用于给管肘或弯头加衬里的方法 技术领域 本文公开一种在弯形或肘形的管内部加衬里 / 涂敷的方法， 由此使心轴置于弯头 或肘中， 然后使衬里 / 涂敷材料引入以便装填心轴与弯头 / 肘内壁之间的环形空间。如此 得到的被加衬里 / 涂敷的弯头或肘在采矿业和化学工业中当运输磨蚀性、 侵蚀性和腐蚀性 的矿浆、 精矿、 尾矿以及其它可流动的固体和 / 或液体混合物时非常耐用， 但其并非仅限于 上述应用。
本文中使用的术语 “管” 意在包括管道、 导管、 管线、 管子、 滑槽、 圆筒等。 在全文中， 术语 “加衬里” 和 “涂敷” 在弯头或肘中形成的衬里 / 涂层方面可以互换。
背景技术 采矿业采用矿石和精矿管来长距离运输矿石、 精矿、 尾矿以及其它材料。 这些管可 以由连接起来的金属 / 金属的部件构成以形成延伸的管线， 被运输的矿石通常呈湿泥浆形 式或者甚至是干燥的颗粒固体形式。
由于沿着这种管线的路径在竖直平面和水平平面两者中可能会发生许多方向改 变， 所以需要使用肘和弯头。 一些这样的肘和弯头能够使管线向上弯曲 180°， 例如， 在使用 有从海拔超过 500 米处落下的管线的能量损耗站。
当运输诸如磨蚀性、 侵蚀性和腐蚀性的矿浆、 精矿、 尾矿等材料时， 可能会产生较 高程度的管侵蚀， 尤其是在管线的任何弯头处， 更尤其是在下垂管线的端部位置处的弯部。 为了避免磨损和 / 或腐蚀， 可以在管内部涂敷弹性材料 ( 例如橡胶， 或诸如聚氨酯等合成材 料 )。
在这种管线中， 管直径可以在 50-500mm 之间变化， 对于每个给定管径要求在其整 个长度上具有连续的弹性材料涂层。 在一些情况下， 需要特定均匀的厚度， 特别地根据管直 径来选择涂层的厚度。
橡胶涂层最常用于尺寸为 2mm 以上的粗糙颗粒材料， 因为对这样的颗粒尺寸橡胶 能够提供更好的抗耐性。对于较小颗粒尺寸的材料来说， 聚氨酯提供更好的耐磨性。因而， 对于诸如精矿、 尾矿等材料来说， 通常使用聚氨酯作为涂敷材料。
均匀的涂敷更易应用于管的直段， 但不易应用于弯部和肘部， 在此处难以获得均 匀的厚度， 尤其是当将要应用的涂层是诸如聚氨酯等合成材料时。
在已公开未授权的 PCT/AU2008/001757 中公开一种在内部涂敷呈弯形或肘形的 管的方法和装置， 但这并非是在管肘或管弯头中引入心轴的方法， 也不是配置心轴将其事 先装入管肘和管弯头的方法。
本文中对现有技术的参考不是对现有技术构成在澳大利亚或其它地区本领域普 通技术人员公知常识一部分的一种承认。
发明内容
本发明的第一方面公开一种使衬里应用到管肘或弯头上的方法， 该方法包括以下步骤 ： - 将系紧构件连接到挠性加长心轴的一端 ；
- 牵拉系紧构件使其穿过肘或弯头以使心轴穿过肘或管， 并且使心轴的相反端靠 近相应的肘或弯头的相反端定位 ； 以及
- 将心轴端相对于肘或弯头的相应端固定。
该方法提供一种将心轴定位在肘或弯头中的简单、 便捷的装置， 为随后铺设内部 衬里作准备。心轴的曲率半径可以与管肘或弯头相适应 ( 匹配 ) 以便限定肘 / 弯头内壁与 心轴外表面之间的环形空间。
在该方法的一个实施方式中， 系紧构件的一端连接于适于被固定在心轴端上的安 装部件。心轴端具有形成其上的盘， 而安装部件也可以采用适于被紧固到该心轴端的盘的 形式 ( 例如， 使用螺栓的快捷紧固的方式 )。系紧构件可以采用缆线的形式 ( 例如， 相对不 易弯曲的 )。
