CN112178102B - 一种储能加热型磁性液体减振器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种储能加热型磁性液体减振器，该储能加热型磁性液体减振器包括壳体、永磁体、加热部件、控制开关、发电部件和蓄电池，壳体内部具有液体腔，液体腔内填充有磁性液体；永磁体位于液体腔内，加热部件设在液体腔内，用于加热磁性液体；控制开关设在液体腔内，控制开关用于根据磁性液体的温度开启和关闭加热部件；发电部件设在壳体上，发电部件与加热部件和控制开关相连以向加热部件和控制开关供电，蓄电池设在壳体上，发电部件与蓄电池相连以将电能存储在蓄电池内，蓄电池分别与加热部件和控制开关相连以分别向加热部件和控制开关供电。本发明的储能加热型磁性液体减振器能够避免在低温环境下磁性液体粘度过高引起减振效果下降的问题。

Description

一种储能加热型磁性液体减振器

技术领域

本发明涉及减振技术领域，具体涉及一种储能加热型磁性液体减振器。

背景技术

磁性液体减振器是一种被动减振器，对于惯性力的敏感度比较高，具有结构简单、体积小、耗能大和寿命长等优点。由于航天器的特殊飞行环境，应尽量减小其自身的体积、重量和耗能，因此磁性液体减振器非常适合对长直物体的低频率、小振幅的减振。然而现有的磁性液体减振器在应用于航天器中时存在如下问题：

相关技术中的磁性液体减振器，在航天器上使用时，当减振器在向阳面时，温度较高，磁性液体的粘度较低，永磁体在磁性液体中往复运动频率高，减振效果明显；当减振器在背阴面时，温度较低，磁性液体粘度较高，永磁体在磁性液体中，运动困难，减振效果差。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的实施例提出一种储能加热型磁性液体减振器，该储能加热型磁性液体减振器能够避免在低温环境下磁性液体粘度过高引起减振效果下降的问题。

根据本发明实施例的储能加热型磁性液体减振器包括壳体，所述壳体内部具有液体腔，所述液体腔内填充有磁性液体；永磁体，所述永磁体位于所述液体腔内，且所述永磁体悬浮在所述磁性液体内；加热部件，所述加热部件设在所述液体腔内，以用于加热所述磁性液体；控制开关，所述控制开关设在所述液体腔内，所述控制开关用于根据所述磁性液体的温度开启和关闭所述加热部件；发电部件，所述发电部件设在所述壳体上，所述发电部件与所述加热部件和所述控制开关相连以向所述加热部件和所述控制开关供电；蓄电池，所述蓄电池设在所述壳体上，所述发电部件与所述蓄电池相连以将电能存储在所述蓄电池内，所述蓄电池分别与所述加热部件和所述控制开关相连以分别向所述加热部件和所述控制开关供电。

根据本发明实施例的储能加热型磁性液体减振器通过设置加热部件，用于加热磁性液体，避免了在低温环境下的磁性液体的粘度过高导致的减振效果下降的问题，还可促进磁性液体的在壳体内的流动，避免了磁性液体静置时间过长导致的磁性液体性能下降的问题，通过设置发电部件，能够持续为加热部件进行供电，维持加热部件的持续运行，通过发电部件将电能储蓄在蓄电池内，在磁性液体处于低温环境下时用蓄电池放电通过加热部件给磁性液体加热，不仅能够实现电能的存储，还可避免在低温环境下的磁性液体粘度过高导致的减振效果下降的问题。

在一些实施例中，所述加热部件在所述壳体的长度方向上的尺寸为d，所述液体腔在所述壳体的长度方向上的尺寸为D，且d＝1/2D～4/5D。

在一些实施例中，所述加热部件为线圈，所述线圈环绕所述永磁体设置，且所述线圈与所述壳体的内表面相连。

在一些实施例中，所述发电部件为太阳能板，所述太阳能板设在所述壳体上且位于所述液体腔外部。

在一些实施例中，所述壳体的外表面设有凹槽，所述太阳能板嵌入在所述凹槽内。

在一些实施例中，所述壳体包括第一筒形件和端盖，所述液体腔形成在所述第一筒形件内，所述第一筒形件的一端敞开设置以使所述液体腔的一端开口，所述端盖设在所述第一筒形件的一端以封闭所述液体腔的一端。

