本发明公开了一种宾汉流体无阀芯溢流装置及方法，包括缓冲缸、圆柱销、钢管、集液缸、底座和螺栓，缓冲缸由圆柱体形状的缓冲缸缸盖和圆柱体形状的缓冲缸缸体焊接而成，缓冲缸缸体的一侧设有六组出液孔，并且钢管的一端通过外螺纹连接于出液孔的内螺纹，缓冲缸缸体的圆柱体圆周面上设有销孔，圆柱销配合安装在销孔上；圆柱销的外端为六角螺帽，圆柱销的内端上开设有通孔；集液缸由圆柱体形状的集液缸缸体和圆柱体形状的集液缸缸盖焊接而成，集液缸缸体侧面设置有与出液孔位置正对的圆形光孔，钢管另一端直接搭接在圆形光孔内；圆柱销上的通孔与出液孔共线时，缓冲缸内的流体可进入钢管中，依靠宾汉流体在钢管中的沿程阻力作为装置的溢流压力。
1.一种宾汉流体无阀芯溢流装置，其特征在于，包括缓冲缸、圆柱销（3）、钢管（4）、集液缸、底座（7）和螺栓（8），所述底座（7）设有平行槽（701），所述缓冲缸和集液缸通过螺栓（8）水平固定安装在底座（7）上；
所述缓冲缸由缓冲缸缸盖（1）和缓冲缸缸体（2）焊接而成，所述缓冲缸缸体（2）的一侧设有六组出液孔（203），所述出液孔（203）设有内螺纹结构，并且所述钢管（4）的一端通过外螺纹连接出液孔（203）的内螺纹，所述缓冲缸缸体（2）的圆柱体圆周面上与其侧面的出液孔（203）的对应位置设有销孔（202），所述圆柱销（3）配合安装在销孔（202）上；所述圆柱销（3）的外端为六角螺帽，所述圆柱销（3）的内端上开设有通孔（301）；
所述集液缸由集液缸缸体（5）和集液缸缸盖（6）焊接而成，所述集液缸缸体（5）与缓冲缸缸体（2）的中心轴在同一条水平线上，所述集液缸缸体（5）侧面设置有与出液孔（203）位置正对的圆形光孔（501），所述钢管（4）另一端直接搭接在圆形光孔（501）内；所述缓冲缸缸体（2）上的销孔（202）与圆柱销（3）配合构成开/关阀的结构，所述圆柱销（3）上的通孔（301）与出液孔（203）共线时，缓冲缸内的流体可进入钢管（4）中，依靠宾汉流体在钢管（4）中的沿程阻力作为装置的溢流压力；
所述缓冲缸缸体（2）和集液缸缸体（5）的下端安装有“冂”字形支架，使得缓冲缸缸体（2）和集液缸缸体（5）下端与底座（7）不接触，并且“冂”字形支架下端向外垂直延伸两块固定板，通过螺栓将固定板固定在底座（7）上，从而固定整个“冂”字形支架；
与六组所述的出液孔（203）连接的六个钢管（4）外径均相同、内径不同、长度也不同，依靠宾汉流体在变管径、变长度钢管（4）内流动的沿程阻力不同，构成装置不同的溢流压力。
2.根据权利要求1所述的宾汉流体无阀芯溢流装置，其特征在于，所述钢管（4）内壁的粗糙度Ra范围为：25μm-50μm。
3.根据权利要求1所述的宾汉流体无阀芯溢流装置，其特征在于，所述圆柱销（3）的六角螺帽上开设有与通孔（301）的中心线垂直的第二标记槽（302）；所述缓冲缸缸体（2）的圆周表面上设有第一标记槽（201），所述第一标记槽（201）与圆柱销（3）上的第二标记槽（302）共线时，所述出液孔（203）为截止状态，所述缓冲缸缸体（2）上的第一标记槽（201）与圆柱销（3）上的第二标记槽（302）垂直时，所述出液孔（203）为开启状态。
4.根据权利要求3所述的宾汉流体无阀芯溢流装置，其特征在于，所述缓冲缸缸体（2）上的第一标记槽（201）紧贴着圆柱销（3）的一侧，并且所有第一标记槽（201）的朝向相同，均与缓冲缸缸体（2）的中心轴相互平行。
