CN205154792U - 具有复杂径向液流通道的磁流变阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种具有复杂径向液流通道的磁流变阀，主要由端盖、导磁圆盘、弧形挡块、阀芯、阀体及励磁线圈等组成。该磁流变阀同时具有圆环流和径向流两种液流通道，其中导磁圆盘外圆周表面与阀体内表面之间围成的阻尼间隙形成轴向流动的圆环流液流通道，流经此通道的磁流变液方向垂直于磁场方向，很好地利用了磁力线的走向；另外，导磁圆盘端面与阀芯端面之间的间隙设置弧形挡块，形成径向流液流通道，使磁流变液沿液流通道非直线流动，有效加长了磁流变液流动的路径长度。本实用新型磁流变阀结构紧凑，磁场利用率高，在不增加外形结构尺寸前提下，可显著增加阀进出口压差，特别适用于压差调节范围宽的液压控制系统。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种磁流变阀，尤其涉及一种具有复杂径向液流通道的磁流变阀。
背景技术
传统液压控制系统中，液压控制阀由于存在可移动的零部件，不仅结构复杂、体积大、加工要求高、易磨损、成本高，而且还存在不易控制、响应慢、工作噪声大、工作可靠性低等问题。而依据智能材料磁流变液的独特流变特性设计而成的磁流变阀已成为液压系统的主要研究方向。磁流变阀可通过改变外加电流的大小来控制磁感应强度的大小，从而改变磁流变液的剪切屈服强度，达到对磁流变阀进出口压差大小的控制。由于无相对移动零部件，磁流变阀具有结构简单，响应速度高，噪声低，能耗小，工作稳定等优点，弥补了传统液压阀的缺陷，具有广阔的应用前景。
要想得到更高的压力差，设计时首先应考虑如何使磁流变液在通过液流通道时使得流动方向垂直于磁场方向，其次是尽可能使磁流变液在磁流变阀内的液流通道加长。一般情况下，可以通过减小磁流变阀液流通道的宽度来提高液流通道内的磁感应强度，但是此种方法容易造成堵塞，导致磁流变阀失效，而加长液流通道的长度又会增加磁流变阀的体积。发明专利ZL200810065316.3提出一种螺旋液流通道的磁流变阀结构，使磁流变流体沿液流通道非直线流动，有效加长了液流通道长度，但该专利没有充分利用圆环流液流通道的阻尼效应，磁场利用率不高。因此寻找一种结构紧凑并且压差调节范围宽的磁流变阀，是液压行业亟需解决的技术问题。
发明内容
为了克服背景技术中存在的问题，本实用新型提出一种具有复杂径向液流通道的磁流变阀。该磁流变阀具有圆环流和径向流两种液流通道，其中导磁圆盘外圆周表面与阀体内表面之间围成的阻尼间隙为轴向流动的圆环流液流通道，流经此通道的磁流变液方向垂直于磁场方向，很好地利用了磁力线的走向；另外，导磁圆盘端面与阀芯端面之间的间隙设置弧形挡块，形成径向流液流通道，使磁流变液沿液流通道非直线流动，有效加长了磁流变液流动的路径长度，进一步提高了磁力线的利用率，从而使得阀进出口压差调节范围更宽，压差也更大。
本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：螺钉Ⅰ(1)、左端盖(2)、密封圈Ⅰ(3)、圆柱销Ⅰ(4)、左弧形挡板(5)、阀体(6)、阀芯(7)、右弧形挡块(8)、圆柱销Ⅱ(9)、密封圈Ⅱ(10)、右端盖(11)、螺钉Ⅱ(12)、右导磁圆盘(13)、销钉Ⅱ(14)、密封圈Ⅲ(15)、励磁线圈(16)、销钉Ⅰ(17)以及左导磁圆盘(18)。