專利名稱：一種磁流變先導(dǎo)式溢流閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種磁流變先導(dǎo)式溢流閥，屬于液壓傳動技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
磁流變液是一種功能流體，既具有流體的流動性又具有固體的可塑性，可以在極短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)固液兩相之間轉(zhuǎn)換。通過調(diào)節(jié)外加磁場強(qiáng)度的大小使磁流變液的粘度、彈性等流變特性發(fā)生迅速的轉(zhuǎn)變，這種轉(zhuǎn)變可逆，而且粘度隨磁場強(qiáng)度的變化可以實(shí)現(xiàn)無級變化，并可通過調(diào)節(jié)外加電流的大小改變磁場強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)對其力學(xué)性能的控制。依據(jù)磁流變液的流變特性設(shè)計(jì)的磁流變閥，可以實(shí)現(xiàn)對壓力和流量的智能控制。目前，現(xiàn)有的磁流變閥都是直動式閥，其產(chǎn)生的阻尼力較小，作為溢流閥只能用于低壓小流量的液壓系統(tǒng)上。因此，將磁流變閥作為溢流閥的先導(dǎo)控制級，設(shè)計(jì)一種磁流變先導(dǎo)式溢流閥，滿足高壓大流量液壓系統(tǒng)的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種磁流變先導(dǎo)式溢流閥，用于高壓大流量液壓系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)閥壓力和流量的連續(xù)、無級、智能控制。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種磁流變先導(dǎo)式溢流閥，由先導(dǎo)閥體8、阻尼塊10、彈簧 12、導(dǎo)桿14、主閥套15、主閥芯16、主閥座18、主閥體19、阻尼器20、絲堵21組成主閥。主閥出口處還連接有先導(dǎo)閥。所述先導(dǎo)閥包括端蓋1、磁流變閥殼體3、線圈4、鐵芯5、閥芯7。鐵芯5裝于磁流變閥殼體3中，鐵芯5軸心為通孔結(jié)構(gòu)、其上繞制有線圈4，閥芯7插入鐵芯5的孔中，鐵芯 5與閥芯7之間形成工作間隙6，工作間隙6的寬度為0. ImnTl. 8mm,長度為6mnT40mm，工作間隙7的大小根據(jù)磁場強(qiáng)度、磁流變液性質(zhì)和實(shí)際需要，在給定范圍內(nèi)選擇確定。閥芯7 — 端頂在主閥內(nèi)阻尼塊10上，另一端由端蓋1固定。所述主閥包括先導(dǎo)閥體8、阻尼塊10、彈簧12、導(dǎo)桿14、主閥套15、主閥芯16、主閥座18、主閥體19、阻尼器20、絲堵21。先導(dǎo)閥裝入先導(dǎo)閥體8中，端蓋1和先導(dǎo)閥體8固定在主閥體19上，阻尼塊10裝入主閥體19中，主閥套15、主閥座18分別裝入主閥體19中， 主閥芯16裝入主閥套15中，導(dǎo)桿14 一端與主閥芯16連接在一起，另一端通過彈簧12使主閥芯16壓在主閥座18上，阻尼器20裝在主閥體19中。主閥體19上裝有絲堵21。所述磁流變先導(dǎo)式溢流閥的最大工作壓力為30MPa，最大流量為500L/min。工作時(shí)，當(dāng)先導(dǎo)閥中的線圈通電后，鐵芯和閥芯之間的工作間隙存在磁場。