形状记忆合金促动的引导控制封闭阀的制作方法
【专利摘要】提供了一种封闭阀(100)。封闭阀(100)包括可在第一位置与第二位置之间移动以选择性地开启流体入口端口(330)与流体出口端口(331)之间的流体连通路径的阀密封件(102)。封闭阀(100)还包括可在第一位置与第二位置之间移动的第一引导阀密封件(104a)。第一引导阀密封件(104a)选择性地向引导控制室(332)提供加压流体，其中引导控制室(332)内的加压流体朝第一位置偏置阀密封件(102)。封闭阀(100)还包括可在第一位置与第二位置之间移动的第二引导阀密封件(104b)。第二引导阀密封件(104b)选择性地排出引导控制室(332)中的加压流体。封闭阀(100)还包括一个或多个形状记忆合金元件(106a,106b)，以在加热到转变温度以上时在第一位置与第二位置之间促动第一引导阀密封件和第二引导阀密封件(104a,104b)中的一个或多个。
【专利说明】形状记忆合金促动的弓I导控制封闭阀
【技术领域】
[0001]下文描述的实施例涉及封闭阀，且更具体而言，涉及以形状记忆合金促动的引导阀控制的封闭阀。
【背景技术】
[0002]流体处理装置变得越来越普遍且对流体处理装置存在有所增加的需求。一类型的流体处理装置为封闭阀。例如，封闭阀可为电力促动的或流体促动的。封闭阀具有允许阀在不需要向阀连续供应电力的情况下保持为开启和/或关闭状态的独特特征。例如，在电力促动的封闭阀中，可提供螺线管且激励螺线管可促动阀。通常，在缺乏供应到螺线管中的能量的情况下，可提供永磁铁来封闭或以其它方式将阀固持在促动位置。虽然该系统最初充分地工作，但磁铁通常暴露于流体且因此可容易受侵蚀，从而致使阀不可操作。
[0003]美国专利6，742，761中示出了另一类型的电力促动的封闭阀，该专利针对具有封闭特征的形状记忆合金促动阀。由形状记忆合金线构成的两个促动机构用于在开启与关闭状态之间促动柱塞。锥形弹簧用于在缺乏偏置力的情况下由形状记忆合金线将柱塞保持在促动状态。因此，’ 761专利描述了包括封闭特征的形状记忆合金促动阀；然而，’ 761阀需要额外的封闭构件，即锥形弹簧，来执行封闭特征。因此，虽然’ 761专利中示出的阀消除了以上论述的与侵蚀磁铁相关联的问题，但’ 761专利需要极大数目的零件，这些零件在制造期间可能昂贵。此外，锥形弹簧在重复促动期间容易损坏。
[0004]以上提到的途径论述了电力促动的封闭阀。另一类型的封闭阀包括使用一个或多个引导阀的流体促动的封闭阀。如果直接控制，则流体促动的封闭阀可期望处于流体的压力和/或流动速率将需要极大量的电力的情况。虽然流体促动的封闭阀是已知的，但它们通常依赖于螺线管控制的引导阀，由于需要消耗电力，故如以上所论述的引导阀在一些方面失效。此外，在一些情况下，由螺线管阀生成的电磁场可能在某些环境中存在问题。另外，螺线管阀在它们促动时通常产生可听见的嘀嗒噪声，在某些情况下可能并不期望该噪声。此外，引导促动阀通常需要单独的加压流体源，其可增加系统的复杂性。
[0005]因此，在本领域中存在对于可被流体促动且当封闭阀在位置之间被促动时使用最小量的电力的封闭阀的需要。下文描述的实施例克服了这些问题以及其它问题，且在本领域中实现了进步。下文描述的实施例提供了包括通过使用形状记忆合金来促动的引导阀的封闭阀。
【发明内容】
[0006]根据实施例提供了封闭阀。封闭阀包括可在第一位置与第二位置之间移动以选择性地开启流体入口端口与流体出口端口之间的流体连通路径的阀密封件。根据实施例，封闭阀还包括可在第一位置与第二位置之间移动以选择性地向引导控制室提供加压流体的第一引导阀密封件，其中引导控制室内的加压流体朝第一位置偏置阀密封件。根据实施例，封闭阀还包括可在第一位置与第二位置之间移动以选择性地排出引导控制室中的加压流体的第二引导阀密封件。提供一个或多个形状记忆合金元件以在加热到转变温度以上时在第一位置与第二位置之间促动第一引导阀密封件和第二引导阀密封件中的一个或多个。
