一種具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種磁流變閥，尤其涉及一種具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓控制系統(tǒng)中，一般用控制閥來控制執(zhí)行元件中液流的壓力、流量及流動方向，滿足各類液壓設(shè)備對運(yùn)動、速度、力或轉(zhuǎn)矩等負(fù)載工況的要求。因此液壓控制閥的性能直接影響到液壓系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)特性及工作可靠性，是液壓控制系統(tǒng)中的核心所在。隨著高新技術(shù)的發(fā)展，在工程應(yīng)用中，對液壓系統(tǒng)中的控制閥要求越來越高，而傳統(tǒng)的液壓控制閥由于存在活動的機(jī)械部件，不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、加工要求高、容易磨損，而且還存在不易控制、響應(yīng)慢、工作噪聲大、工作可靠性低等問題。
[0003]磁流變閥是以智能材料磁流變液的磁流變效應(yīng)為控制原理設(shè)計(jì)的一種新型智能液壓控制元件。通過實(shí)時改變外加磁場強(qiáng)度的大小來調(diào)節(jié)磁流變閥的控制壓力，實(shí)現(xiàn)磁流變閥的智能控制。由于磁流變閥沒有可移動的機(jī)械部件，閥進(jìn)出口壓力由外加電流控制，因此響應(yīng)速度快、噪聲低、能耗小、工作穩(wěn)定可靠，具有良好的工業(yè)應(yīng)用前景。
[0004]在進(jìn)行磁流變閥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時，首先應(yīng)使磁流變液在磁流變閥阻尼間隙內(nèi)的流動方向與磁場方向相互垂直；其次是盡可能使磁流變液在磁流變閥內(nèi)部的液流通道加長。目前所設(shè)計(jì)的磁流變閥大多采用的是單一的圓環(huán)式液流阻尼通道，并且是通過以下兩種方法來提高磁流變閥進(jìn)出口壓力差的可調(diào)范圍。一是在相同輸入電流下，盡可能在磁流變液飽和范圍內(nèi)提高阻尼間隙內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度。常用的方法是減小磁流變閥的阻尼間隙寬度，但由于磁流變液久置未用再次啟用時，容易出現(xiàn)顆粒沉淀從而堵塞阻尼間隙，導(dǎo)致磁流變閥失效。第二就是提高阻尼間隙的長度，但這樣會顯著增加磁流變閥的體積，占用更多的安裝空間，制造成本也相應(yīng)增加。
[0005]基于此，在實(shí)際設(shè)計(jì)過程中，想要同時增加阻尼間隙內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度和提高有效阻尼間隙的長度比較困難。因此，設(shè)計(jì)一種性能穩(wěn)定且結(jié)構(gòu)相對緊湊的磁流變閥，使磁流變閥的進(jìn)出口壓差更大、壓力控制范圍更寬，是本行業(yè)亟需解決的問題，也是進(jìn)一步拓寬磁流變閥工業(yè)應(yīng)用的前提。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服【背景技術(shù)】中存在的問題，本實(shí)用新型提出一種具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥。該磁流變閥同時具備徑向流液流通道和圓環(huán)流液流通道，導(dǎo)磁圓盤與閥套之間的液流通道是圓環(huán)流動的，構(gòu)成軸向阻尼間隙；導(dǎo)磁圓盤、閥體及閥芯之間的液流通道是徑向流動的，構(gòu)成徑向阻尼間隙。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分地利用了磁力線的走向，在不減小阻尼間隙寬度的前提下，增大了剪切面積。既保證了該徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥具有足夠大的壓力差，也不會因阻尼間隙太窄而造成堵塞。另外，相比于單一液流通道的磁流變閥，在產(chǎn)生相同壓差的前提下，磁流變閥所需體積更小、結(jié)構(gòu)更緊湊；同時具有可控范圍大、能耗低、成本低、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)。
