磁流變液調(diào)壓換向閥的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種磁流變液調(diào)壓換向閥，包括左端蓋、閥體、線圈Ⅰ、內(nèi)通道、線圈Ⅱ、線圈Ⅲ、右端蓋、右閥芯、中間閥芯、左閥芯；左端蓋與閥體通過六角螺栓Ⅰ固定連接；左閥芯與中間閥芯通過軸肩定位安裝；右端蓋與閥體通過六角螺栓Ⅱ固定連接；右閥芯與中間閥芯通過軸肩定位安裝；線圈Ⅰ纏繞于左閥芯左側(cè)繞線槽中；所述線圈Ⅱ、線圈Ⅲ分別纏繞于中間閥芯中間繞線槽和右閥芯右側(cè)繞線槽中；閥體內(nèi)設(shè)有磁流變液內(nèi)通道，以及與內(nèi)通道連通的一個(gè)進(jìn)液口和兩出液口Ⅰ、Ⅱ，進(jìn)液口和兩出液口Ⅰ、Ⅱ分別位于三個(gè)勵(lì)磁線圈所在的阻尼間隙處。本實(shí)用新型沒有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的閥芯，要求精度低，制造成本較低、無磨損、壽命長(zhǎng)、易于控制。
【專利說明】磁流變液調(diào)壓換向閥

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及一種調(diào)壓換向閥，具體是一種磁流變液調(diào)壓換向閥。

【背景技術(shù)】
[0002] 磁流變液是一種在外加磁場(chǎng)下其流變特性發(fā)生急劇變化的新型智能材料，它在無 外加磁場(chǎng)時(shí)，表現(xiàn)為流動(dòng)性良好的牛頓流體，但在外加磁場(chǎng)作用下，流體的流變特性發(fā)生巨 大變化，其表觀粘度可在幾毫秒內(nèi)增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)，并呈現(xiàn)類似固體的力學(xué)性質(zhì)，且粘度變 化是連續(xù)可逆的，即一旦去掉磁場(chǎng)后，又變?yōu)榱鲃?dòng)性良好的牛頓流體。磁流變效應(yīng)連續(xù)、可 逆、迅速和易于控制的特點(diǎn)使得磁流變液在航空航天、汽車工業(yè)、液壓傳動(dòng)、生物技術(shù)、醫(yī)療 等領(lǐng)域具有十分廣泛的應(yīng)用前景。
[0003] 液壓控制系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于機(jī)械、車輛、航天航空、建筑等工程領(lǐng)域。在液壓控制系 統(tǒng)中，液壓控制閥主要用來控制液壓執(zhí)行元件中液流的流量、方向、壓力，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)執(zhí)行 元件的運(yùn)動(dòng)速度、方向及動(dòng)作順序的控制，以滿足各類液壓設(shè)備對(duì)實(shí)際工況的要求。傳統(tǒng)的 液壓閥結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工要求高，存在不易控制、響應(yīng)慢、工作噪聲大等問題。另外閥芯相對(duì) 閥體往返運(yùn)動(dòng)容易造成磨損，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)不可靠，易產(chǎn)生泄露，降低系統(tǒng)效率等問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型提供一種磁流變液調(diào)壓換向閥，沒有 有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的閥芯，要求精度低，制造成本較低、無磨損、壽命長(zhǎng)、易于控制。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型一種磁流變液調(diào)壓換向閥，包括左端蓋、閥體、線 圈I、內(nèi)通道、線圈II、線圈III、右端蓋、右閥芯、中間閥芯、左閥芯；左端蓋與閥體通過六角 螺栓I固定連接；左閥芯與中間閥芯通過軸肩定位安裝，左閥芯和中間閥芯過盈配合；右 端蓋與閥體通過六角螺栓II固定連接；右閥芯與中間閥芯通過軸肩定位安裝，右閥芯和中 間閥芯過盈配合；線圈I纏繞于左閥芯左側(cè)繞線槽中，經(jīng)由左閥芯及左端蓋引出；所述線 圈II、線圈III分別纏繞于中間閥芯中間繞線槽和右閥芯右側(cè)繞線槽中，經(jīng)由右閥芯及右端 蓋引出；閥體內(nèi)設(shè)有磁流變液內(nèi)通道，以及與內(nèi)通道連通的一個(gè)進(jìn)液口和兩出液口 I、II， 進(jìn)液口和兩出液口 I、II分別位于三個(gè)勵(lì)磁線圈所在的阻尼間隙處。
[0006] 本實(shí)用新型進(jìn)一步的，線圈I、線圈II和線圈III外裝有隔磁的保護(hù)套。
