[發明專利]一種具有環形溝槽多盤式徑向流動磁流變閥

在審

• 申請號: 201610025335.8
• 申請日: 2016-01-14
• 公開（公告）號: CN106968996A
• 公開（公告）日: 2017-07-21
• 發明（設計）人: 劉浩;王楠;張明玉;胡學青;縱榜峰;王艷
• 申請（專利權）人: 宿州學院
• 主分類號: F15B13/02
• 分類號: F15B13/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種磁流變閥，尤其涉及一種具有環形溝槽多盤式徑向流動磁流變閥。

背景技術

在無磁場作用下，磁流變液表現為一種低粘度、高流動性的牛頓流體，而在外加磁場的作用下，可以快速、可逆地轉變為高粘度、低流動性的Bingham粘塑性體，并且當外加磁場強度增大至某一值時，磁流變液會轉變為一種類固體狀態，具有較高的剪切屈服強度。而在磁流變液在磁場方向形成柱鏈狀微觀結構還沒有發生剪切，磁流變液中的鐵磁顆粒與傳動壁面間就存在了相對運動，這種現象即為壁面滑移，減小甚至避免壁面滑移可提高磁流變液的固化強度。隨著對磁流變液研究的不斷深入，磁流變液的性能不斷得到提高，其在汽車工程、機械工程、航空航天、土木工程、醫療器械等領域得到了一定的應用。

在流體控制方面，將磁流變液用作液壓系統的工作介質，利用磁流變效應的可控特性開發研制的磁流變液控制閥，與傳統控制閥相比，磁流變液控制閥沒有相對運動的閥芯，其具有結構簡單、成本低、無磨損、方便控制、使用壽命長等優點，因此具有很好的發展前景。磁流變液控制閥的工作原理與磁流變阻尼器類似，其主要由高磁導率的閥體和閥芯以及勵磁線圈組成，在閥體和閥芯之間存在較窄的環形磁流變液通道，通過對勵磁線圈電流大小的調節，可以改變環形磁流變液通道的磁場，從而使流經通道的磁流變液發生磁流變效應，磁流變液的流變性能發生變化，控制閥內磁流變液流動阻力增大，流動減緩甚至停止流動，從而實現對流量的控制。

目前，磁流變閥主要通過調節勵磁線圈電流的大小，進而改變磁流變液所在磁場的強度，控制磁流變液的固化強度，最終控制磁流變閥進出口壓力差的大小。但是當磁場強度增加到磁流變液飽和磁場強度時，磁流變液的固化強度將不會隨磁場的強度增大而增強，因此，磁流變閥的進出口壓力調節范圍較小，限制了磁流變閥在工程中的應用。國內專利CN103062146B公開了一種阻尼間隙可調式雙線圈磁流變閥，通過采用閥芯與繞線架組成的三個錐形寬度可調的阻尼間隙的磁 流變閥結構，提高磁流變閥的進出口壓力差。但是當阻尼間隙寬度過小時會造成阻尼間隙堵塞，而且阻尼間隙的寬度需要轉動閥芯進行調整，對磁流變閥進出口壓力的控制和調節較為不方便。

發明內容

為克服上述問題，本發明提出一種具有環形溝槽多盤式徑向流動磁流變閥。該磁流變閥閥芯和隔磁環上間隔布置了多個阻尼盤，形成多個阻尼間隙，當勵磁線圈通電后，在多個阻尼間隙中形成垂直于磁流變液徑向流動的磁場，從而使阻尼間隙兩端的壓力差增大，產生多級壓力差，提高了磁流變閥進出口壓力差。并且該磁流變閥在阻尼圓盤上開有環形槽，從而可以減小磁流變液和盤面的滑移，增強阻尼效果，增大了磁流變閥進出口的壓力差。本發明通過間隔布置阻尼圓盤形成多個阻尼間隙，充分的利用磁場強度，并且通過在阻尼盤的表面設置環形溝槽，減小了磁流變液固化后的壁面滑移，增大了磁流變閥進出口的壓力差，擴大了磁流變閥的壓力調節范圍。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括：支撐輪、圓螺母、軸用密封圈、左導磁端蓋、軸用阻尼圓盤、孔用阻尼圓盤、孔用密封圈、螺栓、勵磁線圈、隔磁環、孔用套筒、右導磁端蓋、軸用套筒及閥芯；左導磁端蓋與右導磁端蓋通過螺栓連接固定在一起，在左導磁端蓋和右導磁端蓋形成的腔體內置有隔磁環，在隔磁環與左導磁端蓋、右導磁端蓋形成的腔體內置有勵磁線圈，隔磁環內置有孔用阻尼圓盤，孔用阻尼圓盤和隔磁環之間通過孔用密封圈密封，孔用阻尼圓盤通過孔用套筒相隔開，閥芯上套有軸用阻尼圓盤，閥芯和軸用阻尼圓盤之間通過軸用密封圈密封，軸用阻尼盤通過軸用套筒相隔開，左端通過圓螺母擰緊進行軸向定位，軸用阻尼盤和孔用阻尼盤之間存在間隙，閥芯通過兩支撐輪固定于左導磁端蓋和右導磁端蓋上，支撐輪為輪輻式結構，可供磁流變液通過。

進一步，軸用阻尼盤和孔用阻尼盤表面均設有環形溝槽，溝槽的寬度為2mm，深度為0.5mm。

進一步，軸用阻尼盤和孔用阻尼盤之間通過套筒相隔開形成多個阻尼間隙。

本發明的有益效果是：

(1)磁流變液沿阻尼盤的徑向流動，流動方向與磁場方向相垂直，能夠充分利用磁場強度形成較大的阻尼力；

(2)多個軸用阻尼圓盤和孔用阻尼圓盤間隔布置形成多個阻尼間隙，產生多級壓力差，增大了磁流變閥的進出口壓力差；

(3)在軸用阻尼圓盤和孔用阻尼圓盤的表面開有環形溝槽，從而大大減小了磁流變液固化后鏈狀微觀結構末端在阻尼盤表面的壁面滑移，進而增強了磁流變液的固化強度，提高了磁流變閥的進出口壓力差，擴大了其壓力調節范圍；