一种可固联正方体型准等流速的液压管路系列多通连接块的制作方法

本发明用于液压管路领域，具体涉及一种可固定正方体型准等流速的液压管路系列多通连接块。

背景技术：

工程或工业领域的液压系统，是由液压泵、液压马达或液压缸、各种液压控制阀等主要的液压元件及油箱、滤清器、蓄能器、冷却器等主要辅件，通过液压管路系统连接而组成的密闭液压系统，液压油作为介质在密闭的液压系统内流动实现能量的传递。其中的液压管路系统又通常由液压软管总成、硬管总成与各种管接头连接而成，管接头（内部为光孔，流体流动通道）连接的方式通常是各种标准的内螺纹（对应外螺纹）或外螺纹（对应内螺纹）连接，或者是液压法兰接头的连接。常用的管接头有端直通接头、45^o/90^o弯接头、过渡接头以及在此基础上扩展的可调向接头、各种变径接头或者是液压法兰接头或液压法兰转换到螺纹连接的接头等，这些管接头解决了元件或辅件接口与管子，管子与管子之间直通的连接问题。为解决液压管路中一分二、二合一或一分三、三合一以及二合二分等管路的合流或分流连接问题，又产生了三通接头和四通接头，三通接头和四通接头通常是在一个平面内的连接且其管径通常相等，三通接头中的可调向接头，也仅可以使其中的一个接口在空间实现调向作用。除了与液压元件或辅件等固定连接的端直通接头等，其余的管路接头通常与管路连成一体并且处于悬浮状态，会随着管路内流体流动（压力波动）或外部机械运动而产生随动或振动，需要增加管夹固定来减少振动。更重要的是，液压油在管接头及其相连接的管路中流动时，由于管接头等径或变径的选择方式不同，会增加或减少流体运动的沿程损失和局部损失等。

技术实现要素：

为解决背景技术所述的相关问题，本发明的目的在于提供一种可固定正方体型准等流速的液压管路系列多通连接块。

本发明提出的一种可固定正方体型准等流速的液压管路系列多通连接块，所述多通连接块呈正方体结构，以其六个正方形表面的几何中心为圆心开设进出油螺纹孔或进出油光孔，所述若干个进出油螺纹孔或进出油光孔在正方体的体心处交汇并相互连通，形成一个多通连接块；若选择二个表面的几何中心开设进出油螺纹孔或进出油光孔，则形成二通连接块，若选择三个表面的几何中心开设进出油螺纹孔或进出油光孔，则形成三通连接块，以此类推可形成四通、五通或六通连接块；选择正方体结构的任意一个表面作为顶面，顶面的对面则为底面；该顶面的四个角开设与该表面几何中心均布的四个沉头通孔，所述沉头通孔对应的正方体底面一侧开设有块安装螺纹孔，且块安装螺纹孔的孔径大于沉头通孔的孔径。当某一正方形表面几何中心开设进出油光孔时，还需在该表面开设用于连接法兰的法兰连接螺纹孔。

本发明中，正方体每个表面几何中心处的进出油螺纹孔或者进出油光孔作为进油孔或出油孔，所述进出油螺纹孔与标准管接头相连接，所述进出油光孔与法兰接头相连接；沉头通孔作为安装孔，用于从上往下使用内六方长螺栓或者螺钉安装固定多通连接块，块安装螺纹孔用于从下往上使用螺钉安装固定多通连接块。

本发明中，多通连接块的六个表面对称，具有相同的结构特性，任一表面几何中心处的进出油螺纹孔或进出油光孔均可作为进油孔或出油孔；所述进油孔与进油管路相通，所述出油孔与出油管路相通，且所有进油孔孔径的平方和与所有出油孔孔径的平方和相等或接近相等。

本发明中，所述多通连接块的底面固定于底板上，所述底板为固定底板、半悬底板、单向可移动底板或双向可移动底板等的任意一种。

本发明中，所述多通连接块的外形为正方体结构，正方体是用六个完全相同的正方形围城的立体图形，是侧面和底面均为正方形的直平行六面体。所述多通连接块各表面平整，且各表面几何中心点处开设的进出油螺纹孔或进出油光孔的轴线必须与所在的平面保持垂直，使得与进、出油孔相连接的管接头或法兰接头可以利用正方体的各表面实现平面密封。

