CN112923123B - 一种混合式多通道磁流变阀 - Google Patents

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Abstract

本发明旨在提供一种混合式多通道磁流变阀，包括阀体、左端盖、右端盖、左导磁环、右导磁环、中间导磁环、线圈支架、励磁线圈、阀芯、永磁体环、隔磁环、滑动圆盘、弹簧；所述的阀体两端分别通过左端盖和右端盖密封，所述的左端盖中部设有通孔a，右端盖中部设有通孔b。本发明解决了现有磁流变阀因需要较高性能而压降不能满足导致整个系统工作停止的难题，使得该磁流变阀成功运用于各种压力较大的场合。

Description

一种混合式多通道磁流变阀
技术领域
本发明涉及磁流变阀领域，具体涉及一种混合式多通道磁流变阀。
背景技术
磁流变阀与传统液压控制阀相比，磁流变阀通过控制励磁线圈电流的大小来控制通过阀的磁流变液的流量，无移动的机械部件，相对于传统的机械阀，磁流变液控制阀，具有结构简单，体积小，易于控制，响应速度快，工作噪声低，耐磨损，可靠性高，成本低等优点。磁流变阀现以被广泛应用。
工程应用中，常需要磁流变液在流向不同时具有不同的压降，通常采取三种方式进行实现：一是利用控制器监测液流运动方向，液流反向时，改变磁流变阀中励磁电流的大小，其控制系统复杂，且频繁改变电流会导致磁流变阀温升加剧；二是在磁流变阀上并联旁路液压阀，但这种结构设计占用空间大，且可控性差。三是通过改变磁隙空间中的流通长度来改变磁流变阀的压差。
提高磁流变流体在磁隙空间中的流道长度对增大磁流变阀的压差有着重要的影响。我们通过改变其结构来增大磁流变阀的压降，如对比文献1（公开号为CN102691688B）所述的磁流变阀装置。但一方面液流通道结构复杂，特别是多级蜿蜒式，工作时尤其容易堵塞，另一方面外形尺寸过大，应用场合也受到限制，尤其是在小体积应用领域中。因此，提出和设计一种液流通道结构简单、外形尺寸不大以及压差可调范围广的磁流变阀至关重要。
发明内容
本发明的目的是提供一种混合式多通道磁流变阀，从而解决现有磁流变阀因需要较高性能而压降不能满足导致整个系统工作停止的难题，使得该磁流变阀成功运用于各种压力较大的场合。
本发明的技术方案如下：
所述的混合式多通道磁流变阀，包括阀体、左端盖、右端盖、左导磁环、右导磁环、中间导磁环、线圈支架、励磁线圈、阀芯、永磁体环、隔磁环、滑动圆盘、弹簧；
所述的阀体两端分别通过左端盖和右端盖密封，所述的左端盖中部设有通孔a，右端盖中部设有通孔b；
所述的阀芯的左端面与左端盖的右端面连接，阀芯的右端向右延伸至接近右端盖一侧，与右端盖之间留有间距；所述的阀芯与右端盖之间设有滑动圆盘，滑动圆盘的轴向长度小于阀芯与右端盖之间的间距；所述的滑动圆盘通过弹簧与右端盖的左端面连接，自然状态下，弹簧将滑动圆盘压在阀芯右端面上；所述的阀芯中心设有沿其轴向的通道a，所述的通道a的左端口与左端盖的通孔a连通；所述的阀芯的外圆面上间隔设有两组以上的永磁体环槽，永磁体环槽中设有永磁体环；
所述的左导磁环的左端安装于左端盖的右端面上，左导磁环的左端面与左端盖的右端面之间留有液体通道a；所述的右导磁环的右端安装于右端盖的左端面上，右导磁环的右端面与右端盖的左端面之间留有液体通道b；所述的左导磁环和右导磁环之间设置中间导磁环，所述的左导磁环与中间导磁环之间，以及右导磁环和中间导磁环之间通过隔磁环分隔；所述的阀芯位于左导磁环、中间导磁环、和右导磁环内圆面组成的空间内，阀芯的外圆面与左导磁环、中间导磁环和右导磁环内圆面之间留有间距，形成通道b；所述的滑动圆盘位于右导磁环内，滑动圆盘的外径等于右导磁环的内径；