左端盖(2)与阀体(6)间隙配合，左端盖(2)与阀体(6)通过螺钉Ⅰ(1)固定连接；左端盖(2)与阀体(6)通过密封圈Ⅰ(3)进行密封；左端盖(2)上加工有四个均匀分布的小凸台，与左导磁圆盘(18)端面过渡配合，起到定位的作用；左导磁圆盘(18)与阀芯(7)通过销钉Ⅰ(17)固定连接；左导磁圆盘(18)外圆周表面与阀体(6)内表面之间围成的间隙形成圆环形液流通道；左导磁圆盘(18)右端面与阀芯(7)左端面之间的间隙设置左弧形挡板(5)，形成径向螺旋形液流通道；左弧形挡块(5)通过圆柱销Ⅰ(4)固定在左导磁圆盘(18)上；阀体(6)和阀芯(7)间隙配合，阀体(6)和阀芯(7)通过密封圈Ⅲ(15)进行密封；励磁线圈(16)缠绕在阀芯(7)上的绕线槽中；右导磁圆盘(13)与阀芯(7)通过销钉Ⅱ(14)固定连接；右导磁圆盘(13)外圆周表面与阀体(6)内表面之间围成的间隙形成圆环形液流通道；右导磁圆盘(13)左端面与阀芯(7)右端面之间的间隙设置右弧形挡块(8)，形成径向螺旋形液流通道；右弧形挡块(8)通过圆柱销Ⅱ(9)固定在右导磁圆盘(13)上；右端盖(11)与阀体(6)间隙配合，右端盖(11)与阀体(6)通过螺钉Ⅱ(12)固定连接；右端盖(11)与阀体(6)通过密封圈Ⅱ(10)进行密封；右端盖(11)上加工有四个均匀分布的小凸台，与右导磁圆盘(13)端面过渡配合，起到定位的作用；左端盖(2)左端进口处设有内螺纹孔，可与液压管道直接螺纹连接；右端盖(11)右端出口处设有内螺纹孔，可与液压管道直接螺纹连接。
本实用新型与背景技术相比，具有的有益效果是：
(1)本实用新型磁流变阀的液流通道由轴向流动的圆环流液流通道和径向螺旋液流通道共同组成。导磁圆盘外圆周表面与阀体内表面之间围成的阻尼间隙形成轴向流动的圆环流液流通道；导磁圆盘端部与阀芯端部之间的液流通道内设置弧形挡块，使磁流变液成螺旋线形流动，形成径向螺旋液流通道。这种结构设计使磁流变液在有效液流通道内的流动方向均与磁场方向垂直，在径向和轴向方向均充分利用了磁力线的走向，同时在有限的磁隙空间中利用弧形挡块使得磁流变液非直线流动，有效加长了磁流变流体的液流通道长度，使得磁流变阀的进出口压差更大，压差可调范围也更宽。
(2)本实用新型磁流变阀结构简单，制造安装方便，在不增加外形尺寸前提下，可有效扩大磁流变阀的控制范围，显著提高磁流变阀压差。
附图说明
图1是本实用新型结构示意图。
图2是本实用新型左导磁圆盘与左弧形挡块连接构成的螺旋液流通道示意图。
图3是本实用新型左弧形挡块示意图。
图4是本实用新型磁力线分布示意图。
图5是本实用新型磁流变液液流通道及阻尼间隙示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
如图1所示，本实用新型包括：螺钉Ⅰ(1)、左端盖(2)、密封圈Ⅰ(3)、圆柱销Ⅰ(4)、左弧形挡板(5)、阀体(6)、阀芯(7)、右弧形挡块(8)、圆柱销Ⅱ(9)、密封圈Ⅱ(10)、右端盖(11)、螺钉Ⅱ(12)、右导磁圆盘(13)、销钉Ⅱ(14)、密封圈Ⅲ(15)、励磁线圈(16)、销钉Ⅰ(17)以及左导磁圆盘(18)。
图2所示为左导磁圆盘与左弧形挡块连接构成的螺旋液流通道示意图。左导磁圆盘(18)与阀芯(7)的对应端面上设置一组圆柱销Ⅰ(4)，左弧形挡块(5)通过圆柱销Ⅰ(4)与左导磁圆盘端面(18)固定连接。
图3为左弧形挡块示意图。螺旋形液流通道由多个弧形挡块拼接而成，更换不同曲率的弧形挡块可改变液流通道。弧形挡块的弧形曲率与螺旋液流通道的曲率相对应。
图4所示为本实用新型磁力线分布示意图。当给线圈通入电流时，由于电磁感应现象产生的磁力线依次穿过左导磁圆盘(18)、阀芯(7)、右导磁圆盘(13)和阀体(6)形成闭合回路。