本发明中，所述多通连接块在正方体各表面几何中心点处开设的进出油螺纹孔或进出油光孔，满足多通连接块连接的端直通管接头或法兰接头所需的螺纹孔或法兰孔的孔径，可以覆盖目前DIN标准、ISO标准以及SAE法兰标准的全部尺寸，并且可以随标准或需求扩展。或者可以根据需要，有目的地选择不同的直径将进出油螺纹孔或进出油光孔开设成不同直径时，多通连接块就成为一个可实现变径的、立体的并且多至五通甚至六通的变径接头体，等直径连接反而成为其特例。

本发明中，所述多通连接块根据油路分解的需要开设所需数量的进出油螺纹孔或进出油光孔作为进、出油孔，也可以把已经开设的进出油螺纹孔或进出油光孔使用螺纹堵头或法兰堵头堵上，多通连接块即可实现二通、三通、四通、五通等连接功能。作为多通连接的接头体，可以实现二通块的一进一出；可实现三通块一进两出，两进一出；可实现四通块的一进三出，三进一出，两进两出；可实现五通块的两进三出，三进两出，一进四出，四进一出。若在多通连接块的进出口管接头上再与普通三通管接头等配合使用，更可实现再一次的流体合流或分流的功能。

本发明中，所述多通连接块每个面几何中心处开设的进出油螺纹孔或进出油光孔的直径以及与之相连接的管子内径或法兰内径，按照流进、流出的要求实现准等流速的关系。

即：d²₁+d²₂+…（流入面积）≈d₃²+d₄²+…（流出面积）。（１）

公式（１）中，等式左边代表进油孔孔径的平方和，右边代表出油孔孔径的平方和。应用中计算出相近的进、出油孔的直径值后，应按照相应的管接头及管子标准圆整选择。由流体力学中局部压力损失及沿程压力损失的计算公式分析可知，降低流体的流速V或增加管径d可有效降低流体压力损失，增加管径d会增加系统成本，加大安装空间，同时也会影响管接头及液压管路的承压能力（低压管路应加大管径，降低流速，特别是吸油管路）。保持管内合理的流动速度并且实现等速流动，成为液压管路系统连接的主要目标。根据前述，一进多出的分流或多进一出的合流流动，可以在多通连接块平面上开设不同孔径的进出油螺纹孔或进出油光孔作为进、出油孔，使各进、出油孔孔径d满足公式（１）的条件，就是利用变径的方式实现数学意义上的管内等流速流动。与多通连接块连接的端直通管接头的螺纹孔或法兰孔孔径须遵守相关标准，不可能使其尺寸连续可选，而是由一定规格的螺纹孔径或法兰孔径组成，即孔、管径的选择是有级的。因此，各管路内流体流动的速度不可能做到完全相等，而只能使流体流速尽可能接近相等或变化不大，以达到流速变化减少来降低流体压力损失的目的，这种实现方式称之为准等流速。

本发明中，所述正方体多通连接块的六个表面均可根据需要，选择其中的一个平面为安装底平面，与所选安装底平面相对的面为安装顶面，在安装顶面开设4个沉头通孔，4个沉头通孔中心线以该平面几何中心呈正方形均布在四个角上；沉头通孔在安装底面一侧可开设一定深度的4个对应块安装螺纹孔且块安装螺纹孔孔径大于沉头通孔直径（保证从安装顶面安装内六方螺钉时，安装底面上的块安装螺纹孔不会干涉到内六方螺钉）。固定多通连接块时，将内六方螺钉从上顶面向下，按照沉孔方式实现安装，并且保证内六方螺钉不会裸出安装顶面，以保障安装顶面作为多通连接块的一个重要平面开设进出油螺纹孔或进出油光孔，使得与安装顶面进出油螺纹孔或进出油光孔连接的管接头或法兰接头不会产生安装干涉。安装底面对应沉头通孔开设的4个块安装螺纹孔，可以实现从多通连接块底面用螺钉对多通连接块固定，拓宽了多通连接块的固定安装方式，更便于多通连接块的固定。

本发明中，所述多通连接块使用螺钉或者螺栓从多通连接块的安装顶面或安装底面或者是其组合固定的方式，实现了等同于液压元件的安装固定且安装稳固，则与之相连接的管接头、管子也得到一定程度的固定，既解决了一般管接头悬浮的问题，也可以降低压力波动或机器运动引起的液压管路振动的问题。