5.根据权利要求1所述的一种宾汉流体无阀芯溢流装置的溢流方法，其特征在于，首先让缓冲缸缸体内的宾汉流体通过出液孔，并流经钢管，依靠钢管的沿程阻力作为装置的溢流压力；当缓冲缸缸体内宾汉流体的压力无法克服宾汉流体在钢管剪切流的屈服应力时，钢管内宾汉流体不流动，溢流装置不工作；随着缓冲缸的缸体内压力的升高，足以克服其屈服应力时，钢管内的宾汉流体流动，溢流装置工作，对系统起溢流保护作用；钢管的变管径、变长度，实现宾汉流体圆管流沿程阻力的变化，进而达到对溢流装置的压力控制。
一种宾汉流体无阀芯溢流装置及方法
技术领域
[0001] 本发明涉及宾汉流体技术领域，涉及一种宾汉流体的溢流装置，具体涉及适用于复杂宾汉流体液压系统过载保护的一种宾汉流体无阀芯溢流装置及方法。
背景技术
[0002] 流体的圆管流为剪切流动形态，流动过程中，剪切应力随剪切速率的变化而变化。对于宾汉流体而言，剪切应力与剪切速率之间的本构方程符合Bingham模型：
[0003]
[0004] 其中：τy为宾汉流体的屈服应力，当流体承受的剪切力小于其屈服应力时，流体表现出固体不流动性质；而当承受的应力大于其结构强度事，宾汉流体开始流动，展现出流体特性。符合这种规律特性的流体在自然界中有很多，如：混凝土浆、牙膏等。
[0005] 针对这种类型流体的输送，无法像牛顿流体(如：水、润滑油)很方便的流动，在输送过程极易造成液压元件的堵塞。造成这种故障的原因：
[0006] 1)宾汉流体具有特有的流变特性，剪切流动时，剪切应力小于其屈服应力，宾汉流体并不流动。流体圆管流，剪切应力与剪切速率呈正相关，小流量过程中，剪切速率较低，当对应的剪切应力小于宾汉流体的屈服应力时，宾汉流体不流动。
[0007] 2)液压元件，特别是阀类元件，其内部多为细长孔或缝隙，阀芯位置可能存在一定的背压，致使宾汉流体在经过液压元件时，沿程阻力过大，造成较大程度的能量损失，甚至造成液压元件堵塞失效。
[0008] 因而，针对宾汉流体，现有的适用于牛顿流体液压元件并不适合宾汉流体的使用，特别是液压元件内部存在的复杂流道对宾汉流体流动的影响，开发结构简单、性能可靠的液压原件尤为迫切，然而这方面的装置和方法比较欠缺。
发明内容
[0009] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种宾汉流体无阀芯溢流装置，包括缓冲缸、圆柱销、钢管、集液缸、底座和螺栓，所述底座设有平行槽，所述缓冲缸和集液缸通过螺栓水平固定安装在底座上；
[0010] 所述缓冲缸由圆柱体形状的缓冲缸缸盖和圆柱体形状的缓冲缸缸体焊接而成，所述缓冲缸缸体的一侧设有六组出液孔，所述出液孔设有内螺纹结构，并且所述钢管的一端通过外螺纹连接于出液孔的内螺纹，所述缓冲缸缸体的圆柱体圆周面上与其侧面的出液孔的对应位置设有销孔，所述圆柱销配合安装在销孔上；所述圆柱销的外端为六角螺帽，所述圆柱销的内端上开设有通孔；
[0011] 所述集液缸由圆柱体形状的集液缸缸体和圆柱体形状的集液缸缸盖焊接而成，所述集液缸缸体与缓冲缸缸体的中心轴在同一条水平线上，所述集液缸缸体侧面设置有与出液孔位置正对的圆形光孔，所述钢管另一端直接搭接在圆形光孔内；所述缓冲缸缸体上的销孔与圆柱销配合构成开/关阀的结构，所述圆柱销上的通孔与出液孔共线时，缓冲缸内的流体可进入钢管中，依靠宾汉流体在钢管中的沿程阻力作为装置的溢流压力。
[0012] 作为本发明一种优选的技术方案，所述缓冲缸缸体和集液缸缸体的下端安装有“冂”字形支架，使得缓冲缸缸体和集液缸缸体下端与底座不接触，并且“冂”字形支架下端向外垂直延伸两块固定板，通过螺栓将固定板固定在底座上，从而固定整个“冂”字形支架。