流經(jīng)工作間隙的磁流變液受到磁場的作用，其粘性增大并產(chǎn)生一定的阻力，磁流變液的流動受到約束，進(jìn)出磁流變閥的壓力差增加。當(dāng)線圈中的電流增加到一定值時(shí)，磁流變液轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍腆w狀態(tài)，同時(shí)先導(dǎo)閥的壓力差也達(dá)到最大值。當(dāng)系統(tǒng)壓力低于先導(dǎo)閥調(diào)定壓力時(shí)，先導(dǎo)閥中的磁流變液由于阻尼力無法通過工作間隙，先導(dǎo)閥前腔壓力、主閥后腔壓力和系統(tǒng)工作壓力相等，主閥芯關(guān)閉。當(dāng)系統(tǒng)工作壓力高于先導(dǎo)閥調(diào)定壓力時(shí)，先導(dǎo)閥中的磁流變液內(nèi)應(yīng)力超過半固體剪切應(yīng)力而使其被破壞，磁流變液又恢復(fù)到流動狀態(tài)通過工作間隙。由于主閥后腔阻尼器的作用使先導(dǎo)閥前腔壓力低于主閥后腔壓力，主閥后腔的壓力流體向先導(dǎo)閥前腔流出，使主閥后腔的壓力降低，此時(shí)主閥芯受外界壓力作用開啟溢流。本發(fā)明的有益效果是
(1)工作介質(zhì)為微米級或納米級的磁流變液；
(2)磁流變閥的工作間隙設(shè)計(jì)在鐵芯和閥芯之間，提高工作間隙內(nèi)磁流變液的磁感應(yīng)強(qiáng)度，增大磁流變閥的阻尼力，提高磁流變先導(dǎo)閥的工作范圍；
(3)磁流變液的磁感應(yīng)強(qiáng)度是通過電流大小調(diào)節(jié)，可通過電信號直接實(shí)現(xiàn)對磁流變先導(dǎo)式溢流閥壓力和流量的控制；
(4)主閥芯采用拋物線球頭形狀，閥芯半錐角大于閥座半錐角，可以有效減小錐閥進(jìn)出口的壓差，最小負(fù)壓沿液流的方向向后移動，出現(xiàn)在閥芯的后面，避免閥座處出現(xiàn)最小負(fù)壓，從而降低氣蝕發(fā)生的可能性，降低噪音，保護(hù)閥芯閥座的關(guān)鍵部分，提高磁流變先導(dǎo)式溢流閥的使用壽命；
(5)密封圈采用炭石墨材料，使得該閥的密封性能顯著提高；
(6)主閥套采用金屬石墨材料加工，具有良好的耐腐蝕性，優(yōu)異的自潤滑性能，減摩、 抗震、抗磨性能良好；
(7)閥中采用了三個(gè)阻尼器的液阻網(wǎng)絡(luò)，在實(shí)現(xiàn)壓力調(diào)節(jié)的同時(shí)，提高了主閥的穩(wěn)定性。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖中各標(biāo)號為1 端蓋，2 端蓋密封圈，3 磁流變閥殼體，4 線圈，5 鐵芯，6 工作間隙，7 閥芯，8 先導(dǎo)閥體，9 先導(dǎo)閥密封圈，10 阻尼塊，11 主閥套密封圈，12 彈簧，13 導(dǎo)桿密封圈，14 導(dǎo)桿，15 主閥套，16 主閥芯，17 主閥座密封圈，18 主閥座，19 主閥體， 20 阻尼器，21 絲堵。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的內(nèi)容并不限于所述范圍。實(shí)施列1 如圖所示，一種磁流變先導(dǎo)式溢流閥，由先導(dǎo)閥體8、阻尼塊10、彈簧12、 導(dǎo)桿14、主閥套15、主閥芯16、主閥座18、主閥體19、阻尼器20、絲堵21組成主閥。主閥出口處還連接有先導(dǎo)閥。所述先導(dǎo)閥包括端蓋1、磁流變閥殼體3、線圈4、鐵芯5、閥芯7。