專利名稱：磁流變壓力控制閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種壓力控制閥，特別是一種通過控制閥開啟時所需的力來實現(xiàn)液壓系統(tǒng)壓力控制的磁流變壓力控制閥。
背景技術(shù)：
常見壓力控制閥常通過控制閥芯彈簧的預(yù)緊力的方式來控制系統(tǒng)壓力。傳統(tǒng)的壓力控制閥通過改變電磁線圈的磁場來控制控制閥芯彈簧的預(yù)緊力，從而改變閥芯開啟時所需的力，進而控制系統(tǒng)的壓力。在傳統(tǒng)的設(shè)計中，對機械加工精度要求高，產(chǎn)品一致性差；對閥芯彈簧的要求很高，且不易實現(xiàn)壓力的快速、無級變化；閥芯移動量一般都較小；消耗的功率很大，能量效率不高。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展、實際應(yīng)用要求的不斷提高，也對 壓力控制閥提出了小型化、智能化、經(jīng)濟化和節(jié)能等更高的要求。這就需要對壓力控制閥的工作原理、結(jié)構(gòu)進行創(chuàng)新設(shè)計。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、能量效率高、壓力響應(yīng)快，且可實現(xiàn)系統(tǒng)壓力無級化、智能控制的磁流變壓力控制閥。實現(xiàn)本實用新型的目的所采取的技術(shù)方案是該壓力控制閥包括內(nèi)閥體、閥芯、堵蓋、主閥體、裝有磁流變液的工作腔、由線圈和隔磁外套構(gòu)成的線圈組件、外閥體、上閥體、推力軸、彈簧座、復(fù)位彈簧、端蓋、行程開關(guān)傳感器及多個橡膠密封圈。所述行程開關(guān)傳感器與端蓋螺紋連接于端蓋上端，端蓋為絕緣材料；端蓋與外閥體螺紋連接于外閥體的上外側(cè)，外閥體與上閥體螺紋連接于上閥體的上外側(cè)，上閥體設(shè)置于主閥體上內(nèi)側(cè)，外閥體和上閥體均為導(dǎo)磁材料；端蓋內(nèi)下方設(shè)有壓縮狀態(tài)的復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧的下方壓在彈簧座的上方，彈簧座與推力軸螺紋連接于推力軸的上方，推力軸設(shè)置于上閥體之內(nèi)，推力軸為隔磁材料；推力軸下方壓在閥芯的上側(cè)圓盤上端，閥芯設(shè)置于內(nèi)閥體之內(nèi)，閥芯下方壓在堵蓋的上偵牝堵蓋與主閥體在主閥體下方過盈配合，內(nèi)閥體設(shè)置于主閥體之內(nèi)，主閥體、內(nèi)閥體與上閥體之間形成工作腔，工作腔內(nèi)裝有磁流變液，閥芯、內(nèi)閥體、堵蓋均為導(dǎo)磁材料；主閥體與外閥體螺紋連接于外閥體的內(nèi)下側(cè)，主閥體為隔磁材料；線圈組件設(shè)置于主閥體之外，線圈組件內(nèi)側(cè)與主閥體的外側(cè)接觸，線圈組件上端面與外閥體內(nèi)下端面接觸，線圈組件內(nèi)側(cè)與外閥體的內(nèi)側(cè)接觸。按照上述方案制成的磁流變壓力控制閥具有如下優(yōu)點I. 本實用新型通過控制作用在主閥體、內(nèi)閥體與上閥體之間形成的工作腔中磁流變液的磁場強度，控制磁流變液屈服強度從而控制磁流變液對閥芯的作用力的技術(shù)方式，實現(xiàn)對油液的壓力控制。2. 本實用新型通過優(yōu)化設(shè)置各部件的導(dǎo)磁性，合理的設(shè)計了磁路走向，最大程度的利用了磁場能量來控制系統(tǒng)壓力。與其他磁流變控制閥相比，電磁線圈布置于主閥體的外側(cè)，安裝更加方便、散熱更好，且電磁線圈距磁流變液工作腔較遠，電磁線圈發(fā)熱對磁流變液的影響很小。3. 