专利名称：多级调压阻尼间隙中置式磁流变阀的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种磁流变阀，尤其涉及一种多级调压阻尼间隙中置式磁流变阀。
背景技术：
液压控制系统中，液压控制阀主要用来控制液压执行元件中液流的压力、流量及流动方向，从而控制液压执行元件的启动、停止，改变运动的速度、方向、力以及动作顺序等，以满足各类液压设备对运动、速度、力和转矩等负载工况的要求。因此液压控制阀的性能直接影响到液压系统的静态特性、动态特性及工作可靠性，是液压控制系统中的核心控制单元之一。随着高新技术的发展，液压传动的工程应用对液压元件的要求越来越高，传统的液压控制阀由于存在活动的机械部件，不仅结构复杂、体积大、加工要求高、容易磨损、成本高，而且还存在不易控制、响应慢、工作噪声大、工作可靠性低等问题。磁流变阀是以磁流变液的磁流变效应为控制原理设计的一种新型智能液压控制元件。通过改变外加磁场强度的大小来调节磁流变阀的控制压力、流量及液流的流动方向，实现磁流变阀的智能控制。磁流变阀由于没有可移动的机械部件，其通过的磁流变液的流量可由外加电流控制，因此响应速度高，噪声低，能耗小，工作稳定可靠，具有良好的应用前景。但是目前常用的单线圈或双线圈型磁流变阀进出口压力差较小，压力条件范围比较窄，因而限制了磁流变阀的工业应用发展。另外，磁流变阀一般直接在阀芯上缠绕线圈，通过阀芯凸肩和阀体形成外置式阻尼间隙，很容易导致磁流变液渗入到阀芯线圈中，从而影响磁流变效应，而且这类磁流变阀的阻尼长度也比较短。
发明内容为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提出一种多级调压阻尼间隙中置式磁流变阀。相对于单线圈或双线圈磁流变阀来说，该磁流变阀有四个有效阻尼间隙，可构成四级调压，从而可增大阻尼间隙处压力差的可调范围；另外，该磁流变阀的阻尼间隙位于铁芯和阀芯之间，有效隔离了磁流变液和线圈，可避免磁流变液渗入到线圈中，从而提高磁流变效应，增加阻尼间隙长度，实现对磁流变阀压力差的连续智能调节。本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括:左端盖(I)、左密封圈(2)、左过流板(3)、左导流块(4)、线圈I (5)、阀芯(6)、线圈II (7)、铁芯(8)、线圈III (9)、阀体(10)、右导流块(11)、右过流板(12)、右密封圈(13)及右端盖(14);左端盖(I)与阀体(10)通过螺纹固定连接；左端盖(I)与阀体(10)之间通过左密封圈(2)进行密封；左过流板(3)与左端盖(I)过渡配合，其左端由左端盖(I)压紧；左导流块(4)与阀芯(6)左端伸出轴间隙配合，左导流块(4)左端与左过流板(3)紧贴，左导流块(4)右端与阀芯(6)紧贴；阀芯(6)左端伸出轴与左过流板(3)上的孔过渡配合，将左导流块(4)压紧；铁芯(8)与阀体
(10)过渡配合，铁芯(8)的左端与左端盖(I)紧贴，铁芯(8)的右端与右端盖(14)紧贴；阀芯(6)装在铁芯⑶中，阀芯(6)通过两端伸出轴分别由左过流板(3)和右过流板(12)支撑和轴向固定；右导流块(11)与阀芯(6)右端伸出轴间隙配合，左端紧贴阀芯(6)，右端紧贴右过流板(12);右过流板(12)与右端盖(14)过渡配合，右过流板(12)右端由右端盖
(14)压紧；阀芯(6)右端伸出轴与右过流板(12)上的孔过渡配合，将右导流块(11)压紧；右端盖(14)与阀体(10)通过螺纹固定连接；右端盖(14)与阀体(10)之间通过右密封圈
