專利名稱：一種流體流量和電流開關控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于自動控制技術領域，特別涉及一種流體流量和電流開關控制裝置，尤其適用于危險領域的遠程控制。
背景技術：
近來，流量控制裝置被廣泛地應用在各個領域，特別是在能源、環保、冶金給排水、輕工食品及化工等行業中，而開關在電子和電氣各領域也得到越來越廣泛的應用，品種也越來越多，然而，普通的流量控制器和開關在一些特定的危險環境中的應用受到限制，如環境污染日漸嚴重和核工業迅速發展，希望有一種能夠遠程控制、高效、能源潔凈的控制器件，用來控制危險領域的電流量或污染較重及具有毒性流體的流量。對這種場合使用的流量控制器或開關要具備下列特點非接觸控制，以適應一些特殊環境的要求，如有毒、有味、有危險環境和封閉性流場，能在各類惡劣環境下可靠工作；能適應不同性質流體的控制，以適應不同領域對不同流體物質的控制需求；能連續長期工作，并具有自動控制功能，能夠進行遠程控制，以適應現代化生產和調度的需要；無觸電、低功耗、壽命長，結構簡單，易于操作等特點。
目前，在科學試驗和工程技術中，為實現固定式容器和裝置中液態金屬的開關狀態，一般采用塞桿或其它形式閥門，這種操作方法十分方便，但其不足之處是出口密封不嚴，易造成液態金屬外流；也有采用電磁密封閥，是利用電流和磁場的相互作用生成與液態金屬流動方向相反的電磁力，改變電磁力的大小以控制或阻礙液態金屬流動的目的，封閉過程只需控制所施加電流或磁場的大小，直流傳導式電磁密封閥的不足之處是必須保證通入直流中的電極和液態金屬浸潤性良好，接觸電阻盡量低，從而來提高密封閥的效率和穩定性，同時還要考慮電極的耐高溫和液態金屬浸蝕能力；感應式電磁密封閥不足之處是要求使用過程中所施壓的磁場有足夠的透入深度，以保證在液態金屬內產生足夠大的感應電流和電磁力，此閥只適用于導電性流體開關控制，對非導電性流體不適用，往往給科研或工程應用帶來不便。
發明內容
為解決以上對流體流量控制之不足，本發明的目的提供一種流體流量和電流開關控制裝置，充分利用磁性流體和目標控制流體在密度、磁性等方面的差異，通過磁場有效控制磁性流體及目標控制流體的形狀和行為，達到控制目標控制流體流量大小，直至完全使目標控制流體分開，實施流量控制或電開關的目的。
本發明對流體和電流控制開關裝置的設計方案是這樣實現的該控制裝置包括一控制主體和附設裝置，控制主體包括一磁場發生裝置，該裝置兩端為C型結構，在C型結構開口的上、下兩端分別是磁極N、S，在C型結構立柱側上面繞有交流感應線圈，與交流電源聯接，通過改變電流大小以控制磁場強度的大小，兩個磁極之間，固定有長方體密封容器，在密封容器內裝有磁性流體和目標控制流體，分上下放置，兩種流體之間加入封閉密封膜，使兩種流體分開，在其密封容器內目標控制流體兩側與附設裝置聯接，對流體流量控制而言，附設裝置為管路，該管路與其適應的流量計和一般管路控制開關聯接，(如圖1所示)。
該設計方案另一種形式為對電流量的控制。
對電流量開關控制是在磁場中間的密封容器內裝有磁性流體和目標控制流體，該目標控制流體為導電流體，同樣中間采用密封膜將兩種流體隔斷，且在導電流體的兩端以電極、導線連接，在電流電路中加有應用電器設備與電源設備(如圖2所示)，無論是目標控制流體是哪一種，流體流量與電流的開關控制裝置原理相同，磁場之間的磁性流體在磁場強度變化情況下在密封容器內發生形體變化，以達到磁性流體對目標控制流體的流量控制或開關的作用。
本發明所用目標控制流體依控制對象選擇，而磁性流體依目標控制流體的密度，磁性能等物理性能及控制流量大小進行選擇。
本發明的優點結構簡單，控制靈活，安裝使用方便，尤其適用于有毒、有味、污染較重的流體流量或危險環境的電流量的遠距離控制。
圖1為一種流體流量和電流開關控制裝置對流體流量控制結構原理圖；圖2為一種流體流量和電流開關控制裝置對電流開關控制結構原理圖。