本實用新型利用磁流變擠壓模式的工作原理，與普通的電磁閥相比，本發(fā)明的磁流變壓力控制閥，能量利用效率更高，相同壓力控制范圍的情況下，所需的電磁線圈的匝數(shù)更少。4. 本實用新型利用磁流變擠壓模式的工作原理，可實現(xiàn)閥芯在較大位移的情況下，磁流變液對閥芯的作用力變化較小。與普通的電磁閥相比，本發(fā)明的磁流變壓力控制閥，可保證在較大流量變化范圍內(nèi)，預(yù)控系統(tǒng)壓力數(shù)值變化較小，保證系統(tǒng)預(yù)期性能。5.本實用新型采用的磁流變液屈服強度變化響應(yīng)快，變化范圍廣，使得本發(fā)明具有壓力響應(yīng)快、可調(diào)壓力范圍大的優(yōu)點。6.本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，能夠接入電控單元實現(xiàn)智能化控制，且能夠?qū)崿F(xiàn)對壓力的無級化控制。
圖I是本實用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實用新型工作腔中磁流變液工作原理示意圖。圖3是本實用新型磁路中磁力線走向的示意圖。
具體實施方式
由附圖I所示該磁流變壓力控制閥包括內(nèi)閥體4、閥芯5、堵蓋7、主閥體8、工作腔9 (內(nèi)裝有磁流變液)、線圈組件10 (包括線圈和隔磁外套)、外閥體13、上閥體14、推力軸15、彈簧座16、復(fù)位彈簧17、端蓋18、行程開關(guān)傳感器19及多個橡膠密封圈(1、2、3、6、11、12)。所述行程開關(guān)傳感器19與端蓋18螺紋連接于端蓋18上端，端蓋18為絕緣材料；端蓋18與外閥體13螺紋連接于外閥體13的上外側(cè)，外閥體13與上閥體14螺紋連接于上閥體14的上外側(cè)，上閥體14設(shè)置于主閥體8上內(nèi)側(cè)且與主閥體8之間設(shè)有橡膠密封圈11，夕卜閥體13和上閥體14均為導(dǎo)磁材料；端蓋18內(nèi)下方設(shè)有壓縮狀態(tài)的復(fù)位彈簧17，復(fù)位彈簧17的下方壓在彈簧座16的上方，彈簧座16與推力軸15螺紋連接于推力軸15的上方，推力軸15設(shè)置于上閥體14之內(nèi)，推力軸15與上閥體14之間設(shè)有橡膠密封圈12，推力軸15為隔磁材料；推力軸15下方壓在閥芯5的上側(cè)圓盤上端，閥芯5設(shè)置于內(nèi)閥體4之內(nèi)，閥芯5與內(nèi)閥體4之間設(shè)有橡膠密封圈2，閥芯5下方壓在堵蓋7的上側(cè)，堵蓋7與主閥體8在主閥體8下方過盈配合，內(nèi)閥體4設(shè)置于主閥體8之內(nèi)，內(nèi)閥體4與主閥體8之間設(shè)有橡膠密封圈1，主閥體8、內(nèi)閥體4與上閥體14之間形成工作腔9，工作腔9內(nèi)裝有磁流變液，閥芯
5、內(nèi)閥體4、堵蓋7均為導(dǎo)磁材料；主閥體8與外閥體13螺紋連接于外閥體13的內(nèi)下側(cè)，主閥體8為隔磁材料；線圈組件10設(shè)置于主閥體8之外，線圈組件10內(nèi)側(cè)與主閥體8的外側(cè)接觸，線圈組件10上端面與外閥體13內(nèi)下端面接觸，線圈組件10外側(cè)與外閥體13的內(nèi)側(cè)接觸。所述主閥體8上設(shè)有油道8-1，堵蓋7上設(shè)有油道7-1。在安裝磁流變壓力控制閥時，主閥體8下外側(cè)的外螺紋與安裝載體上閥口內(nèi)側(cè)的內(nèi)螺紋連接，橡膠密封圈6、橡膠密封圈3起到密封油液的作用，線圈組件10的下端面與安裝載體上外側(cè)的端面接觸，外閥體13的下端面與安裝載體上外側(cè)的端面接觸。如附圖I所示，按照上述方案制成的磁流變壓力控制閥工作腔9中注滿磁流變液體。