CN109195746A - 喷丸强化控制阀 - Google Patents

Abstract

控制阀(100)包括一条导管(102)、一个控制器(104)、一个传感器装置(106；146,148)、一个圆柱形壳体(112)和至少一个调节柱(124,126)。所述导管还包括一个空心圆柱体(114)和两个尺寸较小且长度较短的圆柱形(116,118)延伸部分，用于垂直于空心圆柱体方向插入调节柱，并以非接触方式控制导管(101)中介质的流动。

Description

喷丸强化控制阀

此次申请要求获得一个早于编号为10201602833V的新加坡专利申请的优先日期，该申请于2016年4月11日提交，名称为“喷丸强化电磁阀”。较早优先权申请的主题和内容必要时或时机适当时通过引用而包含于此。

技术领域

此次申请涉及一种喷丸强化控制阀，还涉及一种装有控制阀的喷丸强化设备，还进一步涉及喷丸强化控制阀的制造、装配、拆卸、安装、配置、维护和使用方法。

背景技术

喷丸强化是一种冷加工工艺，用于处理金属零件表面，防止发生疲劳和应力腐蚀失损坏，从而延长金属零件的产品寿命。喷丸强化利用加速运动的小球珠轰击金属零件表面实现表面处理。小球珠就像圆头锤一般在表面冲窝，并在多个重叠凹窝下方产生压缩应力。小球珠持续撞击金属零件过程中，在整个所处理表面上产生多个重叠凹窝。表面压缩应力能够强化金属零件，确保经表面处理的金属零件能够耐受疲劳、腐蚀、开裂、擦伤和表面空化侵蚀。常用媒介或介质包括钢珠、陶瓷珠和玻璃珠。喷丸强化是一种经济高效的方法，通过产生表面残余压应力延长金属零件寿命。喷丸强化还用于硬化金属零件，以改善其耐磨特性，矫正变形，实现表面结构优化。经处理的金属零件能以重量较轻的结构实现较高的耐磨和耐疲劳特性。因此，此次申请主要涉及一种用于增强特性、降低运行成本并改善喷丸强化可靠性的控制阀。

发明内容

此项申请旨在为喷丸强化提供一种或多种新型实用控制阀，并提供一种或多种使用、配置、维护、升级和保养喷丸强化控制阀的方法。此次申请通过一项或多项独立权利要求描述各种基本特征，而申请的有利特性则分别由其从属权利要求进行描述。

根据第一个方面，本申请为喷丸强化提供了一种调节用控制阀。控制阀包括一条用于输送含铁球珠媒介或介质的短管、槽道、滑道或导管。短管、槽道、滑道或导管构成一个通道或坑道，用于运送含铁球珠媒介或介质。短管、槽道、滑道或导管的长度、截面或形状可随通道而改变(例如：扩展或缩窄)。含铁球珠媒介或介质又称为铁质球珠。例如，含铁球珠媒介或介质包括球形铸铁/钢制球珠或小珠，可穿过导管并抛到金属零件表面。控制阀还包括一块磁铁，其与导管对齐，可直接向含铁球珠媒介或介质施加磁场，球珠经配置后穿过导管。磁铁经设置后可通过更改磁场强度、方向、持续时间或磁场其他参数调节球珠运送性能。

此次申请拟通过设置磁场直接调节含铁球珠媒介或介质的流动特性，无需借助柱塞或门。由于磁场在球珠运送过程中不要求直接接触含铁球珠媒介或介质，可有效避免控制阀部件磨损。此外，由于各部件经受了各种球珠介质的长时间冲击，如若涉及直接接触，则性能和可靠性的稳定性可能会受到影响。相比而言，本次提出的控制阀可在导管处施加一个或多个磁场，使含铁球珠媒介或介质能够在交替喷丸强化作业过程中捕集、减速、加速、变向或循环流通，从而获得最佳效果。由于磁铁不受含铁球珠媒介或介质磨损影响，其在控制阀整个寿命周期内始终保持良好的性能和完整性。

导管提供了一条运送或引导含铁球珠媒介或介质的通道，确保含铁球珠媒介或介质的密闭状态，避免其脱离预定路径。例如，导管配有密封坑道、滑槽、通道、洞道或短管，可防止异物颗粒或水分污染含铁球珠媒介或介质。导管的一个或多个部分可选择包括一个或多个使含铁球珠媒介或介质磁化或去磁的部分。因此，通过调节控制阀，含铁球珠媒介或介质可有效实现喷丸强化的性能强化或稳定性。另外，导管还可选择设置一个或多个过滤器或集尘器，将含铁球珠媒介或介质中的异物颗粒清除。因此，控制阀能够清洁含铁球珠介质，实现出色的喷丸强化。