[0007]根据实施例提供了用于将阀封闭的方法。根据实施例，封闭阀包括可在第一位置与第二位置之间移动以控制加压流体从入口端口流动到出口端口的阀密封件。根据实施例，该方法包括将第一形状记忆合金元件加热到转变温度以上的步骤。根据实施例，该方法还包括通过使用形状记忆合金元件而将第一引导阀密封件从第一位置促动到第二位置以向引导控制室提供加压流体的步骤。根据实施例，该方法还包括以引导控制室中的加压流体朝第一位置偏置阀密封件的步骤。根据实施例，该方法还包括将第一形状记忆合金元件冷却到转变温度以下以将第一引导阀密封件从第二位置促动到第一位置来关闭引导控制室、从而将阀密封件保持在第一位置的步骤。
[0008]方面
根据一个方面，封闭阀包括:
阀密封件，该阀密封件可在第一位置与第二位置之间移动，以选择性地开启流体入口端口与流体出口端口之间的流体连通路径；
第一引导阀密封件，第一引导阀密封件可在第一位置与第二位置之间移动以选择性地向弓I导控制室提供加压流体，其中引导控制室内的加压流体朝第一位置偏置阀密封件；第二引导阀密封件，该第二引导阀密封件可在第一位置与第二位置之间移动，以选择性地排出引导控制室中的加压流体；以及
一个或多个形状记忆合金元件，该形状记忆合金元件在加热到转变温度以上时在第一位置与第二位置之间促动第一引导阀密封件和第二引导阀密封件中的一个或多个。
[0009]作为优选，封闭阀还包括联接到第一引导阀密封件和第二引导阀密封件的弹性部件。
[0010]作为优选，弹性部件朝第一位置偏置第一引导阀密封件和第二引导阀密封件且部分地变形，以当一个或多个形状记忆合金元件在转变温度以上时将第一引导阀密封件和第二引导阀密封件促动到它们的第二位置。
[0011]作为优选，封闭阀还包括上部引导密封件和下部引导密封件，其中弹性部件定位在上部引导密封件与下部引导密封件之间。
[0012]作为优选，第一引导阀密封件位于第一引导室内且第二引导阀密封件位于第二引导室内，且其中上部引导密封件和下部引导密封件提供了第一引导室与第二引导室之间的实质不透流体的密封。
[0013]作为优选，封闭阀还包括接触一个或多个形状记忆合金元件的两个或更多的电接触件。
[0014]作为优选，第一形状记忆合金元件在第一电接触件与公共电接触件之间延伸。
[0015]作为优选，第二形状记忆合金元件在第二电接触件与公共电接触件之间延伸。
[0016]根据一个方面，用于将阀封闭的方法，该阀包括可在第一位置与第二位置之间移动以控制加压流体从入口端口流动到出口端口的阀密封件，该方法包括以下步骤:
将第一形状记忆合金元件加热到转变温度以上；
通过使用形状记忆合金元件而将第一引导阀密封件从第一位置促动到第二位置，以向引导控制室提供加压流体； 利用弓I导控制室中的加压流体朝第一位置偏置阀密封件；以及将第一形状记忆合金元件冷却到转变温度以下，以将第一引导阀密封件从第二位置促动到第一位置来关闭引导控制室，从而将阀密封件保持在第一位置。
[0017]作为优选，该方法还包括以下步骤:
将第二形状记忆合金元件加热到转变温度以上；
通过使用第二形状记忆合金元件而将第二引导阀密封件从第一位置促动到第二位置，以至少部分地从引导控制室排出加压流体；
利用入口端口处的加压流体朝第二位置偏置阀密封件；以及
将第二形状记忆合金元件冷却到转变温度以下，以将第二引导阀密封件从第二位置促动到第一位置来关闭引导控制室，从而将阀密封件封闭在第二位置。
[0018]作为优选，将第一形状记忆合金元件加热到转变温度以上的步骤包括:通过在与第一形状记忆合金元件接触的至少两个电接触件之间施加差分电压来热电加热。
[0019]作为优选，将第一形状记忆合金元件冷却到转变温度以下的步骤包括移除差分电压。
[0020]作为优选，促动第一引导阀密封件的步骤包括:通过使用第一形状记忆合金元件而使弹性部件部分地变形以使第一引导阀密封件升离第一引导阀座。
[0021]作为优选，通过第一引导阀密封件向引导控制室提供的加压流体由入口端口供应。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1示出了根据实施例的封闭阀。