(13)密封。线圈I (5)缠绕于铁芯⑶的绕线槽I中，其引线由阀体(10)上与线圈I (5)相对应的引线孔引出；线圈II (7)缠绕于铁芯⑶的绕线槽II中，其引线由阀体(10)上与线圈II (7)相对应的引线孔引出；线圈III (9)缠绕于铁芯⑶的绕线槽III中，其引线由阀体(10)上与线圈III (9)相对应的引线孔引出。阀芯(6)和铁芯⑶之间的间隙构成磁流变液的流经通道，该通道宽度为0.55mm，长度为72mm;通过在线圈I (5)、线圈II (7)和线圈III O)上分别施加电流可形成四个有效阻尼间隙。本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是:(I)与单线圈和双线圈型磁流变阀相比，本实用新型多级调压阻尼间隙中置式磁流变阀铁芯上绕有三组线圈，构成四个有效磁流变阻尼间隙，可实现四级调压，使得磁流变阀进出口压力调节范围更宽，控制更加灵活。(2)与常用阻尼间隙外置式磁流变阀相比，本实用新型多级调压阻尼间隙中置式磁流变阀的阻尼间隙位于铁芯和阀芯之间，是中置式的，可避免磁流变液渗入到线圈中，从而有效提高磁流变效应。另外，该磁流变阀阻尼间隙中的磁通密度没有过度集中，可有效增加阻尼间隙长度，提高磁流变阀进出口压差。
图1是本实用新型结构示意图。图2是本实用新型铁芯结构示意图。图3是本实用新型阻尼间隙结构示意图。图4是本实用新型工作原理示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:如图1所示，本实用新型包括:左端盖1、左密封圈2、左过流板3、左导流块4、线圈I 5、阀芯6、线圈II 7、铁芯8、线圈III 9、阀体10、右导流块11、右过流板12、右密封圈13及右端盖14。左端盖I与阀体10通过螺纹固定连接。左端盖I与阀体10之间通过左密封圈2进行密封。左过流板3与左端盖I过渡配合，其左端由左端盖I压紧。左导流块4与阀芯6左端伸出轴间隙配合，左导流块4左端与左过流板3紧贴，左导流块4右端与阀芯6紧贴。阀芯6左端伸出轴与左过流板3上的孔过渡配合，将左导流块4压紧。铁芯8与阀体10过渡配合，铁芯8的左端与左端盖I紧贴，铁芯8的右端与右端盖14紧贴。阀芯6装在铁芯8中，阀芯6通过两端伸出轴分别由左过流板3和右过流板12支撑和轴向固定。右导流块11与阀芯6右端伸出轴间隙配合，左端紧贴阀芯6，右端紧贴右过流板12。右过流板12与右端盖14过渡配合，右过流板12右端由右端盖14压紧。阀芯6右端伸出轴与右过流板12上的孔过渡配合，将右导流块11压紧。右端盖14与阀体10通过螺纹固定连接；右端盖14与阀体10之间通过右密封圈13密封。线圈I 5缠绕于铁芯8的绕线槽I中，其引线由阀体10上与线圈I 5相对应的引线孔引出。线圈II 7缠绕于铁芯8的绕线槽II中，其引线由阀体10上与线圈II 7相对应的引线孔引出。线圈III 9缠绕于铁芯8的绕线槽III中，其引线由阀体10上与线圈III 9相对应的引线孔引出。阀芯6和铁芯8之间的间隙构成磁流变液的流经通道，该通道宽度为0.55mm，长度为72mm ;通过在线圈I 5、线圈II 7和线圈III 9上分别施加电流可形成四个有效阻尼间隙。图2所示为本实用新型铁芯结构示意图。其中，1、I1、III为铁芯8上加工出的绕线槽。线圈I 5、线圈II 7和线圈III9分别缠绕于绕线槽1、绕线槽II和绕线槽III中，并从相应的引线孔引出阀体外。图3所示为本实用新型阻尼间隙结构示意图。阀芯6和铁芯8之间的间隙构成磁流变液的流经通道，通过对线圈I 5、线圈II 7和线圈ΙΙΙ9分别施加电流，可形成图3所示的①、②、③和④四个有效阻尼间隙，从而形成四个可控压力区域，构成四级调压。本实用新型工作原理如下:如图4所示，当向线圈1、线圈II和线圈III的引线A、B、C内分别输入一定方向及大小的电流时，由于电磁效应会在阀体10、铁芯8、阀芯6、阻尼间隙间①、②、③和④之间形成三个封闭的磁场。该磁流变阀的有效阻尼间隙分成四段，并且阻尼间隙内有效磁场的方向与磁流变液流动的方向垂直。