15与静铁芯17、第一线圈框架16构成拍合式电磁铁，所述电磁铁米用三电源协同工作，电压分别为24V，48V，-24V，采用单片机控制，通过上位机输入信号；当位于第一线圈框架16处的第一线圈26得电，阀芯14打开，在阀口开启时，磁流变液704通过堵头11的进油口进入，在第二线圈框架7与阀芯14组成磁流变液704的圆环通路，通过单片机控制第二线圈13得电，磁流变液704在不同电流下磁场力703的作用下调节磁流变液704的粘度，进而控制流量。
[0037]如附图4所示，在上位机输入信号作用下，在t l_t2时间内，线圈电压如附图5所示，将48V电源加载到第一线圈26上，使电流迅速升高至接近临界电流，如附图6所示；在Ton的剩下的部分时间，将24V额定电压加载到第一线圈26上，这样可以在不改变阀的第一线圈26结构的情况下，提高响应时间，同时不会对阀的安全性能有影响；在Toff中t3-t4时刻，由于第一线圈26的电感作用，使第一线圈26有剩余电流，使衔铁15仍处在吸合状态，在第一线圈26上加一个-24V反向电压，将第一线圈26产生的剩余电流消除，此时，由于剩余电流较小，阀芯14会迅速退回，这样可以减少滞后时间，提高系统的响应时间。(附图4、附图5、附图6和附图7中，虚线代表三电源协同工作，实线代表只有24V电源工作的情况)。
[0038]其中如附图2所示，逆磁体702为抗磁材料制成的隔磁环，与导磁体701通过胶粘的方式固定。隔磁环主要作用就是让磁路产生分路，防止磁回路短路，一般材料用黄铜，0Crl8Ni9o
[0039]其中如附图3所示，磁场力703是在第二线圈13得电后，同时由于隔磁环是由相对磁导率低于I的逆磁性材料制成的，磁场力703绕过逆磁体702，从导磁体701中出去，进入到第二线圈框架7与阀芯14组成磁流变液704的圆环通路。由于磁流变液704受磁场力703作用，导致磁流变液704的粘度发生变化，从而可以控制流量与压差。磁场进入磁流变液704的方向与磁流变液704的流动方向垂直，因此可以有效控制磁流变液704，减少能量损失。
[0040]其中，阀芯14为非铁磁材料制成。
[0041]其中，静铁芯17上固定有第一线圈框架16，第一线圈框架16上缠绕有第一线圈26，第一线圈框架16为磁材料制成。
[0042]其中，第一线圈26与第二线圈13为同种结构和材质，第一线圈26接到一对接线柱25上，第二线圈13接到另一对接线柱25上。
[0043]其中，阀体2端口通过螺母I固定套筒5 ;静铁芯17外侧套有外套环18 ;塑料盖22与绝缘套20的接触面设有第一 O型密封圈21 ;挡铁19与套筒5之间设有第二 O型密封圈3 ;套筒5与阀体2之间设有第三O型密封圈4 ;堵头11与阀座6之间设有第四O型密封圈10 ;阀座6外侧设有第五O型密封圈9，第五O型密封圈9通过挡圈8固定；挡铁19固定在套筒5端部，挡铁19端部固定有绝缘套20和塑料盖22，塑料盖22上固定有四个接线柱25，绝缘套20和塑料盖22用于固定接线柱25和保证绝缘。
[0044]以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的【具体实施方式】。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
【主权项】