磁铁与导管对齐，使磁场沿含铁球珠媒介或介质通道施加有效影响。例如，磁铁采用条形磁铁，其磁极指向导管中心。因此，条形磁铁磁通方向垂直于含铁球珠媒介或介质流动方向，使得条形磁铁磁场强度足以阻止含铁球珠媒介或介质的流动。或者，磁铁包括一块盘形磁铁，磁极区域指向导管(也是一种对齐方式)。盘形磁铁靠近导管时将其磁场施加到喷丸强化媒介或介质上，远离导管时将磁场从喷丸强化媒介或介质上去除。显而易见，磁铁不受其形状、强度或磁场产生机制的限制。例如，磁铁还包括一块马蹄形磁铁、一块球形磁铁、一块圆柱磁铁、一块环形磁铁和一块方形磁铁。另外，磁铁还可采用铁磁和铁磁性材质、顺磁物质或反磁性装置制成。磁铁类型包括磁性金属元件、复合件、稀土磁铁、单分子磁铁(SMM)和单链磁铁(SCM)、纳米结构磁铁和无稀土永磁铁。

磁铁通过配置或操作，在磁场作用下调节、控制、修改或改变球珠介质的运送性能。例如，磁铁用于阻止含铁媒介或介质的流动。若磁场从导管上消除，则含铁媒介或介质释放或可以流动。磁铁经配置后还可改变其方向或极性，使得导管处的磁场特性或特征(例如：磁场强度或方向)发生改变，从而改变含铁球珠媒介或介质的流动模式。磁体相对于导管的物理方向灵活多样，前提是磁铁朝向或对齐导管，并在导管处提供一个磁场，以影响含铁球珠媒介或介质。磁铁在导管一个或多个部位交替施加磁场，磁场方向、极性或强度保持不变。

控制阀实施例还包括一个对齐导管的传感器或非接触式传感器，用于检测含铁球珠介质的流动或测量其流速。可使用多种类型的传感器检测含铁球珠媒介或介质的流动情况。例如，一个或多个光传感器、运动传感器、磁场传感器、振动传感器、压力传感器、电场传感器、声音传感器和用于环境其他物理方面的传感器可单独或组合安装在导管上、磁铁上或同时装在导管和磁铁上。例如，传感器包括靠近光束的接近传感器。配置后的光束被含铁球珠媒介或介质流推动时会偏转并接触接近传感器。最好使用非接触式传感器，在不受含铁球珠介质磨损作用的情况下感测含铁球珠介质的移动。例如，非接触式传感器包括一个质量流量传感器(MAF)，用于确定含铁球珠介质的质量流量。此外，非接触式传感器还可包括一个速度传感器(例如激光表面测速仪)，其能提供含铁球珠介质的准确流量读数。

传感器还可通过控制器或控制电路直接或间接连接磁铁，使磁铁作为闭合反馈回路运行。控制器或控制电路可根据传感器输入信号管理磁铁磁场的产生。例如，如果含铁球珠介质的流量过高，控制器会关闭或暂停含铁球珠介质。控制器还能将含铁球珠介质流转移至另一管道或物体。另外，控制器还能将多股含铁球珠介质流汇集至单个导管或喷嘴，从而提高喷丸强化的强度。闭合反馈回路可提供准确、及时、自适应和响应性的喷丸强化过程，从而获得极好的处理效果。控制电路由安装在PCB(印刷电路板)上的电子元件提供，电子元件可选择由一种或多种环氧树脂封装。

传感器或非接触式传感器可包括一个与导管对齐的电感器，用于感测含铁球珠介质。例如，电感器包括一个缠有绝缘线的圆柱体。圆柱体插入导管中，使得含铁球珠媒介或介质在穿过圆柱体时引起电感变化。电感器可实现低噪、可靠且节能的含铁球珠媒介或介质检测，使得控制阀能够自主运行，无需操作人员或维护技术人员值守。

磁铁可包括一块电磁铁(又称“通电磁铁”)、一块永磁铁或同时包括两者。电磁铁包括缠绕在电磁铁磁导体(即：与周围空气相比具有高磁导率的磁性材料，通常由铁磁金属或亚铁磁性化合物制成)上的一个或多个线圈。由于电磁铁的磁场是由电流产生，电磁铁可通过调节电流改变其极性或场强。实际操作中，控制阀能够产生各种复杂或预定的磁场模式，用于操纵含铁球珠媒介或介质，从而为控制阀提供丰富的功能。电磁铁还能产生随时间或几何形状改变的磁场，从而根据对象的不同而调整喷丸强化过程。

