專利名稱：消能孔板的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及一種消能孔板，尤其是涉及一種安裝在管道中用于降低流體輸送能量的分體式耐磨消能孔板。
背景技術：
在利用管道或其他通道，尤其是豎直或向下傾斜的管道，輸送流體的過程中，流體 的速度會越來越大。換言之，流體具有的能量越來越大，從而會對管道等造成氣蝕和磨損， 特別是在輸送含砂流體如礦漿時，造成的磨損會更嚴重，因此需要對流體輸送進行消能。傳統上，通常采用在管道內設置消能孔板對液體流進行消能。例如，中國發明專利 ZL93107799. 0公開了一種消渦式孔板，該孔板主體中心孔的內周面由上游的三角形圓環部 分和下游的梯形圓環部分組成。上述傳統孔板為一體式結構，結構復雜，因此難于加工，耐 磨性差。特別是當流體內含有礦砂(例如，選礦廠的精礦和礦山尾礦等)，磨損更加嚴重，壽 命大大縮短，此外孔板磨損后，需要更換整個孔板，從而成本高，尤其不能適用于對含有礦 砂等的流體輸送進行消能。
發明內容
本發明旨在至少解決上述技術問題之一。為此，本發明的一個目的在于提出一種耐磨損、壽命長、加工簡單的分體式消能孔 板，該消能孔板特別適于安裝在輸送磨蝕性強的流體(如含礦砂流體礦漿)的管道內對流 體輸送進行消能。根據本發明的消能孔板包括孔板主體，所述孔板主體具有孔板主體中心孔；和 上耐磨件，所述上耐磨件設置在所述孔板主體的上游側表面上和孔板主體中心孔的內周壁上。根據本發明的消能孔板還具有如下附加技術特征根據本發明的消能孔板還包括下耐磨件，所述下耐磨件具有下耐磨件中心孔并且 設置在孔板主體的下游側表面上。所述孔板主體的下游側表面上形成有下游側凹槽，且所述下耐磨件設在下游側凹 槽內。所述上耐磨件包括筒狀體和從筒狀體上游端一體地向外延伸的凸緣，其中所述筒 狀體位于所述孔板主體中心孔內且所述凸緣位于孔板主體的上游側表面上。所述上耐磨件包括筒狀體和從筒狀體上游端一體地向外延伸的凸緣；所述孔板主 體的上游側表面上形成有上游側凹槽；其中所述凸緣位于所述上游側凹槽內且所述凸緣的 厚度小于或等于所述上游側凹槽的深度。在所述上游側凹槽內圍繞凸緣的外周設置有上周邊耐磨件。所述上周邊耐磨件的厚度等于所述凸緣的厚度。所述上周邊耐磨件由多個扇形耐磨塊排列而成。
所述下耐磨件包括中心部分和圍繞中心部分的周邊部分，所述周邊部分由多個扇 形耐磨塊排列而成。所述周邊部分與上周邊耐磨件的尺寸相同。
在孔板主體的上游側表面上形成有上環形密封槽，和/或在孔板主體的下游側表 面上形成有下環形密封槽。根據本發明的消能孔板至少具有下列優點之一根據本發明的消能孔板，在上游側表面和中心孔的側壁上設置了上耐磨件，尤其 是對于流體中含有礦砂等的情況下，大大延長了消能孔板的壽命，而且，在上耐磨件磨損 后，只需更換上耐磨件，孔板主體可以重復使用，而且孔板主體無需用昂貴的耐磨材料制 成，從而降低了成本。另外，消能孔板的加工簡單。根據本發明的消能孔板，通過在消能孔板主體的下游側表面上設置下耐磨件，可 以減少流體對孔板主體下游側表面的沖擊、磨損和氣蝕。根據本發明的消能孔板，下耐磨件可以設置在下游側表面內的下游側凹槽且厚度 小于或等于下游側凹槽的深度，即下耐磨件未從孔板主體的下游側表面露出，從而在運輸 和安裝時減少對下耐磨件的損壞。根據本發明的消能孔板，上耐磨件為一端帶有凸緣的筒狀體，即上耐磨件為大體 的T形形狀。