CN110319282A - 一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路，属于高压输送管路领域，一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路，包括由内到外依次设置为内胶层、增强层、中胶层和外胶层的高压软管本体，增强层包括普通螺旋裹带和双向抗扭转螺旋裹带，双向抗扭转螺旋裹带呈螺旋状，且双向抗扭转螺旋裹带的螺旋间隙处设置有一对双向抗扭转单元，双向抗扭转单元包括正向扭转挤压单元和反向扭转挤压单元，正向扭转挤压单元位于反向扭转挤压单元上侧，将高压软管的增强层设置成两层螺旋裹带，并在螺旋裹带上设置双向抗扭转单元，使其具备抗双向扭转性能，大大提升了高压软管自身的抗扭转性能，降低高压软管的更换频率。
Description
技术领域
本发明涉及高压输送管路领域，更具体地说，涉及一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路。
背景技术
高压胶管是用于矿井液压支架、油田开发、工程建筑、起重运输、冶金锻压、矿山设备、船舶、注塑机械、农业机械、各种机床以及各工业部门机械化、自动化液压系统中输送具有一定压力和温度的石油基(如矿物油、可溶性油、液压油、燃油、润滑油)及水基液体(如乳化液、油水乳浊液、水)等和液体传动的管路。
高压钢丝缠绕胶管结构主要由内胶层、中胶层、四层或多层交替缠绕的钢丝增强层和外胶层组成。内胶层具有使输送介质承受压力，保护钢丝不受侵蚀的作用，外胶层保护钢丝不受损伤，钢丝(ф0.3-2.0增强层)层是骨架材料起增强作用。
高压钢丝缠绕油管(高压油管)用途：高压钢丝增强液压油管主要用于矿井液压支架、油田开发，适宜于工程建筑、起重运输、冶金锻压、矿山设备、船舶、注塑机械、农业机械、各种机床以及各工业部门机械化、自动化液压系统中输送具有一定压力(较高压力)和温度的石油基(如矿物油、可溶性油、液压油、燃油、润滑油)及水基液体(如乳化液、油水乳浊液、水)等和液体传动，最高耐工作压力可达70-120Mpa。
高压胶管在使用时，尽管在质量有保证的前提下，如果使用不当，也会大大地缩短胶管地使用寿命。实际工作中，大部分高压胶管地损坏都是由于使用不当造成的。主要原因有：(1)受频繁、剧烈的压力冲击。高压胶管出现爆裂，一般不是因承受静压力太大所致，而是与压力冲击的剧烈程度和次数有关。工程机械在作业时，油管内会反复出现油压的突然升高或降低的情况，从而构成对油管频繁的压力冲击，导致各部的油封损坏加剧、胶管出现起泡和破裂以及管接头的松动渗漏现象。因此在操作时，阀杆的扳动不可过猛，一定要平缓。(2)油液的使用温度过高。工程机械作业时，液压系统因功率损耗而使油液发热，加上外界气温的影响(尤其在夏天)，可使油温急剧升高。油液使用温度越高，橡胶越易老化，弹性变差，强度与密封性能下降，胶管就会很快爆裂。因此，在作业中，当液压系统出现温升过高、过快时，应及时查明原因，予以排除；夏天作业，特别是连续作业时，应采取必要的降温措施。(3)胶管选用、安装不合理。在更换高压胶管时，所选用胶管的长度、钢丝层数、接头形状和尺寸都要合理，且应尽量减小胶管弯曲程度；在拧紧接头螺母时，不要使胶管产生扭曲，过大的弯曲和扭曲会大大降低胶管的使用寿命；对一些容易发生摩擦的部位应采取防护措施，以防止胶管因磨损而爆裂。上述故障，使得高压胶管在日常使用时，较为容易因高低温的工作环境使用而导致老化，寿命较低，更换较为频繁，影响矿井、油田、工程建筑等的开发进度，降低了工作效率。
为此，中国专利申请号为CN201410516333.X提出了一种耐冲击高压胶管，包括依次连接的内胶层、中胶层、增强层和外胶层，外胶层和增强层之间还设置有填充层，填充层的填充物为黄砂或者黄砂与碳酸钙的混合物或者海绵；增强层为多层钢丝编织或者缠绕层；外胶层外部还设置有若干突起部，突起部在外胶层上不规则排列。本发明的高压胶管，在外胶层和增强层之间设置了填充有黄砂或者黄砂与碳酸钙的混合物或者海绵等物，天热时，可以降低高压胶管内的温度，并且起到缓冲高压胶管的作用，在高压胶管受到撞击或者频繁撞击时，可以缓冲撞击力，避免外界撞击力直接致使高压胶管爆裂或者胶裂增强了高压胶管的防撞击性能，能起到较好的防撞效果，有效地减轻了高压胶管的质量，降低了制造成本。