图5为本实用新型磁流变液液流通道及阻尼间隙示意图。箭头指示方向为磁流变液在磁流变阀内部的流动方向。阻尼间隙分为五部分，第一部分是由左导磁圆盘(18)外圆周表面与阀体(6)内表面之间围成的轴向阻尼间隙；第二部分是由左导磁圆盘(18)端部与阀芯(7)端部之间的液流通道内设置左弧形挡块(5)形成的径向阻尼间隙；第三部分是阀芯(7)中间的圆形通孔形成的阻尼间隙；第四部分是由右导磁圆盘(13)外圆周表面与阀体(7)内表面之间的轴向阻尼间隙，第五部分是由右导磁圆盘(13)端部与阀芯(7)端部之间的液流通道内设置右弧形挡块(8)形成的径向阻尼间隙。由于本实用新型采用轴对称结构，上半部分给出了磁流变液在磁流变阀中的液流通道，下半部分则给出了磁流变阀阻尼间隙的有效工作区域。
本实用新型工作原理如下：
当给励磁线圈(16)通入一定大小的电流时，由于电磁感应效应，会在阀体(6)、左导磁圆盘(18)、阀芯(7)及右导磁圆盘(13)形成闭合磁场回路。流经轴向圆环流液流通道和径向螺旋液流通道的磁流变液的流向垂直于所产生的磁力线。在磁场作用下，磁流变液粘度增大，迅速由液体状态转变为类固态或固态，从而沿着磁场方向排列成链状。磁流变液想要顺利流过液流通道，就必须克服这种链状排列的分子间的力，流经阀的阻力及阀入口的压力皆跟着增大，液体的流动会减缓或停止。通过调节外加电流的大小，可以控制进出口的压差。
Claims (2)
1.一种具有复杂径向液流通道的磁流变阀，其特征在于包括：螺钉Ⅰ(1)、左端盖(2)、密封圈Ⅰ(3)、圆柱销Ⅰ(4)、左弧形挡板(5)、阀体(6)、阀芯(7)、右弧形挡块(8)、圆柱销Ⅱ(9)、密封圈Ⅱ(10)、右端盖(11)、螺钉Ⅱ(12)、右导磁圆盘(13)、销钉Ⅱ(14)、密封圈Ⅲ(15)、励磁线圈(16)、销钉Ⅰ(17)以及左导磁圆盘(18)；左端盖(2)与阀体(6)间隙配合，左端盖(2)与阀体(6)通过螺钉Ⅰ(1)固定连接；左端盖(2)与阀体(6)通过密封圈Ⅰ(3)进行密封；左端盖(2)上加工有四个均匀分布的小凸台，与左导磁圆盘(18)端面过渡配合；左导磁圆盘(18)与阀芯(7)通过销钉Ⅰ(17)固定连接；左导磁圆盘(18)外圆周表面与阀体(6)内表面之间围成的间隙形成圆环形液流通道；左导磁圆盘(18)右端面与阀芯(7)左端面之间的间隙设置左弧形挡板(5)，形成径向螺旋形液流通道；左弧形挡块(5)通过圆柱销Ⅰ(4)固定在左导磁圆盘(18)上；阀体(6)和阀芯(7)间隙配合，阀体(6)和阀芯(7)通过密封圈Ⅲ(15)进行密封；励磁线圈(16)缠绕在阀芯(7)上的绕线槽中；右导磁圆盘(13)与阀芯(7)通过销钉Ⅱ(14)固定连接；右导磁圆盘(13)外圆周表面与阀体(6)内表面之间围成的间隙形成圆环形液流通道；右导磁圆盘(13)左端面与阀芯(7)右端面之间的间隙设置右弧形挡块(8)，形成径向螺旋形液流通道；右弧形挡块(8)通过圆柱销Ⅱ(9)固定在右导磁圆盘(13)上；右端盖(11)与阀体(6)间隙配合，右端盖(11)与阀体(6)通过螺钉Ⅱ(12)固定连接；右端盖(11)与阀体(6)通过密封圈Ⅱ(10)进行密封；右端盖(11)上加工有四个均匀分布的小凸台，与右导磁圆盘(13)端面过渡配合。
2.根据权利要求1所述的一种具有复杂径向液流通道的磁流变阀，其特征在于：左端盖(2)左端进口处设有内螺纹孔，可与液压管道直接螺纹连接；右端盖(11)右端出口处设有内螺纹孔，可与液压管道直接螺纹连接。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN112923126A (zh) * | 2021-02-05 | 2021-06-08 | 广西科技大学 | 一种环形和径向混合式通道磁流变阀 |
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