滑动阀的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及，通过滑动阀可以控制或切换流体流动。
【背景技术】
[0002]滑动阀在本领域中的多种构造中是已知的。它们区别在于与其中阀元件与阀座配合的称为座阀的阀相比需要较小的力来致动阀侧。在滑动阀中的较低力基本上由垂直于受控流体的流动方向调节滑动的事实产生，并且由此，忽略摩擦，受控流体的压力对所需的调节力具有很小的影响。
[0003]传统滑动阀的问题在于使用的阀驱动即使在静止时也通常消耗能量。例如，电磁阀驱动的线圈必须在滑动阀的操作过程中被连续地激励以将滑动件保持在期望位置处。
[0004]在滑动阀中出现的另一个问题是所需的安装空间。特别地，如果存在电磁驱动，几乎不能使其更加紧凑。
[0005]最近，已经试图使用压电阀驱动。然而，如果压电阀驱动能够产生足够大的诸如滑动阀所需的调节距离，那么此种类型的驱动是非常复杂的(例如由于所需的冲程传动)。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种滑动阀，通过所述滑动阀可以在尽可能小的压力损失的情形下、以最小的能量消耗、通过直流电致动来控制流体或多种流体。此外，应该能够在当静止时阀驱动不消耗能量的情况下成比例地调节滑动件。
[0007]根据本发明，为实现此目的，提供了一种滑动阀，其包括:轴套，其中设置延伸通过轴套的壁的流体开口 ；滑动件，其可调节地布置在轴套中并且设有至少一个流体导管；以及电活性聚合物致动器，其可以调节在轴套中的滑动件。对于阀驱动而言，本发明以使用不同聚合物的特性的潜在构思为基础，由此当将电压施加到不同聚合物上时它们变形。此变形用于以可以随后直接地切换流体的此种方式调节阀。因此，可以，例如在2/2向或3/3向阀中切换任一流体，或者可以例如在5/3向阀中切换多个流体。由于聚合物致动器是高度有效的，因此需要非常少的能量来调节此滑动件。此外(忽略泄漏电流)当聚合物致动器静止时不需要供给能量。另一个优点是可以利用聚合物致动器实施比例阀。最终，还有利的是聚合物致动器不含有任何铁磁材料，并且因此可以甚至在高磁场应用中例如在MRT中使用由此驱动的滑动阀。
[0008]本发明的一个实施方式提供聚合物致动器在轴套的内部布置在滑动件的轴面上。此结果是紧凑的构造，其中聚合物致动器可以直接作用在滑动件上。
[0009]优选地，其提供将沿着滑动件的轴向方向作用的弹簧分配到聚合物致动器。根据聚合物致动器的构造，由于有时需要偏置致动器，因此弹簧对于修正操作是重要的。弹簧也可以结合到聚合物致动器中。
[0010]作为弹簧的另选，还可以使用提供期望的回复力的气垫。
[0011]第二弹簧可以布置在与聚合物致动器相对的滑动件的面上。这以可以设定期望的阀特征的方式与第一弹簧适当地配合。然而，原则上单个弹簧是足够的。
[0012]根据滑动阀的期望特征，弹簧(或者组合弹簧)可以具有线性特征。另选地，非线性特征也是可能的。总之，可以通过以期望的方式适当地选择使用的弹簧和聚合物致动器来设定阀的特征。
[0013]本发明的一个实施方式提供第二聚合物致动器布置在与所述聚合物致动器相对的滑动件的面上。尤其如果期望滑动阀的特别高的操作频率，那么与第一聚合物致动器相对作用的第二聚合物致动器是有利的。
[0014]在本发明的一个实施方式中，聚合物致动器可以是叠层致动器(stackactuator)。对此，可以通过适当地涂覆单个致动器元件实现冲程与调节力的期望比率。
[0015]另选的实施方式提供聚合物致动器是隔膜致动器。这通过更简单的构造来区分。
