[发明专利]液压支架用磁流变电液控换向阀

说明书

所属技术领域

本发明涉及一种磁流变电液控换向阀，尤其是指一种用于煤矿综采工作面液压支架计算机自动控制系统的液压支架用磁流变电液控换向阀。

背景技术

随着科技的不断发展，尤其是以电子技术与信息技术为代表的高新技术的发展，液压控制系统也向着小型化、智能化、经济化的方向发展。而传统液压阀作为液压控制系统的核心元件，由于存在活动的机械部件，结构复杂，加工要求高，容易磨损，成本高等问题，而且这些伺服阀中油液要流经许多小缝隙，这些缝隙对油液中的脏物很敏感，很容易由油脏而引起伺服阀不能正常工作。

随着我国煤炭工业的发展，采煤设备机械化程度也在迅速地发展，液压支架计算机自动控制系统正在各大矿务局越来越多使用，而国内液压支架的关键部件电液控换向阀由于诸多原因不能应用，其他行业用电磁阀因不符合防爆性能要求且无法保证煤矿矿井下恶劣的工作环境下使用。

发明内容

本发明的目的在于根据磁流变液在无外磁场作用下表现为流动良好的液体状态，然而在强磁场作用下可在短时间(毫秒级)内表现黏度增加两个数量级以上，并呈现类似固体的力学性质，其强度由剪切屈服应力来表征，而且黏度的变化是连续、可逆的，即一旦去掉磁场后，又变成可以流动的液体。磁流变效应连续、可逆、迅速和易于控制的特点使得磁流变液装置能够成为电气控制与机械系统间简单、安静而且响应迅速的装置。不同于传统液压阀，磁流变阀无相对运动件，结构简单，可靠性高；磁流变液体的压缩性远小于常规液压油的压缩性，有利于提高系统的效率；磁流变液体在外加磁场作用下可在毫秒级时间内变成固态(这种变化可逆、可控、可连续)，利用该流变特性可以实现液压系统的智能控制，克服由于传统液压阀不断开关、换向冲击导致的输出波动较大的缺点，从而提高系统的稳定性的特点，提供一种液压支架用磁流变电液控换向阀，尤其是在地下采矿工程中的液压支架用电液控换向阀，它能满足自进给液压支架的使用要求，制造成本又较低；安装和使用更加方便快捷、简单易行，减少了液压支架管路系统的故障点，使液压支架工作更加安全可靠。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：液压支架用磁流变电液控换向阀，包括：由换向阀体、换向阀左端盖、换向阀右端盖、换向内阀芯、换向外阀芯和换向阀工作液口、进液口和换向阀回液口，换向外阀芯固定安装在换向阀体内，换向内阀芯密封接触式套装在换向外阀芯内，换向阀工作液口、进液口和换向阀回液口由换向内阀芯的移动经换向内阀芯的内空腔实现换向，换向阀端盖与换向阀体两端固定，所述的换向阀左端盖和换向阀右端盖上控制换向内阀芯移动的进出液口上，分别设置有磁流变阀。

所述的换向阀右端盖为盲盖，在换向阀右端盖与换向内阀芯之间设置有换向内阀芯的复位弹簧。

所述的磁流变阀包括：磁流变阀体、磁流变主阀芯、磁流变左阀芯、磁流变右阀芯、磁流变阀左端盖、磁流变阀右端盖、励磁线圈、和密封圈，磁流变主阀芯、磁流变左阀芯和磁流变右阀芯安装在磁流变阀体内，磁流变左阀芯和磁流变右阀芯经定位销与磁流变主阀芯连接，磁流变左阀芯和磁流变右阀芯与磁流变主阀芯的接触端面留有磁流变液间隙，磁流变左阀芯和磁流变右阀芯上设置有磁流变液孔，在磁流变主阀芯上设置有中心孔，磁流变液孔、磁流变液间隙和中心孔构成磁流变液在磁流变阀中的通道，励磁线圈绕制在磁流变主阀芯上的支架上，励磁线圈由密封圈密封在磁流变阀体内，磁流变阀左端盖、磁流变阀右端盖固定安装在磁流变阀体两端，在磁流变阀左端盖和磁流变阀右端盖上，分别设置磁流变液进口。

所述的磁流变左阀芯和磁流变右阀芯与磁流变主阀芯的接触端面，为对应的凸凹梯形，磁流变左阀芯和磁流变右阀芯与磁流变主阀芯的接触端面形成梯形磁流变液间隙。

所述的磁流变左阀芯和磁流变右阀芯与磁流变主阀芯的接触端面，为对应的凸凹斜度不同的梯形，磁流变左阀芯和磁流变右阀芯与磁流变主阀芯的接触端面形成间隙渐变的阻力梯形磁流变液间隙。

本发明的有益效果是：本换向阀利用磁流变液作为控制液体，通过改变磁流变阀的励磁线圈的电流进而调节磁流变液作用在主换向阀左右两个端面的压差。当压差超过临界值后，磁流变液推动主换向阀进行传统的液压系统工作液体的换向。整个换向阀不需要对液体精细过滤，制造工艺简单。适于批量化生产，成本低。

磁流变阀通过控制励磁线圈电流的大小来控制通过阀的磁流变液的流量，无移动的机械部件，相对于传统的机械阀，磁流变液控制阀结构简单，体积小，易于控制，响应速度快，工作噪声低，耐磨损，可靠性高，成本低。