CN106168306A - 一种基于磁流变效应的减压阀 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于磁流变效应的减压阀。主要在精密液压控制系统中用来减低液压系统中某一回路的油液压力。装置包括阀体、密封圈、磁流变液、隔离圈、导阀芯、电磁线圈、主阀芯、弹簧。所述阀体内部开有两个腔室，所述导阀芯与上腔室配合，并与上腔室左边部分内表面形成移动副，所述主阀芯与下腔室配合，并与下腔室内表面形成移动副；所述导阀芯开有环槽，电磁线圈绕在此环槽中，导阀芯与上腔室右边部分内表面成间隙配合，所述磁流变液充满于此间隙，并通过密封圈密封，通过隔离圈将磁流变液与电磁线圈隔离；所述主阀芯内部中空，所述弹簧安装在此空间，弹簧两头分别与阀体和主阀芯固定。

Description

一种基于磁流变效应的减压阀

技术领域

本发明涉及一种减压阀，尤其是涉及一种基于磁流变效应的减压阀。

背景技术

液压执行系统不仅广泛用于民用机械加工、车辆和建筑行业，而在航天、航空以及军工产品中也得到了广泛的应用。液压控制阀作为液压执行器的核心控制单元之一，一直直接影响到液压执行器的静态特性、动态特性以及其工作可靠性。传统的液压控制阀内部由于存在较多的活动机械部件，不仅结构复杂、体积大、加工要求高、容易磨损、成本高，而且还存在不易控制、响应慢、工作噪声大、工作可靠性不高等问题。因此寻求一种结构简单、动作可靠、易于控制、响应快的液压控制阀是液压执行器急于解决的问题。

磁流变液是由微米级铁磁性颗粒、基液、添加剂组成。在零磁场强度条件下，磁流变液表现为流动性好，黏度低的New ton流体，当有外加磁场的条件下，磁流变液瞬时(毫秒量级)向高黏度、低流动性的Bingham流体过渡。研究表明磁流变液的剪切屈服应力可达到50-100KP，工作温度范围在-40℃-150℃之间，磁流变液的可逆循环变化次数大约为300万次。

工作在剪切模式下，磁流变液的阻尼力可以用以下公式计算：

$F_S=\frac{\mathrm{\π}\mathrm{\η}DL}{h}v+{\mathrm{\πDL\τ}}_y\mathrm{sgn}\left(v\right)$

式中：η为和磁场强度无关的液体屈服后黏度(实测的屈服后剪切应力的斜率)；v为流体的剪切应变率：τ_y为磁致剪切屈服应力；sgn(v)考虑到活塞的往复运动。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于磁流变效应的减压阀。装置主要在精密液压控制系统中用来减低液压系统中某一回路的油液压力，通过控制流入电磁线圈中电流的大小来调节磁流变液的剪切屈服应力，进而对能迫使导阀芯达到屈服的压力进行无极调节，具有结构简单、动作可靠、易于控制、响应快等优点。

为了有效的实现如上所述的功能与特点，本发明是按如下方式来实现的：该装置主要是由阀体，密封圈，磁流变液，隔离圈，导阀芯，电磁线圈，主阀芯，弹簧组成。阀体内部开有两个腔室，导阀芯与上腔室配合，并与上腔室左边部分内表面形成移动副，主阀芯与下腔室配合，并与下腔室内表面形成移动副；导阀芯开有环槽，电磁线圈绕在此环槽中，导阀芯与上腔室右边部分内表面成间隙配合，磁流变液充满于此间隙，并通过密封圈密封，通过隔离圈将磁流变液与电磁线圈隔离；主阀芯内部中空，弹簧安装在此空间，弹簧两头分别与阀体和主阀芯固定。

本发明所述的一种基于磁流变效应的减压阀的积极效果在于：主要用于精密液压控制系统中对液压系统定压或进行安全保护，通过控制流入电磁线圈中电流的大小来调节磁流变液的剪切屈服应力，进而对能迫使导阀芯达到屈服的压力进行无极调节，具有结构简单、动作可靠、易于控制、响应快等优点。

附图说明

图1为本发明一种基于磁流变效应的减压阀的内部结构原理示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步详细说明。

如图1所示，本发明一种基于磁流变效应的减压阀，该装置主要由阀体1、密封圈2、磁流变液3、隔离圈4、导阀芯5、电磁线圈6、主阀芯8、弹簧9组成。阀体1内部开有两个腔室，导阀芯5与上腔室配合，并与上腔室左边部分内表面形成移动副，主阀芯8与下腔室配合，并与下腔室内表面形成移动副；导阀芯5开有环槽，电磁线圈6绕在此环槽中，导阀芯5与上腔室右边部分内表面成间隙配合，磁流变液3充满于此间隙，并通过密封圈2密封，通过隔离圈4将磁流变液3与电磁线圈6隔离；主阀芯8内部中空，弹簧9安装在此空间，弹簧9两头分别与阀体1和主阀芯8固定。

电磁线圈6通有一定强度的电流，从而在阀体1、磁流变液3以及导阀芯5之间形成封闭的磁回路7，使得磁流变液3具有一定的剪切屈服应力，当油液通过如图1箭头所示的阀门入口流入，油液再通过如图1箭头所示的阀门出口流出的同时，有一小部分油液通过阻尼空c流出，从而对端面b产生一个液压力，当此液压力小于能够迫使导阀芯5产生运动的压力时，导阀芯5保持静止状态，油液不产生溢流，但当入口处的油液压力增大，从而使得对端面b产生的液压力大于能够迫使导阀芯5产生运动的压力时，推动导阀芯5运动，油液从a口溢流，从而降低油液的流通压力。并且可以通过控制流入电磁线圈6中的电流的大小来控制磁流变液3的剪切屈服应力，进而控制能够迫使导阀芯5产生运动的压力，对其进行无极调节。

Claims (1)

1.一种基于磁流变效应的减压阀，该减压阀主要由阀体、密封圈、磁流变液、隔离圈、导阀芯、电磁线圈、主阀芯、弹簧组成；其特征在于：所述阀体(1)内部开有两个腔室，所述导阀芯(5)与上腔室配合，并与上腔室左边部分内表面形成移动副，所述主阀芯(8)与下腔室配合，并与下腔室内表面形成移动副；所述导阀芯(5)开有环槽，电磁线圈(6)绕在此环槽中，导阀芯(5)与上腔室右边部分内表面成间隙配合，所述磁流变液(3)充满于此间隙，并通过密封圈(2)密封，通过隔离圈(4)将磁流变液(3)与电磁线圈(6)隔离；所述主阀芯(8)内部中空，所述弹簧(9)安装在此空间，弹簧(9)两头分别与阀体(1)和主阀芯(8)固定。