一种磁流体压力控制阀及调控方法技术

本发明专利技术公开了一种磁流体压力控制阀及调控方法，控制阀包括：左端盖、左定位盘、螺钉Ⅰ、密封圈Ⅰ、密封圈Ⅱ、密封圈Ⅲ、左导流盘、阀体、导磁圆盘、励磁线圈、磁致伸缩阀芯、密封圈Ⅳ、密封圈

【技术实现步骤摘要】
一种磁流体压力控制阀及调控方法


[0001]本专利技术属于流体传动与控制
，具体涉及一种磁流体压力控制阀及调控方法。

技术介绍

[0002]磁流变材料是一种“智能材料”，它是微米级的铁磁颗粒(一般为羰基铁颗粒)分散在非磁性载液中所形成的胶体悬浮物(铁磁颗粒的体积分数通常在20％～40％之间)，同时还有少量的其他辅助溶液。其流变学特性由外加磁场进行控制，磁场强度不同，所呈现出的性能也不一样，这种特性被称之为磁流变效应。磁流变材料根据载液的不同可分为磁流变液和磁流变脂。
[0003]由微米级可磁化颗粒均匀分散在特定载体母液和添加剂中所形成的特殊悬浮液体系的磁流变液：在外部无磁场时呈现低粘度的牛顿流体特性；在外加磁场的作用下，表现出非牛顿流体的特性，在毫秒级时间内从自由流动的液体转变为半固体甚至固体，呈现出强烈的可控流变特性。目前，磁流变阀压降调控(液阻调控)的方法有两种：一种是通过外加磁场的有效磁感应强度来控制压降；另一种是通过磁流变液体液流的有效通道长度来控制压降。这两种方法均难以实现磁流变阀液流液阻的优异性能控制。
[0004]已公开的专利“三级调压双线圈型磁流变阀”，公开号CN102691688A，其液阻调控的方式为：通过增加一个线圈来增加有效磁感应强度，从而达到调控液阻的目的。已公开的专利“一种阻尼间隙随液流方向自动调节的单线圈磁流变阀”，公开号CN208518995U，其液阻调控的方式为：利用磁流变液推动阀芯活塞带动阀芯移动，从而改变液阻的大小，但磁流变阀增加了位移部件，会导致阀芯卡死。已公开的专利“一种采用永磁体和励磁线圈双激励的混合流动式磁流变阀”，公开号CN212377003U，其液阻调控的方式为：通过不同方向的电流与永磁体形成不同有效工作模式，以增大有效磁感应强度，从而达到调控液阻的目的。已公开的专利“一种环形和径向混合式通道磁流变阀”,公开号CN112923126A，其液阻调控的方式为：通过将阻力间隙通道改变为环形和径向混合式来实现有效阻力间隙长度的增加，从而达到调控液阻的目的，但结构过于复杂，会导致磁流变液堵塞。已公开的专利“一种嵌入式轴向通道磁流变阀”，公开号CN112923124A，其液阻调控的方式为：通过多级蜿蜒式液流通道达到调控液阻的目的，但多级蜿蜒式液流通道工作时易堵塞，且阀芯结构复杂，阀尺寸增加。
[0005]通过磁流变液的磁流变效应来实现阀的通断液阻调控的磁流变阀：一是磁场利用率不高，仅垂直穿过磁流变液的磁力线使磁流变液发生磁流变效应，造成电流功率损失浪费；二是增强磁流变阀液阻调控与减小阀体积相矛盾，增加液阻可调范围，也增大了阀体积；三是靠增加有效阻力间隙长度增大液阻可调范围，导致阀体积增大，或液流通道复杂，致使阀堵塞或阀芯卡死。总之，增大线圈尺寸或增加永磁体均会增加阀体的体积尺寸，复杂的阻力间隙结构会导致液流堵塞，且难以实现磁流变液流液阻的高性能控制。
[0006]磁流体又称磁性液体、铁磁流体或磁液，是一种新型的功能材料，它既具有液体的
流动性，又具有固体磁性材料的磁性。磁流体是由直径为纳米量级(100纳米以下)的磁性固体颗粒、基载液(也叫媒体)以及界面活性剂三者合成的稳定磁性液体。磁性颗粒一般常用Fe、Ni、Co等金属单质或金属氧化物，以水、有机溶剂、油等作为基液，以油酸等作为活性剂防止团聚。