在一些实施例中，所述壳体还包括第二筒形件，所述第二筒形件环绕在所述第一筒形件外侧且与所述第一筒形件之间具有间隙，所述蓄电池为环形件且环绕所述第一筒形件，且所述蓄电池位于所述第一筒形件和所述第二筒形件之间。

在一些实施例中，所述第一筒形件的一端设有向外延伸的环形凸缘，所述环形凸缘与所述端盖相连，所述环形凸缘的邻近所述端盖的一侧面设有环形凹槽，所述储能加热型磁性液体减振器还包括密封圈，所述密封圈配合在所述环形凹槽内以密封所述端盖和所述环形凸缘。

在一些实施例中，所述储能加热型磁性液体减振器还包括缓冲垫，所述缓冲垫位于所述液体腔内且与所述壳体的内表面相连。

在一些实施例中，所述缓冲垫包括第一缓冲垫和第二缓冲垫，所述第一缓冲垫和第二缓冲垫在所述壳体的长度方向上间隔布置，且所述第一缓冲垫和所述第二缓冲垫均与所述壳体的内表面相连。

附图说明

图1是本发明实施例的储能加热型磁性液体减振器的结构示意图。

图2是本发明实施例的储能加热型磁性液体减振器的电路连接示意图。

图3是本发明实施例的储能加热型磁性液体减振器的工作流程示意图。

附图标记：

壳体1，液体腔101，第一筒形件102，端盖103，第二筒形件104，

永磁体2，加热部件3，控制开关4，发电部件5，蓄电池6，第一缓冲垫7，第二缓冲垫8，密封圈9。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

根据本发明实施例的储能加热型磁性液体减振器包括壳体1、永磁体2和加热部件3、控制开关4、发电部件5和蓄电池6。

壳体1内部具有液体腔101，液体腔101内填充有磁性液体。如图1所示，液体腔101的开口朝向上方设置。

永磁体2位于液体腔101内，且永磁体2悬浮在磁性液体内。如图1所示，永磁体2的N极朝向液体腔101的开口设置，永磁体2的S极朝向液体腔101的底部设置，永磁体2材料为钕铁硼，可以理解的是，本申请中的永磁体的磁极朝向和材料并不限于此。

加热部件3设在液体腔101内，以用于加热磁性液体。如图1所示，加热部件3与液体腔101的内表面相连。

控制开关4设在液体腔101内，控制开关4用于根据磁性液体的温度开启和关闭加热部件3。优选地，控制开关4为温控开关，温控开关的工作范围为0℃～10℃，当温度低于0℃时，温控开关自动改变为闭合状态，线圈通电并对磁性液体进行加热；当温度高于10℃时，温控开关自动改变为断开状态，线圈断电并停止对磁性液体加热。如图1所示，温控开关置于液体腔101的底部且与液体腔101的内表面相连。具体地，温控开关为一个或多个，可以理解的是，温控开关的个数本申请并不做具体限定。

发电部件5设在壳体1上，发电部件5与加热部件3相连以向加热部件3供电。如图2所示，发电部件5还与控制开关4相连，从而发电部件5、控制开关4及加热部件3形成回路。

优选地，发电部件5为太阳能板，太阳能板设在壳体1上且位于液体腔101外部。

蓄电池6设在壳体1上，发电部件5与蓄电池6相连以将电能存储在蓄电池6内，蓄电池6分别与加热部件3相连以分别向加热部件3供电。

优选地，蓄电池6为储能型的低温锂电池，在低温环境下也能正常放电，如特种低温锂电池，可以理解的是，本申请对蓄电池6中类型并不做具体限定。

根据本发明实施例的储能加热型磁性液体减振器通过设置加热部件，用于加热磁性液体，避免了在低温环境下的磁性液体的粘度过高导致的减振效果下降的问题，还可促进磁性液体的在壳体内的流动，避免了磁性液体静置时间过长导致的磁性液体性能下降的问题，通过设置发电部件，能够持续为加热部件进行供电，维持加热部件的持续运行，通过太阳能板将光能转化为电能并储蓄在蓄电池内，在磁性液体处于低温环境下时用蓄电池放电通过线圈给磁性液体加热，能够实现电能的存储，当减振器处在向阳面是能够产生电能并将电能存储，在背阴面是通过蓄电池为线圈供电，实现对磁性液体的加热，避免在低温环境下的磁性液体粘度过高导致的减振效果下降的问题。

