一种单线圈阻尼间隙可调式磁流变阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种单线圈阻尼间隙可调式磁流变阀，主要由端盖、阀芯、阀体、阀套、励磁线圈及锁紧螺母等组成。当阀芯转动到合适位置，并向励磁线圈输入一定大小的电流时，会在阀芯与阀套组成的两段锥形阻尼间隙内产生磁场，磁场的方向与磁流变液流动方向基本垂直。磁流变液流入锥形阻尼间隙时，在磁场作用下迅速变为半固态，其粘度迅速随磁感应强度的增加而增加，可减慢或阻止磁流变液的流动，从而导致阻尼间隙两端的压差增大。通过控制阀芯的工作位置及励磁线圈输入电流的大小，可得到较大的磁流变阀进出口压差。该磁流变阀的响应快速灵敏，性能稳定，特别适合应用于压力调节范围较宽的液压伺服控制系统。
【专利说明】—种单线圈阻尼间隙可调式磁流变阀
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种磁流变阀，尤其涉及一种单线圈阻尼间隙可调式磁流变阀。
【背景技术】
[0002]传统的液压控制阀包括方向控制阀、流量控制阀以及压力控制阀。这些控制阀均包含有活动的机械部件，即一般通过阀芯和阀体的相对运动来达到对系统压力和流量的控制。但液压控制阀结构较复杂，加工要求高、体积大、成本高，还存在不易控制、响应慢、损耗大、油液污染、工作噪声大等问题。
[0003]作为一种新型智能控制阀，磁流变阀是以磁流变液为工作介质的一种新型液压控制阀。磁流变液在磁场作用下，能够从自由流动的牛顿流体转变为具有一定剪切屈服强度的粘塑性体，同时撤去磁场后又恢复为自由流动的液体状态。磁流变阀的压力和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。
[0004]磁流变阀工作性能的好坏主要取决于磁流变液工作阻尼间隙厚度以及阀的结构设计。目前常用的磁流变阀结构主要有:工作间隙设计在阀体和线圈之间的外置式磁流变阀、工作间隙设计在阀芯和线圈之间的内置式磁流变阀以及工作间隙设计成圆环式和圆盘式混合型的磁流变阀。但是，这三类磁流变阀的阻尼间隙厚度均固定不可调，因而阀进出口压差在一定范围内只能通过控制励磁线圈中电流大小来调节，压差调节范围较窄，调节方式单一，只能应用于低压系统中，从而阻碍了磁流变阀在工业领域的应用发展。另外，为了达到尽可能大的阀进出口压差控制效果，有些磁流变阀结构设计中，人为把阻尼间隙厚度设计过小或增加有效阻尼长度，这样很容易导致阀工作时因阻尼间隙过小堵塞、或阀的外形结构尺寸过大。
【发明内容】
[0005]为了克服【背景技术】中存在的问题及满足磁流变阀在实际使用情况下的压差调节范围要求，本实用新型提出一种单线圈阻尼间隙可调式磁流变阀。该磁流变阀的阀芯及阀套采用锥形面结构，通过机械转动阀芯，可使阀芯与阀套之间形成的间隙距离可调，即通过控制阀芯位置就可控磁流变阀的进出口压差。另当向励磁线圈输入一定方向及大小的电流时，会在阀芯与阀套组成的两个阻尼间隙内产生磁场，磁场的方向与磁流变液流动的方向基本垂直。当磁流变液流入磁流变阀的阻尼间隙时，在磁场作用下迅速变为半固态，磁流变液的粘度随磁场强度的增加而迅速增加，导致阻尼间隙两端的压力差增大。磁流变液经过两个阻尼间隙时，磁流变阀进出口会有较大的压差。通过控制阀芯的工作位置及励磁线圈输入电流的大小，可实时控制磁流变阀进出口压力差，并具有较宽的压力调节范围、工作性能稳定、响应快。
