CN205388057U - 具有环形沟槽多盘式径向流动磁流变阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有环形沟槽多盘式径向流动磁流变阀，包括支撑轮、导磁端盖、阻尼圆盘、隔磁环、励磁线圈、密封圈和套筒。多个阻尼圆盘间隔布置形成多个阻尼间隙，有效增大了阻尼间隙的长度，当励磁线圈中输入一定大小的电流时，在阻尼盘之间的间隙中产生垂直于磁流变液流动方向的磁场，每个阻尼中的磁流变液瞬间由液态转变为半固态，从而获得较大的进出口压力差。并且在每个阻尼圆盘面上开有环形槽，从而避免了磁流变液和阻尼盘的壁面滑移，增强阻尼效果。该磁流变阀充分利用了磁场，进出口压力差调节范围大，适用于较大压力调节要求的液压伺服控制系统。

Description

具有环形沟槽多盘式径向流动磁流变阀

技术领域

本实用新型涉及一种磁流变阀，尤其涉及一种具有环形沟槽多盘式径向流动磁流变阀。

背景技术

在无磁场作用下，磁流变液表现为一种低粘度、高流动性的牛顿流体，而在外加磁场的作用下，可以快速、可逆地转变为高粘度、低流动性的Bingham粘塑性体，并且当外加磁场强度增大至某一值时，磁流变液会转变为一种类固体状态，具有较高的剪切屈服强度。而在磁流变液在磁场方向形成柱链状微观结构还没有发生剪切，磁流变液中的铁磁颗粒与传动壁面间就存在了相对运动，这种现象即为壁面滑移，减小甚至避免壁面滑移可提高磁流变液的固化强度。随着对磁流变液研究的不断深入，磁流变液的性能不断得到提高，其在汽车工程、机械工程、航空航天、土木工程、医疗器械等领域得到了一定的应用。

在流体控制方面，将磁流变液用作液压系统的工作介质，利用磁流变效应的可控特性开发研制的磁流变液控制阀，与传统控制阀相比，磁流变液控制阀没有相对运动的阀芯，其具有结构简单、成本低、无磨损、方便控制、使用寿命长等优点，因此具有很好的发展前景。磁流变液控制阀的工作原理与磁流变阻尼器类似，其主要由高磁导率的阀体和阀芯以及励磁线圈组成，在阀体和阀芯之间存在较窄的环形磁流变液通道，通过对励磁线圈电流大小的调节，可以改变环形磁流变液通道的磁场，从而使流经通道的磁流变液发生磁流变效应，磁流变液的流变性能发生变化，控制阀内磁流变液流动阻力增大，流动减缓甚至停止流动，从而实现对流量的控制。

目前，磁流变阀主要通过调节励磁线圈电流的大小，进而改变磁流变液所在磁场的强度，控制磁流变液的固化强度，最终控制磁流变阀进出口压力的大小。但是当磁场强度增加到磁流变液饱和磁场强度时，磁流变液的固化强度将不会随磁场的强度增大而增强，因此，磁流变阀的进出口压力调节范围较小，限制了磁流变阀在工程中的应用。国内专利CN103062146B公开了一种阻尼间隙可调式双线圈磁流变阀，通过采用阀芯与绕线架组成的三个锥形宽度可调的阻尼间隙的磁流变阀结构，提高磁流变阀的进出口压力差。但是当阻尼间隙宽度过小时会造成阻尼间隙堵塞，而且阻尼间隙的宽度需要转动阀芯进行调整，对磁流变阀进出口压力的控制和调节较为不方便。