圖中，1磁場發生裝置，2磁性流體，3目標控制流體，4密封膜，5施加磁場后密封膜變化位置，6電極，7控制主體，8導線，9電流表，10電源，11電器，12密封容器，13磁場控制開關，14交流電源，15磁場控制線圈，16泵，17管路，18流量計，19流體循環箱。
具體實施例方式
本發明其結構結合附圖及實施例的詳細說明實施例1(如圖1所示)取長為40mm，寬20mm，高20mm的玻璃容器為密封容器12，內裝有磁性流體(型號CM-02)2和目標控制流體(目標控制流體為水)3，中間為密封膜4，二者體積百分比為1∶1。密封容器12外安裝有管路17和目標控制流體3連通，管路17將流量計18，流體循環箱19，水泵16組成一個流體循環系統。在磁場裝置1沒有啟動的情況下，磁性流體2和控制流體3的交界處為密封膜界面4，管路17中的水處于流通狀態。當施加磁場的磁感應強度由0T成線性逐步達到0.64T時，管路17中的水的流量逐漸減少，流量計18可以準確驗證這一現象。當密封膜4的直線平面變為曲面5時，控制流體水3被磁性流體2有效隔斷，水流停止，當磁場控制開關13斷開磁場發生裝置1不工作時，管路17重新回到接通狀態，目標控制流體3恢復流動，從而以改變磁場就可達到了流體流量控制直至閥門的目的。
實施例2(如圖2所示)取長為40mm，寬20mm，高20mm的玻璃容器為密封容器12，內裝有磁性流體(型號CM-02)2和目標控制流體(具有導電性能的液態金屬鎵)3，中間為密封膜4，二者體積百分比為1∶1，在玻璃容器12下部安裝有銅電極6和控制流體鎵3連通，電極6通過導線8和電流表9，電源10，燈泡11相串連，在磁場裝置1沒有啟動的情況下，磁性流體2和控制液體3的交界處為密封膜初始水平位置，此時電路為接通狀態，燈泡11處于常時亮的狀態，當施加磁場的磁感應強度達到0.84T時，密封膜4的直線平面變為曲面5，控制液體鎵3被磁性流體2有效隔斷，電路處于斷開狀態，燈泡11熄滅，當磁場控制開關13斷開磁場發生裝置1不工作時，電路重新回到接通狀態，燈泡11重新亮起。從而只需控制磁場強度就可達到應用電路開關的目的。
權利要求
1.一種流體流量和電流開關控制裝置，其特征在于該控制裝置包括一控制主體和附設裝置，控制主體(7)包括一磁場發生裝置(1)，該裝置為C型結構，在C型體開口的上下兩端分別是磁極N、S，在C型結構立柱側上面繞有交流感應線圈(15)，與交流電源(14)聯接，兩個磁極之間，固定有長方體密封容器(12)，在密封容器(12)內裝有磁性流體(2)和目標控制流體(3)，分上下放置，兩種流體之間加入封閉密封膜(4)，在其密封容器(12)內目標控制流體(3)兩側與附設裝置聯接，對流體流量而言，附設裝置為管路(17)，該管路(17)與其適應的流量計(18)和水泵(16)及一般管路控制開關聯接。
2.按權利要求1所述的流體流量和電流開關控制裝置，其特征在于對電流量開關控制是在磁場中間的密封容器(12)內裝有磁性流體(2)和目標控制流體(3)，該目標控制流體(3)為導電流體，同樣中間采用密封膜(4)將兩種流體隔斷，且在導電流體的兩端以電極(6)和導線(8)聯接，在電流電路中加有應用電器設備(11)及電源(10)。
全文摘要
一種流體流量和電流開關控制裝置，屬于自動控制技術領域，該裝置包括一控制主體和附設裝置，控制主體包括一磁場發生裝置，在磁場中間裝有密封容器，容器內裝有磁性流體和目標控制流體，兩種流體之間加有密封膜，對流體流量而言，目標控制流體兩端接有外管路，與其它設備聯接，對電流開關控制而言，目標控制流體為導電流體，且兩端接有電極與其它電路部件聯接，變化電流大小改變磁場強度，使兩種流體界面發生變化，目標控制流體被切斷以達到磁性流體對目標控制流體之間的阻斷和開關控制。本發明的優點結構簡單，控制靈活，安裝使用方便，尤其適用于有毒、有味、污染較重的流體流量或危險環境的電流量的遠距離控制。
文檔編號F16K7/00GK1716139SQ20051004685
公開日2006年1月4日 申請日期2005年7月11日 優先權日2005年7月11日
發明者王強, 赫冀成 申請人:東北大學