在一些实施例中，加热部件3在壳体1的长度方向上(如图1所示的上下方向)的尺寸为d，液体腔101在壳体1的长度方向上的尺寸为D，且d＝1/2D～4/5D。如图1所示，当d＝1/2D～4/5D时，加热部件3均位于液体腔101内，保证液体腔101内的磁性液体受热均匀。

在一些实施例中，加热部件3为线圈，所述线圈环绕所述永磁体2设置，且线圈与壳体1的内表面相连。如图1所示，线圈沿上下方向设在壳体1的内表面，线圈沿横向缠绕在壳体的内壁或沿纵向缠绕在壳体的内壁，线圈与壳体1内表面的连接方式可以采用焊接、粘接或螺纹连接等方式。线圈的材料为电阻率较大的非导磁材料。

在一些实施例中，壳体1的外表面设有凹槽，太阳能板嵌入在凹槽内。如图1所示，壳体1的上端面具有凹槽，太阳能板嵌入壳体1上端面的凹槽内，太阳能板与壳体1相连的方式可采用焊接或粘接，当太阳能板嵌入壳体1上端面的凹槽内后，太阳能板的上端面与壳体1的上端面平齐，避免了因为太阳能板凸出壳体1造成的安装不便，使减振器的安装更加便捷。

在一些实施例中，壳体1包括第一筒形件102和端盖103，液体腔101形成在第一筒形件102内，第一筒形件102的一端敞开设置以使液体腔101的一端开口，端盖103设在第一筒形件102的一端以封闭液体腔101的一端。如图1所示，液体腔101的上端开口，端盖103设在第一筒形件102的上端用于密封液体腔101的开口，端盖103的上端面具有凹槽，太阳能板嵌入端盖103上端面的凹槽内。

在一些实施例中，壳体1还包括第二筒形件104，第二筒形件104环绕在第一筒形件102外侧且与第一筒形件102之间具有间隙。蓄电池6为环形件且环绕第一筒形件102，且蓄电池6位于第一筒形件102和第二筒形件104之间。

如图1所示，第二筒形件104内部具有上端开口的容置腔，第一筒形件102和蓄电池6均置于容置腔内，且第二筒形件104与第一筒形件102同轴布置，第二筒形件104套设在第一筒形件102的外部，第一筒形件102的外表面与第二筒形件104的内表面之间具有间隙。

蓄电池6为环形蓄电池6且位于第一筒形件102和第二筒形件104之间的间隙内。环形蓄电池6的上端面与第二筒形件104的上端面平齐，在上下方向上的环形蓄电池6在上下方向上的环形蓄电池6的底面与第二筒形件104的内底面相接触，环形蓄电池6的外表面与第二筒形件104的内表面相接触，环形蓄电池6的内表面与第一筒形件102的外表面相接触。第二筒形件104能够对蓄电池6和第一筒形件102起到保护作用，还可对液体腔101内的磁性液体起到一定的保温作用，提高减振器的减振效果和使用寿命。

第一筒形件102的材料、第二筒形件104的材料、端盖103的材料均为硬度较大的非导磁材料。可以理解的是，本申请中的第一筒形件102、第二筒形件104、端盖103的材料类型并不做具体限定

在一些实施例中，第一筒形件102的一端设有向外延伸的环形凸缘，环形凸缘与端盖103相连，环形凸缘的邻近端盖103的一侧面设有环形凹槽。如图1所示，第二筒形件104的上端设有向外延伸的环形凸缘，第一筒形件102的上端设有向外延伸的环形凸缘，第一筒形件102的环形凸缘的外表面与第二筒形件104的环形凸缘的外表面平齐。螺栓沿上下方向依次穿过端盖103、第一筒形件102的环形凸缘和第二筒形件104的环形凸缘将端盖103、第一筒形件102和第二筒形件104连接在一起。

