专利名称：磁场响应机敏材料－固相粉料局域化的方法及其阻尼装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种使大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料局域化的方法及其阻尼装置。
不同于磁流体稳定体系，磁流变流体是一种在流体载体中悬浮有磁场响应机敏材料—固相粉料的功能混合物材料非稳定体系。在外加磁场作用下，其流体本身的流变特性发生显著变化。一般而言，磁流体稳定体系中磁场响应机敏材料—固相粉料的粒度为亚微米级，而磁流变流体非稳定体系中磁场响应机敏材料—固相粉料的粒度为微米级到数毫米，即大了103至106倍，因而量变引起了特性上质的变化。表面看来，在外加磁场作用下，磁流变流体非稳定体系的表观粘度成101至108倍变化，但实质上是磁流变流体非稳定体系流变特性在发生显著变化。如磁流变流体非稳定体系在无外加磁场作用下可自由流动，而在外加磁场作用下可变为塑性体，甚至半固体。人们将在外加磁场作用下磁流变流体非稳定体系流变特性所发生的显著变化称为磁流变效应。因而该磁流变流体非稳定体系(以下简称磁流变流体)在外加磁场作用下所体现出来的流变特性可用于提供阻尼，如将磁流变流体及其器件主要用于各种机械设备和大型建筑物的半主动消能、半主动减振、半主动缓冲、半主动隔震、变刚度控制、扭矩控制、电液伺服控制系统中压力流量脉动控制和管路振动抑制等行业，以提供价格低廉、性能优良、性能价格比比全主动系统高的机电一体化高新技术产品。对于提高我国乃至世界在以上行业的水平有着重大意义。
与电流变流体相比，磁流变流体有着其显著的优点1)在廉价加工技术条件下，不需要施加强电场；2)磁流变效应比电流变效应至少强一个数量级；3)对使用环境条件的要求相对宽松；4)现有磁技术成熟，软磁粉已大批量生产等。但与电流变流体相似，磁流变流体同样存在着致命的弱点分相。分相是非胶体体系尤其是非稳定体系的本质所在，主要是该体系中分散介质中的分散质粒度大于亚微米极所致。虽然应用磁流变流体的器件主要集中于各种机械设备和大型建筑物的半主动消能、半主动减振、半主动缓冲、半主动隔震、变刚度控制、扭矩控制、电液伺服控制系统中压力流量脉动控制和管路振动抑制等行业。
磁流变流体及其阻尼装置如世界专利WO94/00704“MAGNETORHEOLOGICAL FLUID DEVICES”(磁流变流体装置)及世界专利WO98/00653“CONTROLLABLE VIBRATION APPARATUS”(可控振动装置)，它们所使用的磁流变流体都存在以下几个方面的缺点(一)分相，随着放置时间的增长，磁流变流体中大于亚微米级的固相粉料会与流体载体分相，虽然在充分搅拌的基础上，其磁流变效应相差甚微，但往往给大多数应用带来诸多不便，否则只有再次充分搅拌以使其均相；(二)对应用系统的磨蚀，由于悬浮在磁流变流体中的固相粉料往往是金属和其合金，它们随其载体在应用系统中高速循环流动，使系统和应用元器件磨蚀，影响使用寿命；(三)磁流变流体耐老化性差，由于为了改善磁流变流体的物理稳定性，磁流变流体中的固相粉料尺寸为微米级，随着固相粉料表面氧化层厚度的增加，磁流变效应减弱，体现出其耐老化性差；(四)成本高，为了改善磁流变流体的物理和化学稳定性，优质粉料价高，在大型循环系统中使用时，往往需大量的磁流变流体和大量的优质粉料，因而成本高；(五)众所周知，在一定体积百分比内，磁流变效应随体积百分比的增加而显著增加，但在流动性要求的前提下，所添加的固相粉料的体积百分比不能过高，虽然磁流变效应要比电流变效应强一个数量级，但对于有些应用场合仍显得有些弱；(六)在流动性要求的前提下，一般必须添加表面活性剂，但由于所添加的表面活性剂为极性材料，如酸性表面活性剂和碱性表面活性剂，从而对于应用器件和有关密封件带来腐蚀；(七)在大型应用器件和系统中应用磁流变流体，往往需大量的磁流变流体，从循环系统的抗粉尘污染级数看，磁流变流体为“脏油”(dirty oil)，显然是一种人为的粉尘污染；(八)虽然说软磁材料，尤其是软磁粉的剩磁较小，但对于有些软磁粉，如碳钢粉，剩磁仍不可乎去不计，在循环系统中的流动势必引起磁污染。
