CN103899827B - 一种紧凑型双向作用流量控制阀 - Google Patents

一种紧凑型双向作用流量控制阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种紧凑型双向作用流量控制阀，主要包括阀体1，与阀体1固定连接的上端盖13和阀芯4，与阀体1同轴的线圈2和隔磁套筒3，嵌套在阀芯4内部的推力杆5；在上端盖13和推力杆5形成的空腔内，从上到下依次安装有上极板11、磁流变弹性体10和下极板9；与推力杆5下部轴肩固定连接有活塞8；推力杆5底部设有下油口A，阀体1底部侧壁上设有上油口B。本发明能够通过控制磁场的强度来实现流量连续控制和开阀压力控制，它不仅能够根据外部使用条件改变开阀压力的大小，而且通过一套进出口实现油液的双向流动。其响应速度快，压力调节范围广，结构非常紧凑，体积小，成本相对低廉，加工方便。

Description

一种紧凑型双向作用流量控制阀
技术领域
本发明涉及一种紧凑型双向作用流量控制阀，这种流量控制阀能通过控制磁场强度实现流量的连续控制和开阀压力的大小的控制，而且通过一套进出口实现油液的双向流动。
背景技术
阻尼器的使用越来越广泛，阀系是决定阻尼器特性的关键部件，其性能直接决定阻尼器的特性。传统的机械式阀系通过叠加的阀片开闭实现流量的控制，但是需要精密的阀片设计才能实现特定的阻尼特性，加工复杂。随着科技的发展，阻尼器向精密化、微型化方向发展，这就要求我们设计更加紧凑的阀系来实现流量的准确控制。
磁流变弹性体在磁场作用下常表现为线性粘弹性体的动力学特性,即其性能介于线弹性体和线性粘性流体之间。使用磁流变固体材料的明显优点是颗粒不会随时间而沉降,也不需要将磁流变材料保持在工作位置的密封装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够通过控制磁场的强度来实现流量连续控制和开阀压力控制的紧凑型双向作用流量控制阀，它不仅能够根据外部使用条件改变开阀压力的大小，而且通过一套进出口实现油液的双向流动。
为解决上述技术问题，结合附图对本发明所采用的技术方案介绍如下：
一种紧凑型双向作用流量控制阀，主要包括阀体1，与阀体1固定连接的上端盖13和阀芯4，与阀体1同轴的线圈2和隔磁套筒3，嵌套在阀芯4内部的推力杆5；
在上端盖13和推力杆5形成的空腔内，从上到下依次安装有上极板11、磁流变弹性体10和下极板9；
与推力杆5下部轴肩固定连接有活塞8；
推力杆5底部设有下油口A，阀体1底部侧壁上设有上油口B；
其中，由于工作过程中上极板11、磁流变弹性体10、下极板9和推力杆5不承受拉力，所以它们之间可以利用粘性剂胶连在一起，并靠上端盖13和垫片12调整预压；如果不进行粘结，也可以通过在阀芯4的上端面和上端盖13上设置轴肩实现轴向定位。
上极板11和下极板9用于形成闭合的磁路，并且在磁流变弹性体10变形时起导向作用。
上端盖13和阀体1之间安装有垫片12，用于调整磁流变弹性体10的预紧力，并且上端盖13和阀芯4上开有通气孔C，这样可以保证控制阀在工作过程中内部气压保持不变。
活塞8上设有密封槽，并且装有内密封圈6，以防止工作时油液从上油口B口处进入活塞8的上腔，使得压力降低。
阀体1底部安装有外密封圈7，用于阀体1与其他部件装配时的密封；
优选地，通气孔C的出口安装有防尘罩14；
可选地，磁流变弹性体10可以由磁流变囊代替，所述的磁流变囊为内部密封有磁流变液的柔性囊。
本发明的工作过程如下：
利用线圈2控制磁场的强度，进而控制磁流变弹性体10的刚度，本发明适合于各种需要流量控制的设备中。
如图2所示，当下油口A为进油口、上油口B为出油口时，在压力的作用下，高压油液从下油口A进入，此时与推力杆5相连的磁流变弹性体10在压力的作用下产生压缩变形，于是下油口A逐渐上移直至被打开，油液从上油口B流出。随着压力的增大，下油口A的开度逐渐增大，从而实现流量的连续调节。
线圈3在电控单元的作用下产生磁场，磁流变弹性体10的刚度在未饱和之前随着磁场强度的增加逐渐增大，磁流变弹性体10作用于推力杆5上的作用力也逐渐增大，从而实现下油口A的开阀压力的控制，进而实现阻尼大小的控制。
如图3所示，当下油口A处的油液压力减小时，推力杆5在磁流变弹性体10的自身弹性作用下复位，截止下油口A的油液。
如图4所示，当上油口B为进油口、下油口A为出油口时，在压力的作用下，高压油液从上油口B进入，此时活塞8的下表面承受油液压力，进而将压力传递至推力杆5，进而压缩磁流变弹性体10，磁流变弹性体10在压力的作用下产生压缩变形，于是下油口A逐渐上移直至被打开，油液从下油口A流出。随着压力的增大，上油口B的开度逐渐增大，从而实现流量的连续调节。