第一筒形件102的环形凸缘的上端面具有环形凹槽。

储能加热型磁性液体减振器还包括密封圈9，密封圈9配合在环形凹槽内以密封端盖103和环形凸缘。如图1所示，密封圈9位于第一筒形件102的环形凸缘内，用于密封端盖103与第一筒形件102的环形凸缘。

在一些实施例中，储能加热型磁性液体减振器还包括第一缓冲垫7和第二缓冲垫8，第一缓冲垫7和第二缓冲垫8均位于液体腔101内部，且第一缓冲垫7和第二缓冲垫8在壳体1的长度方向上间隔布置，第一缓冲垫7和第二缓冲垫8均与壳体1的内表面相连。如图1所示，第一缓冲垫7与端盖103的下端面相连，且连接方式可以采用焊接、粘接或螺纹连接等方式，第二缓冲垫8与液体腔101的内底面相连，并且第一缓冲垫7和第二缓冲垫8在上下方向上相对布置，第一缓冲垫7和第二缓冲垫8在左右方向上的尺寸大于永磁体2在左右方向上的尺寸。

优选地，第一缓冲垫7和第二缓冲垫8的材料为具有弹性的非导磁材料，例如橡胶材料。可以理解的是，本申请中的第一缓冲垫7和第二缓冲垫8的材料并不限于此。

本发明实施例的储能加热型磁性液体减振器，通过在端盖103下端面安装第一缓冲垫7和液体腔101的内底面安装第二缓冲垫8，可以有效的保护永磁体2，避免永磁体2分别与端盖103和壳体1发生碰壁，延长磁性液体减振器的使用寿命。

下面参照图1至图3描述本发明一些具体示例的储能加热型磁性液体减振器。

根据本发明实施例的储能加热型磁性液体减振器包括壳体1、永磁体2、线圈、温控开关、太阳能板、环形蓄电池6、密封圈9、第一缓冲垫7和第二缓冲垫8。

壳体1包括第一筒形件102、第二筒形件104和端盖103，第一筒形件102内具有上端开口的液体腔101，液体腔101内具有磁性液体，第二筒形件104套设在第一筒形件102外侧且与第一筒形件102同轴布置，第一筒形件102的外表面与第二筒形件104的内表面之间具有间隙，端盖103设在第一筒形件102的上端用于密封液体腔101的开口，端盖103的上端面具有凹槽，，

第一筒形件102的上端设有向外延伸的环形凸缘，第二筒形件104的上端设有向外延伸的环形凸缘，第一筒形件102的环形凸缘的外表面与第二筒形件104的环形凸缘的外表面平齐，螺栓沿上下方向依次穿过端盖103、第一筒形件102的环形凸缘和第二筒形件104的环形凸缘将端盖103、第一筒形件102和第二筒形件104连接在一起，第一筒形件102的环形凸缘上还具有环形凹槽。

永磁体2位于液体腔101内，且永磁体2悬浮在磁性液体内。永磁体2的N极朝向液体腔101的开口设置，永磁体2的S极朝向液体腔101的底部设置。

线圈设在液体腔101内且环绕永磁体2设置，线圈与壳体1的内表面相连。温控开关置于液体腔101的底部且与液体腔101的内表面相连，温控开关与线圈相连用于根据磁性液体的温度开启和关闭线圈。

太阳能板位于液体腔101外部，且太阳能板嵌入端盖103上端面的凹槽内，太阳能板还与控制开关4相连，从而太阳能板、温控开关及线圈形成回路。

环形蓄电池6套设在第一筒形件102外部，且环形蓄电池6位于第一筒形件102和第二筒形件104之间的间隙内。

太阳能板与环形蓄电池6相连以将电能存储在环形蓄电池6内，环形蓄电池6分别与线圈相连以分别向线圈供电。

密封圈9位于第一筒形件102的环形凸缘内，用于密封端盖103与第一筒形件102的环形凸缘。

第一缓冲垫7和第二缓冲垫8均位于液体腔101内部，且第一缓冲垫7和第二缓冲垫8在上下方向间隔布置，第一缓冲垫7与端盖103的下端面相连，且连接方式可以采用焊接、粘接或螺纹连接等方式，第二缓冲垫8与液体腔101的内底面相连，第一缓冲垫7和第二缓冲垫8在左右方向上的尺寸大于永磁体2在左右方向上的尺寸。

