一种基于磁控记忆合金的大流量高速开关阀的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于磁控记忆合金的大流量高速开关阀。其技术方案是：左驱动装置(12)和右驱动装置(20)对应地固定在油路控制装置(17)左侧和右侧，油路控制装置(17)中的阀芯(15)两端与对应的左驱动装置(12)的左磁控记忆合金(5)和右驱动装置(20)的右磁控记忆合金(27)连接。左驱动装置(12)中的左磁控记忆合金(5)位于左励磁铁芯(8)缺口边的正中，左磁控记忆合金(5)左端装在左顶座(6)的盲孔中；左励磁铁芯(8)与缺口边相邻的两条边缠绕有左第一励磁线圈(2)和左第二励磁线圈(9)。左驱动装置(12)与右驱动装置(20)结构相同。本设备具有高频响、输出力大、结构简单、抗干扰性强和易于维修的特点。
【专利说明】一种基于磁控记忆合金的大流量高速开关阀
【技术领域】
[0001]本实用新型属于高速开关阀【技术领域】。具体涉及一种基于磁控记忆合金的大流量高速开关阀。
【背景技术】
[0002]进入二十一世纪以来，由于人们对具有高频响、输出力大、结构简单等特点的液压控制系统的需求越来越苛刻，特别是由于汽车工业的蓬勃发展，包括汽车发动机电控燃油喷射、车身悬架控制、车轮防抱制动装置和离合器自动操纵等，都采用高速开关阀这一数字式控制元件作为电子计算机与被控对象间的联系桥梁，从而使得人们能够直接利用电子计算机来完成对被控对象的控制任务。国内外一些单位已开展了有关的研究工作，开发了多种结构的高速开关阀，但研制出的一些切换速度较快的单级阀流量较小，不能满足实际工程的需要，而二级阀虽然流量大，切换速度却非常慢，高速开关阀的响应时间一般在几ms和几十ms之间。
【发明内容】
[0003]本实用新型旨在解决现有技术缺陷，目的是提供一种高频响、输出力大、结构简单、抗干扰性强和易于维修的基于磁控记忆合金的大流量高速开关阀。
[0004]为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是:所述高速开关阀由左驱动装置、右驱动装置和油路控制装置组成。左驱动装置固定在油路控制装置的左侧，右驱动装置固定在油路控制装置的右侧；油路控制装置中的阀芯的左端与左驱动装置的左磁控记忆合金连接，油路控制装置中的阀芯的右端与右驱动装置的右磁控记忆合金连接。
[0005]左驱动装置的结构是:左励磁铁芯安装在左第一支撑板和左第二支撑板之间，左第一支撑板、左励磁铁芯和左第二支撑板通过螺栓固定在左支座上。左磁控记忆合金位于左励磁铁芯缺口边的正中位置处，左磁控记忆合金左端装在左顶座的盲孔中，左顶座嵌在左第一支撑板的盲孔内。左第一励磁线圈缠绕在左励磁铁芯的与缺口边相邻的一条边，左第二励磁线圈缠绕在左励磁铁芯的与缺口边相邻的另一条边。左励磁铁芯缺口边的两条短边对应地包裹有左第一冷却水管和左第二冷却水管；左支座和左非导磁保护罩固定在油路控制装置的左侧，左磁控记忆合金与油路控制装置同轴线。
[0006]右驱动装置的结构是:右励磁铁芯安装在右第一支撑板和右第二支撑板之间，右第一支撑板、右励磁铁芯和右第二支撑板通过螺栓固定在右支座上。右磁控记忆合金位于右励磁铁芯缺口边的正中位置处，右磁控记忆合金右端装在右顶座的盲孔中，右顶座嵌在右第一支撑板的盲孔内。右第一励磁线圈缠绕在右励磁铁芯的与缺口边相邻的一条边，右第二励磁线圈缠绕在右励磁铁芯的与缺口边相邻的另一条边。右励磁铁芯缺口边的两条短边对应地包裹有右第一冷却水管和右第二冷却水管；右支座和右非导磁保护罩固定在油路控制装置的右侧，右磁控记忆合金与油路控制装置同轴线。
