一種同時具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥單元的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種同時具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥單元，主要由端蓋、閥套、導向塊、導磁圓盤、定位盤、閥芯及勵磁線圈等組成。該磁流變閥單元同時具有徑向流和圓環(huán)流兩種有效阻尼間隙，閥套和導磁圓盤外圓周面之間的間隙組成圓環(huán)流阻尼間隙，閥芯和導磁圓盤端面之間的間隙組成徑向流阻尼間隙。這種設計有效增長了阻尼間隙長度，提高了磁場利用率；同時，可利用兩個或三個相同的磁流變閥單元通過法蘭盤進行串聯(lián)組合，形成雙模塊式或三模塊式磁流變閥，使得阻尼間隙長度調(diào)整更方便。本實用新型磁流變閥單元裝配簡單方便，可根據(jù)實際系統(tǒng)所需壓差來選擇相應模塊數(shù)，使得磁流變閥壓差可調(diào)范圍更寬，特別適用于多級壓力可調(diào)的液壓伺服系統(tǒng)。
【專利說明】
_種問時具有徑向流和圓環(huán)流的流變闊單兀
技術(shù)領域
[0001]本實用新型涉及一種磁流變閥，尤其涉及一種同時具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥單元。
【背景技術(shù)】
[0002]液壓控制閥作為液壓控制系統(tǒng)核心部件，對系統(tǒng)控制起著關鍵的作用，而傳統(tǒng)液壓控制閥因其有相對運動的機械部件，使得其結(jié)構(gòu)復雜，加工要求高、體積大，還存在不易控制、響應慢、噪聲大等不足。借助于智能流體磁流變液的磁流變效應，以磁流變液為工作介質(zhì)的磁流變閥較好地解決了這些不足。
[0003 ]磁流變閥是通過對勵磁線圈外加電流的大小來控制產(chǎn)生的磁場大小，從而調(diào)節(jié)磁流變閥的控制壓力。而在磁流變閥的設計中，為了提高磁流變閥的進出口壓差，一般采用以下兩種方式，其一是增大線圈的尺寸，使得磁感應強度加強從而增大有效阻尼間隙中磁流變液的剪切應力，其二是盡可能使產(chǎn)生的磁場垂直于磁流變液的流向或者盡可能的加長磁流變閥中有效阻尼間隙的長度。這兩種方案雖然都可以提高磁流變閥進出口壓差的可調(diào)范圍，但都會顯著增加磁流變閥的體積，造成尺寸過大等問題。公開號為CN 20449333IU的中國專利提出了一種具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥結(jié)構(gòu)，通過導磁圓盤、閥套和閥芯之間的間隙形成兩種阻尼間隙，有效利用了磁力線的走向。該專利為非對稱結(jié)構(gòu)，雖然結(jié)構(gòu)緊湊，閥外形尺寸小，但沒有充分利用結(jié)構(gòu)對稱特點，使得磁流變閥有效阻尼間隙長度較短。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了克服【背景技術(shù)】中存在的問題，本實用新型提出一種同時具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥單元。該磁流變閥單元同時具有徑向流和圓環(huán)流兩種有效阻尼間隙，閥套和導磁圓盤外圓周面之間的間隙組成圓環(huán)流阻尼間隙，閥芯和導磁圓盤端面之間的間隙組成徑向流阻尼間隙，構(gòu)成4段有效阻尼間隙，此種設置有效增長了阻尼間隙長度，同時保證了磁流變液在每段阻尼間隙內(nèi)的流動方向都垂直于磁力線方向，充分利用了磁力線走向，提高了磁場利用率。此外，該磁流變閥單元可通過法蘭盤與另一個或兩個相同的磁流變閥單元串聯(lián)組合，形成雙模塊式或三模塊式磁流變閥，從而構(gòu)成8段或16段有效阻尼間隙，更大范圍地增加了有效阻尼間隙長度，使閥的壓差可調(diào)范圍更寬。同時，該磁流變閥單元是通過結(jié)構(gòu)相同的零件之間串聯(lián)連接，裝配方便，可通過實際系統(tǒng)所需壓差來選擇相應模塊數(shù)，實現(xiàn)對壓差的多級調(diào)節(jié)。
