CN108561613A - 一种带快退回路的磁流变阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种带快退回路的磁流变阀，主要由阀体、绕线架、励磁线圈、阀芯、弹簧、弹簧座及锥阀芯组成。阀芯、阀体及绕线架间的环形间隙构成液流通道A，阀芯、弹簧座、弹簧及锥阀芯构成单向阀，其间隙形成液流通道B。励磁线圈导电时，环形间隙内形成垂直于液流方向的磁场，磁流变液流经液流通道A后，其压力降低，大小与电流有关。液流从左侧向右侧流动时，单向阀在压差作用下关闭，液流通道B关闭，液流通过液流通道A流向右侧；当液流从右侧向左侧流动时，单向阀在压差作用下打开，液流通道B打开，液流通过液流通道B快速流向左侧，实现了在不改变励磁线圈电流的情况下，液流快速反向流动。本发明适用于空载快速回退的阀控缸系统。

Description

一种带快退回路的磁流变阀
技术领域
本发明涉及一种磁流变阀，尤其涉及一种带快退回路的磁流变阀。
背景技术
磁流变阀是以磁流变液为工作介质的一种新型液压控制阀。磁流变液是一种智能流体，在磁场作用下，能从自由流动的牛顿流体瞬间转变为具有一定剪切屈服强度的粘塑性体；撤去磁场后又能恢复为自由流动的牛顿流体。磁流变阀的压力和流量可通过控制外加电流大小进行控制。与传统液压控制阀相比，其结构简单、加工成本低、响应速度快、噪声小、能耗小、工作稳定可靠，且利于智能控制的实现，具有良好的应用前景。
工程应用中，磁流变液液流需快速反向流动时，通常采取两种方式进行实现。一是利用控制器监测液流运动方向，液流反向时，撤去磁流变阀中励磁电流，其控制系统复杂；第二是并联单向阀，但这种结构设计占用空间大。
基于此，本发明提出一种带快退回路的磁流变阀，能在不改变励磁线圈电流的情况下，实现液流快速反向流动。
发明内容
为了克服背景技术所述磁流变阀工作时的不足并满足工程应用要求，本发明提出一种带快退回路的磁流变阀。该磁流变阀的阀芯外圆周表面与左阀体、右阀体及绕线架围成的内圆周表面之间的环形间隙构成液流通道A；阀芯、弹簧座、弹簧及锥阀芯共同组成单向阀；阀芯中间加工的液流通道与锥阀芯、弹簧座加工的液流通道形成液流通道B。左阀体、右阀体、阀芯、液流通道A构成磁场回路。励磁线圈中通入电流时，环形间隙内形成垂直于液流方向的闭合磁场，磁流变液流经液流通道A后，其压力降低，大小与电流有关。当液流从左侧向右侧流动时，单向阀在弹簧力作用下关闭，液流通道B关闭，液流通过液流通道A流向右侧；当液流从右侧向左侧流动时，单向阀在压差作用下打开，液流通道B打开，液流通过液流通道B快速流向左侧，从而实现了在不改变励磁线圈电流情况下，液流快速反向流动。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括：左阀体(1)、左定位块(2)、阀芯(3)、励磁线圈(4)、绕线架(5)、右定位块(6)、右阀体(7)、锥阀芯(8)、弹簧(9)及弹簧座(10)；左定位块(2)左端面与左阀体(1)阶梯面(101)贴合，左定位块(2)右端面分别与阀芯(3)左端面及弹簧座(10)阶梯面(1001)贴合；左定位块(2)外圆周表面与左阀体(1)内圆周表面过盈配合；弹簧座(10)右侧插入阀芯(3)中心孔中，其左侧插入左定位块(2)中心孔中；弹簧座(10)阶梯面(1002)与阀芯(3)阶梯面(301)贴合；弹簧(9)左端面与弹簧座(10)阶梯面(1003)贴合，其右端面与锥阀芯(8)阶梯面(801)贴合；锥阀芯(8)的锥面(802)在弹簧(9)的作用下紧贴阀芯(3)的锐边(302)，形成线密封；绕线架(5)中间加工有圆形通孔，其外表面加工有圆环形凹槽；励磁线圈(4)缠绕于绕线架(5)外表面圆环形凹槽内，其引线通过左阀体(1)的引线孔引出；绕线架(5)左端面与左阀体(1)阶梯面(102)贴合，并通过密