專利名稱：一種阻尼間隙機械可調(diào)式雙線圈磁流變閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁流變閥，尤其涉及一種阻尼間隙機械可調(diào)式雙線圈磁流變閥。
背景技術(shù)：
液壓控制系統(tǒng)中，液壓控制閥主要用來控制液壓執(zhí)行元件中液流的壓力、流量及流動方向，從而控制液壓執(zhí)行元件的啟停，改變運動的速度、方向、力以及動作順序等，以滿足各類液壓設(shè)備對運動、速度、力和轉(zhuǎn)矩等負(fù)載工況的要求。因此液壓控制閥的性能直接影響到液壓系統(tǒng)的靜態(tài)特性、動態(tài)特性及工作可靠性，是液壓控制系統(tǒng)中的核心控制單元之一。傳統(tǒng)的液壓控制閥包括方向控制閥、流量控制閥以及壓力控制閥。這些控制閥均包含有活動的機械部件，即一般通過閥芯和閥體的相對運動來達(dá)到對系統(tǒng)壓力和流量的控制；另外，液壓伺服閥為了達(dá)到快速響應(yīng)，機械結(jié)構(gòu)中一般還含有閥套。總體來說，液壓控制閥結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工要求高、體積大、成本高，還存在不易控制、響應(yīng)慢、工作噪聲大等問題。磁流變閥是以磁流變液為工作介質(zhì)的一種新型液壓控制閥。磁流變液在磁場作用下，能夠從自由流動的牛頓流體轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢羟星姸鹊恼乘苄泽w，同時撤去磁場后又恢復(fù)為自由流動的液體狀態(tài)。磁流變閥的壓力和流量可由外加電流控制，因此響應(yīng)速度高、噪聲低、能耗小、工作穩(wěn)定可靠，具有良好的應(yīng)用前景。磁流變閥工作性能的好壞主要取決于磁流變液工作間隙的位置和結(jié)構(gòu)。目前常用的磁流變閥結(jié)構(gòu)主要有工作間隙設(shè)計在閥體和線圈之間的外置式磁流變閥、工作間隙設(shè)計在閥芯和線圈之間的內(nèi)置式磁流變閥以及工作間隙設(shè)計成圓環(huán)式和圓盤式混合型的磁流變閥。但是，這三類磁流變閥的阻尼間隙厚度均固定不可調(diào)，因而閥進出口壓力差較小，壓力調(diào)節(jié)范圍較窄，調(diào)節(jié)方式單一， 只能應(yīng)用于低壓系統(tǒng)中，因而阻礙了磁流變閥的工業(yè)應(yīng)用發(fā)展。另外，有些磁流變閥結(jié)構(gòu)設(shè)計中，為了達(dá)到盡可能大的閥進出口壓力差控制效果，人為把阻尼間隙厚度設(shè)計過小或增加有效阻尼長度，這樣很容易導(dǎo)致閥工作時因阻尼間隙過小堵塞、或閥的外形結(jié)構(gòu)尺寸過大。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服背景技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種阻尼間隙機械可調(diào)式雙線圈磁流變閥。該磁流變閥的閥芯及繞線架采用錐形面結(jié)構(gòu)，通過機械轉(zhuǎn)動閥芯，可使閥芯與繞線架之間形成的間隙距離可調(diào)。另外，繞線架上纏繞兩組線圈(線圈1、線圈II )，可形成三個阻尼間隙。當(dāng)向線圈I和線圈II分別輸入一定方向及大小的電流時，會在閥芯與閥體組成的三個阻尼間隙內(nèi)產(chǎn)生磁場，磁場的方向與磁流變液流動的方向基本垂直。當(dāng)磁流變液流入磁流變閥的阻尼間隙時，在磁場作用下迅速變?yōu)榘牍虘B(tài)，磁流變液的粘度隨磁場強度的增加而迅速增加，導(dǎo)致阻尼間隙兩端的壓力差增大。磁流變液經(jīng)過三個阻尼間隙時，磁流變閥進出口會有較大的壓力差。通過控制閥芯的工作位置及兩個線圈輸入電流的大小和方向，可實時控制磁流變閥進出口壓力差，并具有較寬的壓力調(diào)節(jié)范圍。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括自鎖螺母(I)、螺釘I (2)、密封圈I (3)、閥芯(4)、線圈I (5)、線圈II (6)、右端蓋(7)、螺釘II (8)、組合密封圈(9)、密封HII (10)、閥體(11)、繞線架(12)、左端蓋(13);左端蓋(13)與閥體(11)通過螺釘I (2)固定連接，左端蓋(13)與閥體(11)之間通過密封圈1(3)進行密封；繞線架(12)與閥體