[0006]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括:阀芯(I)、锁紧螺母(2)、左端盖(3)、螺钉I (4)、阀套(5)、阀体(6)、右端盖(7)、密封圈I (8)、组合密封圈(9)、螺钉
II(10)、密封圈II (11)、励磁线圈(12)、密封圈III (13)及密封圈IV (14);左端盖(3)与阀体(6)通过螺钉I⑷固定连接，左端盖(3)与阀体(6)过渡配合，左端盖(3)与阀体(6)之间通过密封圈IV (14)进行密封；阀套(5)与阀体(6)间隙配合，阀套(5)的左端面紧贴左端盖(3)，阀套(5)的右端面紧贴右端盖(7);右端盖(7)与阀体(6)通过螺钉II (10)固定连接，右端盖(7)与阀体(6)间隙配合，右端盖(7)与阀体(6)之间通过密封圈I (8)进行密封；励磁线圈(12)缠绕于阀套(5)的绕线槽中，其引线经由阀套(5)的引线槽从阀体
[6]的引线孔引出；在励磁线圈(12)两侧，阀套(5)与阀体(6)之间分别通过密封圈II(11)和密封圈III (13)进行密封；阀芯⑴左侧攻有外螺纹，可与左端盖(3)上的内螺纹孔螺纹连接，并通过锁紧螺母(2)机械锁紧进行阀芯定位；阀芯(I)右侧由右端盖(7)中心支撑孔支撑，阀芯(I)右侧与右端盖(7)中心支撑孔过渡配合，阀芯(I)与右端盖(7)之间通过组合密封圈(9)进行密封；阀体(6)左侧开有内螺纹口 I 口，通过与之相连通的液压管道，磁流变液可从I 口流入磁流变阀内腔；阀体(6)右侧开有内螺纹口 O 口，通过与之相连通的液压管道，磁流变液可从O 口流出磁流变阀内腔。阀芯(I)左侧端部开有销孔，可与十字扳手连接，用来调节阀芯工作位置，即改变磁流变阀的工作间隙大小。阀芯(I)与阀套(5)之间的间隙形成磁流变液的液流通道。
[0007]本实用新型与【背景技术】相比，具有的有益效果是:
[0008](I)与阻尼间隙固定的磁流变阀相比，本实用新型的阀芯及阀套采用锥面结构，阀芯与阀套之间形成的锥形间隙距离可调，其压差调节范围更宽，磁流变阀工作性能更稳定。
[0009](2)与常规单线圈圆环式阻尼间隙磁流变阀相比，本实用新型磁流变阀采用的是单线圈锥形阻尼间隙，可形成两段有效阻尼间隙，且磁流变阀阻尼间隙的厚度与阀芯伸出右端盖的长度成反比，可以正反转动阀芯实现增压和减压，操作方便快捷、动作响应灵敏。
[0010](3)与阻尼间隙机械可调式双线圈磁流变阀相比，本实用新型在中低压液压传动系统系统中应用时压差可调性精确、操作性强、密封性好、性能稳定性好。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1是本实用新型结构示意图。
[0012]图2是本实用新型阀芯结构示意图。
[0013]图3是本实用新型阀套结构示意图。
[0014]图4是本实用新型工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明:
[0016]图1所示为本实用新型结构示意图，主要包括:阀芯1、锁锁螺母2、左端盖3、螺钉
I4、阀套5、阀体6、右端盖7、密封圈I 8、组合密封圈9、螺钉II 10、密封圈II 11、励磁线圈12、密封圈III 13及密封圈IV 14。
[0017]图2是为本实用新型阀芯结构示意图，其中间工作间隙处设计成圆锥面结构。
