用于阀机构中的易碎插塞的制作方法
【技术领域】
[0001]本文描述一种用于阀机构中的易碎插塞，且更明确地说，描述一种可用于排放流体的一次性阀机构。所述易碎插塞和阀机构可在抑制剂释放(例如灭火剂流体)领域具有特定用途。
【背景技术】
[0002]本文所描述的实例涉及用于流体流动物质的受控释放的装置和方法。它们尤其适合于但不限于抑制或灭火剂从圆筒的受控释放。所描述的装置和方法可进一步用于灭火剂从圆筒的快速部署，例如可通常但不排它地在例如飞机、火车、军事或商业交通工具等移动平台上使用的那些状况。
[0003]此类阀分为两个主要群组:非密封和气密密封。前一类别的代表是军事和商业交通工具中的抑制器上所使用的高速率放电(HRD)阀。这些阀可为机电型或分度器烧制型，由作为主要开口机构的挡板或提升阀组成。这两个系统均含有多个移动组件，并依靠O型环密封件来实现完整性。此类阀可能相对较昂贵，且在使用之前需要翻修。
[0004]另外的应用，例如航空航天，要求抑制器是气密密封的，来最小化超过所需环境范围的泄漏，并延长服务寿命。此类气密密封的灭火器使用位于出口膜片外部的爆破筒，爆破筒在致动后使圆盘破裂，并将药剂释放到分配网络中，或直接释放到受保护的火源区域中。尽管此方法非常快速且可靠，但此方法在致动期间容易使膜片破碎，且需要使用烟火弹药筒。这些阀需要定期维护和更换，且具有相关联的处置、运输和储存限制。
[0005]本文所描述的实例旨在保留现有技术的快速开启和自由流动特性，同时降低成本，去除烟火弹药筒，并在需要时提供对厄密性的选择。
[0006]DE 19736247公开一种具有由易碎材料制成的主体的组件，以及两者均嵌入并层压到主体中的压电元件的使用，使得当所述主体由所述压电元件通电时，所述组件的一部分被毁。
[0007]US 2010/025050公开一种热激活喷淋器阀，其包含形状记忆元件，所述形状记忆元件在受热时膨胀，迫使门闩破裂，从而打开喷淋器阀。
[0008]US 6682521描述通过记忆形状合金来打开含压力容器的许多方法。
[0009]欧洲专利申请号14160040公开一种陶瓷圆盘，其具有预定义的应力平面，所述应力平面在电力的冲击下断裂。还公开用于所述圆盘的铜焊附接的装置、用于最小化破碎的装置，以及用于在断裂之后保留圆盘的自由区段的装置。
[0010]EP 1582789描述用于控制物质的释放的装置和方法，所述装置和方法特别适于控制例如灭火介质等物质。所描述的装置和方法包括外壳，其具有用于连接到物质来源的入口，以及出口，入口与出口之间延伸着一通道。所述通道可被易碎元件封闭，所述易碎元件包括陶瓷圆盘，其连接到电流源。所述圆盘可为金属氧化物陶瓷圆盘，且可因施加到所述圆盘的电脉冲而断裂。
[0011]GB 1378079描述一种爆裂圆盘组合件，且明确地说，描述一种具有被爆裂圆盘组合件密封的孔口的容器。所述爆裂圆盘组合件由钢化玻璃组成，所述钢化玻璃被对着所述玻璃突出的可移动长钉以足够的力打碎，从而使其表面层破裂，且因此打碎所述圆盘。所述长钉经由烟火剂的点燃而产生的压力来移动。
[0012]GB 567120公开一种用于压力下流体的容器的快速释放阀布置，其旨在使流体能够以简单且快速的方式释放。所述阀布置包括中空主体或盒，其形成有阀座圈以及阀，所述阀的形状被设计成配合在阀座圈上，以密封住从所述流体容器引出的通道。可由铸铁、陶瓷、玻璃或易碎塑料形成的易碎圆盘位于所述阀主体内，并通过支柱部件与阀适当地间隔开，所述支柱部件用来将所述阀向下保持在其座圈上。所述装置还包含活塞，其用来打碎所述圆盘，并释放所述阀。也可以其它方式打碎所述圆盘，例如通过提供药包，或经由撞击所述圆盘的爆炸所驱动的小抛射物。