鐵芯5裝于磁流變閥殼體3中，鐵芯5軸心為通孔結(jié)構(gòu)、其上繞制有線圈4，閥芯7插入鐵芯5的孔中，鐵芯 5與閥芯7之間形成工作間隙6，工作間隙6的寬度為0. Imm,長度為6mm。閥芯7 —端頂在主閥內(nèi)阻尼塊10上，另一端由端蓋1固定。所述主閥包括先導(dǎo)閥體8、阻尼塊10、彈簧12、導(dǎo)桿14、主閥套15、主閥芯16、主閥座18、主閥體19、阻尼器20、絲堵21。先導(dǎo)閥裝入先導(dǎo)閥體8中，端蓋1和先導(dǎo)閥體8固定在主閥體19上，阻尼塊10裝入主閥體19中，主閥套15、主閥座18分別裝入主閥體19中，主閥芯16裝入主閥套15中，導(dǎo)桿14 一端與主閥芯16連接在一起，另一端通過彈簧12使主閥芯16壓在主閥座18上，阻尼器20裝在主閥體19中。主閥體19上裝有絲堵21。所述磁流變先導(dǎo)式溢流閥的最大工作壓力為30MPa，最大流量為500L/min。實(shí)施列2 如圖所示，一種磁流變先導(dǎo)式溢流閥，由先導(dǎo)閥體8、阻尼塊10、彈簧12、 導(dǎo)桿14、主閥套15、主閥芯16、主閥座18、主閥體19、阻尼器20、絲堵21組成主閥。主閥出口處還連接有先導(dǎo)閥。所述先導(dǎo)閥包括端蓋1、磁流變閥殼體3、線圈4、鐵芯5、閥芯7。鐵芯5裝于磁流變閥殼體3中，鐵芯5軸心為通孔結(jié)構(gòu)、其上繞制有線圈4，閥芯7插入鐵芯5的孔中，鐵芯 5與閥芯7之間形成工作間隙6，工作間隙6的寬度為1. 8mm,長度為40mm。閥芯7 —端頂在主閥內(nèi)阻尼塊10上，另一端由端蓋1固定。所述主閥包括先導(dǎo)閥體8、阻尼塊10、彈簧12、導(dǎo)桿14、主閥套15、主閥芯16、主閥座18、主閥體19、阻尼器20、絲堵21。先導(dǎo)閥裝入先導(dǎo)閥體8中，端蓋1和先導(dǎo)閥體8固定在主閥體19上，阻尼塊10裝入主閥體19中，主閥套15、主閥座18分別裝入主閥體19中， 主閥芯16裝入主閥套15中，導(dǎo)桿14 一端與主閥芯16連接在一起，另一端通過彈簧12使主閥芯16壓在主閥座18上，阻尼器20裝在主閥體19中。主閥體19上裝有絲堵21。所述磁流變先導(dǎo)式溢流閥的最大工作壓力為30MPa，最大流量為500L/min。實(shí)施列3 如圖所示，一種磁流變先導(dǎo)式溢流閥，由先導(dǎo)閥體8、阻尼塊10、彈簧12、 導(dǎo)桿14、主閥套15、主閥芯16、主閥座18、主閥體19、阻尼器20、絲堵21組成主閥。主閥出口處還連接有先導(dǎo)閥。所述先導(dǎo)閥包括端蓋1、磁流變閥殼體3、線圈4、鐵芯5、閥芯7。鐵芯5裝于磁流變閥殼體3中，鐵芯5軸心為通孔結(jié)構(gòu)、其上繞制有線圈4，閥芯7插入鐵芯5的孔中，鐵芯 5與閥芯7之間形成工作間隙6，工作間隙6的寬度為0. 9mm,長度為17mm。閥芯7 —端頂在主閥內(nèi)阻尼塊10上，另一端由端蓋1固定。所述主閥包括先導(dǎo)閥體8、阻尼塊10、彈簧12、導(dǎo)桿14、主閥套15、主閥芯16、主閥座18、主閥體19、阻尼器20、絲堵21。先導(dǎo)閥裝入先導(dǎo)閥體8中，端蓋1和先導(dǎo)閥體8固定在主閥體19上，阻尼塊10裝入主閥體19中，主閥套15、主閥座18分別裝入主閥體19中， 主閥芯16裝入主閥套15中，導(dǎo)桿14 一端與主閥芯16連接在一起，另一端通過彈簧12使主閥芯16壓在主閥座18上，阻尼器20裝在主閥體19中。主閥體19上裝有絲堵21。所述磁流變先導(dǎo)式溢流閥的最大工作壓力為30MPa，最大流量為500L/min。
