CN103185043B - 智能液体流量控制阀 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能液体流量控制阀，缸体包括有中间隔断且连为一体的上、下缸体，在所述的上缸体内设有旋转叶片，上缸体内部充满磁流变液，在上缸体的外侧缠绕有线圈，在所述的下缸体内设有上、下面分别与下缸体的上、下内壁贴合的齿轮，所述的旋转叶片和齿轮通过一轴杆连接，所述的齿轮将下缸体分为左、右缸体，在左、右缸体上分别设有进液口和出液口。本发明结构简单、方便加工，经济性强，无需手动操作，可通过调节电流大小来改变磁流变液的流动性，从而改变齿轮的转速，以达到对流量的大小以及阀两端压力大小连续的控制，又由于磁流变液的流变特性是依靠电流来控制，故其对流量大小以及阀两端压力大小的控制精准读较高。

Description

智能液体流量控制阀

技术领域

    本发明涉及一种流量控制设备，尤其涉及一种智能液体流量控制阀。

背景技术

流量控制阀简称流量阀，其包括节流阀、调速阀、溢流节流阀和分流集流阀。传统的流量阀是通过改变节流口面积或通道的长短来改变局部阻力的大小，从而实现对流量的控制，进而改变执行机构的运动速度以及阀所连接缸体内的压力大小。传统的流量阀的结构普遍比较复杂，并且其对流量变化的控制是依靠阀体内压力的变化来调节，其当缸体内部的压力当外部条件变化时，需进行一系列的反馈调节，进行多次反复，才能达到预期的流量，其调节过程调节被动且缓慢。利用纯机械来控制阀的流量以及阀两端的压力，连续性差且不智能。如果能够设计出一种结构简单实用的流量控制阀，当流量变化或者外部条件需要的情况下，可以通过程序来控制流量阀，对流量进行主动的控制，使得流量阀实现智能化；可以接受反馈也可以自行控制，可以很方便的调节流量控制阀管道中的压力大小，并使得管道的压力连续变化，若得到实施，具有很大的实用意义。随着科技的发展，磁流变液越来越多的被使用于各个领域，但在流量控制阀这一领域并没有太多的涉及。磁流变液受到电磁场而改变流动形态的特点，若被用于流量控制阀，则可以实现对流量以及管道压力控制的智能化、连续化，在实际应用中具有重要的意义。

发明内容

本发明目的就是为了弥补已有技术的缺陷，提供一种基于磁流变液特性的智能液体流量控制阀。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种智能液体流量控制阀，包括有缸体，所述的缸体包括有中间隔断且连为一体的上、下缸体，在所述的上缸体内设有旋转叶片，上缸体内部充满磁流变液，在上缸体的外侧缠绕有线圈，在所述的下缸体内设有上、下面分别与下缸体的上、下内壁贴合的齿轮，所述的旋转叶片和齿轮通过一轴杆连接，所述的齿轮将下缸体分为左、右缸体，在左、右缸体上分别设有进液口和出液口，当左缸体中有液体流入时，左、右缸体具有压力差，压力推动齿轮转动，左缸体的液体随齿轮的转动流入右缸体，齿轮的转动带动轴杆的转动，轴杆的转动带动旋转叶片的转动，当线圈没有通电时，磁流变液的性质表现为低粘度的牛顿流体特性，磁流变液的粘度最低，磁流变液对旋转叶片的转动所产生的阻力最小，齿轮的转速为最大，即流量为最大，当线圈通电流之后，在磁场的作用下，磁流变液的粘度慢慢增加，流动性变弱，磁流变液对旋转叶片的阻力不断增大，则齿轮的转速不断减小，流量不断减小，电流继续增加，当增加到某一值时，使齿轮不转动，则流量控制阀处于完全关断的状态，由于磁流变液在其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系，故可以对流量的大小进行连续的控制。

所述的旋转叶片和齿轮的内圈上均设有键槽，所述的轴杆上设有平键，轴杆与旋转叶片和齿轮通过平键连接，达到转动的同步性。

所述的轴杆的上、下端与上、下缸体之间分别通过滑动轴承连接。

所述的轴杆与上、下缸体之间的间隙处设有密封圈和密封套筒，保证良好的密封性。

本发明在使用时，上缸体的中的磁流变液的流变特性受缸体外的通电线圈所产的的感应磁场的控制。当通电线圈上电流为零时，磁流变液呈现出低粘度的牛顿流体特性；而当通电线圈上电流不断增加时，磁流变液在产生的磁场中呈现出高粘度、低流动性的Bingham体特征。随着磁流变液的粘度不断增加，旋转叶片所受的阻力不断增加，则齿轮的转速越来越慢，最终为零，则流量控制阀的流量越来越小，直至为零，则此流量控制阀为关断状态。

