CN113280186B - 一种磁性粉体节流阀 - Google Patents

Abstract

一种磁性粉体节流阀。本发明结构简单，通过改变永磁体的角度实现阀腔内磁场分布的变化，从而使存在于阀腔内的磁性粉体对磁场做出响应，磁性粉体实现不同的存在状态，从而调节流量的大小。该方法是使极靴、永磁体形成磁场回路，将磁性粉体(17)注入到由第一极靴(3)和第三极靴(16)、第二极靴(8)与第四极靴(10)形成的密封间隙内，旋转旋转钮(21)使得第一永磁体(6)随之旋转，利用磁场分布和磁性粉体对磁场响应特性，磁性粉体(17)在密封间隙内形成具有不同结构的类固体物质，对密封间隙实现不同程度的堵塞，以实现不同的流量大小。

Description

一种磁性粉体节流阀

技术领域

本发明涉及阀门技术领域，尤其是一种磁性粉体节流阀。

背景技术

磁性粉体是微纳米级材料，对磁场有响应，在外加磁场的作用下，磁性粉体磁化形成类固体物质，具备多孔介质的特性，它的特殊性使它具备了应用潜力，目前磁性粉体应用于密封领域，以其独特的性能，可应用于高低温环境，本发明旨在将磁性粉体置于存在磁场的密封间隙中，通过改变密封间隙内磁场分布来改变磁性粉体的存在状态，从而改变通过阀内流量的大小。

发明内容

本发明的目的在于设计一种利用磁性粉体达到节流效果的装置，磁性粉体具有耐高低温能力，可适用于恶劣的使用环境。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种磁性粉体节流阀，其方法包括：

所述第一极靴密封条安装在第一极靴的凹槽内，第二极靴密封条安装在第二极靴的凹槽内，第三极靴密封条安装在第三极靴的凹槽内，第四极靴密封条安装在第四极靴的凹槽内，构成带密封条的第一极靴、带密封条的第二极靴、带密封条的第三极靴和带密封条的第四极靴；所述隔磁块、带密封条的第一极靴、带密封条的第二极靴、第一永磁体、具有通道的隔磁块、带密封条的第三极靴、带密封条的第四极靴、第二永磁体依次放入外壳中；

所述第一极靴、第二极靴、隔磁块在外壳上部分，依靠工装定位至外壳内壁与第一极靴和第二极靴上端面对齐，且第一极靴与第二极靴关于隔磁块对称；

第三极靴、第二永磁体、第四极靴依次分布，与外壳内部下壁面紧密贴合，且第三极靴与第四极靴关于第二永磁体对称，第一极靴与第三极靴、第二极靴与第四极靴之间存在间隙，间隙相同，且极靴的极齿相互对应，不发生错位；

具有通道的隔磁块上壁面与第一极靴、第二极靴下壁面接触，下壁面与第二永磁体上壁面接触，其长度与第二永磁体长度相同，保证具有通道的隔磁块能够起到支撑极靴和导通第一极靴、第三极靴所形成间隙空间与第二极靴、第四极靴所形成间隙空间的作用；

第一永磁体两端为圆弧状结构，第一极靴右壁面、隔磁块下壁面、第二极靴左壁面、带有通道的隔磁块上壁面与第一永磁体两端面具有相同的弧度，第一永磁体位于由第一极靴右壁面、隔磁块下壁面、第二极靴左壁面、具有通道的隔磁块上壁面构成的圆柱形空间内，且可以绕该空间中心线实现360度旋转；

进气口与出气口对称分布，位于由上下极靴所构成间隙空间位置处，节流阀由进气口、第一极靴与第三极靴形成间隙空间、具有通道的隔磁块的通道、第二极靴与第四极靴形成的间隙空间、出气口构成气体的流通通道；

在两端盖处放置密封垫片，通过连接螺栓将端盖一和端盖二固定在外壳上。

所述极靴、永磁体形成磁场回路，当磁性粉体被注入到第一极靴与第三极靴、第二极靴与第四极靴之间时，极齿处磁场强度会远强于极齿两侧齿槽处的磁场强度，磁性粉体对磁场响应，将会被吸附到极齿处的密封间隙内，形成多孔介质堵塞间隙；

本发明中，磁性粉体应向第一极靴和第二极靴的极齿上进行一定量的加注，防止在完成第三极靴和第四极靴的安装时，磁性粉体难以均匀的注入在极齿上，隔磁块的设计防止了第一永磁体在旋转时磁性粉体聚集在永磁体一端，第二永磁体的设计束缚了磁性粉体在极齿上，防止磁性粉体在压力的作用下被冲出阀腔。