目前对于软管扭转破裂的问题还没能够得到较好的解决，发生这种现象的原因是软管在安装或使用过程中受到过分的扭转所致，现有的高压软管抗扭转性能较差，导致高压软管的内层频繁因受到过分扭转而破损，且一旦破损，需要立即更换。
发明内容
1.要解决的技术问题
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路，它将高压软管的增强层设置成两层螺旋裹带，并在螺旋裹带上设置双向抗扭转单元，使其具备抗双向扭转性能，大大提升了高压软管自身的抗扭转性能，降低高压软管的更换频率。
2.技术方案
为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路，包括由内到外依次设置为内胶层、增强层、中胶层和外胶层的高压软管本体，所述增强层包括普通螺旋裹带和双向抗扭转螺旋裹带，所述双向抗扭转螺旋裹带呈螺旋状，且双向抗扭转螺旋裹带的螺旋间隙处设置有一对双向抗扭转单元，所述双向抗扭转单元包括正向扭转挤压单元和反向扭转挤压单元，所述正向扭转挤压单元位于反向扭转挤压单元上侧，它将高压软管的增强层设置成两层螺旋裹带，并在螺旋裹带上设置双向抗扭转单元，使其具备抗双向扭转性能，大大提升了高压软管自身的抗扭转性能，降低高压软管的更换频率。
进一步的，所述普通螺旋裹带包裹于双向抗扭转螺旋裹带外侧，相较于传统的增强层设置成四层或者更多层，本方案将层数缩减至普通螺旋裹带和双向抗扭转螺旋裹带两层，一方面可节约增强层的用料，另一方面可降低加工劳动量，且普通螺旋裹带包裹于双向抗扭转螺旋裹带外侧的设置，相较于双向抗扭转螺旋裹带包裹于普通螺旋裹带外侧，双向抗扭转螺旋裹带上的双向抗扭转单元可延迟扭转，使得双向抗扭转螺旋裹带具有更好的抗扭转效果。
进一步的，所述正向扭转挤压单元与反向扭转挤压单元呈“八”字状排布于双向抗扭转螺旋裹带的螺旋间隙处，当高压软管本体受到正向扭转力时，位于上侧的正向扭转挤压单元受力压缩，而反向扭转挤压单元受力拉伸，两者可共同阻碍扭转；当高压软管本体受到反向扭转力时，位于上侧的正向扭转挤压单元受力拉伸，而反向扭转挤压单元受力压缩，同样的，两者可共同阻碍扭转。
进一步的，所述正向扭转挤压单元和反向扭转挤压单元与双向抗扭转螺旋裹带侧端之间的夹角均为45°，该角度可使得正向扭转挤压单元和反向扭转挤压单元在高压软管本体受到扭转力时起到最佳的抗扭转效果，角度过小则会降低其抗扭转效果，角度过大则会使其难以伸缩。
进一步的，所述正向扭转挤压单元包括右侧挤压筒、左侧挤压筒和双向活动空心筒，所述右侧挤压筒和左侧挤压筒分别固定连接于双向抗扭转螺旋裹带的螺旋间隙相对处，所述双向活动空心筒连接于右侧挤压筒和左侧挤压筒之间，所述右侧挤压筒和左侧挤压筒的直径相同，所述双向活动空心筒的直径为右侧挤压筒和左侧挤压筒直径的三分之二，所述双向活动空心筒的管壁厚度为右侧挤压筒和左侧挤压筒管壁厚度的三分之一，所述双向活动空心筒内部填充有高强度定型胶液，双向活动空心筒为一个“断点”设置，当正向扭转挤压单元受到过分大的扭转力度时，高压软管的内胶层可能已经破损，此时双向活动空心筒会优先断开，其内部的高强度定型胶液流出粘附于双向抗扭转螺旋裹带的螺旋间隙处的内胶层上，使得双向抗扭转螺旋裹带定位于内胶层上，双向抗扭转螺旋裹带难以继续扭转，起到定型作用，同时高强度定型胶液可渗入内胶层的破损处，液压油不易从破损处泄露。
进一步的，所述右侧挤压筒和左侧挤压筒相互靠近的一端端口处一体化设置有限位挡环，所述双向活动空心筒左右两端部均固定连接有与限位挡环相匹配的限位环，使得双向活动空心筒两端稳定位于右侧挤压筒和左侧挤压筒中。
进一步的，所述双向活动空心筒的长度为右侧挤压筒和左侧挤压筒内部长度之和的四分之五，在高压软管受到过分挤压或扭转时，右侧挤压筒和左侧挤压筒相互靠近，双向活动空心筒受到过分挤压而断开，其内部的高强度定型胶液流出粘附于双向抗扭转螺旋裹带的螺旋间隙处的内胶层上。
进一步的，所述高强度定型胶液包括无醛冷压胶和改进型环保级脲醛胶复合物，粘附力度大，稳定性好且耐候性强。