电磁铁可包括一个用于延伸至导管的磁导体或磁芯。磁导体或磁芯能够根据导管几何形状呈现任何形状或尺寸。磁导体或磁芯还能将磁铁的磁场或磁通延伸至一个或多个远处位置。例如，磁导体是一条轴，其一端插入一块电磁铁的线圈绕组中，另一端嵌入到导管内，使导管内产生一个强磁场。多个磁导体或磁芯可从同一磁铁延伸，从而将磁场延伸到数个位置或同一位置的不同角度。磁芯或导体是一块类似于铁金属的铁磁材料，用于提高磁场强度。磁芯或导体可由空气、真空或铁氧体(铁磁/铁磁陶瓷化合物)制成。

磁铁还可包括一块永磁铁，可选择与电磁铁、磁导体或两者同时串联。由于永磁铁具有预先确定或固定的极性，因此可控制电磁铁，使其与永磁铁的磁通方向相同或相反。方向与永磁铁一致时，电磁铁可强化或增强永磁铁的磁场。当方向与永磁铁磁通方向相反时，电磁铁可减小或抵消永磁铁的磁场。此外，如果电磁铁足够强，其可呈现与永磁铁相反的磁通或磁场。或者，多块永磁铁、电磁铁和磁导体不以直线排列时可组成各种几何形状(例如：彼此相交)，从而实现无数或无限的磁场模式。

部分类型的控制阀包括包括第一块磁铁和第二块磁铁的磁铁、其他磁铁或其彼此间隔开的任何延伸部分。例如，第一个磁芯从第一块磁铁延伸出来，而第二个磁芯从第二块磁铁延伸出来。第一个和第二个磁芯插入导管中，使两者位于导管对侧。含铁球珠媒介或介质经配置后穿过第一个磁芯和第二个磁芯之间实现喷丸强化。或者，第一块磁铁、第二块磁铁或其任意延伸部分还可放置到导管对侧。

第一块磁铁、第二块磁铁或其任意延伸部分可沿导管同侧布置，以实现含铁球珠媒介或介质的加速、减速或静止。例如，一组多个电磁铁沿导管放置，将磁场投射到导管内。多块电磁铁还可选择为含铁球珠媒介或介质提供持续加速或减速(例如：改变运动方向)，从而为喷丸强化提供受控的驱动力。

第一块磁铁、第二块磁铁或其任意延伸部分可在导管对侧、同侧或周围彼此平行设置(例如：垂直或水平等)。或者，第一块磁铁、第二块磁铁或其任意延伸部分可彼此之间成一定角度(例如：远处相交)。因此，含铁球珠媒介或介质可能会受不同强度、方向和极性的磁场或磁通影响，从而实现喷丸强化过程控制的灵活性。

控制阀还可包括一个与磁铁、传感器或两者同时连接的控制装置或控制器。电磁铁尺寸、伸出角度、形状和场强可根据具体要求进行调节。此外，永磁铁可通过移动或转动的方式调节其磁场透射；可单独调节，也可与电磁铁一同调节。

控制阀还可包括一个壳体，可选择性地包住磁铁和控制阀其他部件(例如：电子电路)，以防异物颗粒或水分进入。壳体可以是圆柱形或类似其他任何规则形状(例如：球形、正多面体形、方形、圆锥形、角锥形、半球形、长方体形、棱柱形等)，用于保护磁铁和其他部件。壳体可采用气封，或在侧面或底部穿孔通风。

壳体可包括一块或多块可拆卸盖板，打开后应方便操作控制阀内部部件。需要时(例如：硬件升级)，制造商或用户应能调整、配置、修理或更换内部部件。例如，所述一块或多块盖板包括一个半球形盖和一个平盖，两者通过可拆式紧固件(例如：螺钉)和垫片(例如：O形圈、衬垫或复曲面接头)将圆柱形壳体对端封住，使壳体满足相关IP规范、国际防护等级认证或入口防护等级认证(例如：IEC标准60529)有关防水防尘的要求。控制阀其他部分可采取类似的密封或保护措施。

此项申请还提供了一种喷丸强化设备或机器(例如：轮式喷丸机、空气和湿式喷丸机)，用于提高部件疲劳强度或产生一个残余压缩应力层并改变金属与复合材料的机械性能。喷丸强化设备或机器包括控制阀和一个与其直接或间接连接、用于将球珠介质引导至作用对象的喷嘴。所述喷嘴可通过多种形状或尺寸优化喷丸强化性能。

