JP2022512461A - マグネトロン材料に基づく油圧サポート用の磁気レオロジーパイロット操作式安全弁及びその応用 - Google Patents
マグネトロン材料に基づく油圧サポート用の磁気レオロジーパイロット操作式安全弁及びその応用 Download PDFInfo
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Abstract
Description
(1)支柱に衝撃圧力が掛かる場合、圧力センサーが支柱に掛かる衝撃圧力信号を検出して制御器に送信するステップ、
(2)制御器が衝撃圧力値を分析し、それをプリセット値と比較して、差分値が設定圧力の範囲内にあるかどうかを判断するステップ、
(3)差分値が設定圧力の範囲よりも小さい場合、制御器は油圧サポートが通常の圧力範囲内で作業していると判断し、制御器は設定されたパラメーターに従って磁気レオロジー流体制御コイル及びマグネトロン材料制御コイルに給電し、磁気レオロジー流体は非ニュートン流体状態にあり、また、磁気レオロジー流体制御コイルの右側に位置するため、この時、パイロットスプール弁は作動せず、安全弁はオフ状態にあり、
または、
差分値が設定圧力の範囲よりも大きい場合、制御器は、磁気レオロジー流体制御コイルの電源がオフになり、また、マグネトロン材料制御コイルが逆方向にオンになるように制御し、マグネトロン形状記憶合金が左方向に引き込まれ、磁気レオロジー流体はニュートン流体状態に変わり、また、磁気レオロジー流体制御コイルの左側に流れ、パイロットスプール弁が左側に移動し、安全弁が開き、スプール弁の上部のエマルジョンが、パイロット弁のキャビティとスプール弁の上の制御油路を通ってエマルジョンポンプステーションに戻り、この時、スプール弁の下部のエマルジョンの圧力下で、スプール弁は戻しばねの圧力を克服して上方に移動し、スプール弁が開かれ、支柱内のエマルジョンが液体入口と排出口とを経由して、ポンプステーションに流し戻るステップ、
(4) 中シリンダーの圧力が設定圧力の範囲を下回ったことが、圧力センサーにより検知された場合、制御器は安全弁の排出が完了したと判断し、その後、制御器は、マグネトロン材料制御コイルが再び逆方向にオンになるように制御し、マグネトロン形状記憶合金は右に延伸し、よって、ピストンが右に移動するように押し動かし、ピストンは、磁気レオロジー流体を磁気レオロジー流体制御コイルの右側に押出し、パイロットスプール弁をオフにするステップ、
(5) ピストンが最も右端に到達すると、変位センサーはピストンの位置変化を検出して、位置信号を制御器に送信し、制御器は、磁気レオロジー流体制御コイルがオンになるように制御し、磁気レオロジー流体を非ニュートン流体状態に変えるステップ、及び
(6) 最後に、戻しばねの作用下で、スプール弁が下向きに移動し、スプール弁の底端部のコーン体が、弁座の上の排出口を封じ込むことによって、安全弁のリセットを完了するステップとを含む。
2.本発明の安全弁は、従来の安全弁のばね制御の代りに、磁気レオロジー流体を用いてパイロット弁のスプール弁の動作を制御することによって、磁気レオロジー流体の極めて短い応答時間に依存して、従来の安全弁のばね動作の応答時間を短縮する。
3.本発明は、安全弁のパイロット弁の動作応答時間をさらに短縮するために、従来の大流量安全弁のパイロットスプール弁における戻しばね構造を取り消し、パイロット弁スプール弁のリセット装置としてマグネトロン形状記憶合金を使用することによって、応答時間をさらに短縮する。
4.本発明における安全弁のクラッキング圧力は、従来の安全弁の圧力制御よりももっと正確な制御器パラメーターによって設定される。