本发明中，所述多通连接块为正方体结构，其棱边长度即表征了多通连接块的尺寸特征，若干个标准化棱长的多通连接块可以构成系列化的多通连接块。棱边长尺寸相同的多通连接块，安装顶面和安装底面开设的固定用安装孔的数量、尺寸，位置尺寸等均是一样的。这样，系列化的多通连接块可以实现安装的标准化。正方体多通连接块外形（棱边长）尺寸的标准化以及安装特征参数的标准化，标准化后的系列化多通连接块以及多通连接块上按需选择开设的进出油螺纹孔或进出油光孔的数量、尺寸，及按照连接需求选择的开设平面等要素可构成数百种性能相同空间布局不同的多通连接块，以此可满足各种液压管路连接安装的需要。

本发明中，所述多通连接块由于其平面开设进出油螺纹孔或进出油光孔的可选性及多样性，同时又能可靠固定多通连接块，这样为管式元件（如管式单向阀），测试元件及传感器等提供了一个可靠固定连接的选择方式，方便这类元器件的布置与安装。

本发明的有益效果在于：所述多通连接块为正方体型结构，六个表面均可以选为安装表面，安装顶面的沉头通孔可以实现螺钉自上而下的安装，沉头通孔在安装底面一侧的块安装螺纹孔可以实现螺钉自下而上的安装，使得安装灵活；所述多通连接块的正方体结构可以实现多通连接块的标准化，系列化以及灵活安装等；所述多通连接块可以实现空间三通、四通或者五通等多通连接；所述多通连接块实现流进、流出的流体准等流速流动可以降低管路中的流体压力损失，减少发热；所述多通连接块与配套的安装板组合，使用螺栓螺钉安装固定，可以减少管路的晃动，并且多通连接块位置可微调，降低安装偏差等；所述多通连接块的正方体特征，均可衍生至长方体等。

附图说明

图1为本发明多通连接块平面主视图；

图2为本发明多通连接块图3的A-A剖视图；

图3为本发明多通连接块平面俯视图；

图4为本发明多通连接块斜视图；

图5为本发明多通连接块多通概念演示图；

图6为本发明多通连接块一进一出示意图；

图7为本发明多通连接块一进两出示意图；

图8为本发明多通连接块两进一出示意图；

图9为本发明多通连接块一进三出示意图；

图10为本发明多通连接块三进一出示意图；

图11为本发明多通连接块两进两出示意图；

图12为本发明多通连接块两进三出示意图；

图13为本发明多通连接块三进两出示意图；

图14为本发明多通连接块一进四出示意图；

图15为本发明多通连接块四进一出示意图；

图16为本发明多通连接块管路分合流示意图；

图17为本发明多通连接块固定底板斜视图；

图18为本发明多通连接块半悬底板斜视图；

图19为本发明多通连接块单向可移动底板斜视图；

图20为本发明多通连接块双向可移动底板斜视图；

图21为本发明多通连接块半悬底板安装例举示意图；

图22为本发明多通连接块六通连接方式一示意图；

图23为本发明多通连接块六通连接方式二示意图；

图24为本发明多通连接块图23Ⅰ局部放大图；

图25为本发明多通连接块横向叠加示意图；

图26为本发明多通连接块竖向叠加示意图；

图27为本发明多通连接块管路系统连接原理示意图；

图28为本发明多通连接块管路系统连接三维局部示意图；

图中标号：1为多通连接块块体，2为进出油螺纹孔，3为进出油光孔，4为法兰连接螺纹孔，5为沉头通孔，6为块安装螺纹孔，7为管接头，8为半悬底板，9为内六方螺栓，10为螺钉，11为腰形孔，12为底板，13为第一通孔，14为环形槽，15为密封圈，16为第二通孔，17为法兰，18为液压管路，19为单向可移动底板。

