專利名稱：帶有粘合套的加強(qiáng)復(fù)合吊管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種具有鉸接結(jié)構(gòu)的混凝土泵送裝置，下文中稱該鉸接結(jié)構(gòu)為吊臂，該吊臂包括多節(jié)管，下文中稱其為吊管，用于將泵送混凝土運(yùn)送至遠(yuǎn)離泵送裝置的地點(diǎn)。更具體地，本發(fā)明涉及一種加強(qiáng)的氨基甲酸乙酯管組的使用和制造，該管組供移動(dòng)式混凝土泵送車使用。該加強(qiáng)氨基甲酸乙酯(也稱為復(fù)合氨基甲酸乙酯)管減小了吊臂的總重，與此同時(shí)，為運(yùn)送混凝土或其它材料提供了所需的強(qiáng)度和耐久性。
背景技術(shù)：
現(xiàn)在，存在移動(dòng)式混凝土泵送車和固定式混凝土泵送車，其包括一多節(jié)式吊臂，該吊臂在輸送和存儲(chǔ)過(guò)程中折疊成緊湊狀態(tài)。一旦泵送裝置置于工地，該折疊吊臂伸展以將混凝土供給遠(yuǎn)處。典型地，該吊臂包括由多組吊臂支撐的吊管構(gòu)成的鋼吊管，以使混凝土被供給至工地的遠(yuǎn)處。每個(gè)管組當(dāng)前由鋼制造，以提供所需耐久性和強(qiáng)度、承受正由泵送裝置泵送的混凝土的內(nèi)壓力。
當(dāng)前，一些移動(dòng)式混凝土泵送車和桅桿安裝式泵送裝置包括一吊臂，該吊臂可從基座延伸達(dá)175英尺。當(dāng)?shù)醣厶幱谏煺範(fàn)顟B(tài)時(shí)，每節(jié)吊臂必須不僅能支撐吊臂的重量，還能支撐各個(gè)管組及容納在每個(gè)管組內(nèi)的混凝土的重量。因此，吊臂在混凝土輸送過(guò)程中的總重為一限制，該限制關(guān)于該吊臂被構(gòu)造成在多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)不用對(duì)吊臂增加重要的加強(qiáng)件，以支撐包括泵送混凝土的吊臂的總重量。
一種用于減小吊臂總重的設(shè)想解決方案為，將鋼吊管組替換為復(fù)合材料，如塑料。雖然塑料管組將減小吊臂的總重，但是極少數(shù)塑料能足夠堅(jiān)固以防止斷裂，該斷裂歸因于每個(gè)管組內(nèi)的大約1200psi的泵壓。因此，雖然將鋼管替換為重量輕、高耐磨的替換物的想法看起來(lái)是可取的，但是目前沒(méi)有管存在能提供理想的重量減輕，并同時(shí)維持所需強(qiáng)度和耐磨性，該強(qiáng)度和耐磨性與高壓泵送操作有關(guān)，如泵送混凝土。
現(xiàn)在，混凝土泵送裝置典型地包括多個(gè)吊臂組，用于從其輸入容器輸送泵送混凝土至工地遠(yuǎn)處的吊臂的末端，該容器在下文中稱為料斗。每個(gè)管組，兩者均在底板和可伸縮吊臂上，其目前由鋼制造，管組的兩端均焊接有槽鋼套。目前的鋼管組沿橡膠密封環(huán)與利用鋼套上的槽的鋼或鋁夾子連接，以形成密封連接，該種連接方式能承受泵送材料的內(nèi)壓力。
因此，移動(dòng)式混凝土泵送車和桅桿安裝式泵送裝置兩者需要利用減重的管供應(yīng)，該管足夠堅(jiān)固以承受泵送混凝土的壓力。進(jìn)一步地，需要復(fù)合管組能用于移動(dòng)式混凝土泵送車，產(chǎn)生供料管顯著的重量減輕，在此同時(shí)，提供所需耐久性和強(qiáng)度。進(jìn)一步地，吊管組需要在每端包括帶槽的套，以使管組能以類似的方式與現(xiàn)有的管組連接。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及一種混凝土泵送裝置，該泵送裝置利用吊管輸送泵送混凝土至鉸接吊臂的末端，該吊管由復(fù)合管組構(gòu)成。另外，本發(fā)明把注意力集中在耦合設(shè)計(jì)上，該種設(shè)計(jì)使復(fù)合氨基甲酸乙酯吊管組能夠彼此連接。