5.本発明における安全弁はパイロット式安全弁であり、既存のマグネトロン材料の安全弁及びオーバーフロー弁に比べて、より小さな制御力でより大きなスプール弁の開口力を得ることができ、よって、安全弁の動作の信頼性がより高く、適用範囲がより広くなる。
(1)支柱に衝撃圧力が掛かる場合、圧力センサーが支柱に掛かる衝撃圧力信号を検出して、得られた圧力値Sを制御器に送信するステップ、
(2)制御器が衝撃圧力値Sを分析し、それをプリセット値S0と比較して、差分値ΔSが設定圧力の範囲ΔS0内にあるかどうかを判断するステップ、
(3)差分値が設定圧力の範囲よりも小さい場合(ΔS<ΔS0)、制御器は油圧サポートが通常の圧力範囲内で作業していると判断し、制御器は設定されたパラメーターに従って、磁気レオロジー流体制御コイル6及びマグネトロン材料制御コイル3に給電し、磁気レオロジー流体は非ニュートン流体状態にあり、また、磁気レオロジー流体制御コイル6の右側に位置するため、マグネトロン形状記憶合金11は右に延伸する状態を保持し続けており、この時、パイロットスプール弁9は作動せず、安全弁はオフ状態にあり、
または、
差分値が設定圧力の範囲よりも大きい場合(ΔS>ΔS0)、制御器は、磁気レオロジー流体制御コイル6の電源がオフになり、また、マグネトロン材料制御コイル3が逆方向にオンになるように制御し、電磁石23は逆磁場を生成して、マグネトロン形状記憶合金11が左方向に引き込まれ、磁気レオロジー流体8はニュートン流体状態に変わり、また、磁気レオロジー流体制御コイル6の左側に流れ、パイロットスプール弁9が左側に移動し、安全弁が開き、スプール弁の上部のエマルジョンが、パイロット弁のキャビティ14とスプール弁の上の制御油路22とを通ってエマルジョンポンプステーションに戻り、この時、スプール弁の下部のエマルジョンの圧力下で、スプール弁は戻しばねの圧力を克服して上方に移動し、スプール弁が開かれ、支柱内のエマルジョンが液体入口20と排出口17とを経由して、ポンプステーションに流し戻るステップ、
(4)中シリンダーの圧力が設定圧力の範囲を下回ったことが、圧力センサーにより検知された場合、制御器は安全弁の排出が完了したと判断し、その後、制御器は、マグネトロン材料制御コイル3が再び逆方向にオンになるように制御し、マグネトロン形状記憶合金11は右に延伸し、よって、ピストン5が右に移動するように押し動かし、ピストン5は、磁気レオロジー流体8を磁気レオロジー流体制御コイル6の右に押出し、パイロットスプール弁9をオフにするステップ、
(5)ピストン5が最も右端に到達すると、変位センサー13はピストン5の位置変化を検出して、位置信号を制御器に送信し、制御器は、磁気レオロジー流体制御コイル6がオンになるように制御し、磁気レオロジー流体8を非ニュートン流体状態に変え、右のキャビティに封じ込み、この作用下で、パイロットスプール弁9が最も右側に押し込まれリセットを完成するステップ、
(6)最後に、戻しばねの作用下で、スプール弁が下向きに移動し、スプール弁の底端部のコーン体が、弁座19上の排出口17を封じ込むことによって、安全弁のリセットを完了するステップを含む。
2 パイロット弁のエンドカバー
3 マグネトロン材料制御コイル
4 プッシュロッド
5 ピストン
6 磁気レオロジー流体制御コイル
7 ダンピングホール
8 磁気レオロジー流体
9 パイロットスプール弁
10 プラグ
11 マグネトロン形状記憶合金
12 コイルライナー
13 変位センサー
14 パイロット弁のキャビティ
15 制御油路
16 ばねキャビティ
17 排出口
18 エンドカバー
19 弁座
20 液体入口
21 ばねキャビティ
22 制御油路
23 電磁石
24 戻しばね
25 ケーシング