本发明的优点是：本发明结构简单、方便加工，经济性强，无需手动操作，可通过调节电流大小来改变磁流变液的流动性，从而改变齿轮的转速，以达到对流量的大小以及阀两端压力大小连续的控制，且这种控制是智能的，可以通过实时的反馈，也可以通过程序的设定，又由于磁流变液的流变特性是依靠电流来控制，故其对流量大小以及阀两端压力大小的控制精准读较高。

附图说明

图1为本发明的主视剖视图。

图2为本发明的主视剖面图。

图3为本发明的俯视剖面图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，一种智能液体流量控制阀，包括有缸体，所述的缸体包括有中间隔断且连为一体的上、下缸体1、2，在所述的上缸体1内设有旋转叶片3，上缸体1内部充满磁流变液4，在上缸体1的外侧缠绕有线圈5，在所述的下缸体2内设有上、下面分别与下缸体2的上、下内壁贴合的齿轮6，所述的旋转叶片3和齿轮6通过一轴杆7连接，所述的齿轮6将下缸体2分为左、右缸体8、9，在左、右缸体8、9上分别设有进液口10和出液口11，当左缸体1中有液体流入时，左、右缸体8、9具有压力差，压力推动齿轮6转动，左缸体1的液体随齿轮6的转动流入右缸体2，齿轮6的转动带动轴杆7的转动，轴杆7的转动带动旋转叶片3的转动，当线圈5没有通电时，磁流变液4的性质表现为低粘度的牛顿流体特性，磁流变液4的粘度最低，磁流变液4对旋转叶片3的转动所产生的阻力最小，齿轮6的转速为最大，即流量为最大，当线圈5通电流之后，在磁场的作用下，磁流变液4的粘度慢慢增加，流动性变弱，磁流变液4对旋转叶片3的阻力不断增大，则齿轮6的转速不断减小，流量不断减小，电流继续增加，当增加到某一值时，使齿轮不转动，则流量控制阀处于完全关断的状态，由于磁流变液4在其流变后的剪切屈服强度与磁场强度具有稳定的对应关系，故可以对流量的大小进行连续的控制。

所述的旋转叶片3和齿轮6的内圈上均设有键槽，所述的轴杆7上设有平键，轴杆7与旋转叶片3和齿轮6通过平键连接，达到转动的同步性。

所述的轴杆7的上、下端与上、下缸体1、2之间分别通过滑动轴承12连接。

所述的轴杆7与上、下缸体1、2之间的间隙处设有密封圈13和密封套筒14，保证良好的密封性。

Claims (4)

1.一种智能液体流量控制阀，其特征在于：包括有缸体，所述的缸体包括有中间隔断且连为一体的上、下缸体，在所述的上缸体内设有旋转叶片，上缸体内部充满磁流变液，在上缸体的外侧缠绕有线圈，在所述的下缸体内设有上、下面分别与下缸体的上、下内壁贴合的齿轮，所述的旋转叶片和齿轮通过一轴杆连接，所述的齿轮将下缸体分为左、右缸体，在左、右缸体上分别设有进液口和出液口，当左缸体中有液体流入时，左、右缸体具有压力差，压力推动齿轮转动，左缸体的液体随齿轮的转动流入右缸体，齿轮的转动带动轴杆的转动，轴杆的转动带动旋转叶片的转动，当线圈没有通电时，磁流变液的粘度最低，磁流变液对旋转叶片的转动所产生的阻力最小，齿轮的转速为最大，即流量为最大，当线圈通电流之后，在磁场的作用下，磁流变液的粘度慢慢增加，磁流变液对旋转叶片的阻力不断增大，则齿轮的转速不断减小，流量不断减小，电流继续增加，直到齿轮不转动。

2.根据权利要求1所述的智能液体流量控制阀，其特征在于：所述的旋转叶片和齿轮的内圈上均设有键槽，所述的轴杆上设有平键。

3.根据权利要求1所述的智能液体流量控制阀，其特征在于：所述的轴杆的上、下端与上、下缸体之间分别通过滑动轴承连接。

4.根据权利要求1所述的智能液体流量控制阀，其特征在于：所述的轴杆与上、下缸体之间的间隙处设有密封圈和密封套筒。