封圈进行密封；绕线架(5)右端面与右阀体(7)阶梯面(701)贴合，并通过密封圈进行密封；阀芯(3)右侧插入右定位块(6)中心孔中；右定位块(6)右端面紧贴右阀体(7)台阶面(702)；左阀体(1)与右阀体(7)通过螺钉轴向固定连接；阀芯(3)外圆周表面与左阀体(1)、右阀体(7)及绕线架(5)围成的内圆周表面之间的环形间隙构成液流通道A；阀芯(3)中间加工的液流通道与锥阀芯(8)、弹簧座(10)加工的液流通道共同形成液流通道B；液流通道A与液流通道B为并联关系；阀芯(3)、弹簧座(10)、弹簧(9)及锥阀芯(8)共同组成单向阀；当液流从左侧向右侧流动时，在弹簧力的作用下，锥阀芯(8)的锥面(802)紧贴阀芯(3)的锐边(302)，单向阀关闭，液流通道B也关闭，此时液流通过液流通道A流向右侧；当液流从右侧向左侧流动时，右侧压力大于弹簧(9)产生的弹簧力，单向阀在压差作用下打开，液流通道B打开；此时液流通过液流通道B快速流向左侧，从而实现了在不改变励磁线圈(4)电流情况下，液流快速反向流动。左阀体(1)、阀芯(3)、右阀体(7)由导磁材料制成；励磁线圈(4)产生的磁力线从阀芯(3)出发，经过液流通道A和左阀体(1)到达右阀体(7)，接着通过液流通道A返回阀芯(3)，并在阀芯(3)处形成闭合回路；励磁线圈(4)中通入电流时，环形间隙内形成垂直于液流方向的磁场，磁流变液流经液流通道A后，磁流变阀左右两侧产生可控压差，压差大小与电流有关。
本发明与背景技术相比，具有的有益效果是：
(1) 本发明磁流变阀的阀芯外圆周表面与左阀体、右阀体及绕线架围成的内圆周表面之间的环形间隙构成液流通道A；阀芯、弹簧座、弹簧及锥阀芯共同组成单向阀；阀芯中间加工的液流通道与锥阀芯、弹簧座加工的液流通道形成液流通道B。液流通道A与液流通道B为并联关系。左阀体、右阀体、阀芯、液流通道A构成磁场回路。励磁线圈中通入电流时，环形间隙内形成垂直于液流方向的闭合磁场。
(2) 本发明磁流变阀液流从左侧向右侧流动时，单向阀在弹簧力作用下关闭，液流通道B关闭，液流通过液流通道A流向右侧，其压差可通过调节励磁线圈中电流大小进行调节。当液流从右侧向左侧流动时，锥阀芯在压差作用下克服弹簧力向左移动，此时单向阀打开，从而液流通道B打开；液流通过液流通道B快速流向左侧，在不改变励磁线圈中电流大小的情况下，可实现液流的快速换向。
(3) 本发明结构紧凑，占用空间小。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是本发明左阀体剖面图。
图3是本发明阀芯剖面图。
图4是本发明右阀体剖面图。
图5是本发明锥阀芯剖面图。
图6是本发明弹簧座剖面图。
图7是本发明磁力线分布图。
图8是本发明单向阀打开图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明：
图1所示为本发明结构示意图。本发明包括：左阀体(1)、左定位块(2)、阀芯(3)、励磁线圈(4)、绕线架(5)、右定位块(6)、右阀体(7)、锥阀芯(8)、弹簧(9)及弹簧座(10)。
图2是本发明左阀体剖面图。左阀体(1)内部加工的阶梯孔形成阶梯面(101)和阶梯面(102)。
图3是本发明阀芯剖面图。阀芯(3)内部加工的阶梯孔形成阶梯面(301)和锐边(302)。
图4是本发明右阀体剖面图。右阀体(7)内部加工的阶梯孔形成阶梯面(701)和阶梯面(702)。
图5是本发明锥阀芯剖面图。锥阀芯(8)内部加工的阶梯孔形成阶梯面(801)，外部加工有锥面(802)。
图6是本发明弹簧座剖面图。弹簧座(10)外部加工的外圆面形成阶梯面(1001)和阶梯面(102)，内部加工的阶梯孔形成阶梯面(1003)。
图7所示为本发明磁力线分布图，励磁线圈(4)产生的磁力线从阀芯(3)出发，经过液流通道A和左阀体(1)到达右阀体(7)，接着通过液流通道A返回阀芯(3)，并在阀芯(3)处形成闭合回路。