該混凝土泵送裝置，如移動(dòng)式泵送設(shè)備，包括具有大量吊臂組的吊臂，以使吊臂能從折疊位置延伸到伸展位置，以在預(yù)期的遠(yuǎn)處提供混凝土供應(yīng)。每個(gè)吊臂組支撐一個(gè)或多個(gè)吊管組，以使泵送混凝土能引向吊臂的末端。現(xiàn)在，每個(gè)吊管組由鋼構(gòu)成。根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)鋼管組均替換為輕型、增強(qiáng)耐用的復(fù)合氨基甲酸乙酯管組。
每個(gè)復(fù)合氨基甲酸乙酯管組包括加強(qiáng)外層和耐磨內(nèi)層。加強(qiáng)外層提供箍或所需抗張強(qiáng)度，以承受泵送混凝土的壓力。耐磨內(nèi)層提供所需耐久性，用于與非常腐蝕的泵送混凝土接觸。
在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，加強(qiáng)層由辮狀或編織的碳纖維材料的保護(hù)套構(gòu)成，以獲得最大強(qiáng)度和最小重量。其它高強(qiáng)度纖維，例如，但不局限于，“S”玻璃或芳族聚酰胺纖維也可使用。耐磨內(nèi)層優(yōu)選由氨基甲酸乙酯構(gòu)成，其計(jì)示硬度等級(jí)在90-A和95-A之間。然而，其它硬度等級(jí)也是預(yù)期的，其取決于泵送材料的種類。
根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)加強(qiáng)復(fù)合管組使用辮狀碳纖維保護(hù)套和氨基甲酸乙酯，大約為類似鋼管重量的25％。因此，碳纖維加強(qiáng)氨基甲酸乙酯管組大約每英尺重2.6磅，與其相比，鋼管大約每英尺重10.2磅。因此，移動(dòng)式泵送車?yán)帽景l(fā)明的復(fù)合管組且吊臂長(zhǎng)度為200英尺，能實(shí)現(xiàn)將吊力減小大約152,000英尺磅。
現(xiàn)有的鋼吊管組與商業(yè)上所謂的Victaulic夾連接。Victaulic槽連接件焊接到鋼吊管的每個(gè)端部，外部Victaulic夾用于連接每個(gè)管。利用復(fù)合氨基甲酸乙酯吊管，需要一種連接Victaulic槽的方法。根據(jù)該當(dāng)前發(fā)明，帶有Victaulic槽的金屬套被制造，并利用高強(qiáng)度環(huán)氧被二次粘結(jié)到氨基甲酸乙酯吊管上。這使氨基甲酸乙酯吊管可與現(xiàn)有的鋼吊管互換。
本發(fā)明的各種其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將在下面的與附圖相聯(lián)系的說(shuō)明中一目了然。


這些圖說(shuō)明現(xiàn)在能設(shè)想到的實(shí)行本發(fā)明的最好模式。
這些圖中圖1是本發(fā)明移動(dòng)式混凝土泵送車的側(cè)視圖，其在鉸接吊臂上包括加強(qiáng)復(fù)合管組；圖2是移動(dòng)式混凝土泵送車的后部透視圖，說(shuō)明加強(qiáng)復(fù)合管的并入；圖3a和3b圖示移動(dòng)式混凝土泵送車的吊臂處于中間位置，該中間位置位于內(nèi)縮位置和完全展開位置之間；圖4是加強(qiáng)復(fù)合管組在應(yīng)用到端部接頭之前的剖視圖；圖5是本發(fā)明的加強(qiáng)復(fù)合管組的側(cè)視圖；圖6是沿圖5的線6-6的剖視圖，圖示端部接頭到管組的粘合連接。
具體實(shí)施例方式
圖1圖示了一種移動(dòng)式混凝土泵送車10，其包括可延伸的吊臂12，該吊臂12具有獨(dú)立的能展開并延伸的組14a-14c。組14a-14c中的每個(gè)支撐本發(fā)明的復(fù)合吊管的一部分或多個(gè)部分，以給泵送混凝土提供路徑，使其從存儲(chǔ)料斗16流向吊臂的最外端。
