磁流變壓力控制閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種壓力控制閥，特別是一種通過控制閥開啟時(shí)所需的力來實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)壓力控制的磁流變壓力控制閥，該壓力控制閥包括內(nèi)閥體、閥芯、堵蓋、主閥體、裝有磁流變液的工作腔、由線圈和隔磁外套構(gòu)成的線圈組件、外閥體、上閥體、推力軸、彈簧座、復(fù)位彈簧、端蓋、行程開關(guān)傳感器及多個(gè)橡膠密封圈。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、能量效率高、壓力響應(yīng)快，且可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓力無級(jí)化、智能控制。
【專利說明】磁流變壓カ控制閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種壓カ控制閥，特別是ー種通過控制閥開啟時(shí)所需的カ來實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)壓カ控制的磁流變壓カ控制閥。
【背景技術(shù)】
[0002]常見壓カ控制閥常通過控制閥芯彈簧的預(yù)緊カ的方式來控制系統(tǒng)壓力。傳統(tǒng)的壓力控制閥通過改變電磁線圈的磁場(chǎng)來控制控制閥芯彈簧的預(yù)緊力，從而改變閥芯開啟時(shí)所需的カ，進(jìn)而控制系統(tǒng)的壓力。在傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，對(duì)機(jī)械加工精度要求高，產(chǎn)品一致性差；對(duì)閥芯彈簧的要求很高，且不易實(shí)現(xiàn)壓力的快速、無級(jí)變化；閥芯移動(dòng)量一般都較??；消耗的功率很大，能量效率不高。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、實(shí)際應(yīng)用要求的不斷提高，也對(duì)壓カ控制閥提出了小型化、智能化、經(jīng)濟(jì)化和節(jié)能等更高的要求。這就需要對(duì)壓カ控制閥的工作原理、結(jié)構(gòu)進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]本發(fā)明的目的是提供ー種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造方便、能量效率高、壓カ響應(yīng)快，且可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓カ無級(jí)化、智能控制的磁流變壓カ控制閥。
[0004]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采取的技術(shù)方案是:該壓カ控制閥包括內(nèi)閥體、閥芯、堵蓋、主閥體、裝有磁流變液的工作腔、由線圈和隔磁外套構(gòu)成的線圈組件、外閥體、上閥體、推力軸、彈簧座、復(fù)位彈簧、端蓋、行程開關(guān)傳感器及多個(gè)橡膠密封圈。所述行程開關(guān)傳感器與端蓋螺紋連接于端蓋上端，端蓋為絕緣材料；端蓋與外閥體螺紋連接于外閥體的上外側(cè)，外閥體與上閥體螺紋連接于上閥體的上外側(cè)，上閥體設(shè)置于主閥體上內(nèi)側(cè)，外閥體和上閥體均為導(dǎo)磁材料；端蓋內(nèi)下方設(shè)有壓縮狀態(tài)的復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧的下方壓在彈簧座的上方，彈簧座與推力軸螺紋連接于推力軸的上方，推力軸設(shè)置于上閥體之內(nèi)，推力軸為隔磁材料；推カ軸下方壓在閥芯的上側(cè)圓盤上端，閥芯設(shè)置于內(nèi)閥體之內(nèi)，閥芯下方壓在堵蓋的上側(cè)，堵蓋與主閥體在主閥體下方過盈配合，內(nèi)閥體設(shè)置于主閥體之內(nèi)，主閥體、內(nèi)閥體與上閥體之間形成工作腔，工作腔內(nèi)裝有磁流變液，閥芯、內(nèi)閥體、堵蓋均為導(dǎo)磁材料；主閥體與外閥體螺紋連接于外閥體的內(nèi)下側(cè)，主閥體為隔磁材料；線圈組件設(shè)置于主閥體之外，線圈組件內(nèi)側(cè)與主閥體的外側(cè)接觸，線圈組件上端面與外閥體內(nèi)下端面接觸，線圈組件內(nèi)側(cè)與外閥體的內(nèi)側(cè)接觸。