Claims (10)
- マグネトロン材料に基づく油圧サポート用の磁気レオロジーパイロット操作式安全弁であって、
バルブ本体、スプール弁、戻しばね及びパイロット弁を含んでおり、
スプール弁は、バルブ本体内に設けられたスプール弁のキャビティ内に配置し、
パイロット弁は、バルブ本体内に設けられたパイロット弁のキャビティ内に配置し、
戻しばねは、スプール弁の先端部及びバルブ本体内に設けられたばねキャビティ内に位置し、
パイロット弁のキャビティとスプール弁のキャビティは、第一の制御油路と第二の制御油路により連通されており、パイロット弁のキャビティ内には、磁気レオロジー流体が充填されており、スプール弁のキャビティ内にはエマルジョンが充填されており、
パイロット弁は、左から右に順番に設置されているマグネトロン形状記憶合金、電磁石、プッシュロッド、ピストン、磁気レオロジー流体制御コイル、パイロットスプール弁を含んでおり、電磁石には、複数のマグネトロン材料制御コイルが設置されており、マグネトロン形状記憶合金は電磁石を貫通しており、また、マグネトロン形状記憶合金の前端はプッシュロッドに連結されており、プッシュロッドはピストンに連結されており、磁気レオロジー流体は、ピストンとパイロットスプール弁の間に位置し、磁気レオロジー流体制御コイルの軸方向にはダンピングホールが設けられている
ことを特徴とするマグネトロン材料に基づく油圧サポート用の磁気レオロジーパイロット操作式安全弁。 - 前記バルブは、ケーシング、弁座、エンドカバー及びプラグを含んでおり、
ケーシングは、弁座に設置されており、ケーシングには液体入口が設けられており、液体入口はスプール弁のキャビティと相通しており、スプール弁のキャビティはケーシング内で垂直方向に位置しており、パイロット弁のキャビティはケーシング内で水平方向に位置しており、パイロット弁のキャビティは、その一端がパイロット弁のエンドカバーによりパッケージングされ、その他端がプラグによりパッケージングされており、弁座の底部はエンドカバーによりパッケージングされており、弁座にはスプール弁のキャビティと相通する排出口が設置されている
請求項1に記載のマグネトロン材料に基づく油圧サポート用の磁気レオロジーパイロット操作式安全弁。 - 前記スプール弁の外形は十字構造であり、スプール弁の先端部には前記ばねキャビティが設けられており、スプール弁の軸方向には2本の貫通する第三の制御油路及び第四の制御油路が設置されている
請求項1に記載のマグネトロン材料に基づく油圧サポート用の磁気レオロジーパイロット操作式安全弁。 - 前記スプール弁の底端はコーン体として設置されており、スプール弁が下がる場合、コーン体が弁座の上の排出口を押さえ込むことができる
請求項2に記載のマグネトロン材料に基づく油圧サポート用の磁気レオロジーパイロット操作式安全弁。 - 前記パイロット弁のエンドカバーには、マグネトロン形状記憶合金の末端に接触する微調整ボルトが設置されている
請求項2に記載のマグネトロン材料に基づく油圧サポート用の磁気レオロジーパイロット操作式安全弁。 - 前記パイロット弁のキャビティ内には、ピストン側に位置する変位センサーが設置されている
請求項1に記載のマグネトロン材料に基づく油圧サポート用の磁気レオロジーパイロット操作式安全弁。 - 前記パイロット弁のキャビティは、大チャンバー及び小チャンバーを含む段差キャビティであり、第一の制御油路と第二の制御油路は、それぞれ大チャンバーと小チャンバーに連通されており、前記パイロットスプール弁の一端は錐体であり、パイロットスプール弁は大チャンバー内に設置されており、パイロットスプール弁が移動する場合、錐体が小チャンバーを押さえ込むことができる