所述的线圈支架设于阀体内壁的中部，线圈支架的左右两端分别延伸至左端盖和右端盖处，线圈支架的左端面与左端盖的右端面接触，线圈支架的右端面与右端盖的左端面接触；所述的线圈支架的外圆面上对应永磁体环位置分布线圈槽，每组线圈槽内分别设有一组励磁线圈；所述的左导磁环、中间导磁环和右导磁环位于线圈支架的内圆面内，左导磁环、中间导磁环和右导磁环的外圆面与线圈支架的内圆面之间留有间距，形成通道c。
本发明的磁流变液流动方向：磁流变液从通孔a进入通道a，挤压滑动圆盘然后进入通道b，经过液体通道a进入通道c，然后经液体通道b进入通孔b排出。
所述的左导磁环、中间导磁环和右导磁环的外圆面和内圆面分别齐平设置；
所述的隔磁环的内圆面设有隔磁定位环a，所述的隔磁定位环a的内圆面与阀芯的外圆面接触；所述的隔磁环的外圆面与中间导磁环的外圆面齐平，隔磁环的外圆面上设有隔磁定位环b，所述的隔磁定位环b的外圆面与线圈支架的内圆面接触。
所述的隔磁定位环a上沿其圆周方向间隔设有多组通槽a，通过通槽a连通隔磁定位环a两侧的通道b；
所述的隔磁定位环b上沿其圆周方向间隔设有多组通槽b，通过通槽b连通隔磁定位环b两侧的通道c。
所述的通槽a设有-个，所述的通槽b设有-个。
所述的阀芯的通道a的内壁两侧上分别间隔均匀设置多组环槽，相邻的环槽之间形成矩齿。
所述的通道a内壁的两侧上的矩齿的数量为5-10个。
所述的液体通道a、液体通道b、通道b和通道c的宽度为0.5-3mm。
所述的左端盖和右端盖与线圈支架的接触面上分别设有密封圈环槽a，该密封圈环槽a内设有密封圈a；所述的左端盖与阀芯的接触面上设有密封圈环槽b，该密封圈环槽b内设有密封圈b。
所述的滑动圆盘的外圆面设有密封圈环槽c，该密封圈环槽b内设有密封圈c。
所述的永磁体环为轴向充磁型永磁体，相邻的永磁体环的磁力线方向相同或者相反。
本发明通过设计一种新型矩齿形阀芯，并在阀芯安装的永磁体环，不仅提高了线圈的磁力强度，也增加了阀芯内部的流通长度，使永磁体环的磁力线穿过阀芯的内部，从而起到阻尼效果，并且这一永磁体环，还可以增加有效的强化线圈的作用效果。
本发明的阀芯内的通道a中设计了两端的矩齿结构，有效增加聚磁效果。这一结构设计不用改变液流通道结构，只是通过强化线圈作用，就增加有效流通长度。并且，磁流变液通过矩形齿进入流道中，减少了空气阻力的能量消耗以及最大程度的避免了磁力的泄漏。
本发明有效增加了通过线圈产生磁力的利用效率。本发明形成的这种混合型磁流变阀同时具有永磁体和线圈的作用效果，增大了压降可调范围。采用本发明密封装置，大大减少了线圈磁力的损失，增大了磁力的利用效率，大大提高了磁流变阀的性能，扩大了其安全工作范围。
附图说明
图1为本发明的整体结构剖视图；
图2为本发明的隔磁环的结构示意图；
图中各部分名称及序号如下：
1-阀体，2-左端盖，3-右端盖，4-左导磁环，5-右导磁环，6-中间导磁环，7-线圈支架，8-励磁线圈，9-阀芯， 11-永磁体环，12-隔磁环，13-滑动圆盘，14-弹簧，15-通孔a，16-通孔b，17-通道a，18-通道b，19-通道c，20-隔磁定位环a，21-隔磁定位环b，22-通槽a， 23-通槽b，24-环槽，25-矩齿，26-密封圈a，27-密封圈b，28-密封圈c。
具体实施方式
下面结合附图和实施例具体说明本发明。
实施例1