[0005]按照上述方案制成的磁流變壓カ控制閥具有如下優(yōu)點(diǎn):
1.本發(fā)明通過控制作用在主閥體、內(nèi)閥體與上閥體之間形成的工作腔中磁流變液的磁場(chǎng)強(qiáng)度，控制磁流變液屈服強(qiáng)度從而控制磁流變液對(duì)閥芯的作用力的技術(shù)方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)油液的壓カ控制。
[0006]2.本發(fā)明通過優(yōu)化設(shè)置各部件的導(dǎo)磁性，合理的設(shè)計(jì)了磁路走向，最大程度的利用了磁場(chǎng)能量來控制系統(tǒng)壓力。與其他磁流變控制閥相比，電磁線圈布置于主閥體的外偵牝安裝更加方便、散熱更好，且電磁線圈距磁流變液工作腔較遠(yuǎn)，電磁線圈發(fā)熱對(duì)磁流變液的影響很小。
[0007]3.本發(fā)明利用磁流變擠壓模式的工作原理，與普通的電磁閥相比，本發(fā)明的磁流變壓カ控制閥，能量利用效率更高，相同壓カ控制范圍的情況下，所需的電磁線圈的匝數(shù)更少。
[0008]4.本發(fā)明利用磁流變擠壓模式的工作原理，可實(shí)現(xiàn)閥芯在較大位移的情況下，磁流變液對(duì)閥芯的作用力變化較小。與普通的電磁閥相比，本發(fā)明的磁流變壓カ控制閥，可保證在較大流量變化范圍內(nèi)，預(yù)控系統(tǒng)壓カ數(shù)值變化較小，保證系統(tǒng)預(yù)期性能。
[0009]5.本發(fā)明采用的磁流變液屈服強(qiáng)度變化響應(yīng)快，變化范圍廣，使得本發(fā)明具有壓カ響應(yīng)快、可調(diào)壓カ范圍大的優(yōu)點(diǎn)。
[0010]6.本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便，能夠接入電控單元實(shí)現(xiàn)智能化控制，且能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)壓カ的無級(jí)化控制。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖2是本發(fā)明工作腔中磁流變液工作原理示意圖。
圖3是本發(fā)明磁路中磁力線走向的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]由附圖1所示:該磁流變壓カ控制閥包括:內(nèi)閥體4、閥芯5、堵蓋7、主閥體8、工作腔9 (內(nèi)裝有磁流變液)、線圈組件10 (包括線圈和隔磁外套)、外閥體13、上閥體14、推力軸
15、彈簧座16、復(fù)位彈簧17、端蓋18、行程開關(guān)傳感器19及多個(gè)橡膠密封圈(1、2、3、6、11、12)。所述行程開關(guān)傳感器19與端蓋18螺紋連接于端蓋18上端，端蓋18為絕緣材料；端蓋18與外閥體13螺紋連接于外閥體13的上外側(cè)，外閥體13與上閥體14螺紋連接于上閥體14的上外側(cè)，上閥體14設(shè)置于主閥體8上內(nèi)側(cè)且與主閥體8之間設(shè)有橡膠密封圈11，夕卜閥體13和上閥體14均為導(dǎo)磁材料；端蓋18內(nèi)下方設(shè)有壓縮狀態(tài)的復(fù)位彈簧17，復(fù)位彈簧17的下方壓在彈簧座16的上方，彈簧座16與推力軸15螺紋連接于推力軸15的上方，推力軸15設(shè)置于上閥體14之內(nèi)，推力軸15與上閥體14之間設(shè)有橡膠密封圈12，推力軸15為隔磁材料；推カ軸15下方壓在閥芯5的上側(cè)圓盤上端，閥芯5設(shè)置于內(nèi)閥體4之內(nèi)，閥芯5與內(nèi)閥體4之間設(shè)有橡膠密封圈2，閥芯5下方壓在堵蓋7的上側(cè)，堵蓋7與主閥體8在主閥體8下方過盈配合，內(nèi)閥體4設(shè)置于主閥體8之內(nèi)，內(nèi)閥體4與主閥體8之間設(shè)有橡膠密封圈1，主閥體8、內(nèi)閥體4與上閥體14之間形成工作腔9，工作腔9內(nèi)裝有磁流變液，閥芯