現(xiàn)參考圖2，該移動(dòng)式混凝土泵送車10包括大量的單個(gè)管組18，每個(gè)管組沿可延伸的吊臂12的每組長(zhǎng)度方向延伸，以給料斗16的混凝土提供路徑。該單個(gè)管組18由可移動(dòng)的接頭彼此連接，以使吊臂12可延伸，而不會(huì)中斷混凝土穿過(guò)連接起來(lái)的管組18的流動(dòng)路徑。
現(xiàn)參考圖3a，所示為吊臂12開始從車12的本體20延伸。如圖3b所示，吊臂12可從本體20延伸相當(dāng)遠(yuǎn)的距離，以使混凝土流出混凝土輸送軟管22，以將混凝土放置在預(yù)期的地點(diǎn)，混凝土輸送軟管22位于吊臂12的外端23。目前，移動(dòng)式混凝土泵送車設(shè)有吊臂12，該吊臂能從卡車本體20延伸至175英尺，以將混凝土供應(yīng)到預(yù)期的地點(diǎn)。
圖3b中可以理解到，吊臂組14a-14c中的每個(gè)必須由足夠堅(jiān)固的材料構(gòu)成，以不僅支撐吊臂12的重量，還支撐吊管組的重量以及通過(guò)管組正在輸送的混凝土的重量。吊臂12上的重量沿吊臂組14a-14c的長(zhǎng)度產(chǎn)生相當(dāng)大的力，因此限制了按照橫截面設(shè)計(jì)的吊臂的長(zhǎng)度(5-27)以及材料種類。最后，管、混凝土和桿的總重達(dá)到某點(diǎn)，此時(shí)，較長(zhǎng)的桿只能通過(guò)禁止使用的橫截面或材料獲得，該禁止歸因于成本、可用性、和/或制造限制。另外，為避免不穩(wěn)定的狀態(tài)，移動(dòng)式混凝土泵送車10將需要更重(通過(guò)增加的配重)，該情況在運(yùn)輸中不受歡迎。
雖然本發(fā)明在圖中所示為特別理想地用在移動(dòng)式混凝土泵送車上，但是應(yīng)理解到，復(fù)合吊管在用在其它類型的混凝土泵送裝置上時(shí)也特別理想。例如，目前現(xiàn)存的混凝土泵送裝置包括可伸長(zhǎng)的吊臂，整個(gè)泵送裝置安裝在延長(zhǎng)的桅桿的頂部。該吊臂可從基座伸長(zhǎng)，以便混凝土被輸送至工地遠(yuǎn)處。桅桿安裝式混凝土泵送裝置特別有助于建造多層建筑物。復(fù)合氨基甲酸乙酯吊管組的優(yōu)點(diǎn)同樣適用于該類泵送裝置，這是因?yàn)?，?fù)合氨基甲酸乙酯吊管組減小了吊臂的總重，使得該吊臂與使用鋼吊管組的吊臂相比長(zhǎng)度減小。
現(xiàn)在，每個(gè)吊管組18由金屬材料構(gòu)成，如鋼，以使每組管的重量大約為每英尺12磅。因此，用于175英尺吊臂的供料管的自身總重將為1785磅。根據(jù)本發(fā)明，移動(dòng)式混凝土泵送車10的吊管組18替換為總重大為降低的加強(qiáng)氨基甲酸乙酯吊管組，以使吊臂12的重量與現(xiàn)有技術(shù)相比大大減小。
首先參考圖5，所示為形成本發(fā)明基礎(chǔ)的加強(qiáng)復(fù)合管組24。管組24從第一端26延伸到第二端28，限定了管組24的總長(zhǎng)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，管組24的長(zhǎng)度為3米，但是，管的其它長(zhǎng)度當(dāng)然設(shè)想在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
管組24包括第一端部接頭30和第二端部接頭32，使管組24以傳統(tǒng)方式與其它管組連接。每個(gè)端部接頭30、32包括凹槽34，商業(yè)上稱作Victaulic槽，該槽位于外唇36和內(nèi)連接法蘭38之間。每個(gè)端部接頭30、32的配置是常規(guī)方式，目前用于移動(dòng)式混凝土泵送車。
現(xiàn)參考圖4，所示為本發(fā)明的加強(qiáng)管組24的橫斷面圖。加強(qiáng)管組24包括加強(qiáng)層40和耐磨內(nèi)層42。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，加強(qiáng)層40為辮狀或編織的保護(hù)套。