(11)間隙配合，繞線架(12)左端面緊貼左端蓋(13)，繞線架(12)右端面緊貼右端蓋(7)；右端蓋(7)與閥體(11)通過螺釘11(8)固定連接，右端蓋(7)與閥體(11)之間通過密封圈II (10)進行密封；線圈I (5)纏繞于繞線架(12)左側(cè)槽中，引線A經(jīng)由繞線架(12)引線槽及閥體(11)引線孔引出；線圈11(6)纏繞于繞線架(12)右側(cè)槽中，引線B經(jīng)由繞線架
(12)引線槽及閥體(11)引線孔引出；
閥芯⑷左側(cè)攻有外螺紋，可與左端蓋(13)上的內(nèi)孔螺紋連接，并通過自鎖螺母(I)鎖緊，閥芯(4)右側(cè)由右端蓋(7)上支撐孔支撐；閥芯(4)與右端蓋(7)之間通過組合密封圈(9)密封。閥體(11)左側(cè)開有內(nèi)螺紋口 I 口，通過與之相連接的液壓管道，磁流變液可從I 口進入閥內(nèi)腔；閥體(11)右側(cè)開有內(nèi)螺紋口 O 口，通過與之相連接的液壓管道，磁流變液可從O 口流出閥內(nèi)腔。閥芯(4)左側(cè)端部開有銷孔，可與十字扳手連接。閥芯(4)與繞線架(12)之間的間隙形成磁流變液的液流通道。本發(fā)明與背景技術(shù)相比，具有的有益效果是
(I)與阻尼間隙固定的磁流變閥相比，本發(fā)明的閥芯及繞線架采用錐面結(jié)構(gòu)，閥芯與繞線架之間形成的錐形間隙距離可調(diào)，其壓力調(diào)節(jié)范圍更寬。(2)與單線圈磁流變閥相比，本發(fā)明繞線架上纏繞有兩組線圈，導(dǎo)電后可使磁流變液的液流通道形成三個阻尼間隙。磁流變液經(jīng)過三個阻尼間隙的作用，磁流變閥進出口具有較大的壓力差。另外，阻尼間隙間的磁場強度控制更加靈活，從而使得磁流變閥進出口壓力差具有更好的控制性能。


圖1是本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明閥芯結(jié)構(gòu)示意圖。圖3是本發(fā)明繞線架結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是本發(fā)明工作原理示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作進一步說明
如圖1、圖2和圖3所示，本發(fā)明包括自鎖螺母1、螺釘I 2、密封圈I 3、閥芯4、線圈
I5、線圈II 6、右端蓋7、螺釘II 8、組合密封圈9、密封圈II 10、閥體11、繞線架12、左端蓋13 ;左端蓋13與閥體11通過螺釘I 2固定連接，左端蓋13與閥體11之間通過密封圈13進行密封；繞線架12與閥體11間隙配合，繞線架12左端面緊貼左端蓋13，繞線架12右端面緊貼右端蓋7 ;右端蓋7與閥體11通過螺釘118固定連接，右端蓋7與閥體11之間通過密封圈II 10進行密封；線圈15纏繞于繞線架12左側(cè)槽中，引線A經(jīng)由繞線架12引線槽及閥體11引線孔引出；線圈Π6纏繞于繞線架12右側(cè)槽中，引線B經(jīng)由繞線架12引線槽及閥體11引線孔引出；閥芯4左側(cè)攻有外螺紋，可與左端蓋13上的內(nèi)孔螺紋連接，并通過自鎖螺母I鎖緊，閥芯4右側(cè)由右端蓋7上支撐孔支撐；閥芯4與右端蓋7之間通過組合密封圈9密封。閥體11左側(cè)開有內(nèi)螺紋口 I 口，通過與之相連接的液壓管道，磁流變液可從I口進入閥內(nèi)腔；閥體11右側(cè)開有內(nèi)螺紋口 O 口，通過與之相連接的液壓管道，磁流變液可從
O口流出閥內(nèi)腔。閥芯4左側(cè)端部開有銷孔，可與十字扳手連接，通過旋轉(zhuǎn)十字扳手可使得閥芯4和繞線架12之間的錐形間隙發(fā)生變化。閥芯4與繞線架12之間的間隙形成磁流變液的液流通道，在磁場的作用下，可構(gòu)成三個有效錐形阻尼間隙。本發(fā)明工作原理如下
