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1、(10)申请公布号 CN 102374204 A (43)申请公布日 2012.03.14 CN 102374204 A *CN102374204A* (21)申请号 201110318062.3 (22)申请日 2011.10.19 F15B 13/02(2006.01) (71)申请人 昆明理工大学 地址 650093 云南省昆明市五华区学府路 253 号 (72)发明人 王京涛 吴张永 杨文勇 王娴 吴喜 王庆辉 温成卓 刘云韩 曲金涛 高晓艳 (54) 发明名称 一种磁流变先导式溢流阀 (57) 摘要 本发明提供一种磁流变先导式溢流阀， 属于 液压传动技术领域。其包括端盖， 端盖密封圈。
2、， 磁流变阀壳体， 线圈， 铁芯， 阀芯， 先导阀体， 先导 阀密封圈， 阻尼块， 主阀套密封圈， 弹簧， 导杆密封 圈， 导杆， 主阀套， 主阀芯， 主阀座密封圈， 主阀座， 主阀体， 阻尼器。主阀芯采用抛物线球头形状， 阀 芯半锥角大于阀座半锥角， 可以有效减小锥阀进 出口的压差， 最小负压沿液流的方向向后移动， 出 现在阀芯的后面， 避免阀座处出现最小负压， 从而 降低气蚀发生的可能性， 降低噪音， 保护阀芯阀座 的关键部分， 提高磁流变先导式溢流阀的使用寿 命。 (51)Int.Cl. (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图。
3、 1 页 CN 102374209 A1/1 页 2 1. 一种磁流变先导式溢流阀， 由先导阀体 （8） 、 阻尼块 （10） 、 弹簧 （12） 、 导杆 （14） 、 主阀 套 （15） 、 主阀芯 （16） 、 主阀座 （18） 、 主阀体 （19） 、 阻尼器 （20） 、 丝堵 （21） 组成主阀， 其特征 在于 ： 主阀出口处还连接有先导阀。 2. 根据权利要求 1 所述的磁流变先导式溢流阀， 其特征在于 ： 先导阀包括端盖 （1） 、 磁 流变阀壳体 （3） 、 线圈 （4） 、 铁芯 （5） 、 阀芯 （7） ， 铁芯 （5） 装于磁流变阀壳体 （3） 中， 铁芯 （5） 轴心。
4、为通孔结构、 其上绕制有线圈 （4） ， 阀芯 （7） 插入铁芯 （5） 的孔中， 铁芯 （5） 与阀芯 （7） 之间形成工作间隙 （6） ， 阀芯 （7） 一端顶在主阀内阻尼块 （10） 上， 另一端由端盖 （1） 固定。 3.根据权利要求1所述的磁流变先导式溢流阀， 其特征在于 ： 先导阀装入先导阀体 （8） 中， 端盖 （1） 和先导阀体 （8） 固定在主阀体 （19） 上， 阻尼块 （10） 装入主阀体 （19） 中， 主阀 套 （15） 、 主阀座 （18） 分别装入主阀体 （19） 中， 主阀芯 （16） 装入主阀套 （15） 中， 导杆 （14） 一端与主阀芯 （16） 连接在一。
5、起， 另一端通过弹簧 （12） 使主阀芯 （16） 压在主阀座 （18） 上， 阻尼器 （20） 装在主阀体 （19） 中。 4. 根据权利要求 1 或 3 所述的磁流变先导式溢流阀， 其特征在于 ： 主阀体 （19） 上装有 丝堵 （21） 。 5.根据权利要求1或2所述的磁流变先导式溢流阀， 其特征在于 ： 所述阀芯 （7） 和铁芯 （5） 之间形成的工作间隙 （6） 为 0.1mm1.8mm。 6. 根据权力要求 5 所述的磁流变先导式溢流阀， 其特征在于 ： 所述阀芯 （7） 和铁芯 （5） 之间形成的工作间隙 （6） 长度为 6mm40mm。 7. 根据权力要求 1 所述的磁流变先导。