线圈3在电控单元的作用下产生磁场，磁流变弹性体10的刚度在未饱和之前随着磁场强度的增加逐渐增大，磁流变弹性体10作用于活塞8上的作用力也逐渐增大，从而实现上油口B的开阀压力的控制，进而实现阻尼大小的控制。
如图5所示，当上油口B处的油液压力减小时，推力杆5和活塞8在磁流变弹性体10的自身弹性作用下复位，截止上油口B的油液。
本发明的有益效果在于：
本发明能够通过磁场强度控制实现不同的开阀压力，其响应速度快，压力调节范围广，实现流量连续控制，且通过一套进出油口实现油液的双向流动，其结构非常紧凑，体积小，成本相对低廉，加工方便。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为下油口A与上油口B正向接通时的示意图；
图3为下油口A与上油口B正向截止时的示意图；
图4为上油口B与下油口A反向接通时的示意图；
图5为上油口B与下油口A反向截止时的示意图。
图中：
1、阀体；2、线圈；3、隔磁套筒；4、阀芯；5、推力杆；
6、内密封圈；7、外密封圈；8、活塞；9、下极板；
10、磁流变弹性体；11、上极板；12、垫片；13、上端盖；
14、防尘罩；
A、下油口；B、上油口；D、出气孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细介绍。
如图1所示，本发明的一种紧凑型双向作用流量控制阀，主要包括阀体1，与阀体1固定连接的上端盖13和阀芯4，与阀体1同轴的线圈2和隔磁套筒3，嵌套在阀芯4内部的推力杆5；
在上端盖13和推力杆5形成的空腔内，从上到下依次安装有上极板11、磁流变弹性体10和下极板9；
与推力杆5下部轴肩固定连接有活塞8；
推力杆5底部设有下油口A，阀体1底部侧壁上设有上油口B；
其中，由于工作过程中上极板11、磁流变弹性体10、下极板9和推力杆5不承受拉力，所以它们之间可以利用粘性剂胶连在一起，并靠上端盖13和垫片12调整预压；如果不进行粘结，也可以通过在阀芯4的上端面和上端盖13上设置轴肩实现轴向定位。
上极板11和下极板9用于形成闭合的磁路，并且在磁流变弹性体10变形时起导向作用。
上端盖13和阀体1之间安装有垫片12，用于调整磁流变弹性体10的预紧力，并且上端盖13和阀芯4上开有通气孔C，这样可以保证控制阀在工作过程中内部气压保持不变。
活塞8上设有密封槽，并且装有内密封圈6，以防止工作时油液从上油口B口处进入活塞8的上腔，使得压力降低。
阀体1底部安装有外密封圈7，用于阀体1与其他部件装配时的密封；
优选地，通气孔C的出口安装有防尘罩14；
可选地，磁流变弹性体10可以由磁流变囊代替，所述的磁流变囊为内部密封有磁流变液的柔性囊。
本发明的工作过程如下：
利用线圈2控制磁场的强度，进而控制磁流变弹性体10的刚度，本发明适合于各种需要流量控制的设备中。
如图2所示，当下油口A为进油口、上油口B为出油口时，在压力的作用下，高压油液从下油口A进入，此时与推力杆5相连的磁流变弹性体10在压力的作用下产生压缩变形，于是下油口A逐渐上移直至被打开，油液从上油口B流出。随着压力的增大，下油口A的开度逐渐增大，从而实现流量的连续调节。
线圈3在电控单元的作用下产生磁场，磁流变弹性体10的刚度在未饱和之前随着磁场强度的增加逐渐增大，磁流变弹性体10作用于推力杆5上的作用力也逐渐增大，从而实现下油口A的开阀压力的控制，进而实现阻尼大小的控制。
如图3所示，当下油口A处的油液压力减小时，推力杆5在磁流变弹性体10的自身弹性作用下复位，截止下油口A的油液。
如图4所示，当上油口B为进油口、下油口A为出油口时，在压力的作用下，高压油液从上油口B进入，此时活塞8的下表面承受油液压力，进而将压力传递至推力杆5，进而压缩磁流变弹性体10，磁流变弹性体10在压力的作用下产生压缩变形，于是下油口A逐渐上移直至被打开，油液从下油口A流出。随着压力的增大，上油口B的开度逐渐增大，从而实现流量的连续调节。
线圈3在电控单元的作用下产生磁场，磁流变弹性体10的刚度在未饱和之前随着磁场强度的增加逐渐增大，磁流变弹性体10作用于活塞8上的作用力也逐渐增大，从而实现上油口B的开阀压力的控制，进而实现阻尼大小的控制。
如图5所示，当上油口B处的油液压力减小时，推力杆5和活塞8在磁流变弹性体10的自身弹性作用下复位，截止上油口B的油液。

