一种以磁流变阀为流量控制元件的磁流变液弹射机构制造技术

本发明专利技术公开了一种以磁流变阀为流量控制元件的磁流变液弹射装置，以磁流变液作为工作介质，包括磁流变阀

【技术实现步骤摘要】
一种以磁流变阀为流量控制元件的磁流变液弹射机构


[0001]本专利技术涉及流体机械装置以及弹射
，尤其涉及一种以磁流变阀为流量控制元件的磁流变液弹射机构

技术介绍

[0002]弹射机构在工作过程中通过预先储存能量的快速释放对弹射对象进行瞬间加速，使其获得极高的初始动力，如弹射座椅
、
导弹弹射发射装置
、
飞机弹射起飞装置
、
无人机弹射装置等
。
弹射机构根据结构形式的不同，主要有火药式
、
燃气式
、
蒸汽式
、
电磁式
、
气动式
、
液压式等，火药式和燃气式弹射机构能量大
、
但燃烧不易控制且存在光
、
热信号且燃烧对设备存在污染，蒸汽式设备庞大不适宜用于小型移动式设备，电磁式弹射机构单位能量密度低，设备庞大，消耗能量大，不适宜小型移动式设备，气动式弹射能够获得较高的弹射速度，但控制性能较差
、
噪声大，液压弹射机构相较于气动弹射机构更加稳定
、
控制性能好，但对于控制元件要求过高，且结构复杂，造价高
。
[0003]现代工业对弹射机构的性能要求不断提高，主要表现在降低弹射机构的重量和提高弹射机构的可控性，能够根据指令信号快速响应，控制弹射机构的弹射速度和角度，由于技术的发展瓶颈，在重量限制严格的移动式设备上，传统气动式和液压式弹射机构已经越来越难以满足上述轻量化和智能化的要求/>。
[0004]磁流变液
(MFR)
是由微米级可磁化颗粒均匀分布于特定载体母液中形成的特殊悬浮体，磁流变液是一种可控的智能材料，其流变特性随外加磁场的改变而改变，即当无磁场作用时，磁流变液呈现低粘度的牛顿流体特性，当有磁场作用时，磁流变液的磁化颗粒沿着磁场形成链状结构，其屈服应力和表观粘度增加，磁流变液的流变特性随磁场的变化是毫秒级的且可逆的，应用上述特性，目前已经研制出多种先进器件，如汽车磁流变液减震器
、
磁流变液阻尼器
、
磁流变液制动器等
。