辮狀保護(hù)套形成加強(qiáng)層40，該保護(hù)套可由任一類纖維材料制成，如玻璃纖維、碳纖維或合成纖維如Kevlar或Vectran。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，辮狀保護(hù)套由碳纖維材料構(gòu)成，這歸因于碳纖維的重量和強(qiáng)度特征。辮狀保護(hù)套為加強(qiáng)管組24提供增強(qiáng)的抗張強(qiáng)度，同時(shí)提供低的總重。
在圖示的本發(fā)明的實(shí)施例中，辮狀保護(hù)套形成加強(qiáng)層40，該保護(hù)套的厚度大約為1/8英尺，使用網(wǎng)狀模式產(chǎn)生，以給管的徑向擴(kuò)張?zhí)峁┲?。選擇該類模式是因?yàn)榛炷恋豕軆?nèi)產(chǎn)生的壓力極高，網(wǎng)狀模式提供額外的強(qiáng)度對(duì)抗徑向破裂。例如，混凝土吊管內(nèi)產(chǎn)生的壓力可高達(dá)1200psi。由于理想上管組設(shè)計(jì)為具有2的安全系數(shù)，所以加強(qiáng)管組24應(yīng)能承受達(dá)到2400psi的壓力。加強(qiáng)層40提供箍和所需擴(kuò)張強(qiáng)度，在此同時(shí)，耐磨層42為毛料如混凝土的流動(dòng)提供高耐磨內(nèi)表面。
回頭參考圖4，若辮狀保護(hù)套用作加強(qiáng)層40，加硬層46必須作用于該辮狀保護(hù)套，以在形成過(guò)程中加硬辮狀保護(hù)套，該形成過(guò)程在下面詳細(xì)描述。
參考圖4，在圖示的本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，耐磨層42的厚度大約為3/16英尺，其由耐磨樹脂如氨基甲酸乙酯構(gòu)成。氨基甲酸乙酯耐磨層42提供所需耐磨性和抗腐蝕性，同時(shí)為加強(qiáng)管組24提供低的總重。氨基甲酸乙酯，及其它與其類似的化學(xué)物，具有許多不同的硬度和化學(xué)性質(zhì)。氨基甲酸乙酯耐磨層42的硬度的實(shí)際組成可調(diào)整，該調(diào)整依賴于流過(guò)加強(qiáng)管組24的材料類型。本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，氨基甲酸乙酯選擇為具有計(jì)示硬度等級(jí)為90-A至95-A。然而，可設(shè)想到，對(duì)于非混凝土的管道應(yīng)用，氨基甲酸乙酯的計(jì)示硬度可低至70-A，或高至75-D。
回頭參考圖4，管組24包括靠近外端28的端部接頭32。從圖5可以看出，第二端部接頭30也在第一端26附近連接到管組24上。
如圖4所示，端部接頭32由內(nèi)壁50和外壁52限定。優(yōu)選地，端部接頭32由單一組鋼以傳統(tǒng)的方式生成。
端部接頭32包括環(huán)形內(nèi)槽54，該槽從內(nèi)壁50凹入。環(huán)形槽54的直徑稍微大于管組24的外直徑，如圖所示。內(nèi)壁50的最內(nèi)部56的直徑大體與管組24靠近外端28的外直徑相對(duì)應(yīng)。
如前所述，端部接頭32包括凹入外槽34，該槽位于外唇36和內(nèi)連接法蘭38之間。槽34通常稱作Vitraulic槽，因?yàn)槠鋫鹘y(tǒng)上用于移動(dòng)式混凝土泵送車。
現(xiàn)參考圖6，端部接頭32連接到復(fù)合管組24的端部28上，該連接通過(guò)放置氨基甲酸乙酯粘合劑58于內(nèi)凹入槽54和加硬層46的外表面60之間來(lái)實(shí)現(xiàn)，該加硬層46作用在加強(qiáng)層40上。高強(qiáng)度粘合劑58提供端部接頭32和加強(qiáng)管組24之間的永久結(jié)合，以使管組24可以正常方式使用。例如，管組24具有該對(duì)端部接頭30、32，能連接到其它復(fù)合管組24，或利用商業(yè)上所謂的Vitraulic夾連接到傳統(tǒng)的鋼桿類型的組。如所討論的那樣，Vitraulic槽34使得氨基甲酸乙酯復(fù)合吊管可與現(xiàn)有的鋼吊管互換。