[0016]—个实施方式提供聚合物致动器经由电传导性粘性连接接触。通过此种方式，可以经由壳体开口直接地接触聚合物致动器的后面上的电极。
[0017]还可能提供的是聚合物致动器经由接触销钉接触。例如这些可销钉以设置在壳体基部中，在装配过程中以发生接触的方式逆着接触销钉按压聚合物致动器的电极。
[0018]本发明的一个实施方式提供聚合物致动器通过多个接触环居中并且接触。接触环具有双重用途，如果聚合物致动器是由多个致动器隔膜形成的叠层致动器，并且机械居中在轴套内，那么所述双重用途具体为聚合物致动器的多个层的两个电触点。
[0019]还可以提供确保在聚合物致动器与轴套之间的预定间隙的引导件，以确保致动器的可移动性。引导件优选是弹性的。
[0020]在本发明的优选实施方式中，滑动件是缸体。这使得能够以相对简单的方式将滑动件适当地密封在轴套内。
[0021]本发明的一个实施方式提供，在分配到所述流体开口中的一个的部分中，流体导管沿着轴向方向的宽度小于分配到另一个流体开口的一部分中的流体导管的宽度。流体导管的较宽部分始终连接到分配到宽部分的流体开口，独立于滑动件的位置，然而较窄部分与分配到其上的流体开口之间的连接取决于滑动件的位置。
[0022]优选地，提供抗扭曲保护，这确保滑动件可以在轴套中扭曲通过最多预定角度。在非对称形成的滑动件中，抗扭曲保护是重要的，以便确保维持将滑动件的流体开口的不同部分分配到轴套的相应流体开口。
[0023]优选的实施方式提供通过滑动件与聚合物致动器之间的旋转接合实现抗扭曲保护。在此实施方式中，不需要单独的抗扭曲保护；替代地，滑动件适当地附接到聚合物致动器，其由于所需的接触继而可旋转地接合在轴套中。
[0024]本发明的一个实施方式提供滑动件包括:控制部分，其设有流体导管并且其外径与轴套的内径基本上相应；以及致动器突出部，其具有比控制部分明显小的直径。通过利用此实施方式，在一个方面可以在滑动件中节省材料，并且这产生低重量以及由此短的响应时间。此外，通过此种方式可以在致动器突出部周围设置足够大的自由体积，使得其中定位聚合物致动器的空间不必设有适当的通风装置，对于通过调节滑动件置换的体积来说这使得能够从其中布置聚合物致动器的轴套内的空间离开。
[0025]—个实施方式提供支撑盘设置在致动器突出部上。尤其对于叠层致动器来说这使得能够跨越大的区域支撑在滑动件上。
[0026]—个实施方式提供滑动件在远离致动器突出部的面上设有具有比控制部分远明显小的直径的弹性突出部。弹性部分可以用于容纳布置在远离聚合物致动器的滑动件的面上的弹簧。此外，如上面对于致动器突出部说明的，关于重量并且没有通风装置，弹性突出部带来相同的优点。
[0027]本发明的一个实施方式提供轴套在其周边面上设有用于0形环的至少一个凹入部。0形环使得能够以简单方式将轴套适当地密封在其容纳在其中的壳体内。特别地，多个0形环以在多个流体开口之间将轴套封闭的此种方式适当的布置。
[0028]本发明的一个实施方式提供流体开口是沿着周边方向延伸的狭缝。通过此种方式，可以实现通过滑动件切换的相对大的流量横截面。
[0029]优选地，滑动阀的全部部件都是非铁磁性的。这使得能够在高磁场应用中使用滑动阀。
[0030]在本发明的一个实施方式中，轴套包括与周边壁一体地形成的基部。通过此种方式，制造了一种的杯型，其中可以装配例如初始地聚合物致动器、然后滑动件与随后地弹簧或者其它第二致动器。
[0031]优选地，通过端壁密封轴套。端壁同时为与聚合物致动器相对的弹簧，或者诶布置在那里的第二聚合物致动