专利名称：一种磁流变先导式溢流阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种磁流变先导式溢流阀，属于液压传动技术领域。
背景技术：
磁流变液是一种功能流体，既具有流体的流动性又具有固体的可塑性，可以在极短时间内实现固液两相之间转换。通过调节外加磁场强度的大小使磁流变液的粘度、弹性等流变特性发生迅速的转变，这种转变可逆，而且粘度随磁场强度的变化可以实现无级变化，并可通过调节外加电流的大小改变磁场强度，从而实现对其力学性能的控制。依据磁流变液的流变特性设计的磁流变阀，可以实现对压力和流量的智能控制。目前，现有的磁流变阀都是直动式阀，其产生的阻尼力较小，作为溢流阀只能用于低压小流量的液压系统上。因此，将磁流变阀作为溢流阀的先导控制级，设计一种磁流变先导式溢流阀，满足高压大流量液压系统的需要。
发明内容
本发明的目的是提供一种磁流变先导式溢流阀，用于高压大流量液压系统中，实现阀压力和流量的连续、无级、智能控制。本发明的技术方案是一种磁流变先导式溢流阀，由先导阀体8、阻尼块10、弹簧 12、导杆14、主阀套15、主阀芯16、主阀座18、主阀体19、阻尼器20、丝堵21组成主阀。主阀出口处还连接有先导阀。所述先导阀包括端盖1、磁流变阀壳体3、线圈4、铁芯5、阀芯7。铁芯5装于磁流变阀壳体3中，铁芯5轴心为通孔结构、其上绕制有线圈4，阀芯7插入铁芯5的孔中，铁芯 5与阀芯7之间形成工作间隙6，工作间隙6的宽度为0. ImnTl. 8mm,长度为6mnT40mm，工作间隙7的大小根据磁场强度、磁流变液性质和实际需要，在给定范围内选择确定。阀芯7 — 端顶在主阀内阻尼块10上，另一端由端盖1固定。所述主阀包括先导阀体8、阻尼块10、弹簧12、导杆14、主阀套15、主阀芯16、主阀座18、主阀体19、阻尼器20、丝堵21。先导阀装入先导阀体8中，端盖1和先导阀体8固定在主阀体19上，阻尼块10装入主阀体19中，主阀套15、主阀座18分别装入主阀体19中， 主阀芯16装入主阀套15中，导杆14 一端与主阀芯16连接在一起，另一端通过弹簧12使主阀芯16压在主阀座18上，阻尼器20装在主阀体19中。主阀体19上装有丝堵21。所述磁流变先导式溢流阀的最大工作压力为30MPa，最大流量为500L/min。工作时，当先导阀中的线圈通电后，铁芯和阀芯之间的工作间隙存在磁场。流经工作间隙的磁流变液受到磁场的作用，其粘性增大并产生一定的阻力，磁流变液的流动受到约束，进出磁流变阀的压力差增加。当线圈中的电流增加到一定值时，磁流变液转变为半固体状态，同时先导阀的压力差也达到最大值。当系统压力低于先导阀调定压力时，先导阀中的磁流变液由于阻尼力无法通过工作间隙，先导阀前腔压力、主阀后腔压力和系统工作压力相等，主阀芯关闭。当系统工作压力高于先导阀调定压力时，先导阀中的磁流变液内应力超过半固体剪切应力而使其被破坏，磁流变液又恢复到流动状态通过工作间隙。由于主阀后腔阻尼器的作用使先导阀前腔压力低于主阀后腔压力，主阀后腔的压力流体向先导阀前腔流出，使主阀后腔的压力降低，此时主阀芯受外界压力作用开启溢流。本发明的有益效果是
(1)工作介质为微米级或纳米级的磁流变液；
(2)磁流变阀的工作间隙设计在铁芯和阀芯之间，提高工作间隙内磁流变液的磁感应强度，增大磁流变阀的阻尼力，提高磁流变先导阀的工作范围；
(3)磁流变液的磁感应强度是通过电流大小调节，可通过电信号直接实现对磁流变先导式溢流阀压力和流量的控制；
