ES2365780A1 - Pared de contacto para fluidos magnetoreológicos. - Google Patents
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Abstract
Pared de contacto para fluidos magnetoreológicos, que delimita al menos parcialmente un medio conductor donde se dispone un fluido magnetoreológico (6) y que comprende una pared base (2, 3), una superficie de contacto (4, 5) que está en contacto con el fluido magnetoreológico (6), y una pluralidad de partículas magnéticas (1) asociadas a la pared base (2, 3), en contacto con la superficie de contacto (4, 5).Las partículas magnéticas (1) son de un material ferromagnético o ferrimagnético, y la pared base (2, 3) está formada por un material diamagnético o paramagnético.
Description
Pared de contacto para fluidos
magnetoreológicos.
La presente invención se relaciona con paredes
de contacto para fluidos magnetoreológicos, y más concretamente con
paredes de contacto para fluidos magnetoreológicos empleadas en
aplicaciones en las que el deslizamiento de dicho fluido con
respecto a dicha pared es relevante.
Los fluidos magnetoreológicos se componen de
partículas magnéticas suspendidas en un fluido portador. Al aplicar
un campo magnético perpendicular al sentido del flujo de dicho
fluido magnetoreológico, las partículas magnéticas se alinean
formando cadenas perpendiculares al sentido de flujo. Cuando el
flujo es laminar, un fluido se mueve en láminas o capas laminares
paralelas sin entremezclarse, correspondiéndose en este caso las
partículas magnéticas de una cadena del flujo magnetoreológico con
diferentes capas laminares de dicho fluido magnetoreológico, de modo
que la fuerza de atracción entre las partículas magnéticas dificulta
el deslizamiento viscoso entre dichas capas laminares del fluido
magnetoreológico. De este modo, ante la acción de un campo
magnético, las cadenas de partículas magnéticas provocan que el
fluido se comporte como un sólido, hasta que se sobrepasa un umbral
de tensión en el que se supera la fuerza de atracción de las
partículas magnéticas entre sí, y se inicia la fluencia entre las
capas laminares del fluido magnetoreológico. Cuanto mayor es el
campo magnético aplicado, mayor es la fuerza entre las partículas
magnéticas de una cadena y mayor también el umbral de tensión en el
que se inicia el deslizamiento viscoso entre las capas laminares del
fluido magnetoreológico. De este modo, el comportamiento del fluido
magnetoreológico puede controlarse en función del campo magnético
aplicado, lo que resulta de gran interés en aplicaciones tales como
amortiguadores, frenos o embragues por
ejemplo.
ejemplo.
El fluido magnetoreológico fluye a través de un
medio conductor. Por debajo del umbral de tensión no hay flujo de
dicho fluido magnetoreológico a través de dicho medio conductor si
no que dicho flujo magnetoreológico permanece estático, a menos que
todo el fluido, a modo de bloque sólido, se deslice con respecto a
unas paredes que delimitan el medio conductor. En ausencia de campo
magnético, la adherencia viscosa entre el fluido magnetoreológico y
las paredes es superior a la fuerza viscosa presente entre las capas
laminares del fluido magnetoreológico, por lo que no hay
deslizamiento del fluido magnetoreológico con respecto a dichas
paredes. Sin embargo, en presencia de un campo magnético existe una
fuerza magnética adicional a la fuerza viscosa que aumenta la
adherencia entre las capas laminares del fluido magnetoreológico,
que en ciertos casos supera la fuerza de adherencia entre el fluido
magnetoreológico y las paredes, casos en los que el fluido
magnetoreológico se desliza con respecto a dichas paredes. El
deslizamiento del fluido magnetoreológico con respecto a las paredes
supone que el flujo del fluido magnetoreológico no es controlable,
por lo que para un correcto funcionamiento o mejora del
funcionamiento de las aplicaciones en las que se emplea un fluido
magnetoreológico, el deslizamiento entre las paredes y el fluido
magnetoreológico toma especial relevancia en dichas
aplicaciones.
El objeto de la invención es el de proporcionar
una pared de contacto para fluidos magnetoreológicos, que permita un
aumento en la fuerza necesaria para provocar un deslizamiento entre
dicha pared y dicho fluido magnetoreológico.
