[发明专利]一种无堵塞液压管阀和设计方法

说明书

本发明属于流体机械领域，涉及一种无堵塞液压管阀和设计方法，无堵塞液压管阀的阀体内层管道为弹性管道，外层管道为刚性管道，两个法兰分别设置在阀体的两端，并与弹性管道和刚性管道固定连接，弹性管道、刚性管道以及两个法兰之间形成密闭腔室，刚性管道上开设有与腔室相连通的液压入口。本发明结构简单、操作容易，可以通过调节往腔室内注入液体的体积和压力来调节管路内的流量，在运输固液两相流时可以保证管道内无堵塞，并且为泵固液两相流试验的顺利进行提供了保证。

技术领域

本发明涉及流体机械领域，特指一种无堵塞液压管阀和设计方法。

背景技术

阀是固液两相流测试系统中的重要组成装置。目前，传统的阀门装置大致分为以下几种：球阀、蝶阀、隔膜阀、旋塞阀和柱塞阀等，其内部结构都较为复杂，在进行固液两相流试验时，调节阀门易使固相滞留在阀门处，尤其在固相尺度较大时，导致系统堵塞。因此，有必要发明一种无堵塞液压管阀结构，优化固液两相流试验系统的阀门装置，不仅可以快速准确地调节管路内的流量，而且还可以保证管道内无堵塞，提高试验效率和试验精度。

迄今为止，尚无针对固液两相流无堵塞液压管阀设计方法的专利公布，仅见少数关于管路防堵和浆液阀的无堵塞设计。技术交流《油轮PV阀管路防堵装置的设计和应用》(2014)设计研发了油轮PV阀管路防堵装置，提高PV阀工作时的可靠度。企业科技与发展《夹管阀的延寿设计》(2009)分析了影响夹管阀寿命的主要原因，并提出了一种夹管阀延寿结构设计方法。机械设计与制造《浆液阀的无堵塞设计》(1997)通过改变背面形状以及增加堵盖排除阀出现节流或截流的故障。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种无堵塞液压管阀和设计方法，解决了管路在输送固液两相流介质时内部发生堵塞的问题。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种无堵塞液压管阀，包含阀体和两个法兰，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，所述外层管道为刚性管道，两个所述法兰分别设置在阀体的两端，并与弹性管道和刚性管道固定连接，所述弹性管道、刚性管道以及两个法兰之间形成密闭腔室，所述刚性管道上开设有与腔室相连通的液压入口。

优选地，所述弹性管道和刚性管道同轴。

优选地，所述刚性管道上开设有一对液压入口，一对所述液压入口关于刚性管道的轴线对称。

优选地，所述刚性管道的两端分别与两端的法兰焊接，所述弹性管道的两端嵌于法兰上的U形槽中，所述U形槽和弹性管道上对应设有螺栓孔，U形槽和弹性管道通过螺栓固定连接。

一种无堵塞液压管阀的设计方法，包括以下步骤：

步骤一：根据上游试验回路的内径D_N设计弹性管道的尺寸参数：

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

步骤二：根据弹性管道的尺寸参数设计刚性管道的尺寸参数：

所述刚性管道的外径为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的最大变形量确定弹性管道的外表面上的最大压力值P_outmax；