(4)主阀芯采用抛物线球头形状，阀芯半锥角大于阀座半锥角，可以有效减小锥阀进出口的压差，最小负压沿液流的方向向后移动，出现在阀芯的后面，避免阀座处出现最小负压，从而降低气蚀发生的可能性，降低噪音，保护阀芯阀座的关键部分，提高磁流变先导式溢流阀的使用寿命；
(5)密封圈采用炭石墨材料，使得该阀的密封性能显著提高；
(6)主阀套采用金属石墨材料加工，具有良好的耐腐蚀性，优异的自润滑性能，减摩、 抗震、抗磨性能良好；
(7)阀中采用了三个阻尼器的液阻网络，在实现压力调节的同时，提高了主阀的稳定性。
图1为本发明结构示意图中各标号为1 端盖，2 端盖密封圈，3 磁流变阀壳体，4 线圈，5 铁芯，6 工作间隙，7 阀芯，8 先导阀体，9 先导阀密封圈，10 阻尼块，11 主阀套密封圈，12 弹簧，13 导杆密封圈，14 导杆，15 主阀套，16 主阀芯，17 主阀座密封圈，18 主阀座，19 主阀体， 20 阻尼器，21 丝堵。
具体实施例方式下面结合附图和实施例，对本发明作进一步说明，但本发明的内容并不限于所述范围。实施列1 如图所示，一种磁流变先导式溢流阀，由先导阀体8、阻尼块10、弹簧12、 导杆14、主阀套15、主阀芯16、主阀座18、主阀体19、阻尼器20、丝堵21组成主阀。主阀出口处还连接有先导阀。所述先导阀包括端盖1、磁流变阀壳体3、线圈4、铁芯5、阀芯7。铁芯5装于磁流变阀壳体3中，铁芯5轴心为通孔结构、其上绕制有线圈4，阀芯7插入铁芯5的孔中，铁芯 5与阀芯7之间形成工作间隙6，工作间隙6的宽度为0. Imm,长度为6mm。阀芯7 —端顶在主阀内阻尼块10上，另一端由端盖1固定。所述主阀包括先导阀体8、阻尼块10、弹簧12、导杆14、主阀套15、主阀芯16、主阀座18、主阀体19、阻尼器20、丝堵21。先导阀装入先导阀体8中，端盖1和先导阀体8固定在主阀体19上，阻尼块10装入主阀体19中，主阀套15、主阀座18分别装入主阀体19中，主阀芯16装入主阀套15中，导杆14 一端与主阀芯16连接在一起，另一端通过弹簧12使主阀芯16压在主阀座18上，阻尼器20装在主阀体19中。主阀体19上装有丝堵21。所述磁流变先导式溢流阀的最大工作压力为30MPa，最大流量为500L/min。实施列2 如图所示，一种磁流变先导式溢流阀，由先导阀体8、阻尼块10、弹簧12、 导杆14、主阀套15、主阀芯16、主阀座18、主阀体19、阻尼器20、丝堵21组成主阀。主阀出口处还连接有先导阀。所述先导阀包括端盖1、磁流变阀壳体3、线圈4、铁芯5、阀芯7。铁芯5装于磁流变阀壳体3中，铁芯5轴心为通孔结构、其上绕制有线圈4，阀芯7插入铁芯5的孔中，铁芯 5与阀芯7之间形成工作间隙6，工作间隙6的宽度为1. 8mm,长度为40mm。阀芯7 —端顶在主阀内阻尼块10上，另一端由端盖1固定。所述主阀包括先导阀体8、阻尼块10、弹簧12、导杆14、主阀套15、主阀芯16、主阀座18、主阀体19、阻尼器20、丝堵21。先导阀装入先导阀体8中，端盖1和先导阀体8固定在主阀体19上，阻尼块10装入主阀体19中，主阀套15、主阀座18分别装入主阀体19中， 主阀芯16装入主阀套15中，导杆14 一端与主阀芯16连接在一起，另一端通过弹簧12使主阀芯16压在主阀座18上，阻尼器20装在主阀体19中。主阀体19上装有丝堵21。所述磁流变先导式溢流阀的最大工作压力为30MPa，最大流量为500L/min。实施列3 如图所示，一种磁流变先导式溢流阀，由先导阀体8、阻尼块10、弹簧12、 导杆14、主阀套15、主阀芯16、主阀座18、主阀体19、阻尼器20、丝堵21组成主阀。主阀出口处还连接有先导阀。所述先导阀包括端盖1、磁流变阀壳体3、线圈4、铁芯5、阀芯7。