[0023]图2示出了根据实施例的封闭阀的分解视图。
[0024]图3示出了根据实施例的封闭阀的横截面视图。
【具体实施方式】
[0025]图1至图3以及以下描述描绘了具体示例以教导本领域的技术人员怎样制作和使用引导促动的封闭阀的实施例的最佳模式。出于教导创造性原理的目的，已经简化或省略了一些常规方面。本领域中的技术人员将理解落入本说明书范围内的来自这些示例的变型。本领域中的技术人员将认识到的是，下文描述的特征可以以各种方式组合以形成封闭阀的多种变型。结果，下文描述的实施例不限于下文描述的具体示例，而是仅受权利要求及其等同物限制。
[0026]图1示出了根据实施例的部分地组装的封闭阀100。图1中示出的封闭阀100仅为部分地组装的，以便示出否则在封闭阀100完全组装时不可见的一些内部构件。图2中示出的封闭阀100的分解视图中示出了附加构件且图3中示出了封闭阀100的横截面视图。在图1中不出的实施例中，封闭阀100包括第一壳体部分101a、处于膜片形式的阀密封件102 (也可考虑主阀密封件)、第二壳体部分101b、弹性部件103、第一引导阀密封件104a和第二引导阀密封件104b、第一偏置部件105a和第二偏置部件105b、第一形状记忆合金(SMA)元件106a和第二形状记忆合金(SMA)元件106b、电接触件107a，107b, 107c、以及上部引导密封件108。[0027]根据实施例，阀密封件102可由第一壳体部分IOla和第二壳体部分IOlb保持在适合的位置。例如，阀密封件102可夹在第一壳体部分IOla与第二壳体部分IOlb之间。作为备选，阀密封件102可通过使用产生不透流体的联接(如，胶粘剂、粘合剂等)的一些其它方法而联接到各个壳体部分101a，101b。用于将阀密封件102联接到壳体部分101a，IOlb的具体方法绝不应限制本实施例的范围。然而，在优选实施例中，阀密封件102与第一壳体部分IOla和第二壳体部分IOlb两者形成实质不透流体的密封。
[0028]图1中还示出了弹性部件103，该弹性部件103控制引导阀密封件104a，104b的促动。如下文更加详细地论述，可促动引导阀密封件104a，104b以控制用于控制阀密封件102的引导流体。弹性部件103可包括在施加了预定的力时能够部分地变形且然后一旦移除该力就回到初始形状的多种材料。例如，在一个实施例，弹性部件103包括不锈钢板。然而，本领域中的技术人员将容易地认识到备选材料。如图所示，引导阀密封件104a，104b联接到弹性部件103。
[0029]第一偏置部件105a和第二偏置部件105b也联接到弹性部件103。偏置部件105a, 105b可用于偏置弹性部件103，以促动引导阀密封件104a，104b。如下文更详细地论述的那样，可选择弹性部件103的形状和大小以便偏置部件105a，105b的侧向移动导致引导阀密封件104a，104b的期望的轴向移动。
[0030]根据实施例，如下文更加详细地论述的那样，SMA元件106a，106b可提供偏置力到偏置部件105a，105b上。如图所示，SMA元件106a，106b在两个电接触件之间的SMA元件106a, 106b上的位置处接触偏置部件105a，105b。例如，第一 SMA元件106a接触第一电接触件107a与公共电接触件107c之间的第一偏置部件105a。类似地，第二 SMA元件106b接触第二电接触件107b与公共电接触件107c之间的第二偏置部件105b。SMA元件106a，106b可联接到偏置部件105a，105b或可简单地接触偏置部件105a，105b。
[0031]在备选实施例中，阀密封件104a，104b可在不使用弹性部件103和偏置部件105a, 105b的情况下直接联接到SMA元件106a，106b。例如，阀密封件104a，104b可包括具有直接连接到柱塞上的SMA元件106a，106b的柱塞型阀。因此，本实施例不应限于弹性部件103和偏置部件105a, 105b。根据另一个实施例,可提供单个SMA兀件来促动第一引导阀密封件104a和第二引导阀密封件104b中的一者，同时使用另一种方法来促动另一个引导阀密封件。例如，SMA元件106a可提供成促动第一引导阀密封件104a，同时第二引导阀密封件104b被手动地促动。