本发明的目的旨在针对上述现有技术存在的缺点，提供一种使大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料局域化的方法，即将大于亚微米级的固相粉料限制在过滤器和磁流变流体阻尼装置所形成的内部空间区域里，使磁流变流体中大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料的载体流入、流出以上所述内部空间区域，并在如上所述内部空间区域内形成局域磁流变流体，以及提供根据该原理形成的磁流变流体阻尼装置。
本发明目的的实现方式为一种使大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料局域化的方法，是将大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料限制在由过滤器B和磁流变流体阻尼器C所形成的内部空间区域里(单向)；或将大于亚微米级的磁场响应相敏材料—固相粉料限制由过滤器A、B和磁流变流体阻尼器C所形成的内部空间区域里(双向)；当所述局域磁流变流体固相粉料的载体流入上述内部空间区域后，即和该内部空间区域内储存的固相粉料形成局域磁流变流体，通过过滤器B后该内部空间区域内储存的固相粉料与该固体粉料的载体分离，载体流出该内部空间区域(单向)；反向流动时，通过过滤器A后该内部空间区域内储存的固相粉料与该固体粉料的载体分离，载体流出该内部空间区域(双向)。
由磁流变流体阻尼器C和过滤器B或磁流变流体阻尼器C和过滤器A、B构成；所述阻尼器C由磁场和磁场中的气隙D构成，当磁场响应机敏材料—固相粉料和其载体一道通过气隙D时，只要流动方向与所作用的磁场方向不平行，在磁场作用下，局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料在磁极附近区域团聚，从而发生磁流变效应，局域磁流变流体中固体粉料载体的出口设过滤器B(单向)；或局域磁流变流体中固体粉料载体的进口和出口设过滤器B和A(双向)；所述的磁场为永久磁场、电磁场，最佳为由带电螺线管所形成的电磁场；磁场中的气隙D可设置在带电螺线管的外围(外式)，也可设在带电螺线管的管内沿与带电螺线管轴线不平行的方向布置(内式)，最佳为沿与带电螺线管轴线垂直方向布置(内式)，也可同时设在带电螺线管的外围和带电螺线管的管内沿与带电螺线管轴线不平行的方向布置，其中设在带电螺线管的管内沿与带电螺线管轴线不平行的方面布置时最佳为沿与带电螺线管轴线垂直方向布置(内式)所述磁场中的气隙D或为同类多级相串联；或为同类级相并联；或为不同型式(非同类)多级之间串联，或为不同型式(非同类)多级之间的并联。
所述的过滤器是可承受一定压差，有一定强度的多孔材料滤芯，其过滤精度为0.00001mm-0.1mm，尤其为0.00001mm-0.05mm，最佳为0.001mm-0.04mm。
所述的过滤器的滤芯外有与其相应的可承受一定压差，有一定强度的多孔材料的壳体。
所述的局域磁流变流体是由大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料和大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料的载体构成；所述的载体为带有添加剂的液体、气体或气液混合物，最佳为带有添加剂的液体和气体，以上所述液体包括各种无腐蚀的液体，以上所述气体包括各种无腐蚀性气体和压缩气体；当所述载体为带有添加剂的液体时，所述添加剂为各种表面活性剂，表面活性剂的添加量为载体体积的0％至10％，最佳为0％至5％；所述的固相粉料是软磁粉，一般为各种碳钢粉和合金钢粉，尤其是纯铁及铁基合金、纯钴及钴基合金、纯镍及镍基合金以及上述固相粉料的混合物。
所述软磁粉涂有表面涂层，所述涂层为改善磁导涂层、防锈涂层以及用于电流变流体粉粒处理的绝缘涂层。
粉料的粒度尺寸在0.001毫米到100毫米，一般尺寸为0.001毫米到5毫米，对于液体载体最佳尺寸为0.015毫米到1毫米，对于气体载体最佳尺寸为0.001毫米到0.1毫米，对于气液混合载体最佳为0.01毫米到0.5毫米。
