一种仿生式液压管的制作方法
【专利摘要】一种仿生式液压管，该液压管是四层的圆管，其沿径向由内向外依次为内层、中层A、中层B及外层，并且相邻两层相互粘接；其中内层是丁腈橡胶管；所述中层A是由经线和纬线编织成的编织网管；所述中层B是钢丝网管；所述外层是橡胶管。本发明管路内湍流现象大大减小，由此而引发的液压管路流固耦合振动减小；吸收流量脉动和振动的效果更强，具有更好的抗震效果。
【专利说明】一种仿生式液压管
[0001]【技术领域】本发明涉及一种液压管路的液压管，尤其是应用在高压液压系统主泵出口及执行机构连接处的液压管。
[0002]【背景技术】目前，随着液压系统向高速高压化方向发展，液压系统振动问题日益严重，而且带来的故障率及失效率也大幅度提升，其已经成为限制其向高速高压化方向发展的主要瓶颈之一。轴向柱塞泵是液压系统的心脏，泵出口流量脉动是液压系统振动的主要来源之一，并通过管路传播，造成下游系统强烈振动，吸收泵口流量脉动是减小液压系统振动的一种很有效的方式，但是，吸收流量脉动的振动控制效果，要比在流量脉动激发流固耦合振动后，再去控制振动更为直接有效，因此，泵口管路在减小泵的脉动方面起着至关重要的作用。例如，安装减震喉是大部分高压液压系统主泵出口消振的一个有效措施，这种方式在一定程度上减小了泵口流量脉动带来的危害，就结构而言，减震喉是一种内部集成了多层钢丝的液压胶管，橡胶材料和钢丝所具有的弹性性能可以更好地吸收振动能。此外，液压系统在工作过程中，受到外界负载干扰，会在液压缸、液压马达等执行机构中形成强迫振动，进而在管路系统中形成强烈振动，在执行机构高压口安装液压胶管及管路消振器是减小这部分振动的一个常见措施。由于现有的液压胶管的材料及结构为“刚性材料与弹性材料交叉混合编织”，主要依赖弹性材料减振，受到结构强度限制，弹性材料的刚度较大，吸收脉动和振动的能力有限，管路消振器一般包在钢管或高强度胶管外表面上，其材料及结构为“刚性材料在内，弹性材料在外”，这种消振器吸收的工作本质是通过橡胶材料吸收结构振动，而不是直接吸收流量脉动，振动控制效果有限。
[0003]目前，广泛应用于液压系统的钢丝编织软管是由内胶层、中胶层、一至四层钢丝编织增强层以及外胶层组成，钢丝缠绕层层数越多，管径越小，胶管的耐压力越高。已有的设计，例如:中国发明专利CN1786541A公开了一种耐压硅橡胶软管，内胶层和外胶层的主体材料都是硅橡胶，在制造工艺上通过预硫化处理进行改进，得到耐压性好的橡胶软管，但是软管内径小，且只适合于应用在食品、制药行业中。中国专利CN1995791A公开了一种新型硅橡胶软管，该软管采用不锈钢圈加固，使软管强度得到加强，但是，软管的弹性因此得到抑制，吸收脉动性差。美国授权专利US4285534公开了一种吸收脉动的软管，该软管两端设置节流材料，并在管内设置有节流装置，从而使流量脉动得到抑制，但是流体通过节流口时会造成能量损失，影响效率。
[0004]
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种仿照猎豹心脏出口血管结构制成的既耐高压又能吸收流量脉动的仿生式液压管。
[0005]本发明的具体技术方案如下:
[0006]一种仿生式液压管，该液压管是四层的圆管，其沿径向由内向外依次为内层、中层A、中层B及外层，并且相邻两层相互粘接；其中内层是丁腈橡胶管；所述中层A是由经线和纬线编织成的编织网管，其围绕在与中心线垂直纬线上的经线与中心线同在一个平面内；所述中层B是钢丝网管；所述外层是橡胶管。所述中层A的编织网管，其是由经线和纬线采取缎纹编织方式制成，其中经线为涤纶线，其纬线为聚氨酯线；所述中层B的钢丝网管，其钢丝网是不锈钢钢丝或铝合金钢丝或钛合金钢丝；上述中层B的钢丝网管可以是1层钢丝网，也可以是由内而外编织成的1-4层钢丝网。包裹在中层B钢丝网管外的外层为橡胶防护层；或者在中层A外面设有取代中层B与橡胶防护层的常见的刚性液压管路，如不锈钢合金、铝合金、钛合金管路。此外，本发明各层采用具有一定粘弹性的胶水粘接而成，使各层成为一个整体，具有更好的整体性能。
[0007]本发明的液压管本体可以具有8mm至70mm的外径以及2mm至10mm的厚度。软管的选用可按一般软管的选用方法进行选择。
