CN103899810B - 一种双向作用流量控制阀 - Google Patents

一种双向作用流量控制阀 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双向作用流量控制阀，包括同轴固定连接的上阀体2和下阀体11，其中上阀体2的内部从上至下依次同轴安装有上阀芯1、上推力杆3和上内阀体4；下阀体11的内部从下至上依次同轴安装有下推力杆12和下内阀体10，以及嵌套安装的线圈6和隔磁套筒7；在隔磁套筒7内部、上推力杆3和下推力杆12之间，从上到下依次安装有上极板16、磁流变弹性体8和下极板15；并设有两套进出油口。本发明能够通过控制磁场的强度来实现流量连续控制和开阀压力控制的双向作用流量控制阀，它不仅能够根据外部使用条件改变开阀压力的大小，而且共用一套线圈实现两个作用方向的压力控制，也可作为两个单向流量控制阀，其响应快，压力调节范围广。

Description

一种双向作用流量控制阀
技术领域
本发明涉及一种双向作用的流量控制阀，这种流量控制阀能通过控制磁场强度实现流量的连续控制和开阀压力的大小的控制，而且共用一套线圈实现两个作用方向的压力控制，也可作为两个单向流量控制阀。
背景技术
阻尼器广泛使用在减振***中，阻尼器的阀系是其设计关键，传统的机械式阀系是通过阀片的叠加来实现流量的控制。缺点是阀系设计复杂，设计完毕后对流量的控制规则不易改变，且相应的阀片开启时流量出现波动。随着科学技术的发展，阻尼器向智能化、精密化的方向发展，这就要求我们设计更加精确的阀系来实现流量的精准控制。
磁流变弹性体在磁场的作用下表现为线性粘弹性体的动力学特性，即其性能介于线性弹性体和线性粘性体流体之间。使用磁流变固体材料的明显优点是颗粒不会随时间而沉降,也不需要将磁流变材料保持在工作位置的密封装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够通过控制磁场的强度来实现流量连续控制和开阀压力控制的双向作用流量控制阀，它不仅能够根据外部使用条件改变开阀压力的大小，而且共用一套线圈实现两个作用方向的压力控制，也可作为两个单向流量控制阀。
为解决上述技术问题，结合附图对本发明所采用的技术方案介绍如下：
一种双向作用流量控制阀，包括同轴固定连接的上阀体2和下阀体11，其中上阀体2的内部从上至下依次同轴安装有上阀芯1、上推力杆3和上内阀体4；下阀体11的内部从下至上依次同轴安装有下推力杆12和下内阀体10，以及嵌套安装的线圈6和隔磁套筒7；
在隔磁套筒7内部、上推力杆3和下推力杆12之间，从上到下依次安装有上极板16、磁流变弹性体8和下极板15。
其中，上推力杆3的下部与上极板16、下推力杆12的上部与下极板15、上下极板与磁流变弹性体8都是利用油液的压力以及磁流变弹性体8的弹性连在一起；
上阀芯1上设有上进油口A-1，上阀体2上部侧壁上设有上出油口B-1；
下推力杆12上设有下进油口A-2，下阀体11下部侧壁上设有下出油口B-2；
上内阀体4和下阀体11上开有贯通的通气孔C和D，以保证阀在工作过程中内部气体的压力保持不变。
上极板16和下极板15形成闭合磁路，且能够在磁流变弹性体8变形时起导向作用。
上内阀体4和下内阀体10上设有密封槽，上面安装有密封圈5、9、14和17，防止工作时油液进入上下极板之间形成的空腔。
下阀体11底部和上阀体2的外表面也分别安装有密封圈13和18，用于阀系与其他部件装配时的密封。
优选地，通气孔C和D的出口处分别安装有防尘罩19；
此外，磁流变弹性体8可以用磁流变囊代替，所述的磁流变囊为内部装有磁流变液的柔性囊，具有自密封功能。
本发明的工作过程如下：
利用线圈6控制磁场的强度，进而控制磁流变弹性体8的刚度。
如图2所示，当下进油口A-2和下出油口B-2工作时，此时相当于上极板16的以上部分不工作，只是起到定位作用。油液从下进油口A-2进入，下推力杆12在油压的作用下向上运动，使得磁流变弹性体8产生压缩变形，于是下进油口A-2逐渐上移被打开，油液从下出油口B-2流出，随着压力的增大，下进油口A-2的开度逐渐增大，从而实现流量的连续调节。
线圈5在电控单元的作用下产生磁场，磁流变弹性体8的刚度在未饱和之前随着磁场强度的增加逐渐增大，磁流变弹性体8作用于下推力杆12上的作用力也逐渐增大，从而实现下进油口A-2的开阀压力的控制，进而实现阻尼大小的控制。
如图3所示，当下进油口A-2处的油液压力减小时，下推力杆12在磁流变弹性体8的自身弹性作用下复位，截止下进油口A-2处的油液。