[0007]磁流体由于具有液体的流动性和固体的磁性，使得磁流体呈现出许多特殊的磁、光、电现象。流体在静态时无磁性吸引力，当外加磁场作用时，才表现出磁性。在没有外加磁场的作用时，磁流体呈现牛顿流体的流动状态，可自由流动，有极好的流动性；在受到外加磁场的作用时，磁流体内形成链状结构，粘度会在极短的时间内增大，并表现出一定的抗剪切屈服应力，且随着外加磁场的增强而增大。磁流体不易沉降，磁饱和强度高，磁滞小，退磁误差小，因此响应速度更快。以磁流体为液压工作介质的智能液压控制阀(智能液压元件)，具有本身无移动机械部件、可控制性好、响应速度快、稳定性好、工作噪音小、体积小等优点。
[0008]磁致伸缩是物体在外加磁场中磁化时，磁化方向会发生伸长，去掉外加磁场后又恢复其原来尺寸的现象。磁致伸缩材料能量转换效率高、无疲劳、无过热失效的问题，磁致伸缩的性能可调控、响应快、频率特性好、稳定性好、可靠性高。材料磁致伸缩的方向有：沿磁场方向的纵向伸缩和沿磁场垂直方向的横向伸缩，以及圆柱形材料环形交变磁场产生的围绕圆柱轴线的扭转伸缩。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的是提供一种以磁流体为液压工作介质和以磁致伸缩材料为阀芯结构的液阻调控方式的液压压力控制阀，以有效提高磁场利用率，解决液压压力控制阀的压力调控性能和调控特性，简化阀芯结构和减小阀体的尺寸。
[0010]为了实现上述目的，本专利技术提供了如下技术方案：
[0011]一种磁流体压力控制阀，包括：左端盖、左定位盘、螺钉Ⅰ、密封圈Ⅰ、密封圈Ⅱ、密封圈Ⅲ、左导流盘、阀体、导磁圆盘、励磁线圈、磁致伸缩阀芯、密封圈Ⅳ、密封圈
Ⅴ
、密封圈
Ⅵ
、螺钉Ⅱ、右导流盘、右定位盘、压力传感器Ⅱ、右端盖、压力运算调节器和压力传感器Ⅰ；
[0012]左端盖通过螺钉Ⅰ与阀体固定连接，并通过设置在左端盖和阀体之间的密封圈Ⅰ进行密封；左端盖右端压紧左定位盘左端；左定位盘与阀体过渡配合，并通过设置在左定位盘与阀体之间的密封圈Ⅱ进行密封；左导流盘通过左定位盘的右端面轴向定位，且与阀体过渡配合，并通过设置在左导流盘与阀体之间的密封圈Ⅲ进行密封；左导流盘与导磁圆盘过渡配合；
[0013]导磁圆盘设置在阀体内，其外表面加工有圆环形凹槽，内部为中空结构，励磁线圈缠绕在圆环形凹槽内；磁致伸缩阀芯安装在导磁圆盘内，在磁致伸缩阀芯11上设有环形凸台，磁致伸缩阀芯11内壁设有卡槽；导磁圆盘另一端与右导流盘过渡配合；
[0014]右导流盘与阀体过渡配合，并通过设置在右导流盘与阀体之间的密封圈Ⅳ进行密封；右导流盘通过右定位盘的左端面轴向定位，右定位盘与阀体过渡配合，并通过设置在右定位盘与阀体之间的密封圈
Ⅴ
进行密封；右端盖左端压紧右定位盘右端；右端盖通过螺钉Ⅱ与阀体固定连接，并通过设置在右端盖与阀体之间的密封圈
Ⅵ
进行密封；
[0015]左端盖处设有压力传感器Ⅰ，右端盖处设有压力传感器Ⅱ，且压力传感器Ⅰ和压力
传感器Ⅱ均通过导线与压力运算调节器连接；压力运算调节器固定设在阀体上；
[0016]左端盖和右端盖的中间处均开设有通孔I；左定位盘和右定位盘的中间处环形布设有多个通孔II；左导流盘和右导流盘的中间处均开设有通孔III。
[0017]较佳地，磁致伸缩阀芯由铁芯和磁致伸缩阀块组成；磁致伸缩阀块固定在铁芯外部；磁致伸缩阀块的数量至少为3块，相邻两块磁致伸缩阀块形成液阻调控的阻力间隙；磁致伸缩阀块由磁致伸缩材料制成。