根据第二个方面，此项申请提供了一种含铁球珠介质的调节方法。所述方法第一步是提供一种含铁球珠介质；第二步是在含铁球珠媒介或介质的流路径上设置(例如：提供或施加)一个磁场，用于调节含铁球珠介质的输送；第三步是在出口处收集用过的球珠介质，而后再从喷丸强化机的入口输入。某些步骤可进行分解、组合或按顺序更改。由于磁场可精确或灵活调节，该方法能够提供一种可靠稳定的强化版喷丸强化过程。因为磁场各部分不要求直接接触含铁球珠介质，控制阀维护需求大大降低，有助于延长控制阀产品寿命。

该方法还包括一个借助接触传感器或非接触式传感器检测含铁球珠介质输送或流动情况的步骤。因此，所述方法可测量或记录输送或流动情况，以实现喷丸强化过程的精确控制。设置磁场的步骤还可选择性地包括：根据传感器检测到的含铁球珠介质输送或流动情况或其他要求调节磁场(例如：场强、方向、持续时间、脉动或模式)。接收、处理并使用传感器信号管理喷丸强化过程(例如：通过调节磁场)。因此，所述方法最好提供一个闭环控制系统，其稳定性、精确性和坚固性应满足喷丸强化要求。

设置磁场的步骤可包括含铁介质的加速、减速、停止、振荡、循环和推动步骤或者任意几个步骤的组合。磁场设置步骤还可包括一个从永磁铁、电磁铁或两者同时传导磁场的步骤。由于磁场可灵活控制，该方法使用户和制造商有大量机会调节喷丸强化过程。

控制阀又名“电磁阀”，能够改变电磁阀磁铁所产生磁场的方向或朝向。例如，通过调整流经电磁阀电磁铁的电流方向可改变磁铁极性。极性变化导致流经电磁阀球珠导管的喷射用钢丸发生磁化或消磁(例如：去磁)，以便大大提高喷射用钢丸的流动控制相应速度、精确度或完整度。喷射用钢丸掉落或滞后的现象有可能会完全消除。利用价格相对较低的可靠电磁铁，电磁阀还可处理更大的喷射用钢丸流。

根据第三个方面，此项申请提供了一种电磁阀，其包括一条运送球珠颗粒的球珠导管；球珠导管邻近位置设置的一块磁铁，用于向球珠颗粒施加磁场；一台振荡器，与磁铁连接后用于更改磁场的极性。

振荡器可包括至少一个电磁铁以及一个与其连接的控制电路。控制电路用于向至少一块电磁铁提供交流电。磁铁可包括第一块电磁铁和第二块电磁铁，一对软管端固定至球珠导管的侧面。磁铁可至少包括一块永磁铁。所述至少一块永磁铁的部分实施例与至少一块电磁铁串接，使磁铁磁场强度可通过至少一块永磁铁进行修改。

振荡器还可包括一个电子振荡器，将电源提供的直流电转换为交流电。磁铁可包括至少一个磁芯，用于引导磁铁的磁场。电磁阀建议包括一个与球珠导管连接的磁场传感器，用于监控球珠导管中喷射用钢丸的流量。某些情况下，磁场传感器与磁铁相连，根据球珠导管中喷射用钢丸的流量改变磁铁磁场。磁铁有时包括两个或更多对磁极，可在球珠导管旁提供多个磁场。两个或更多对磁极有时经配置后提供多个彼此相交的磁场。某些情况下，两个或更多对磁极有时经配置后改变磁场的方向。

此项申请还提供一种喷丸强化机，包括前述任何权利要求的电磁阀；还提供一个与电磁阀连接的微处理器，用于调节喷丸强化机的运行。喷丸强化机还可包括一个与微处理器连接的触摸屏，提供交互式用户界面。

根据第四个方面，此项申请提供了一种调节喷丸强化过程的方法。所述方法第一步是提供一条球珠导管；第二步是在球珠导管邻近位置设置的一块磁铁，用于向穿过球珠导管的球珠颗粒施加磁场；第三步是通过磁铁振荡改变磁场极性。某些步骤可进行分解、组合或按顺序更改。

该方法还可包括一个使磁场从8Hz振荡到30Hz的步骤。该方法还可包括一个步骤，即：以1-400千克/分的流量通过球珠导管供送喷射用钢丸。该方法还可选择包括一个监测喷射用钢丸流量的步骤。该方法的实施例还包括一个步骤，即：根据喷射用钢丸流量调节磁铁振荡速率。某些情况下，该方法还包括一个调节磁铁磁场强度的步骤。