[0032]根据示出的实施例，SMA元件106a，106b分别联接到两个电接触件107a，107c和107b, 107c。然而，在其它实施例中，SMA元件106a，106b可联接到多于两个的电接触件。类似地，尽管本实施例利用了公共电接触件107c，但应理解的是，在其它实施例中，各个SMA元件106a，106b均可联接到两个单独的电接触件，S卩，可不存在公共电接触件。然而，公共电接触件107c的使用可减少形成阀100所需的构件的数目，因此可减少与阀100相关联的成本。
[0033]根据示出的实施例，电接触件107a至107c示为联接到第二壳体部分101b。然而，应认识到的是，在其它实施例中，电接触件107a至107c可联接到其它壳体部分且实施例不应限于附图中示出的具体情况。
[0034]图2示出了根据实施例的封闭阀100的分解视图。除图1中示出的构件外，图2还示出了下部引导密封件208、第三壳体部分101c、以及印制电路板(PCB) 210。PCB 210可提供成选择性地激励电接触件107a至107c。PCB 210可与用户界面、处理系统等电性连通，用户界面、处理系统等可提供指示需要促动的引导阀密封件104a，104b的适合的信号。
[0035]如可从图2中理解到的那样，弹性部件103可定位在上部引导密封件108与下部弓I导密封件208之间。在一些实施例中，上部引导密封件108和下部引导密封件208可帮助控制弹性部件103的什么部分在引导阀密封件104a，104b的促动期间移动。例如，弹性部件103示为包括实质圆形部分203与中心支承件204和两个引导凸片205a，205b。同样，上部引导密封件108和下部引导密封件208包括实质与弹性部件103的圆形部分203和中心支承件204的形状和大小相匹配的实质圆形部分210，211和中心支承件212，213。因此，当弹性部件103定位在上部引导密封件108与下部引导密封件208之间时，引导凸片205a，205b自由移动，同时弹性部件103的剩余部分的移动实质受到限制。伴随图3的论述中更详细地论述了该受限制的移动。
[0036]图2中还示出了阀联接密封件220。如可认识到的那样，封闭阀100可联接到各种装置。阀联接密封件220可与装置或用于将加压流体从阀100输送到装置的流体导管、软管等形成实质不透流体的密封。
[0037]图3示出了根据实施例的封闭阀100的横截面视图。根据图3中示出的实施例，封闭阀100包括第一流体端口 330和第二流体端口 331。根据实施例，第一流体端口 330可包括流体入口而第二流体端口 331包括流体出口。然而，应认识到的是，可使通过封闭阀100的流动反向，且下文的论述提到入口和出口只是为了帮助理解附图。如可看到的那样，阀密封件102可选择性地接触形成于第一壳体部分IOla的阀座202，以便选择性地将入口端口330与出口端口 331密封开来。应认识到的是，虽然图3示出了包括第一壳体部分IOla的一部分的阀座202，在其它实施例中，阀座202可包括联接到第一壳体部分IOla的单独构件。例如，可期望的是提供具有不同于第一壳体部分IOla的物理特征的阀座202。根据实施例，第一壳体部分10Ia可由塑料材料形成，而单独的阀座可由橡胶或一些其它可部分地变形的材料形成。因此，虽然不是总是需要单独的阀座202 ;但单独的阀座可根据已知的方法联接到第一壳体部分101a。
