一种阻尼间隙可调的双螺旋液流通道式磁流变阀

1.本发明涉及一种磁流变阀，尤其涉及一种阻尼间隙可调的双螺旋液流通道式磁流变阀。


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.磁流变阀工作性能的好坏主要取决于磁流变液工作间隙的位置和结构。目前常用的磁流变阀结构主要有：工作间隙设计在阀体和线圈之间的外置式磁流变阀、工作间隙设计在阀芯和线圈之间的内置式磁流变阀以及工作间隙设计成圆环式和圆盘式混合型的磁流变阀。但是，这三类磁流变阀的阻尼间隙厚度均固定不可调。中国专利cn103775406a公开了一种三维螺旋液流通道的磁流变阀结构，该磁流变阀液流通道为三维螺旋，在有限空间内整大了工作间隙的长度，提高了进出口压差，但其不能实时控制进出口压差，压差调节范围较窄。


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阻尼间隙可调的双螺旋液流通道式磁流变阀，其具有液流通道长、可实时控制磁流变阀进出口压差、磁场利用率高与压差调节范围较宽等优点。
5.为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
6.本发明提供了一种阻尼间隙可调的双螺旋液流通道式磁流变阀，其特征在于，包括阀体，所述阀体两端由外到内依次设有左端盖、螺栓、缸体、绕线架、引线孔、励磁线圈、螺旋式芯轴、密封圈以及右端盖，所述左端盖的中部开有第一通孔并在其上方设有进油口，所述右端盖设有出油口，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绕线架的端面，所述绕线架上缠绕励磁线圈，所述所述绕线架周向边缘抵在缸体内壁上，所述绕线架同螺旋式阀芯之间形成螺旋形间隙，所述螺旋式芯轴左端穿过左端盖第一通孔并通过密封圈进行密封，所述阀体的侧壁上开有用于引出励磁线圈上线圈的引线孔。
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，所述端盖环向侧面贴紧绕线架的端面上开有槽口。
10.进一步地，所述端盖上的进油口/出油口为内螺纹孔，用于与外部油路相互连接。
11.进一步地，所述绕线架内部为空心的螺旋流道。
12.与现有技术相比，本发明提出的一种阻尼间隙可调的双螺旋液流通道式磁流变阀具有以下有益效果：
13.1、与阻尼间隙固定的磁流变阀相比，本发明的螺旋式阀芯同绕线架之间形成可调的螺旋形间隙，使其压力调节范围更宽。
14.2、与圆环形、圆盘形、锯齿形等常见的液流通道相比，本发明选用螺旋式液流通道，在有限的磁隙空间中，增大了液流通道长度，在同等磁流变流体和流量要求、同等尺寸要求、同等响应时间要求、同等能耗要求前提下，本实施例增大了液流通道长度，进而提高了磁流变阀的进出口压差。
附图说明
15.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。
16.图1为本发明实施例提供的一种阻尼间隙可调的双螺旋液流通道式磁流变阀的整体结构示意图；
17.图2为本发明实施例提供的磁流变液流向示意图；
18.图3为本发明实施例提供的左导流块的结构示意图；
19.图4为本发明实施例提供的绕线架的结构示意图；
20.图5为本发明实施例提供的绕线架截面图。
21.附图标记说明：
22.1-左端盖，2-螺栓，3-密封圈，4-绕线架，5-缸体，6-引线孔，7-励磁线圈，8-螺旋式芯轴，9-右端盖。
具体实施方式
23.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。
24.如图1所示，本发明一种阻尼间隙可调的双螺旋液流通道式磁流变阀，其特征在于，包括阀体，所述阀体两端由外到内依次设有左端盖(1)、螺栓(2)、密封圈(3)、绕线架(4)、缸体(5)、引线孔(6)、励磁线圈(7)、螺旋式芯轴(8)以及右端盖(9)；