下面参照图1至图3描述本发明实施例的储能加热型磁性液体减振器运作原理。

将减振器安装在所需减振的位置后，当减振器处于向阳面时，液体腔101内的磁性液体的温度若高于10℃，则温控开关断开，线圈停止对液体腔101内的磁性液体进行加热，太阳能板将光能转化为电能存储在环形蓄电池6内，当减振器处于背阴面时，液体腔101内的磁性液体温度降低，当磁性液体的温度低于0℃时，温控开关闭合，环形蓄电池6向线圈供电，线圈对磁性液体进行加热，磁性液体温度提升，避免磁性液体粘度降低，从而维持减振器的减振效果正常。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (6)

1.一种储能加热型磁性液体减振器，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内部具有液体腔，所述液体腔内填充有磁性液体，所述壳体的外表面设有凹槽；

永磁体，所述永磁体位于所述液体腔内，且所述永磁体悬浮在所述磁性液体内；

加热部件，所述加热部件设在所述液体腔内，以用于加热所述磁性液体，所述加热部件在所述壳体的长度方向上的尺寸为d，所述液体腔在所述壳体的长度方向上的尺寸为D，且d=1/2D～4/5D，所述加热部件为线圈，所述线圈环绕所述永磁体设置，且所述线圈与所述壳体的内表面相连；

控制开关，所述控制开关设在所述液体腔内，所述控制开关用于根据所述磁性液体的温度开启和关闭所述加热部件；

发电部件，所述发电部件设在所述壳体上，所述发电部件与所述加热部件和所述控制开关相连以向所述加热部件和所述控制开关供电，所述发电部件为太阳能板，所述太阳能板设在所述壳体上且位于所述液体腔外部，所述太阳能板嵌入在所述凹槽内，

蓄电池，所述蓄电池设在所述壳体上，所述发电部件与所述蓄电池相连以将电能存储在所述蓄电池内，所述蓄电池分别与所述加热部件和所述控制开关相连以分别向所述加热部件和所述控制开关供电。

2.根据权利要求1所述的储能加热型磁性液体减振器，其特征在于，所述壳体包括第一筒形件和端盖，所述液体腔形成在所述第一筒形件内，所述第一筒形件的一端敞开设置以使所述液体腔的一端开口，所述端盖设在所述第一筒形件的一端以封闭所述液体腔的一端。

3.根据权利要求2所述的储能加热型磁性液体减振器，其特征在于，所述壳体还包括第二筒形件，所述第二筒形件环绕在所述第一筒形件外侧且与所述第一筒形件之间具有间隙，所述蓄电池为环形件且环绕所述第一筒形件，且所述蓄电池位于所述第一筒形件和所述第二筒形件之间。

4.根据权利要求3所述的储能加热型磁性液体减振器，其特征在于，所述第一筒形件的一端设有向外延伸的环形凸缘，所述环形凸缘与所述端盖相连，所述环形凸缘的邻近所述端盖的一侧面设有环形凹槽，

所述储能加热型磁性液体减振器还包括密封圈，所述密封圈配合在所述环形凹槽内以密封所述端盖和所述环形凸缘。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的储能加热型磁性液体减振器，其特征在于，还包括缓冲垫，所述缓冲垫位于所述液体腔内且与所述壳体的内表面相连。

6.根据权利要求5所述的储能加热型磁性液体减振器，其特征在于，所述缓冲垫包括第一缓冲垫和第二缓冲垫，所述第一缓冲垫和第二缓冲垫在所述壳体的长度方向上间隔布置，且所述第一缓冲垫和所述第二缓冲垫均与所述壳体的内表面相连。