图8所示为本发明单向阀打开图。阀芯(3)、弹簧座(10)、弹簧(9)以及锥阀芯(8)共同组成单向阀。当液流从右侧向左侧流动时，锥阀芯(8)在压差作用下克服弹簧力向左移动，此时单向阀打开，从而液流通道B打开。
本发明工作原理如下：
阀芯外圆周表面与左阀体、右阀体及绕线架间围成的内圆周表面之间的环形间隙构成液流通道A，阀芯、弹簧座、弹簧及锥阀芯共同组成单向阀，并形成液流通道B。左阀体、右阀体、阀芯及液流通道A构成封闭的磁场回路。励磁线圈中通入电流时，环形间隙内形成垂直于液流方向的磁场，磁流变液流经液流通道A后，磁流变阀左右两侧产生可控压差，压差大小与电流有关。当液流从左侧向右侧流动时，单向阀在弹簧力作用下关闭，液流通道B关闭，液流通过液流通道A流向右侧；当液流从右侧向左侧流动时，单向阀在压差作用下打开，液流通道B打开，液流通过液流通道B快速流向左侧，实现了在不改变励磁线圈电流的情况下，液流快速反向流动。

Claims (2)

1.一种带快退回路的磁流变阀，其特征在于包括：左阀体(1)、左定位块(2)、阀芯(3)、励磁线圈(4)、绕线架(5)、右定位块(6)、右阀体(7)、锥阀芯(8)、弹簧(9)及弹簧座(10)；左定位块(2)左端面与左阀体(1)阶梯面(101)贴合，左定位块(2)右端面分别与阀芯(3)左端面及弹簧座(10)阶梯面(1001)贴合；左定位块(2)外圆周表面与左阀体(1)内圆周表面过盈配合；弹簧座(10)右侧插入阀芯(3)中心孔中，其左侧插入左定位块(2)中心孔中；弹簧座(10)阶梯面(1002)与阀芯(3)阶梯面(301)贴合；弹簧(9)左端面与弹簧座(10)阶梯面(1003)贴合，其右端面与锥阀芯(8)阶梯面(801)贴合；锥阀芯(8)的锥面(802)在弹簧(9)的作用下紧贴阀芯(3)的锐边(302)，形成线密封；绕线架(5)中间加工有圆形通孔，其外表面加工有圆环形凹槽；励磁线圈(4)缠绕于绕线架(5)外表面圆环形凹槽内，其引线通过左阀体(1)的引线孔引出；绕线架(5)左端面与左阀体(1)阶梯面(102)贴合，并通过密封圈进行密封；绕线架(5)右端面与右阀体(7)阶梯面(701)贴合，并通过密封圈进行密封；阀芯(3)右侧插入右定位块(6)中心孔中；右定位块(6)右端面紧贴右阀体(7)台阶面(702)；左阀体(1)与右阀体(7)通过螺钉轴向固定连接；阀芯(3)外圆周表面与左阀体(1)、右阀体(7)及绕线架(5)围成的内圆周表面之间的环形间隙构成液流通道A；阀芯(3)中间加工的液流通道与锥阀芯(8)、弹簧座(10)加工的液流通道共同形成液流通道B；液流通道A与液流通道B为并联关系；阀芯(3)、弹簧座(10)、弹簧(9)及锥阀芯(8)共同组成单向阀；当液流从左侧向右侧流动时，在弹簧力的作用下，锥阀芯(8)的锥面(802)紧贴阀芯(3)的锐边(302)，单向阀关闭，液流通道B也关闭，此时液流通过液流通道A流向右侧；当液流从右侧向左侧流动时，右侧压力大于弹簧(9)产生的弹簧力，单向阀在压差作用下打开，液流通道B打开；此时液流通过液流通道B快速流向左侧，从而实现了在不改变励磁线圈(4)电流情况下，液流快速反向流动。
2.根据权利要求1所述的一种带快退回路的磁流变阀，其特征在于：左阀体(1)、阀芯(3)、右阀体(7)由导磁材料制成；励磁线圈(4)产生的磁力线从阀芯(3)出发，经过液流通道A和左阀体(1)到达右阀体(7)，接着通过液流通道A返回阀芯(3)，并在阀芯(3)处形成闭合回路；励磁线圈(4)中通入电流时，环形间隙内形成垂直于液流方向的磁场，磁流变液流经液流通道A后，磁流变阀左右两侧产生可控压差，压差大小与电流有关。
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