5、內(nèi)閥體4、堵蓋7均為導(dǎo)磁材料；主閥體8與外閥體13螺紋連接于外閥體13的內(nèi)下側(cè)，主閥體8為隔磁材料；線圈組件10設(shè)置于主閥體8之外，線圈組件10內(nèi)側(cè)與主閥體8的外側(cè)接觸，線圈組件10上端面與外閥體13內(nèi)下端面接觸，線圈組件10外側(cè)與外閥體13的內(nèi)側(cè)接觸。所述主閥體8上設(shè)有油道8-1，堵蓋7上設(shè)有油道7-1。
[0014]在安裝磁流變壓カ控制閥時(shí)，主閥體8下外側(cè)的外螺紋與安裝載體上閥口內(nèi)側(cè)的內(nèi)螺紋連接，橡膠密封圈6、橡膠密封圈3起到密封油液的作用，線圈組件10的下端面與安裝載體上外側(cè)的端面接觸，外閥體13的下端面與安裝載體上外側(cè)的端面接觸。
[0015]如附圖1所示，按照上述方案制成的磁流變壓カ控制閥工作腔9中注滿磁流變液體。磁流變液在磁場(chǎng)作用下，由普通的牛頓流體變化為類似固體的特殊物質(zhì)，呈現(xiàn)類似固體的力學(xué)性質(zhì)，在幾十毫秒的時(shí)間內(nèi)其屈服強(qiáng)度由O増加到某一數(shù)值。這ー過程稱為磁流變液的固化，固化后的屈服強(qiáng)度數(shù)值與磁場(chǎng)強(qiáng)度和磁流變液的性質(zhì)有夫。磁流變液固化的過程是可逆的，當(dāng)去掉磁場(chǎng)時(shí)磁流變液又變回普通的牛頓流體。磁流變效應(yīng)可逆、迅速及易于控制的特點(diǎn)使得磁流變壓カ控制閥能夠成為電氣控制與機(jī)械系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及響應(yīng)快速的裝置。
[0016]本發(fā)明利用磁流變擠壓模式的工作原理，如附圖2所示(圖2中a表示磁流變液流向，b表示磁力線走向)，當(dāng)閥芯5受到油道7-1內(nèi)高壓油的作用開始向上移動(dòng)時(shí)，工作腔9上側(cè)的磁流變液開始沿著徑向向外流動(dòng)，這與所設(shè)計(jì)的磁力線走向垂直，磁流變液開始固化，阻礙磁流變液繼續(xù)流動(dòng)。本發(fā)明通過優(yōu)化設(shè)置各部件的導(dǎo)磁性(堵蓋7、閥芯5、內(nèi)閥體
4、上閥體14、外閥體13均為導(dǎo)磁材料；主閥體8、推力軸15均為隔磁材料)，合理的設(shè)計(jì)了磁路:如附圖3所示(圖3中c表示磁力線走向)，磁場(chǎng)中的磁力線最大程度的通過磁流變液并與磁流變液的流動(dòng)方向垂直，使得磁流變液正常工作。本發(fā)明所設(shè)計(jì)的磁路使得線圈組件可以布置在主閥體的外側(cè)，散熱效果良好，不會(huì)因?yàn)榫€圈發(fā)熱對(duì)內(nèi)部的磁流變液產(chǎn)生影響。
[0017]本發(fā)明可應(yīng)用于減振器，但是本發(fā)明應(yīng)用不局限于此。此處以在減振器中的使用為ー應(yīng)用實(shí)例，說明其工作原理。如附圖1所示:磁流變壓カ控制閥中的線圈組件10、行程開關(guān)傳感器19與控制單元相連通，減振器中的高壓油從堵蓋7的油道7-1流入，主閥體8上油道8-1與減振器低壓腔相連?？刂茊卧刂凭€圈組件10中通過的電流來控制作用于エ作腔9中磁流變液的磁場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)而改變磁流液的屈服強(qiáng)度，并通過行程開關(guān)傳感器19來判斷閥芯5的移動(dòng)量。按照上述方案制成的磁流變壓カ控制閥工作時(shí)按照如下方式進(jìn)行:控制單元控制線圈組件10中通過的電流為設(shè)定值以獲得要求的磁場(chǎng)，此時(shí)工作腔9中磁流變液屈服強(qiáng)度増大，閥芯5的移動(dòng)受到工作腔9中磁流變液的控制；減振器壓縮，減振器下腔壓カ増大，油道7-1中的油液壓カ升高，作用于閥芯5的上推力増大；推動(dòng)閥芯5的作用力大于復(fù)位彈簧17推力與工作腔9中磁流變液對(duì)推力軸11作用力之和吋，閥芯5上移與堵蓋7之間形成縫隙，使得油道7-1中的高壓油通過油道8-1與減振器低壓腔聯(lián)通，油道7-1中的油壓下降，直到其推動(dòng)閥芯5的作用力等于復(fù)位彈簧17推力與工作腔9中磁流變液對(duì)推力軸11作用力之和吋，閥芯5受カ平衡，減振器內(nèi)液體壓カ達(dá)到穩(wěn)定；當(dāng)減振器停止運(yùn)動(dòng)，減振器下腔壓カ由高壓恢復(fù)常壓，油道油道7-1中的油壓由高壓變?yōu)槌?