具体实施方式

下面通过实施例结合附图进一步说明本发明。

实施例1：

如图1－图4所示，本发明所述多通连接块为正方体结构，包含块体1，在多通连接块的六个表面的几何中心点为圆心开设螺纹管接头所需要的进出油螺纹孔2或法兰接头所需要的进出油光孔3以及相应的法兰连接螺栓的法兰连接螺纹孔4（需同时开设法兰接头的光孔及其连接螺栓用的螺纹孔，即包括法兰光孔及其相应的法兰连接螺栓的螺纹孔，连接螺栓的螺纹孔不允许与管路连接通道相通）作为进、出油孔，进出油螺纹孔和进出油光孔分别与管接头或法兰接头等相连。各表面上的螺纹孔或进出油光孔必须在正方体的体心处交汇，并相互连通，形成一个最多为六个通道相互连通的多通连接块接头体。为了实现多通连接块的固定，选择正方体多通连接块的一个面作为安装底面，安装底面的中心点上一般就不开设进出油螺纹孔或进出油光孔。因此，所述的正方体多通连接块，通常是最多在五个表面开设进出油螺纹孔或进出油光孔并相互连通形成五个通道并且还具有一个安装底面的多通连接块。根据需要的不同，选择二个表面的几何中心开设进出油螺纹孔或进出油光孔则形成二通连接块，以此类推可形成三通、四通、五通等多通连接块。对于五通连接块，若使用相应堵头将其中一个油孔封堵则成为四通连接块，以此类推可变为三通、两通等连接块使用。对于三通、四通油路块也可以使用相同的方法变为少通道的多通连接块使用。选择多通连接块的任意一个表面作为顶面，顶面的对面则为底面；该顶面的四个角开设与该顶面几何中心均布的四个沉头通孔5，所述沉头通孔在多通连接块底面一侧开设有块安装螺纹孔6，且块安装螺纹孔的孔径大于沉头通孔的孔径。

本发明所述多通连接块以正方体外形作为多通连接块的基本形状，是基于正方体结构具有几何对称性，任意一个平面上均可以开设需要的进出油螺纹孔或进出油光孔作为进、出油孔，或者作为安装平面使用，而不影响多通连接块的功能，多通连接块的使用变得更加灵活。如图5所示，正方体多通连接块块体从中间剖开，并且使其螺纹孔直径相同，连接上相同的管接头7，相当于一个平面内连接的普通四通接头；正方体的多通连接块正是将普通四通平面接头立体向空间延伸成为五通甚至六通接头体的多通连接块形式。

本发明所述多通连接块在正方体各表面几何中心点处开设的进出油螺纹孔或进出油光孔，选择不同的直径或根据需要有目的地开设成不同直径时，多通连接块就成为一个可实现变径的、立体的并且多至五通甚至六通的变径接头体，等直径连接反而成为其特例。

本发明所述多通连接块根据油路分解的需要开设所需数量的进出油螺纹孔或进出油光孔作为进、出油孔，也可以把已经开设的进出油螺纹孔或进出油光孔使用螺纹堵头或法兰堵头堵上，多通连接块即可实现二通、三通、四通、五通等连接功能。作为多通连接的接头体，可以实现二通块的一进一出（如图6所示）；可实现三通块一进两出（如图7所示），两进一出（如图8所示）；可实现四通块的一进三出（如图9所示），三进一出（如图10所示），两进两出（如图11所示）；可实现五通块的两进三出（如图12所示），三进两出（如图13所示），一进四出（如图14所示），四进一出等（如图15所示）。若在多通连接块的进出口管接头上再与普通三通管接头等配合使用，更可实现再一次的流体合流或分流的功能（如图16所示）。

本发明所述多通连接块的固定方式，既可以对应多通连接块的安装螺钉及位置在可固定的表面开设螺纹孔，与之配合直接固定，也可设置相应的安装底板组合起来固定多通连接块，安装底板用于辅助固定多通连接块。如图17—图20所示，安装底板分为固定底板、半悬底板、单向可移动底板、双向可移动底板以及基于上述方法的衍生安装底板。如图21所示，所述多通连接块采用半悬底板8组合固定安装方式。多通连接块一半使用内六方螺栓9穿过沉头通孔安装，一半使用螺钉10穿入多通连接块块安装螺纹孔中进行安装固定。单向可移动底板和双向可移动底板上开设有腰形孔11（如图19—图20所示），采用移动式底板安装的时候，利用安装板上的腰形孔可以对多通连接块的位置进行调整，实现管路之间的准确对接安装要求，消除安装应力等。