[0005]本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案包括:左端蓋(1)、螺栓(2)、密封圈1(3)、左閥套(4)、勵磁線圈(5)、右定位盤(6)、右端蓋(7)、右導向塊(8)、密封圈Π (9)、右導磁圓盤(10)、沉孔螺釘I(Il)、閥芯(12)、右閥套(13)、沉孔螺釘Π (14)、左定位盤(15)、沉孔螺釘ΠΚ16)、左導磁圓盤(17)以及左導向塊(18);左定位盤(15)內(nèi)表面加工有螺紋通孔，閥芯(12)左端外表面加工有外螺紋，左定位盤(15)與閥芯(12)通過螺紋固定連接;右定位盤
[6]內(nèi)表面加工有螺紋通孔，閥芯(12)右端外表面加工有外螺紋，右定位盤(6)與閥芯(12)通過螺紋固定連接;左定位盤(15)、右定位盤(6)和閥芯(12)之間圍成的凹槽形成繞線槽；勵磁線圈(5)纏繞于繞線槽中，其引線由右定位盤(6)中的引線槽和右閥套(13)中相對應的引線孔中引出；左閥套(4)與左定位盤(15)之間通過密封圈1(3)密封，右閥套(13)與右定位盤(6)之間通過密封圈Π (9)密封;左閥套(4)和右閥套(13)通過沉孔螺釘Π (14)固定連接；左導磁圓盤(17)和左導向塊(18)通過沉孔螺釘ΙΠ(16)固定連接;左導向塊(18)軸向右端面嵌在左閥套(4)左端面的圓環(huán)凹槽中；左端蓋(I)右端面壓緊在左導向塊(18)左端面上；右導磁圓盤(10)與右導向塊(8)通過沉孔螺釘I(Il)固定連接;右導向塊(8)軸向左端面嵌在右閥套(13)右端面的凹槽中；右端蓋(7)左端面壓緊在右導向塊(8)右端面上；左端蓋(I)與右端蓋(7)中心通孔處均設有內(nèi)螺紋孔，可與液壓管道直接螺紋連接;左端蓋(I)與右端蓋
(7)通過螺栓(2)固定連接。左閥套(4)、右導磁圓盤(10)、閥芯(12)、右閥套(13)以及左導磁圓盤(17)由10號鋼導磁材料制成;其余零件均由不導磁材料制成。兩個相同的磁流變閥單元可通過法蘭盤(19)串聯(lián)組合成雙模塊式磁流變閥，三個相同的磁流變閥單元可通過法蘭盤(19)串聯(lián)組合成三模塊式磁流變閥。
[0006]本實用新型與【背景技術(shù)】相比，具有的有益效果是:
[0007](I)本實用新型磁流變閥單元由徑向流和圓環(huán)流兩種阻尼間隙組成，閥套和導磁圓盤外圓周面之間的間隙組成圓環(huán)流阻尼間隙，閥芯和導磁圓盤端面之間的間隙組成徑向流阻尼間隙;整個磁流變閥單元共有4段有效阻尼間隙，每段阻尼間隙中磁流變液的流向都垂直于磁力線的走向，提高了磁場利用率，使得磁流變閥的壓差可調(diào)范圍更寬，性能更好。
[0008](2)本實用新型磁流變閥單元可通過法蘭盤與另一個或兩個相同的磁流變閥單元串聯(lián)組合，形成雙模塊式或三模塊式磁流變閥，從而構(gòu)成8段或16段有效阻尼間隙，從而顯著增加有效阻尼間隙的長度，同時可實現(xiàn)對磁流變閥壓差的多級調(diào)節(jié)。
【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2是本實用新型磁力線分布示意圖。
[0011 ]圖3是本實用新型磁流變液有效阻尼間隙及液流通道示意圖。
[0012]圖4是本實用新型串聯(lián)組合而成的雙模塊式磁流變閥結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖5是本實用新型串聯(lián)組合而成的三模塊式磁流變閥示意圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明:
[0015]如圖1所示，本實用新型包括左端蓋1、螺栓2、密封圈13、左閥套4、勵磁線圈5、右定位盤6、右端蓋7、右導向塊8、密封圈Π9、右導磁圓盤10、沉孔螺釘111、閥芯12、右閥套13、沉孔螺釘Π 14、左定位盤15、沉孔螺釘ΙΠ16、左導磁圓盤17以及左導向塊18。
[0016]圖2所示為本實用新型磁力線分布示意圖。當向勵磁線圈通入一定大小的電流時，由于左閥套4、右導磁圓盤10、閥芯12、右閥套13以及左導磁圓盤17由10號鋼導磁材料組成；左定位盤15和右定位盤6為不導磁材料；因電磁感應現(xiàn)象產(chǎn)生的磁力線依次穿過左導磁圓盤17、左閥套4、右閥套13、右導磁圓盤10和閥芯12形成閉合回路。
[0017]圖3所示為本實用新型磁流變液有效阻尼間隙及液流通道示意圖，箭頭指示方向為磁流變液在磁流變閥內(nèi)部的流動方向。其中，左閥套4和左導磁圓盤17外壁之間的間隙組成第一段圓環(huán)流阻尼間隙，閥芯12和左導磁圓盤17端面之間的間隙組成第二段徑向流阻尼間隙，右閥套13和右導磁圓盤10外壁之間的間隙組成第三段圓環(huán)流阻尼間隙，閥芯12和右導磁圓盤10端面之間的間隙組成第四段徑向流阻尼間隙。由于本實用新型采用軸對稱結(jié)構(gòu)，上半部分給出了磁流變液在磁流變閥中的液流通道，下半部分則給出了磁流變閥阻尼間隙的有效工作區(qū)域。
