一种改进型低能耗单线圈磁流变阀

1.本发明涉及一种磁流变阀，尤其涉及一种改进型低能耗单线圈磁流变阀。


背景技术：

2.磁流变液是一种新型智能材料，由非导磁的基液和均匀分布在其中的高导磁、低磁滞的微小磁颗粒以及添加剂等组成。在外加磁场作用下，其流体特性可以在毫秒内，连续可逆地进行牛顿流体状态与类固体的非牛顿流体状态的转变，具有可控、高响应的动态剪切屈服应力。
3.中国专利cn216279668u公开了一种多通道磁流变阀，该磁流变阀在有限的空间内设立了内外两条液流通道，四条有效阻尼间隙，提高了磁流变阀的压降性能。缺点是设立多条液流通道，使得阀体整体质量增大，能耗大幅提升。中国专利cn114909519a公开了一种环形多通道式磁流变阀，该磁流变阀具有双励磁线圈与多条有效阻尼间隙，有效提升了输出压降。但磁场闭合回路较长，使得磁漏多，导致磁场利用率低。


技术实现要素：

4.针对上述存在的不足，本发明的目的是提供一种改进型低能耗单线圈磁流变阀，其具有质量轻、能耗低及磁场利用率高等优点。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.本发明提供了一种改进型低能耗单线圈磁流变阀，其特征在于，包括阀体，所述阀体两端由外到内依次对称设有两个端盖、两个定位盘、左导流块、缸体、绕线架、右导流块、螺栓、两个定位销、励磁线圈以及环氧树脂，所述端盖及定位盘的中部开有第一通孔，所述左导流块左端面及右导流块右端面中部开有中心孔，所述端盖外圆周表面与缸体内圆周表面紧密贴合并且其环向侧面紧贴定位盘的端面，所述定位盘周向边缘抵在缸体内壁上并在其中部开有可插入定位销的第一通孔，所述定位销穿过定位盘中部的第一通孔并与导流块端面上的中心孔配合，对定位盘与导流块进行固定连接，所述阀体的中部设有绕线架，所述绕线架上缠绕励磁线圈，所述在励磁线圈外层涂抹环氧树脂，所述左导流块右端面中部设有圆柱形凸起，所述右导流块左端面设有中心孔，所述左导流块右端圆柱形凸起与右导流块左端中心孔采用过盈配合，所述左右导流块外圆周表面与绕线架内圆周表面紧密贴合，所述阀体的侧壁上开有用于引出励磁线圈上线圈的第二通孔。
7.进一步地，所述端盖与缸体内圆周表面之间设有密封圈。
8.进一步地，所述端盖与缸体之间通过螺栓固定连接。
9.进一步地，所述端盖上的第一通孔为内螺纹孔，用于与外部油路相互连接。
10.进一步地，所述端盖上贴紧定位盘的端面上开有槽口。
11.进一步地，所述定位盘与导流块的第一通孔同轴心。
12.进一步的，所述励磁线圈最外层与绕线架最高点间需留有间隙。
13.进一步的，所述涂抹环氧树脂的厚度不得大于所述间隙厚度。
14.进一步地，所述绕线架为空心结构，缠线凹台形状呈半圆形。
15.进一步地，所述绕线架、缸体、螺钉与定位销选用硅钢材料，其余零件采用密度低的铝合金作为非导磁材料。
16.与现有技术相比，本发明提出的一种改进型低能耗单线圈磁流变阀具有以下有益效果：
17.1、本发明通过改变绕线架结构，在保证绕线架刚度的条件下，在其中心部分加工通孔，将密度高的硅钢材料去除，改用密度低的铝合金材料进行填充，来减小阀的整体质量，使得阀体更轻便。
18.2、本发明使用空心的半圆形绕线架，改变了磁场闭合回路的走势。与现有的同等结构的单线圈磁流变阀相比，本实施例缩短了磁场闭合回路，大大减少了磁漏，从而提升了磁场的利用率，在输出同等压降时所需的外加电流更小，降低了能耗。
19.3、本发明使用环氧树脂将励磁线圈包裹起来，使其不与磁流变液直接接触，有助于延长线圈的使用寿命。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。下面描述中的附图是本发明的一个实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性、劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明实施例提供的一种改进型低能耗单线圈磁流变阀的整体结构示意图；
22.图2为本发明实施例提供的磁流变液流向示意图；
23.图3为本发明实施例提供的左导流块的结构示意图；