[0007]油路控制装置的结构是:左阀盖安装在阀体的左侧，右阀盖安装在阀体的右侧，阀体的内部为阶梯状圆柱形空腔，阶梯状圆柱形空腔的左半部分直径小于右半部分直径。阀体径向开有两条油路，一条油路的P1 口与阶梯状圆柱形空腔的左半部分相通，另一条油路的匕口与阶梯状圆柱形空腔的右半部分相通。阀芯同轴线安装在阀体内，阀芯的中间部分为柱状凸台，柱状凸台左侧为圆锥台，阀芯的左端伸出左阀盖，阀芯的右端伸出右阀盖。左阀盖的孔壁装有左密封圈，右阀盖的孔壁装有右密封圈。
[0008]阀芯的左端穿过左支座与左磁控记忆合金连接，阀芯的右端穿过右支座与右磁控记忆合金连接。
[0009]所述的左励磁铁芯为方形环状，方形环状的一条边的中间位置处开有缺口 ；左励磁铁芯与右励磁铁芯相同。
[0010]所述的左第一冷却水管为矩形管，矩形管的一端为进水口，另一端为出水口 ；矩形管的表面涂有隔磁材料。左第一冷却水管与左第二冷却水管、右第一冷却水管和右第二冷却水管均相同。
[0011]所述的左顶座为“T”字型圆柱体，左顶座左边的圆柱体直径大于右边的圆柱体直径，左顶座的右端开有盲孔，左顶座的材质为隔磁材料；左顶座和右顶座相同。
[0012]所述阀芯的左端与左驱动装置的左磁控记忆合金连接是指:阀芯的左端端面的中心处开有盲孔，左驱动装置的左磁控记忆合金的右端置于阀芯左端的盲孔中。
[0013]所述阀芯的右端与右驱动装置的右磁控记忆合金连接是指:阀芯的右端端面的中心处开有盲孔，右驱动装置的右磁控记忆合金的左端置于阀芯右端的盲孔中。
[0014]由于采用上述技术方案，本实用新型的左磁控记忆合金位于左励磁铁芯缺口边的正中位置处，左磁控记忆合金左端装在左顶座的盲孔中，左磁控记忆合金右端装在阀芯左端的盲孔中，左第一励磁线圈缠绕在左励磁铁芯的与缺口边相邻的一条边，左第二励磁线圈缠绕在左励磁铁芯的与缺口边相邻的另一条边；右磁控记忆合金位于右励磁铁芯缺口边的正中位置处，右磁控记忆合金右端装在右顶座的盲孔中，右磁控记忆合金左端装在阀芯右端的盲孔中，右第一励磁线圈缠绕在右励磁铁芯的与缺口边相邻的一条边，右第二励磁线圈缠绕在右励磁铁芯的与缺口边相邻的另一条边。左第一励磁线圈和左第二励磁线圈在通电的情况下，左励磁铁芯中产生磁场，左励磁铁芯缺口处的磁场方向与左磁控记忆合金垂直，使其伸长，推动阀芯向右运动，阀芯上的圆锥台离开阀体左半部分的圆柱形空腔，使匕口和P2 口的两油路贯通，实现开关阀的开启；右第一励磁线圈和右第二励磁线圈在通电的情况下在右励磁铁芯中产生磁场，右励磁铁芯缺口处的磁场方向与右磁控记忆合金垂直，使其伸长，推动阀芯向左运动，阀芯上的圆锥台盖住阀体左半部分的圆柱形空腔，使P1口和P2 口的两油路断开，实现开关阀的闭合。
[0015]因此，本实用新型与现有技术相比具有如下优点:
[0016]1、本实用新型采用左磁控记忆合金和右磁控记忆合金为阀芯提供轴向运动的动力，由于左磁控记忆合金和右磁控记忆合金的输出位移大，输出力大，控制精度高，响应时间小于1ms，具有变形大，输出力大以及变形响应快等特点，从而保证阀芯在工作中能够迅速反应，并且有足够大的力保证开关阀油路的密封性。
[0017]2、本实用新型利用左磁控记忆合金和右磁控记忆合金为阀芯提供轴向运动的动力，没有复杂的电机等设备，而且开关阀两侧结构完全一致，所以结构简单，操作方便，易于后期维修。
[0018]3、本实用新型在左阀盖的孔壁装有左密封圈和右阀盖的孔壁装有右密封圈，以防止开关阀阀盖与阀芯的间隙造成的泄露，使开关阀具有良好的密封性。
[0019]4、本实用新型采用水冷形式为动力系统降温，能有效防止左磁控记忆合金和右磁控记忆合金周围温度过高，提高了工作效果。
