CN103148257B - 磁流变流量控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种流量控制阀，特别是一种通过控制阀开度实现流量控制的磁流变流量控制阀。该流量控制阀包括卡簧、上端盖、上阀体、下阀体、线圈、下推力弹簧、阀芯、推力轴、内阀体、工作腔、隔磁套筒、弹簧座、上推力弹簧、密封螺栓及多个橡胶密封圈；本发明通过控制作用在隔磁套筒及上阀体之间形成的工作腔中磁流变液的磁场强度，影响磁流变液屈服强度从而控制磁流变液对推力轴的作用力的技术方式，控制阀芯的移动的位置，获得不同的流通面积，实现对油液的流量控制。

Description

磁流变流量控制阀

技术领域

本发明涉及一种流量控制阀，特别是一种通过控制阀开度实现流量控制的磁流变流量控制阀。

背景技术

常见流量控制阀常通过控制通道流通面积的方式来控制流体的流量。传统的流量控制阀通过机械设计的方式设计多个不同的流通面积，通过切换的方式控制不同的流量，其缺点在于：机械加工精度要求高，产品一致性差；切换需要设计辅助结构，导致结构复杂；一旦设计完毕，对流量的控制则不能改变，且难以实现无级控制。随着技术的发展，要求流量控制阀要向着小型化、智能化和经济化的方向发展，这就要求流量控制阀对流通面积的控制结构要简单，能接入电控单元实现自动控制，对流量控制能实现无级化。

发明内容

本发明的目的是提供一种结构简单、制造方便、通过接入电控单元实现自动控制及对流量控制无级化的磁流变流量控制阀。

实现本发明的目的所采取的技术方案是：该流量控制阀包括卡簧、上端盖、上阀体、下阀体、线圈、下推力弹簧、阀芯、推力轴、内阀体、工作腔、隔磁套筒、弹簧座、上推力弹簧、密封螺栓及多个橡胶密封圈；所述上端盖设置于上阀体之内，上端盖上端设有卡簧，下端设有压缩状态下的上推力弹簧，使上端盖与上阀体之间的相对位置固定。上推力弹簧的下端设置于弹簧座之上，弹簧座通过螺纹连接固定于推力轴最上端；上阀体与下阀体之间通过螺纹相连接，上阀体和下阀体之间设有线圈和隔磁套筒；内阀体设置于下阀体之内，上端设置的隔磁套筒保证上阀体、下阀体及内阀体之间的相对位置固定不变；下阀体下端通孔内设有阀芯，阀芯的凸起部分下侧与下阀体相接触，阀芯的凸起部分上侧设有压缩状态下的下推力弹簧，下推力弹簧的另一端与内阀体相接触。

按照上述方案制成的磁流变流量控制阀具有如下优点：

1.本发明通过控制作用在隔磁套筒及上阀体之间形成的工作腔中磁流变液的磁场强度，影响磁流变液屈服强度从而控制磁流变液对推力轴的作用力的技术方式，控制阀芯的移动的位置，获得不同的流通面积，实现对油液的流量控制。

2.本发明采用的磁流变液屈服强度变化响应快，范围广，可以使本发明获得响应快和承压范围极大的优点。

3.本发明结构简单，制造方便，能够接入电控单元实现智能化控制，且能够实现对流量的无级化控制。

附图说明

图1是本发明整体结构示意图。

图2是将阀芯集成于推力轴下端内的本发明另一种实施方案结构示意图。

具体实施方式

由附图1所示：该磁流变流量控制阀包括：卡簧1、上端盖2、上阀体3、下阀体4、线圈5、下推力弹簧8、阀芯9、推力轴11、内阀体12、工作腔13、隔磁套筒15、弹簧座16、上推力弹簧17、密封螺栓18及多个橡胶密封圈（6、7、10、14）。所述上端盖2设置于上阀体3之内，上端盖2上端设有卡簧1，下端设有压缩状态下得上推力弹簧17，使上端盖2与上阀体3之间的相对位置固定。上推力弹簧17的下端设置于弹簧座16之上，弹簧座16通过螺纹连接固定于推力轴11最上端，推力轴11与上阀体3之间设有橡胶密封圈14。上阀体3与下阀体4之间通过螺纹相连接，上阀体3和下阀体4之间设有线圈5和隔磁套筒15。内阀体12设置于下阀体4之内，上端设置的隔磁套筒15保证上阀体3、下阀体4及内阀体12之间的相对位置固定不变。内阀体12与推力轴11之间设有橡胶密封圈7，内阀体12与下阀体4之间设有橡胶密封圈6。下阀体4下端通孔内设有阀芯9，阀芯9顶部与推力轴11相距微小的距离，阀芯9的凸起部分下侧与下阀体相接触，阀芯9的凸起部分上侧设有压缩状态下的下推力弹簧8，下推力弹簧8的另一端与内阀体12相接触。内阀体12、隔磁套筒15及上阀体3之间形成工作腔13，工作腔中注满磁流变液，推力轴11上设有注液孔11-1，通过设置于推力轴11顶端的密封螺栓18密封注液孔11-1。所述下阀体4上设有油道4-1。所述阀芯9上设有油道9-1和油孔9-2，阀芯9由下阀体4下端的通孔导向。

