[发明专利]一种磁致伸缩超声流体阀

权利要求书

1.一种磁致伸缩超声流体阀，其特征在于：包括阀体（1），上端盖（2）和下端盖（3），阀体（1）右侧设有流体出口，上端盖（2）中心开有流体入口，阀体（1）和上端盖（2）间有流体腔（4），阀体（1）和下端盖（3）间设有超声腔（5），超声腔（5）从上至下，由内及外依次设置有T型堵嘴（6）、变幅杆（7）、磁致伸缩材料（8）、永磁体（9）和交流线圈（10），T型堵嘴（6）焊接在变幅杆（7）的上表面，变幅杆（7）的下表面焊接在磁致伸缩材料（8）的下表面，磁致伸缩材料（8）粘接在永磁体（9）的上表面，T型堵嘴（6）的穿过阀体（1）的中心锥面孔，在T型堵嘴（6）的下表面设置有环形磁流体腔（11），磁流体腔（11）内添加有磁流体（12），在磁流体（12）的外表面镶嵌有密封线圈（13），磁流体腔（11）和密封线圈（13）间设置有气隙流道（14）。

2.根据权利要求1所述的一种磁致伸缩超声流体阀，其特征在于：所述的阀体（1）、上端盖（2）、下端盖（3）和变幅杆（7）的材料为高强度高导磁10#钢，T型堵嘴（6）的材料为非导磁结构钢，磁致伸缩材料（8）的材料为具有大磁致伸缩效应的TbDyFe合金，永磁体（9）选用强磁性的铝铁硼永磁体，磁流体腔（11）的材料为高弹性的橡胶膜，磁流体（12）选用材料为MRF132-DG。

3.根据权利要求1所述的一种磁致伸缩超声流体阀，其特征在于：所述T型嘟嘴（6）离开阀体（1）时，所述的交流线圈（10）通电所产生的正主磁场方向与永磁体（9）提供磁场方向一致，密封线圈（13）所提供的磁场方向与永磁体（9）所提供磁场方向相反，交流线圈（10）中流过20kHz高频交流小电流；所述T型嘟嘴（6）与阀体（1）贴合时，密封线圈（13）中流过直流大电流，当T型嘟嘴（6）与阀体（1）处于贴合或分离状态时，密封线圈（13）的动作均早于交流线圈（10）0.5s，即T型嘟嘴（6）与阀体（1）处于分离状态，密封线圈（13）先断电，交流线圈（10）再通电，阀门关闭瞬间，密封线圈（13）先通电，交流线圈（10）再断电。

4.根据权利要求1所述的一种磁致伸缩超声流体阀，其特征在于：所述的T型堵嘴（6）与阀体（1）间采用球形锥面配合，T型堵嘴（6）与磁流体腔（11）间为小间隙配合，磁流体腔（11）与密封线圈（13）间的气隙流道（14）圆环宽度为0.5-1mm，密封线圈（13）通过环氧灌封在阀体（1）的腔体内，变幅杆（7）的上下表面面积比为1：2。

5.根据权利要求1所述的一种磁致伸缩超声流体阀，其特征在于：所述T型嘟嘴（6）与阀体（1）贴合时，阀体（1）和T型堵嘴（6）采用球形锥面的机械方式进行密封，所述磁流体腔（11）的外壁上设置有磁流体腔膜，密封线圈（13）通电，产生电磁力使磁流体（12）向密封线圈（13）方向运动，挤压磁流体腔（11）使磁流体腔膜向外扩张，导致磁流体腔（11）和密封线圈（13）间的气隙流道（14）消失，所述T型嘟嘴（6）与阀体（1）再次贴合。

6.根据权利要求1所述的一种磁致伸缩超声流体阀，其特征在于：所述T型嘟嘴（6）与阀体（1）分离的瞬间，密封线圈（13）提前0.5s断电，此时磁流体腔（11）和密封线圈（13）间存在气隙流道（14），交流线圈（10）通电产生交变磁场，该交变磁场作用在磁致伸缩材料（8）上产生超声振动，超声能量将通过变幅杆（7）传递到T型堵嘴（6）上，使得T型堵嘴（6）在轴向方向上产生高频振动，所述T型嘟嘴（6）与阀体（1）处于分离状态时，流体有流体腔（4）经由超声腔（5）流向出口方向。

7.根据权利要求1所述的一种磁致伸缩超声流体阀，其特征在于：所述T型嘟嘴（6）与阀体（1）贴合时，交流线圈（10）依旧通电，此时密封线圈（13）提前0.5s通电，使得磁流体（11）向外扩张，挤压气隙流道（14）使其关闭，密封线圈（13）所产生的磁场也会使磁流体（11）锁紧T型堵嘴（6），对T型堵嘴（6）轴向振动产生阻尼的效果，0.5s后交流线圈（10）断电，T型堵嘴（6）在磁流体（11）阻尼作用下迅速停下来，同时T型嘟嘴（6）与阀体（1）贴合。