[0018]较佳地，磁致伸缩阀芯上设置的环形凸台有两组，每组两个；其中一组环形凸台对称设置在磁致伸缩阀块组成的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种磁流体压力控制阀，其特征在于，包括：左端盖(1)、左定位盘(2)、螺钉Ⅰ(3)、密封圈Ⅰ(4)、密封圈Ⅱ(5)、密封圈Ⅲ(6)、左导流盘(7)、阀体(8)、导磁圆盘(9)、励磁线圈(10)、磁致伸缩阀芯(11)、密封圈Ⅳ(12)、密封圈
Ⅴ
(13)、密封圈
Ⅵ
(14)、螺钉Ⅱ(15)、右导流盘(16)、右定位盘(17)、压力传感器Ⅱ(18)、右端盖(19)、压力运算调节器(20)和压力传感器Ⅰ(21)；左端盖(1)通过螺钉Ⅰ(3)与阀体(8)固定连接，并通过设置在左端盖(1)和阀体(8)之间的密封圈Ⅰ(4)进行密封；左端盖(1)右端压紧左定位盘(2)左端；左定位盘(2)与阀体(8)过渡配合，并通过设置在左定位盘(2)与阀体(8)之间的密封圈Ⅱ(5)进行密封；左导流盘(7)通过左定位盘(2)的右端面轴向定位，且与阀体(8)过渡配合，并通过设置在左导流盘(7)与阀体(8)之间的密封圈Ⅲ(6)进行密封；左导流盘(7)与导磁圆盘(9)过渡配合；导磁圆盘(9)设置在阀体(8)内，其外表面加工有圆环形凹槽，内部为中空结构，励磁线圈(10)缠绕在圆环形凹槽内；磁致伸缩阀芯(11)安装在导磁圆盘(9)内，在磁致伸缩阀芯(11)上设有环形凸台，磁致伸缩阀芯(11)内壁设有卡槽；导磁圆盘(9)另一端与右导流盘(16)过渡配合；右导流盘(16)与阀体(8)过渡配合，并通过设置在右导流盘(16)与阀体(8)之间的密封圈Ⅳ(12)进行密封；右导流盘(16)通过右定位盘(17)的左端面轴向定位，右定位盘(17)与阀体(8)过渡配合，并通过设置在右定位盘(17)与阀体(8)之间的密封圈
Ⅴ
(13)进行密封；右端盖(19)左端压紧右定位盘(17)右端；右端盖(19)通过螺钉Ⅱ(15)与阀体(8)固定连接，并通过设置在右端盖(19)与阀体(8)之间的密封圈
Ⅵ
(14)进行密封；左端盖(1)处设有压力传感器Ⅰ(21)，右端盖(19)处设有压力传感器Ⅱ(18)，且压力传感器Ⅰ(21)和压力传感器Ⅱ(18)均通过导线与压力运算调节器(20)连接；压力运算调节器(20)固定设在阀体(8)上；左端盖(1)和右端盖(19)的中间处均开设有通孔I；左定位盘(2)和右定位盘(17)的中间处环形布设有多个通孔II；左导流盘(7)和右导流盘(16)的中间处均开设有通孔III。2.根据权利要求1所述的一种磁流体压力控制阀，其特征在于，磁致伸缩阀芯(11)由铁芯(11
‑
1)和磁致伸缩阀块(11
‑
2)组成；磁致伸缩阀块(11
‑
2)固定在铁芯(11
‑
1)外部；磁致伸缩阀块(11
‑
2)的数量至少为3块，相邻两块磁致伸缩阀块(11
‑
2)形成液阻调控的阻力间隙；磁致伸缩阀块(11
‑
2)由磁致伸缩材料制成。3.根据权利要求2所述的一种磁流体压力控制阀，其特征在于，磁致伸缩阀芯(11)上设置的环形凸台有两组，每组两个；其中一组环形凸台对称设置在磁致伸缩阀块(11
‑
2)组成的圆环两端，且环形凸台和与之对应的左导流盘(7)、右导流盘(16)过渡配合；另一组环形凸台对称设置在磁致伸缩阀块(11
‑
2)组成的圆环上，并与导磁圆盘(9)过渡配合。...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱启晨，崔季，吴张永，叶淳健，叶艺明，郑权，蒋佳骏，张林忠，覃罗媛，吕飞，赵建德，杨薇，叶少波，吴金柱，高华坤，
申请(专利权)人：云南兴长江实业有限公司，
类型：发明
国别省市：