權(quán)利要求
1.一種磁流變先導(dǎo)式溢流閥，由先導(dǎo)閥體(8)、阻尼塊(10)、彈簧(12)、導(dǎo)桿(14)、主閥套(15)、主閥芯(16)、主閥座(18)、主閥體(19)、阻尼器(20)、絲堵(21)組成主閥，其特征在于主閥出口處還連接有先導(dǎo)閥。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流變先導(dǎo)式溢流閥，其特征在于先導(dǎo)閥包括端蓋(1)、磁流變閥殼體(3)、線圈(4)、鐵芯(5)、閥芯(7)，鐵芯(5)裝于磁流變閥殼體(3)中，鐵芯(5) 軸心為通孔結(jié)構(gòu)、其上繞制有線圈(4)，閥芯(7)插入鐵芯(5)的孔中，鐵芯(5)與閥芯(7) 之間形成工作間隙(6 )，閥芯(7 ) —端頂在主閥內(nèi)阻尼塊(10 )上，另一端由端蓋(1)固定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磁流變先導(dǎo)式溢流閥，其特征在于先導(dǎo)閥裝入先導(dǎo)閥體(8) 中，端蓋(1)和先導(dǎo)閥體(8)固定在主閥體(19)上，阻尼塊(10)裝入主閥體(19)中，主閥套(15)、主閥座(18)分別裝入主閥體(19)中，主閥芯(16)裝入主閥套(15)中，導(dǎo)桿(14) 一端與主閥芯(16)連接在一起，另一端通過彈簧(12)使主閥芯(16)壓在主閥座(18)上， 阻尼器(20)裝在主閥體(19)中。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的磁流變先導(dǎo)式溢流閥，其特征在于主閥體(19)上裝有絲堵(21)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的磁流變先導(dǎo)式溢流閥，其特征在于所述閥芯(7)和鐵芯 (5)之間形成的工作間隙(6)為0. ImnTl. 8_。
6.根據(jù)權(quán)力要求5所述的磁流變先導(dǎo)式溢流閥，其特征在于所述閥芯(7)和鐵芯(5) 之間形成的工作間隙(6)長度為6mnT40mm。
7.根據(jù)權(quán)力要求1所述的磁流變先導(dǎo)式溢流閥，其特征在于磁流變先導(dǎo)式溢流閥的最大工作壓力為30MPa，最大流量為500L/min。
全文摘要
本發(fā)明提供一種磁流變先導(dǎo)式溢流閥，屬于液壓傳動技術(shù)領(lǐng)域。其包括端蓋，端蓋密封圈，磁流變閥殼體，線圈，鐵芯，閥芯，先導(dǎo)閥體，先導(dǎo)閥密封圈，阻尼塊，主閥套密封圈，彈簧，導(dǎo)桿密封圈，導(dǎo)桿，主閥套，主閥芯，主閥座密封圈，主閥座，主閥體，阻尼器。主閥芯采用拋物線球頭形狀，閥芯半錐角大于閥座半錐角，可以有效減小錐閥進(jìn)出口的壓差，最小負(fù)壓沿液流的方向向后移動，出現(xiàn)在閥芯的后面，避免閥座處出現(xiàn)最小負(fù)壓，從而降低氣蝕發(fā)生的可能性，降低噪音，保護(hù)閥芯閥座的關(guān)鍵部分，提高磁流變先導(dǎo)式溢流閥的使用壽命。
文檔編號F15B13/02GK102374204SQ20111031806
公開日2012年3月14日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者劉云韓, 吳喜, 吳張永, 曲金濤, 楊文勇, 溫成卓, 王京濤, 王嫻, 王慶輝, 高曉艷 申請人:昆明理工大學(xué)