[0020]5、本实用新型采用具有非导磁材料制作的顶座、涂有非导磁材料的冷却水管和两端装有非导磁保护罩，磁场环境稳定，干扰小。
[0021]因此，本实用新型具有高频响、输出力大、结构简单、抗干扰性强和易于维修的特点，具有较好的市场前景。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本实用新型的一种结构示意图；
[0023]图2为图1的A-A向视图；
[0024]图3为图1中冷却水管3的截面示意图；
[0025]图4为图1中顶座6的形状示意图。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的描述，并非对其保护范围的限制。
[0027]实施例1
[0028]一种基于磁控记忆合金的大流量高速开关阀。所述高速开关阀如图1所示:由左驱动装置12、右驱动装置20和油路控制装置17组成。左驱动装置12固定在油路控制装置17的左侧，右驱动装置20固定在油路控制装置17的右侧；油路控制装置17中的阀芯15的左端与左驱动装置12的左磁控记忆合金5连接，油路控制装置17中的阀芯15的右端与右驱动装置20的右磁控记忆合金27连接。
[0029]左驱动装置12的结构如图1所示:左励磁铁芯8安装在左第一支撑板4和左第二支撑板10之间，左第一支撑板4、左励磁铁芯8和左第二支撑板10通过螺栓固定在左支座11上。左磁控记忆合金5位于左励磁铁芯8缺口边的正中位置处，左磁控记忆合金5左端装在左顶座6的盲孔中，左顶座6嵌在左第一支撑板4的盲孔内。左第一励磁线圈2缠绕在左励磁铁芯8的与缺口边相邻的一条边，左第二励磁线圈9缠绕在左励磁铁芯8的与缺口边相邻的另一条边。左励磁铁芯8缺口边的两条短边对应地包裹有左第一冷却水管3和左第二冷却水管7 ;左支座11和左非导磁保护罩I固定在油路控制装置17的左侧，左磁控记忆合金5与油路控制装置17同轴线。
[0030]右驱动装置20的结构如图1所示:右励磁铁芯24安装在右第一支撑板28和右第二支撑板22之间，右第一支撑板28、右励磁铁芯24和右第二支撑板22通过螺栓固定在右支座21上。右磁控记忆合金27位于右励磁铁芯24缺口边的正中位置处，右磁控记忆合金27右端装在右顶座26的盲孔中，右顶座26嵌在右第一支撑板28的盲孔内。右第一励磁线圈30缠绕在右励磁铁芯24的与缺口边相邻的一条边，右第二励磁线圈23缠绕在右励磁铁芯24的与缺口边相邻的另一条边。右励磁铁芯24缺口边的两条短边对应地包裹有右第一冷却水管29和右第二冷却水管25 ;右支座21和右非导磁保护罩31固定在油路控制装置17的右侧，右磁控记忆合金27与油路控制装置17同轴线。[0031]油路控制装置17的结构如图1所示:左阀盖13安装在阀体16的左侧，右阀盖19安装在阀体16的右侧，阀体16的内部为阶梯状圆柱形空腔，阶梯状圆柱形空腔的左半部分直径小于右半部分直径。阀体16径向开有两条油路，一条油路的P1 口与阶梯状圆柱形空腔的左半部分相通，另一条油路的P2 口与阶梯状圆柱形空腔的右半部分相通。阀芯15同轴线安装在阀体16内，阀芯15的中间部分为柱状凸台，柱状凸台左侧为圆锥台，阀芯15的左端伸出左阀盖13，阀芯15的右端伸出右阀盖19。左阀盖13的孔壁装有左密封圈14，右阀盖19的孔壁装有右密封圈18。
[0032]如图1所示:阀芯15的左端穿过左支座11与左磁控记忆合金5连接，阀芯15的右端穿过右支座21与右磁控记忆合金27连接。
[0033]如图2所示，本实施例所述的左励磁铁芯8为方形环状，方形环状的一条边的中间位置处开有缺口 ；左励磁铁芯8与右励磁铁芯24相同。