6、式溢流阀， 其特征在于 ： 磁流变先导式溢流阀的 最大工作压力为 30MPa， 最大流量为 500L/min。 权 利 要 求 书 CN 102374204 A CN 102374209 A1/3 页 3 一种磁流变先导式溢流阀 技术领域 0001 本发明涉及一种磁流变先导式溢流阀， 属于液压传动技术领域。 背景技术 0002 磁流变液是一种功能流体， 既具有流体的流动性又具有固体的可塑性， 可以在极 短时间内实现固液两相之间转换。通过调节外加磁场强度的大小使磁流变液的粘度、 弹性 等流变特性发生迅速的转变， 这种转变可逆， 而且粘度随磁场强度的变化可以实现无级变 化， 并可通过调节外加电流的。
7、大小改变磁场强度， 从而实现对其力学性能的控制。 依据磁流 变液的流变特性设计的磁流变阀， 可以实现对压力和流量的智能控制。 目前， 现有的磁流变 阀都是直动式阀， 其产生的阻尼力较小， 作为溢流阀只能用于低压小流量的液压系统上。 因 此， 将磁流变阀作为溢流阀的先导控制级， 设计一种磁流变先导式溢流阀， 满足高压大流量 液压系统的需要。 发明内容 0003 本发明的目的是提供一种磁流变先导式溢流阀， 用于高压大流量液压系统中， 实 现阀压力和流量的连续、 无级、 智能控制。 0004 本发明的技术方案是 ： 一种磁流变先导式溢流阀， 由先导阀体 8、 阻尼块 10、 弹簧 12、 导杆 14。
8、、 主阀套 15、 主阀芯 16、 主阀座 18、 主阀体 19、 阻尼器 20、 丝堵 21 组成主阀。主 阀出口处还连接有先导阀。 0005 所述先导阀包括端盖 1、 磁流变阀壳体 3、 线圈 4、 铁芯 5、 阀芯 7。铁芯 5 装于磁流 变阀壳体 3 中， 铁芯 5 轴心为通孔结构、 其上绕制有线圈 4， 阀芯 7 插入铁芯 5 的孔中， 铁芯 5 与阀芯 7 之间形成工作间隙 6， 工作间隙 6 的宽度为 0.1mm1.8mm， 长度为 6mm40mm， 工作 间隙 7 的大小根据磁场强度、 磁流变液性质和实际需要， 在给定范围内选择确定。阀芯 7 一 端顶在主阀内阻尼块 10 上，。
9、 另一端由端盖 1 固定。 0006 所述主阀包括先导阀体 8、 阻尼块 10、 弹簧 12、 导杆 14、 主阀套 15、 主阀芯 16、 主阀 座 18、 主阀体 19、 阻尼器 20、 丝堵 21。先导阀装入先导阀体 8 中， 端盖 1 和先导阀体 8 固定 在主阀体 19 上， 阻尼块 10 装入主阀体 19 中， 主阀套 15、 主阀座 18 分别装入主阀体 19 中， 主阀芯 16 装入主阀套 15 中， 导杆 14 一端与主阀芯 16 连接在一起， 另一端通过弹簧 12 使 主阀芯 16 压在主阀座 18 上， 阻尼器 20 装在主阀体 19 中。主阀体 19 上装有丝堵 21。。
10、 0007 所述磁流变先导式溢流阀的最大工作压力为 30MPa， 最大流量为 500L/min。 0008 工作时， 当先导阀中的线圈通电后， 铁芯和阀芯之间的工作间隙存在磁场。 流经工 作间隙的磁流变液受到磁场的作用， 其粘性增大并产生一定的阻力， 磁流变液的流动受到 约束， 进出磁流变阀的压力差增加。 当线圈中的电流增加到一定值时， 磁流变液转变为半固 体状态， 同时先导阀的压力差也达到最大值。 当系统压力低于先导阀调定压力时， 先导阀中 的磁流变液由于阻尼力无法通过工作间隙， 先导阀前腔压力、 主阀后腔压力和系统工作压 力相等， 主阀芯关闭。 当系统工作压力高于先导阀调定压力时， 先导阀。