3.有益效果
相比于现有技术，本发明的优点在于：
(1)本方案将高压软管的增强层设置成两层螺旋裹带，并在螺旋裹带上设置双向抗扭转单元，使其具备抗双向扭转性能，大大提升了高压软管自身的抗扭转性能，降低高压软管的更换频率。
(2)普通螺旋裹带包裹于双向抗扭转螺旋裹带外侧，相较于传统的增强层设置成四层或者更多层，本方案将层数缩减至普通螺旋裹带和双向抗扭转螺旋裹带两层，一方面可节约增强层的用料，另一方面可降低加工劳动量，且普通螺旋裹带包裹于双向抗扭转螺旋裹带外侧的设置，相较于双向抗扭转螺旋裹带包裹于普通螺旋裹带外侧，双向抗扭转螺旋裹带上的双向抗扭转单元可延迟扭转，使得双向抗扭转螺旋裹带具有更好的抗扭转效果。
(3)正向扭转挤压单元与反向扭转挤压单元呈“八”字状排布于双向抗扭转螺旋裹带的螺旋间隙处，当高压软管本体受到正向扭转力时，位于上侧的正向扭转挤压单元受力压缩，而反向扭转挤压单元受力拉伸，两者可共同阻碍扭转；当高压软管本体受到反向扭转力时，位于上侧的正向扭转挤压单元受力拉伸，而反向扭转挤压单元受力压缩，同样的，两者可共同阻碍扭转。
(4)正向扭转挤压单元和反向扭转挤压单元与双向抗扭转螺旋裹带侧端之间的夹角均为45°，该角度可使得正向扭转挤压单元和反向扭转挤压单元在高压软管本体受到扭转力时起到最佳的抗扭转效果，角度过小则会降低其抗扭转效果，角度过大则会使其难以伸缩。
(5)正向扭转挤压单元包括右侧挤压筒、左侧挤压筒和双向活动空心筒，右侧挤压筒和左侧挤压筒分别固定连接于双向抗扭转螺旋裹带的螺旋间隙相对处，双向活动空心筒连接于右侧挤压筒和左侧挤压筒之间，右侧挤压筒和左侧挤压筒的直径相同，双向活动空心筒的直径为右侧挤压筒和左侧挤压筒直径的三分之二，双向活动空心筒的管壁厚度为右侧挤压筒和左侧挤压筒管壁厚度的三分之一，双向活动空心筒内部填充有高强度定型胶液，双向活动空心筒为一个“断点”设置，当正向扭转挤压单元受到过分大的扭转力度时，高压软管的内胶层可能已经破损，此时双向活动空心筒会优先断开，其内部的高强度定型胶液流出粘附于双向抗扭转螺旋裹带的螺旋间隙处的内胶层上，使得双向抗扭转螺旋裹带定位于内胶层上，双向抗扭转螺旋裹带难以继续扭转，起到定型作用，同时高强度定型胶液可渗入内胶层的破损处，液压油不易从破损处泄露。
(6)右侧挤压筒和左侧挤压筒相互靠近的一端端口处一体化设置有限位挡环，双向活动空心筒左右两端部均固定连接有与限位挡环相匹配的限位环，使得双向活动空心筒两端稳定位于右侧挤压筒和左侧挤压筒中。
(7)双向活动空心筒的长度为右侧挤压筒和左侧挤压筒内部长度之和的四分之五，在高压软管受到过分挤压或扭转时，右侧挤压筒和左侧挤压筒相互靠近，双向活动空心筒受到过分挤压而断开，其内部的高强度定型胶液流出粘附于双向抗扭转螺旋裹带的螺旋间隙处的内胶层上。
(8)高强度定型胶液包括无醛冷压胶和改进型环保级脲醛胶复合物，粘附力度大，稳定性好且耐候性强。
附图说明
图1为本发明的双向抗扭转螺旋裹带原始状态下的立体图；
图2为图1中A处的结构示意图；
图3为本发明的双向抗扭转螺旋裹带受到挤压状态下的立体图；
图4为图3中B处的结构示意图；
图5为本发明的双向抗扭转螺旋裹带受到正向扭转状态下的立体图；
图6为图5中C处的结构示意图；
图7为本发明的双向抗扭转螺旋裹带受到反向扭转状态下的立体图；
图8为图7中D处的结构示意图
图9为本发明的正向扭转挤压单元的结构示意图；
图10为本发明的普通螺旋裹带的立体图；
图11为本发明的结构示意图；
图12为图11中E处的结构示意图。
图中标号说明：
1高压软管本体、2外胶层、3中胶层、4内胶层、5增强层、51普通螺旋裹带、52双向抗扭转螺旋裹带、61正向扭转挤压单元、611右侧挤压筒、612左侧挤压筒、613双向活动空心筒、614限位环、615限位挡环、62反向扭转挤压单元。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：
