用于蒸汽压缩系统的阀的形状记忆合金致动器的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于一个制冷系统的阀的致动器。本发明还涉及一种用于蒸汽压缩系统的阀，如一种用于制冷系统或热泵系统的阀，并且本发明还涉及这样一种蒸汽压缩系统，优选地涉及一种制冷系统。
【背景技术】
[0002]用于蒸汽压缩系统如制冷系统或热泵系统的阀以不同结构和在该制冷系统中的不同用途而为人所知。通常，制冷系统的阀是热静态地或机电地操作的，这取决于在该制冷系统内的用途。形状记忆合金(SMA)材料也已用于操作阀。
[0003]WO 2010/142997披露了一种阀，该阀包括一个主体、一个通道、一个密封构件、一个触发器、以及一个温度响应触发致动器。该温度响应触发致动器包括多个点触发致动器部分，其中该多个点触发致动器部分中的每一个的特征为一个对应的形状改变温度，并且被配置成使得对于该多个点触发致动器部分中的每一个，当该点触发致动器部分的温度低于该对应的形状改变温度时，该点触发致动器部分被安置在一个对应的低温形状状态中，并且当该点触发致动器部分的温度处于或高于该对应的形状改变温度时，该点触发致动器部分被安置在一个对应的高温形状状态中。WO 2010/142997使用一个金属丝带，该金属丝带从远离该密封构件的一个位置延伸进入该主体到达邻近该密封构件的一个位置，从而使用来自该一个金属丝带的力以用于触发该密封构件，并且使用该阀主体的一部分来向该触发致动器传导电流。
[0004]US 5，345，963披露了一种电控调制压力调节器，其中一个主阀调节在一个入口与一个出口之间的流体流动，以响应于由一个伺服阀产生的控制压力，该伺服阀响应于该出口压力和由一个调节器弹簧施加到承载该伺服阀闭合器元件的一个隔膜上的力。该调节器弹簧的变形可以由一个电致动器改变，该电致动器处于形状记忆合金的一个丝段的形式，电流可以通过其中来改变其温度和长度。由致动器电控的一个可调节弹簧保持器包括形状记忆合金材料的一个丝段。丝段的末端被相对于一个壳体固定。该丝段经过在该丝段上的中间位置与弹簧保持器43之间延伸的一个推杆组件的末端的上方，或者一个压缩弹簧被定位在一个隔膜的顶侧上的一个第一弹簧保持器与一个第二弹簧保持器之间，该压缩弹簧的位置可以借助于致动器被电改变，该致动器包括形状记忆合金材料调节器压缩弹簧101的一个丝段。该丝段以一种方式操作一个阀元件，这样使得该丝段本身与经过该压力调节器的流体流不接触。
[0005]US 2002/171055披露了一种用于流体流动的接通和断开控制的SMA致动的小型自锁阀。一个阀闭合器包括一个提升阀，该提升阀用于打开和关闭流体流动路径。该提升阀响应于一个致动器机构来操作，该致动器机构具有被安排成通过电阻加热致动的SMA丝。致动致使这些丝中的不同丝收缩并牵拉该提升阀朝向或远离一个阀座。包括一个锥形弹簧的一个锁定机构在两个双稳态位置之间操作，这些双稳态位置在不对这些致动器进一步施加功率的情况下保持该提升阀完全打开或者完全关闭。第一致动器50由一对形状记忆合金丝组成。这两个丝在它们的上端安装至一个支架，该支架附接至一个中间壳体的上端。这两个丝的下端附接至一个驱动条，该驱动条附接至装配在一个枢轴周围的一个细长的管状枢轴套筒的下端。两个SMA丝通过被加热通过它们的相变过渡温度来致动，这样使得它们恢复其记忆形状。这引起它们的长度收缩，这样使得它们完全一致地动作，以便在该枢轴套筒上施加一个向上的拉力，从而导致该枢轴向上滑动。该枢轴继而将一个提升阀向上移动至该阀打开位置。SMA丝操作一个枢轴，这样使得这些丝本身与通过该压力调节器的该流体流不接触。
