[發明專利]液壓支架用磁流變電液控換向閥

有效

• 申請號: 200810065321.4
• 申請日: 2008-02-01
• 公開（公告）號: CN101245708A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 趙燦;劉丹丹;湯春瑞
• 申請（專利權）人: 黑龍江科技學院
• 主分類號: E21D15/51
• 分類號: E21D15/51;E21D23/16
• 代理公司: 深圳市智科友專利商標事務所
• 代理人: 曲家彬

所屬技術領域

本發明涉及一種磁流變電液控換向閥，尤其是指一種用于煤礦綜采工作面液壓支架計算機自動控制系統的液壓支架用磁流變電液控換向閥。

背景技術

隨著科技的不斷發展，尤其是以電子技術與信息技術為代表的高新技術的發展，液壓控制系統也向著小型化、智能化、經濟化的方向發展。而傳統液壓閥作為液壓控制系統的核心元件，由于存在活動的機械部件，結構復雜，加工要求高，容易磨損，成本高等問題，而且這些伺服閥中油液要流經許多小縫隙，這些縫隙對油液中的臟物很敏感，很容易由油臟而引起伺服閥不能正常工作。

隨著我國煤炭工業的發展，采煤設備機械化程度也在迅速地發展，液壓支架計算機自動控制系統正在各大礦務局越來越多使用，而國內液壓支架的關鍵部件電液控換向閥由于諸多原因不能應用，其他行業用電磁閥因不符合防爆性能要求且無法保證煤礦礦井下惡劣的工作環境下使用。

發明內容

本發明的目的在于根據磁流變液在無外磁場作用下表現為流動良好的液體狀態，然而在強磁場作用下可在短時間(毫秒級)內表現黏度增加兩個數量級以上，并呈現類似固體的力學性質，其強度由剪切屈服應力來表征，而且黏度的變化是連續、可逆的，即一旦去掉磁場后，又變成可以流動的液體。磁流變效應連續、可逆、迅速和易于控制的特點使得磁流變液裝置能夠成為電氣控制與機械系統間簡單、安靜而且響應迅速的裝置。不同于傳統液壓閥，磁流變閥無相對運動件，結構簡單，可靠性高；磁流變液體的壓縮性遠小于常規液壓油的壓縮性，有利于提高系統的效率；磁流變液體在外加磁場作用下可在毫秒級時間內變成固態(這種變化可逆、可控、可連續)，利用該流變特性可以實現液壓系統的智能控制，克服由于傳統液壓閥不斷開關、換向沖擊導致的輸出波動較大的缺點，從而提高系統的穩定性的特點，提供一種液壓支架用磁流變電液控換向閥，尤其是在地下采礦工程中的液壓支架用電液控換向閥，它能滿足自進給液壓支架的使用要求，制造成本又較低；安裝和使用更加方便快捷、簡單易行，減少了液壓支架管路系統的故障點，使液壓支架工作更加安全可靠。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：液壓支架用磁流變電液控換向閥，包括：由換向閥體、換向閥左端蓋、換向閥右端蓋、換向內閥芯、換向外閥芯和換向閥工作液口、進液口和換向閥回液口，換向外閥芯固定安裝在換向閥體內，換向內閥芯密封接觸式套裝在換向外閥芯內，換向閥工作液口、進液口和換向閥回液口由換向內閥芯的移動經換向內閥芯的內空腔實現換向，換向閥端蓋與換向閥體兩端固定，所述的換向閥左端蓋和換向閥右端蓋上控制換向內閥芯移動的進出液口上，分別設置有磁流變閥。

所述的換向閥右端蓋為盲蓋，在換向閥右端蓋與換向內閥芯之間設置有換向內閥芯的復位彈簧。

所述的磁流變閥包括：磁流變閥體、磁流變主閥芯、磁流變左閥芯、磁流變右閥芯、磁流變閥左端蓋、磁流變閥右端蓋、勵磁線圈、和密封圈，磁流變主閥芯、磁流變左閥芯和磁流變右閥芯安裝在磁流變閥體內，磁流變左閥芯和磁流變右閥芯經定位銷與磁流變主閥芯連接，磁流變左閥芯和磁流變右閥芯與磁流變主閥芯的接觸端面留有磁流變液間隙，磁流變左閥芯和磁流變右閥芯上設置有磁流變液孔，在磁流變主閥芯上設置有中心孔，磁流變液孔、磁流變液間隙和中心孔構成磁流變液在磁流變閥中的通道，勵磁線圈繞制在磁流變主閥芯上的支架上，勵磁線圈由密封圈密封在磁流變閥體內，磁流變閥左端蓋、磁流變閥右端蓋固定安裝在磁流變閥體兩端，在磁流變閥左端蓋和磁流變閥右端蓋上，分別設置磁流變液進口。

所述的磁流變左閥芯和磁流變右閥芯與磁流變主閥芯的接觸端面，為對應的凸凹梯形，磁流變左閥芯和磁流變右閥芯與磁流變主閥芯的接觸端面形成梯形磁流變液間隙。

所述的磁流變左閥芯和磁流變右閥芯與磁流變主閥芯的接觸端面，為對應的凸凹斜度不同的梯形，磁流變左閥芯和磁流變右閥芯與磁流變主閥芯的接觸端面形成間隙漸變的阻力梯形磁流變液間隙。

本發明的有益效果是：本換向閥利用磁流變液作為控制液體，通過改變磁流變閥的勵磁線圈的電流進而調節磁流變液作用在主換向閥左右兩個端面的壓差。當壓差超過臨界值后，磁流變液推動主換向閥進行傳統的液壓系統工作液體的換向。整個換向閥不需要對液體精細過濾，制造工藝簡單。適于批量化生產，成本低。

磁流變閥通過控制勵磁線圈電流的大小來控制通過閥的磁流變液的流量，無移動的機械部件，相對于傳統的機械閥，磁流變液控制閥結構簡單，體積小，易于控制，響應速度快，工作噪聲低，耐磨損，可靠性高，成本低。