附图说明

图1是未注有磁性粉体的状态。

图2是已注有磁性粉体的状态。

图3是第一永磁体未参与磁回路状态。

图4是全通状态。

图5是装置侧剖视图。

图6是密封垫片示意图。

图2、图5中：进气口1、外壳2、第一极靴3、第一极靴密封条4、隔磁块5、第一永磁体6、第二极靴密封条7、第二极靴8、出气口9、第四极靴10、第四极靴密封条11、隔磁块密封条12、具有通道的隔磁块13、第二永磁体14、第三极靴密封条15、第三极靴16、磁性粉体17、密封垫片18、端盖一19、端盖二20、旋转钮21。

具体实施方式

以附图为具体实施方式对本发明作进一步说明：

一种磁性粉体节流阀，该装置包括：

所述第一极靴密封条4安装在第一极靴3的凹槽内，第二极靴密封条7安装在第二极靴8的凹槽内，第三极靴密封条15安装在第三极靴16的凹槽内，第四极靴密封条11安装在第四极靴10的凹槽内，隔磁块密封条12安装在具有通道的隔磁块13的凹槽内，构成带密封条的第一极靴、带密封条的第二极靴、带密封条的第三极靴、带密封条的第四极靴和带密封条的具有通道的隔磁块；

所述第一极靴3、第二极靴8、隔磁块5在外壳上部分，依靠工装定位至外壳2内壁与第一极靴3和第二极靴8上端面对齐，且第一极靴3与第二极靴8关于隔磁块对称；

第三极靴16、第二永磁体14、第四极靴10依次分布，与外壳2内部下壁面紧密贴合，且第三极靴16与第四极靴10关于第二永磁体14对称，第一极靴3与第三极靴8、第二极靴16与第四极靴10之间存在间隙，间隙相同，且极靴的极齿相互对应，不发生错位；

具有通道的隔磁块13上壁面与第一极靴3、第二极靴8下壁面接触，下壁面与第二永磁体14上壁面接触，其长度与第二永磁体14长度相同，保证具有通道的隔磁块13能够起到支撑极靴和导通第一极靴3、第三极靴16所形成间隙空间与第二极靴8、第四极靴10所形成间隙空间的作用；

第一永磁体6两端为圆弧状结构，第一极靴3右壁面、隔磁块5下壁面、第二极靴8左壁面、带有通道的隔磁块13上壁面与第一永磁体6两端面具有相同的弧度，第一永磁体6位于由第一极靴3右壁面、隔磁块5下壁面、第二极靴8左壁面、具有通道的隔磁块13上壁面构成的圆柱形空间内，且可以绕该空间中心线实现360度旋转；

进气口1与出气口9对称分布，位于由上下极靴所构成间隙空间位置处，节流阀由进气口1、第一极靴3与第三极靴16形成间隙空间、具有通道的隔磁块13的通道、第二极靴8与第四极靴10形成的间隙空间、出气口9构成气体的流通通道；

在两端盖处放置密封垫片18，通过连接螺栓将端盖一19和端盖二20固定在外壳上。

所述极靴、永磁体形成磁场回路，当磁性粉体17被注入到第一极靴3与第三极靴16、第二极靴8与第四极靴10之间时，极齿处磁场强度会远强于极齿两侧齿槽处的磁场强度，磁性粉体17对磁场响应，将会被吸附到极齿处的间隙内。

本发明中，具有通道的隔磁块13的设计防止了第一永磁体6在旋转时磁性粉体17聚集在第一永磁体6一端，第二永磁体14的设计束缚磁性粉体17在极齿上。

第一极靴3、第二极靴8、第三极靴16、第四极靴10选用导磁性良好的材料，如1Cr13、2Cr13；第一永磁体6、第二永磁体14选用钕铁硼；磁性粉体17根据工况选择软磁性粉体，如四氧化三铁；外壳2及隔磁块5、具有通道的隔磁块13选用非导磁性材料，如非导磁不锈钢。

工作原理：

本发明安装好磁性粉体节流阀装置，进气口1连接好管路，就可以进行使用。

在使用过程中，通过旋转旋转钮21改变第一永磁体6的旋转角度，在第一永磁体6旋转到图3状态之前，间隙内的磁场强度大小会随第一永磁体6的旋转角度发生改变，存在于间隙内的由磁性粉体15形成的多孔介质的空隙率发生改变，在第一永磁体6旋转过程中可调节通过本装置流量的大小。