24.图4为本发明实施例提供的右导流块的结构示意图；
25.图5为本发明实施例提供的绕线架截面图。
26.附图标记说明：
27.1-端盖，2-密封圈，3-定位盘，4-左导流块，5-缸体，6-第二通孔，7-绕线架，8-右导流块，9-螺栓，10-定位销，11-励磁线圈，12-环氧树脂，401-圆柱形凸起。
具体实施方式
28.下面将结合附图和实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
29.如图1所示，本发明一种改进型低能耗单线圈磁流变阀，其特征在于，包括阀体，所述阀体两端由外到内依次对称设有两个端盖(1)、两个定位盘(3)、左导流块(4)、缸体(5)、绕线架(7)、右导流块(8)、螺栓(9)、两个定位销(10)、结构励磁线圈(11)以及环氧树脂(12)；
30.所述端盖(1)及定位盘(3)的中部开有第一通孔，所述定位盘(3)与导流块的第一
通孔同轴心，所述左导流块(4)左端面及右导流块(8)右端面中部开有中心孔，所述端盖(1)与缸体(5)之间通过螺栓(9)固定连接并且在其与缸体(5)内圆周表面接触处设有密封圈(2)，所述端盖(1)环向侧面贴紧定位盘(3)的端面上开有槽口，所述定位盘(3)周向边缘抵在缸体(5)内壁上并在其中部开有可插入定位销(10)的第一通孔，所述定位销(10)穿过定位盘中部的第一通孔并与导流块端面上的中心孔配合，对定位盘(3)与导流块进行固定连接，所述阀体的中部设有绕线架(7)，所述绕线架(7)上缠绕励磁线圈(11)，所述励磁线圈(11)最外层与绕线架(7)最高点间需留有间隙，所述在励磁线圈(11)外层涂抹环氧树脂(12)，所述涂抹环氧树脂(12)的厚度不得大于所述间隙厚度；
31.所述左导流块(4)右端面中部设有圆柱形凸起(401)，所述右导流块(8)左端面设有中心孔，所述左导流块(4)右端圆柱形凸起(401)与右导流块(8)左端中心孔采用过盈配合，所述导流块外圆周表面与绕线架(7)内圆周表面紧密贴合，所述阀体的侧壁上开有用于引出励磁线圈(11)上线圈的第二通孔(6)。
32.所述端盖(1)上的第一通孔为内螺纹孔，用于与外部油路相互连接。
33.所述绕线架(7)为空心结构，缠线凹台形状呈半圆形。
34.所述绕线架(7)、缸体(5)、螺钉(9)与定位销(10)选用dwsi3硅钢材料，其余零件采用密度低的7075铝合金作为非导磁材料。
35.如图2所示，本发明实施例提供的一种改进型低能耗单线圈磁流变阀具有多个阻尼间隙，其中含有两段有效阻尼间隙，具体为绕线架(7)左端外圆周表面与缸体(5)内圆周表面形成有效阻尼间隙a，绕线架(7)右端外圆周表面与缸体(5)内圆周表面形成有效阻尼间隙b，磁流变液从p口流入，流经多个阻尼间隙，最后从o口流出。
36.参图1并结合图3-图4，结构分别为本实施例的左导流块(4)、右导流块(8)，图3展示了左导流块(4)的形状及特点，其左端面中部开有中心孔，右端面中部设有圆柱形凸起(401)。图4展示了右导流块(8)的形状及特点，其左端面、右端面均设有中心孔，左导流块(3)右端圆柱形凸起(401)与右导流块(8)左端中心孔采用过盈配。
37.参图1并结合图5，此结构为本实施例的绕线架(7)截面图，图5展示了绕线架(7)的形状及特点，其内部为空心结构，缠线凹台形状呈半圆形。
38.工作原理：当磁感线与磁流变液流动方向相互垂直时，磁流变液的动力粘度最大；而当磁场方向与磁流变液流动方向相互平行时，磁流变液的动力粘度最小。正常工作时，在励磁线圈上施加电流，在电流的激励下产生磁场，绕线架、有效阻尼间隙a、缸体与有效阻尼间隙b形成磁场闭合回路，在有效阻尼间隙a、有效阻尼间隙b内形成垂直于液流方向的磁场。通过控制外加电流的大小，可以控制磁场大小，改变磁流变液的动力粘度，从而改变磁流变液流经有效阻尼间隙a、b时的阻力，最终达到调节阀进出口压力差的目的。
39.最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，其依然可以对前述实施例所说明的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的实质脱离本发明技术方案的范围。