[0034]如图3所示，本实施例所述的左第一冷却水管3为矩形管，矩形管的一端为进水口，另一端为出水口 ；矩形管的表面涂有隔磁材料。左第一冷却水管3与左第二冷却水管7、右第一冷却水管29和右第二冷却水管25均相同。
[0035]如图4所示，本实施例所述的左顶座6为“T”字型圆柱体，左顶座6左边的圆柱体直径大于右边的圆柱体直径，左顶座6的右端开有盲孔，左顶座6的材质为隔磁材料；左顶座6和右顶座26相同。
[0036]如图1所示，所述阀芯15的左端与左驱动装置12的左磁控记忆合金5连接是指:阀芯15的左端端面的中心处开有盲孔，左驱动装置12的左磁控记忆合金5的右端置于阀芯15左端的盲孔中。
[0037]如图1所示，所述阀芯15的右端与右驱动装置20的右磁控记忆合金27连接是指:阀芯15的右端端面的中心处开有盲孔，右驱动装置20的右磁控记忆合金27的左端置于阀芯15右端的盲孔中。
[0038]本【具体实施方式】与现有技术相比，具有如下优点:
[0039]1、本【具体实施方式】采用左磁控记忆合金5和右磁控记忆合金27为阀芯15提供轴向运动的动力，由于左磁控记忆合金5和右磁控记忆合金27的输出位移大，输出力大，控制精度高，响应时间小于1ms，具有变形大，输出力大以及变形响应快等特点，从而保证阀芯15在工作中能够迅速反应，并且有足够大的力保证开关阀油路的密封性。
[0040]2、本【具体实施方式】利用左磁控记忆合金5和右磁控记忆合金27为阀芯提供轴向运动的动力，没有复杂的电机等设备，而且开关阀两侧结构完全一致，所以结构简单，操作方便，易于后期维修。
[0041]3、本【具体实施方式】在左阀盖13的孔壁装有左密封圈14和右阀盖19的孔壁装有右密封圈18，以防止开关阀阀盖与阀芯15的间隙造成泄露，使开关阀具有良好的密封性。
[0042]4、本【具体实施方式】采用水冷形式为动力系统降温，能有效防止左磁控记忆合金5和右磁控记忆合金27周围温度过高，提高了工作效果。
[0043]5、本【具体实施方式】采用具有非导磁材料制作的顶座、涂有非导磁材料的水冷管和两端装有非导磁保护罩，磁场环境稳定，干扰小。
[0044]因此，本【具体实施方式】具有高频响、输出力大、结构简单、抗干扰性强和易于维修的特点，具有较好的市场前景。
【权利要求】
1.一种基于磁控记忆合金的大流量高速开关阀，其特征在于所述高速开关阀由左驱动装置(12)、右驱动装置(20)和油路控制装置(17)组成；左驱动装置(12)固定在油路控制装置(17)的左侧，右驱动装置(20)固定在油路控制装置(17)的右侧；油路控制装置(17)中的阀芯(15)的左端与左驱动装置(12)的左磁控记忆合金(5)连接，油路控制装置(17)中的阀芯(15)的右端与右驱动装置(20)的右磁控记忆合金(27)连接； 左驱动装置(12)的结构是:左励磁铁芯(8)安装在左第一支撑板(4)和左第二支撑板(10)之间，左第一支撑板(4)、左励磁铁芯(8)和左第二支撑板(10)通过螺栓固定在左支座(11)上；左磁控记忆合金(5)位于左励磁铁芯(8)缺口边的正中位置处，左磁控记忆合金(5)左端装在左顶座(6)的盲孔中，左顶座(6)嵌在左第一支撑板(4)的盲孔内；左第一励磁线圈(2)缠绕在左励磁铁芯(8)的与缺口边相邻的一条边，左第二励磁线圈(9)缠绕在左励磁铁芯(8)的与缺口边相邻的另一条边；左励磁铁芯(8)缺口边的两条短边对应地包裹有左第一冷 却水管(3)和左第二冷却水管(7);左支座(11)和左非导磁保护罩(I)固定在油路控制装置(17)的左侧，左磁控记忆合金(5)与油路控制装置(17)同轴线； 