因此，可以將筒狀體設置在孔板主體中心孔內而凸緣卡在孔板主體的上游側 表面上，從而上耐磨件的安裝簡單，并且不容易因流體的沖擊而活動。根據本發明的消能孔板，上耐磨件的凸緣容納在上游側凹槽內且厚度小于或等于 上游側凹槽的深度，即上耐磨件不會露出孔板主體的上游側表面，因此在運輸和安裝消能 孔板時，不會對耐磨件造成損壞。根據本發明的消能孔板，當孔板主體的尺寸較大時，即對于安裝在尺寸較大的管 道內時，如果凸緣的尺寸太大，則不容易加工，因此，通過在上游側凹槽內圍繞凸緣的外周 設置上周邊耐磨件，可以進一步簡化加工。此外，上周邊耐磨件的厚度等于凸緣的厚度，使 得孔板主體上游側表面上的耐磨件平齊。進而，通過用多個扇形耐磨塊制成上周邊耐磨件， 能夠進一步簡化上耐磨件的加工和安裝。根據本發明的消能孔板，如上所述，當孔板主體的尺寸較大時，可以將下耐磨件分 為中心部分和周邊部分，例如中心部分可以為環形，而周邊部分由多個扇形耐磨塊排列而 成，由此便于下耐磨件的加工和安裝。根據本發明的消能孔板，通過使周邊部分與上周邊耐磨件的尺寸相同，可以進一 步降低制造成本，例如當周邊部分和上周邊耐磨件都有多個扇形耐磨塊構成時，構成周邊 部分的扇形耐磨塊和對應的構成上周邊耐磨件的扇形耐磨塊可以互換，降低了制造成本， 增加了安裝和維護的方便。根據本發明的消能孔板，通過在孔板主體的上游側表面和/或下游側表面上，在 孔板主體與管道連接的部分上，分別形成上環形密封槽和/或下環形密封槽，在消能孔板 安裝到管道上時，管道內的流體能夠進入密封槽內，從而形成水密封線，增加了密封性能。本發明附加的方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變 得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
本發明的上述和 /或附加的方面和優點從下面結合附圖對實施例的描述中將變 得明顯和容易理解，其中圖1是本發明第一實施例的消能孔板與管道法蘭連接的示意圖；圖2是圖1所示消能孔板的右視圖；圖3是圖1所示消能孔板的剖面主視圖；圖4是圖1所示消能孔板的左視圖；圖5是根據本發明第一實施例消能孔板的孔板主體的結構示意圖；圖6是本發明第二實施例的消能孔板與管道法蘭連接的示意圖；圖7是圖6所示消能孔板的右視圖；圖8是圖6所示消能孔板的剖面主視圖；圖9是圖6所示消能孔板的左視圖；圖10是根據本發明第二實施例消能孔板的孔板主體的結構示意圖。
具體實施例方式下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終 相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附 圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能解釋為對本發明的限制。需要說明的是，在本說明書的描述中，以消能孔板和孔板主體具有圓柱狀且孔板 主體中心孔為圓形為例進行描述，從而上耐磨件、下耐磨件及上周邊耐磨件都適應于上述 形狀。然而，本發明并不限于此，例如，消能孔板、孔板主體、孔板主體中心孔、以及上游側凹 槽、下游側凹槽等都可以為方形，只要這些元件的形狀和尺寸適配就可以。