如图1-2所示，所述的混合式多通道磁流变阀，包括阀体1、左端盖2、右端盖3、左导磁环4、右导磁环5、中间导磁环6、线圈支架7、励磁线圈8、阀芯9、永磁体环11、隔磁环12、滑动圆盘13、弹簧14；
所述的阀体1两端分别通过左端盖2和右端盖3密封，所述的左端盖2中部设有通孔a15， 右端盖3中部设有通孔b16；
所述的阀芯9的左端面与左端盖2的右端面连接，阀芯9的右端向右延伸至接近右端盖3一侧，与右端盖3之间留有间距；所述的阀芯9与右端盖3之间设有滑动圆盘13，滑动圆盘13的轴向长度小于阀芯9与右端盖3之间的间距；所述的滑动圆盘13通过弹簧14与右端盖3的左端面连接，自然状态下，弹簧14将滑动圆盘13压在阀芯9右端面上；所述的阀芯9中心设有沿其轴向的通道a17，所述的通道a17的左端口与左端盖2的通孔a15连通；所述的阀芯9的外圆面上间隔设有两组以上的永磁体环槽，永磁体环槽中设有永磁体环11；
所述的左导磁环4的左端安装于左端盖2的右端面上，左导磁环4的左端面与左端盖2的右端面之间留有液体通道a；所述的右导磁环5的右端安装于右端盖3的左端面上，右导磁环5的右端面与右端盖3的左端面之间留有液体通道b；所述的左导磁环4和右导磁环5之间设置中间导磁环6，所述的左导磁环4与中间导磁环6之间，以及右导磁环5和中间导磁环6之间通过隔磁环12分隔；所述的阀芯9位于左导磁环4、中间导磁环6、和右导磁环5内圆面组成的空间内，阀芯9的外圆面与左导磁环4、中间导磁环6和右导磁环5内圆面之间留有间距，形成通道b18；所述的滑动圆盘13位于右导磁环5内，滑动圆盘13的外径等于右导磁环5的内径；
所述的线圈支架7设于阀体1内壁的中部，线圈支架7的左右两端分别延伸至左端盖2和右端盖3处，线圈支架7的左端面与左端盖2的右端面接触，线圈支架7的右端面与右端盖3的左端面接触；所述的线圈支架7的外圆面上对应永磁体环11位置分布线圈槽，每组线圈槽内分别设有一组励磁线圈8；所述的左导磁环4、中间导磁环6和右导磁环5位于线圈支架7的内圆面内，左导磁环4、中间导磁环6和右导磁环5的外圆面与线圈支架7的内圆面之间留有间距，形成通道c19。
所述的左导磁环4、中间导磁环6和右导磁环5的外圆面和内圆面分别齐平设置；
所述的隔磁环12的内圆面设有隔磁定位环a20，所述的隔磁定位环a20的内圆面与阀芯9的外圆面接触；所述的隔磁环12的外圆面与中间导磁环6的外圆面齐平，隔磁环12的外圆面上设有隔磁定位环b21，所述的隔磁定位环b21的外圆面与线圈支架7的内圆面接触。
所述的隔磁定位环a20上沿其圆周方向间隔设有多组通槽a22，通过通槽a22连通隔磁定位环a20两侧的通道b18；
所述的隔磁定位环b21上沿其圆周方向间隔设有多组通槽b23，通过通槽b23连通隔磁定位环b21两侧的通道c19。
所述的通槽a22设有2-6个，所述的通槽b23设有2-6个。
所述的阀芯9的通道a17的内壁两侧上分别间隔均匀设置多组环槽24，相邻的环槽24之间形成矩齿25。
所述的通道a17内壁的两侧上的矩齿25的数量为5-10个。
所述的液体通道a、液体通道b、通道b18和通道c19的宽度为0.5-3mm。
所述的左端盖2和右端盖3与线圈支架7的接触面上分别设有密封圈环槽a，该密封圈环槽a内设有密封圈a26；所述的左端盖2与阀芯9的接触面上设有密封圈环槽b，该密封圈环槽b内设有密封圈b27。
所述的滑动圆盘13的外圆面设有密封圈环槽c，该密封圈环槽b内设有密封圈c28。
所述的永磁体环11为轴向充磁型永磁体，相邻的永磁体环11的磁力线方向相同或者相反。