在一个实施方式中， 每个心轴端可以通过连接凸缘相对于肘或弯头的各端固定。 此外， 每个连接凸缘可以适于通过一个或多个可拆紧固件 ( 例如螺栓 ) 可拆开地连接于各 个心轴端。此外， 每个连接凸缘还适于通过一个或者多个可拆紧固件 ( 例如螺栓 ) 被安装 到肘或弯头端的各个凸缘上。
在本实施方式中， 一个连接凸缘可以包括进入通道， 其中衬里材料可以经由该通 道被引入并且进入由心轴和肘或弯头之间限定的环形空间中。 连接凸缘因而可以提供一种 用于固定心轴端同时引入衬里材料的简单、 快捷的装置。
在一个方式中， 可以适应肘或弯头设置心轴的尺寸和 / 或形状。在一个实施方式 中， 适应性地设置心轴的尺寸 / 或形状可以包括相对于肘或弯头来调节心轴的长度 / 或曲 率。该步骤可以在将心轴拉入肘或弯头内之前和 / 或之后进行。
例如， 可以通过将一个或多个垫圈置于其一端来调节心轴的长度。可以通过将一 个或多个楔子置于其一端来调节心轴的曲率 ( 例如曲率半径 )。可以最理想地控制心轴的 曲率， 以便在管肘或弯头的内表面上需要均匀厚度的衬里的情况下， 控制心轴的曲率以使 其与肘或弯头的内壁等距。
当在肘或弯头内定位之前进行调节时， 可以产生肘或弯头的图形轮廓， 然后根据 肘或弯头的轮廓设置心轴的尺寸和 / 或形状。在此情况下， 在平坦表面上产生图形轮廓， 在 该平坦表面上肘或弯头已固定安装在定位凸缘上， 然后在去除肘或弯头之后安装心轴以便 适应性地设置其尺寸和 / 或形状。
当在肘或弯头定位之后进行调节时， 可以探测出心轴位于肘或弯头中的位置， 然 后根据肘或弯头来设置心轴的尺寸和 / 或形状。在此情况下， 利用 X- 射线或其它定位技术 ( 例如， 照相机、 传感器、 超声波， 等等 ) 探测出心轴在肘或弯头中的位置。
在一个实施方式中， 该方法可以包括在心轴表面上涂布脱离剂的步骤。 可选地， 在 将心轴拉入肘或弯头之前可以利用外壳对心轴进行保护， 然后可以在相对于肘或弯头的两 端固定心轴的两端之前将外壳从心轴上去除。
在一个实施方式中， 该方法可以包括引入衬里材料以使其流入并填充由心轴与肘 或弯头内表面之间限定的空间。 此外， 在该方法的一个实施方式中， 包括在引入衬里材料之 前对已装配的肘或弯头进行预热的中间步骤。可以在 80° -120°范围内的温度下， 对装配
的肘或弯头和心轴预热 2-10 小时。
在 一 个 实 施 方 式 中， 该 方 法 还 可 以 包 括 使 衬 里 材 料 固 化 的 步 骤。 可 以 在 80° -120°范围内的温度下， 加热衬里材料 6-15 小时使其固化。在一个实施方式中， 该方 法可以包括对肘或弯头进行冷却的步骤。
在一个实施方式中， 该方法还可以包括将心轴端从肘或弯头各端拆下的步骤。该 方法还可以包括去除心轴以便将衬里材料留在肘或弯头的内表面上的步骤。关于这一点， 系紧构件可以连接于固定在心轴端上的安装部件， 由此使张力作用在系紧构件上以便将心 轴从肘或弯头中拔出。
本发明的第二方面公开一种使挠性加长心轴适应于管肘或弯头的方法， 该方法包 括以下步骤 ：
- 以给定方向定位肘或弯头， 并获得在该方向时肘或弯头的轮廓 ；
- 去除肘或弯头， 然后以给定方向定位心轴 ；
- 相对于肘或弯头的轮廓调整心轴以使其适应肘或弯头。
