[发明专利]一种新型磁流变流体阻尼缸

说明书

本发明新型涉及一种新型磁流变流体阻尼缸。针对现有有活塞杆的磁流变流体阻尼缸在具体应用中双向阻尼力不等，需要对于活塞杆运动所产生的容积变化进行补偿，以及所用的磁流变流体阻尼器中电磁螺线管的绕制比较复杂，磁流变流体对于电磁螺线管的抛光作用，电磁螺线管处于交变的磁流变流体压力场之中，很难处理电磁螺线管的通电与对于中高压磁流变流体的密封、防漏问题，漏磁和处理电磁螺线管内腔的导磁体挡板的定位、通流和隔磁困难等，提出了新的结构。

不同于磁流体稳定体系，磁流变流体是一种在流体载体中悬浮有磁场响应机敏材料—固相粉料的功能混合物材料非稳定体系。在外加磁场作用下，其流体本身的流变特性发生显著变化。一般而言，磁流体稳定体系中磁场响应机敏材料—固相粉料的粒度为亚微米级(10^-9m)，而磁流变流体非稳定体系中磁场响应机敏材料—固相粉料的粒度为微米级至数毫米，即大了10³至10⁶倍，因而量变引起了特性上质的变化。表面看来，外加磁场作用下磁流变流体非稳定体系的表观粘度成10¹至10⁸倍变化，但实质上磁流变流体非稳定体系流变特性在发生显著变化，如磁流变流体非稳定体系在无外加磁场作用下可自由流动(牛顿流体)，而在外加磁场作用下可变为塑性体(宾汉塑性体)，甚至半固体。人们将在外加磁场作用下磁流变流体非稳定体系流变特性所发生的显著变化称为磁流变效应。因而该磁流变流体非稳定体系(以下简称磁流变流体)在外加磁场作用下所体现出来的流变特性可用于提供阻尼，如将磁流变流体及其器件主要用于各种机械设备和大型建筑物的半主动消能、半主动减振、半主动缓冲、半主动隔震、变刚度控制、扭矩控制、电液伺服控制系统中压力流量脉动控制和管路振动抑制等行业，以提供价格低廉、性能优量、性能价格比比全主动系统高的机电一体化高新技术产品。对于提高我国乃至世界在以上行业的水平有着重大意义。

与电流变流体相比，磁流变流体有着其显著的优点：1)在廉价加工技术条件下，不需要施加强电场；2)磁流变效应比电流变效应至少强一个数量级；3)对使用环境条件的要求相对宽松；4)现有磁技术成熟，软磁粉已大批量生产等。但与电流变流体相似，磁流变流体同样存在着致命的弱点，分相。分相是非胶体体系尤其是非稳定体系的本质所在，主要是该体系中分散介质中的分散质粒度大于亚微米级所致。虽然应用磁流变流体的器件主要集中于各种机械设备和大型建筑物的半主动消能、半主动减振、半主动缓冲、半主动隔震、变刚度控制、扭矩控制、电液伺服控制系统中压力流量脉动控制和管路振动抑制等行业，但由于分相往往给如上行业提供了不确定性，从而限制了其广泛应用。迄今世界上也没有任何一个生产磁流变流体及器件的企业、公司在自己的专利和产品说明书中否认磁流变流体分相的致命弱点。本发明就是针对此而提出局域化的概念，并将其实施于应用器件，从而具体说明如下。

磁流变流体及其阻尼装置如世界专利WO94/00704″MAGNETORHEOLOGICAL FLUIDDEVICES″(磁流变流体装置)及世界专利WO98/00653″CONTROLLABLE VIBRATIONAPPARATUS″(可控振动装置)，它们所使用的磁流变流体阻尼缸都存在以下几个方面的缺点：(一)大多数有活塞杆的磁流变流体阻尼缸在具体应用中双向阻尼力不等，而且需要对于活塞杆运动所产生的容积变化进行补偿；(二)活塞内内置式电磁螺线管的绕制复杂，尤其是在无绝缘固架时更是如此；(三)活塞内内置式电磁螺线管直接与磁流变流体接触，从而使电磁螺线管处于交变的磁流变流体压力场之中，在磁流变流体的抛光作用下，工作可靠性能差；(四)活塞内内置式电磁螺线管直接与磁流变流体接触，从而使电磁螺线管处于交变的磁流变流体压力场之中，同时很难处理电磁螺线管的通电与对于中高压磁流变流体的密封、防漏问题；(五)活塞外外置式电磁螺线管虽然易于绕制，但电磁螺线管直接与磁流变流体接触，在磁流变流体的抛光作用下，工作可靠性能差；(六)活塞外外置式电磁螺线管虽然易于绕制，但电磁螺线管直接与磁流变流体接触，从而也使电磁螺线管处于交变的磁流变流体压力场之中，同时也很难处理电磁螺线管的通电与对于中高压磁流变流体的密封问题；(七)近于本磁流变流体节流器结构的现有技术中，电磁螺线管内腔内壁没有隔磁套，从而漏磁严重，在磁流体中软磁粉的体积分数较大时尤其如此；(八)类似于本磁流变流体节流器结构的现有技术中，分流一集流式结构使处理电磁螺线管内腔的导磁体挡板的定位、通流和隔磁困难(从而本技术采用集流一分流式结构)。