专利名称：用于气体、液体或粉末材料并具有一个隔膜盖的阀的制作方法
技术领域：
本发明涉及气体、液体或粉末材料用阀领域(见美国2002/0171055)。
发明内容
本发明的目的是提供一种上述类型的阀，其具有一种非常简单和低成本的结构，而且其操作也十分有效。
为了达到所述目的，本发明提供一种用于气体、液体或粉末材料的阀，它包括隔膜盖构件以及形状记忆致动装置，所述隔膜盖构件具有在第一相对端位置和第二相对端位置之间彼此相对地轴向运动的中心部分和周围边缘，所述第一相对端位置和所述第二相对端位置分别对应于所述阀的开启位置和闭合位置，或倒过来称呼；而所述形状记忆致动装置用来控制所述中心部分和所述周围边缘的彼此相对位置，其特征为，所述形状记忆装置可操纵地放入所述隔膜的所述中心部分和所述周围边缘之间并被安排成基本上平行于所述隔膜。
在其优选实施例中，一个第一支承物和一个第二支承物分别连接在隔膜盖构件的中心部分和周围边缘上。还是在该最佳实施例情况下，在所述中心部分和周围边缘的两个上述相对端位置的每一个中均发现该隔膜盖构件处于一个稳定的静止轮廓。然而最好是，该形状记忆致动装置包括第一形状记忆致动装置和第二形状记忆致动装置，所述第一形状记忆致动装置用来使该隔膜朝上述第一相对端位置位移，而所述第二形状记忆致动装置用来使该隔膜朝所述第二相对端位置位移。在所述最佳实施例情况下，该隔膜被成形为这样，即在该周围边缘和中心部分的两个相对端位置之间出现一个中间的死点轮廓。当该隔膜离开相应于第一端位置的轮廓时，一旦它已超过该中间死点轮廓，它当然倾向于移入相应于第二相对端位置的对立轮廓。因此，在所述最佳实施例中，所述第一和所述第二形状记忆致动装置简单地借助于使该隔膜离开起始位置直至超过该中间死点轮廓，就能实现该隔膜每次从一个轮廓到另一轮廓的移动。
本发明阀的一个特别占优势的应用场合为控制在一个与通风孔对应的位置内的空气通道，所述通风孔例如为用于卡车驾驶室的类型。然而，本发明阀的应用场合完全是非专门性的并且还能延伸到气体、液体或粉末材料领域。
还能设想按照本发明的教导制造的一种阀，此阀将具有一个单稳态隔膜盖构件，而不是如同该最佳实施例情况那样的一个双稳态隔膜。这意味着，该隔膜盖构件被发现仅在该隔膜的中心部分和周围边缘的两个上述相对端位置之一中处于静止状态。该形状记忆致动装置被安排来使该隔膜盖构件移入对立位置，并且在此处例如可能在该形状记忆装置的激活中止时提供有助于使该隔膜盖构件恢复到该静止状态的弹性装置。
还是在该最佳实施例情况下，该第一和第二形状记忆装置各自由一根丝构成，所述丝由设置在该隔膜盖构件一个相应表面上的一种形状记忆合金形成，使其接合该隔膜的周围边缘的两个直径相对区域及该隔膜的中心部分。该形状记忆丝用使它被电流通过的方法激活。在该激活状态，该形状记忆丝倾向于使该隔膜超越其死点轮廓。有利的是，预先安排在该隔膜两个表面的每一个上的该丝能被制造成弯回呈“U”形，并具有两个平行分支，从而呈现出其两个相互邻近的相对端部，所述相对端部位于该隔膜的同一侧面，以便更方便地与电力供应装置连接。所述装置用于按照焦耳(Joule)效应加热该丝，这引起其温度增加直到超过使该丝产生收缩的转变温度为止。
当然，第一和第二形状记忆装置的电力供应优选是由电子控制装置进行控制，继操作者对控制该阀的控制装置进行干预之后，该电子控制装置有选择地激活第一和第二形状记忆装置。
也可以设想单稳态隔膜盖构件的情况，为了用一种可调方式定位该盖构件，采用闭合环路控制，使该盖构件借助于成比例控制供应到形状记忆丝的电流而离开所述静止位置，该闭合环路控制是基于反馈信号来执行的，所述反馈信号例如由表示参数的信号构成，该参数诸如是该丝的温度、该盖构件或该丝的位置、该丝的电阻抗或者所供应的电流。
本说明的进一步特征和优点将参照附图从后继说明书显现出来，所述附图纯粹是以非限制性示例的方式提供，其中图1是一个卡车驾驶室内通风空气用开口的局部剖面透视图，所述开口具有一个根据本发明最佳实施例的阀；而图2和3是处于两种不同工作状态的图1开口的剖视图。