磁流變液在磁場作用下，由普通的牛頓流體變化為類似固體的特殊物質(zhì)，呈現(xiàn)類似固體的力學(xué)性質(zhì)，在幾十毫秒的時間內(nèi)其屈服強度由O增加到某一數(shù)值。這一過程稱為磁流變液的固化，固化后的屈服強度數(shù)值與磁場強度和磁流變液的性質(zhì)有關(guān)。磁流變液固化的過程是可逆的，當去掉磁場時磁流變液又變回普通的牛頓流體。磁流變效應(yīng)可逆、迅速及易于控制的特點使得磁流變壓力控制閥能夠成為電氣控制與機械系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)簡單及響應(yīng)快速的裝置。本實用新型利用磁流變擠壓模式的工作原理，如附圖2所示(圖2中a表示磁流變液流向，b表示磁力線走向)，當閥芯5受到油道7-1內(nèi)高壓油的作用開始向上移動時，工作腔9上側(cè)的磁流變液開始沿著徑向向外流動,這與所設(shè)計的磁力線走向垂直,磁流變液開始固化，阻礙磁流變液繼續(xù)流動。本發(fā)明通過優(yōu)化設(shè)置各部件的導(dǎo)磁性(堵蓋7、閥芯5、內(nèi)閥體4、上閥體14、外閥體13均為導(dǎo)磁材料；主閥體8、推力軸15均為隔磁材料)，合理的設(shè)計了磁路如附圖3所示(圖3中c表示磁力線走向)，磁場中的磁力線最大程度的通過磁流 變液并與磁流變液的流動方向垂直，使得磁流變液正常工作。本發(fā)明所設(shè)計的磁路使得線圈組件可以布置在主閥體的外側(cè)，散熱效果良好，不會因為線圈發(fā)熱對內(nèi)部的磁流變液產(chǎn)生影響。本實用新型可應(yīng)用于減振器，但是本發(fā)明應(yīng)用不局限于此。此處以在減振器中的使用為一應(yīng)用實例，說明其工作原理。如附圖I所示磁流變壓力控制閥中的線圈組件10、行程開關(guān)傳感器19與控制單元相連通，減振器中的高壓油從堵蓋7的油道7-1流入，主閥體8上油道8-1與減振器低壓腔相連?？刂茊卧刂凭€圈組件10中通過的電流來控制作用于工作腔9中磁流變液的磁場強度進而改變磁流液的屈服強度，并通過行程開關(guān)傳感器19來判斷閥芯5的移動量。按照上述方案制成的磁流變壓力控制閥工作時按照如下方式進行控制單元控制線圈組件10中通過的電流為設(shè)定值以獲得要求的磁場，此時工作腔9中磁流變液屈服強度增大，閥芯5的移動受到工作腔9中磁流變液的控制；減振器壓縮，減振器下腔壓力增大，油道7-1中的油液壓力升高，作用于閥芯5的上推力增大；推動閥芯5的作用力大于復(fù)位彈簧17推力與工作腔9中磁流變液對推力軸11作用力之和時，閥芯5上移與堵蓋7之間形成縫隙，使得油道7-1中的高壓油通過油道8-1與減振器低壓腔聯(lián)通，油道7-1中的油壓下降，直到其推動閥芯5的作用力等于復(fù)位彈簧17推力與工作腔9中磁流變液對推力軸11作用力之和時，閥芯5受力平衡，減振器內(nèi)液體壓力達到穩(wěn)定；當減振器停止運動，減振器下腔壓力由高壓恢復(fù)常壓，油道油道7-1中的油壓由高壓變?yōu)槌海y芯5開始向下移動，控制單元通過行程開關(guān)傳感器測得閥芯5下移便使線圈組件10的電流變?yōu)?，工作腔9內(nèi)的磁流變液重新變?yōu)槠胀ǖ呐ｎD流體，這時磁流變液對閥芯運動的阻力很小可以忽略不計，處于壓縮狀態(tài)的復(fù)位彈簧17通過彈簧座16推動推力軸15，推力軸15推動閥芯5，使得閥芯5快速下移重新與堵蓋7接觸，油道7-1重新與油道8-1斷開，磁流變壓力控制閥恢復(fù)初始狀態(tài)；閥芯5上移過程中，控制單元控制線圈組件10中通過的電流大小，獲得不同的磁場強度，使得工作腔9中磁流變液的屈服強度變化，磁流變液作用于閥芯5上的作用力發(fā)生變化，從而實現(xiàn)對油液的壓力控制。磁流變液的屈服強度變得極大時，本發(fā)明應(yīng)用的承壓范圍可以很大。