Claims (9)

1.一种混合式多通道磁流变阀，包括阀体（1）、左端盖（2）、右端盖（3）、左导磁环（4）、右导磁环（5）、中间导磁环（6）、线圈支架（7）、励磁线圈（8）、阀芯（9）、永磁体环（11）、隔磁环（12）、滑动圆盘（13）、弹簧（14），其特征在于：
所述的阀体（1）两端分别通过左端盖（2）和右端盖（3）密封，所述的左端盖（2）中部设有通孔a（15）， 右端盖（3）中部设有通孔b（16）；
所述的阀芯（9）的左端面与左端盖（2）的右端面连接，阀芯（9）的右端向右延伸至接近右端盖（3）一侧，与右端盖（3）之间留有间距；所述的阀芯（9）与右端盖（3）之间设有滑动圆盘（13），滑动圆盘（13）的轴向长度小于阀芯（9）与右端盖（3）之间的间距；所述的滑动圆盘（13）通过弹簧（14）与右端盖（3）的左端面连接，自然状态下，弹簧（14）将滑动圆盘（13）压在阀芯（9）右端面上；所述的阀芯（9）中心设有沿其轴向的通道a（17），所述的通道a（17）的左端口与左端盖（2）的通孔a（15）连通；所述的阀芯（9）的外圆面上间隔设有两组以上的永磁体环槽，永磁体环槽中设有永磁体环（11）；所述的阀芯（9）的通道a（17）的内壁两侧上分别间隔均匀设置多组环槽（24），相邻的环槽（24）之间形成矩齿（25）；
所述的左导磁环（4）的左端安装于左端盖（2）的右端面上，左导磁环（4）的左端面与左端盖（2）的右端面之间留有液体通道a；所述的右导磁环（5）的右端安装于右端盖（3）的左端面上，右导磁环（5）的右端面与右端盖（3）的左端面之间留有液体通道b；所述的左导磁环（4）和右导磁环（5）之间设置中间导磁环（6），所述的左导磁环（4）与中间导磁环（6）之间，以及右导磁环（5）和中间导磁环（6）之间通过隔磁环（12）分隔；所述的阀芯（9）位于左导磁环（4）、中间导磁环（6）、和右导磁环（5）内圆面组成的空间内，阀芯（9）的外圆面与左导磁环（4）、中间导磁环（6）和右导磁环（5）内圆面之间留有间距，形成通道b（18）；所述的滑动圆盘（13）位于右导磁环（5）内，滑动圆盘（13）的外径等于右导磁环（5）的内径；
所述的线圈支架（7）设于阀体（1）内壁的中部，线圈支架（7）的左右两端分别延伸至左端盖（2）和右端盖（3）处，线圈支架（7）的左端面与左端盖（2）的右端面接触，线圈支架（7）的右端面与右端盖（3）的左端面接触；所述的线圈支架（7）的外圆面上对应永磁体环（11）位置分布线圈槽，每组线圈槽内分别设有一组励磁线圈（8）；所述的左导磁环（4）、中间导磁环（6）和右导磁环（5）位于线圈支架（7）的内圆面内，左导磁环（4）、中间导磁环（6）和右导磁环（5）的外圆面与线圈支架（7）的内圆面之间留有间距，形成通道c（19）；
磁流变液流动方向为：磁流变液从通孔a进入通道a，挤压滑动圆盘然后进入通道b，经过液体通道a进入通道c，然后经液体通道b进入通孔b排出。
2.如权利要求1所述的混合式多通道磁流变阀，其特征在于：
所述的左导磁环（4）、中间导磁环（6）和右导磁环（5）的外圆面和内圆面分别齐平设置；
所述的隔磁环（12）的内圆面设有隔磁定位环a（20），所述的隔磁定位环a（20）的内圆面与阀芯（9）的外圆面接触；所述的隔磁环（12）的外圆面与中间导磁环（6）的外圆面齐平，隔磁环（12）的外圆面上设有隔磁定位环b（21），所述的隔磁定位环b（21）的外圆面与线圈支架（7）的内圆面接触。
3.如权利要求2所述的混合式多通道磁流变阀，其特征在于：
所述的隔磁定位环a（20）上沿其圆周方向间隔设有多组通槽a（22），通过通槽a（22）连通隔磁定位环a（20）两侧的通道b（18）；
所述的隔磁定位环b（21）上沿其圆周方向间隔设有多组通槽b（23），通过通槽b（23）连通隔磁定位环b（21）两侧的通道c（19）。
4.如权利要求3所述的混合式多通道磁流变阀，其特征在于：所述的通槽a（22）设有2-6个，所述的通槽b（23）设有2-6个。
5.如权利要求1所述的混合式多通道磁流变阀，其特征在于：所述的通道a（17）内壁的两侧上的矩齿（25）的数量为5-10个。
6.如权利要求1所述的混合式多通道磁流变阀，其特征在于：所述的液体通道a、液体通道b、通道b（18）和通道c（19）的宽度为0.5-3mm。
7.如权利要求1所述的混合式多通道磁流变阀，其特征在于：所述的左端盖（2）和右端盖（3）与线圈支架（7）的接触面上分别设有密封圈环槽a，该密封圈环槽a内设有密封圈a（26）；所述的左端盖（2）与阀芯（9）的接触面上设有密封圈环槽b，该密封圈环槽b内设有密封圈b（27）。
8.如权利要求1所述的混合式多通道磁流变阀，其特征在于：所述的滑动圆盘（13）的外圆面设有密封圈环槽c，该密封圈环槽b内设有密封圈c（28）。
9.如权利要求1所述的混合式多通道磁流变阀，其特征在于：所述的永磁体环（11）为轴向充磁型永磁体，相邻的永磁体环（11）的磁力线方向相同或者相反。
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Assignee: Liuzhou Zhuode Machinery Technology Co.,Ltd.

Assignor: GUANGXI University OF SCIENCE AND TECHNOLOGY

Contract record no.: X2023980053834

Denomination of invention: A hybrid multi-channel magneto rheological valve

Granted publication date: 20220603

License type: Common License

Record date: 20231225

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