具体实施例方式
参见附图，标号1整体上表示一个开口，它被设计成能排出来自卡车驾驶室的通风空气。当然，此处给出的示例对于本发明适用性不具有限制作用，本发明完全是非专门性的。根据本发明的阀实际上能与任何类型装置中的任何类型的空气用开口或通道相关联，或者能在任何适当应用场合中用作用于液体或粉末材料的阀。
参见该具体示例，开口1包括一个用塑料制成并具有盒状构造的罩或者说外壳2，它带有一个具有圆孔4的端壁3以及一个具有周围边缘5的相对敞开侧，在该敞开侧所在的位置安装着一个框6，该框6带有多个彼此间隔开的平行翅片7，翅片7刚性连接在框6上并在其间确定了用于排出来自卡车驾驶室的空气的缝隙8。显然，如同已经说过的那样，此处描述类型的开口或者说百叶窗还能在建筑物或者例如为温室或工业仓库的任何类型房屋中用作通风出口。通过孔4的连通受一个隔膜盖构件9控制，后者包括一个用橡胶制成的膜状物并具有一个固定在第一支承物10上的中心部分和一个周围密封边缘，所述密封边缘固定在一个环形支承物11上并能确保在相应于圆孔4边缘的区域内的密封。橡胶隔膜9可以变形以至于能使周边支承物11相对于中心部分10作相对轴向位移，而中心部分10借助于支承杆10a刚性连接在框6结构上。因此周边支承物11可相对于该开口的壳2在图2描述的第一工作位置和一个对立位置(图3)之间作轴向位移，在所述第一工作位置的隔膜9的周围边缘9a确保了在一个相应于孔4的区域内的密封性，而在所述相对位置的环形支承物11被设置在离开孔4的一个轴向距离处，以便空气能够自由通过所述开口并穿过缝隙8流出。橡胶隔膜9具有一个死点轮廓，因而当它离开其图2和3描述的两个相对轮廓之一时，一旦该死点被超越，该隔膜就会由于其自身朝向另一轮廓的弹性而产生变位。
隔膜盖构件9在图2和3描述的两个极端状态之间的运动受一根第一丝和一根第二丝控制，所述第一和第二丝用一种形状记忆金属合金制成并分别以12和13表示。最好是如图所示，两根丝12、13中的每一个都围绕周边框架11边缘的一个附加物11a弯回而呈“U”形，以致出现两个相互邻近并与两个触点14呈电连接状态的端部，而两个触点14被连接到电力供应装置(未显示)上。在不激活状态，该形状记忆丝处于扩张状态(如同图2中的丝13或图3中的丝12)。假定在图2状态，丝13的电力供应使其收缩。由于该丝固定在周边框架11的两个直径相对的区域内，丝13的缩短使与其连接的周边框架11的直径相对区域倾向于和与中心框10接触的该线的中心部分在同一平面内对齐。这导致周边框架11向上轴向位移到图3描述的相对位置上，一旦隔膜9已超过其死点状态，所述运动会被隔膜9自身促进。一旦达到图3描述状态，丝13可不激活，隔膜9自身的弹性倾向于将周边框架11保持在图3描述状态，即设置在离开外壳2的孔4边缘一定距离处。如同已被描述的那样，在所述状态下，来自内部环境的空气流F能进入外壳2并通过缝隙8流出。当需要重新关闭该孔时，只要激活丝12以使其收缩就足够了，这导致周边框架11相对于中心部分10位移进入图2描述的相对位置。在所述推移期间，一旦隔膜9已超过其死点轮廓，该运动也被隔膜9自身的弹性促进。
当然，如同已多次描述的那样，虽然此处描述的该本发明最佳实例使用一个双稳态隔膜，但也可设想使用一个单稳态隔膜盖构件，其中形状记忆致动装置用来使该隔膜离开其稳定状态，而弹性装置用来在不激活该形状记忆装置之后使该隔膜恢复到所述轮廓。
该形状记忆装置的结构和安排也可为其它任何形式，但此处描述的结构和安排在简单和有效性方面呈现出特别的优势。
根据本发明的装置还能用来以一种可调方式控制一根例如用于气体的管的通道横截面。在这种情况下例如能在该管一端上提供环状阀体，并能在上文已经提及的闭合环路控制情况下以一种成比例方式控制该隔膜盖构件。
当然，在不损害本发明原理的情况下，该结构细节和实施例可相对于此处纯粹用举例方法描述和图解的内容作出各种各样的改变，因此这些改变没有越出本发明的范围。