实用新型内容

为克服上述问题，本实用新型提出一种具有环形沟槽多盘式径向流动磁流变阀。该磁流变阀阀芯和隔磁环上间隔布置了多个阻尼盘，形成多个阻尼间隙，当励磁线圈通电后，在多个阻尼间隙中形成垂直于磁流变液径向流动的磁场，从而使阻尼间隙两端的压力差增大，产生多级压力差，提高了磁流变阀进出口压力。并且该磁流变阀在阻尼圆盘上开有环形槽，从而可以减小磁流变液和盘面的滑移，增强阻尼效果，增强了磁流变阀进出口的压力差。本实用新型通过间隔布置阻尼圆盘形成多个阻尼间隙，充分的利用磁场强度，并且通过在阻尼盘的表面设置环形沟槽，减小了磁流变液固化后的壁面滑移，增大了磁流变阀进出口的压力差，扩大了磁流变阀的压力调节范围。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案包括：支撑轮、圆螺母、轴用密封圈、左导磁端盖、轴用阻尼圆盘、孔用阻尼圆盘、孔用密封圈、螺栓、励磁线圈、隔磁环、孔用套筒、右导磁端盖、轴用套筒及阀芯；左导磁端盖与右导磁端盖通过螺栓连接固定在一起，在左导磁端盖和右导磁端盖形成的腔体内置有隔磁环，在隔磁环与左导磁端盖、右导磁端盖形成的腔体内置有励磁线圈，隔磁环内置有孔用阻尼圆盘，孔用阻尼圆盘和隔磁环之间通过孔用密封圈密封，孔用阻尼圆盘通过孔用套筒相隔开，阀芯上套有轴用阻尼圆盘，阀芯和轴用阻尼圆盘之间通过轴用密封圈密封，轴用阻尼盘通过轴用套筒相隔开，左端通过圆螺母拧紧进行轴向定位，轴用阻尼盘和孔用阻尼盘之间存在间隙，阀芯通过两支撑轮固定于左导磁端盖和右导磁端盖上，支撑轮为轮辐式结构，可供磁流变液通过。

进一步，轴用阻尼盘和孔用阻尼盘表面均设有环形沟槽，沟槽的宽度为2mm，深度为0.5mm。

进一步，轴用阻尼盘和孔用阻尼盘之间通过套筒相隔开形成多个阻尼间隙。

本实用新型的有益效果是：

(1)磁流变液沿阻尼盘的径向流动，流动方向与磁场方向相垂直，能够充分利用磁场强度形成较大的阻尼力；

(2)多个轴用阻尼圆盘和孔用阻尼圆盘间隔布置形成多个阻尼间隙，产生多级压力差，增大了磁流变阀的进出口压力差；

(3)在轴用阻尼圆盘和孔用阻尼圆盘的表面开有环形沟槽，从而大大减小了磁流变液固化后链状微观结构末端在阻尼盘表面的壁面滑移，进而增强了磁流变液的固化强度，提高了磁流变阀的进出口压力差，扩大了其压力调节范围；

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2所示为阻尼盘的结构主视图。

图3所示为阻尼盘的结构左视图。

图4所示为阻尼盘的沟槽结构局部放大图。

图5所示为支撑轮的结构主视图。

图6所示为支撑轮的结构左视图。

附图中：1支撑轮，2圆螺母，3轴用密封圈，4左导磁端盖，5轴用阻尼圆盘，6孔用阻尼圆盘，7孔用密封圈，8螺栓，9励磁线圈，10隔磁环，11孔用套筒，12右导磁端盖，13轴用套筒，14阀芯。

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：支撑轮1、圆螺母2、轴用密封圈3、左导磁端盖4、轴用阻尼圆盘5、孔用阻尼圆盘6、孔用密封圈7、螺栓8、励磁线圈9、隔磁环10、孔用套筒11、右导磁端盖12、轴用套筒13和阀芯14；左导磁端盖4与右导磁端盖12通过螺栓8连接固定在一起，在左导磁端盖4和右导磁端盖12形成的腔体内置有隔磁环10，在隔磁环10与左导磁端盖4、右导磁端盖12形成的腔体内置有励磁线圈9，隔磁环10内置有孔用阻尼圆盘6，孔用阻尼圆盘6和隔磁环10之间通过孔用密封圈7密封，孔用阻尼圆盘6通过孔用套筒11相隔开，阀芯14上套有轴用阻尼圆盘5，阀芯14和轴用阻尼圆盘5之间通过轴用密封圈3密封，轴用阻尼盘5通过轴用套筒13相隔开，左端通过圆螺母2拧紧进行轴向定位，轴用阻尼盘5和孔用阻尼盘6之间存在间隙，阀芯14通过两支撑轮1固定于左导磁端盖4和右导磁端盖12上，支撑轮1为轮辐式结构，可供磁流变液通过。