技术实现思路

[0005]为了解决现有液压与气动弹射技术存在的问题，本专利技术公开一种以磁流变阀为流量控制元件的磁流变液弹射装置，采用智能材料磁流变液作为工作介质，将智能材料磁流变液和液压弹射机构结合的磁流变液弹射机构，采用长阻尼大流量的磁流变阀作为磁流变液弹射机构的流量控制元件，工作过程中没有活动部件，具有阻尼通道长
、
结构简单
、
响应速度快
、
控制灵活的优势，有利于弹射机构的轻量化和快速控制
。
[0006]所采用的方案是，一种以磁流变阀为流量控制元件的磁流变液弹射装置，以磁流变液作为工作介质，包括磁流变阀
、
第一两位三通电磁换向阀
、
插装阀
、
液压泵
、
活塞式蓄能器
、
柱塞缸
、
第二两位三通电磁换向阀
、
溢流阀
、
油箱和控制器；油箱内装有磁流变液，油箱与液压泵通过管道连接；液压泵的出口分别与活塞式蓄能器的入口
、
第一两位三通电磁换向阀的
A
口
、
第二两位三通电磁换向阀的
P
口以及插装阀的
A
口连通，第一两位三通电磁换向阀的
P
口与溢流阀入口连通，第一两位三通电磁换向阀的
T
口与油箱连通；插装阀的
B
口与磁
流变阀连通，插装阀的
X
口与第二两位三通电磁换向阀连通，插装阀的打开由第二两位三通电磁换向阀控制；磁流变阀与柱塞缸通过管道连接；管道内流有磁流变液；柱塞缸的外侧安装弹簧装置，弹簧装置的一端安装在柱塞缸的外侧，另一端与柱塞相配合；磁流变阀与控制器通过电线连接
。
[0007]磁流变阀，包括外壳体
、
上端盖
、
下端盖
、
上导磁环
、
上隔磁环
、
下导磁环
、
下隔磁环
、
中部导磁环
、
铁芯；外壳体的一端安装上端盖，另一端安装下端盖；上端盖和下端盖上分别安装有接头，一端的接头通过管道与插装阀连接，另一端的接头通过管道与柱塞缸的内部相连通；
[0008]铁芯呈中空状，位于磁流变阀的中心；铁芯与外壳体之间至上而下依次套设有上导磁环
、
中部导磁环和下导磁环；上导磁环与中部导磁环之间套设有第一线圈，第一线圈的内侧与铁芯之间套设有上隔磁环；中部导磁环与下导磁环之间套设有第二线圈，第二线圈的内侧与铁芯之间套设有下隔磁环；上导磁环与铁芯之间有间隙，为第一阻尼通道；中部导磁环与铁芯之间有间隙，为第二阻尼通道；下导磁环与铁芯之间有间隙，为第三阻尼通道；
[0009]上端盖和下端盖结构相同，上端盖的中间设有凸起的轴部；轴部的四周布有若干个流液孔；磁流变液经接头
、
上端盖的流液孔到达第一阻尼通道
、
第二阻尼通道和第三阻尼通道，从下端盖的流液孔
、
另一接头流出；
[0010]铁芯的上下两端分别开有第一沉孔，定位套分别安装在第一沉孔中，定位套的一端开有第二沉孔，上端盖的轴部呈凸起状，轴部顶紧第二沉孔；下端盖与铁芯的配合方式，与上端盖与铁芯的配合方式相同；
[0011]上端盖和下端盖分别通过螺钉与外壳体固定，使铁芯被夹紧并定位于磁流变阀内部的中间；
[0012]外壳体上开有第一通孔和第二通孔；外部电源线通过第一通孔与第一线圈相连接，给第一线圈通电；外部电源线通过第二通孔与第二线圈相连接，给第二线圈通电；
[0013]通过控制第一线圈和第二线圈的电流，改变第一阻尼通道
、
第二阻尼通道和第三阻尼通道内磁流变液的流变特性，从而控制弹射时流经磁流变阀的流量，实现对弹射速度的控制
。
[0014]进一步的，柱塞缸内的柱塞上安装有位移传感器，位移传感器与控制器连接
。
[0015]一种以磁流变阀为流量控制元件的磁流变液弹射装置，工作流程如下：
[0016]弹射前，第一两位三通电磁换向阀得电，其所控制的溢流阀限制管道内的最高压力；第二两位三通电磁换向阀不得电，插装阀不通，启动液压泵，油箱内的磁流变液由液压泵向活塞式蓄能器充液，压缩活塞式蓄能器内的气体，活塞式蓄能器进行蓄能，活塞式蓄能器采用定容式结构，其充液体积由柱塞缸的柱塞直径和工作行程决定，每次充液的体积是固定的，充液完毕后，第二两位三通电磁换向阀得电，控制插装阀的打开，活塞式蓄能器内的高压气体推动活塞将磁流变液排出，磁流变液通过插装阀和磁流变阀快速进入柱塞缸，推动柱塞，实现弹射，此时柱塞缸外侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种以磁流变阀为流量控制元件的磁流变液弹射装置，以磁流变液作为工作介质，其特征在于包括磁流变阀
、
第一两位三通电磁换向阀
、
插装阀
、
液压泵
、
活塞式蓄能器
、
柱塞缸
、
第二两位三通电磁换向阀
、
溢流阀
、
油箱和控制器；油箱内装有磁流变液，油箱与液压泵通过管道连接；液压泵的出口分别与活塞式蓄能器的入口
、
第一两位三通电磁换向阀的
A
口
、
第二两位三通电磁换向阀的
P
口以及插装阀的
A
口连通，第一两位三通电磁换向阀的
P
口与溢流阀入口连通，第一两位三通电磁换向阀的
T
口与油箱连通；插装阀的
B
口与磁流变阀连通，插装阀的
X
口与第二两位三通电磁换向阀连通，插装阀的打开由第二两位三通电磁换向阀控制；磁流变阀与柱塞缸通过管道连接；管道内流有磁流变液；柱塞缸的外侧安装弹簧装置，弹簧装置的一端安装在柱塞缸的外侧，另一端与柱塞相配合；磁流变阀与控制器通过电线连接；其中，所述的磁流变阀，包括外壳体
、
上端盖
、
下端盖
、
上导磁环
、
上隔磁环
、
下导磁环
、
下隔磁环
、
中部导磁环
、
铁芯；外壳体的一端安装上端盖，另一端安装下端盖；上端盖和下端盖上分别安装有接头，一端的接头通过管道与插装阀出口连接，另一端的接头通过管道与柱塞缸的内部相连通；所述的铁芯呈中空状，位于磁流变阀的中心；铁芯与外壳体之间至上而下依次套设有上导磁环
、
中部导磁环和下导磁环；上导磁环与中部导磁环之间套设有第一线圈，第一线圈的内侧与铁芯之间套设有上隔磁环；中部导磁环与下导磁环之间套设有第二线圈，第二线圈的内侧与铁芯之间套设有下隔磁环；上导磁环与铁芯之间有间隙，为第一阻尼通道；中部导磁环与铁芯之间有间隙，为第二阻尼通道；下导磁环与铁芯之间有间隙，为第三阻尼通道；所述的上端盖和下端盖结构相同，上端盖的中间设有凸起的轴部；轴部的四周布有若干个流液孔；磁流变液经上端盖上的接头
、
上端盖的流液孔到达第一阻尼通道
、
第二阻尼通道和第三阻尼通道，从下端盖的流液孔
、
下端盖上的接头流出；所述的铁芯的上下两端分别开有第一沉孔，定位套分别安装在第一沉孔中，定位套的一端开有第二沉孔，上端盖的轴部呈凸起状，轴部顶紧第二沉孔；下端盖与铁芯的配合方式，与上端盖与铁芯的配合方式相同；所述的上端盖和下端盖分别通过螺钉与外壳体固定，使铁芯被夹紧并定位于磁流变阀内部的中间；所述的外壳体上开有第一通孔和第二通孔；外部电源线通过第一通孔与第一线圈相连接，给第一线圈通电；外部电源线通过第二通孔与第二线圈相连接，给第二线圈通电；通过控制第一线圈和第二线圈的电流，改变第一阻尼通道
、
第二阻尼通道和第三阻尼通道内磁流变液的流变特性，从而控制弹射时流经磁流变阀的流量，实现对弹射速度的控制
。2.
根据权利要求1所述的一种以磁流变阀为流量控制元件的...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵伟，姜永旗，胡红生，欧阳青，
申请(专利权)人：嘉兴学院，
类型：发明
国别省市：