[0038]根据示出的实施例，第一引导供应通道330a从入口端口 330分支。根据另一个实施例，第一引导供应通道330a可包括具有其自身的加压流体源的单独的流体通道。然而，从入口端口 330分支出第一引导供应通道330a，消除了对单独的加压流体源的需要。如图所示，第一引导供应通道330a朝第一引导室304a延伸穿过阀密封件102。如可看到的那样，第一引导阀密封件104a位于第一引导室304a内。第一引导阀密封件104a可在第一位置(不出)与第二位置之间移动。在第一位置，第一引导阀密封件104a与第一引导阀座305a形成实质不透流体的密封。在第二位置，第一引导阀密封件104a移离第一引导阀座305a，以便开启第一引导供应通道330a与第一引导出口通道330b之间的流体连通路径。第一引导出口通道330b与引导控制室332处于流体连通。如可看到的，阀密封件102的第一侧暴露于引导控制室332。根据实施例，引导控制室332内的加压流体作用于阀密封件102，以朝第一位置偏置阀密封件102。在不出的实施例中，在第一位置，阀密封件102抵靠阀座202而密封。
[0039]根据实施例，第二引导供应通道331a与引导控制室332处于流体连通。第二引导供应通道331a提供引导控制室332与第二引导室304b之间的流体连通路径。如图所示，第二引导阀密封件104b位于第二引导室304b内。第二引导阀密封件104b可在第一位置(示出)与第二位置之间移动。在第一位置，第二引导阀密封件104b与第二引导阀座305b形成实质不透流体的密封。在第二位置，第二引导阀密封件104b移离第二引导阀座305b，以便开启第二引导供应通道331a与第二引导出口通道331b之间的流体连通路径。如可看到的那样，第二引导出口通道331b提供了第二引导室304b与流体出口 331之间的流体连通路径。第二引导出口通道331b的一部分以虚线示出，这是由于它定位成在横截面视图所截取之外。如可看到的那样，第二引导出口通道331b延伸穿过阀密封件102的一部分。
[0040]在使用中，第一引导阀密封件104a和第二引导阀密封件104b可选择性地被促动，以便开启和关闭阀密封件202。根据实施例，第一引导阀密封件104a和第二引导阀密封件104b的促动可通过使用第一 SMA元件106a和第二 SMA元件106b来执行。第一 SMA元件106a和第二 SMA元件106b在加热到转变温度以上时可促动对应的引导阀密封件104a，104b。根据示出的实施例，SMA元件106a，106b可通过激励电接触件107a至107c而经由热电加热来加热。热电加热SMA元件106a，106b，可通过在两个或更多的电接触件之间施加差分电压来执行。根据实施例，例如，电接触件中的一者可接地或处于负电压。例如，根据实施例，为了加热第一 SMA元件106a，差分电压可施加在第一电接触件107a与公共电接触件107c之间。类似地，第二 SMA元件106b可通过在第二电接触件107b与公共电接触件107c之间施加差分电压来加热。应理解的是，虽然SMA元件106a，106b描述为包括单独的构件，但在一些实施例中，单个SMA元件可围绕阀延伸且接触各个电接触件107a至107c，以便产生可以以上述的方式独立地加热的独立部分。此外，虽然论述中提到热电加热SMA元件106a, 106b，但在其它实施例中，SMA元件106a，106b可通过使用其它方法来加热，如，单独的加热元件(未示出)。
[0041 ] 形状记忆合金为通常已知它们的物理转变在转变温度以上的金属。通过组合适合的合金，可确定SMA元件106a，106b的转变温度。转变温度大体上理解为SMA材料开始从马氏体晶体结构向奥氏体晶体结构转变所处于的温度。当SMA元件106a，106b在转变温度以下时，金属保持马氏体晶体结构。在马氏体晶体结构中，金属可物理地变形成第一大小和/或形状且在转变温度以下时可保持该形状。根据实施例，物理变形包括通过使用偏置部件105a, 105b和弹性部件103而拉伸SMA元件106a, 106b。
[0042]在将SMA元件106a，106b加热到转变温度以上时，SMA元件106a，106b开始转变成奥氏体晶体结构，其中合金回到其"记忆的"、之前变形的大小和/或形状。由于没有以多种类型的相变发生扩散，故发生在SMA材料中的转变是相对较快的。SMA材料的该独特性质可用于封闭阀100中，以便选择性地开启或关闭引导阀密封件104a，104b。