La pared de contacto de la invención se emplea
en aplicaciones donde se dispone un fluido magnetoreológico en un
medio conductor, delimitando la pared al menos parte de dicho medio
conductor y estando dicha pared en contacto con dicho fluido
magnetoreológico. La pared comprende una pared base, una superficie
de contacto que está en contacto con el fluido magnetoreológico, y
una pluralidad de partículas magnéticas asociadas la pared base, en
contacto con la superficie de contacto y en contacto, por lo tanto,
con el fluido magnetoreológico, mientras que el fluido
magnetoreológico está formado por una pluralidad de partículas.
Las partículas magnéticas son de un material
ferromagnético o ferrimagnético, y la pared base está formada por un
material diamagnético o paramagnético. De esta manera, al aplicarse
un campo magnético perpendicular al flujo del fluido
magnetoreológico dicho campo magnético es atraído por dichas
partículas magnéticas, formando dichas partículas magnéticas, junto
con las partículas del fluido magnetoreológico, unas cadenas que se
forman ante la presencia de dicho campo magnético, quedando el
fluido magnetoreológico formado por una pluralidad de capas
laminares. Dichas cadenas provocan un aumento de la fuerza de
adherencia entre el fluido magnetoreológico y la pared de contacto
debido a que la fuerza magnética es equivalente al aumento de la
fuerza de adherencia entre las capas laminares del fluido
magnetoreológico ante el campo magnético aplicado. Así, al ser mayor
la fuerza adherente entre la pared y el flujo magnetoreológico, se
aumenta la fuerza necesaria para provocar el deslizamiento entre el
fluido magnetoreológico y la pared, evitándose que dicho fluido se
desprenda de dicha pared desplazándose a modo de bloque.
Estas y otras ventajas y características de la
invención se harán evidentes a la vista de la figura y de la
descripción detallada de la invención.
La Fig. 1 muestra una realización preferente de
la pared de contacto para fluidos magnetoreológicos de la invención,
en contacto con un fluido magnetoreológico, ante la presencia de un
campo magnético.
La Fig. 2 muestra la pared de la Fig. 1 en
contacto con un fluido magnetoreológico, sin aplicar ningún campo
magnético.
En las figuras 1 y 2 se muestra una realización
preferente de la pared 100 de contacto de la invención. En la figura
1 se muestra una vista parcial en corte de un medio conductor a
través del cual puede fluir un fluido magnetoreológico 6 en una
dirección determina X, estando dicho medio delimitado por paredes
100 o por una única pared 100 si dicho medio comprende, por ejemplo,
una forma tubular. El fluido magnetoreológico 6 comprende una
pluralidad de partículas 7 que, con dicho fluido magnetoreológico 6
fluyendo en la dirección determinada X, se alinean formando cadenas
10 perpendiculares a dicha dirección determinada X ante la presencia
de un campo magnético 11 perpendicular a dicha dirección determinada
X (perpendicular a un flujo 8 de dicho fluido magnetoreológico 6),
tal y como se muestra en la figura 1. El la figura 2 se muestra el
caso en el que no se aplica ningún campo magnético 11, caso en el
que las partículas 7 del fluido magnetoreológico 6 se distribuyen de
una forma aleatoria.
Cada pared 100 comprende una pared base 2, 3 de
un material diamagnético o paramagnético, una pluralidad de
partículas magnéticas 1 de un material ferromagnético o
ferrimagnético, y una superficie de contacto 4, 5 que cubre la pared
base 2, 3 correspondiente y está contacto con el fluido
magnetoreológico 6 presente en el medio conductor. En la realización
preferente, las partículas magnéticas 1 están parcialmente alojadas
en las paredes base 2 y 3 y en contacto con las superficies de
contacto 4 y 5 de cada pared base 2, 3, aunque podrían estar
dispuestas sobre dichas superficies de contacto 4 y 5, sin llegar a
alojarse en la pared base 2, 3 correspondiente. Tanto las partículas
magnéticas 1 como las superficies de contacto 4 y 5 están en
contacto con el fluido magnetoreológico 6 que fluye a través del
medio conductor, de tal manera que se posibilita el contacto directo
entre las partículas 7 de dicho fluido magnetoreológico 6 y las
partículas magnéticas 1.
El tamaño y composición de las partículas
magnéticas 1 es, preferentemente, aproximadamente igual al de las
partículas 7 del fluido magnetoreológico 6. Por otro lado, la
cantidad y distribución de las partículas magnéticas 1 en contacto
con cada superficie de contacto 4, 5 es igual o mayor que el número
y distribución de las cadenas 10 de las partículas 7 que se forman
entre las superficies de contacto 4 y 5 del medio conductor cuando
se aplica un campo magnético 11 perpendicular al flujo 8 del fluido
magnetoreológico 6. De este modo, en presencia de un campo magnético
11 perpendicular al flujo 8 del fluido magnetoreológico 6, las
partículas magnéticas 1 en contacto con cada superficie de contacto
4 y 5 de la pared base 2, 3 correspondiente forman parte, junto a
las partículas 7 del fluido magnetoreológico 6, de las cadenas 10.