[0018]图3所示为本实用新型阀套结构示意图，阀套上加工有绕线槽A和引线槽B，励磁线圈缠绕于阀套绕线槽A中，其引线经由阀套引线槽B从阀体上的引线孔中引出。
[0019]图4所示为本实用新型工作原理示意图，其中I和II为两段有效阻尼间隙。
[0020]本实用新型工作原理如下:
[0021]如图4所示，转动阀芯左侧端部销孔，调整阀芯相对于阀套至一定工作位置，然后旋转锁紧螺母确定阀芯与阀套间锥形间隙的厚度。接着通过外部引线向励磁线圈输入一定大小的电流，由于电磁效应就会在阀芯、阀套、阀体和锥形阻尼间隙间形成闭合的磁场，从而在阻尼间隙I和阻尼间隙II内产生磁场，磁场的方向与磁流变液流动的方向基本垂直。当磁流变液通过磁流变阀的两段锥形阻尼间隙时，在磁场作用下迅速变为半固态，形成沿磁场方向排列的链状体，磁流变液的粘度迅速增加且随外加磁感应强度的增加而增加，导致两段阻尼间隙处的压差增大，因而可减慢或阻止液体的流动。磁流变液从I 口进入、O 口流出流经整个磁流变阀时，磁流变阀进出口会有较大的压差。
[0022]通过控制阀芯工作位置及励磁线圈中输入电流的大小，可有效控制阻尼间隙内磁场的强度，从而可控制两段阻尼间隙两端之间的压差，进而得到较高的磁流变阀进出口压差。
【权利要求】
1.一种单线圈阻尼间隙可调式磁流变阀，其特征在于，包括:阀芯(I)、锁紧螺母(2)、左端盖(3)、螺钉I (4)、阀套(5)、阀体(6)、右端盖(7)、密封圈I (8)、组合密封圈(9)、螺钉II (10)、密封圈II (11)、励磁线圈(12)、密封圈III (13)及密封圈IV (14);左端盖(3)与阀体(6)通过螺钉I (4)固定连接，左端盖(3)与阀体(6)过渡配合，左端盖(3)与阀体(6)之间通过密封圈IV (14)进行密封；阀套(5)与阀体(6)间隙配合，阀套(5)的左端面紧贴左端盖(3)，阀套(5)的右端面紧贴右端盖(7);右端盖(7)与阀体(6)通过螺钉II (10)固定连接，右端盖(7)与阀体(6)间隙配合，右端盖(7)与阀体(6)之间通过密封圈I (8)进行密封；励磁线圈(12)缠绕于阀套(5)的绕线槽中，其引线经由阀套(5)的引线槽从阀体(6)的引线孔引出；在励磁线圈(12)两侧，阀套(5)与阀体(6)之间分别通过密封圈II (11)和密封圈III (13)进行密封；阀芯⑴左侧攻有外螺纹，可与左端盖(3)上的内螺纹孔螺纹连接，并通过锁紧螺母(2)机械锁紧进行阀芯定位；阀芯(I)右侧由右端盖(7)中心支撑孔支撑，阀芯(I)右侧与右端盖(7)中心支撑孔过渡配合，阀芯(I)与右端盖(7)之间通过组合密封圈(9)进行密封；阀体(6)左侧开有内螺纹口 I 口，通过与之相连通的液压管道，磁流变液可从I 口流入磁流变阀内腔；阀体(6)右侧开有内螺纹口 O 口，通过与之相连通的液压管道，磁流变液可从O 口流出磁流变阀内腔。
2.根据权利要求1所述的一种单线圈阻尼间隙可调式磁流变阀，其特征在于:阀芯(I)左侧端部开有销孔，可与十字扳手连接。
3.根据权利要求1所述的一种单线圈阻尼间隙可调式磁流变阀，其特征在于:阀芯(I)与阀套(5)之间的间隙形成磁流变液的液流通道。
【文档编号】F15B13/02GK204003728SQ201420438499
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月5日 优先权日:2014年8月5日
【发明者】胡国良, 张海云, 龚美慧, 张小宇, 喻理梵, 徐 明 申请人:华东交通大学