11、中的磁流变液内应力 说 明 书 CN 102374204 A CN 102374209 A2/3 页 4 超过半固体剪切应力而使其被破坏， 磁流变液又恢复到流动状态通过工作间隙。由于主阀 后腔阻尼器的作用使先导阀前腔压力低于主阀后腔压力， 主阀后腔的压力流体向先导阀前 腔流出， 使主阀后腔的压力降低， 此时主阀芯受外界压力作用开启溢流。 0009 本发明的有益效果是 ： （1） 工作介质为微米级或纳米级的磁流变液 ； （2） 磁流变阀的工作间隙设计在铁芯和阀芯之间， 提高工作间隙内磁流变液的磁感应 强度， 增大磁流变阀的阻尼力， 提高磁流变先导阀的工作范围 ； （3） 磁流变液的磁感应强度是通。
12、过电流大小调节， 可通过电信号直接实现对磁流变先 导式溢流阀压力和流量的控制 ； （4） 主阀芯采用抛物线球头形状， 阀芯半锥角大于阀座半锥角， 可以有效减小锥阀进 出口的压差， 最小负压沿液流的方向向后移动， 出现在阀芯的后面， 避免阀座处出现最小负 压， 从而降低气蚀发生的可能性， 降低噪音， 保护阀芯阀座的关键部分， 提高磁流变先导式 溢流阀的使用寿命 ； （5） 密封圈采用炭石墨材料， 使得该阀的密封性能显著提高 ； （6） 主阀套采用金属石墨材料加工， 具有良好的耐腐蚀性， 优异的自润滑性能， 减摩、 抗震、 抗磨性能良好 ； （7） 阀中采用了三个阻尼器的液阻网络， 在实现压力调节。
13、的同时， 提高了主阀的稳定 性。 附图说明 0010 图 1 为本发明结构示意图 ； 图中各标号为 ： 1 ： 端盖， 2 ： 端盖密封圈， 3 ： 磁流变阀壳体， 4 ： 线圈， 5 ： 铁芯， 6 ： 工作间 隙， 7 ： 阀芯， 8 ： 先导阀体， 9 ： 先导阀密封圈， 10 ： 阻尼块， 11 ： 主阀套密封圈， 12 ： 弹簧， 13 ： 导 杆密封圈， 14 ： 导杆， 15 ： 主阀套， 16 ： 主阀芯， 17 ： 主阀座密封圈， 18 ： 主阀座， 19 ： 主阀体， 20 ： 阻尼器， 21 ： 丝堵。 具体实施方式 0011 下面结合附图和实施例， 对本发明作进一步说明。
14、， 但本发明的内容并不限于所述 范围。 0012 实施列1 ： 如图所示， 一种磁流变先导式溢流阀， 由先导阀体8、 阻尼块10、 弹簧12、 导杆 14、 主阀套 15、 主阀芯 16、 主阀座 18、 主阀体 19、 阻尼器 20、 丝堵 21 组成主阀。主阀出 口处还连接有先导阀。 0013 所述先导阀包括端盖 1、 磁流变阀壳体 3、 线圈 4、 铁芯 5、 阀芯 7。铁芯 5 装于磁流 变阀壳体 3 中， 铁芯 5 轴心为通孔结构、 其上绕制有线圈 4， 阀芯 7 插入铁芯 5 的孔中， 铁芯 5 与阀芯 7 之间形成工作间隙 6， 工作间隙 6 的宽度为 0.1mm， 长度为 6m。
15、m。阀芯 7 一端顶在 主阀内阻尼块 10 上， 另一端由端盖 1 固定。 0014 所述主阀包括先导阀体 8、 阻尼块 10、 弹簧 12、 导杆 14、 主阀套 15、 主阀芯 16、 主阀 座 18、 主阀体 19、 阻尼器 20、 丝堵 21。先导阀装入先导阀体 8 中， 端盖 1 和先导阀体 8 固定 在主阀体 19 上， 阻尼块 10 装入主阀体 19 中， 主阀套 15、 主阀座 18 分别装入主阀体 19 中， 说 明 书 CN 102374204 A CN 102374209 A3/3 页 5 主阀芯 16 装入主阀套 15 中， 导杆 14 一端与主阀芯 16 连接在一起，。