粉料的形貌为片状、针状、椭球状和球状以及其混合物。
填装量为整个内部空间体积的1％到100％，一般为10％到90％，最佳为30％到80％，其填装量包括粉料的松装时粉粒间所形成的孔隙率。
本发明的优点是(一)完全避开了磁流变流体在系统中的分相问题；(二)极大地抑制了磁流变流体对应用元件和系统的磨蚀；(三)由于可采用大尺寸的磁场响应机敏材料—固相粉料，磁流变流体耐老化性大大增强；(四)没有必要为了改善磁流变流体的物理稳定性而制备亚微米级磁场响应机敏材料—固相粉料；(五)磁场响应机敏材料—固相粉料的用量少，成本低；(六)在不提高一般磁流变流体成本的基础上，可采用优质、高性能磁场响应机敏材料—固相粉料；(七)由于可增加磁场响应机敏材料—固相粉料在局域的体积分数，从而可显著提高磁流变流体的磁流变效应；(八)同时也减少了磁场响应机敏材料—固相粉料对于应用系统的粉粒污染。
下面参照附图详述本发明内容。
图1 使大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料局域化的方法示意图。
图2 局域磁流变流体阻尼装置结构原理图(内式)。
图3 局域磁流变流体阻尼装置结构原理图(外式)。
图4 局域磁流变流体阻尼装置结构原理图(内式)实施例。
图5 局域磁流变流体阻尼装置结构原理图(外式)实施例。
参照图1，使大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料局域化的方法是，将大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料限制在由过滤器B和局域磁流变流体阻尼器C所形成的内部空间区域里(单向)，或将大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料限制在由过滤器A、B和局域磁流变流体阻尼器C所形成的内部空间区域里(双向)。当所述局域磁流变流体固相粉料的载体流入上述内部空间后，即和该内部空间内储存的固相粉料形成局域磁流变流体，通过过滤器B后该内部空间内储存的固相粉料与该固体粉料的载体分离，载体流出该内部空间(单向)，同理，反向流动时，通过过滤器A后该内部空间内储存的固相粉料与该固体粉料的载体分离，载体流出该内部空间(双向)。
发明目的中所述的将大于亚微米级的固相粉料限制在过滤器和局域磁流变流体阻尼器所形成的内部空间区域里，使大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料的载体流入、流出以上所述内部空间区域，并在如上所述内部空间区域内形成局域磁流变流体，所述局域磁流变流体是由大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料、大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料的载体构成，发明目的中所述的局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料的载体一般为带有添加剂的液体、气体或气液混合物，最佳为带有添加剂的液体和气体。以上所述液体包括各种无腐蚀的液体，如磁流体稳定体系、各种矿物油(汽油、煤油和柴油)、各种硅油、各种硅共聚物、氯化碳氢化合物、液压用油、水以及以上液体的混合物。以上所述气体包括各种无腐蚀性气体和压缩气体，如空气。
发明目的中所述的局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料的载体一般为带有添加剂的液体，所述添加剂为各种表面活性剂，如油酸、聚乙醇、一缩二乙二醇。一般而言表面活性剂的添加量为载体体积的0％至10％，最佳为0％至5％。