[0043]根据实施例，加压流体可供应至封闭阀100的入口端口 330。单独的流体联接件(未示出)可提供成供应加压流体。例如，加压流体可包括液体或气体。如可认识到的是，在加压流体供应到入口端口 330的情况下，阀密封件102将由于作用于阀密封件102的流体压力而移离阀座202。因此，加压流体将能够从入口端口 330流到出口端口 331。
[0044]为了使阀密封件102向阀座202返回，S卩，关闭阀100，可促动第一引导阀密封件104a。为了促动第一引导阀密封件104a,第一 SMA兀件106a可通过在第一电接触件107a与公共电接触件107c之间施加差分电压来热电加热。所施加的电压将SMA元件106a热电加热到SM元件106a的转变温度以上。在SM元件106a加热到转变温度以上时，SM元件106a回到其记忆的大小且克服由偏置部件105和弹性部件103提供的拉伸力。在SMA元件106a的大小减小时，大致垂直于阀的纵轴线A-A向内拉动偏置部件105a。偏置部件105a的该向内移动引起弹性部件103的至少一部分部分地变形。然而，弹性部件103的大部分定位在上部引导密封件108与下部引导密封件208之间。因此，在第一引导凸片205a实现弹性部件103的实质所有移动，第一引导凸片205a大致平行于如图中所示的纵轴线A-A而向上移动，引起引导阀密封件104a移离引导阀座305a。引导凸片205a由于由上部引导密封件108和下部引导密封件208产生的枢转点而向上移动。
[0045]在引导阀密封件104a移离引导阀座305a时，第一引导供应通道330a中的加压流体被带成与引导控制室332流体连通。流体通过上部中心支承件212和下部中心支承件213而与第二引导室304b实质隔离开。如可看到的那样，在流体作用于阀密封件102的底部以朝第二位置偏置阀密封件102且通过出口端口 331排出阀的情况下，作用于阀密封件102顶部的朝第一位置偏置阀密封件102的阀室332中的加压流体提供了更大的偏置力。因此，在加压流体供应到引导控制室332的情况下，阀密封件102移动到第一位置以与阀座202再次形成实质不透流体的密封。
[0046]如可认识到的是，在阀密封件102关闭且入口端口 330和引导出口通道330b处的流体压力实质相等的情况下，阀密封件102保持在第一位置。这是由于虽然流体压力实质相等，但引导控制室332中的流体压力作用于阀密封件102上的区域实质大于由入口端口330中的流体作用的阀密封件102的区域。当阀密封件102处于第一位置时，入口端口 330中的流体仅作用于在阀座202外的阀密封件102的区域。相反，引导控制室332中的流体作用于在壳体101a，IOlb内的阀密封件102的实质整个部分。因此，虽然流体压力实质相同，但由引导控制室332中的流体提供的偏置力实质大于由入口端口 330中的流体提供的偏置力。
[0047]因此,一旦阀密封件102移动回第一位置,就可移除施加于第一电接触件107a与公共电接触件107c之间的差分电压。根据实施例,一旦移除差分电压，第一 SMA兀件106a的温度就降到转变温度以下，且弹性部件103和偏置部件105a可再次拉伸第一 SMA元件106a，且引导阀密封件104a可返回以与引导阀座305a形成实质不透流体的密封。只要供应到入口端口 330的压力不以超过阈值的量改变，阀密封件102就将保持在第一位置，即，阀密封件102被封闭关闭。因此，阀密封件102可在缺乏提供到阀100的电能的情况下保持关闭。
[0048]根据实施例，为了使阀密封件102朝第二位置移动、移离阀座202，可促动第二引导阀密封件104b。第二阀密封件104b的促动可以以与第一引导阀密封件104a的促动类似的方式来执行。根据实施例，差分电压可施加在第二电接触件107b与公共电接触件107c之间，以便热电加热第二 SMA元件106b。在第二 SMA元件106b加热到转变温度以上时，第二SMA元件106b回到其记忆的大小。在SMA元件106b回到其记忆的大小时，SMA元件106b克服由弹性部件103和偏置部件105b施加的力。在SMA元件106b的长度减小时，SMA元件106b大致垂直于纵轴线A-A将力施加到第二偏置部件105b上，以使弹性部件103变形。如以上所论述，弹性部件103的实质部分定位在上部引导密封件108与下部引导密封件208之间。因此，当偏置部件105b如图中所示向内移动时，第二引导凸片205b由于由上部引导密封件108和下部引导密封件208产生的枢转点而大致平行于纵轴线A-A向上移动。