權(quán)利要求1.一種磁流變壓力控制閥，其特征在于該壓力控制閥包括內(nèi)閥體、閥芯、堵蓋、主閥體、裝有磁流變液的工作腔、由線圈和隔磁外套構(gòu)成的線圈組件、外閥體、上閥體、推力軸、彈簧座、復(fù)位彈簧、端蓋、行程開關(guān)傳感器和多個橡膠密封圈，所述行程開關(guān)傳感器與端蓋連接于端蓋上端，端蓋與外閥體連接于外閥體的上外側(cè)，外閥體與上閥體連接于上閥體的上外側(cè)，上閥體設(shè)置于主閥體上內(nèi)側(cè)，端蓋內(nèi)下方設(shè)有壓縮狀態(tài)的復(fù)位彈簧，復(fù)位彈簧的下方壓在彈簧座的上方，彈簧座與推力軸連接于推力軸的上方，推力軸設(shè)置于上閥體之內(nèi)，推力軸下方壓在閥芯的上側(cè)圓盤上端，閥芯設(shè)置于內(nèi)閥體之內(nèi)，閥芯下方壓在堵蓋的上側(cè)，堵蓋與主閥體在主閥體下方過盈配合，內(nèi)閥體設(shè)置于主閥體之內(nèi)，主閥體、內(nèi)閥體與上閥體之間形成工作腔，工作腔內(nèi)裝有磁流變液，主閥體與外閥體連接于外閥體的內(nèi)下側(cè)，線圈組件設(shè)置于主閥體之外，線圈組件內(nèi)側(cè)與主閥體的外側(cè)接觸，線圈組件上端面與外閥體內(nèi)下端面接觸，線圈組件外側(cè)與外閥體的內(nèi)側(cè)接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種磁流變壓力控制閥，其特征在于所述主閥體、內(nèi)閥體及上閥體之間形成工作腔，工作腔中注滿磁流變液。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種磁流變壓力控制閥，其特征在于所述堵蓋上設(shè)有油道，主閥體上設(shè)有油道。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種磁流變壓力控制閥，其特征在于所述堵蓋、閥芯、內(nèi)閥體、上閥體和外閥體均為導(dǎo)磁材料；主閥體和推力軸均為隔磁材料；端蓋為絕緣材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種磁流變壓力控制閥，其特征在于所述線圈組件設(shè)置于主閥體與外閥體之間，遠離工作腔內(nèi)的磁流變液。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種磁流變壓力控制閥，其特征在于上閥體與主閥體之間設(shè)有橡膠密封圈，內(nèi)閥體與主閥體之間設(shè)有橡膠密封圈，閥芯與內(nèi)閥體之間設(shè)有橡膠密封圈，推力軸與上閥體之間設(shè)有橡膠密封圈。
專利摘要本實用新型涉及一種壓力控制閥，特別是一種通過控制閥開啟時所需的力來實現(xiàn)液壓系統(tǒng)壓力控制的磁流變壓力控制閥，該壓力控制閥包括內(nèi)閥體、閥芯、堵蓋、主閥體、裝有磁流變液的工作腔、由線圈和隔磁外套構(gòu)成的線圈組件、外閥體、上閥體、推力軸、彈簧座、復(fù)位彈簧、端蓋、行程開關(guān)傳感器及多個橡膠密封圈。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單、制造方便、能量效率高、壓力響應(yīng)快，且可實現(xiàn)系統(tǒng)壓力無級化、智能控制。
文檔編號F16K31/06GK202733125SQ20122040910
公開日2013年2月13日 申請日期2012年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年8月17日
發(fā)明者郭孔輝, 劉洋, 章新杰 申請人:長春孔輝汽車科技有限公司