[发明专利]一种无堵塞液压管阀和设计方法

权利要求书

1.一种无堵塞液压管阀，其特征在于，包含阀体和两个法兰(4)，所述阀体包括内外嵌套的内层管道和外层管道，所述内层管道为弹性管道(1)，所述外层管道为刚性管道(2)，两个所述法兰(4)分别设置在阀体的两端，并与弹性管道(1)和刚性管道(2)固定连接，所述弹性管道(1)、刚性管道(2)以及两个法兰(4)之间形成密闭腔室(7)，所述刚性管道(2)上开设有与腔室(7)相连通的液压入口(3)。

2.根据权利要求1所述的无堵塞液压管阀结构，其特征在于，所述弹性管道(1)和刚性管道(2)同轴。

3.根据权利要求1或2所述的无堵塞液压管阀结构，其特征在于，所述刚性管道(2)上开设有一对液压入口(3)，一对所述液压入口(3)关于刚性管道(2)的轴线对称。

4.根据权利要求1或2所述的无堵塞液压管阀结构，其特征在于，所述刚性管道(2)的两端分别与两端的法兰(4)焊接，所述弹性管道(1)的两端嵌于法兰(4)上的U形槽(6)中，所述U形槽(6)和弹性管道(1)上对应设有螺栓孔(5)，U形槽(6)和弹性管道(1)通过螺栓固定连接。

5.一种如权利要求3所述的无堵塞液压管阀的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一：根据上游试验回路的内径D_N设计弹性管道(1)的尺寸参数：

所述弹性管道(1)的内径为试验回路的内径D_N，所述弹性管道(1)的管壁厚度为a，a＝0.025D_N；

步骤二：根据弹性管道(1)的尺寸参数设计刚性管道(2)的尺寸参数：

所述刚性管道(2)的外径为D_W，管壁厚度为b，D_W和b满足如下关系：

b＝(0.04～0.06)D_W (1)

D_W-2b＝(1.25～1.5)D_N (2)

根据公式(2)计算得D_W；

步骤三：根据试验时最小流量下弹性管道(1)的最大变形量确定弹性管道(1)的外表面上的最大压力值P_outmax；

步骤四：根据弹性管道(1)的最大变形量确定所述无堵塞液压管阀的长度L。

6.根据权利要求5所述的无堵塞液压管阀的设计方法，其特征在于，所述步骤三具体为：

根据公式(3)和弹性管道(1)中心截面的设计流量系数κ，计算出弹性管道(1)的最大形变量δ，

其中，κ为试验时最小流量与最大流量的比值，A为弹性管道(1)的过流面积；

所述弹性管道(1)各向匀质分布，同一径向截面上的周向各点所受的切应力为τ，满足以下关系式：

δ＝εD_N (4)

τ_max＝E_a[(1+ε)-(1+ε)^-2]/3 (5)

其中，ε为弹性管道(1)中心截面的变形系数，E_a为弹性管道(1)的弹性模量；

根据公式(5)计算得τ_max，所述τ_max和P_outmax满足公式(6)：

τ_max≥1.2P_outmax (6)。

7.根据权利要求6所述的无堵塞液压管阀的设计方法，其特征在于，所述步骤四具体为：

所述无堵塞液压管阀的长度L的计算公式(7)：

其中，G为弹性管道(1)的切变模量，S为形状因子，根据公式(8)计算得S

8.根据权利要求5所述的无堵塞液压管阀的设计方法，其特征在于，所述螺栓孔(5)直径为r，r＝2a。