用于阀机构中的易碎插塞的制作方法_2

文档序号:9747582阅读:来源:国知局
曲装置的视图。
[0033]图3A和3B示出替代图2中所示的形状记忆合金。
[0034]图4A和4B示出替代图2、3A和3B中所示的形状记忆合金。
[0035]图5A和5B示出包含图1A到IC的易碎插塞的阀机构。
【具体实施方式】
[0036]一般来说,易碎插塞10提供于阀机构(稍后描述)的入口与出口之间。所述易碎插塞在被激活之前,通过在入口与出口之间的阀上形成密封,来防止流体流经导管。当易碎插塞被激活时,流体可从阀机构的入口向出口流经所述导管。
[0037]—般来说,易碎插塞10具有圆柱形侧壁,且围绕所述圆柱形侧壁周向延伸,从而提供用于将力施加到插塞的圆柱形侧壁的装置。当所述用于将力施加到插塞的装置被激活时,所述易碎插塞破裂,使得流体可从入口向出口流经导管。
[0038]图1A到IC中示出易碎插塞的实例,但设想所述插塞的形状可不同于下文所论述的“礼帽”布置。重要的是所述易碎插塞具有用于将力施加到插塞的圆柱形侧壁的装置,且所述用于施加力的装置围绕圆柱形侧壁周向延伸。
[0039]本文所描述的易碎插塞可由易碎陶器材料形成,例如矾土,但也可由任何类似易碎的玻璃状或聚合材料形成。
[0040]本文所描述且图1A到IC中所示出的易碎插塞的一个实例具有“礼帽”的大体形状。在此实例中,将插塞视为具有在第一端14处大体上平坦的连续的封闭第一表面13。尽管本文将所述插塞的第一表面描述为平坦的,但这不是必要的,且所述表面可为任何其它形状,例如弯曲或圆顶形。所述插塞还具有相对的第二端12。第一端14和第二端12处的所述表面的外周长在此实施方案中为大体圆形,然而,可使用其它形状,取决于所选择的设计。所述插塞进一步具有侧壁16,其具有外表面30,所述外表面30在所述第一端14与第二相对端12之间柱面延伸。
[0041]如图1A中所见,所述插塞具有:第一区段1,其包含第一端14 ;以及第二区段2,其包含第二端12。
[0042]详细来说,图1A到IC中所示的插塞的侧壁16的外表面30包括三个部分15、17和19,其各自具有不同的直径,且因此彼此围绕。如在图1A到IC中可见,在插塞17和19的任一端处存在大体上均匀直径和圆周的部分,其之间具有增加/减小直径的第一成角度或斜削部分或凸缘15。第二端12处的圆柱形部分的圆周也大于第一端的圆周,从而形成将为“礼帽”形状的“边”的部分。尽管本文所示的实例的侧壁的外表面的端部分为大体上均匀直径,所述直径不必完全均匀。
[0043]侧壁16的连接到第一部分17的第二部分15斜削,且以一角度从第一部分17向外延伸,从而在第二端12的方向18上包括增加的直径。第二部分15接触第三部分19,其在直径上又是大体上均匀的,且形状为圆柱形的,并且还大体上平行于外侧壁的第一部分17而延伸。此第三部分19因此构成凸缘,或“礼帽”形状的“边”,且在所示的实例中,具有大体上均匀的直径。侧壁16的外径在第三部分19中达到其最大值。
[0044]插塞的第一区段I包含第一部分17。插塞的第二区段2包含第二部分15和第三部分19。
[0045]如上文所述,所述插塞在第一端14处具有第一、封闭的、连续表面13,然而,插塞的相对的第二端12界定向延伸到插塞中的圆柱形凹座22的开口,圆柱形凹座22在图1B中被视为大约位于插塞的中心。
[0046]举例来说,如图1B中所见,凹座22具有位于插塞的第二端12的开口端26、位于插塞内的封闭端20,以及在其之间延伸的圆柱形侧壁16的内表面23。如图1B中可见,凹座的封闭端20处的圆柱形壁的直径和周长小于开口端26处的壁的直径和周长。