回頭參考圖6，端部接頭32的內(nèi)表面56與吊管組24的外表面60接觸，防止粘合劑58流出端部28。表面56因此截留住粘合劑58，使得粘合劑永久地將端部接頭32連接到吊管組24上。
根據(jù)本發(fā)明所構(gòu)造的加強(qiáng)復(fù)合管組使用氨基甲酸乙酯和辮狀保護(hù)套，該管組的重量粗略地為目前使用的鋼管組的25％。例如，復(fù)合管組24的重量大約為每英尺2.6磅，而類似鋼管的重量大約為每英尺10.2磅。因此，在移動(dòng)式混凝土泵送車中，其吊臂具有200英尺的延伸長(zhǎng)度，該移動(dòng)式混凝土泵送車能實(shí)現(xiàn)減小大約152000英尺磅的吊力。由于總重的顯著減小，輕型材料可用于制造每個(gè)管組，吊管的總長(zhǎng)能增加。這提供了顯著的、目前沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。
各種備選方案和實(shí)施例設(shè)想包含在下列權(quán)利要求的范圍之內(nèi)，這些權(quán)利要求被特別指出，并清楚地聲明了被認(rèn)為是本發(fā)明的主體。
權(quán)利要求
1.一種泵送裝置，其包括多節(jié)式可移動(dòng)的吊臂，其具有多個(gè)吊臂組，該吊臂可從折疊位置延伸到伸展位置；和由該吊臂支撐的吊管，該吊管在供料處和吊臂的外端之間延伸，其中，該吊管包括多個(gè)連接起來(lái)的吊管組，每個(gè)吊管組具有加強(qiáng)外層和耐磨內(nèi)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵送裝置，其中，加強(qiáng)外層由辮狀纖維套構(gòu)成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的泵送裝置，其中，辮狀纖維套由碳纖維構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的泵送裝置，其中，耐磨內(nèi)層由氨基甲酸乙酯構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的泵送裝置，其中，氨基甲酸乙酯的計(jì)示硬度等級(jí)在90-A和95-A之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵送裝置，其中，每個(gè)吊管組包括固定在供料管組兩端的端部接頭，每個(gè)端部接頭通過(guò)粘合劑固定在吊管組上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵送裝置，其中，每個(gè)吊管組能承受至少1200psi的內(nèi)壓力。
8.一種移動(dòng)式泵送車，其包括車體；供料箱，其安裝在車體上，用于接收欲由泵送車泵送的材料；多節(jié)式可移動(dòng)吊臂，其具有多個(gè)吊臂組，該吊臂安裝到車體上并且可從折疊位置延伸到伸展位置；和吊管，其由吊臂支撐，以將材料流從供料箱導(dǎo)向至吊臂的外端，其中，吊管包括多個(gè)連接起來(lái)的復(fù)合管組，每個(gè)管組均設(shè)有加強(qiáng)外層和耐磨內(nèi)層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動(dòng)式泵送車，其中，加強(qiáng)外層由辮狀纖維套構(gòu)成。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的移動(dòng)式泵送車，其中，辮狀纖維套由碳纖維構(gòu)成。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的移動(dòng)式泵送車，其中，耐磨內(nèi)層由氨基甲酸乙酯構(gòu)成。