请参阅图11和图12，一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路，包括由内到外依次设置为内胶层4、增强层5、中胶层3和外胶层2的高压软管本体1，请参阅图1和图10，增强层5包括普通螺旋裹带51和双向抗扭转螺旋裹带52，双向抗扭转螺旋裹带52呈螺旋状，且双向抗扭转螺旋裹带52的螺旋间隙处设置有一对双向抗扭转单元，请参阅图1，双向抗扭转单元包括正向扭转挤压单元61和反向扭转挤压单元62，正向扭转挤压单元61位于反向扭转挤压单元62上侧，它将高压软管的增强层5设置成两层螺旋裹带，并在螺旋裹带上设置双向抗扭转单元，使其具备抗双向扭转性能，大大提升了高压软管自身的抗扭转性能，降低高压软管的更换频率。
普通螺旋裹带51包裹于双向抗扭转螺旋裹带52外侧，相较于传统的增强层5设置成四层或者更多层，本方案将层数缩减至普通螺旋裹带51和双向抗扭转螺旋裹带52两层，一方面可节约增强层5的用料，另一方面可降低加工劳动量，且普通螺旋裹带51包裹于双向抗扭转螺旋裹带52外侧的设置，相较于双向抗扭转螺旋裹带52包裹于普通螺旋裹带51外侧，双向抗扭转螺旋裹带52上的双向抗扭转单元可延迟扭转，使得双向抗扭转螺旋裹带52具有更好的抗扭转效果。
请参阅图1，正向扭转挤压单元61与反向扭转挤压单元62呈“八”字状排布于双向抗扭转螺旋裹带52的螺旋间隙处，请参阅图5和图6，当高压软管本体1受到正向扭转力时，位于上侧的正向扭转挤压单元61受力压缩，而反向扭转挤压单元62受力拉伸，两者可共同阻碍扭转；请参阅图7和图8，当高压软管本体1受到反向扭转力时，位于上侧的正向扭转挤压单元61受力拉伸，而反向扭转挤压单元62受力压缩，同样的，两者可共同阻碍扭转。
请参阅图1，正向扭转挤压单元61和反向扭转挤压单元62与双向抗扭转螺旋裹带52侧端之间的夹角均为45°，该角度可使得正向扭转挤压单元61和反向扭转挤压单元62在高压软管本体1受到扭转力时起到最佳的抗扭转效果，角度过小则会降低其抗扭转效果，角度过大则会使其难以伸缩。
请参阅图2，正向扭转挤压单元61包括右侧挤压筒611、左侧挤压筒612和双向活动空心筒613，右侧挤压筒611和左侧挤压筒612分别固定连接于双向抗扭转螺旋裹带52的螺旋间隙相对处，双向活动空心筒613连接于右侧挤压筒611和左侧挤压筒612之间，右侧挤压筒611和左侧挤压筒612的直径相同，双向活动空心筒613的直径为右侧挤压筒611和左侧挤压筒612直径的三分之二，双向活动空心筒613的管壁厚度为右侧挤压筒611和左侧挤压筒612管壁厚度的三分之一，双向活动空心筒613内部填充有高强度定型胶液，双向活动空心筒613为一个“断点”设置，当正向扭转挤压单元61受到过分大的扭转力度时，高压软管的内胶层4可能已经破损，此时双向活动空心筒613会优先断开，其内部的高强度定型胶液流出粘附于双向抗扭转螺旋裹带52的螺旋间隙处的内胶层4上，使得双向抗扭转螺旋裹带52定位于内胶层4上，双向抗扭转螺旋裹带52难以继续扭转，起到定型作用，同时高强度定型胶液可渗入内胶层4的破损处，液压油不易从破损处泄露。
请参阅图9，右侧挤压筒611和左侧挤压筒612相互靠近的一端端口处一体化设置有限位挡环615，双向活动空心筒613左右两端部均固定连接有与限位挡环615相匹配的限位环614，使得双向活动空心筒613两端稳定位于右侧挤压筒611和左侧挤压筒612中。
请参阅图9，双向活动空心筒613的长度为右侧挤压筒611和左侧挤压筒612内部长度之和的四分之五，请参阅图3、图4、图5、图6、图7和图8，在高压软管受到过分挤压或扭转时，右侧挤压筒611和左侧挤压筒612相互靠近，双向活动空心筒613受到过分挤压而断开，其内部的高强度定型胶液流出粘附于双向抗扭转螺旋裹带52的螺旋间隙处的内胶层4上。
高强度定型胶液包括无醛冷压胶和改进型环保级脲醛胶复合物，粘附力度大，稳定性好且耐候性强。