Con esto, la adherencia entre el fluido magnetoreológico 6 y cada
superficie de contacto 4 y 5 aumenta de forma equivalente a la
adherencia entre unas capas laminares 9 del fluido magnetoreológico
6, evitando de este modo el deslizamiento entre el fluido
magnetoreológico 6 y las superficie de contacto 4 y 5.
Es evidente que la pared 100 de contacto para
fluidos magnetoreológicos es aplicable en múltiples aplicaciones de
los fluidos magnetoreológicos 6 tales como amortiguadores, frenos,
embragues o reómetros. En todas estas aplicaciones la ausencia de
deslizamiento (o aumento de la fuerza necesaria para que se
produzca) entre el fluido magnetoreológico 6 y las superficies de
contacto 4 y 5 supone un mejor control del flujo 8 de dicho fluido
magnetoreológico 6, y por lo tanto una respuesta más controlada de
la aplicación.
Claims (6)
1. Pared de contacto para fluidos
magnetoreológicos, que delimita, al menos parcialmente, un medio
conductor a través del cual fluye un fluido magnetoreológico (6), y
que comprende
una pared base (2, 3),
una superficie de contacto (4, 5) que está en
contacto el fluido magnetoreológico (6), y
una pluralidad de partículas magnéticas (1)
asociadas a la pared (100),
caracterizado porque
las partículas magnéticas (1) son de un material
ferromagnético o ferrimagnético, y la pared base (2, 3) está formada
por un material diamagnético o paramagnético, disponiéndose las
partículas magnéticas (1) en contacto con la superficie de contacto
(4, 5) y con el fluido magnetoreológico (6).
2. Pared según la reivindicación 1, en donde las
partículas magnéticas (1) están parcialmente alojadas en la pared
base (2, 3).
3. Pared según la reivindicación 1, en donde las
partículas magnéticas (1) están dispuestas sobre la superficie de
contacto (4, 5).
4. Pared según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en donde el flujo magnetoreológico (6)
comprende una pluralidad de partículas (7), comprendiendo dichas
partículas (7) del fluido magnetoreológico (6) y las partículas
magnéticas (1) de la pared (100) aproximadamente el mismo tamaño y
la misma composición.
5. Pared según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 4, en donde cuando se aplica un campo magnético
(11) al fluido magnetoreológico (6), perpendicular a un flujo (8) de
dicho fluido magnetoreológico (6), se generan unas cadenas (10) de
las partículas (7) perpendiculares al flujo (8), siendo la cantidad
de las partículas magnéticas (1) en contacto con la superficie de
contacto (4, 5) igual o mayor que la cantidad de cadenas (10)
generadas.
6. Pared según la reivindicación 5, en donde
cuando la distribución de las partículas magnéticas (1) es igual a
la distribución de las cadenas (10).
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|---|---|---|---|---|
| US20060016649A1 (en) * | 2004-04-02 | 2006-01-26 | University Of Nevada | Controllable magneto-rheological fluid devices for motion-damping |
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2009
- 2009-09-29 ES ES200930759A patent/ES2365780B1/es not_active Expired - Fee Related
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2010
- 2010-09-13 EP EP10382246.6A patent/EP2302253A3/en not_active Withdrawn
Patent Citations (1)
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Non-Patent Citations (2)
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|---|
| 1/03/2006, Barkan M. Kavlicoglu, Faramarz Gordaninejad, Xiaojie Wang and Gregory Hitchcock, "Flow of magnetorheological fluids in channels with impregnated porous walls", Proc. SPIE 6169, 61690J (2006); doi:10.1117/12.661151 * |
| Barkan M. Kavlicoglu, Faramarz Gordaninejad, Xiaojie Wang and Gregory H. Hitchcock, "Magneto-rheological fluid flow in channels with porous walls", Proc. SPIE 5760, 434 (2005); doi:10.1117/12.600483 1/05/2005 * |
Also Published As
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| EP2302253A3 (en) | 2015-03-11 |
| ES2365780B1 (es) | 2012-09-04 |
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