如图4所示，当上进油口A-1和上出油口B-1工作时，此时相当于下极板15的以下的部分不工作，只是起到定位作用。上推力杆3在油压的作用下向下运动，压缩磁流变弹性体8产生变形，于是上进油口A-1逐渐下移被打开，油液从上出油口B-1流出，随着压力的增大，上进油口A-1的开度逐渐增大，从而实现流量的连续调节。
线圈5在电控单元的作用下产生磁场，磁流变弹性体8的刚度在未饱和之前随着磁场强度的增加逐渐增大，磁流变弹性体8作用于上推力杆3上的作用力也逐渐增大，从而实现上进油口A-1的开阀压力的控制，进而实现阻尼大小的控制。
如图5所示，当上进油口A-1处的油液压力减小时，上推力杆3在磁流变弹性体8的自身弹性作用下复位，截止上进油口A-1处的油液。
本发明的有益效果在于：
本发明能够通过控制磁场强度实现不同的开阀压力，响应快，压力调节范围广，实现流量连续控制，且整个阀上下结构基本对称，安装时不用考虑方向，其结构简单，加工方便，成本相对低廉。
附图说明
图1为本发明的整体结构图示意图；
图2为下进油口A-2与下出油口B-2接通时的示意图；
图3为下进油口A-2与下出油口B-2截止时的示意图；
图4为上进油口A-1与上出油口B-1接通时的示意图；
图5为上进油口A-1与上出油口B-1截止时的示意图。
图中：
1、上阀芯；2、上阀体；3、上推力杆；4、上内阀体；
5、9、13、14、17和18为密封圈；6、线圈；7、隔磁套筒；
8、磁流变弹性体；10、下内阀体；11、下阀体；
12、下推力杆；15、下极板；16、上极板；19、防尘罩；
A-1、上进油口；B-1、上出油口；
A-2、下进油口；B-2、下出油口；
C和D为通气孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明进行详细介绍。
如图1所示，本发明的一种双向作用流量控制阀，包括同轴固定连接的上阀体2和下阀体11，其中上阀体2的内部从上至下依次同轴安装有上阀芯1、上推力杆3和上内阀体4；下阀体11的内部从下至上依次同轴安装有下推力杆12和下内阀体10，以及嵌套安装的线圈6和隔磁套筒7；
在隔磁套筒7内部、上推力杆3和下推力杆12之间，从上到下依次安装有上极板16、磁流变弹性体8和下极板15。
其中，上推力杆3的下部与上极板16、下推力杆12的上部与下极板15、上下极板与磁流变弹性体8都是利用油液的压力以及磁流变弹性体8的弹性连在一起；
上阀芯1上设有上进油口A-1，上阀体2上部侧壁上设有上出油口B-1；
下推力杆12上设有下进油口A-2，下阀体11下部侧壁上设有下出油口B-2；
上内阀体4和下阀体11上开有贯通的通气孔C和D，以保证阀在工作过程中内部气体的压力保持不变。
上极板16和下极板15形成闭合磁路，且能够在磁流变弹性体8变形时起导向作用。
上内阀体4和下内阀体10上设有密封槽，上面安装有密封圈5、9、14和17，防止工作时油液进入上下极板之间形成的空腔。
下阀体11底部和上阀体2的外表面也分别安装有密封圈13和18，用于阀系与其他部件装配时的密封。
优选地，通气孔C和D出口处安装有防尘罩19；
此外，磁流变弹性体8可以用磁流变囊代替，所述的磁流变囊为内部装有磁流变液的柔性囊，具有自密封功能。
本发明的工作过程如下：
利用线圈6控制磁场的强度，进而控制磁流变弹性体8的刚度。
如图2所示，当下进油口A-2和下出油口B-2工作时，此时相当于上极板16的以上部分不工作，只是起到定位作用。油液从下进油口A-2进入，下推力杆12在油压的作用下向上运动，使得磁流变弹性体8产生压缩变形，于是下进油口A-2逐渐上移被打开，油液从下出油口B-2流出，随着压力的增大，下进油口A-2的开度逐渐增大，从而实现流量的连续调节。
线圈5在电控单元的作用下产生磁场，磁流变弹性体8的刚度在未饱和之前随着磁场强度的增加逐渐增大，磁流变弹性体8作用于下推力杆12上的作用力也逐渐增大，从而实现下进油口A-2的开阀压力的控制，进而实现阻尼大小的控制。
如图3所示，当下进油口A-2处的油液压力减小时，下推力杆12在磁流变弹性体8的自身弹性作用下复位，截止下进油口A-2处的油液。
如图4所示，当上进油口A-1和上出油口B-1工作时，此时相当于下极板15的以下的部分不工作，只是起到定位作用。上推力杆3在油压的作用下向下运动，压缩磁流变弹性体8产生变形，于是上进油口A-1逐渐下移被打开，油液从上出油口B-1流出，随着压力的增大，上进油口A-1的开度逐渐增大，从而实现流量的连续调节。
线圈5在电控单元的作用下产生磁场，磁流变弹性体8的刚度在未饱和之前随着磁场强度的增加逐渐增大，磁流变弹性体8作用于上推力杆3上的作用力也逐渐增大，从而实现上进油口A-1的开阀压力的控制，进而实现阻尼大小的控制。
如图5所示，当上进油口A-1处的油液压力减小时，上推力杆3在磁流变弹性体8的自身弹性作用下复位，截止上进油口A-1处的油液。