[0047]更详细地说,圆柱形凹座22由具有在第一端14的方向上,在插塞的第二端12处从第二表面11延伸的内表面的侧壁形成。所述内表面,或插塞的凹座内的侧壁23包括第一部分24,其柱面延伸,且从插塞的第二端12和第二表面11具有大体上均匀的直径。侧壁的内表面的此第一部分24页在大体上品行与侧壁的外表面的端部分17、19的方向上延伸,如上文所述,但这不是必要的。侧壁的内表面23还包括斜削的第二部分21,其中直径在插塞的第一端14以及凹座22的封闭端20处的表面25的方向上减小。
[0048]凹座因此在具有表面25的封闭端20中终止,表面25具有比第二表面11处的凹座的开口端26小的直径和周长。在图中,凹座22的封闭端20处的表面示出为平坦的,然而这不是必要的,且可使用任何形状的表面。
[0049]如上文所述,侧壁16的外表面具有第一斜削部分15,且侧壁的内表面23具有第二斜削部分。
[0050]如图中可见,外表面的斜削部分的具有最小直径的部分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。
[0051]上文描述“礼帽”形状的易碎插塞的布置,但设想可结合下文所描述的用于将力施加在圆柱形侧壁上的装置使用其它布置和形状。重要的是用于将力施加在圆柱形侧壁上的装置提供密封件中断裂,以允许流体从入口向出口流动。
[0052]如图1A到IC中所示,易碎插塞还包括用于将力施加在插塞的圆柱形侧壁16上,使得第一区段I从第二区段2破裂的装置100。用于将力施加在所述圆柱形侧壁16上的装置100围绕侧壁16的外圆周延伸,如图1A中所示。
[0053]图1A到IC以及图2中示出用于将力施加在插塞的圆柱形侧壁16上的装置100的实例。在所示的实例中,这是在受热之后改变形状的元件;例如可使用形状记忆合金致动器。在这些图中所示的实例中,形状记忆合金致动器为在侧壁16的外圆周周围,且明确地说,在脆弱或预定义破裂平面90的圆周线周围延伸的形状记忆合金丝。形状记忆合金丝可由镍钛合金(例如Nitinol TM)形成,但也可由此项技术中已知的其它形状记忆合金材料形成。当被激活时,所述形状记忆合金丝改变形状,且直径扩大。在一些实例中,通过增加合金的温度来激活形状记忆合金丝。举例来说,形状记忆合金丝可连接到电力供应,以便通过电焦耳加热来致动。电力供应的实例可为恒定电流供应或电流受限DC供应。
[0054]在图1A中所示的实例中,形状记忆合金丝100在侧壁16的圆周周围延伸,且经定位以便与预定义的破裂平面90处于同一平面内。使形状记忆合金丝维持在侧壁16的圆周周围的位置中,使得丝的移动和缩回受限。在一个实例中,通过卷曲连接件105使形状记忆合金丝100卷曲,以便将形状记忆合金丝100固定在侧壁16的圆周周围的合适位置中。尽管所述实例示出卷曲连接件,例如105,但可通过其它手段,例如焊接等,来固定形状记忆合金丝。
[0055]形状记忆合金丝100可预张紧5%到10%。当将形状记忆合金丝100加热到高于变形温度时,例如通过电焦耳加热,丝100将通过在长度上缩回,且在直径上扩大来尝试恢复张紧。然而,张力恢复受卷曲连接件105约束,且因此较大的本地化应力(例如,~400 MPa)在所有接触点处施加在圆周侧壁16上。此应力起始易碎破裂,从而导致插塞的区段I从插塞的区段2破裂。丝100有效地“切”穿插塞的侧壁16的圆周,并提供干净的断裂,这减少了破裂之后的碎片数目。举例来说,NiTi合金具有介于-50°C与95°C之间的变形温度。然而,也可使用其它合金,例如NiTiNb,其具有超过110°C的变形温度。
[0056]如图1B和IC中所示,凹槽110可形
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