这种方法可以使心轴更好地适应每个给定的肘或弯头。关于这一点， 每个给定的 肘或弯头与其它肘或弯头在尺寸和曲率半径上可以具有小的差别。 第二方面的方法可以使 心轴的长度和曲率半径与每个特定的肘或弯头相适应。 在第二方面的一种方法中， 肘或弯头的轮廓可以采用位于沿给定方向的肘或弯头 下面的表面上形成的图示的形式。在整篇说明书中使用术语 “获得轮廓” 时， 可以广义地理 解还包括诸如制作这种图示的方法， 或者可选地利用计算机制图， 摄影或者其它对于肘或 弯头的光度分析方法。无论如何获得该轮廓的图示， 然后可以使用该轮廓将心轴的形状调 整成可选的形状以便在使用中将心轴重新布置在肘或弯头中。
在第二方面的一个方法中， 可以通过将肘或弯头安装在固定凸缘上以给定方向定 位肘或弯头。然后， 可以通过从固定凸缘上拆下肘或弯头来使其去除。此外， 通过将心轴安 装在固定凸缘上来以给定方向定位心轴。
在第二方面的一个方法中， 相对于轮廓来调整心轴以便改变其曲率和 / 或长度。
在第二方面的一个方法中， 可以调整心轴的曲率以便使心轴与轮廓显示的肘或弯 头的壁保持等距。关于这一点， 可以通过在心轴一端布置一个或多个楔子来调整心轴的曲 率。
在第二方面的一个方法中， 可以调整心轴的长度以便与肘或弯头的长度相匹配。 关于这一点， 可以通过在其一端布置一个或多个垫圈来调整心轴的长度。
可以使用第二方面的使心轴适应管肘或弯头的方法使心轴适于使用在第一方面 的方法中。
附图说明 尽管存在可能落入发明内容所述的方法范围内的任何其他形式， 现在结合附图仅 以示例的方式对该方法的具体实施方式进行说明， 其中 ：
图 1 示出 90°肘的横截面 ；
图 2 示出在该方法中所使用的心轴的截面 ；
图 3 示出在开始时将图 2 的心轴布置在图 1 所示的肘中 ；
图 4 示出已经固定在肘中的心轴 ；
图 5 示出图 4 所示的肘处于垂直 ( 浇注 ) 方向， 其中已经浇注一半衬里 ；
图 6 示出其中衬里已浇注完成的肘 ；
图 7 示出已去除固定心轴用凸缘后的肘， 心轴连接于缆线并准备从肘中拔出 ；
图 8 示出已去除心轴具有内部衬里 / 涂层的肘 ；
图 9 示出其凸缘紧固到将其固定到平坦表面上的安装凸缘的肘 ；
图 10 示出在平坦表面上绘制的肘的轮廓 ( 轮廓线 ) ；
图 11 示出在图 10 的轮廓上被紧固到安装凸缘上的心轴， 安装凸缘仍然固定在平 坦表面上。 具体实施方式
图 1 示出具有连接凸缘 F(Fa 和 Fb) 的待铺设 / 加衬里的肘或弯头 C 的横截面图。
图 2 示出由圆筒体 2( 诸如聚氨酯等典型的弹性材料 ) 构成的加长心轴 1。心轴具 有布置在圆筒体 2 中心的挠性 / 可弯曲芯体 3( 典型的可弯曲金属或聚合纤维材料 )。
两个盘 4a 和 4b 分别置于心轴 1 的相反两端上， 并通过诸如腹板加筋件 5( 焊接或 螺栓连接其上 ) 等紧固机构连接于芯体 3 上。在将心轴 1 引入肘中之前， 使用化学剥除剂 形式的脱离剂覆盖其表面， 而且， 利用外壳对其进行保护 ( 即防止其表面在安装进肘中的 过程中受到损坏 )。 根据本方法， 为了使心轴 1 位于肘或弯头内部， 将盘 11 形式的安装部件紧固 ( 例 如螺栓连接 ) 到盘 4b。盘 11 包括连接结构 11a， 该结构被配置成与牵引缆绳 12 形式的系 紧构件相接合 ( 图 3)。牵引缆线张紧以便将心轴 1 牵拉至适当的位置 ( 图 4)。