Claims (8)

1.一种紧凑型双向作用流量控制阀，包括阀体(1)，与阀体(1)固定连接的上端盖(13)和阀芯(4)，其特征在于：
还包括与阀体(1)同轴的线圈(2)和隔磁套筒(3)，嵌套在阀芯(4)内部的推力杆(5)；
在所述的上端盖(13)和推力杆(5)形成的空腔内，从上到下依次安装有上极板(11)、磁流变弹性体(10)和下极板(9)；
与所述的推力杆(5)下部轴肩固定连接有活塞(8)；
所述的推力杆(5)底部设有下油口(A)，阀体(1)底部侧壁上设有上油口(B)。
2.根据权利要求1所述的一种紧凑型双向作用流量控制阀，其特征在于：
所述的上极板(11)和下极板(9)形成闭合的磁路，并对磁流变弹性体(10)的变形进行导向。
3.根据权利要求1所述的一种紧凑型双向作用流量控制阀，其特征在于：
所述的上端盖(13)和阀体(1)之间安装有垫片(12)，调整磁流变弹性体(10)的预紧力。
4.根据权利要求1所述的一种紧凑型双向作用流量控制阀，其特征在于：
所述的上端盖(13)和阀芯(4)上开有通气孔(C)。
5.根据权利要求1所述的一种紧凑型双向作用流量控制阀，其特征在于：
所述的活塞(8)上设有密封槽，并且装有内密封圈(6)。
6.根据权利要求1所述的一种紧凑型双向作用流量控制阀，其特征在于：
所述的阀体(1)底部安装有外密封圈(7)。
7.根据权利要求4所述的一种紧凑型双向作用流量控制阀，其特征在于：
所述的上端盖(13)上的通气孔(C)的出口安装有防尘罩(14)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的一种紧凑型双向作用流量控制阀，其特征在于：
所述的磁流变弹性体(10)由磁流变囊代替，所述的磁流变囊为内部密封有磁流变液的柔性囊。
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