[发明专利]流体循环管道及其制造方法

说明书

本发明涉及截面很大的、尤其用于输送例如超过10巴压力的流体的管道的制造。本发明特别适用于水电站、给水或卫生系统的输送管道，也可适用于例如输送天然气或城市供暖系统的压力气体的输送管道。

一般来说，大截面管道是由可以用混凝土这样的浇铸材料或者用金属制成的长管件构成的。如果管道要抗大的内压，那么最好用金属制造，可以由若干略加叠置的易于装卸的板材构成，它们可以彼此焊接以形成一般为圆截面的封闭壳体，特别能抗内压引起的张力。

水电站所使用的输送管道一般就是这样制成的。

但是，管道通常通过分隔的支承件安放在地上，承受内压时具有良好的强度，相反，在没有压力时，在安装时，或者在降压的情况下，势必要变形。这种使管道变成椭圆的变形使得各种不同板材的组装特别不方便，为了避免所述变形，板材在焊接前，通常要装在一个具有所需截面的模板上。

对于截面很大的管道，例如若干平方米，则变形的危险更大。可以使用钢筋混凝土管件，这种管件安放在地上填土后具有不变形的优点，但是这种管件笨重而且占地方。另外，直接安放在地上的圆截面管道对地面产生较大的局部应力，由于冲压作用可造成局部凹陷，因而形成凸起和凹陷现象。此外，相邻管件之间难以进行充分的密封连接以抗高压。

为了解决这些问题，发明人在专利FR-A-2,685,304中提出由金属壳体制造的混合型管道，这种管道的正截面的一部分为圆形，还有基本平坦的下表面，安放并固定在钢筋混凝土或预应力板上。这样，这种管道综合了金属结构和混凝土结构的优点，因为金属圆形部分只承受张力，因此可以由比较薄的壁构成，而下部安放在支承板上，可以抗弯曲应力，另外，负载分布在大的表面上，这样，就减小了施加在地面上的应力和形成凹陷的危险。

专利文献FR-A-2,685,304描述了若干特具优越性的实施例。

这种管道可很好地抵抗高压输送流体所施加的内应力，但是，当内压减小或消除时，也可以承受例如由埋管道的填土或直接由大气压所施加的外应力。

为了更好地抗外应力，文献FR-A-2,685,304提出使管道呈半圆截面。不过，在等流量下，这种管道的直径显然是圆截面管道直径的一倍。管道的占地面积和管坑的宽度就增大了。

如专利文献FR-A-2,685,304所述，在一定情况下，可以尽可能接近圆截面，覆盖住大于180°的扇面，例如直至四分之三，这样，混凝土支承板的宽度就减小了。

但是，如此增大由圆形部分覆盖的扇面，就增加了圆形部分特别是安装时侧板变形的危险，这样，难以使板材对齐进行焊接，实际上，就需要使用模板。

另一方面，所述管道要安放在挖出来的地基上，其水平调节不是很精确的。工地上的搬运操作和各种构件的固定应尽可能简化。

此外，当管道使用时，仅仅一个内压降低或者一个空洞效应即可使金属部分在填土的负载下塌陷。

本发明提出一种借助于弥补上述缺陷的新型实施例来解决此类问题的方法，它完全保留了已有技术的优点。

本发明涉及一种内压流体输送管道的制造，所述管道一般包括由薄壁限定并固定在用浇铸材料制成的刚性支承板上的壳体，所述壳体由若干叠置的沿其相邻侧边组装的板材构成，从正截面上看，它包括一个置放并固定在刚性支承板上的下部，以及一个沿支承板上的两个固定侧边同下部连接的呈拱形的弯曲上部，所述支承板包括一个固定壳体的上表面、一个支承在地上的下表面和两个侧面。

根据本发明，壳体的上部从正截面上看由至少三个薄壁部分构成，分别是两个侧面部分和至少一个封闭壳体的上面部分，两个侧面部分各在一个下侧边和一个上侧边之间延伸，所述上面部分与两个侧面部分的上侧边相连接，每个薄壁侧面部分与一个用浇铸材料制成的刚性支承件连接，刚性支承件在其底部固定在支承板的相应侧边上，并朝上延伸，每个支承件包括一个侧面部分，侧面部分贴靠内表面，内表面具有与侧面部分的型面相接合的型面，并从支承板的上表面的高度延伸至一个足以使所述侧面部分在其整个高度上保持刚度的高度，即使在上面部分的重力下和没有内压的情况下，侧面部分也无凹陷的危险。

薄壁的厚度最好根据其抵抗由施加的内压所引起的张力以及填土或大气压的外应力的性质而定。两个侧面部分的上侧边的高度确定成在所述上侧边之间延伸的上面部分能够由具有足够刚度的单个板材构成，以便当它置于侧面部分上时，在其自身重量下没有沉陷的危险。

在一个优选的实施例中，每个支承件在支承板的上表面的高度下面以及在其侧边由一个内侧面加以限定，内侧面至少一部分贴靠在支承板的相对侧面的至少一部分相应部分上，所述侧面具有接合型面。