25.所述左端盖(1)的中部开有第一通孔并在其上方设有进油口，所述右端盖(9)设有出油口，所述端盖上的进油口/出油口为内螺纹孔，用于与外部油路相互连接，所述端盖与缸体(5)之间通过螺栓(2)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(3)，所述端盖环向侧面贴紧绕线架(4)的端面上开有槽口，所述绕线架(4)上缠绕励磁线圈(7)，所述所述绕线架(4)周向边缘抵在缸体(5)内壁上，所述绕线架(4)同螺旋式芯轴(8)之间形成螺旋形间隙，所述螺旋式芯轴(8)左端穿过左端盖(1)第一通孔并通过密封圈(3)进行密封，所述阀体的侧壁上开有用于引出励磁线圈上线圈的引线孔(6)，所述磁流变液从p口流入，流经螺旋形间隙，最后从o口流出。
26.如图2所示，本实施例正常工作时，在励磁线圈(7)上施加电流，在电流的激励下产
生磁场，绕线架(4)、缸体(5)、螺旋式芯轴(8)及螺旋形间隙形成磁场闭合回路。
27.参图1并结合图3，结构为本实施例的螺旋式芯轴(8)，图3展示了螺旋式芯轴(8)的形状及特点，其一端呈圆柱形，另一端呈螺旋形。
28.参图1并结合图4-图5，结构分别为本实施例的绕线架(4)刨面图及绕线架(4)结构图，图4-图5展示了绕线架(8)的形状及特点，绕线架内部呈空心螺旋形并在其左右两端开有螺旋式通孔。
29.工作原理：向线圈通入一定大小的电流，由于电磁效应就会在绕线架、缸体、螺旋式芯轴及螺旋形间隙形成闭合的磁场，从而在螺旋形阻尼间隙内产生磁场，磁场的方向与磁流变液流动的方向基本垂直。当磁流变液通过磁流变阀的螺旋形阻尼间隙时，在磁场作用下迅速变为半固态，形成沿磁场方向排列的链状体，磁流变液的粘度迅速增加且随外加磁感应强度的增加而增加，导致螺旋形阻尼间隙两端的压力差增大，进而可减慢或阻止液体的流动。
30.通过左右调节螺旋式芯轴的位置，可改变螺旋形阻尼间隙长度，从而控制阻尼间隙内磁场的强度，进而得到较高的磁流变阀进出口压力差。
31.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：
1.一种阻尼间隙可调的双螺旋液流通道式磁流变阀，其特征在于，包括阀体，所述阀体两端由外到内依次设有左端盖（1）、螺栓（2）、密封圈（3）、绕线架（4）、缸体（5）、引线孔（6）、励磁线圈（7）、螺旋式芯轴（8）以及右端盖（9），所述左端盖（1）的中部开有第一通孔并在其上方设有进油口，所述右端盖（9）设有出油口，所述端盖与缸体（5）之间通过螺栓（2）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（3），所述端盖环向侧面贴紧绕线架（4）的端面上开有槽口，所述绕线架（4）上缠绕励磁线圈（7），所述所述绕线架（4）周向边缘抵在缸体（5）内壁上，所述绕线架（4）同螺旋式芯轴（8）之间形成螺旋形间隙，所述螺旋式芯轴（8）左端穿过左端盖（1）第一通孔并通过密封圈（3）进行密封，所述阀体的侧壁上开有用于引出励磁线圈上线圈的引线孔（6）。2.根据权利要求1所述一种阻尼间隙可调的双螺旋液流通道式磁流变阀，其特征在于，所述端盖上的进油口/出油口为内螺纹孔，用于与外部油路相互连接，磁流变液充进油口p流入，流经螺旋形间隙，最后从出油口o流出。

技术总结
本发明公开了一种阻尼间隙可调的双螺旋液流通道式磁流变阀，主要由左端盖、螺栓、缸体、绕线架、引线孔、励磁线圈、螺旋式芯轴、密封圈以及右端盖等组成。绕线架同螺旋式阀芯之间形成螺旋形间隙。当励磁线圈通入电流后，绕线架、缸体、螺旋式芯轴及螺旋形间隙形成磁场闭合回路。通过控制螺旋式芯轴左右移动与调节外加于励磁线圈上的电流，可以控制阻尼间隙内磁场的强度，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。本磁流变阀具有液流通道长、可实时控制磁流变阀进出口压差、磁场利用率高与压差调节范围较宽等优点。差调节范围较宽等优点。差调节范围较宽等优点。


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：2023/8/13