附图说明

附图(图)描述了各种实施例，并对所披露实施例的原理进行了说明。但需要注意的是，这些图片仅供说明之用，并未规定相关发明的限值。

图1描述了不带圆柱形壳体的控制阀的第一个实施例；

图2描述了圆柱形壳体中安装的控制阀以及与一个底部磁场传感器端部连接的喷嘴的第一个实施例。

具体实施方式

此次申请的非限制典范性实施例现在将参照上述附图进行说明。

图1和图2描述了控制阀100的第一个实施例。图1显示的是不带圆柱形壳体112的控制阀100。

铁磁介质101(例如：尺寸相同或不同的铸铁球)通过入口120供入，并在重力作用下沿导管下行。

控制阀100包括一条导管102、一个控制器104、一个传感器装置106、至少一个调节柱和一个圆柱形壳体112。

导管102还包括一个空心圆柱体114和两个尺寸较小且长度较短的圆柱形延伸部分116和118，其与空心圆柱体114垂直相接。空心圆柱体114一端设有入口120。空心圆柱体114对端设有出口122。空心圆柱体114长约一百五十毫米(150mm)。空心圆柱体截面直径约为三十毫米(30mm)。

空心圆柱体114长度方向中间位置圆柱体114表面钻制第一个同心孔，圆柱体114对侧表面钻制第二个同心孔。

所述同心孔直径约为二十毫米(20mm)。两同心孔通过在圆柱体114长度方向垂直方向上切割进一步增大加长，保持二十毫米(20mm)的直径。两个钻制孔的前部切割深度约为十毫米(10mm)，后部略深于十毫米(10mm)，从而在空心圆柱体114中间界面内形成两个倾斜的延伸孔。空心圆柱体114由非铁金属材料制成，材质可以是主要成分为铜和锌的黄铜，还可使用铝材。

第一个圆柱形延伸部分116和第二个圆柱形延伸部分118长约四十毫米(40mm)，中空内腔直径约为二十毫米(20mm)。

第一个圆柱形延伸部分116的第一个远端内设有一个同心开口，直径不到二十毫米(20mm)，第一个远端对侧的第二个远端采用封闭结构。第一个圆柱形延伸部分116设有长约三十毫米(30mm)的一个空腔，深度约为直径的一半，或者纵向超过十毫米(10mm)。钻孔腔(未显示)通往所述第一个圆柱形延伸部分116的中空内腔。第二个圆柱形延伸部分118与第一个圆柱形延伸部分116的结构基本相似。第一和第二个圆柱形延伸部分116和118由黄铜或铝材等非铁材料制成。

带钻孔腔的第一和第二个圆柱形延伸部分116和118与空心圆柱体114的两个钻孔表面垂直相接。圆柱形延伸部分116和118以及空心圆柱体114可焊合或通过铸模制成无缝导管。

第一个调节柱108还包括相互串接的第一个磁场导体124、第一个线圈128、第一个端子排132和第一块永磁铁136。同样，第二个调节柱110还包括相互串接的第二个磁场导体126、第二个线圈130、第二个端子排134和第二块永磁铁138。

第一个磁场导体124设有第一个圆柱杆140和第一个八角形杆141，两者接合于一端。带圆柱杆端的第一个磁场导体124插入设有一个同心开口的第一个圆柱形延伸部分116的第一个远端。第一个磁场导体124由含铁和其他元素的合金等铁质材料制成。第一个磁导体124从第一个圆柱杆140端部到第一个八角形杆141端部的长度稍多于八十毫米。第一个圆柱杆140的截面直径约为二十毫米(20mm)，以便插入圆柱体114的第一个圆柱形延伸部分116。第一个八角形杆141的截面宽度约为二十毫米(20mm)。

第一个线圈128设有带八角形中空芯的“方形”外周，芯子周围缠绕金属线，包住第一个线圈128长度方向整个表面。芯子由高磁导率磁性材料制成。第一个线圈128的中空型芯连接第一个磁场导体124的第一个八角形杆141。第一个线圈128“方形”外周各侧长宽相同，分别为三十五毫米(35mm)左右。第一个线圈128的中空型芯内部宽度约为二十毫米(20mm)，可插入第一个八角形杆141。

第一个端子排132连接至第一个线圈128对侧。第一个端子排132是一块矫顽磁性(即矫顽磁力、矫顽磁场或矫顽力)低于第一块永磁铁136的方形软磁铁。第一个端子排132截面形状为方形，各边长度为三十五毫米(35mm)。第一个端子排厚度约为二十毫米(20mm)。