[0007] 本實(shí)用新型進(jìn)一步的，左閥芯和右閥芯軸肩格處安裝有兩個(gè)隔磁環(huán)，隔磁環(huán)與左、 右閥芯間隙配合。
[0008] 磁流變液可以作為液壓系統(tǒng)的工作介質(zhì)，通過給液壓閥加上一定的磁場(chǎng)，當(dāng)磁流 變液經(jīng)過閥門時(shí)，由于受磁場(chǎng)作用的影響，磁流變液的黏度逐漸增大，流經(jīng)閥門的液流阻力 也隨之增大，使閥門進(jìn)口壓力增高，由此減緩或停止液體的流動(dòng)。
[0009] 本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的有益效果是：
[0010] 1、工作介質(zhì)為微米級(jí)的磁流變液，工作間隙設(shè)計(jì)在閥芯和閥體之間，提高了磁流 變液閥的阻尼力，提升了其性能。
[0011] 2、多個(gè)通道，多個(gè)線圈可以組合控制工作介質(zhì)的多種流動(dòng)路線，實(shí)現(xiàn)液壓執(zhí)行機(jī) 構(gòu)多種工作模式，可實(shí)現(xiàn)液壓回路的換向，且響應(yīng)速度快。
[0012] 3、通過控制線圈的電流代替閥芯相對(duì)閥體往返運(yùn)動(dòng)來控制工作介質(zhì)的流動(dòng)方向， 減少了機(jī)械磨損，精簡(jiǎn)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，延長(zhǎng)使用壽命。
[0013] 4、左右閥芯處安裝有隔磁環(huán)，既保證了磁力線通過部分的阻力大小，又能確保非 磁場(chǎng)作用部分的液體無阻力的流通。
[0014] 5、在實(shí)現(xiàn)換向的同時(shí)，可以通過微調(diào)進(jìn)出口所在線圈的勵(lì)磁電流控制進(jìn)出口的壓 力差，壓力調(diào)節(jié)范圍更廣，可靠性高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015] 圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016] 圖2為本實(shí)用新型工作狀態(tài)示意圖一；
[0017] 圖3為本實(shí)用新型工作狀態(tài)示意圖二。
[0018] 圖中：1、六角螺栓I，2、左端蓋，3、閥體，4、線圈I，5、內(nèi)通道，6、隔磁環(huán)，7、線圈 II，8、線圈III，9、六角螺栓II，10、右端蓋，11、右閥芯，12、中間閥芯，13、左閥芯，14、進(jìn)液口， 15、出液口 I，16、出液口 II。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
[0020] 如圖1所示，本實(shí)用新型磁流變液調(diào)壓換向閥，包括左端蓋2、閥體3、線圈I 4、內(nèi) 通道5、線圈II 7、線圈III 8、右端蓋10、右閥芯11、中間閥芯12、左閥芯13 ;所述左端蓋2與 閥體3通過六角螺栓I 1固定連接；所述左閥芯13與中間閥芯12通過軸肩定位安裝，左閥 芯13和中間閥芯12過盈配合；所述右端蓋10與閥體3通過六角螺栓II 9固定連接；所述 右閥芯11與中間閥芯12通過軸肩定位安裝，右閥芯11和中間閥芯12過盈配合；所述線圈 I 4纏繞于左閥芯13左側(cè)繞線槽中，經(jīng)由左閥芯13及左端蓋2引出；所述線圈II 7、線圈 III 8分別纏繞于中間閥芯12中間繞線槽和右閥芯11右側(cè)繞線槽中，經(jīng)由右閥芯11及右端 蓋10引出；所述閥體3內(nèi)設(shè)有磁流變液內(nèi)通道5,以及與內(nèi)通道5連通的一個(gè)進(jìn)液口 14和 兩出液口 I、11 15、16,進(jìn)液口 14和兩出液口 I、11 15、16分別位于三個(gè)勵(lì)磁線圈所在的阻 尼間隙處。
[0021] 本實(shí)用新型原理：通過線圈勵(lì)磁電流的通、斷控制，可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)出液口的的切斷或 流通，從而實(shí)現(xiàn)整個(gè)回路的換向功能；通過線圈勵(lì)磁電流的大、小控制，可實(shí)現(xiàn)進(jìn)出口壓力 差值的調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)壓功能。
[0022] 本實(shí)用新型進(jìn)一步的，線圈I 4、線圈II 7和線圈III 8外裝有隔磁的保護(hù)套。