第一永磁体6旋转至图3状态时，第一永磁体6不与极靴构成磁回路，第二永磁体14的存在可防止磁性粉体17在压力的作用下被冲出阀腔。

第一永磁体6旋转至磁极与第二永磁体14磁极相同时，即节流阀处于全通状态，此时第一极靴3与第三极靴16、第二极靴8与第四极靴10处于磁力相斥状态，间隙内的磁性粉体17对流体无堵塞作用。

Claims (4)

1.一种磁性粉体节流阀，其特征在于：

本装置为立方体结构，设置有进气口(1)与出气口(9)，由外壳(2)、第一永磁体(6)、第二永磁体(14)、旋转钮(21)、第一极靴(3)、第二极靴(8)、第三极靴(16)、第四极靴(10)、第一极靴密封条(4)、第二极靴密封条(7)、第三极靴密封条(15)、第四极靴密封条(11)、隔磁块(5)、带有通道的隔磁块(13)、隔磁块密封条(12)、密封垫片(18)、端盖一(19)、端盖二(20)组成；

装置内部第一极靴(3)、隔磁块(5)、第二极靴(8)依次分布，与外壳(2)内部上壁面紧密贴合，且第一极靴(3)与第二极靴(8)关于隔磁块(5)对称；

第三极靴(16)、第四极靴(10)的极齿结构分别与第一极靴(3)、第二极靴(8)的极齿结构相同；

第三极靴(16)、第二永磁体(14)、第四极靴(10)依次分布，与外壳(2)内部下壁面紧密贴合，且第三极靴(16)与第四极靴(10)关于第二永磁体(14)对称，第一极靴(3)与第三极靴(16)、第二极靴(8)与第四极靴(10)之间存在间隙，间隙相同，且极靴的极齿相互对应，不发生错位；

具有通道的隔磁块(13)上壁面与第一极靴(3)、第二极靴(8)下壁面接触，下壁面与第二永磁体(14)上壁面接触，其长度与第二永磁体(14)长度相同，保证具有通道的隔磁块(13)能够起到支撑极靴和导通第一极靴(3)、第三极靴(16)所形成间隙空间与第二极靴(8)、第四极靴(10)所形成间隙空间的作用；

第一永磁体(6)两端为圆弧状结构，第一极靴(3)右壁面、隔磁块(5)下壁面、第二极靴(8)左壁面、带有通道的隔磁块(13)上壁面与第一永磁体(6)两端面具有相同的弧度，第一永磁体(6)位于由第一极靴(3)右壁面、隔磁块(5)下壁面、第二极靴(8)左壁面、具有通道的隔磁块(13)上壁面构成的圆柱形空间内，且可以绕该空间中心线实现360度旋转；

进气口(1)与出气口(9)对称分布，位于由上下极靴所构成间隙空间位置处，节流阀由进气口(1)、第一极靴(3)与第三极靴(16)形成间隙空间、具有通道的隔磁块(13)的通道、第二极靴(8)与第四极靴(10)形成的间隙空间、出气口(9)构成气体的流通通道；

在安装过程中，所述第一极靴密封条(4)安装在第一极靴(3)的凹槽内，第二极靴密封条(7)安装在第二极靴(8)的凹槽内，第三极靴密封条(15)安装在第三极靴(16)的凹槽内，第四极靴密封条(11)安装在第四极靴(10)的凹槽内，隔磁块密封条(12)安装在具有通道的隔磁块(13)的凹槽内，构成带密封条的第一极靴、带密封条的第二极靴、带密封条的第三极靴、带密封条的第四极靴和带密封条的具有通道的隔磁块，在端盖处放置密封垫片(18)，通过连接螺栓将端盖一(19)和端盖二(20)固定在外壳(2)上，实现端面密封。

2.根据权利要求1所述一种磁性粉体节流阀，其特征在于：第一永磁体(6)与第二永磁体(14)极性相反布置。

3.根据权利要求1所述一种磁性粉体节流阀，其特征在于：第一永磁体(6)可实现360度旋转。

4.根据权利要求1所述一种磁性粉体节流阀，其特征在于：第一极靴(3)极齿与第三极靴(16)极齿形状参数相同，第二极靴(8)极齿与第四极靴(10)极齿形状参数相同。

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