CN112746998A - 利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀 - Google Patents

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杨国来
伍国果
曹文斌
柴红强
张�杰
冒越颖
姚恒星
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Abstract

本发明公开了一种利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀，包括阀体，左端盖、右端盖、阀芯、活塞、励磁线圈、绕线架及磁流变液；所述左端盖与右端盖通过螺栓固定连接于所述阀体左右两端形成液压腔，所述液压腔内充有磁流变液，所述励磁线圈绕于所述绕线架上且置于所述阀体内为磁流变液提供磁场，所述活塞固定设置于所述阀芯上并设置于所述液压腔内，所述阀芯两端分别延伸穿出所述左端盖及右端盖，所述活塞将液压腔分割为左腔室和右腔室，所述活塞上开设有多个通孔用于连通左、右腔室。本发明通过设定和改变线圈的电流级数或大小以控制磁场变化来改变磁流变液的粘度，实现磁流变液压阀的多种工作模式要求，实现对液压控制阀的多级精确控制。

Description

利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀
技术领域
本发明涉及磁流变阀技术领域，具体涉及一种利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀。
背景技术
液压控制系统中，液压控制阀主要用来控制液压执行元件中液流的压力、流量及流动方向，从而控制液压执行元件的启动、停止，改变运动的速度、方向、力以及动作顺序等，以满足各类液压设备对运动、速度、力和转矩等负载工况的要求。因此液压控制阀的性能直接影响到液压系统的静态特性及工作可靠性，是液压控制系统中的核心控制单元之一。随着高新技术的发展，液压传动的工程应用对液压元件的要求越来越高，传统的液压控制阀结构复杂、体积大、加工要求高、容易磨损、成本高、工作情况设定单一，还存在不易控制、响应慢、工作噪声大、工作可靠性低等问题。
磁流变液压阀是以磁流变液作为工作介质的新型液压控制阀。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形体；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、且工作情况设定多样，且利于智能控制的实现，具有良好的应用前景。
因此，为解决以上问题，需要一种利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀，能够通过设定和改变线圈的电流级数或大小以控制磁场变化来改变磁流变液的粘度，达到对阀芯不同阈值的控制，实现磁流变液压阀的多种工作模式要求，实现对液压控制阀的多级精确控制，减小液压阻尼阀的体积，降低成本，提高可控性。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是克服现有技术中的缺陷，提供利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀，能够通过设定和改变线圈的电流级数或大小以控制磁场变化来改变磁流变液的粘度，达到对阀芯不同阈值的控制，实现磁流变液压阀的多种工作模式要求，实现对液压控制阀的多级精确控制，减小液压阻尼阀的体积，降低成本，提高可控性。
本发明的利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀，包括阀体，左端盖、右端盖、阀芯、活塞、励磁线圈、绕线架及磁流变液；所述左端盖与右端盖通过螺栓固定连接于所述阀体左右两端形成液压腔，所述液压腔内充有磁流变液，所述励磁线圈绕于所述绕线架上且置于所述阀体内为磁流变液提供磁场，所述活塞固定设置于所述阀芯上并设置于所述液压腔内，所述阀芯两端分别延伸穿出所述左端盖及右端盖，所述活塞将液压腔分割为左腔室和右腔室，所述活塞上开设有多个通孔用于连通左、右腔室，活塞在充有磁流变液的腔体内运动收到磁流变液的阻力阻挠，为了对活塞的运动起到更多的调节控制作用可以改变励磁线圈的电流及通电线圈数来改变磁流变液的粘度，改变磁流变液阻力的大小进行调节，控制范围大，可调节的范围也大，整个液压阀的体积大大减小。
进一步，所述励磁线圈为多级线圈沿绕线架的轴向延伸方向绕制，多级励磁线圈的设置扩大了磁场的调整范围，进一步增大了磁流变液的粘度调整范围，也增大了液压阀的可调整范围。
进一步，所述绕线架置于所述阀体内并与阀体内壁贴合，其长度和直径均与所述阀尺寸相适应，尺寸相互适应的阀体和绕线架便于制造和装配避免阀体内空间浪费，将阀体的设计空间合理化。
进一步，所述磁流变液充于所述绕线架与左端盖及右端盖构成的密闭空间内，保证绕线架上的励磁线圈产生的磁场可以完整地覆盖磁流变液，进一步将液压阀的体积合理减小。
进一步，所述左端盖及右端盖中心开设一过孔用于阀芯穿过，且所述阀芯表面与过孔内壁之间设置密封垫进行密封，阀芯的伸出端即为液压阀的作用端，阀芯与过孔之间密封避免磁流变液的遗漏。
进一步，所述活塞与所述绕线架之间间隙配合，间隙配合的活塞才可以实现左右移动，避免活塞与绕线架之间配合过紧而无法发生相对移动。
进一步，所述活塞上设置的通孔为若干个，且所述通孔在活塞端面上呈中心对称分布，对称的通孔设置可以保证活塞的受力面更平衡，整个受力面也呈中心对称。
本发明的有益效果是：本发明公开的一种利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀，通过设定和改变线圈的电流级数或大小以控制磁场变化来改变磁流变液的粘度，达到对阀芯不同阈值的控制，实现磁流变液压阀的多种工作模式要求，实现对液压控制阀的多级精确控制，减小液压阻尼阀的体积，降低成本，提高可控性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明的活塞横截面示意图。
具体实施方式
图1为本发明的结构示意图，图2为本发明的活塞横截面示意图，如图所示，本实施例中的利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀包括阀体1，左端盖2、右端盖3、阀芯4、活塞5、励磁线圈6、绕线架7及磁流变液8；所述左端盖2与右端盖3通过螺栓固定连接于所述阀体1左右两端形成液压腔，所述液压腔内充有磁流变液8，所述励磁线圈6绕于所述绕线架7上且置于所述阀体1内为磁流变液8提供磁场，所述活塞5固定设置于所述阀芯4上并设置于所述液压腔内，所述阀芯4两端分别延伸穿出所述左端盖2及右端盖3，所述活塞5将液压腔分割为左腔室和右腔室，所述活塞5上开设有多个通孔5a用于连通左、右腔室，活塞5在充有磁流变液8的腔体内运动收到磁流变液8的阻力阻挠，为了对活塞5的运动起到更多的调节控制作用可以改变励磁线圈6的电流及通电线圈数来改变磁流变液8的粘度，改变磁流变液8阻力的大小进行调节，控制范围大，可调节的范围也大，整个液压阀的体积大大减小。
本实施例中，所述励磁线圈6为多级线圈沿绕线架7的轴向延伸方向绕制，多级励磁线圈6的设置扩大了磁场的调整范围，本实施例中增大了磁流变液8的粘度调整范围，也增大了液压阀的可调整范围。
本实施例中，所述绕线架7置于所述阀体1内并与阀体1内壁贴合，其长度和直径均与所述阀尺寸相适应，尺寸相互适应的阀体1和绕线架7便于制造和装配避免阀体1内空间浪费，将阀体1的设计空间合理化。
本实施例中，所述磁流变液8充于所述绕线架7与左端盖2及右端盖3构成的密闭空间内，保证绕线架7上的励磁线圈6产生的磁场可以完整地覆盖磁流变液8，本实施例中将液压阀的体积合理减小。
本实施例中，所述左端盖2及右端盖3中心开设一过孔用于阀芯4穿过，且所述阀芯4表面与过孔内壁之间设置密封垫进行密封，阀芯4的伸出端即为液压阀的作用端，阀芯4与过孔之间密封避免磁流变液8的遗漏。
本实施例中，所述活塞5与所述绕线架7之间间隙配合，间隙配合的活塞5才可以实现左右移动，避免活塞5与绕线架7之间配合过紧而无法发生相对移动。
本实施例中，所述活塞5上设置的通孔5a为若干个，且所述通孔5a在活塞5端面上呈中心对称分布，对称的通孔5a设置可以保证活塞5的受力面更平衡，整个受力面也呈中心对称。
本发明公开的一种利用磁流变液8实现阻尼调节的液压阀，通过设定和改变线圈的电流级数或大小以控制磁场变化来改变磁流变液8的粘度，达到对阀芯4不同阈值的控制，实现磁流变液8压阀的多种工作模式要求，实现对液压控制阀的多级精确控制，减小液压阻尼阀的体积，降低成本，提高可控性。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (7)