[0018]圖4所示為本實用新型串聯(lián)組合而成的雙模塊式磁流變閥結(jié)構(gòu)示意圖。兩個相同的磁流變閥單元通過法蘭盤19進行固定連接;法蘭盤19內(nèi)圈分別卡在兩個磁流變閥單元左右兩邊的導向塊之間;兩個導向塊軸向方向留有間隙，使得磁流變液流過。
[0019]圖5所示為本實用新型串聯(lián)組合而成的三模塊式磁流變閥示意圖。其中，三個相同的磁流變閥單元通過兩個法蘭盤固定連接。
[0020]本實用新型工作原理如下:
[0021 ]當給勵磁線圈5通入一定大小的電流時，由于電磁感應原理，產(chǎn)生的磁力線在左導磁圓盤17、左閥套4、右閥套13、右導磁圓盤10和閥芯12形成閉合回路，磁場方向與有效阻尼間隙內(nèi)的磁流變液的流動方向垂直，磁流變液在外加磁場的作用下迅速由液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w或者半固體，其剪切屈服強度迅速增加且隨著磁場的增大而增大，磁流變液想要流經(jīng)有效阻尼間隙就必須克服這種分子間的力，因此磁流變閥的入口壓力會增加，從而減緩或阻斷磁流變液的流動。通過調(diào)節(jié)電流大小，可實現(xiàn)對磁流變閥進出口壓差的無級調(diào)節(jié)。
【主權(quán)項】
1.一種同時具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥單元，其特征在于包括:左端蓋(I)、螺栓(2)、密封圈1(3)、左閥套(4)、勵磁線圈(5)、右定位盤(6)、右端蓋(7)、右導向塊(8)、密封圈Π (9)、右導磁圓盤(10)、沉孔螺釘I(Il)、閥芯(12)、右閥套(13)、沉孔螺釘Π (14)、左定位盤(15)、沉孔螺釘ΙΠ(16)、左導磁圓盤(17)以及左導向塊(18);左定位盤(15)內(nèi)表面加工有螺紋通孔，閥芯(12)左端外表面加工有外螺紋，左定位盤(15)與閥芯(12)通過螺紋固定連接;右定位盤(6)內(nèi)表面加工有螺紋通孔，閥芯(12)右端外表面加工有外螺紋，右定位盤(6)與閥芯(12)通過螺紋固定連接;左定位盤(15)、右定位盤(6)和閥芯(12)之間圍成的凹槽形成繞線槽;勵磁線圈(5)纏繞于繞線槽中，其引線由右定位盤(6)中的引線槽和右閥套(13)中相對應的引線孔中引出；左閥套(4)與左定位盤(15)之間通過密封圈1(3)密封，右閥套(13)與右定位盤(6)之間通過密封圈Π(9)密封;左閥套(4)和右閥套(13)通過沉孔螺釘Π(14)固定連接；左導磁圓盤(17)和左導向塊(18)通過沉孔螺釘ΙΠ(16)固定連接;左導向塊(18)軸向右端面嵌在左閥套(4)左端面的圓環(huán)凹槽中；左端蓋(I)右端面壓緊在左導向塊(18)左端面上;右導磁圓盤(10)與右導向塊(8)通過沉孔螺釘I(Il)固定連接;右導向塊(8)軸向左端面嵌在右閥套(13)右端面的凹槽中；右端蓋(7)左端面壓緊在右導向塊(8)右端面上;左端蓋(I)與右端蓋(7)中心通孔處均設有內(nèi)螺紋孔，可與液壓管道直接螺紋連接;左端蓋(I)與右端蓋(7)通過螺栓(2)固定連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同時具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥單元，其特征在于:左閥套(4)、右導磁圓盤(10)、閥芯(12)、右閥套(13)以及左導磁圓盤(17)由10號鋼導磁材料制成;其余零件均由不導磁材料制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種同時具有徑向流和圓環(huán)流的磁流變閥單元，其特征在于:兩個相同的磁流變閥單元可通過法蘭盤(19)串聯(lián)組合成雙模塊式磁流變閥，三個相同的磁流變閥單元可通過法蘭盤(19)串聯(lián)組合成三模塊式磁流變閥。
【文檔編號】F15B13/02GK205559403SQ201620412692
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月6日
【發(fā)明人】胡國良, 鐘芳, 李丙丙
【申請人】華東交通大學