发明目的中所述的局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料是软磁粉，一般为各种碳钢粉和合金钢粉如TiCrCuMo，17Cr-1Mo，18Cr-2Mo，Fe-Si-Al，ε-Fe3N，铁、钴、镍及其合金粉，尤其是纯铁及铁基合金如FeCoNi，FeCoLi、纯钴及钴基合金、纯镍及镍基合金以及以上固相粉料的混合物。
发明目的中所述的局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料是涂有表面涂层的软磁粉，一般为有表面涂层各种碳钢粉和合金钢粉如TiCrCuMo，17Cr-1Mo，18Cr-2Mo，Fe-Si-Al，ε-Fe3N，铁、钴、镍及其合金粉，尤其是纯铁及铁基合金如FeCoNi，FeCoLi、纯钴及钴基合金、纯镍及镍基合金以及以上固相粉料的混合物。
发明目的中所述的局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料是涂有表面涂层的软磁粉，所述涂层一般为改善磁导涂层如超导磁材料、防锈材料以及用于电流变流体粉粒处理的绝缘涂层。
发明目的中所述的局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料的粉料的粒度尺寸在0.001毫米到100毫米，一般尺寸为0.001毫米到5毫米，对于液体载体最佳尺寸为0.015毫米到1毫米，对于气体载体最佳尺寸为0.001毫米到0.1毫米，对于气液混合载体最佳为0.01毫米到0.5毫米。
发明目的中所述的局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料的形貌为片状、针状、椭球状和球状以及其混合物，一般为椭球状、球状。
发明目的中所述的局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料在如上所述内部空间内的填装量为整个内部空间体积的1％到100％，一般为10％到90％，最佳为30％到80％。
发明目的中所述的局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料在如上所述内部空间内的填充量为整个内部空间体积的1％到100％，一般为10％到90％，最佳为30％到80％，所述填装量包括粉料的松装时粉粒间所形成的孔隙率。
发明目的中所述的局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料的载体一般为带有添加剂的液体、气体和气液混合物，最佳为带有添加剂的液体和气体。以上所述液体包括各种无腐蚀的液体，如磁流体稳定体系，所述磁流体稳定体系可用于提高所述局域强磁流变流体的磁导率，以提高磁流变效应。
发明目的中所述的局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料的载体一般为带有添加剂的液体、气体和气液混合物，最佳为带有添加剂的液体和气体。以上所述液体包括各种无腐蚀的液体，如磁流体稳定体系，所述磁流体稳定体系一般是由亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料、分散介质和添加剂构成。亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料是软磁粉，一般为各种碳钢粉和合金钢粉如TiCrCuMo，17Cr-1Mo，18Cr-2Mo，Fe-Si-Al，ε-Fe3N，铁、钴、镍及其合金粉，尤其是纯铁及铁基合金如FeCoNi，FeCoLi、纯钴及钴基合金、纯镍及镍基合金以及以上固相粉料的混合物。亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料的形貌为片状、针状、椭球状和球状以及其混合物，一般为椭球状、球状。亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料的量为分散介质的0％至40％，最佳为5％至30％。液体、气体和气液混合物，，最佳为带有添加剂的液体和气体。以上所述液体包括各种无腐蚀的液体，各种矿物油(汽油、煤油和柴油)、各种硅油、各种硅共聚物、氯化碳氢化合物、液压用油、水以及以上液体的混合物。以上所述气体包括各种无腐蚀性气体和压缩气体，如空气。所述添加剂为各种表面活性剂，如油酸、聚乙醇、一缩二乙二醇。一般而言表面活性剂的添加量为载体体积的0％至10％，最佳为0％至5％。