[0006]本发明的一个目的可以是提供一种利用形状记忆合金的致动器，并且该致动器可以在用于蒸汽压缩系统的一个阀中起作用，即使在该阀体中存在高压力差并且即使该形状记忆合金完全或部分通过该阀的部分，在该部分处流体也正通过该阀，或者如果该阀的该致动器由具有不适合于形状记忆合金的某种温度的环境完全或部分围绕。目的还可以是提供一种阀，其中存在一种简单的方式来提供一个通常打开或通常关闭位置。此外，本发明的一个目的可以是提供一种用于制冷系统或热泵系统的阀，其中当制冷剂流动通过该阀时，形状记忆合金特性得以保持。
【发明内容】
[0007]通过一个致动器来获得这些目的中的一个或多个，其中该致动器包括一个细长的形状记忆合金元件，所述形状记忆合金元件在形成该阀的一部分时具有意在远离该阀的一个阀元件的一个末端，以及意在邻近该阀元件的一个第二末端，并且其中该形状记忆合金元件沿着该形状记忆合金元件的至少两个优选平行的延伸部从该远侧末端延伸至该近侧末端，并且其中所述致动器包括构成用于该细长的形状记忆合金元件的一个细长主体的一个封装体，并且其中该封装体将该形状记忆合金元件的该至少两个延伸部封装，并且其中该封装体在该形状记忆合金元件的温度与该封装体的环境和该形状记忆合金元件的该至少两个延伸部的温度之间提供一个热阻。
[0008]该形状记忆合金元件沿着两个延伸部的延伸导致由该形状记忆合金元件提供的一个增加的力。此外，两个延伸部还可提供具有一个更小尺寸的形状记忆合金的延伸部的可能性，从而减少该致动器的能量消耗。
[0009]通过提供具有一定热阻的一个封装体，该形状记忆合金元件的热机械特性可以得到维持或和/或可以被校准，而不依赖于或者至少仅仅最低水平地依赖于制冷剂的或者该形状记忆合金元件的紧密邻近处的环境空气的任何温度。该封装体的该热阻完全或部分阻挡来自周围环境的热量或寒冷传递到该形状记忆合金元件。该封装体的该热阻可以可替代地或者另外地允许热量从该形状记忆合金元件传递到这些周围环境。该封装体还可以提供一个机械阻隔件。
[0010]在根据本发明的一个致动器的一个实施例中，该封装体从该远侧末端延伸至该近侧末端，从而沿着从该远侧末端至该近侧末端的整个距离将该形状记忆合金元件的线封装，并且其中该形状记忆合金元件的这些线能够在该封装体内至少在该远侧末端与该近侧末端之间移位。
[0011]该形状记忆合金元件在该封装体内部移位确保了该形状记忆合金元件的自由和无阻挡的移位，然而同时确保了由该形状记忆合金提供的热特性和力在移位时尽可能小地受到环境温度的影响，例如经过该封装体的制冷剂的温度或者围绕该封装体的冷藏库空气的温度。
[0012]可能地，该封装体构成一个覆盖物，该覆盖物具有以下结构中的一个:多个管子或管或杆，各自具有一个细长内腔，用于容纳这些线中的一个；或者一个管子或一个管或一个杆，具有多个细长内腔，用于在该多个细长内腔的每一个中容纳这些线中的一个。
[0013]具有内腔的封装体确保在该形状记忆合金元件与该封装体之间的接近关系，然而，仍然允许该形状记忆合金元件的这些线在这些空腔的内部移位。
[0014]在根据本发明的一个致动器的另一个实施例中，该封装体从该远侧末端延伸至该近侧末端，从而沿着从该远侧末端至该近侧末端的该整个距离将该形状记忆合金元件的这些线封装，并且其中该封装体能够连同该细长的形状记忆合金元件一起至少在该远侧末端与该近侧末端之间移位。