[0049]根据实施例，在第二引导凸片205b向上移动时，第二引导阀密封件104b在第二引导室304b内移离第二引导阀座305b。这经由第二引导供应通道331a和第二引导出口通道331b而开启了引导控制室332与出口端口 331之间的流体连通路径。因此，可至少部分地排出引导控制室332内的流体，从而减轻朝第一位置偏置阀密封件102的压力。应认识到的是，一些流体可留在引导控制室332内。然而，只要引导控制室332内的压力降到阈值水平以下，输入端口 330中的流体压力就可使阀密封件102偏离阀座202以再次开启封闭阀100。在排出了引导控制室332中的压力的情况下，可移除施加在第二电接触件107b与公共电接触件107c之间的差分电压，且第二 SMA元件106b的温度可降到转变温度以下，从而抵靠第二引导阀座305b关闭第二引导阀密封件104a。如可认识到的是，阀密封件102由于向输入端口 330供应的加压流体而保持在第二位置，而不需要向封闭阀100供应的电力。
[0050]因此，封闭阀100可被封闭开启或关闭，且仅需要在改变状态时向封闭阀100供应电力。此外，本实施例的封闭阀100不需要附加构件(如，锥形弹簧)来如现有技术所需要的那样将阀封闭。相反，开启或关闭位置处的阀100的封闭可通过使用由阀100控制的加压流体来实现。此外，如上所述，本实施例的封闭阀100不需要单独的引导流体。相反，用于控制阀密封件102的促动的引导流体可为由阀100控制的相同流体。
[0051 ] 以上实施例的详细描述不是在本说明书的范围内由发明人构想的所有实施例的详尽描述。实际上，本领域中的技术人员将认识到的是，可不同地组合或消除上述实施例的某些元件以产生其它实施例，且此类其它实施例落入本说明书的范围和教导内容。对本领域中的普通技术人员来说也将明显的是，可整体或部分地组合上述实施例以在本说明书的范围和教导内容内产生附加实施例。
[0052]因此，虽然本文出于示例性目的描述了封闭阀的具体实施例和示例，但如相关领域中的技术人员将认识到的那样，各种等同的修改也可能在本说明书的范围内。本文提供的教导内容可应用于其它阀，而不仅仅应用于以上描述且附图中示出的实施例。因此，实施例的范围应由所附权利要求确定。
【权利要求】
1.一种封闭阀(100),包括: 阀密封件(102)，所述阀密封件(102)能够在第一位置与第二位置之间移动，以选择性地开启流体入口端口(330)与流体出口端口(331)之间的流体连通路径； 第一引导阀密封件(104a),所述第一引导阀密封件(104a)能够在第一位置与第二位置之间移动，以选择性地向引导控制室(332)提供加压流体，其中所述引导控制室(332)内的加压流体朝所述第一位置偏置所述阀密封件(102)； 第二引导阀密封件(104b)，所述第二引导阀密封件(104b)能够在第一位置与第二位置之间移动，以选择性地排出所述引导控制室(332)中的所述加压流体；以及 一个或多个形状记忆合金元件(106a，106b)，所述形状记忆合金元件(106a，106b)在加热到转变温度以上时在所述第一位置与所述第二位置之间促动所述第一引导阀密封件和所述第二引导阀密封件(104a，104b)中的一个或多个。
2.根据权利要求1所述的封闭阀(100)，其特征在于，所述封闭阀(100)还包括联接到所述第一引导阀密封件和所述第二引导阀密封件(104a，104b)的弹性部件(103)。
