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_2

文档序号:9221346阅读:来源:国知局
延伸到该阀元件中的一个方向相反。一个线的一个中间区段,其中所述中间区段嵌入在该阀元件中,在该致动器的该形状记忆合金元件与该阀的该阀元件之间提供一个可靠且简单的连接,因此无需另外的机械粘结装置。
[0023]根据根据本发明的该阀的一个方面,该致动器具有一个延伸部,其中至少50%的该延伸部、优选地至少60 %的该延伸部、可能至少75 %、甚至可能在75 %与100 %之间的该形状记忆合金元件延伸在该阀主体外。具有一大部分延伸在该阀主体外的该形状记忆合金确保至少仅有一小部分能够暴露于流动通过该阀主体的制冷剂,从而避免冷却该形状记忆合金元件,并且因此避免妨害该元件的热机械特性。
[0024]在一个可能的实施例中,该致动器具有一个延伸部,其中该形状记忆合金元件的该延伸部的全部在该阀主体内部延伸,并且其中一个制冷剂流能够经过该致动器的该延伸部。在该阀主体内部延伸的该致动器可以具有这样的优点:该致动器不占据除了该阀主体之外的空间,从而使该阀的大小最小化。
【附图说明】
[0025]下文中将参照附图来描述本发,其中
[0026]图1是根据本发明的一个阀的一个第一可能实施例,
[0027]图2是根据本发明的一个阀的一个第二可能实施例,
[0028]图3是根据本发明的一个阀的一个第三可能实施例,并且
[0029]图4是根据本发明的一个阀的一个第四可能实施例。
【具体实施方式】
[0030]图1示出了一个阀的一个第一实施例,该阀包括一个阀主体1、一个阀入口 2、以及一个阀出口 3。该阀还包括一个阀元件4和一个阀座元件5以及一个致动器6,该致动器用于相对于阀座元件5操作阀元件4。
[0031]阀座元件5固定在阀主体I内部。阀座元件5具有一个阀座7、一个阀座入口 8、以及一个阀座出口 9。通过将阀元件4相对于阀座7移位,阀元件4能够允许或阻挡制冷剂流动通过阀I和阀座元件5。在相对于阀座7所示的阀元件4的位置中,制冷剂通过该阀的流动被允许,并且阀元件4是处于完全打开位置。阀元件4从阀座7且进一步沿着阀元件4的延伸部扩张。一个扩张的阀元件减小了该制冷剂在经过该阀座后的压力。该压力的减小降低了该制冷剂的再循环风险,并降低了在该制冷剂中形成气泡的风险。气泡形成风险的降低减少了当该制冷剂经过该阀时可能发生并且可能是令人烦扰的任何噪声。
[0032]致动器6包括一个由形状记忆合金材料制成的一个细长的形状记忆合金元件10,所述元件控制阀元件4的位置。在详细说明的剩余部分中,形状记忆合金元件将用SMA元件来表示,并且形状记忆合金材料将用SMA材料来表示。由通常是一种金属的一种SMA材料制成的一个SMA元件是“记住”原始形状的一个元件。该SMA元件的该原始形状是在不遭受机械、热和/或电冲击的任何组合时的形状。该SMA材料可能是一种镍钛合金。其他SMA包括铜-销-镲合金、铜-锌-销合金、以及铁-猛-娃合金。
[0033]在图1中示出的实施例中,SMA元件10包括一个第一线11和平行延伸的一个第二线12。第一线11和第二线12都是从一个远侧末端位置Pl延伸,并且延伸至一个近侧末端位置P2,所述远侧末端远离阀元件4,所述近侧末端邻近阀元件4。阀元件4由一种材料制成,该材料使SMA元件10与该阀的其他元件和部分电绝缘。
[0034]在图1中示出的实施例中,SMA元件10由一个单件构成,该单件由第一线11、第二线12、以及在第一线11与第二线12之间的一个中间线13组成。第一线11从远侧末端Pl延伸至在阀元件4处的近侧末端P2,在该近侧末端P2处该第一线进入阀元件4中。沿着SMA元件10的在第一线11与第二线12之间的中间线13,SMA元件10被嵌入在阀元件4中。SMA元件10的该延伸部将方向从SMA元件10进入阀元件4的方向改变至SMA元件10离开阀元件12的方向。SMA元件10在一个方向上离开阀元件4,该方向与其中SMA元件10进入阀元件4的SMA元件10的该方向相反。在图1示出的实施例中,SMA元件10将方向改变180度,这样使得第一线11与第二线12平行。可替代地,该第一线和该第二线可以形成一个最多90度的相互角度以及在90度与O度之间的任何其他相互角度,即,在90度与如图1所示的平行之间的任何相互角度。
[0035]提供了一个封装体14,在该封装体中嵌入了 SMA元件10的第一线11和第二线12。尽管被嵌入在封装体14中,第一线11和第二线12能够在封装体14内移位。能够在封装体14内移位的第一线11和第二线12是通过使该封装体构成一个覆盖物来获得的,该覆盖物是具有多个细长内腔(未示出)的一个管子或一个管或一个杆,用于在这些细长内腔中容纳这些线11、12中的一个。可替代地,封装体14构成一个覆盖物,该覆盖物是多个管子或管或杆,每个管子或管或杆具有一个细长内腔(未示出),用于容纳这些线11、12中的一个。
[0036]在一个可替代的实施例中,SMA元件10的第一线11和第二线12在其中延伸的该封装体是一个涂层或一个覆盖物,该涂层或该覆盖物设置在SMA元件10的第一线11和第二线12的外表面上。如果该封装体是在第一线11和该第二线的外表面上的一个涂层或一个覆盖物,那么该封装体能够连同第一线11和第二线12的移位一起移位。