在心轴 1 处于正确位置之后， 将其保护外壳去除。利用垫圈 8 根据需要并根据肘 C 的路径长度来调节心轴的长度， 垫圈 8 紧固到盘 4a 和 4b 之一或者二者上 ( 图 4、 5 和 6)。 同时， 调节心轴在肘中的曲率以便与肘内壁等距离， 并获得具有均匀厚度的填充环状空间。 通过靠近盘 4a 和 4b 二者或之一并且靠近垫圈 8( 当存在时 ) 插入楔子 9， 调节上述曲率。 可以通过视觉观察和 / 或 X- 射线、 探测器、 照相机等对该调节进行控制。可以将垫圈和楔 子的直径选择成不大于心轴的直径。
然后， 利用螺栓 7 将分离的凸缘 6a 和 6b 形式的连接凸缘连接到盘 4a 和 4b 上 ( 图 4)。然后通过螺栓将凸缘 6a 和 6b 连接于肘或弯头 C 的凸缘 Fa 和 Fb 上将心轴 1 固定在肘 上。
应该理解的是， 凸缘 6a 设有两个孔 22a 形式的衬里材料路径， 一个孔用于将管衬 里材料 ( 例如聚氨酯等耐磨弹性材料 ) 浇注到由心轴外表面与肘壁内表面形成的环形空间 中， 另一个孔用于排出在浇注过程中在环形空间中的空气和其它气体。
为获得更好的浇注， 并且获得无张力的肘， 可以将肘 ( 其中具有心轴 ) 在 2-10 小 时的时间内预热至 80° -120°的温度范围内。在浇注之前， 对肘 ( 其中具有心轴 ) 进行定 向以使凸缘 6a 处于水平位置 ( 图 5)。
图 6 示出形成衬里 / 涂层的浇注步骤的中间阶段。在浇注完成时， 使衬里 / 涂层 固化。因此， 将其中具有心轴的肘加热至 80° -120°范围内的温度 6-15 小时。
在固化之后， 对内部具有心轴 1 的肘进行冷却。该冷却步骤可以在大气中的自然
条件下进行， 或者进行强制冷却 ( 例如， 使用冷却剂 )。
如图 7 所示， 为了在冷却之后拔出心轴 1， 先去除凸缘 6a 和 6b 并将盘 11 连接 ( 例 如螺栓连接 ) 于盘 4b 上。牵引缆线 12 连接于连接结构 11a， 然后张紧以便将心轴 1 从肘中 拔出。
图 8 示出由此产生的加衬里 / 涂敷的肘 ( 即具有涂层 14)。
无论是预热阶段还是固化阶段都可以在烘箱中进行， 或者将肘置于热气流中， 或 者利用电磁感应， 或者利用射频， 或者利用用来加热金属件的其它方法。
尽管可以通过使用 X 射线 ( 即允许在整个肘内部观察到心轴的位置 ) 实现对心轴 曲率调节的控制， 然而也可以利用包括光导纤维相机和探测器、 照射每一端的可视检测等 其它技术。
实施例 1
现在描述用于对心轴在肘或弯头中曲率调节进行控制的特定技术。
参考图 9， 肘 C 的凸缘 Fa 和 Fb 连接 ( 例如螺栓连接 ) 于特定安装凸缘 Pa 和 Pb 形 式的定位凸缘。凸缘 Pa 和 Pb 在其尺寸和螺栓数量上和凸缘 6a 和 6b 类似。然后将组件固 定在平坦表面上， 只让凸缘 Pa 和 Pb 被固定在表面上 ( 图 9)。
现参考图 10， 然后绘制肘 C 从平坦表面上投影的外形轮廓 S， 然后去除肘， 同时使 凸缘 Pa 和 Pb 继续固定在平坦表面上 ( 图 10)。
此时通过螺栓 7 将心轴 1 固定在凸缘 Pa 和 Pb 上， 并利用垫圈 8 来调节其长度并 利用楔子 9 调节其曲率。在第一步骤中， 将垫圈 8 邻接凸缘 Pb， 将楔子 9 邻接凸缘 Pa。通 过视觉观察心轴相对于肘轮廓 S 的相对位置对心轴曲率调节进行控制。然后通过改变楔子 的斜度和相对位置进行适当调节。