[0023] 本實(shí)用新型進(jìn)一步的，左閥芯13和右閥芯11軸肩格處安裝有兩個(gè)隔磁環(huán)6,隔磁 環(huán)6與左、右閥芯13、11間隙配合。隔磁環(huán)6確保每個(gè)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)之間不相互干擾，確 保各個(gè)磁流變液阻尼間隙的獨(dú)立性。
[0024] 本實(shí)用新型具體工作過程如下：
[0025] 如圖2所示，給線圈II 7輸入較大電流2A，使磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到0. 5T，由于電磁感應(yīng)效 應(yīng)就會(huì)在左、右閥芯13、11和中間閥芯12組成的閥芯、閥體3和阻尼間隙間形成很強(qiáng)的閉 合磁場(chǎng)，從而使線圈II 7所在的阻尼間隙產(chǎn)生強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向與阻尼間隙內(nèi)磁流變液的 流動(dòng)方向垂直。當(dāng)磁流變液進(jìn)入磁流變液閥并流動(dòng)至磁場(chǎng)所在區(qū)域時(shí)，在磁場(chǎng)作用下，磁流 變液迅速固話，形成沿磁場(chǎng)方向排練的鏈狀結(jié)構(gòu)，由于所加電流較大，磁流變液的表觀粘度 增加幾個(gè)數(shù)量級(jí)。此時(shí)線圈II 7所在的阻尼間隙內(nèi)磁流變液由于強(qiáng)磁場(chǎng)作用停止流動(dòng)如圖 2所示的純黑色區(qū)域，而線圈I 4、線圈III8所在阻尼間隙內(nèi)的磁流變液可以自由流動(dòng)如圖2 所示黑色斑點(diǎn)區(qū)域，此時(shí)磁流變液經(jīng)由磁流變液換向閥進(jìn)液口 14輸入，出液口 II 16輸出。 同時(shí)，可以調(diào)節(jié)線圈I 4、線圈III8的電流(Γ1Α，使所對(duì)應(yīng)的阻尼間隙內(nèi)的磁流變液磁化強(qiáng) 度發(fā)生改變，磁流變液流經(jīng)阻尼間隙時(shí)，必須克服鏈狀排列的分子間的力，導(dǎo)致阻尼間隙兩 端的壓力差增大，起到調(diào)壓的作用。
[0026] 同理，當(dāng)線圈III8輸入較大電流時(shí)，如圖3所示，磁流變液經(jīng)由進(jìn)液口 14進(jìn)入磁流 變液換向閥，經(jīng)由出液口 I流出，此時(shí)可調(diào)節(jié)線圈I 4、線圈II 8的電流大小控制回路壓力。
【權(quán)利要求】
1. 一種磁流變液調(diào)壓換向閥，其特征在于，包括左端蓋（2)、閥體（3)、線圈I (4)、內(nèi) 通道（5)、線圈II (7)、線圈III(8)、右端蓋（10)、右閥芯（11)、中間閥芯（12)、左閥芯（13); 所述左端蓋（2)與閥體（3)通過六角螺栓I (1)固定連接；所述左閥芯（13)與中間閥 芯（12)通過軸肩定位安裝，左閥芯（13)和中間閥芯（12)過盈配合；所述右端蓋（10)與閥 體（3)通過六角螺栓II (9)固定連接；所述右閥芯（11)與中間閥芯（12)通過軸肩定位安 裝，右閥芯（11)和中間閥芯（12)過盈配合； 所述線圈I (4)纏繞于左閥芯（13)左側(cè)繞線槽中，經(jīng)由左閥芯（13)及左端蓋（2)引出； 所述線圈II (7)、線圈111(8)分別纏繞于中間閥芯（12)中間繞線槽和右閥芯（11)右側(cè)繞線 槽中，經(jīng)由右閥芯（11)及右端蓋（10)引出； 所述閥體（3)內(nèi)設(shè)有磁流變液內(nèi)通道（5)，以及與內(nèi)通道（5)連通的一個(gè)進(jìn)液口（14)和 兩出液口 I、11(15、16)，進(jìn)液口（14)和兩出液口 I、11(15、16)分別位于三個(gè)勵(lì)磁線圈所 在的阻尼間隙處。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種磁流變液調(diào)壓換向閥，其特征在于，所述線圈I (4)、線 圈II (7)和線圈111(8)外裝有隔磁的保護(hù)套。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種磁流變液調(diào)壓換向閥，其特征在于，所述左閥芯 (13)和所述右閥芯（11)軸肩格處安裝有兩個(gè)隔磁環(huán)（6)，隔磁環(huán)（6)與左、右閥芯（13、11) 間隙配合。
【文檔編號(hào)】F16K31/02GK203847750SQ201420142335
【公開日】2014年9月24日 申請(qǐng)日期:2014年3月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月27日
【發(fā)明者】劉新華, 許召波, 王冬冬, 路和, 王利鋒, 鄭顯華, 陳小虎, 李生鵬 申請(qǐng)人:中國(guó)礦業(yè)大學(xué)盱眙礦山裝備與材料研發(fā)中心