图2所示为阻尼盘的结构主视图。

图3所示为阻尼盘的结构左视图。

图4所示为阻尼盘的沟槽结构局部放大图。

阻尼盘的表面上开有环形沟槽，减小壁面滑移，增大磁流变液固化后的阻尼力。

图5所示为支撑轮的结构主视图。

图6所示为支撑轮的结构左视图。

支撑轮整体为轮辐式结构，能够支撑阀芯，并且可供磁流变液通过。

如图1所示，表面开有环形沟槽的多个轴用阻尼圆盘5和孔用阻尼圆盘6间隔布置形成多个阻尼间隙，当给励磁线圈9通入一定大小的电流时，在垂直于阻尼盘5、6的方向上形成均匀磁场，当磁流变液流经阻尼盘间间隙时，在磁场方向形成柱链状微观结构，瞬间由液态转变为半固态，并且其固化强度随着磁场的增强而变大，磁流变液流经阻尼间隙时必须克服阻尼力，由于表面开有的环形沟槽避免了壁面滑移，增大了阻尼力。每个阻尼间隙由于阻尼力的作用形成一定的进出口压力差，多个阻尼间隙形成多级压力差，进而获得较大的磁流变阀进出口压力差，增大磁流变阀压力调节范围。当断开励磁线圈9的电流时，磁流变液会在瞬间由半固态转回液态，磁流变液可以顺利流过阻尼间隙，磁流变阀的进出口压力迅速降低。磁流变液这种状态的变化是可逆的，通过调节励磁电流的大小即可控制磁流变液的固化强度，从而达到控制液压系统流量的目的。

Claims (5)

1.一种具有环形沟槽多盘式径向流动磁流变阀，其特征包括：支撑轮(1)、圆螺母(2)、轴用密封圈(3)、左导磁端盖(4)、轴用阻尼圆盘(5)、孔用阻尼圆盘(6)、孔用密封圈(7)、螺栓(8)、励磁线圈(9)、隔磁环(10)、孔用套筒(11)、右导磁端盖(12)、轴用套筒(13)及阀芯(14)；左导磁端盖(4)与右导磁端盖(12)通过螺栓连接固定在一起，在左导磁端盖(4)和右导磁端盖(12)形成的腔体内置有隔磁环(10)，在隔磁环(10)与左导磁端盖(4)、右导磁端盖(12)形成的腔体内置有励磁线圈(9)，隔磁环(10)内置有孔用阻尼圆盘(6)，孔用阻尼圆盘(6)和隔磁环(10)之间通过孔用密封圈(7)密封，孔用阻尼圆盘(6)通过孔用套筒(11)相隔开，阀芯(14)上套有轴用阻尼圆盘(5)，阀芯(14)和轴用阻尼圆盘(5)之间通过轴用密封圈(3)密封，轴用阻尼盘(5)通过轴用套筒(13)相隔开，左端通过圆螺母(2)拧紧进行轴向定位，轴用阻尼盘(5)和孔用阻尼盘(6)之间存在间隙，阀芯(14)通过两支撑轮(1)固定于左导磁端盖(4)和右导磁端盖(12)上，支撑轮(1)为轮辐式结构，可供磁流变液通过。

2.根据权利要求1所述的一种具有环形沟槽多盘式径向流动磁流变阀，其特征在于：轴用阻尼盘(5)和孔用阻尼盘(6)表面均设有环形沟槽，沟槽的宽度为2mm，深度为0.5mm。

3.根据权利要求1所述的一种具有环形沟槽多盘式径向流动磁流变阀，其特征在于：轴用阻尼盘(5)和孔用阻尼盘(6)之间通过套筒相隔开形成多个阻尼间隙。

4.根据权利要求1所述的一种具有环形沟槽多盘式径向流动磁流变阀，其特征在于：阀芯(14)通过两个轮辐式支撑轮(1)固定于左导磁端盖(4)和右导磁端盖(12)上。

5.根据权利要求1所述的一种具有环形沟槽多盘式径向流动磁流变阀，其特征在于：轴用阻尼盘(5)与阀芯(14)、孔用阻尼盘(6)与隔磁环(10)之间具有密封圈。