在本發明中，術語“上、下、上游側、下游側”等位置關系為基于附圖所示的位置關 系，僅僅是為了便于描述本發明，而不能解釋為對本發明的限制。例如，在圖1和圖6中，上 游側和下游側是基于箭頭A所示的流體流動方向而言的上游側和下游側。根據本發明實施例的消能孔板100被安裝在管道(未示出)內，用于對管道內的 流體(尤其是磨損能力強的流體，如礦山領域的含砂流體)輸送進行消能。如圖1和圖6 所示，消能孔板100與管道的兩個安裝法蘭5，6通過雙頭螺柱7及螺母8連接在一起，從而 將消能孔板100安裝在管道內。為了增加密封性能，在消能孔板100與安裝法蘭5，6之間分別設置了密封圈9。消 能孔板100在安裝法蘭5，6中心孔外周的部分稱為安裝部分11，用于與安裝法蘭5，6連接。 如圖5和10所示，消能孔板100的孔板主體1的外周沿部分的厚度減小，從而與安裝法蘭 5，6相連時，孔板主體1的外周沿部分與安裝法蘭5，6的表面之間能夠留有小的間隙，即安 裝部分11形成為凸臺的形式，由此能夠增加消能孔板100與安裝法蘭5，6的連接強度。在圖1和圖6中，箭頭A表示流體(例如礦漿)在管道內的流動方向，因此在圖1、 圖5，圖6和圖10中消能孔板100的上表面稱為上游側表面而下表面稱為下游側表面。下面參考圖1-5詳細描述根據本發明第一實施例的消能孔板100。如圖1-5所示，消能孔板100包括孔板主體1和上耐磨件2，孔板主體1形成有用 于礦漿通過的孔板主體中心孔12，上耐磨件2設置在孔板主體1的上游側表面上和孔板主體中心孔12的內周壁上。 例如，孔板主體1可以由鍛鋼制成，上耐磨件2可以由耐磨陶瓷基復合材料制成 (如氧化物陶瓷、氮化物陶瓷、碳化物陶瓷和硼化物陶瓷等)。孔板主體1和上耐磨件2由 不同的材料單獨制成，因此消能孔板100的制造成本降低，并且當使用一段時間上耐磨件2 磨損之后，僅需要更換上耐磨件2，孔板主體1可以重復使用，從而進一步降低了制造成本。上耐磨件2可以通過粘結劑(如環氧樹脂粘結劑)粘結到孔板主體1上。同時， 在孔板主體1的上游側表面上，上耐磨件2可以附加地用螺釘緊固到孔板主體1上。如圖1和圖5所示，為了便于消能孔板100的安裝和搬運，在孔板主體1的外周壁 上可以形成有操作孔17，操作孔17例如可以為螺紋孔，當需要搬運和安裝消能孔板100時， 將操作桿(如螺紋桿)插入操作孔17內，從而能夠方便地搬運和安裝消能孔板100。當礦漿沿箭頭A從上游向下游流動時，礦漿撞擊消能孔板100而被消能，位于孔板 主體1上游側表面上的上耐磨件2防止流體磨蝕孔板主體1的上游側表面，而孔板主體中 心孔12內周壁上的上耐磨件2能夠防止流體磨損孔板主體中心孔12的內周壁。當上耐磨 件2磨損到一定程度時，將上耐磨件2更換，無需更換孔板主體1，從而降低了成本，增加了 消能孔板100的壽命。在本發明的一些實施例中，如圖1-4所示，上耐磨件2包括筒狀體21和筒狀體21 上游端一體地向外延伸的凸緣22，從而成大體T形。如圖1和3所示，筒狀體21具有中心 孔23并且安裝在孔板主體中心孔12的內周壁上，且筒狀體21的下游端與孔板主體1的下 游側表面平齊，可以理解的是，筒狀體21的外徑稍微小于孔板主體中心孔12內徑，以利于 安裝。凸緣22位于孔板主體1的上游側表面上。換言之，上耐磨件2凸緣22卡在孔板主 體1的上游側表面上，從而上耐磨件2的安裝更加方便。