在完成长度和曲率调节之后， 对垫圈和楔子的相对位置进行标记。然后将心轴从 凸缘 Pa 和 Pb 上去除并安装肘 C， 在肘中复制垫圈和楔子先前获得的位置。
如此制成的心轴已经适应肘的曲率， 能够更好地确保在肘内壁与心轴外表面之间 形成用于衬里材料的均匀空间。
该技术具有如下步骤 ：
(a) 通过凸缘 Pa 和 Pb 将肘 C 固定在平坦表面上。
(b) 绘制出肘在表面上投影的外形轮廓 S。
(c) 拆除肘 C， 使凸缘 Pa 和 Pb 仍固定在表面上。
(d) 将心轴 1 固定在凸缘 Pa 和 Pb 上。
(e) 利用置于凸缘 Pb 附近的垫圈 8， 将心轴长度调节成肘的长度 ；
(f) 利用置于凸缘 Pa 附近的楔子 9， 将心轴的曲率调节成肘的曲率 ；
(g) 通过观察 ( 即从上向下 ) 心轴相对于表面上轮廓 S 的相对位置进行精细调节 以将心轴控制成与肘壁等距 ；
(h) 对垫圈和楔子的相对位置进行标记 ；
(i) 将心轴从凸缘 Pa 和 Pb 上拆下 ；
(j) 然后通过复制垫圈和楔子相对于凸缘 Pa 和 Pb 的相同相对位置， 将心轴定位在 肘 C 中。
实施例 2下面将描述用来将心轴定位在肘或弯头中然后在其上加衬里 / 涂敷的特定技术。 (a) 在心轴 1 的表面上涂敷 ( 例如喷射 / 涂布 ) 脱离剂， 利用外壳进行保护 ； (b) 将盘 11 和牵引缆线 12 固定在盘 4b 上 ； (c) 将心轴引入肘中， 并利用缆线 12 对其施加张力以便将其定位在肘中的适当位 (d) 去除保护外壳 ； (e) 通过将垫圈 8 靠近凸缘 6b 布置， 根据肘的长度来调整心轴的长度 ； (f) 通过将楔子 9 靠近凸缘 6a 布置， 根据肘的曲率来调节心轴的曲率半径 ( 图 (g) 结合适当的探测技术 ( 例如 X- 射线 ) 进行精细调节以确保心轴等距。 (h) 利用凸缘 6a 和 6b 以及凸缘 Fa 和 Fb 使心轴与肘连接 ( 图 4) ； (i) 在 80° -120°范围内的温度下， 对肘 / 心轴组件预热 ( 例如在烘箱中 )2-10置上 ；
4) ；
小时 ； (j) 然后对肘进行定位以使凸缘 6a 水平 ( 图 5) ；
(k) 通过孔 22a 中的一个孔浇注聚氨酯衬里材料， 而允许空气和其它气体通过孔 22a 中的另一个孔排出 ( 图 5 和图 6) ；
(l) 在完全浇注之后， 通过在 80° -120°范围内的温度下加热组件 6-15 小时对聚 氨酯衬里进行固化 ；
(m) 然后在冷却气流中对肘 / 心轴组件进行冷却 ；
(n) 去除将凸缘 6a 和 6b 连接于凸缘 Fa 和 Fb 上的螺栓和将凸缘 6 固定于盘 4 上 的螺栓 7 ；
(o) 将盘 11 和牵引缆线 12 紧固到盘 4b 上 ( 图 7) ；
(p) 使肘固定 ( 例如在钳式机构中 )， 并通过对缆线 12 施加张力来去除心轴。
尽管已经参考具体实施方式对本方法进行描述， 然而应该理解本方法还可以包含 许多其它方式。
在所附的权利要求和上述描述中， 除了上下文因表述语言或必要的含义需要以 外， 所使用的术语 “包括” 或其变体用于包括在内的意义， 即用于说明所述特征的存在但并 不排除在该方法的各实施方式中出现或增加另外的特征。