[实用新型]一种基于磁流变效应的具有相对位移自传感分流阀

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种分流阀，尤其是涉及一种基于磁流变效应的具有相对位移自传感分流阀。

背景技术

分流阀是液压系统中常见的流量控制阀之一，它的主要作用是用来实现两个或者多个执行元件在相同或不同负载下实现同步有关联的运动。普通的流量控制分流阀一般是采用手动调节阀芯的位置，以实现流量控制及分流。这些方式一般存在如下缺点：自动化程度较低、结构松散、体积较大、安装不便、阀芯配合件的使用寿命较短等。也有的分流阀设置多个密封圈把阀体内腔分隔成多个互不连接的空间，通过控制各个空间的流体流通，从而实现分流的效果。然而这种分流阀制造不方便，并且要求密封性极好的密封圈才能达到较好的分流效果，但是密封圈的使用寿命有限，需要经常更换，这给实际应用带来很大不便。目前，出现一些自动化水平较高的分流阀，它们采用阀芯及其附属控制结构，或者在阀体外设置电机来驱动阀芯来变化位置。这种阀芯及其控制结构通常较为复杂，控制精度不高，稳态分流误差较大，即使参数优化后其分流精度也只能达到±1.0％，其次流通范围较窄，稳态分流误差随着通流量的减少而增大，当通流量为额定流量的60％以下时，分流精度急速下降，并且控制和组装时极为不便，存在维修和检测的麻烦，尤其检测时故障出处较多，排查故障耗时较长。如2013年8月31日授予艾德春等人的实用新型专利No.201320559961.7所述，一种可调分流阀中的微调结构包括丝杆、丝杆螺母、微调构件、微调弹簧和标尺，需要进行手动调节流量，其自动化水平较低，并且调节精度较低。

发明内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一台能通过相对位移自传感系统来改变自身的参数，从而能适应不同工况要求下作业的分流器。

为了有效的解决分流器的如上所述的不足，本实用新型是按如下方式来实现的：一种基于磁流变效应的具有相对位移自传感分流阀是由进阀口、进阀芯、活塞杆、内阀体、滑动触头、隔离圈、弹簧电线、密封圈、出阀芯a、出阀口a、出阀口b、出阀芯b、活塞、电磁线圈、滑动变阻器、磁流变液、固定架、外阀体组成。通过调节流入电磁线圈初始电流的大小，从而改变磁流变液剪切屈服力使其与进阀口的冲击力平衡，最终使得活塞固定在内阀体中的某一目标位置来达到调整两个出阀口流量的目的。此外，当进阀口液体流量的冲击力突然增加时，克服所设置的磁流变液初始剪切屈服力推动活塞移动，从而带动活塞上面的触头，滑动变阻器的阻值变小，磁流变液剪切屈服力变大直到平衡液体流量的冲击力，系统到达一个新的稳定状态，反之亦然。

该装置的进阀口、出阀口a和出阀口b内壁的形状类似圆锥台外表面，口径由宽变窄；内阀体的内壁设有滑动变阻器，其一端通过弹簧电线与电磁线圈的一端连接，电磁线圈的另一端连接滑动变阻器的滑动触头并随着活塞的移动而移动；滑动变阻器的阻值可调线圈长度等于活塞的有效行程；活塞开有凹槽，电磁线圈绕在其中；电磁线圈与磁流变液之间用隔离圈隔离；磁流变液充满于内阀体的内壁与活塞所组成的动态封闭空间内，内阀体的内壁与活塞之间的间隙宽度为2mm，内阀体通过固定架固定在外阀体内壁上。

活塞杆和隔离圈的材质为铝，内阀体和活塞的材质为纯铁。磁流变液采用有宁波杉工结构监测与控制工程中心有限公司研制出的型号为SG-MRF2035磁流变液

本实用新型所述的一种基于磁流变效应的具有相对位移自传感分流阀的积极效果在于：通过调节电磁线圈电流大小来改变磁流变液的剪切屈服力，从而实现调节两个出阀口流量分配的功能。此外，该分流阀还集成了自传感自适应的功能：当流进进阀口的液体流量突然增加时，克服所设置的磁流变液初始剪切屈服力推动活塞移动，从而带动活塞上面的触头，滑动变阻器的阻值变小，磁流变液剪切屈服力变大直到平衡液体的冲击力，系统到达一个新的稳定状态，反之亦然。

附图说明

图为本实用新型一种基于磁流变效应的具有相对位移自传感分流阀的原理结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步详细说明。

在图中，本实用新型一种基于磁流变效应的具有相对位移自传感分流阀，该装置是由进阀口1、进阀芯2、活塞杆3、内阀体4、滑动触头5、隔离圈6、弹簧电线7、密封圈8、出阀芯a9、出阀口a10、出阀口b11、出阀芯b12、活塞13、电磁线圈14、滑动变阻器15、磁流变液17、固定架18、外阀体19组成。

首先，用户根据分流阀实际作业工况来设定电磁线圈14的初始电流，该装置会在活塞13、磁流变液17和内阀体4之间形成一个封闭的磁场16，随后磁流变液17在磁场方向上成链发生磁流变效应，磁流变液17由原来的New ton流体瞬间(毫秒量级)变为高粘度、低流动性的Bingham流体，产生初始剪切屈服力，最终使得活塞固定在某一目标位置，两个出阀口的流量分配完成。当外界流入进阀口1的液体突变时(以流量增加为例)，进阀口1的流量冲击力变大最终使得原先所设置剪切屈服力不足以克服液体的冲击力时，推动活塞13移动，从而使得固定在活塞13上面的滑动触头5滑动，滑动变阻器15的阻值变小，电磁线圈14的电流变大，最终使得磁流变效应增强，剪切屈服应力变大，整个系统达到一个新的稳定状态。此外，该装置的进阀口1、出阀口a10和出阀口b11内壁的口径都设置成由宽变窄的形状，类似圆锥台外表面，这样当外界流入进阀口1的流量发生突变时可以起到稳流的作用。