[0007]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括:密封圈I (1)、左端蓋(2)、螺釘I⑶、閥套⑷、導(dǎo)磁圓盤(5)、沉孔螺釘(6)、墊圈(7)、密封圈II (8)、定位盤(9)、螺釘II (10)、閥芯(11)、右端蓋(12)、密封圈III (13)、線圈(14);左端蓋(2)、閥套(4)通過螺釘I⑶固定連接；閥套⑷與左端蓋(2)間隙配合，閥套⑷內(nèi)表面與左端蓋(2)通過密封圈I (I)密封；導(dǎo)磁圓盤(5)與定位盤(9)之間配有墊圈(7)，墊圈(7)厚度為1.5mm ;導(dǎo)磁圓盤(5)、墊圈(7)以及定位盤(9)通過沉孔螺釘(6)固定連接；定位盤(9)設(shè)有內(nèi)螺紋孔；閥芯(11)左端設(shè)有外螺紋；定位盤(9)和閥芯(11)通過螺紋固定連接，兩者之間圍成的凹槽形成繞線槽；定位盤(9)與閥套(4)內(nèi)表面間隙配合，定位盤(9)與閥套(4)之間配有密封圈II⑶；右端蓋(12)與閥芯(11)之間通過密封圈III (13)密封；右端蓋(12)、閥芯(11)以及閥套⑷通過螺釘II (10)固定連接；線圈(14)纏繞于閥芯(11)和定位盤(9)圍成的繞線槽中，其引線由閥芯(11)中的引線孔及與右端蓋(12)相對應(yīng)的引線孔中引出。導(dǎo)磁圓盤(5)、閥套(4)以及閥芯(11)由10號鋼導(dǎo)磁材料組成。左端蓋⑵左端進(jìn)口處設(shè)有內(nèi)螺紋孔，可與液壓管道直接螺紋連接；右端蓋(12)右端出口處設(shè)有內(nèi)螺紋孔，可與液壓管道直接螺紋連接。
[0008]本實(shí)用新型與【背景技術(shù)】相比，具有的有益效果是:
[0009](I)該磁流變閥的液流通道是由徑向流及圓環(huán)流共同組成的。導(dǎo)磁圓盤與閥套之間的液流通道是圓環(huán)流動的，導(dǎo)磁圓盤、閥套及閥芯之間的液流通道是徑向流動的。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)充分利用了磁力線的走向，在不減小阻尼間隙寬度的前提下，有效增大了剪切面積。既保證了該磁流變閥具有足夠大的壓力差，也不會因阻尼間隙太窄而造成磁流變閥堵塞。
[0010](2)與傳統(tǒng)單一液流通道的磁流變閥相比，在產(chǎn)生相同壓差的前提下，該磁流變閥所需體積更小、結(jié)構(gòu)更緊湊；同時具有可控范圍大、能耗低、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0011]圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本實(shí)用新型導(dǎo)磁圓盤俯視圖。
[0013]圖3是本實(shí)用新型磁力線分布示意圖。
[0014]圖4是本實(shí)用新型磁流變液液流通道及阻尼間隙示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型包括:密封圈I (1)、左端蓋(2)、螺釘I⑶、閥套⑷、導(dǎo)磁圓盤(5)、沉孔螺釘(6)、墊圈(7)、密封圈II (8)、定位盤(9)、螺釘II (10)、閥芯(11)、右端蓋(12)、密封圈III (13)、線圈(14) ο
[0017]裝配時，首先將定位盤(9)裝上密封圈II (8)，然后與閥芯(11)通過螺紋連接保證軸向距離；接著將線圈(14)繞于定位盤(9)和閥芯(11)形成的繞線槽中，最后將纏好的線圈的兩根導(dǎo)線從閥芯(11)右端面上部的2mm圓孔中引出。導(dǎo)磁圓盤(5)與定位盤(9)通過四個沉孔螺釘(6)固定連接，墊圈(7)保證兩者之間的軸向間隙為1.5mm。導(dǎo)磁圓盤(5)、定位盤(9)及閥芯(11)連接后的結(jié)構(gòu)與閥套⑷相互配合，并保證導(dǎo)磁圓盤(5)與閥體(4)之間的徑向間隙為1mm。右端蓋(12)安裝上密封圈密封圈III (13)，將閥芯(11)右端面上部的2mm圓孔與右端蓋(12)所設(shè)的2mm引線孔相對齊，使兩根線圈導(dǎo)線從右端蓋(12)穿出。接著將右端蓋(12)、閥芯(11)及閥套(4)通過螺釘II (10)固定連接。左端蓋(2)安裝密封圈I (1)，左端蓋⑵和閥套⑷通過螺釘I (3)固定連接。左端蓋(2)左端進(jìn)口處攻有外螺紋，可與液壓管道直接螺紋連接；右端蓋(12)右端出口處攻有外螺紋，可與液壓管道直接螺紋連接。
[0018]圖2所不為導(dǎo)磁圓盤(5)俯視圖。圖3所不為本實(shí)用新型磁力線分布不意圖，圖中導(dǎo)磁圓盤(5)、閥套(4)及閥芯(11)為10號鋼導(dǎo)磁材料，因此磁力線能夠垂直穿過軸向和徑向阻尼間隙。
[0019]圖4所示為本實(shí)用新型磁流變液液流通道及阻尼間隙示意圖。阻尼間隙分為兩部分，第一部分是由導(dǎo)磁圓盤(5)與閥套(4)形成的軸向阻尼間隙，第二部分是由導(dǎo)磁圓盤