参照图2、图3，其中1-内式用螺线管；2-内式用磁极一；3-内式用磁极二；4-内式用导磁体。5-外式用磁极一；6-外式用磁极二；7-外式用磁芯；8-外式用隔磁环；9-外式用导磁环；10-外式用螺线管。所述阻尼装置由磁场和磁场中的气隙D构成，当磁场响应机敏材料—固相粉料和其载体一道通过气隙D时，只要流动方向与所作用的磁场方向不平行，在磁场作用下，局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料在磁极附近区域团聚，从而发生磁流变效应，局域磁流变流体中固体粉料载体的出口设过滤器A(若单向只设一个)。
发明目的中所述的局域磁流变流体阻尼装置，它由局域磁流变流体阻尼装置和过滤器构成，所述阻尼装置由磁场和磁场中的气隙D构成，当磁场响应机敏材料—固相粉料和其载体一道通过气隙D时，只要流动方向与所作用的磁感应强度方向不平行，在磁场作用下，局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料团聚，一般而言磁场为永久磁场、电磁场，最佳为由带电螺线管所形成的电磁场；磁场中的气隙D一般可设置在带电螺线管的外围(外式)，也可设在带电螺线管的管内沿与带电螺线管轴线不平行的方向布置(内式)，最佳为沿与带电螺线管轴线垂直方向布置(内式)。
发明目的中所述的局域磁流变流体阻尼装置，它由局域磁流变流体阻尼器和过滤器构成，所述阻尼器由磁场和磁场中的气隙D构成，当磁场响应机敏材料—固相粉料和其载体一道通过气隙D时，只要流动方向与所作用的磁感应强度方向不平行，在磁场作用下，局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料团聚，一般而言磁场为永久磁场、电磁场，最佳为由带电螺线管所形成的电磁场；磁场中的气隙D一般可设置在带电螺线管的外围(外式)，也可设在带电螺线管的管内沿与带电螺线管轴线不平行的方向布置(内式)，也可同时设在带电螺线管的外围和带电螺线管的管内沿与带电螺线管轴线不平行的方向布置(混合式)，其中设在带电螺线管的管内沿与带电螺线管轴线不平行的方向布置时最佳为沿与带电螺线管轴线垂直方向布置(内式)发明目的中所述的局域磁流变流体阻尼装置中所述的磁场中的气隙D可为同类多级相串联；可为同类多级相并联。
发明目的中所述的局域磁流变流体阻尼器中所述的磁场中的气隙D可为不同型式(非同类)多级之间串联，可为不同型式(非同类)多级之间的并联。
参照图4，该局域磁流变流体阻尼装置结构为一局域磁流变流体活塞组件，它是由30-端盖(1)，31-O形圈，32-滤芯(1)，33-导磁体(1)，34-O形圈，35-O形圈，36-O形圈，37-隔磁压环(1)，38-导磁体(2)，39-隔磁压环(2)，40-隔磁套管，41-O形圈，42-导磁体(3)，43-O形圈，44-O形圈，45-滤芯(2)，46-O形圈，47-活塞杆，48-导线及套管，49-端盖(2)，50-紧固螺钉，51-隔磁壳体，52-螺线管及管架和53-O形圈构成。
30-端盖(1)上有均布的进出油孔和相应的通道，由30-端盖(1)，31-O形圈，32-滤芯(1)，和33-导磁体(1)，34-O形圈和51-隔磁壳体组成了一过滤器腔体。42-导磁体(3)上也有均布的油孔和相应的通道，且与43-O形圈、44-O形圈、45-滤芯(2)、46-O形圈、49-端盖(2)和51-隔磁壳体组成了另一过滤器腔体。以上二腔体通过33-导磁体(1)、38-导磁体(2)和42-导磁体(3)上均布的油孔和相应的通道相通。
由33-导磁体(1)和42-导磁体(3)的内端部形成磁极及磁场气隙，该磁场气隙通过37-隔磁压环(1)和39-隔磁压环(2)、38-导磁体(2)一分为二。在外加磁场作用下，便形成了两个相串联的局域磁流变流体阻尼器。