另外，為了增加牢固程度，如上所 述，凸緣22可以用粘結劑粘結到孔板主體1的上游側表面上并且可以附加地用螺釘緊固， 同時，筒狀體21也用粘結劑粘結到孔板主體中心孔12的內周壁上。在本發明的一些實施例中，如圖5所示，孔板主體1的上游側表面上形成有其中心 與孔板主體中心孔12的中心對齊的上游側凹槽13。換言之，上游側凹槽13也可以認為是 將孔板主體中心孔12位于上游端的一部分的徑向尺寸擴大而形成的。凸緣22位于上游側凹槽13內且凸緣22的外周面與上游側凹槽13的內周壁接觸， 從而孔板主體1的上游側表面不存在未被凸緣22覆蓋的部分，否則礦漿對孔板主體1露出 的部分的磨蝕，需要更換孔板主體1，導致成本增加。如圖1和3所示，凸緣22的厚度小于上游側凹槽13的深度，由此，當將上耐磨件2 安裝到孔板主體1上時，凸緣22沒有露出孔板主體1的上游側表面，從而在搬運和安裝過 程中，不會意外地對耐磨件2造成損壞。當然，凸緣22的厚度也可以等于上游側凹槽13的深度。此外，如圖1和圖5所示，為了增加消能孔板100與安裝法蘭5，6連接的緊固力， 在孔板主體1的下游側表面也可以形成下游側凹槽14，從而在連接時，安裝法蘭5，6僅接觸 孔板主體1下游側表面上的安裝部分11，如上所述，由于孔板主體1外周沿的厚度也減小， 因此，安裝法蘭5，6不會接觸孔板主體1的安裝部分11內外側的部分，從而能夠增加緊固 力。如圖5所示，為了增加消能孔板100與安裝法蘭5，6之間的密封性能，在孔板主體1的上游側表面和下游側表面上分別形成了上環形密封槽15a和下環形密封槽15b。更具 體而言，上環形密封槽15a和下環形密封槽15b分別形成在上游側表面和下游側表面的安 裝部分11上，在圖5所示的示例中，上環形密封槽15a和下環形密封槽15b的截面為三角 形，例如深度為1毫米或2毫米，但本發明并不限于此，從而在使用時，管道內的礦漿如果從 安裝法蘭5，6與消能孔板100之間的縫隙滲出，則流體進入上環形密封槽15a和下環形密 封槽15b，從而形成密封線，進一步增加了密封性能。
下面參考圖6-10描述根據本發明第二實施例的消能孔板100。如圖6所示，根據 本發明第二實施例的消能孔板100同樣安裝在管道的安裝法蘭5，6之間。根據本發明第二實施例的消能孔板100包括孔板主體1、上耐磨件2，和下耐磨件 4。下耐磨件4設置在下游側表面上且具有下耐磨件中心孔，下耐磨件中心孔的直徑可以與 孔板主體1的孔板主體中心孔12的直徑相等，此時上耐磨件2的筒狀體21的下游端穿過 下耐磨件4而與下耐磨件4的下游側表面平齊，如圖6和8所示，但本發明并不限于此。例 如，下耐磨件中心孔的直徑可以與筒狀體21的內徑相等，此時筒狀體21的下游端不穿過下 耐磨件4而是與孔板主體1的下游側表面平齊。在本發明的一個實施例中，如圖8所示，在孔板主體1的下游側表面上形成有下游 側凹槽14。下耐磨件4容納在下游側凹槽14內并且厚度小于下游側14凹槽的深度，從而 下耐磨件4不會從孔板主體1的下游側表面露出，在搬運和安裝過程中，不會對下耐磨件4 造成損壞。當然，下耐磨件4的厚度也可以等于下游側14凹槽的深度。上耐磨件2為大體T形形狀，包括筒狀體21和從筒狀體21上游端一體地向外延 伸的凸緣22。凸緣22容納在上游側凹槽13內，筒狀體21位于孔板主體中心孔12內并靠 在孔板主體中心孔12的內周壁上。下耐磨件4和上耐磨件2可以用耐磨陶瓷基復合材料(如氧化物陶瓷、氮化物陶 瓷、碳化物陶瓷和硼化物陶瓷等)制成，本實施例采用氧化鋯增韌的氧化鋁陶瓷，但本發明 并不限于此。