如圖4所示，轉(zhuǎn)動閥芯，調(diào)整閥芯在繞線架內(nèi)的工作位置，確定閥芯與繞線架間錐形間隙的厚度。接著向線圈I的引線A和線圈II的引線B內(nèi)分別輸入一定方向及大小的電流，由于電磁效應(yīng)就會在閥芯、繞線架、閥體和錐形阻尼間隙間形成閉合的磁場，從而在阻尼間隙1、阻尼間隙I II和阻尼間隙I III內(nèi)產(chǎn)生磁場，磁場的方向與磁流變液流動的方向基本垂直。當(dāng)磁流變液通過磁流變閥的三個錐形阻尼間隙時，在磁場作用下迅速變?yōu)榘牍虘B(tài)，形成沿磁場方向排列的鏈狀體，磁流變液的粘度迅速增加且隨外加磁感應(yīng)強度的增加而增力口，導(dǎo)致三個阻尼間隙兩端的壓力差增大，因而可減慢或阻止液體的流動。磁流變液經(jīng)過三個阻尼間隙時，磁流變閥進出口會有較大的壓力差。通過控制閥芯的工作位置及兩個線圈輸入電流的大小和方向，可控制阻尼間隙內(nèi)磁場的強度，從而可控制三個阻尼間隙兩端之間的壓力差，進而得到較高的磁流變閥進出口壓力差。與常規(guī)單線圈阻尼間隙固定的磁流變閥相比，本發(fā)明的閥芯與繞線架之間形成的錐形間隙距離可調(diào)，并且繞線架上纏繞有兩組線圈，使得阻尼間隙間的磁場強度控制更加靈活，磁流變閥進出口也具有更大的壓力差，并具有更好的控制性能，特別適合應(yīng)用于壓力調(diào)節(jié)范圍寬的液壓伺服控制系統(tǒng)，從而可進一步拓寬磁流變閥的工業(yè)應(yīng)用范圍。
權(quán)利要求
1.一種阻尼間隙機械可調(diào)式雙線圈磁流變閥，其特征在于包括自鎖螺母(I)、螺釘I (2)、密封圈I (3)、閥芯(4)、線圈I (5)、線圈II (6)、右端蓋(7)、螺釘II (8)、組合密封圈(9)、密封圈II (10)、閥體(11)、繞線架(12)、左端蓋(13);左端蓋(13)與閥體(11)通過螺釘I (2)固定連接，左端蓋(13)與閥體(11)之間通過密封圈1(3)進行密封；繞線架(12)與閥體(11)間隙配合，繞線架(12)左端面緊貼左端蓋(13)，繞線架(12)右端面緊貼右端蓋(7);右端蓋(7)與閥體(11)通過螺釘11(8)固定連接，右端蓋(7)與閥體(11)之間通過密封圈II (10)進行密封；線圈1(5)纏繞于繞線架(12)左側(cè)槽中，引線A經(jīng)由繞線架(12)引線槽及閥體(11)引線孔引出；線圈11(6)纏繞于繞線架(12)右側(cè)槽中，引線B經(jīng)由繞線架(12)引線槽及閥體(11)引線孔引出；閥芯⑷左側(cè)攻有外螺紋，可與左端蓋(13)上的內(nèi)孔螺紋連接，并通過自鎖螺母⑴鎖緊，閥芯⑷右側(cè)由右端蓋(7)上支撐孔支撐；閥芯⑷與右端蓋(7)之間通過組合密封圈(9)密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻尼間隙機械可調(diào)式雙線圈磁流變閥，其特征在于閥體(11)左側(cè)開有內(nèi)螺紋口 I 口，通過與之相連接的液壓管道，磁流變液可從I 口進入閥內(nèi)腔；閥體(11)右側(cè)開有內(nèi)螺紋口 O 口，通過與之相連接的液壓管道，磁流變液可從O 口流出閥內(nèi)腔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻尼間隙機械可調(diào)式雙線圈磁流變閥，其特征在于閥芯(4)左側(cè)端部開有銷孔，可與十字扳手連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種阻尼間隙機械可調(diào)式雙線圈磁流變閥，其特征在于閥芯(4)與繞線架(12)之間的間隙形成磁流變液的液流通道。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種阻尼間隙機械可調(diào)式雙線圈磁流變閥，由端蓋、閥芯、閥體、繞線架、自鎖螺母、線圈Ⅰ、線圈Ⅱ、密封圈及螺釘?shù)冉M成。當(dāng)閥芯轉(zhuǎn)動到合適位置，并向線圈Ⅰ和線圈Ⅱ輸入一定方向及大小的電流時，會在閥芯與繞線架組成的三個錐形阻尼間隙內(nèi)產(chǎn)生磁場，磁場的方向與磁流變液流動方向基本垂直。磁流變液流入錐形阻尼間隙時，在磁場作用下迅速變?yōu)榘牍虘B(tài)，其粘度迅速增加且隨磁感應(yīng)強度的增加而增加，導(dǎo)致阻尼間隙兩端的壓力差增大，因而可減慢或阻止磁流變液的流動。通過控制閥芯的工作位置及兩個線圈輸入電流的大小和方向，可得到較高的磁流變閥進出口壓力差。該磁流變閥適合應(yīng)用于壓力調(diào)節(jié)范圍寬的液壓伺服控制系統(tǒng)。
文檔編號F15B13/02GK103062146SQ201310019659
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月20日
發(fā)明者胡國良, 龍銘, 喻理梵, 李海燕, 黃敏 申請人:華東交通大學(xué)