請求項1に記載のマグネトロン材料に基づく油圧サポート用の磁気レオロジーパイロット操作式安全弁。 - 前記戻しばねは、皿ばね、ゴムばね、ガスばねを含む
請求項1に記載のマグネトロン材料に基づく油圧サポート用の磁気レオロジーパイロット操作式安全弁。 - 前記ケーシングの底部は弁座にねじ連結される
請求項2に記載のマグネトロン材料に基づく油圧サポート用の磁気レオロジーパイロット操作式安全弁。 - 請求項1ないし9のいずれかに記載のマグネトロン材料に基づく油圧サポート用の磁気レオロジーパイロット操作式安全弁の作業方法であって、
事前に、安全弁を油圧サポートの支柱の制御油路に取り付け、その後、支柱の中シリンダーに配置されている圧力センサー及び制御器を安全弁に連結し、この時、安全弁は、制御器の制御下で磁気レオロジー流体制御コイル及びマグネトロン材料制御コイルがオン状態になっており、磁気レオロジー流体は非ニュートン流体状態になっており、マグネトロン形状記憶合金は右方向に延伸する状態にあり、支柱が衝撃圧力を受ける場合、該安全弁の作業過程は、
(1)支柱に衝撃圧力が掛かる場合、圧力センサーが支柱に掛かる衝撃圧力信号を検出して制御器に送信するステップと、
(2)制御器が衝撃圧力値を分析し、それをプリセット値と比較して、差分値が設定圧力の範囲内にあるかどうかを判断するステップと、
(3)差分値が設定圧力の範囲よりも小さい場合、制御器は油圧サポートが通常の圧力範囲内で作業していると判断し、制御器は設定されたパラメーターに従って磁気レオロジー流体制御コイル及びマグネトロン材料制御コイルに給電し、磁気レオロジー流体は非ニュートン流体状態にあり、また、磁気レオロジー流体制御コイルの右側に位置するため、この時、パイロットスプール弁は作動せず、安全弁はオフ状態にあり、
または、
差分値が設定圧力の範囲よりも大きい場合、制御器は、磁気レオロジー流体制御コイルの電源を遮断し、また、マグネトロン材料制御コイルが逆方向にオンになるように制御し、マグネトロン形状記憶合金が左方向に引き込まれ、磁気レオロジー流体がニュートン流体状態にあり、また、磁気レオロジー流体制御コイルの左側に流れ、パイロットスプール弁が左側に移動し、安全弁を開き、スプール弁の上部のエマルジョンが、パイロット弁のキャビティとスプール弁上の第三の制御油路と第四の制御油路とを通ってエマルジョンポンプステーションに戻り、この時、スプール弁の下部のエマルジョンの圧力下で、スプール弁は戻しばねの圧力を克服して上方に移動し、スプール弁が開かれ、支柱内のエマルジョンが液体入口と排出口とを経由して、ポンプステーションに流し戻るステップと、
(4)中シリンダーの圧力が設定圧力の範囲を下回ったことが、圧力センサーにより検知された場合、制御器は安全弁の排出が完了したと判断し、その後、制御器は、マグネトロン材料制御コイルが再び逆方向にオンになるように制御し、マグネトロン形状記憶合金は右に延伸し、よって、ピストンが右に移動するように押し動かし、ピストンは、磁気レオロジー流体を磁気レオロジー流体制御コイルの右側に押出し、パイロットスプール弁をオフにするステップと、
(5)ピストンが最も右端に到達すると、変位センサーがピストンの位置変化を検出して、位置信号を制御器に送信し、制御器は、磁気レオロジー流体制御コイルがオンになるように制御し、よって、磁気レオロジー流体を非ニュートン流体状態に変えるステップと、
(6)最後に、戻しばねの作用下で、スプール弁が下向きに移動し、スプール弁の
底端部のコーン体が、弁座の上の排出口を封じ込むことによって、安全弁のリセットを完了するステップとを含む
ことを特徴とする作業方法。
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