第一块永磁铁136在磁吸引作用下连接至第一个端子排132的一侧。

第二个调节柱110安装方式类似于同尺寸的第一个调节柱108。第二块磁场导体126的第二个圆柱杆142插入第二个圆柱形延伸部分118。第二块磁场导体126的第二个八角形杆143插入第二个线圈130的中空型芯内。第二个端子排138连接于第二个线圈130的对侧。第二块永磁铁138被磁力吸引至第二个端子排134、第一个端子排132和第一块永磁铁136的一侧。第一个端子排132和第二个端子排134在相互堆叠的第一块永磁铁136和第二块永磁铁138的磁吸力作用下接合于侧面，两块永磁铁置于两个端子排132和134之间。两个调节柱108和110构成一块V形磁铁，第一块和第二块磁场导体124和126汇合后分别插入空心圆柱体114的两个圆柱形延伸部分116和118。

磁场导体124和126所用铁磁材料可以是铁、镍、钴及其合金。

控制器装置104包括一个输入装置、一个处理单元和一个输出装置，配备一个触觉显示器、一个微控制器、一系列电子元器件、电连接和一个输出端口。

电连接提供从第一个线圈128、第二个线圈130、触觉显示器和一个底部磁场传感器146到微控制器的接线。控制器装置104和触觉显示器设置在导管102的外部。

传感器装置106至少包括一个传感器，其中一个传感器位于导管102内，具体来讲是图2所示入口120以及导管102出口122旁空心圆柱体114周围。磁场传感器146和148包括两个空心柱形架144，其长度范围内周围以线圈缠绕。空心柱形架144长约五十毫米(50mm)，直径小于空心圆柱体114。

图2描述了圆柱形壳体112中安装的控制阀100以及与一个底部磁场传感器146端部连接的喷嘴174的第一个实施例。

圆柱形壳体112位于一个水平面上，水平面有两个圆端和两个圆孔154和156，圆孔从顶部到底部完全垂直于所述壳体112的水平面；一个至少配备一个通信端口162的平盖158位于所述壳体112的第一个圆端150处，控制器装置104位于所述壳体112第二个圆端152处；一个半球盖160将控制器装置104包在圆柱形壳体112的第二个圆端152处。圆柱形壳体长约二百毫米(200mm)，截面直径约为九十毫米(90mm)，可容纳导管102的两个调节柱124和126。

带圆柱体114(含两个圆柱形延伸部分116和118)、磁场传感器146和148以及两个调节柱108和110的导管102通过两个圆孔154和156安装在圆柱形壳体112内。导管102的出口122从底部圆孔156伸出。导管102的入口120从圆孔154顶部伸出。圆柱形延伸部分116和118以及调节柱108和110设置在圆柱形壳体112内。

第一个调节柱108和第二个调节柱110在插入圆柱形延伸部分116和118之前先组装好。调节柱108和110组装时将第一个八角形杆141插入第一个线圈128，然后将第一个端子排132连接至第一个线圈128对侧，而后将第一块永磁铁136置于第一个端子排132的一侧。第二个调节柱110按第一个调节柱108的方法组装。第二块永磁铁138和第一块永磁铁136置于彼此的顶部以及第一个端子排132和第二个端子排134之间。

导管102的圆柱形延伸部分116和118置于一个水平面上，与166同侧，中间间隔一个小于九十度的锐角。一条虚构基准线172从导管102纵轴中心开始向同侧166延伸。圆柱形延伸部分116和118相对于虚构基准线172放置角度为±十五度(±15°)，两个圆柱形延伸部分之间的角度170的和为三十度(30°)。

方形套圈164中间的螺纹孔通过螺钉紧固圆柱体114顶端而实现紧固，圆柱体114周围设有相应的螺纹。

圆柱体114紧固后的方形套圈164紧固至圆柱形壳体112，方法是将四个螺钉固定到方形套圈164的四角。

平盖158用四个螺钉紧固至圆柱形壳体112第一个端部150处的圆周内。平盖158中心区域设有两个通信串口162。

半球形盖160用四个螺钉紧固至圆柱形壳体第二个端部152处的圆周内。

圆柱形壳体112、平盖128、半球形盖160和方形套圈164均由非铁磁性金属制成，例如，可使用铝材制造。

介质101从入口120到出口122经过的通道是导管102的组成部分。圆柱体114中间位置设有两个延长钻制孔(穿过所述圆柱体114)。延长钻制孔为倾斜孔。前部设置浅切口，后部设置深切口。空心圆柱体114上的成角度延长钻制孔支承圆柱形延伸部分116和118，两个延伸部分以焊接方式接合。

