[发明专利]一种磁致伸缩超声流体阀

说明书

本发明公开了一种磁致伸缩超声流体阀，包括阀体、上端盖和下端盖，阀体右侧设有流体出口，上端盖中心开有流体入口，阀体和双端盖间有流体腔，阀体和下端盖间有超声腔，超声腔从上至下，由内及外依次为T型堵嘴、变幅杆、磁致伸缩材料、永磁体、交流线圈，T型堵嘴的穿过阀体1的中心锥面孔，在T型堵嘴的下表面设置有环形磁流体腔，磁流体腔内添加有磁流体，在磁流体的外表面镶嵌有密封线圈，磁流体腔和密封线圈间存在气隙流道，本发明流体阀装置结构紧凑，采用超声振动的方式驱动流体阀，采用可控磁流体的结构方式用于辅助流体阀的密封，该超声流体阀具有较好的开通和密封效果，在大压强流体环境下具有较好的应用价值。

技术领域

本发明涉及一种磁致伸缩超声流体阀。

背景技术

阀门装置是工业应用中被广泛使用的一类基础元件，如气体阀、液体阀、高速阀、精确流量阀、喷射阀等，在我们的日常生活中随处可见。目前，工业应用对阀门结构的应用提出了苛刻的性能需求，如小型化、高性能化、智能化、复杂工作环境应用、高可靠性等，如何有效的实现小型高性能、高可靠性阀门结构的设计，是工业应用讨论的热点问题。

目前，针对阀门结构的小型化、高性能化、高可靠性等需求，一般是通过选用小尺寸、高性能的智能材料来设计，但选用智能材料进行阀门设计也有其内在的问题，如压电材料变形量小，需设计位移放大结构，磁致伸缩材料需要大电流励磁，不易于小型化，等。目前，还少有基于智能材料的流体阀，能够高效的工作在大压强流体场合。

针对工业应用对阀体结构小型、高性能、高可靠性需求的问题，本发明提出一种适用于大压强环境下的磁致伸缩超声流体阀。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种磁致伸缩超声流体阀。

一种磁致伸缩超声流体阀，包括阀体，上端盖和下端盖，阀体右侧设有流体出口，上端盖中心开有流体入口，阀体和上端盖间有流体腔，阀体和下端盖间设有超声腔，超声腔从上至下，由内及外依次设置有T型堵嘴、变幅杆、磁致伸缩材料、永磁体和交流线圈，T型堵嘴焊接在变幅杆的上表面，变幅杆的下表面焊接在磁致伸缩材料的下表面，磁致伸缩材料粘接在永磁体的上表面，T型堵嘴的穿过阀体的中心锥面孔，在T型堵嘴的下表面设置有环形磁流体腔，磁流体腔内添加有磁流体，在磁流体的外表面镶嵌有密封线圈，磁流体腔和密封线圈间设置有气隙流道。

作为优选，所述的阀体、上端盖、下端盖和变幅杆的材料为高强度高导磁10#钢，T型堵嘴的材料为非导磁结构钢，磁致伸缩材料的材料为具有大磁致伸缩效应的TbDyFe合金，永磁体选用强磁性的铝铁硼永磁体，磁流体腔的材料为高弹性的橡胶膜，磁流体选用材料为MRF132-DG。

作为优选，所述T型嘟嘴离开阀体时，所述的交流线圈通电所产生的正主磁场方向与永磁体提供磁场方向一致，密封线圈所提供的磁场方向与永磁体所提供磁场方向相反，交流线圈中流过20kHz高频交流小电流；所述T型嘟嘴与阀体贴合时，密封线圈中流过直流大电流，当T型嘟嘴与阀体处于贴合或分离状态时，密封线圈的动作均早于交流线圈0.5s，即T型嘟嘴与阀体处于分离状态，密封线圈先断电，交流线圈再通电，阀门关闭瞬间，密封线圈先通电，交流线圈再断电。

作为优选，所述的T型堵嘴与阀体间采用球形锥面配合，T型堵嘴与磁流体腔间为小间隙配合，磁流体腔与密封线圈间的气隙流道圆环宽度为0.5-1mm，密封线圈通过环氧灌封在阀体的腔体内，变幅杆的上下表面面积比为1：2。

作为优选，所述T型嘟嘴与阀体贴合时，阀体和T型堵嘴采用球形锥面的机械方式进行密封，所述磁流体腔的外壁上设置有磁流体腔膜，密封线圈通电，产生电磁力使磁流体向密封线圈方向运动，挤压磁流体腔使磁流体腔膜向外扩张，导致磁流体腔和密封线圈间的气隙流道消失，所述T型嘟嘴与阀体再次贴合。