，閥芯5開始向下移動(dòng)，控制単元通過行程開關(guān)傳感器測(cè)得閥芯5下移便使線圈組件10的電流變?yōu)?，エ作腔9內(nèi)的磁流變液重新變?yōu)槠胀ǖ呐ｎD流體，這時(shí)磁流變液對(duì)閥芯運(yùn)動(dòng)的阻カ很小可以忽略不計(jì)，處于壓縮狀態(tài)的復(fù)位彈簧17通過彈簧座16推動(dòng)推力軸15，推力軸15推動(dòng)閥芯5，使得閥芯5快速下移重新與堵蓋7接觸，油道7-1重新與油道8-1斷開，磁流變壓カ控制閥恢復(fù)初始狀態(tài)；閥芯5上移過程中，控制單元控制線圈組件10中通過的電流大小，獲得不同的磁場(chǎng)強(qiáng)度，使得工作腔9中磁流變液的屈服強(qiáng)度變化，磁流變液作用于閥芯5上的作用力發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)油液的壓カ控制。磁流變液的屈服強(qiáng)度變得極大時(shí)，本發(fā)明應(yīng)用的承壓范圍可以很大。
【權(quán)利要求】
1.一種磁流變壓カ控制閥，其特征在于:該壓カ控制閥包括內(nèi)閥體、閥芯、堵蓋、主閥體、裝有磁流變液的工作腔、由線圈和隔磁外套構(gòu)成的線圈組件、外閥體、上閥體、推力軸、彈簧座、復(fù)位彈簧、端蓋、行程開關(guān)傳感器和多個(gè)橡膠密封圈，所述行程開關(guān)傳感器與端蓋連接于端蓋上端，端蓋與外閥體連接于外閥體的上外側(cè)，外閥體與上閥體連接于上閥體的上外側(cè)，上閥體設(shè)置于主閥體上內(nèi)側(cè)，端蓋內(nèi)下方設(shè)有壓縮狀態(tài)的復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧的下方壓在彈簧座的上方，彈簧座與推力軸連接于推力軸的上方，推力軸設(shè)置于上閥體之內(nèi)，推カ軸下方壓在閥芯的上側(cè)圓盤上端，閥芯設(shè)置于內(nèi)閥體之內(nèi)，閥芯下方壓在堵蓋的上側(cè)，堵蓋與主閥體在主閥體下方過盈配合，內(nèi)閥體設(shè)置于主閥體之內(nèi)，主閥體、內(nèi)閥體與上閥體之間形成工作腔，工作腔內(nèi)裝有磁流變液，主閥體與外閥體連接于外閥體的內(nèi)下側(cè)，線圈組件設(shè)置于主閥體之外，線圈組件內(nèi)側(cè)與主閥體的外側(cè)接觸，線圈組件上端面與外閥體內(nèi)下端面接觸，線圈組件外側(cè)與外閥體的內(nèi)側(cè)接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種磁流變壓カ控制閥，其特征在于:所述內(nèi)閥體、內(nèi)閥體及上閥體之間形成工作腔，工作腔中注滿磁流變液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種磁流變壓カ控制閥，其特征在于:所述堵蓋上設(shè)有油道，主閥體上設(shè)有油道。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種磁流變壓カ控制閥，其特征在于:所述堵蓋、閥芯、內(nèi)閥體、上閥體和外閥體均為導(dǎo)磁材料；主閥體和推力軸均為隔磁材料；端蓋為絕緣材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種磁流變壓カ控制閥，其特征在于:所述線圈組件設(shè)置于主閥體與外閥體之間，遠(yuǎn)離工作腔內(nèi)的磁流變液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的ー種磁流變壓カ控制閥，其特征在于:上閥體與主閥體之間設(shè)有橡膠密封圈，內(nèi)閥體與主閥體之間設(shè)有橡膠密封圏，閥芯與內(nèi)閥體之間設(shè)有橡膠密封圈，推力軸與上閥體之間設(shè)有橡膠密封圏。
【文檔編號(hào)】F16F9/34GK103591363SQ201210293442
【公開日】2014年2月19日 申請(qǐng)日期:2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日:2012年8月17日
【發(fā)明者】郭孔輝, 劉洋, 章新杰 申請(qǐng)人:長春孔輝汽車科技有限公司