[0013] 作为本发明一种优选的技术方案，与六个所述的出液孔连接的六个钢管外径均相同、内径不同、长度也不同，依靠宾汉流体在变管径、变长度钢管内流动的沿程阻力不同，构成装置不同的溢流压力。
[0014] 作为本发明一种优选的技术方案，所述钢管内壁的粗糙度Ra范围为：25μm-50μm。
[0015] 作为本发明一种优选的技术方案，所述圆柱销的六角螺帽上开设有与通孔的中心线垂直的第二标记槽；所述缓冲缸缸体的圆周表面上设有第一标记槽，所述第一标记槽与圆柱销上的第二标记槽共线时，所述出液孔为截止状态，所述缓冲缸缸体上的第一标记槽与圆柱销上的第二标记槽垂直时，所述出液孔为开启状态。
[0016] 作为本发明一种优选的技术方案，所述缓冲缸缸体上的第一标记槽紧贴着圆柱销的一侧，并且所有第一标记槽的朝向相同，均与缓冲缸缸体的中心轴相互平行。
[0017] 另外本发明还设计了一种宾汉流体无阀芯溢流方法，首先让缓冲缸缸体内的宾汉流体通过出液孔，并流经钢管，依靠钢管的沿程阻力作为装置的溢流压力；当缓冲缸缸体内宾汉流体的压力无法克服宾汉流体在钢管剪切流的屈服应力时，钢管内宾汉流体不流动，溢流装置不工作；随着缓冲缸的缸体内压力的升高，足以克服其屈服应力时，钢管内的宾汉流体流动，溢流装置工作，对系统起溢流保护作用；钢管的变管径、变长度，实现宾汉流体圆管流沿程阻力的变化，进而达到对溢流装置的压力控制。
[0018] 作为本发明一种优选的技术方案，所述钢管内流动的宾汉流体具有屈服应力，可对输送的流体类型范围进行拓宽，其他具备屈服应力的非牛顿流体也可以通过该方法溢流装置设计。
[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：宾汉流体无阀芯溢流装置从流体性质角度出发，创造性地提出了基于宾汉流体管路沿程阻力作为溢流压力的新思路，特别是宾汉流体具有屈服应力，当流动过程中的剪切应力无法克服流体的屈服应力时，宾汉流体在圆管中不流动，起到截止流动的效果。无阀芯结构，可以克服传统液压元件内部流道复杂进而可能出现卡死的不足，保证装置能够正常发挥溢流保护作用。另一方面，宾汉流体圆管流的沿程阻力与圆管的长度和管径直接相关联，仅需通过变管径、变长度就可以得到不同的溢流压力，结构简单、故障率低。
附图说明
[0020] 图1是本发明的等轴侧视图；
[0021] 图2是本发明的装配图；
[0022] 图3是本发明圆柱销的等轴侧视图。
[0023] 图中标号：1-缓冲缸缸盖，2-缓冲缸缸体，3-圆柱销，4-钢管，5-集液缸缸体，6-集液缸缸盖，7-底座，8-螺栓，201-第一标记槽，202-销孔，203-出液孔，301-通孔，302-第二标记槽，701-平行槽。
具体实施方式
[0024] 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。