1.一种新型磁流变数字阀，包括阀体⑵、阀座(6)、衔铁(15)、阀芯(14)、静铁芯(17)和两对接线柱(25)，其特征在于: 所述阀体(2)内套有套筒(5)，所述套筒(5)与衔铁(15)滑动配合，所述衔铁(15)与阀芯(14)连接；所述静铁芯(17)固定在套筒(5)内，所述静铁芯(17)上缠绕有第一线圈(26); 所述阀座(6)进油口处依次固定有堵头(11)、挡环(12)和第二线圈框架(7)，所述第二线圈框架(7)上缠绕有第二线圈(13)，所述第二线圈框架(7)由导磁体(701)和逆磁体(702)组成的环体，所述第二线圈框架(7)与阀芯(14)组成磁流变液(704)的圆环通路；所述第二线圈框架(7)通过堵头(11)和挡环(12)固定在阀座(6)端口内； 所述阀体(2)与阀座(6)相互连接固定，所述两对接线柱(25)分别与第一线圈(26)和第二线圈(13)的端子连接，所述阀芯(14)在堵头(11)与静铁芯(17)之间位移；所述衔铁(15)与静铁芯(17)之间设有弹簧，在弹簧的作用下推动衔铁(15)使阀芯(14)端部封闭堵头(11);在第一线圈(26)得电产生磁通量，将衔铁(15)吸附到静铁芯(17)上，带动阀芯(14)移动，阀口打开。2.一种新型磁流变数字阀的控制方法，其特征在于:所述衔铁(15)与静铁芯(17)构成拍合式电磁铁，所述电磁铁采用三电源协同工作，电压分别为24V，48V，-24V，采用单片机控制，通过上位机输入信号，包括阀口闭合和流量大小两个控制过程: 一，在上位机输入信号作用下，控制阀口闭合过程； 在tl-t2时间内，将48V电源加载到第一线圈(26)上，使电流迅速升高至接近临界电流，控制阀芯(14)快速移动，阀口打开； 在Ton的剩下的部分时间，将24V额定电压加载到第一线圈(26)上，使静铁芯(17)产生稳定的磁通量并吸附衔铁(15)，稳定阀芯(14)，使阀口处于打开状态； 在Toff中t3-t4时刻，由于第一线圈(26)的电感作用，使第一线圈(26)有剩余电流，使衔铁(15)仍处在吸合状态，在第一线圈(26)上加一个-24V反向电压，将第一线圈(26)产生的剩余电流消除，快速闭合阀口，减少停滞时间； 二，控制阀口磁流变液(704)的流量过程； 当第一线圈(26)得电，阀芯(14)打开，在阀口开启时，磁流变液(704)通过堵头(11)的进油口进入，在所述第二线圈框架(7)与阀芯(14)组成磁流变液(704)的圆环通路，通过单片机控制第二线圈(13)的电流，磁流变液(704)在不同电流下磁场力(703)的作用下调节磁流变液(704)的粘度，进而控制流量。3.根据权利要求1所述的一种新型磁流变数字阀及其控制方法，其特征在于，所述逆磁体(702)为抗磁材料制成的隔磁环，与导磁体(701)通过胶粘的方式固定。4.根据权利要求1所述的一种新型磁流变数字阀及其控制方法，其特征在于，所述磁场力(703)是在第二线圈(13)得电后，磁场力(703)绕过逆磁体(702)，从导磁体(701)中出去，进入到第二线圈框架(7)与阀芯(14)组成磁流变液(704)的圆环通路。5.根据权利要求1所述的一种新型磁流变数字阀及其控制方法，其特征在于，所述第一线圈(26)接到一对接线柱(25)上，所述第二线圈(13)接到另一对接线柱(25)上。6.根据权利要求1所述的一种新型磁流变数字阀及其控制方法，其特征在于，所述阀芯(14)为非铁磁材料制成。
【专利摘要】本发明公开一种新型磁流变数字阀及其控制方法。从另一角度提出了一种新型的磁流变阀结构，使磁流变阀具有非常大的控制范围，不仅可以实现大流量控制，也可进行较小的压差流量控制；同时对于阀口的开关，由于阀的本身结构的限制，采用三电源协同工作，使得可以在原有基础上减少滞后时间。本发明采用与以往不同的磁流变阀结构，极大增加磁流变阀的控制范围。同时具有优越的密闭性，以及可以运用多种控制方式，适用于多种场合。而且在不使用磁流变液的时候可以成为一个高速数字开关阀，并且具有极快的响应时间。
【IPC分类】F16K1/00, F16K31/06
【公开号】CN105179785
【申请号】
【发明人】曾亿山, 樊华, 候俊飞, 冯羚青, 耿圣陶, 鲁军
【申请人】合肥工业大学
【公开日】2015年12月23日
【申请日】2015年9月9日