铁芯5装于磁流变阀壳体3中，铁芯5轴心为通孔结构、其上绕制有线圈4，阀芯7插入铁芯5的孔中，铁芯 5与阀芯7之间形成工作间隙6，工作间隙6的宽度为0. 9mm,长度为17mm。阀芯7 —端顶在主阀内阻尼块10上，另一端由端盖1固定。所述主阀包括先导阀体8、阻尼块10、弹簧12、导杆14、主阀套15、主阀芯16、主阀座18、主阀体19、阻尼器20、丝堵21。先导阀装入先导阀体8中，端盖1和先导阀体8固定在主阀体19上，阻尼块10装入主阀体19中，主阀套15、主阀座18分别装入主阀体19中， 主阀芯16装入主阀套15中，导杆14 一端与主阀芯16连接在一起，另一端通过弹簧12使主阀芯16压在主阀座18上，阻尼器20装在主阀体19中。主阀体19上装有丝堵21。所述磁流变先导式溢流阀的最大工作压力为30MPa，最大流量为500L/min。
权利要求
1.一种磁流变先导式溢流阀，由先导阀体(8)、阻尼块(10)、弹簧(12)、导杆(14)、主阀套(15)、主阀芯(16)、主阀座(18)、主阀体(19)、阻尼器(20)、丝堵(21)组成主阀，其特征在于主阀出口处还连接有先导阀。
2.根据权利要求1所述的磁流变先导式溢流阀，其特征在于先导阀包括端盖(1)、磁流变阀壳体(3)、线圈(4)、铁芯(5)、阀芯(7)，铁芯(5)装于磁流变阀壳体(3)中，铁芯(5) 轴心为通孔结构、其上绕制有线圈(4)，阀芯(7)插入铁芯(5)的孔中，铁芯(5)与阀芯(7) 之间形成工作间隙(6 )，阀芯(7 ) —端顶在主阀内阻尼块(10 )上，另一端由端盖(1)固定。
3.根据权利要求1所述的磁流变先导式溢流阀，其特征在于先导阀装入先导阀体(8) 中，端盖(1)和先导阀体(8)固定在主阀体(19)上，阻尼块(10)装入主阀体(19)中，主阀套(15)、主阀座(18)分别装入主阀体(19)中，主阀芯(16)装入主阀套(15)中，导杆(14) 一端与主阀芯(16)连接在一起，另一端通过弹簧(12)使主阀芯(16)压在主阀座(18)上， 阻尼器(20)装在主阀体(19)中。
4.根据权利要求1或3所述的磁流变先导式溢流阀，其特征在于主阀体(19)上装有丝堵(21)。
5.根据权利要求1或2所述的磁流变先导式溢流阀，其特征在于所述阀芯(7)和铁芯 (5)之间形成的工作间隙(6)为0. ImnTl. 8_。
6.根据权力要求5所述的磁流变先导式溢流阀，其特征在于所述阀芯(7)和铁芯(5) 之间形成的工作间隙(6)长度为6mnT40mm。
7.根据权力要求1所述的磁流变先导式溢流阀，其特征在于磁流变先导式溢流阀的最大工作压力为30MPa，最大流量为500L/min。
全文摘要
本发明提供一种磁流变先导式溢流阀，属于液压传动技术领域。其包括端盖，端盖密封圈，磁流变阀壳体，线圈，铁芯，阀芯，先导阀体，先导阀密封圈，阻尼块，主阀套密封圈，弹簧，导杆密封圈，导杆，主阀套，主阀芯，主阀座密封圈，主阀座，主阀体，阻尼器。主阀芯采用抛物线球头形状，阀芯半锥角大于阀座半锥角，可以有效减小锥阀进出口的压差，最小负压沿液流的方向向后移动，出现在阀芯的后面，避免阀座处出现最小负压，从而降低气蚀发生的可能性，降低噪音，保护阀芯阀座的关键部分，提高磁流变先导式溢流阀的使用寿命。
文档编号F15B13/02GK102374204SQ20111031806
公开日2012年3月14日 申请日期2011年10月19日 优先权日2011年10月19日
发明者刘云韩, 吴喜, 吴张永, 曲金涛, 杨文勇, 温成卓, 王京涛, 王娴, 王庆辉, 高晓艳 申请人:昆明理工大学