[0025] 如图1至图3所示，一种宾汉流体无阀芯溢流装置，包括缓冲缸、圆柱销3、钢管4、集液缸、底座7和螺栓8，所述底座7设有平行槽701，所述缓冲缸和集液缸通过螺栓8水平固定安装在底座7上；所述缓冲缸由圆柱体形状的缓冲缸缸盖1和圆柱体形状的缓冲缸缸体2焊接而成，所述缓冲缸缸体2的一侧设有六组出液孔203，所述出液孔203设有内螺纹结构，并且所述钢管4的一端通过外螺纹连接于出液孔203的内螺纹，所述缓冲缸缸体2的圆柱体圆周面上与其侧面的出液孔203的对应位置设有销孔202，所述圆柱销3配合安装在销孔202上；所述圆柱销3的外端为六角螺帽，所述圆柱销3的内端上开设有通孔301；所述集液缸由圆柱体形状的集液缸缸体5和圆柱体形状的集液缸缸盖6焊接而成，所述集液缸缸体5与缓冲缸缸体2的中心轴在同一条水平线上，所述集液缸缸体5侧面设置有与出液孔203位置正对的圆形光孔501，所述钢管4另一端直接搭接在圆形光孔501内；所述缓冲缸缸体2上的销孔202与圆柱销3配合构成开/关阀的结构，所述圆柱销3上的通孔301与出液孔203共线时，缓冲缸内的流体可进入钢管4中，依靠宾汉流体在钢管4中的沿程阻力作为装置的溢流压力。
[0026] 当缓冲缸和集液缸二者之间的钢管4的长度变化时，可以根据钢管4的实际长度，确定缓冲缸和集液缸在平行槽上的安装位置。
[0027] 进一步的，所述缓冲缸缸体2和集液缸缸体5的下端安装有“冂”字形支架，使得缓冲缸缸体2和集液缸缸体5下端与底座7不接触，并且“冂”字形支架下端向外垂直延伸两块固定板，通过螺栓将固定板固定在底座7上，从而固定整个“冂”字形支架,固定效果稳定。
[0028] 进一步的，与六个所述的出液孔203连接的六个钢管4外径均相同、内径不同、长度也不同，依靠宾汉流体在变管径、变长度钢管4内流动的沿程阻力不同，构成装置不同的溢流压力。
[0029] 进一步的，所述钢管4内壁的粗糙度Ra范围为：25μm-50μm。
[0030] 进一步的，所述圆柱销3的六角螺帽上开设有与通孔301的中心线垂直的第二标记槽302；所述缓冲缸缸体2的圆周表面上设有第一标记槽201，所述第一标记槽201与圆柱销3上的第二标记槽302共线时，所述出液孔203为截止状态，所述缓冲缸缸体2上的第一标记槽201与圆柱销3上的第二标记槽302垂直时，所述出液孔203为开启状态。
[0031] 进一步的，所述缓冲缸缸体2上的第一标记槽201紧贴着圆柱销3的一侧，并且所有第一标记槽201的朝向相同，均与缓冲缸缸体2的中心轴相互平行。
[0032] 该方法包括以下步骤：
[0033] 步骤一：缓冲缸缸体2内的宾汉流体通过底部的出液孔203，流经钢管4，依靠钢管4的沿程阻力作为装置的溢流压力，当缓冲缸缸体2内宾汉流体的压力无法克服宾汉流体在钢管4剪切流的屈服应力时，钢管4内宾汉流体不流动，溢流装置不工作；
[0034] 步骤二：随着缓冲缸的缸体2内压力的升高，足以克服其屈服应力时，钢管4内的宾汉流体流动，溢流装置工作，对系统起溢流保护作用；变管径、变长度，实现宾汉流体圆管流沿程阻力的变化，进而达到对溢流装置的压力控制。
[0035] 进一步的，所述的钢管4内流动的宾汉流体具有屈服应力，可对输送的流体类型范围进行拓宽，其他具备屈服应力的非牛顿流体也可以通过该方法溢流装置设计。
[0036] 本发明宾的汉流体无阀芯溢流装置从流体性质角度出发，创造性地提出了基于宾汉流体管路沿程阻力作为溢流压力的新思路，特别是宾汉流体具有屈服应力，当流动过程中的剪切应力无法克服流体的屈服应力时，宾汉流体在圆管中不流动，起到截止流动的效果。无阀芯结构，可以克服传统液压元件内部流道复杂进而可能出现卡死的不足，保证装置能够正常发挥溢流保护作用。另一方面，宾汉流体圆管流的沿程阻力与圆管的长度和管径直接相关联，仅需通过变管径、变长度就可以得到不同的溢流压力，结构简单、故障率低。
[0037] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