相较于传统高压软管存在抗扭转性能较差，导致高压软管频繁因受到过分扭转而破损，且一旦破损，需要立即更换的问题，本方案将高压软管的增强层5设置成两层螺旋裹带，并在螺旋裹带上设置双向抗扭转单元，使其具备抗双向扭转性能，大大提升了高压软管自身的抗扭转性能，降低高压软管的更换频率；且在受到过分扭转力度时，可利用双向抗扭转单元断开产生的高强度定型胶液粘附于双向抗扭转螺旋裹带52的螺旋间隙处的内胶层4上，使得双向抗扭转螺旋裹带52定位于内胶层4上，双向抗扭转螺旋裹带52难以继续扭转，起到定型作用，同时高强度定型胶液可渗入内胶层4的破损处，液压油不易从破损处泄露，高压软管在内层破损之后需要一段时间其外层才会产生破损，此高强度定型胶液的定型作用为操作人员从外界观察到破损和更换高压软管预留一定时间。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此。任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路，包括由内到外依次设置为内胶层(4)、增强层(5)、中胶层(3)和外胶层(2)的高压软管本体(1)，其特征在于：所述增强层(5)包括普通螺旋裹带(51)和双向抗扭转螺旋裹带(52)，所述双向抗扭转螺旋裹带(52)呈螺旋状，且双向抗扭转螺旋裹带(52)的螺旋间隙处设置有一对双向抗扭转单元，所述双向抗扭转单元包括正向扭转挤压单元(61)和反向扭转挤压单元(62)，所述正向扭转挤压单元(61)位于反向扭转挤压单元(62)上侧。
2.根据权利要求1所述的一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路，其特征在于：所述普通螺旋裹带(51)包裹于双向抗扭转螺旋裹带(52)外侧。
3.根据权利要求1所述的一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路，其特征在于：所述正向扭转挤压单元(61)与反向扭转挤压单元(62)呈“八”字状排布于双向抗扭转螺旋裹带(52)的螺旋间隙处。
4.根据权利要求3所述的一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路，其特征在于：所述正向扭转挤压单元(61)和反向扭转挤压单元(62)与双向抗扭转螺旋裹带(52)侧端之间的夹角均为45°。
5.根据权利要求3所述的一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路，其特征在于：所述正向扭转挤压单元(61)包括右侧挤压筒(611)、左侧挤压筒(612)和双向活动空心筒(613)，所述右侧挤压筒(611)和左侧挤压筒(612)分别固定连接于双向抗扭转螺旋裹带(52)的螺旋间隙相对处，所述双向活动空心筒(613)连接于右侧挤压筒(611)和左侧挤压筒(612)之间。
6.根据权利要求5所述的一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路，其特征在于：所述右侧挤压筒(611)和左侧挤压筒(612)的直径相同，所述双向活动空心筒(613)的直径为右侧挤压筒(611)和左侧挤压筒(612)直径的三分之二。
7.根据权利要求5所述的一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路，其特征在于：所述右侧挤压筒(611)和左侧挤压筒(612)相互靠近的一端端口处一体化设置有限位挡环(615)，所述双向活动空心筒(613)左右两端部均固定连接有与限位挡环(615)相匹配的限位环(614)。
8.根据权利要求7所述的一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路，其特征在于：所述双向活动空心筒(613)的长度为右侧挤压筒(611)和左侧挤压筒(612)内部长度之和的四分之五。
9.根据权利要求5所述的一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路，其特征在于：所述双向活动空心筒(613)的管壁厚度为右侧挤压筒(611)和左侧挤压筒(612)管壁厚度的三分之一，所述双向活动空心筒(613)内部填充有高强度定型胶液。
10.根据权利要求9所述的一种应用于液压系统的抗扭转型高压输送管路，其特征在于：所述高强度定型胶液包括无醛冷压胶和改进型环保级脲醛胶复合物。
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