16、 另一端通过弹簧 12 使 主阀芯 16 压在主阀座 18 上， 阻尼器 20 装在主阀体 19 中。主阀体 19 上装有丝堵 21。 0015 所述磁流变先导式溢流阀的最大工作压力为 30MPa， 最大流量为 500L/min。 0016 实施列2 ： 如图所示， 一种磁流变先导式溢流阀， 由先导阀体8、 阻尼块10、 弹簧12、 导杆 14、 主阀套 15、 主阀芯 16、 主阀座 18、 主阀体 19、 阻尼器 20、 丝堵 21 组成主阀。主阀出 口处还连接有先导阀。 0017 所述先导阀包括端盖 1、 磁流变阀壳体 3、 线圈 4、 铁芯 5、 阀芯 7。铁芯 5 装于磁流 变阀壳体。
17、 3 中， 铁芯 5 轴心为通孔结构、 其上绕制有线圈 4， 阀芯 7 插入铁芯 5 的孔中， 铁芯 5 与阀芯 7 之间形成工作间隙 6， 工作间隙 6 的宽度为 1.8mm， 长度为 40mm。阀芯 7 一端顶 在主阀内阻尼块 10 上， 另一端由端盖 1 固定。 0018 所述主阀包括先导阀体 8、 阻尼块 10、 弹簧 12、 导杆 14、 主阀套 15、 主阀芯 16、 主阀 座 18、 主阀体 19、 阻尼器 20、 丝堵 21。先导阀装入先导阀体 8 中， 端盖 1 和先导阀体 8 固定 在主阀体 19 上， 阻尼块 10 装入主阀体 19 中， 主阀套 15、 主阀座 18 分。
18、别装入主阀体 19 中， 主阀芯 16 装入主阀套 15 中， 导杆 14 一端与主阀芯 16 连接在一起， 另一端通过弹簧 12 使 主阀芯 16 压在主阀座 18 上， 阻尼器 20 装在主阀体 19 中。主阀体 19 上装有丝堵 21。 0019 所述磁流变先导式溢流阀的最大工作压力为 30MPa， 最大流量为 500L/min。 0020 实施列3 ： 如图所示， 一种磁流变先导式溢流阀， 由先导阀体8、 阻尼块10、 弹簧12、 导杆 14、 主阀套 15、 主阀芯 16、 主阀座 18、 主阀体 19、 阻尼器 20、 丝堵 21 组成主阀。主阀出 口处还连接有先导阀。 0021 。
19、所述先导阀包括端盖 1、 磁流变阀壳体 3、 线圈 4、 铁芯 5、 阀芯 7。铁芯 5 装于磁流 变阀壳体 3 中， 铁芯 5 轴心为通孔结构、 其上绕制有线圈 4， 阀芯 7 插入铁芯 5 的孔中， 铁芯 5 与阀芯 7 之间形成工作间隙 6， 工作间隙 6 的宽度为 0.9mm， 长度为 17mm。阀芯 7 一端顶 在主阀内阻尼块 10 上， 另一端由端盖 1 固定。 0022 所述主阀包括先导阀体 8、 阻尼块 10、 弹簧 12、 导杆 14、 主阀套 15、 主阀芯 16、 主阀 座 18、 主阀体 19、 阻尼器 20、 丝堵 21。先导阀装入先导阀体 8 中， 端盖 1 和先导阀体 8 固定 在主阀体 19 上， 阻尼块 10 装入主阀体 19 中， 主阀套 15、 主阀座 18 分别装入主阀体 19 中， 主阀芯 16 装入主阀套 15 中， 导杆 14 一端与主阀芯 16 连接在一起， 另一端通过弹簧 12 使 主阀芯 16 压在主阀座 18 上， 阻尼器 20 装在主阀体 19 中。主阀体 19 上装有丝堵 21。 0023 所述磁流变先导式溢流阀的最大工作压力为 30MPa， 最大流量为 500L/min。 说 明 书 CN 102374204 A CN 102374209 A1/1 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 102374204 A 。