右驱动装置(20)的结构是:右励磁铁芯(24)安装在右第一支撑板(28)和右第二支撑板(22)之间，右第一支撑板(28)、右励磁铁芯(24)和右第二支撑板(22)通过螺栓固定在右支座(21)上；右磁控记忆合金(27)位于右励磁铁芯(24)缺口边的正中位置处，右磁控记忆合金(27)右端装在右顶座(26)的盲孔中，右顶座(26)嵌在右第一支撑板(28)的盲孔内；右第一励磁线圈(30)缠绕在右励磁铁芯(24)的与缺口边相邻的一条边，右第二励磁线圈(23)缠绕在右励磁铁芯(24)的与缺口边相邻的另一条边；右励磁铁芯(24)缺口边的两条短边对应地包裹有右第一冷却水管(29)和右第二冷却水管(25);右支座(21)和右非导磁保护罩(31)固定在油路控制装置(17)的右侧，右磁控记忆合金(27)与油路控制装置(17)同轴线； 油路控制装置(17)的结构是:左阀盖(13)安装在阀体(16)的左侧，右阀盖(19)安装在阀体(16)的右侧，阀体(16)的内部为阶梯状圆柱形空腔，阶梯状圆柱形空腔的左半部分直径小于右半部分直径；阀体(16)径向开有两条油路，一条油路的P1 口与阶梯状圆柱形空腔的左半部分相通，另一条油路的P2 口与阶梯状圆柱形空腔的右半部分相通；阀芯(15)同轴线安装在阀体(16)内，阀芯(15)的中间部分为柱状凸台，柱状凸台左侧为圆锥台，阀芯 (15)的左端伸出左阀盖(13)，阀芯(15)的右端伸出右阀盖(19);左阀盖(13)的孔壁装有左密封圈(14)，右阀盖(19)的孔壁装有右密封圈(18)； 阀芯(15)的左端穿过左支座(11)与左磁控记忆合金(5)连接，阀芯(15)的右端穿过右支座(21)与右磁控记忆合金(27)连接。
2.根据权利要求1所述的基于磁控记忆合金的大流量高速开关阀，其特征在于所述的左励磁铁芯(8)为方形环状，方形环状的一条边的中间位置处开有缺口 ；左励磁铁芯(8)与右励磁铁芯(24)相同。
3.根据权利要求1所述的基于磁控记忆合金的大流量高速开关阀，其特征在于所述的左第一冷却水管(3)为矩形管，矩形管的一端为进水口，另一端为出水口，矩形管的表面涂有隔磁材料；左第一冷却水管(3)与左第二冷却水管(7)、右第一冷却水管(29)和右第二冷却水管(25)均相同。
4.根据权利要求1所述的基于磁控记忆合金的大流量高速开关阀，其特征在于所述的左顶座(6)为“T”字型圆柱体，左顶座(6)左边的圆柱体直径大于右边的圆柱体直径，左顶座(6)的右端开有盲孔，左顶座(6)的材质为隔磁材料；左顶座(6)和右顶座(26)相同。
5.根据权利要求1所述的基于磁控记忆合金的大流量高速开关阀，其特征在于所述阀芯(15)的左端与左驱动装置(12)的左磁控记忆合金(5)连接是指:阀芯(15)的左端端面的中心处开有盲孔，左驱动装置(12)的左磁控记忆合金(5)的右端置于阀芯(15)左端的盲孔中。
6.根据权利要求1所述的基于磁控记忆合金的大流量高速开关阀，其特征在于所述阀芯(15)的右端与右驱动装置 (20)的右磁控记忆合金(27)连接是指:阀芯(15)的右端端面的中心处开有盲孔，右驱动装置(20)的右磁控记忆合金(27)的左端置于阀芯(15)右端的盲孔中。
【文档编号】F16K31/06GK203604771SQ201320781326
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2013年12月3日 优先权日:2013年12月3日
【发明者】涂福泉, 刘小双, 李贺, 陈奎生, 曾良才, 欧阳惠, 傅连东, 许仁波, 周浩, 王琦琳 申请人:武汉科技大学