Claims (6)

1.一种双向作用流量控制阀，包括同轴固定连接的上阀体(2)和下阀体(11)，其特征在于：
所述的上阀体(2)的内部从上至下依次同轴安装有上阀芯(1)、上推力杆(3)和上内阀体(4)；所述的下阀体(11)的内部从下至上依次同轴安装有下推力杆(12)和下内阀体(10)，以及嵌套安装的线圈(6)和隔磁套筒(7)；
在所述的隔磁套筒(7)内部、上推力杆(3)和下推力杆(12)之间，从上到下依次安装有上极板(16)、磁流变弹性体(8)和下极板(15)；
所述的上阀芯(1)上设有上进油口(A-1)，上阀体(2)上部侧壁上设有上出油口(B-1)；
所述的下推力杆(12)上设有下进油口(A-2)，下阀体(11)下部侧壁上设有下出油口(B-2)。
2.根据权利要求1所述的一种双向作用流量控制阀，其特征在于：
所述的上内阀体(4)和下阀体(11)上开有贯通的通气孔(C，D)。
3.根据权利要求1所述的一种双向作用流量控制阀，其特征在于：
所述的上极板(16)和下极板(15)形成闭合磁路，并对磁流变弹性体(8)的变形进行导向。
4.根据权利要求1所述的一种双向作用流量控制阀，其特征在于：
所述的上内阀体(4)和下内阀体(10)上设有密封槽，分别安装有密封圈(5，9，14，17)；下阀体(11)底部和上阀体(2)的外表面安装有密封圈(13，18)。
5.根据权利要求2所述的一种双向作用流量控制阀，其特征在于：
所述的通气孔(C，D)的出口处分别安装有防尘罩(19)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的一种双向作用流量控制阀，其特征在于：
所述的磁流变弹性体(8)用磁流变囊代替，所述的磁流变囊为内部装有磁流变液的柔性囊。
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