权利要求
1.一种用于气体、液体或粉末材料的阀，它包括隔膜盖构件(9)以及形状记忆致动装置(12，13)，所述隔膜盖构件具有在第一相对端位置和第二相对端位置之间彼此相对地轴向运动的中心部分和周围边缘，所述第一相对端位置和所述第二相对端位置分别对应于所述阀的开启位置和闭合位置，反之亦然；而所述形状记忆致动装置用来控制所述中心部分和所述周围边缘的彼此相对位置，其特征为，所述形状记忆装置(12，13)可操纵地放入所述隔膜(9)的所述中心部分和所述周围边缘之间并被安排成基本上平行于所述隔膜(9)。
2.根据权利要求1的阀，其特征为，所述隔膜是单稳态的，也就是说，它具有相应于上述相对端位置之一的单个稳定静止轮廓，而且所述形状记忆装置倾向于使所述隔膜离开上述静止轮廓，而且提供弹性装置用来在所述形状记忆装置不作用之后将所述隔膜恢复到所述静止轮廓。
3.根据权利要求1的阀，其特征为，所述隔膜(9)是双稳态的，也就是说，它在两个上述相对顶端位置中的每一个情况下都具有一个稳定的静止轮廓，并且具有一个中间死点位置，使得所述隔膜在它离开所述静止轮廓之一直到它超过上述死点位置时，由于其自身弹性的结果，而倾向于朝另一所述静止轮廓运动。
4.根据权利要求3的阀，其特征为，它具有用来分别朝所述第一和朝所述第二相对端位置推动所述隔膜(9)的第一和第二形状记忆装置(12，13)。
5.根据权利要求4的阀，其特征为，所述第一和第二形状记忆装置包括第一形状记忆丝(12)和第二形状记忆丝(13)，它们被设置在上述隔膜(9)的两个表面上并连接在一个第二支承物(11)的直径相对区域内，以致在它们被激活时倾向于改变所述第一支承物和所述第二支承物的彼此相对位置。
6.根据权利要求5的阀，其特征为，它包括电力供应装置，所述电力供应装置用来为所述第一和第二形状记忆丝(12，13)供应电力，以致由于电流通过而造成所述金属丝温度升高直到超过相应的转变温度。
7.根据权利要求6的阀，其特征为，它包括带有端壁(3)的罩或者说外壳(2)，所述端壁具有受所述隔膜盖构件(9)控制的孔(4)，所述外壳(2)具有一个敞开侧，在其中安装着框(6)，该框(6)限定了多个用于排出空气的缝隙(8)，所述隔膜盖构件(9)的所述第一中心支承物(10)连接在所述框上，而所述第二周边支承物(11)可相对于所述中心支承物在第一位置和沿轴向设置在离所述第一位置一定距离处的位置之间轴向运动，在所述第一位置所述周边支承物处于与上述孔(4)边缘接触的状态，而在所述沿轴向设置在所述第一位置一定距离处的位置时，空气能通过所述孔(4)。
8.根据权利要求1的阀，其特征为，提供一个单稳态隔膜盖构件，为了用一种可调方式定位所述盖构件，采用闭合环路控制，使所述盖构件借助于成比例控制供应到所述形状记忆丝的电流而离开所述静止位置，该闭合环路控制是基于反馈信号来执行的，所述反馈信号例如由表示参数的信号构成，该参数诸如是所述丝的温度、所述盖构件或所述丝的位置、所述丝的电阻抗或者所供应的电流。
全文摘要
一种用于气体、液体或粉末材料的阀，它包括一个具有中心部分和周围边缘的隔膜盖构件(9)，所述中心部分和周围边缘分别连接在一个中心支承物(10)和周边支承物(11)上。所述支承物能在分别对应于该阀开启状态和闭合状态(反之亦然)的一个第一相对端位置和一个第二相对端位置之间彼此相对地轴向位移。所述第一和第二支承物(10，11)沿轴向的该相对位移受形状记忆装置控制，所述形状记忆装置最好用设置在该隔膜盖构件(9)两个相对表面上的第一形状记忆丝(12)和第二形状记忆丝(13)形成。
文档编号F16K31/64GK1766383SQ20051011843
公开日2006年5月3日 申请日期2005年10月28日 优先权日2004年10月28日
发明者F·布特拉, S·阿拉夸, M·比亚西奥托, A·扎内拉 申请人:C.R.F.阿西安尼顾问公司