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的移動(dòng)式泵送車，其中，氨基甲酸乙酯的計(jì)示硬度等級(jí)在90-A和95-A之間。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動(dòng)式泵送車，其中，每個(gè)供料管組包括固定在供料管組兩端的端部接頭，每個(gè)端部接頭通過(guò)粘合劑固定在管組上。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的移動(dòng)式泵送車，其中，每個(gè)管組能承受至少1200psi的內(nèi)壓力。
15.一種泵送裝置，其包括多節(jié)式可移動(dòng)的吊臂，其具有多個(gè)吊管組，該吊臂可從折疊位置延伸到伸展位置；和由該吊臂支撐的吊管，用于將材料流從供料處導(dǎo)向至吊臂的外端，其中，吊管包括多個(gè)連接起來(lái)的吊管組，每個(gè)吊管組設(shè)有固定在管組的第一端的第一端部接頭、和固定在管組的第二端的第二端部接頭，其中，每個(gè)端部接頭通過(guò)粘合劑固定在管組上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的移動(dòng)式泵送車，其中，每個(gè)端部接頭通過(guò)粘合劑固定在管組的一端，該粘合劑位于端部接頭和吊管的外表面之間。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的移動(dòng)式泵送車，其中，吊管能承受至少1200psi的內(nèi)壓力。
18.一種吊管組，其供泵送裝置使用，該泵送裝置具有吊臂，該吊臂可從折疊位置延伸到伸展位置，該吊管組包括管狀體，其從第一端延伸到第二端；第一端部接頭，其粘合地連接到管狀體的第一端；及第二端部接頭，其粘合地連接到管狀體的第二端。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的吊管組，其中，每個(gè)端部接頭通過(guò)粘合劑固定在管狀體的一端，該粘合劑位于端部接頭和管狀體的外表面之間。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的吊管組，其中，管狀體包括加強(qiáng)外層和耐磨內(nèi)層。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的吊管組，其中，加強(qiáng)外層由辮狀纖維套構(gòu)成。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的吊管組，其中，辮狀纖維套由碳纖維構(gòu)成。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的吊管組，其中，耐磨內(nèi)層由氨基甲酸乙酯構(gòu)成。
全文摘要
一種混凝土泵送裝置，如移動(dòng)式泵送車，包括減重的和/或加長(zhǎng)的吊臂。該泵送車包括吊臂，該吊臂可在折疊位置和伸展位置之間延伸。該吊臂承載由多個(gè)管組構(gòu)成的供應(yīng)管，該管組由輕型氨基甲酸乙酯構(gòu)成。每個(gè)管組由復(fù)合材料構(gòu)成，設(shè)有加強(qiáng)外層和耐磨內(nèi)層。優(yōu)選地，外層由辮狀纖維材料構(gòu)成，而內(nèi)耐磨層由氨基甲酸乙酯構(gòu)成。每個(gè)吊管組包括一對(duì)粘合地連接到吊管組的外表面的端部接頭。
文檔編號(hào)F16L9/12GK1738953SQ200480002252
公開日2006年2月22日 申請(qǐng)日期2004年1月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月15日
發(fā)明者馬丁·G·邁耶, 約翰·T·維利希 申請(qǐng)人:普茨邁斯特公司