圆柱形延伸部分116和118为待插入的调节柱108和110提供一个壳体。第一个圆柱形延伸部分116和第二个圆柱形延伸部分118的两个中空内腔为调节柱108和110提供两个外露引导装置。

调节柱108和110通过磁场导体124和126、线圈128和130、端子排132和134以及永磁铁136和138提供吸引或排斥磁场。磁场导体124和126放到圆柱形延伸部分116和118内，并在空心圆柱体114处汇合，以确保导管102中运送的介质101在磁场条件下的操作比平行时要简便。

线圈128和130是带八角形芯(金属线圈缠绕)的电磁铁。线圈128和130与电气线路连接控制流经线圈128和130(产生磁场，用于削弱或强化永磁铁136和138的磁场)的电流量。

端子排132和134为磁通提供一个闭环导向装置，使其从一个调节柱移至下一调节柱。两块永磁铁136和138相互堆叠，对端子排132和134施加吸引力，从而完成闭环引导。

控制器装置104控制和保持调节柱108和110一个或/和两个线圈处的电源电流，从而控制磁通在两个调节柱108和110中通过。

此外，控制器装置104还配备一个输入装置，通过触觉显示器提供用户输入信息，用于开启和关闭控制阀100，控制磁场强度，控制介质101的流量，并控制流体(例如空气)流量。微控制器包括一种算法，用于处理用户和传感器提供的输入信息，并通过输出端口控制外部部件。输出端口控制线圈128和130的电源电流，控制介质流量、进入导管102的介质量、流体输入量和流体流量。微控制器定期检查流量传感器值。一旦检测到导管102内介质流量101异常，微控制器使两个线圈128和130通电抑制介质101流经导管。

传感器装置106至少通过感测空心柱形架144磁通量变化差异检测导管102中的介质流量101。其他传感器输入可包括流体流量检测、调节柱108和110中磁通量的检测、用户输入检测和导管102中介质101的检测。

圆柱形壳体112为调节柱108和110提供外部噪声隔离。此外，圆柱形壳体112提供的防尘和耐污防护罩使其适合恶劣环境使用。

实际应用中，控制阀100提供双模运行，即运行模式和非运行模式。运行模式分为强化状态和维护状态。

控制阀100处于非运行状态时允许介质101从入口120穿过导管102前往出口122。两个圆柱形延伸部分116和118中插入的调节柱108和110在两个端子排132和134位置设有两个永磁铁136和138，通过两个端子排132和134、两个线圈128和130和两个磁场导体124和126对铁磁材料的介质101施加一个磁场。

连接微控制器的磁场传感器146和148检测流经导管102的介质101。若有少量介质101流经导管或存在渗漏，传感器146和148发送的信号将送往微控制器形成反馈回路，从而加大通向线圈128和130的电源电流。因此，提高磁场强度会使介质101停在导管102内的磁场导体124和126处。

运行模式下的控制阀100控制介质101经过导管102。永磁铁136和138通过非运行模式的磁场导体124和126提供一个基本磁场。

调节柱108和110两个线圈128和130在喷丸强化运行或过程中通电。较大的电源电流流经线圈128和130产生高磁通量，从而中断永磁铁136和138产生的基本磁场，致使基本磁场减弱或增强。线圈128和130产生的强度高于基本磁场的磁场会对导管102内流动的介质101施加更强的影响，最终会使介质101停止流动。基本磁场和感应磁场之间达到平衡，以控制介质101的流动。

此种平衡由用户通过触觉显示器输入的内容控制，其中一个输入参数是介质流量。如果需要较高的介质流量，线圈128和130中的负磁通量将抵消正磁场，实现介质101最小流动阻力。相反，如果需要较低的介质流量，用户可输入一个不超过永磁铁136和138磁场强度的值。输入值将一个设定电源电流输送至线圈128和130，由其确定磁通量和磁场强度。

维护状态下，线圈128和130产生的磁场在确定的时间范围内可在正负磁场之间切换，用于排出导管102内被吸引到磁场导体124和126的任何介质101。两个线圈128和130可以有至少由一个电源(线圈128和130内传导方向相反)提供的相反磁场。两个线圈128和130还可有各自的承载磁场强度。

另外，用户还可通过标准键盘进行输入，并使用鼠标等指示设备对控制阀100进行控制。可通过USB端口和串口等适当的输入选项实现其他输入方法。

在本申请中，除非另有说明，否则术语“包括(comprising)”、“包括(comprise)”及其语法变体，旨在代表“开放的”或“包括在内的”语言，因此它们不仅包括已叙述的部分，而且还允许包括其它的未明确叙述的部分。