(5)、閥套⑷及閥芯(11)圍成的徑向阻尼間隙。由于本實(shí)用新型是軸對稱結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)上半部分給出了磁流變液在磁流變閥中的液流通道，下半部分則給出了具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥的阻尼間隙有效工作區(qū)域。
[0020]本實(shí)用新型工作原理如下:
[0021]如圖1、圖3和圖4所示，給線圈(14)通入一定大小的電流，由于導(dǎo)磁圓盤(5)、閥套(4)及閥芯(11)為10號鋼導(dǎo)磁材料，因電磁效應(yīng)形成的磁力線穿過導(dǎo)磁圓盤(5)、閥套
(4)及閥芯(11)形成閉合回路。磁力線既垂直于導(dǎo)磁圓盤(5)與閥套(4)形成的圓環(huán)液流通道，又垂直于導(dǎo)磁圓盤(5)、閥套(4)與閥芯(11)圍成的徑向液流通道。
[0022]線圈(14)通電時，由于磁場作用，徑向和圓環(huán)液流通道處的磁流變液其粘度會增大，屈服應(yīng)力增強(qiáng)。磁流變液流過這兩個通道，就必須克服這種鏈狀排列的分子間的力，從而導(dǎo)致磁流變液流經(jīng)閥的阻力增大，可減慢或阻止液體的流動，從而產(chǎn)生壓力差。通過調(diào)節(jié)線圈中電流大小，可改變磁流變液的屈服應(yīng)力，以達(dá)到所需的進(jìn)出口壓力差。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥，其特征在于包括:密封圈I (I)、左端蓋(2)、螺釘I⑶、閥套⑷、導(dǎo)磁圓盤(5)、沉孔螺釘(6)、墊圈(7)、密封圈II (8)、定位盤(9)、螺釘II (10)、閥芯(11)、右端蓋(12)、密封圈III (13)、線圈(14);左端蓋(2)、閥套(4)通過螺釘I⑶固定連接；閥套⑷與左端蓋(2)間隙配合，閥套⑷內(nèi)表面與左端蓋(2)通過密封圈I (I)密封；導(dǎo)磁圓盤(5)與定位盤(9)之間配有墊圈(7)，墊圈(7)厚度為1.5mm ;導(dǎo)磁圓盤(5)、墊圈(7)以及定位盤(9)通過沉孔螺釘(6)固定連接；定位盤(9)設(shè)有內(nèi)螺紋孔；閥芯(11)左端設(shè)有外螺紋；定位盤(9)和閥芯(11)通過螺紋固定連接，兩者之間圍成的凹槽形成繞線槽；定位盤(9)與閥套(4)內(nèi)表面間隙配合，定位盤(9)與閥套(4)之間配有密封圈II (8);右端蓋(12)與閥芯(11)之間通過密封圈III (13)密封；右端蓋(12)、閥芯(11)以及閥套⑷通過螺釘II (10)固定連接；線圈(14)纏繞于閥芯(11)和定位盤(9)圍成的繞線槽中，其引線由閥芯(11)中的引線孔及與右端蓋(12)相對應(yīng)的引線孔中引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥，其特征在于:導(dǎo)磁圓盤(5)、閥套⑷以及閥芯(11)由10號鋼導(dǎo)磁材料組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥，其特征在于:左端蓋(2)左端進(jìn)口處設(shè)有內(nèi)螺紋孔，可與液壓管道直接螺紋連接；右端蓋(12)右端出口處設(shè)有內(nèi)螺紋孔，可與液壓管道直接螺紋連接。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥，主要由左端蓋、閥芯、閥套、導(dǎo)磁圓盤、定位盤、墊圈及右端蓋組成。導(dǎo)磁圓盤和閥套之間的液流通道為圓環(huán)流動，形成軸向阻尼間隙；導(dǎo)磁圓盤、閥體及閥芯之間的液流通道為徑向流動，形成徑向阻尼間隙。線圈中輸入電流時，磁力線垂直穿過軸向及徑向阻尼間隙，在磁場作用下產(chǎn)生磁感應(yīng)強(qiáng)度。通過調(diào)節(jié)電流大小，可控制軸向及徑向阻尼間隙內(nèi)的壓差。該結(jié)構(gòu)既保證了磁流變閥具有足夠大的壓力差，又沒有造成閥的堵塞，使得閥的性能更穩(wěn)定，壓差可調(diào)范圍更寬。該磁流變閥阻尼間隙定位準(zhǔn)確、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、裝配方便，特別適合作為阻尼器旁通閥，應(yīng)用于鐵路、交通等行業(yè)減振系統(tǒng)。
【IPC分類】F15B13-02
【公開號】CN204493331
【申請?zhí)枴緾N201520160930
【發(fā)明人】胡國良, 廖明科, 李衛(wèi)華
【申請人】華東交通大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請日】2015年3月20日