[0013]US 7，703，471公开一种用于从经加压储存容器释放气体、液体或干燥材料的远程操作单作用放电阀。阀主体内提供易碎密封件，当所述密封件完整时，其密封穿过其中的通道。描述一种螺线管，其包含在所述螺线管被致动时可从第一位置向第二位置移动的电枢。所述装置包含一个齿、多个齿，或一个销或多个销，其在所述电枢在第一与第二位置之间移动时，使易碎密封件破裂。使用ο型环将所描述的密封件保持在合适位置，且所述密封件可由玻璃制成。
【发明内容】
[0014]在一个实例中，提供一种用于阀机构中的易碎插塞，所述易碎插塞包括:第一区段，其具有第一端；以及相对的第二区段，其具有第二端，以及在所述第一端与第二端之间延伸的圆柱形侧壁；以及用于将力施加在所述易碎插塞的圆柱形侧壁上，使得所述第一区段从相对的第二区段破裂的装置，且其中所述用于将力施加在所述圆柱形侧壁上的装置围绕所述侧壁的外圆周周向延伸。
[0015]另外，所述用于将力施加在易碎插塞的圆柱形侧壁上的装置可在被施加热量后致动。
[0016]所述用于将力施加在易碎插塞的圆柱形侧壁上的装置可为形状记忆合金致动器。
[0017]另外，所述形状记忆合金致动器可包括一根或多根形状记忆合金丝。
[0018]所述一根或多根形状记忆合金丝在邻近于易碎插塞的侧壁的点处，卷曲或焊接到彼此。
[0019]所述形状记忆合金致动器可进一步包括一根或多根次要金属丝。
[0020]另外，可在侧壁中形成凹槽，且其中所述形状记忆合金致动器定位在所述凹槽中。
[0021]在另一实例中，所述易碎插塞进一步包括凹座，其具有:位于所述插塞的第二端处的开口端；且其中所述插塞包括预定义的破裂平面，且其中所述插塞被配置来越过所述预定义的破裂平面而破裂，且其中所述预定义破裂平面在所述侧壁的外圆周周围延伸；以及在所述插塞内的封闭端，圆柱形侧壁的内表面在其之间延伸，所述预定义的破裂平面与凹座内的侧壁相交，从而提供在易碎插塞的侧壁的内圆周周围延伸的预定义破裂线。
[0022]另外，可在预定义破裂平面中形成凹槽，且其中所述一根或多根形状记忆合金丝位于所述凹槽中。
[0023]所述凹槽可位于第一区段中邻近于第一斜削部分。
[0024]所述凹座的直径可在凹座的封闭端处比凹座的开口端处小，且侧壁的外表面具有第一斜削部分，且侧壁的内表面具有第二斜削部分，且其中所述外表面的斜削部分的具有最小直径的部分可与内表面的斜削部分的具有最大直径的部分处于同一平面内。
[0025]在另一实例中，提供一种阀机构，其包括阀主体，所述阀主体具有入口和出口，以及在其之间延伸的通道，以及如上文所述的易碎插塞，其中所述插塞保持在阀主体内，使得所述插塞在完整时，阻塞所述通道，且其中当所述易碎插塞破裂时，流体从入口向出口流动。
[0026]另外，易碎插塞的第一端可与出口流体连通，且易碎插塞的第二端可与入口流体连通。
【附图说明】
[0027]本文参考附图描述用于阀机构中的改进的易碎插塞以及阀机构的实例。
[0028]图1A示出易碎插塞的视图。
[0029]图1B示出图1A的易碎插塞的截面A-A的视图。
[0030]图1C示出图1B的易碎插塞的截面B的详细视图。
[0031]图1D经由有限元素分析(FEA)示出当将均匀的压力施加到插塞的与阀的入口流体连通的部分时，图1A到IC中示出的插塞的主应力分布。
[0032]图2示出形状记忆合金和卷