3.根据权利要求2所述的封闭阀(100)，其特征在于，所述弹性部件(103)朝所述第一位置偏置所述第一引导阀密封件和所述第二引导阀密封件(104a，104b)，且当所述一个或多个形状记忆合金元件(106a，106b)在所述转变温度以上时部分地变形以将所述第一引导阀密封件和所述第二引导阀密封件(104a，104b)促动到它们的第二位置。
4.根据权利要求2所述的封闭阀，其特征在于，所述封闭阀还包括上部引导密封件(108)和下部引导密 封件(208)，其中所述弹性部件(103)定位在所述上部引导密封件与所述下部引导密封件(108，208)之间。
5.根据权利要求4所述的封闭阀，其特征在于，所述第一引导阀密封件(104a)位于第一引导室(304a)内且所述第二引导阀密封件(104b)位于第二引导室(304b)内，且其中所述上部引导密封件和所述下部引导密封件(108，208)提供所述第一引导室与所述第二引导室(304a，304b)之间的实质不透流体的密封。
6.根据权利要求1所述的封闭阀(100)，其特征在于，所述封闭阀(100)还包括接触所述一个或多个形状记忆合金元件(106a，106b)的两个或更多的电接触件(107a-107c)。
7.根据权利要求6所述的封闭阀(100)，其特征在于，第一形状记忆合金元件(106a)在第一电接触件(107a)与公共电接触件(107c)之间延伸。
8.根据权利要求6所述的封闭阀(100)，其特征在于，第二形状记忆合金元件(106b)在第二电接触件(107b)与公共电接触件(107c)之间延伸。
9.一种用于将阀封闭的方法，该阀包括能够在第一位置与第二位置之间移动以控制加压流体从入口端口流动到出口端口的阀密封件，所述方法包括以下步骤: 将第一形状记忆合金元件加热到转变温度以上； 通过使用所述形状记忆合金元件而将第一引导阀密封件从第一位置促动到第二位置，以向引导控制室提供加压流体； 利用所述引导控制室中的所述加压流体朝所述第一位置偏置所述阀密封件；以及 将所述第一形状记忆合金元件冷却到所述转变温度以下，以将所述第一引导阀密封件从所述第二位置促动到所述第一位置来关闭所述引导控制室，从而将所述阀密封件保持在所述第一位置。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括以下步骤: 将第二形状记忆合金元件加热到转变温度以上； 通过使用所述第二形状记忆合金元件而将第二引导阀密封件从第一位置促动到第二位置，以至少部分地从所述引导控制室排出所述加压流体； 利用所述入口端口处的所述加压流体朝所述第二位置偏置所述阀密封件；以及 将所述第二形状记忆合金元件冷却到所述转变温度以下，以将所述第二引导阀密封件从所述第二位置促动到所述第一位置来关闭所述引导控制室，从而将所述阀密封件封闭在所述第二位置。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，将所述第一形状记忆合金元件加热到所述转变温度以上的步骤包括:通过在与所述第一形状记忆合金元件接触的至少两个电接触件之间施加差分电压来热电加热。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，将所述第一形状记忆合金元件冷却到所述转变温度以下的步骤包括移除所述差分电压。
13.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，促动所述第一引导阀密封件的步骤包括:通过使用所述第一形状记忆合金元件而使弹性部件部分地变形以使所述第一引导阀密封件升离第一引导阀座。
14.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，通过所述第一引导阀密封件向所述引导控制室提供的所述加压流·体被从所述入口端口供应。
【文档编号】F16K31/128GK103827562SQ201280033803
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2012年7月5日 优先权日:2011年7月7日
【发明者】N.德佩拉斯, S.哈格尔 申请人:弗路德自动控制系统有限公司