[0008]猎豹可在瞬间从静止到时速每小时70公里的状态只需要4秒时间，在这个过程中，猎豹心脏出口血管承受着高频高压的血液流量压力脉动。猎豹心脏出口血管之所以能承受高频高压的血液流量压力脉动，是因为猎豹心脏出口血管由内膜、中膜、外膜三层组成。内膜由内皮、内皮下层和内弹性膜构成。内皮下层较厚，其中含有胶原纤维、弹性纤维和少量的平滑肌，各细胞的活动受外来神经支配或受扩散到各细胞的激素的影响。内弹性膜与中膜的弹性膜相粘接。中膜有40?70层弹性膜。各层弹性膜由弹性纤维相连，弹性膜之间有环形平滑肌，少量胶原纤维和弹性纤维等。外膜相对较薄，由结缔组织构成，大部分为胶原纤维，还有少量弹性纤维。研究发现，正是由于血管的这一结构，猎豹在剧烈运动时，虽然体内血压骤然升高，脉动幅值和频率急速增加，但是由于血管内膜的光滑性和中层的良好粘弹性，使血液流动过程中，沿程阻力小，而且吸收脉动能力强，同时在血管扩张、血压迅速升高时，胶原纤维产生极大张力阻碍血管进一步扩张，使血管可以在压力突然升高的情况下不会破裂。所以，仿照猎豹心脏出口血管结构制作的本发明仿生液压管内层选用易于加工成光滑表面的丁腈橡胶(NBR)材料，可使该层内壁具有较高的光滑度，能够减小液压油流过时的沿程阻力，同时减小湍流产生，降低了湍流激发振动产生的可能性；中层A由经线和纬线编织成的弹性吸收脉动层，其能够在很大程度上吸收管路内的流量脉动，经线选用涤纶材料，涤纶材料的优点是强度较高、回弹能力较强，能够较大范围地抵抗管路内壁的变形，纬线选用聚氨酯材料，聚氨酯的优点是弹性强，可有效吸收流量脉动，上述经纬线编织在一起，可保证该中层A有足够的回弹性能和高吸收脉动性能；中层B与外层分别选用钢丝和橡胶材料，钢丝由橡胶包裹，与传统液压胶管相似，使橡胶软管具有足够的强度，且钢丝不会暴露在空气中，避免腐蚀。
[0009]本发明与现有技术相比具有如下优点:
[0010]1.管路内湍流现象大大减小，由此而引发的液压管路流固耦合振动减小；
[0011]2.吸收流量脉动和振动的效果更强，具有更好的抗震效果；
[0012]3.本发明的中层A和内层也可以单独成为一体，将其内嵌安装在刚性液压管路内壁，比传统的刚性液压管具有更好的吸收脉动能力。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1为本发明立体结构示意简图。
[0014]图2为本发明的主视剖面示意图。
[0015]图3为本发明中层A轴向剖面示意简图。
[0016]【具体实施方式】在图1、图2及图3所示的仿生式液压管示意简图中，本液压管是四层的圆管，其沿径向由内向外依次为内层1、中层A2、中层B3以及外层4，并且相邻的两层相互粘合；其中内层是丁腈橡胶管，所述中层A是由经线2.1和纬线2.2采取缎纹编织方式制成的编织网管，其中经线为涤纶，其纬线为聚氨酯；所述内层和中层A之间通过丁腈橡胶胶水粘接在一起；所述中层B是不锈钢丝网管，中层A与中层B通过橡胶粘合剂A(六甲氧基甲基嘧胺)粘接在一起；所述外层是橡胶管，中层B与外层通过橡胶粘合剂A(六甲氧基甲基嘧胺)粘接在一起。
【权利要求】
1.一种仿生式液压管，其特征是:该液压管是四层的圆管，其沿径向由内向外依次为内层、中层A、中层B及外层，并且相邻两层相互粘接；其中内层是丁腈橡胶管；所述中层A是由经线和纬线编织成的编织网管；所述中层B是钢丝网管；所述外层是橡胶管。
2.根据权利要求1所述的仿生式液压管，其特征是:所述中层A的编织网管，其经线为涤纶，其纬线为聚氨酯。
3.根据权利要求2所述的仿生式液压管，其特征是:所述中层A的编织网管是由经线和纬线采取缎纹编织方式制成的编织网管。
4.根据权利要求1所述的仿生式液压管，其特征是:所述中层B的钢丝网管是由内而外编织成的I?4层钢丝网。
5.根据权利要求1所述的仿生式液压管，其特征是:所述中层B的钢丝网管，其钢丝网是不锈钢钢丝或铝合金钢丝或钛合金钢丝。
6.根据权利要求1所述的仿生式液压管，其特征是:在中层A外面设有常见的刚性液压管路。
【文档编号】F16L11/08GK104405970SQ201410553764
【公开日】2015年3月11日 申请日期:2014年10月17日 优先权日:2014年10月17日
【发明者】权凌霄, 郭长虹, 李 东 申请人:燕山大学