如图1所示，按照上述方案制成的磁流变流量控制阀工作腔13中注满磁流变液体。所注入的磁流变液在无磁场作用下变为牛顿流体状态，而在磁场作用下可在短时间（毫秒级）内表现屈服强度迅速增加，并呈现类似固体的力学性质，且这种屈服强度的变化是可逆的，即磁场一旦去除后，又变回可以流动的液体。磁流变效应可逆、迅速及易于控制的特点使得磁流变流量控制阀能够成为电气控制与机械系统中结构简单及响应快速的装置。

本发明可应用于减震器，但是本发明应用不局限于此。此处以在减震器中的使用为一应用实例，说明其工作原理。如附图1所示：磁流变流量控制阀中的线圈5与电控单元相连通，减震器中的高压油从阀芯9的油道9-1流入，下阀体4上油道4-1与减震器低压腔相连。电控单元控制线圈5中通过的电流来控制作用于工作腔13中磁流变液的磁场强度。工作腔13中磁流变液在不同磁场强度作用下自身屈服强度随之变化。工作腔13中磁流变液作用于推力轴11的作用力也不同，在未饱和的前提下，磁场强度越大，作用力越大，可有效扩大阀的工作压力范围。按照上述方案制成的磁流变流量控制阀工作时按照如下方式进行：方式一为开关模式，电控单元控制线圈5中通过的电流为零，此时工作腔13中磁流变液为牛顿流体状态，对推力轴的影响可以忽略不计；高压油从阀芯9的油道9-1流入，作用于阀芯9的上推力增大；阀芯9推动推力轴11的作用力大于上推力弹簧17推力时，阀芯9上移，设置于阀芯9上的油孔9-2与设置于下阀体4上的油道4-1连通，油液从减震器高压腔经过阀芯9及下阀体4流向减震器低压腔；一旦作用于阀芯9的上推力小于上推力弹簧17推力，阀芯9下移，减震器上下腔被切断。方式二为流量控制模式，电控单元控制线圈5中通过的电流为设定值以获得要求的磁场，此时工作腔13中磁流变液屈服强度增大，推力轴11移动受到工作腔13中磁流变液的控制；减震器压缩，下腔压力增大，作用于阀芯9的上推力增大；阀芯9推动推力轴11的作用力大于上推力弹簧17推力与工作腔13中磁流变液对推力轴11作用力之和时，阀芯9上移，设置于阀芯9上的油孔9-2与设置于下阀体4上的油道4-1连通，油液从减震器高压腔经过阀芯9及下阀体4流向减震器低压腔；阀芯9上移过程中，电控单元控制线圈5中通过的电流大小，获得不同的磁场强度，使得工作腔13中磁流变液的屈服强度变化，磁流变液作用于推力轴11上的作用力发生变化，可以控制阀芯9上移的位置而控制流通面积，从而实现对油液的流量控制。磁流变液的屈服强度变得极大时，本发明应用的承压范围可以很大。

由附图2所示：本发明实施例1中的阀芯9还可集成于推力轴11的下端，形成整体式结构形式，同时去掉弹簧8。

Claims (4)

1.一种磁流变流量控制阀，其特征在于：该流量控制阀包括卡簧、上端盖、上阀体、下阀体、线圈、下推力弹簧、阀芯、推力轴、内阀体、工作腔、隔磁套筒、弹簧座、上推力弹簧、密封螺栓及多个橡胶密封圈；所述上端盖设置于上阀体之内，上端盖上端设有卡簧，下端设有压缩状态下的上推力弹簧，使上端盖与上阀体之间的相对位置固定；上推力弹簧的下端设置于弹簧座之上，弹簧座通过螺纹连接固定于推力轴最上端；上阀体与下阀体之间通过螺纹相连接，上阀体和下阀体之间设有线圈和隔磁套筒；内阀体设置于下阀体之内，内阀体上端设置的隔磁套筒保证上阀体、下阀体及内阀体之间的相对位置固定不变；下阀体下端通孔内设有阀芯，阀芯的凸起部分下侧与下阀体相接触，阀芯的凸起部分上侧设有压缩状态下的下推力弹簧，下推力弹簧的另一端与内阀体相接触。

2.根据权利要求1所述的一种磁流变流量控制阀，其特征在于：所述内阀体、隔磁套筒及上阀体之间形成工作腔，工作腔中注满磁流变液，推力轴上设有注液孔，通过设置于推力轴顶端的密封螺栓密封注液孔，所述下阀体上设有油道。

3.根据权利要求1所述的一种磁流变流量控制阀，其特征在于：所述阀芯上设有油道及油孔，阀芯由下阀体下端的通孔导向。

4.根据权利要求1所述的一种磁流变流量控制阀，其特征在于：所述的阀芯还集成于推力轴下端，形成整体式结构形式。