例如由于孔板主體1的下游側表面受到的沖擊不如上游側表面受到的沖擊 大，因此，下耐磨件4也可用其他價格較低的材料如尼龍制成，可以進一步降低成本。如圖6和8所示，在本發明的一個實施例中，下耐磨件4包括中心部分41和圍繞 中心部分41的周邊部分42，中心部分41為圓環形，通過粘結劑，例如環氧樹脂粘結劑粘結 到下游側凹槽14內，同時中心部分41形成有通孔411，對應地在孔板主體1上形成有螺紋 孔17，從而能夠利用螺釘(未示出)附加地將中心部分41固定到孔板主體1上。周邊部分 42也利用粘結劑粘結到下游側凹槽14內并且圍繞中心部分41，同時通過周邊部分42上形 成的通孔421和孔板主體1上對應的螺紋孔16利用螺釘附加地將周邊部分42固定到孔板 主體1的下游側凹槽內。由于下耐磨件4由兩部分構成，因此當下耐磨件4的尺寸較大時， 制造容易。如圖7所示，周邊部分42可以由多塊扇形耐磨塊排列而成，從而周邊部分42更容 易加工和安裝。每個耐磨塊上都形成由通孔421，每個耐磨塊通過粘結劑粘結到孔板主體1 上，然后用螺釘附加地固定。當消能孔板100的尺寸非常大時，周邊部分42用多個耐磨塊 排列而成非常有利，加工和安裝方便，成本降低。如圖6-9所示，在本發明的一個實施例中，在上游側凹槽13內圍繞凸緣22的外周 設有上周邊耐磨件3，在圖示的示例中，上周邊耐磨件3也有多塊扇形耐磨塊排列而成。上周邊耐磨件3的外周面與上游側凹槽13的內周壁接觸，從而孔板主體1的上游側表面沒有 暴露給流體的部分。當然，需要理解的是，上周邊耐磨件3也可以與凸緣22成一體，即上周 邊耐磨件3是凸緣22的一部分，這對于尺寸較小的消能孔板100是可以的。當消能孔板 100尺寸(即管道徑向尺寸)較大時，上周邊耐磨件3與凸緣22分開形成并且上周邊耐磨 件3由多個耐磨塊排列而成是有利的，上周邊耐磨件3的加工和安裝方便。上周邊耐磨件 3與上耐磨件2—樣，可以由耐磨陶瓷基復合材料制成，并且每個耐磨塊通過粘結劑粘結到 孔板主體1上，然后通過形成在每個耐磨塊上的通孔31和孔板主體1上對應的螺紋孔16 利用螺釘附加地緊固到孔板主體1上。上周邊耐磨件3的厚度可以等于凸緣22的厚度，從 而它們的上游側表面平齊并且容納在上游側凹槽13內，避免了搬運和安裝時被損壞。根據本發明 的一個實施例，上周邊耐磨件3和周邊部分42的尺寸相同，當然，此時 中心部分41的外徑與凸緣22的外徑相同。由此，上周邊耐磨件3和周邊部分42可以互 換，維護和更換更加方便，減少了備件的型號，降低了成本。當上周邊耐磨件3和周邊部分 42都由多個扇形耐磨塊排列而成時，構成上周邊耐磨件3的扇形耐磨塊與對應的構成周邊 部分42的扇形耐磨塊尺寸相同，從而增加了互換性，加工更加方便，成本降低。根據本發明的一個實施例，當上周邊耐磨件3和周邊部分42都由多個扇形耐磨 塊排列而成時，上游側凹槽13的外周面形成為沿從上游朝向下游的方向向外傾斜的斜面， 且上周邊耐磨件3的外周面形成為與上游側凹槽的外周面適配的斜面，從而構成上周邊耐 磨件3的扇形耐磨塊與孔板主體1的連接更加牢靠。類似地，下游側凹槽14的外周面形成 為沿從下游朝向上游的方向向外傾斜的斜面，且下周邊耐磨件3的外周面形成為與下游側 凹槽的外周面適配的斜面，從而構成周邊部分41的扇形耐磨塊與孔板主體1的連接更加牢罪。