[0015]该封装体连同该形状记忆合金元件一起移位提供了利用任何适于提供一个热封装体的材料或结构预涂覆或预覆盖该形状记忆合金元件的可能性，这取决于环境温度，并且取决于经过该形状记忆合金元件或者围绕该形状记忆合金元件的任何气体或液体。
[0016]可能地，该封装体构成一个涂层，该涂层被设置在这些线中的每一个的外表面上，所述涂层由一种材料制成，该材料具有一个弹性模量，从而使得该封装体能够弹性地移位超过这些线中的每一个的可能的最大移位。
[0017]由具有一个足够高的弹性模量的一种材料制成的封装体确保当该形状记忆合金元件的这些线被移位时，设置在该形状记忆合金元件的这些线上的该涂层将不会崩解。
[0018]根据根据本发明的该致动器的一个方面，该致动器包括一个细长的形状记忆合金元件，所述形状记忆合金元件在形成该阀的一部分时具有意在远离该阀的一个阀元件的一个末端，以及意在邻近该阀元件的一个第二末端，并且其中该形状记忆合金元件从该远侧末端延伸至该近侧末端，其中该形状记忆合金元件在该远侧末端连接到该形状记忆合金元件的一个壳体上且与该壳体电绝缘，并且其中该形状记忆合金元件在该远侧末端与该近侧末端之间延伸且与该壳体电绝缘。该形状记忆合金元件与该壳体电绝缘导致该形状记忆合金元件的热机械特性不受该阀的其他部分的任何电、热或机械特性的影响。该形状记忆合金元件主要根据该元件本身的这些具体特性来操作。
[0019]根据根据本发明的该致动器的另一个方面，该形状记忆合金元件被成形为多个直线，其中至少一个第一线和一个第二线优选地平行地从该远侧末端延伸至该近侧末端，或者反之亦然。将该形状记忆合金元件成形为线具有这样的优点:提供一种制造费用不昂贵的形状，以及一种具有一个引导件并且在不同电流情况下容易校准的形状。
[0020]根据根据本发明的一个致动器的一个可能的实施例，该形状记忆合金元件被制造成单件，其中一个中间区段连接该至少一个第一延伸部和该至少一个第二延伸部，该形状记忆合金元件的所述中间区段在形成该阀的一部分时连接至该阀元件。尽管包括至少两个独立的延伸部，将该形状记忆合金元件制造成一件具有这样的优点:提供了一个元件，该元件是一体化的，不具有内部机械连接，并且沿着该元件的整个延伸部具有相同的结构和热机械特性。
[0021]根据本发明的一个阀包括一个阀主体，该阀主体具有用于制冷剂的至少一个入口和至少一个出口，并且具有定位在该阀主体内部的一个阀元件，并且具有根据上面提到的这些方面中的任何一个的一个致动器，即，一种阀，其特征在于所述致动器在该阀主体的该至少一个入口与该至少一个出口之间延伸，所述阀还包括一个封装体，该封装体用于该形状记忆合金元件的该第一线和该第二线且朝向该第一线和该第二线的周围。根据本发明的该阀具有与根据本发明的该致动器的可能的优点相同的优点，用于操作和用于将提到的该阀元件移位，即在一种环境中放置该阀和该阀的该致动器的可能性，该环境具有意在使该形状记忆合金元件免于使用该封装体的温度。
[0022]根据本发明的一个优选的实施例，该阀具有一个致动器，该致动器包括以单件制成的多个直线，其中该单件的至少一个第一区段从一个远侧末端延伸至一个近侧末端，并且其中该单件的至少一个第二区段从该近侧末端延伸至该远侧末端，并且其中，在该近侧末端处，该单件通过线的该单件的一个中间区段附接到该阀元件上，并且沿着一个曲线延伸嵌入在该阀元件中，这样使得该单件的一个第二线从该阀元件在一个方向上延伸出去，该方向基本上与该第一线