技术特征：
1.一种改进型低能耗单线圈磁流变阀，其特征在于，绕线架(6)为空心结构，缠线凹台形状呈半圆形。其结构主要由两个端盖（1）、两个定位盘（3）、左导流块（4）、缸体（5）、绕线架（7）、右导流块（8）、螺栓（9）、两个定位销（10）、结构励磁线圈（11）以及环氧树脂（12）等组成，所述端盖（1）与缸体（5）之间通过螺栓（9）固定连接并且在其与缸体（5）内圆周表面接触处设有密封圈（2），所述定位盘（3）周向边缘抵在缸体（5）内壁上并在其中部开有可插入定位销（10）的第一通孔，所述定位销（10）穿过定位盘中部的第一通孔并与导流块端面上的中心孔配合，对定位盘（3）与导流块进行固定连接，所述阀体的中部设有绕线架（7），所述绕线架（7）上缠绕励磁线圈（11），所述励磁线圈（11）最外层与绕线架(7)最高点间需留有间隙，所述在励磁线圈(11）外层涂抹环氧树脂（12），所述涂抹环氧树脂（12）的厚度不得大于所述间隙厚度，所述左导流块（4）右端面中部设有圆柱形凸起（401），所述右导流块（8）左端面设有中心孔，所述左导流块（4）右端圆柱形凸起（401）与右导流块（8）左端中心孔采用过盈配合，所述导流块外圆周表面与绕线架（7）内圆周表面紧密贴合，所述阀体的侧壁上开有用于引出励磁线圈（11）上线圈的第二通孔（6）。

技术总结
本发明公开了一种改进型低能耗单线圈磁流变阀，主要由两个端盖、两个定位盘、左导流块、缸体、绕线架、右导流块、螺栓、两个定位销、励磁线圈以及环氧树脂等组成。绕线架左端外圆周表面与缸体内圆周表面形成有效阻尼间隙A，绕线架右端外圆周表面与缸体内圆周表面形成有效阻尼间隙B。当励磁线圈通入电流后，绕线架、有效阻尼间隙A、缸体与有效阻尼间隙B形成磁场闭合回路。调节外加于励磁线圈上的电流，可以控制磁场，改变磁流变液的动力粘度，从而改变磁流变液流经阀体内部的阻力，达到调节阀输出压降的目的。本磁流变阀具有质量轻、能耗低及磁场利用率高等优点。低及磁场利用率高等优点。低及磁场利用率高等优点。


技术研发人员：朱文才 李品烨 喻理梵 胡国良 舒慧杰
受保护的技术使用者：华东交通大学
技术研发日：2023.06.20
技术公布日：2023/8/31