[0037]如果该封装体是在第一线11和第二线12的外表面上的一个涂层或一个覆盖物,那么该涂层或覆盖物由一种材料制成,该材料具有低于该SMA材料的热导率的热导率。可能地,涂层可以由聚四氟乙稀(PFTE)制成。
[0038]封装体14提供了以下特性中的至少一个:在该SMA元件与该封装体的周围环境之间的一个热阻、在该SMA元件与该封装体的周围环境之间的一个热导体、在该SMA元件与围绕该SMA元件的该阀的元件之间的一个电阻、在该SMA元件的多个延伸部之间的一个电阻。
[0039]封装体14在其中延伸的一个管子15构成了用于封装体14的一个覆盖物,并且还构成了在阀座元件5与SMA元件10的远侧末端Pl之间的一个刚性元件。管子15形成了阀主体I的一个一体化部件,但是因此管子15不是阀主体I的一部分。该阀主体仅包括该阀封闭阀元件4和阀座元件5的该部分。在图1示出的实施例中,阀主体1、阀出口 3、以及管子15是同一个元件。阀入口 2是固定到阀主体I上的一个单独的元件。在可替代的实施例中,参见图2和图3,阀入口 2也与阀主体I整合在一起。
[0040]止挡件16设置在SMA元件10的远侧末端Pl,也是封装体14和管子15的一个远侧末端处。止挡件16包括两个插脚17,这两个插脚17构成用于SMA元件10的第一线11和第二线12的电连接器。用于向SMA元件10提供电流的一个电流源(未示出)的一个插座(未示出)意在用于与插脚17接合以用于向SMA元件10施加电流。止挡件16固定在管子15的远侧末端Pl上,并且构成用于封装体14的一个止挡件,并且还构成插脚17的一个占位体。
[0041]一个弹性元件18,优选地是一个螺旋弹簧,被设置在管子15中,处于封装体14与阀元件4之间。弹性元件18朝向阀座元件5压迫阀元件4。在图1示出的实施例中,当阀元件4被朝向阀座元件5压迫时,阀元件4是处于相对于阀座7的一个完全打开位置。当该阀将要不完全打开时,来自弹性元件18的力是由电流被施加到SMA元件10上时来自SMA元件10的一个反向力抵消的。
[0042]图1示出的实施例的阀座元件5固定在阀主体I上,其方式使得流动通过该阀的制冷剂不与SMA元件10直接接触。因此,SMA元件10将不会被该制冷剂直接冷却,并且保持该SMA元件的预期特性不受该制冷剂的影响。该SMA元件的预期特性是当电流被施加到该SMA元件上时加热该SMA元件,并且该SMA元件的加热导致该SMA元件改变形状。该SMA元件的形状改变将是第一线11和第二线12的长度的一个延伸。
[0043]图2示出了一个阀的一个第二实施例,该阀包括一个阀主体1、一个阀入口 2、以及一个阀出口 3。该阀还包括一个阀元件4和一个阀座元件5以及一个致动器6,该致动器用于相对于阀座元件5操作阀元件4。图2所示的该阀通常可以被描述成用于一个制冷系统的一个在线阀,其中该阀被嵌入在该制冷系统的管道中。结果是该阀构成该管道的一个一体化部件,并且这样用于将制冷剂从该制冷剂系统的一个部分传递到该制冷剂系统的除了由该阀构成的部分之外的另一个部分。
[0044]如图2所示的一个在线阀的优点通常如下:提供了一个双流阀(b1-flow valve),即,能够易于建立一种阀,其中制冷剂可以在两个方向上流动,不仅仅从如图2所示的该入口至该出口,而且还相反地从如图2所示的该出口至该入口。当提供根据本发明的该阀作为一个在线阀,如图2所示的一个在线阀,结合一个所谓的平衡端口,即该阀元件和该阀座被成形,这样使得在如图2所示的该入口与该出口之间的,或者反之亦然,在如图2所示的该出口与该入口之间的压力差被平衡,可能能够提供一个双流阀。
[0045]提供一个阀作为一个在线阀的另一个有利之处在于,沿着该阀被设置在其中的该管道的延伸部所使用的材料被限制。在已知的制冷或空调系统中,该管道的延伸可以沿着该延伸部增加,其中可以设置任何一个或多个阀。通过提供一个在线阀,该阀可以被沿着已经存在的管道设置,而无需另外的管道来容纳该阀。可替代地或者此外,特定的管道区段,如T形管道区段可以通过提供一个在线阀而被省略。
[0046]阀座元件5固定在阀主体I内部。阀座元件5具有一个阀座7、一个阀座入口 8、以及一个阀座出口 9。通过将阀元件4相对于阀座7移位,阀元件4能够允许或阻挡制冷剂流动通过阀I和阀座元件5。在相对于阀座7所示的阀元件4的位置中,制冷剂通过该阀的流动被阻挡,并且阀元件4是处于一个完全关闭位置。
[0047]图2所示的实施例中的SMA元件10包括一个第一线11和平行延伸的一个第二线12。第一线11和第二线12都是从一个远侧末端位置Pl延伸,并且延伸至一个近侧末端位置P2,所述远侧末端远离阀元件4,所述近侧末端邻近阀元件4。阀元件4由一种材料制成,该材料使SMA元件10与该阀的其他元件和部分电绝缘。
[0048]图1所示的实施例中的SMA元件10由一个单件构成,该单件由第一线11、第二线12、以及在第一线11与第二线12之间的一个中间线13组成。第一线11从远侧末端Pl延伸至在阀元件4处的近侧末端P2,在该近侧末端P2处该第一线进入阀元件4中。沿着SMA元件10的在第一线11与第二线12之间的中间线14,SMA元件10被嵌入在阀元件4中。SMA元件10的该延伸部将方向从SMA元件10进入阀
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