在外加磁场作用下，毫秒级时间内磁流变液可由流动状态良好的液态转变成类固态，其粘度将会在极短时间内增大几个数量级，呈现出粘塑性流体，并表现出一定的抗剪切屈服应力，且随外加磁场强度的增大而增大，直至磁流变液达到饱和状态。磁流变液流过这四个阻尼间隙，就必须克服这种链状排列的分子间的力，导致磁流变液流经阀的阻力增大，因而可减慢或阻止液体的流动，从而产生压力差。在撤去磁场后，磁流变液又由固态转变成液态，这种转变连续、可逆、可控。依据磁流变液的磁流变特性设计的多级调压阻尼间隙中置式磁流变阀结构简单，加工制造方便。可以通过调节三个线圈中电流大小以及方向，实现对四个有效阻尼间隙的压差的智能控制，形成四级调压，进而可对磁流变阀的进出口压力差进行连续自动控制。
权利要求1.一种多级调压阻尼间隙中置式磁流变阀，其特征在于包括:左端盖(I)、左密封圈(2)、左过流板(3)、左导流块(4)、线圈I (5)、阀芯(6)、线圈II (7)、铁芯(8)、线圈III (9)、阀体(10)、右导流块(11)、右过流板(12)、右密封圈(13)及右端盖(14);左端盖⑴与阀体(10)通过螺纹固定连接；左端盖(I)与阀体(10)之间通过左密封圈(2)进行密封；左过流板(3)与左端盖(I)过渡配合，其左端由左端盖(I)压紧；左导流块(4)与阀芯(6)左端伸出轴间隙配合，左导流块(4)左端与左过流板(3)紧贴，左导流块(4)右端与阀芯(6)紧贴；阀芯(6)左端伸出轴与左过流板(3)上的孔过渡配合，将左导流块(4)压紧；铁芯(8)与阀体(10)过渡配合，铁芯⑶的左端与左端盖⑴紧贴，铁芯⑶的右端与右端盖(14)紧贴；阀芯(6)装在铁芯(8)中，阀芯(6)通过两端伸出轴分别由左过流板(3)和右过流板(12)支撑和轴向固定；右导流块(11)与阀芯(6)右端伸出轴间隙配合，左端紧贴阀芯(6)，右端紧贴右过流板(12);右过流板(12)与右端盖(14)过渡配合，右过流板(12)右端由右端盖(14)压紧；阀芯(6)右端伸出轴与右过流板(12)上的孔过渡配合，将右导流块(11)压紧；右端盖(14)与阀体(10)通过螺纹固定连接；右端盖(14)与阀体(10)之间通过右密封圈(13)密封。
2.根据权利要求1所述的多级调压阻尼间隙中置式磁流变阀，其特征在于:线圈I(5)缠绕于铁芯⑶的绕线槽I中，其引线由阀体(10)上与线圈I (5)相对应的引线孔引出；线圈II (7)缠绕于铁芯⑶的绕线槽II中，其引线由阀体(10)上与线圈II (7)相对应的引线孔引出；线圈III (9)缠绕于铁芯⑶的绕线槽III中，其引线由阀体(10)上与线圈III (9)相对应的引线孔引出。
3.根据权利要求1所述的多级调压阻尼间隙中置式磁流变阀，其特征在于:阀芯(6)和铁芯(8)之间的间隙构成磁流变液的流经通道，该通道宽度为0.55mm,长度为72_ ;通过在线圈I (5)、线圈II (7)和线圈III (9)上分别施加电流可形成四个有效阻尼间隙。
专利摘要本实用新型公开了一种多级调压阻尼间隙中置式磁流变阀，由端盖、阀芯、铁芯、阀体、过流板、导流块、线圈及密封圈组成。当向线圈Ⅰ、线圈Ⅱ和线圈Ⅲ分别输入一定方向及大小的电流时，由于电磁效应在阀芯和铁芯之间的阻尼间隙内会产生磁场。在磁场作用下，磁流变液流过阻尼间隙会产生压力差。通过调节三个线圈中电流大小，可实现四个有效阻尼间隙的压差控制，形成多级调压。该磁流变阀通过铁芯和阀芯构成中置式阻尼间隙，有效避免了磁流变液渗入线圈中，提高了磁流变效应；三线圈构成的四个可变阻尼间隙，可智能控制磁流变液流经阻尼间隙通道的压差变化，增加了阀进出口压力调节范围。该磁流变阀适合于多级压力可调的低压小流量液压控制系统。
文档编号F15B13/02GK203009436SQ201320018569
公开日2013年6月19日 申请日期2013年1月14日 优先权日2013年1月14日
发明者胡国良, 黄敏, 李海燕, 周维, 喻理梵, 谢政 申请人:华东交通大学