在本發明的一個實施例中，在孔板主體1的上游側表面上的安裝部分11上形成有 上環形密封槽15a且在孔板主體1的下游側表面上的安裝部分11上形成有下環形密封槽 15b。在使用時，管道內的礦漿如果從安裝法蘭5，6與消能孔板100之間的縫隙滲出，則流 體進入上環形密封槽15a和下環形密封槽15b，從而形成密封線，進一步增加了密封性能。根據本發明第二實施例的消能孔板100特別適于安裝在直徑較大的管道內，并且 還能夠有效避免礦漿對消能孔板100的下游側表面的磨蝕，其他結構和操作與上述第一實 施例的消能孔板100相同，為了簡單目的，這里不再詳細描述。盡管已經示出和描述了本發明的實施例，對于本領域的普通技術人員而言，可以 理解在不脫離本發明的原理和精神的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換 和變型，本發明的范圍由所附權利要求及其等同物限定。
權利要求
一種消能孔板，其特征在于，包括孔板主體，所述孔板主體具有孔板主體中心孔；和上耐磨件，所述上耐磨件設置在孔板主體的上游側表面上及孔板主體中心孔的內周壁上。
2.根據權利要求1所述的消能孔板，其特征在于，還包括下耐磨件，所述下耐磨件具有 下耐磨件中心孔且設置在孔板主體的下游側表面上。
3.根據權利要求2所述的消能孔板，其特征在于，所述孔板主體的下游側表面上形成 有下游側凹槽，所述下耐磨件設在下游側凹槽內且下耐磨件的厚度小于或等于下游側凹槽 的深度。
4.根據權利要求1或2所述的消能孔板，其特征在于，所述上耐磨件包括筒狀體和從筒 狀體上游端一體地向外延伸的凸緣，其中所述筒狀體位于所述孔板主體中心孔內且所述凸 緣位于孔板主體的上游側表面上。
5.根據權利要求2所述的消能孔板，其特征在于，所述上耐磨件包括筒狀體和從筒狀 體上游端一體地向外延伸的凸緣；所述孔板主體的上游側表面上形成有上游側凹槽；其中所述凸緣位于所述上游側凹槽內且所述凸緣的厚度小于或等于所述上游側凹槽 的深度。
6.根據權利要求5所述的消能孔板，其特征在于，在所述上游側凹槽內圍繞凸緣的外 周設有上周邊耐磨件。
7.根據權利要求6所述的消能孔板，其特征在于，所述上周邊耐磨件的厚度等于所述 凸緣的厚度。
8.根據權利要求6所述的消能孔板，其特征在于，所述上周邊耐磨件由多個扇形耐磨 塊排列而成。
9.根據權利要求6所述的消能孔板，其特征在于，所述下耐磨件包括中心部分和圍繞 中心部分的周邊部分，所述周邊部分由多個扇形耐磨塊排列而成。
10.根據權利要求9的消能孔板，其特征在于，所述周邊部分與上周邊耐磨件的尺寸相同。
11.根據權利要求1或2所述的消能孔板，其特征在于，在孔板主體的上游側表面上形 成有上環形密封槽，和/或在孔板主體的下游側表面上形成有下環形密封槽。
全文摘要
本發明提供了一種消能孔板，包括孔板主體，所述孔板主體具有孔板主體中心孔；和上耐磨件，所述上耐磨件設置在所述孔板主體的上游側表面上和孔板主體中心孔的內周壁上。根據本發明的消能孔板耐磨損、壽命長、加工簡單，特別適于安裝在輸送礦漿的管道內對礦漿輸送進行消能。
文檔編號F16L57/06GK101865356SQ20091008236
公開日2010年10月20日 申請日期2009年4月15日 優先權日2009年4月15日
發明者何衛平, 馮家迪, 劉德忠, 時煒 申請人:中國恩菲工程技術有限公司