如本文所使用，在配方成分浓度的用语中，术语“大约”通常意味着所述值的+/-5％，更具代表性地意味着所述值的+/-4％，更具代表性地意味着所述值的+/-3％，更具代表性地意味着所述值的+/-2％，甚至更典型地意味着所述值的+/-1％，甚至最典型地意味着所述值的+/-0.5％。

在本公开内容的各个部分，某些实施例可能以范围的格式进行披露。以范围的格式进行描述仅是为了方便简洁起见，不应视为对披露范围的硬性限制。因此，范围性的描述应视为已具体披露所有可能的子范围以及该范围内的每个数值。例如，对1至6这一范围的描述应视已具体披露其子范围(如1至3，1至4，1至5，2至4，2至6，3至6等)以及该范围内的每个数值(如1、2、3、4、5和6)。无论该范围的宽度大小，此条说明均适用。

很明显，在不脱离本专利申请的主旨和范围的情况下，本领域的技术人员在阅读上述公开之后显然会认识到本专利申请的各种其它修改和改动，并且所有的这些修改和改动均属于所附权利要求的范围。

Claims (21)

1.一种用于调节喷丸强化的控制阀，所述控制阀包括：

一条用于传送含铁球珠介质的导管；以及

一块与所述导管对齐、用于向所述含铁球珠介质施加磁场的磁铁；

其中，所述磁铁经配置后通过所述磁场调节所述含铁球珠介质的输送。

2.权利要求1所述控制阀还包括

一个与所述导管对齐、用于测量所述含铁球珠介质流量的传感器。

3.权利要求1或2所述控制阀，其中

所述传感器与所述磁铁相连接。

4.任一前述权利要求所述控制阀，其中

所述传感器包括一个与所述导管对齐的电感器。

5.任一前述权利要求所述控制阀，其中

所述磁铁包括一块电磁铁。

6.权利要求5所述控制阀，其中

电感器电磁铁包括一个延伸至所述导管的磁导体。

7.任一前述权利要求所述控制阀，其中

所述磁铁还包括一块与所述电磁铁、所述磁导体或两者同时连接的永久磁铁。

8.任一前述权利要求所述控制阀，其中

所述磁铁包括彼此间隔的第一块磁铁、第二块磁铁或任一所述磁铁延伸部分。

9.权利要求8所述控制阀，其中

所述第一块磁铁、所述第二块磁铁或任一所述磁铁延伸部分处于到所述导管对侧。

10.权利要求8或9所述控制阀，其中

所述第一块磁铁、所述第二块磁铁或所述任一磁铁延伸部分处于所述导管同侧。

11.权利要求8到9所述控制阀，其中

所述第一块磁铁、所述第二块磁铁或其任意延伸部分彼此平行。

12.任一前述权利要求8-11所述控制阀，其中

所述第一块磁铁、所述第二块磁铁或其任意延伸部分彼此成一定角度。

13.任一前述权利要求所述控制阀，还包括

一个与所述磁铁、所述传感器或两者同时连接的控制装置。

14.任一前述权利要求所述控制阀，还包括

一个把所述磁铁封闭在内以防异物颗粒或水分影响的壳体。

15.权利要求14所述控制阀，其中

所述壳体包括至少一块可拆卸盖板，以便打开后方便接触所述操作控制阀内部的部件。

16.一个用于提高部件抗疲劳强度的喷丸强化设备，所述喷丸强化设备包括：

任一前述权利要求所述控制阀；

一个与所述控制阀连接、用于将所述喷丸介质引向作业对象的喷嘴。

17.一种调节含铁球珠介质的方法，该方法包括：

提供含铁球珠介质；

向所述含铁球珠介质施加磁场以调节所述含铁球珠介质的传输；

在一个出口处收集用过的所述球珠介质，以便再从喷丸强化机的入口输入。

18.权利要求17所述方法还包括

检测含所述铁球珠介质的运送情况。

19.权利要求17或18所述方法，其中

所述施加磁场步骤包括根据所述含铁球珠介质运送情况来调节所述磁场。

20.前述任一权利要求17至19方法，其中

所述施加磁场步骤包括对所述含铁球珠介的加速、减速、截停、震动、循环使用、推动步骤或者前述任意步骤的组合。

21.前述任一权利要求17至20所述方法，其中

所述施加磁场步骤包括从永磁铁、电磁铁或两者同时传导磁场。