[發明專利]熱控可變流阻

無效

• 申請號: 201310692610.8
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN103807502A
• 公開（公告）日: 2014-05-21
• 發明（設計）人: 黎鑫
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F16K99/00
• 分類號: F16K99/00
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本發明涉及一種熱控可變流阻。

背景技術

閥是我們在實施流體傳動及控制中最常用的一個執行機構。比如擠壓實驗機（如圖1所示），壓力控制腔內的壓力施加一個推力作用在待測物體上，通過改變壓力控制腔內的壓力就能夠改變作用在待測物體上的力。該擠壓實驗機是為了測試物體在不同加載力的情況下的應力特性。恒定高壓流體從壓力控制腔的入口流入然后從壓力控制腔的出口流出，通過在壓力控制腔的入口和出口處設置閥來控制流入和流出的流體流量，從而實現控制壓力控制腔內的壓力大小。

專利號201310048457.5公開了一種流量控制閥的機構設計（如圖2所示），該閥具有錐形閥芯和閥座，通過電磁鐵和彈簧的力平衡來調節閥芯的上下位置，從而達到改變閥的流通面積來控制流量的目的。閥芯打開時，閥芯和閥座之間形成細縫，當流體流經這樣的細縫時，流量和細縫兩端的壓力差之間的關系可以套用薄壁型小孔的流量公式（式1所示）。流體流經薄壁型小孔或是細縫時，粘性的影響很小，流量和壓力差的關系基本遵循伯努利原理。目前，閥的結構設計思想都是通過改變流通面積來改變流量和兩端的壓力差的關系。

簡單地來說，就是通過改變流通面積來改變流阻從而實現對流量的控制。閥芯和閥座所組成的結構稱為可變流阻，可變流阻是閥的核心組成部分。常見的可變流阻的結構設計除了專利號201310048457.5公開的上下開合式的結構外，還有專利號CN101589254A公開的的左右滑動遮蓋式的結構。

現有的可變流阻設計存在如下弊端：

（1）閥芯是可移動的，因此，在振動的環境下工作時，閥芯會在外界振動的驅動下產生振動，從而使得閥的開度（即閥芯和閥座間的流通面積）變得不穩定，進而影響流量控制，嚴重的情況下可能會發生流量控制失效的情況；

（2）閥的組成部件多，組裝難度大，制作成本高；

（3）機械部件的加工難度大，難以小型化和微型化。

（4）流體流經現有的可變流阻結構（如：小孔，細縫等）時，會產生（進入流阻結構時）加速流動和（流出流阻結構時）減速流動，這樣的流動會形成很多高頻的紊流小漩渦，因此會產生噪音。因此目前的可變流阻結構難以實現靜音效果。

發明內容

為了克服現有可變流阻結構設計中存在的上述諸多缺點，本發明提供一種熱控可變流阻。

本發明采用的技術方案是：

熱控可變流阻，包括流體入口、流體出口和管套，所述的管套形成具有流體管路的空心體，所述的管套將所述的流體入口的流體連接到所述的流體出口，其特征在于：還包括一加熱元件，所述的空心體內填充有粘性流阻質體，所述的加熱元件用于加熱所述的粘性流阻質體。

進一步，所述的加熱元件安裝在所述的粘性流阻質體的中心。

進一步，所述的加熱元件安裝在所述的管套外周。

進一步，所述的加熱元件為電源和設置在管套的兩端部外周的導電金屬接頭，且所述的導電金屬接頭與所述的粘性流阻質體觸接，所述的導電金屬接頭分別與電源的正負極相接，所述的粘性流阻質體采用通電后會發熱的材料。

進一步，所述的加熱元件為線圈，所述的線圈纏繞在管套的外周，當用交流電激勵所述的線圈時，所述的線圈產生交變磁場，所述的粘性流阻質體采用可在交變磁場中產生渦電流并發熱的材料。

進一步，所述的加熱元件為線圈，所述的線圈纏繞在管套的外周，當用交流電激勵所述的線圈時，所述的線圈產生交變磁場，所述的粘性流阻質體采用可在交變磁場中產生渦電流并發熱的材料，所述的管套采用具有可制冷的材料（如具有培爾蒂埃效應的材料），管套接入電源后能夠把熱量從管套的內側移動到外側實現管套內部制冷。

本發明中根據具體的線圈的加熱效果，線圈和粘性流阻質體的位置會有改變。

本發明熱控可變流阻的主要組成部件是粘性流阻質體，管套和加熱元件。加熱元件使粘性流阻質體的溫度升高；流體通過與粘性流阻質體之間的熱交換獲得熱量從而使得自身溫度升高；升溫后的流體的粘性和（壓縮性流體的情況）密度發生改變，這就會致使粘性流阻質體的流阻發生改變。

流體是液體（比如液壓油）的情況，密度不會因溫度的改變而發生明顯的改變，但是粘度會隨著溫度的變化而發生顯著的變化：溫度越高，粘度越小，粘性流阻質體的流阻就會變小；反之，溫度越低，粘度越大，則流阻就會變大。