同时由33-导磁体(1)和42-导磁体(3)所组成的螺线管腔，内设52-螺线管及管架，其引线通过42-导磁体(3)内的引线孔经50-紧固螺钉内孔和47-活塞杆内孔引出该装置之外。
其中，各部件之间的关系为，49-端盖(2)通过50-紧固螺钉与51-隔磁壳体拧紧并锁死(也可将49-端盖(2)与51-隔磁壳体铸成一体，以减少加工成本)形成组件一。在33-导磁体(1)上套上35-O形圈和40-隔磁套管，再将52-螺线管及管架套在40-隔磁套管上，在将37-隔磁压环(1)、38-导磁体(2)、39-隔磁压环(2)依次放入40-隔磁套管内，然后将42-导磁体(3)通过36-O形圈和41-O形圈装入33-导磁体(1)及其组件，从而形成了组件二。然后将组件二通过43-O形圈、44-O形圈、45-滤芯(2)和46-O形圈坐入组件一。然后将34-O形圈、33-导磁体(1)、32-滤芯(1)、31-O形圈和30-端盖(1)依次装入。
发明目的中所述的过滤器是由可承受一定压差，有一定强度的多孔材料滤芯和相应的壳体构成，如各种金属粉及其混合物的烧结成形管材和板材，陶瓷烧结成形管材和板材。
发明目的中所述的过滤器是由可承受一定压差，有一定强度的多孔材料滤芯和相应的壳体构成，如各种金属粉及其混合物的烧结成形管材和板材，陶瓷烧结成形管材和板材。其过滤精度为0.00001毫米至0.1毫米，尤其为0.00001毫米至0.05毫米，最佳为0.001毫米至0.04毫米。
发明目的中所述的过滤器是由可承受一定压差，有一定强度的多孔材料滤芯和相应的壳体构成，如各种金属粉及其混合物的烧结成形管材和板材，如铜粉、铁粉、不锈钢粉、铝及其合金粉、以上各种粉料理混和物烧结成形管材和板材。
参照图5，该局域磁流变流体阻尼装置结构为一局域磁流变流体活塞组件，它是由70-端盖(1)，71-O形圈，72-滤芯(1)，73-隔磁壳体，74-导磁体(1)，75-O形圈，76-O形圈，77-隔磁体，78-O形组合圈，79-螺线管及管架，80-导磁体(2)，81-O形圈，82-O形圈，83-O形圈，84-O形圈，85-滤芯(2)，86-紧固螺钉，87-端盖(2)，88-O形圈，89-O形圈，90-活塞杆和91-导线及套管构成。
70-端盖(1)上有均布的进出油孔和相应的通道，70-端盖(1)，71-O形圈，72-滤芯(1)，73-隔磁壳体和75-O形圈组成了一过滤器腔体。87-端盖(2)上也有均布的进出油孔和相应的通道，87-端盖(2)，83-O形圈、85-滤芯(2)、88-O形圈和73-隔磁壳体组成了另一过滤器腔体。以上二腔体通过两相串联的磁场气隙相连通。两相串联的磁场气隙是由导磁体80-导磁体(2)和另一组件构成。该组件由74-导磁体(1)、76-O形圈、77-隔磁体、79-螺线管及管架、81-导磁体(3)和82-O形圈通过86-紧固螺钉盖(2)内孔和90-活塞杆内孔引出该装置之外。
其中，各部件之间的关系类似于局域磁流变流体阻尼装置结构实例一(内式)。
权利要求
1.一种使大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料局域化的方法，其特征在于该方法是将大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料限制在由过滤器B和磁流变流体阻尼器C所形成的内部空间区域里(单向)；或将大于亚微米级的磁场响应相敏材料—固相粉料限制由过滤器A、B和磁流变流体阻尼器C所形成的内部空间区域里(双向)；当所述局域磁流变流体固相粉料的载体流入上述内部空间区域后，即和该内部空间区域内储存的固相粉料形成局域磁流变流体，通过过滤器B后该内部空间区域内储存的固相粉料与该固体粉料的载体分离，载体流出该内部空间区域(单向)；反向流动时，通过过滤器A后该内部空间区域内储存的固相粉料与该固相粉料的载体分离，载体流出该内部空间区域(双向)。
