置有與柔性主體2的材料對照(contrast with)的標(biāo)記18。一旦柔性主體2被磨損至某一程度,這些標(biāo)記就被暴露出來。這些標(biāo)記進(jìn)而提供了可視的指示。在內(nèi)層12中結(jié)合其他磨損指示器是可能的，例如斷裂(break)以指示磨損的電線。
[0045]管道I在這里設(shè)置有圍繞管道I且鄰接柔性主體2的管道外層9。環(huán)外表面10面向外層9。環(huán)內(nèi)表面15面向管道I內(nèi)部。
[0046]圖3a、圖3b示出了設(shè)置有多個(gè)凹口 5的環(huán)3。圖3a的環(huán)3包括一對相對的凹口5。圖3b的環(huán)3示出了兩對相鄰的凹口 5。
[0047]例如；大約11800毫米的漂浮柔性管道設(shè)置有大約120個(gè)耐磨環(huán)。已知環(huán)重約39千克，然而根據(jù)本發(fā)明的環(huán)重約32千克。重要地，漂浮柔性管道則在不損害耐磨能力的情況下節(jié)省了大約840千克重量。
[0048]在包括上述說明和附圖以示出本發(fā)明的一些實(shí)施方式之后，本發(fā)明還將變得明顯并且不局限保護(hù)范圍。從本公開，在本發(fā)明的保護(hù)范圍和本質(zhì)內(nèi)的更多的實(shí)施方式對于領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員是明顯的，并且這些實(shí)施方式是現(xiàn)有技術(shù)與本專利公開的明顯組合。
【權(quán)利要求】
1.用于輸送磨料漿的柔性管道(I)，所述管道包括諸如橡膠管的柔性管狀主體(2)以及在所述主體中沿著所述管道的長度設(shè)置且用于保護(hù)所述主體的內(nèi)表面(4)免于漿體的研磨作用的多個(gè)耐磨環(huán)(3)，其中所述多個(gè)環(huán)中的至少一個(gè)環(huán)包括用于以封閉形式的方式接合所述管狀主體的凹口(5)，其中所述凹口在所述環(huán)中布置成使得所述環(huán)相對于所述管道的徑向運(yùn)動(dòng)被防止。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的柔性管道，其中，所述凹口在所述環(huán)中布置成使得所述凹口面向鄰近的環(huán)。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的柔性管道，其中，所述凹口在所述主體的軸向方向上延伸。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的柔性管道，其中，所述凹口沿著整個(gè)所述環(huán)軸向地延伸。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的柔性管道，其中，所述凹口連續(xù)地延伸。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的柔性管道，其中，所述凹口在環(huán)內(nèi)部(6)和環(huán)外部(7)之間延伸。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的柔性管道，其中，所述凹口靠近所述環(huán)的外周延伸。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的柔性管道，其中，所述凹口由斜面(8)界定。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的柔性管道，其中，所述至少一個(gè)環(huán)包括多個(gè)凹口。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的柔性管道，其中，所述至少一個(gè)環(huán)包括一對相對的凹口。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的柔性管道，其中，兩個(gè)鄰近的環(huán)的凹口的至少部分地面對，用于增加所述兩個(gè)鄰近的環(huán)之間的所述柔性主體的體積。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求所述的柔性管道，其中，所述柔性主體包括加強(qiáng)層(11)，所述加強(qiáng)層相對于所述凹口延伸，用于當(dāng)所述管道被加壓時(shí)維持所述柔性主體與所述多個(gè)環(huán)中的所述至少一個(gè)環(huán)的封閉形式的接合。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的柔性管道，其中，所述層在兩個(gè)鄰近的環(huán)之間延伸。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的柔性管道，其中，所述層在兩個(gè)鄰近的環(huán)的所述環(huán)外部之間延伸。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求12至14中的一項(xiàng)所述的柔性管道，其中，所述層被預(yù)張緊。
16.根據(jù)前述權(quán)利要求1至15中的一項(xiàng)所述的柔性管道的使用，以輸送漿體。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的使用，所述漿體是磨料漿。
【文檔編號】F16L11/08GK103946615SQ201280051804
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2012年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月21日
【發(fā)明者】特奧多魯斯·威廉默斯·瑪麗亞·甘辛 申請人:Ihc荷蘭Ie有限公司