本发明所述多通连接块每个表面几何中心均开设进出油螺纹孔或进出油光孔作为进、出油孔时，即多通连接块为六通连接块时，需在与多通连接块安装底面相接触的板上开设对应的孔，以便与管路接头的连接。使用多通连接块六通功能时，有两种方式，第一种方式是六通连接块安装底面几何中心开设进出油螺纹孔连接普通螺纹管接头，第二种方式是多通连接块安装底面开设进出油光孔连接法兰接头。如图22所示，采用第一种方式时，所述六通连接块块体1在底板12上安装时，在六通连接块安装底面几何中心开设一定直径的进出油螺纹孔并且连接螺纹管接头7。同时在底板12上开设一定直径的第一通孔13，第一通孔的直径大于螺纹管接头的最大外径，使得底板表面不会阻碍螺纹管接头安装。使用内六方螺栓9穿过六通连接块沉头通孔将六通连接块固定在底板12上。如图23—图24所示，采用第二种方式时，六通连接块的安装与第一种类似，不同的地方在于六通连接块安装底面上开设进出油光孔3，同时在多通连接块底面上开设一定深度的直径的环形槽14，此环形槽用于六通连接块与底板接触时安放密封圈15实现密封。此时底板12上开设与进出油光孔相同直径的第二通孔16，将法兰17直接安装于底板12上。

本发明所述多通连接块可以多个多通连接块叠加组合使用。如图25—图26所示，可以横向叠加组合，也可以竖向叠加组合，并且继续保持多通连接块的可靠固定，叠加组合方式不局限于图中所示单排叠加方式，在竖向或者横向还可以多排叠加组合使用，叠加块的数量也可以根据需要添加或删减。这样可方便若干并行管路的布置，使管路布局更加简洁整齐美观，解决管路有序排列的问题，增加管路安装维修的方便性。

如图27所示，将本发明所述的液压管路系统多通连接块用于一般液压管路系统中作为应用示例。图27中用点画线包围的部分即为一个三通连接块，本示例中使用一进两出三通连接块用于连接前后管路。如图28所示，图28为所示三通连接块局部连接部分三维斜视图示意。所示多通连接块呈正方体结构，在所示三通连接块块体1的三个侧面的几何中心处各自开有进出油螺纹孔作为进、出油孔分别与相应的管接头相连。三个进、出油孔在多通连接块体心处相互连通，整个多通连接块便成为一个三通连接块，可以代替普通三通接头。所示三通连接块在上顶面四个角处开设与上顶面几何中心均布的沉头通孔5，沉头通孔5在三通连接块底面一侧为一定深度的块安装螺纹孔6，且块安装螺纹孔6的孔径大于沉头通孔5的孔径，沉头通孔5用于从上往下使用内六方长螺栓或者螺钉安装固定多通连接块，块安装螺纹孔6用于从下往上安装固定多通连接块。

如图28所示，三通连接块的进出油螺纹孔分别与相应的螺纹管接头7相连接，螺纹管接头再与相应的液压管路18相连。所开设油孔在孔径关系上符合以下关系：所有进油孔孔径的平方和与所有出油孔孔径的平方和相等或接近相等。由此便可以实现流体准等流速流动，进而减少流体压力损失。

如图28所示，采用单向可移动底板19安装，并且使用螺钉10从下往上穿入块安装螺纹孔6安装，单向可移动底板可焊接于相应安装部件上，整个安装稳定，避免出现以往多通标准接头悬空、晃动的现象。通过单向可移动底板上的腰形孔11对多通连接块的位置进行微调，实现多通连接块和管接头的精准对中连接，降低安装偏差。

本发明所述多通连接块具体实施时不仅局限于三通连接块，所开设的进、出油孔为四个时便是四通连接块，五个油孔则为五通连接块等等，以此类推，只要满足所有进油孔孔径的平方和与所有出油孔孔径的平方和相等或接近相等即可。另外，在具体实施中，所使用的接头为法兰接头时（六通连接块除外），如图4所示，在多通连接块相应表面开设进出油光孔和法兰连接螺纹孔进行相应连接即可。若使用多通块六通功能时，采用图22—24所示方法进行。在多通连接块安装固定时可选择直接将多通连接块安装在设备表面，也可以选择固定底板、半悬底板、单向可移动底板或者双向可移动底板等的任意一种。