2.如实现权利要求1所述的方法的局域磁流变流体阻尼装置，其特征在于它由磁流变流体阻尼器C和过滤器B或磁流变流体阻尼器C和过滤器A、B构成；所述阻尼器C由磁场和磁场中的气隙D构成，当磁场响应机敏材料—固相粉料和其载体一道通过气隙D时，只要流动方向与所作用的磁场方向不平行，在磁场作用下，局域磁流变流体中磁场响应机敏材料—固相粉料在磁极附近区域团聚，从而发生磁流变效应，局域磁流变流体中固体粉料载体的出口设过滤器B(单向)；或局域磁流变流体中固体粉料载体的进口和出口设过滤器B和A(双向)；所述的磁场为永久磁场、电磁场，最佳为由带电螺线管所形成的电磁场；磁场中的气隙D可设置在带电螺线管的外围(外式)，也可设在带电螺线管的管内沿与带电螺线管轴线不平行的方向布置(内式)，最佳为沿与带电螺线管轴线垂直方向布置(内式)，也可同时设在带电螺线管的外围和带电螺线管的管内沿与带电螺线管轴线不平行的方向布置，其中设在带电螺线管的管内沿与带电螺线管轴线不平行的方面布置时最佳为沿与带电螺线管轴线垂直方向布置(内式)
3.如权利要求2所述的阻尼装置，其特征在于所述磁场中的气隙D或为同类多级相串联；或为同类级相并联；或为不同型式(非同类)多级之间串联，或为不同型式(非同类)多级之间的并联。
4.如权利要求2所述的阻尼装置，其特征在于所述的过滤器是可承受一定压差，有一定强度的多孔材料滤芯，其过滤精度为0.00001mm-0.1mm，尤其为0.00001mm-0.05mm，最佳为0.001mm-0.04mm。
5.如权利要求4所述的阻尼装置，其特征在于所述的过滤器的滤芯外有与其相应的可承受一定压差，有一定强度的多孔材料的壳体。
6.如权利要求1所述的固相粉料局域化的方法，其特征在于所述的局域磁流变流体是由大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料和大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料的载体构成；所述的载体为带有添加剂的液体、气体或气液混合物，最佳为带有添加剂的液体和气体，以上所述液体包括各种无腐蚀的液体，以上所述气体包括各种无腐蚀性气体和压缩气体；当所述载体为带有添加剂的液体时，所述添加剂为各种表面活性剂，表面活性剂的添加量为载体体积的0％至10％，最佳为0％至5％；所述的固相粉料是软磁粉，一般为各种碳钢粉和合金钢粉，尤其是纯铁及铁基合金、纯钴及钴基合金、纯镍及镍基合金以及上述固相粉料的混合物。
7.如权利要求6所述的固相粉料局域化的方法，其特征在于所述软磁粉涂有表面涂层，所述涂层为改善磁导涂层、防锈涂层以及用于电流变流体粉粒处理的绝缘涂层。
8.如权利要求1所述的大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料，其特征在于所述粉料的粒度尺寸在0.001毫米到100毫米，一般尺寸为0.001毫米到5毫米，对于液体载体最佳尺寸为0.015毫米到1毫米，对于气体载体最佳尺寸为0.001毫米到0.1毫米，对于气液混合载体最佳为0.01毫米到0.5毫米。
9.如权利要求1所述的大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料，其特征在于粉料的形貌为片状、针状、椭球状和球状以及其混合物。
10.如权利要求所述的内部空间区域内的填装量，其特征在于其填装量为整个内部空间体积的1％到100％，一般为10％到90％，最佳为30％到80％，其填装量包括粉料的松装时粉粒间所形成的孔隙率。
全文摘要
本发明涉及一种磁场响应机敏材料—固相粉料局域化的方法及其阻尼装置,它将磁流变流体中大于亚微米级的磁场响应机敏材料—固相粉料限制在由过滤器和磁流变流体阻尼器所形成的内部空间区域里,当所述磁流变流体固相粉料的载体流入上述内部空间区域后,即和该内部空间区域内储存的固相粉料形成磁流变流体,通过过滤器后该内部空间区域内储存的固相粉料与该固体粉料的载体分离,载体流出局域。该方法及其装置完全避开了磁流变流体的分相、磨损、老化以及对应用器件的固相粉料污染和磨蚀等问题。成本降低,可靠性提高,耐老化性增强,并能显著提高磁流变流体的磁流变效应。
文档编号F16F9/53GK1251465SQ9912004
公开日2000年4月26日 申请日期1999年11月11日 优先权日1999年11月11日
发明者邱玲 申请人:邱玲