1.一种利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀，其特征在于：包括阀体，左端盖、右端盖、阀芯、活塞、励磁线圈、绕线架及磁流变液；所述左端盖与右端盖通过螺栓固定连接于所述阀体左右两端形成液压腔，所述液压腔内充有磁流变液，所述励磁线圈绕于所述绕线架上且置于所述阀体内为磁流变液提供磁场，所述活塞固定设置于所述阀芯上并设置于所述液压腔内，所述阀芯两端分别延伸穿出所述左端盖及右端盖，所述活塞将液压腔分割为左腔室和右腔室，所述活塞上开设有多个通孔用于连通左、右腔室。
2.根据权利要求1所述的利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀，其特征在于：所述励磁线圈为多级线圈沿绕线架的轴向延伸方向绕制。
3.根据权利要求2所述的利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀，其特征在于：所述绕线架置于所述阀体内并与阀体内壁贴合，其长度和直径均与所述阀尺寸相适应。
4.根据权利要求3所述的利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀，其特征在于：所述磁流变液充于所述绕线架与左端盖及右端盖构成的密闭空间内。
5.根据权利要求1所述的利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀，其特征在于：所述左端盖及右端盖中心开设一过孔用于阀芯穿过，且所述阀芯表面与过孔内壁之间设置密封垫进行密封。
6.根据权利要求1所述的利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀，其特征在于：所述活塞与所述绕线架之间间隙配合。
7.根据权利要求6所述的利用磁流变液实现阻尼调节的液压阀，其特征在于：所述活塞上设置的通孔为若干个，且所述通孔在活塞端面上呈中心对称分布。
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