座阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有阀体的座阀。
【背景技术】
[0002]阀大体上用在流体技术中以控制或调节流体。为了这个目的，阀具有起着中断体的作用并且与阀座协作以阻断或释放通过阀或阀体的通流的阀元件。
[0003]为了这个目的，通过致动器使阀元件移位。在现有技术中，典型地使用尤其具有铁磁线圈的电磁致动器
[0004]流体技术中使用的阀可以具有不同构造。例如，一些座阀也设计为片状阀。座阀以于平移方式进行移位的阀元件为特征，从而发生阀元件的大体线性移动。所谓的隔膜阀构成了另外的设计，其中，阀元件无需以平移及线性方式进行移位。例如，隔膜阀可以由摇杆形成并且因此可以使阀元件以摇杆方式移位。
[0005]已经证明不利的是，现有技术已知的阀中的致动器在固定状态中吸收能量，因此这些阀的能量吸收大体上是高的。例如，电磁致动器的线圈必须永久地被激活，以使阀保持在从其正常位置被移位的位置中。这会导致增加的能量需求。此外，由于铁磁线圈的原因，具有电磁致动器的阀大体上不适合应用在强磁场的区域中。
【发明内容】
[0006]本发明的目标是提供一种座阀，其一方面具有低能量吸收，并且另一方面形成为用于强磁场中。
[0007]根据本发明，由具有阀体的座阀来实现这个目标，其中所述座阀包括至少两个流体开口、至少一个阀座、可以以平移方式进行移位的至少一个阀元件、以及形成为电活性聚合物致动器并且与阀元件协作的至少一个致动器。
[0008]本发明背后的主要思想是设计具有能效的致动器的座阀。电活性聚合物致动器就是这样一种能效致动器。电活性聚合物致动器典型地具有两个柔性电极，在两个柔性电极之间设置有至少一个实质上不可压缩的聚合物层。不可压缩聚合物层可以是例如不可压缩弹性体。通过被施加到两个柔性电极上的电压使电活性聚合物致动器移位，以使得在两个电极之间创建电场。于是两个电极由于创建的电场而彼此吸引，由于不可压缩聚合物的不可压缩性，故容积必须保持常量，因此布置在两个电极之间的不可压缩聚合物在另一个方向上膨胀。聚合物层因此寻找最小电阻的路径，从而其在垂直于电场的方向上膨胀。在平行于电场的方向上，聚合物层经历压缩。在电活性聚合物致动器中、尤其是在介电弹性体致动器中使用这个物理原理的两种不同方式是已知的。在电活性叠层致动器中，与叠层致动器的起始条件相比由所描述的压缩生成冲程，然而在电活性隔膜致动器中，由于创建的电场引起的聚合物的机械膨胀被用于使阀元件移位，从而相应地开关座阀。由于电活性聚合物致动器的效率，仅需要极少能量来使座阀移位，并且因此创建了能效座阀。座阀的效率被进一步增加，原因在于:在固定条件中，电活性聚合物致动器除补偿泄漏电流之外不需要任何能量。在与电容器类似的方式中，其中，电荷即使在其与电压源分离之后仍被保留，在电活性聚合物致动器中，即使在致动器与电压源分离之后，电荷以及因此在相邻电极之间的吸引力仍被保留。此外，可以产生电活性聚合物致动器以使得其不具有铁磁材料，并且因此这种座阀适于应用在诸如在MRT中发生的强磁场中。
[0009]具体地，阀元件的移位方向垂直于由阀座限定的平面。因而确保阀元件以线性和平移方式压在阀座上或者阀元件升起以使得通流被阻断或被释放。
[0010]发明一方面提供以柔性方式形成的、尤其是作为一种阀隔膜的阀元件。由于阀元件的柔性构造，因此可以确保当这个阀元件倚靠阀座时，该阀元件在没有独立密封件的情况下以流体紧密方式来闭合阀座。此外，可以将致动器布置在不与介质接触的阀元件的侧上，从而保护致动器不受介质的影响而开关。
[0011]根据本发明另一方面，致动器被形成为隔膜致动器或叠层致动器。在这种方式中，当应用恒定的操作电压时，可以实现电活性聚合物致动器的增加的移位冲程。
[0012]此外，阀元件可以联接至致动器，具体说阀元件可以容纳在致动器中。在这种方式中，由于致动器与阀元件直接协作，因此可以创建用于座阀的特别紧凑的结构，从而使该阀元件移位。因此不需要另外的元件，例如连接在其间的挺杆或摇杆。尤其是当阀元件形成为阀隔膜时，致动器是被包括的，并且当同时为阀元件和致动器时，这可以被设计为活性隔膜。为了这个目的，致动器可以例如以环形方式围绕阀元件，因此阀元件与致动器一体形成。这个单元可以被设计为活性阀隔膜，因为其同时包括阀元件和活性致动器。
[0013]具体地，提供布置在阀体的凸缘部分上的覆盖件。覆盖件闭合阀体，并且因此阀体相对外部被密封。致动器被设置在其中的空间因此被防止免受污染。
[0014]根据本发明的一个方面，致动器被布置在覆盖件上或凸缘区域中、尤其是布置在覆盖件的凹槽中或阀体中。由于仅需要将覆盖件阀体移除，因此通过这种方式，致动器可以容易地被更换或替代以可达到致动器。可以尤其以外围方式来形成阀体中的凹槽，因此致动器被固定地安装在所有侧上。这在致动器具有圆形-圆柱体形状时是特别有益的。
[0015]具体地，至少一个用于致动器的电连接件设置在覆盖件中或凸缘区域中。这可以使致动器与覆盖件一起形成(并且必要时还可以与阀隔膜一起形成)为插入到壳体中的预安装组件。然后仅需要附接插头并且准备使用阀。
[0016]此外，可以提供弹簧元件，弹簧元件布置在覆盖件上并且机械地预拉伸致动器或与致动器协作，其中，具体地，弹簧元件可以为在覆盖件中的模制弹簧。可以通过提供机械地作用在阀元件上的弹簧来确保阀元件的正常位置。可选地或附加地，通过弹簧的弹簧特性可以设置阀元件的限定的移位运动、尤其是当通过致动器进行移位时的阀元件的阻尼运动。
[0017]本发明的另一方面提供一种用于倚靠阀元件的加固元件。该加固元件尤其支撑柔性阀元件。通过该加固元件，确保通过致动器使柔性阀元件以平移方式在其整个宽度上均匀地移位。
[0018]具体地，涂层设置在阀元件和/或致动器上。该涂层典型地被施加到面向介质的致动器和/或阀元件侧，以保护阀元件和/或致动器免受介质的影响而被开关。当诸如蚀刻液体的侵蚀性介质与阀座一起被开关时，这是尤其有益的。
[0019]作为涂层的可选物，可以通过薄膜或附加分离隔膜保护聚合物致动器免受介质的不期望的影响。
[0020]此外，座阀可以为NO阀或NC阀。取决于阀元件和致动器的设计与布置置，座阀在其正常位置可以是打开的或闭合的。
[0021]具体地，至少形成阀体，以使得致动器、尤其是隔膜致动器可以安装在两个安装位置中，因此取决于致动器的安装位置，座阀是NO阀或是NC阀。因此，可以通过改变在阀体内的致动器的安装，能够使座阀从NO阀转换为NC阀，反之亦然。为了这个目的，致动器可以例如旋转180°并且随后被插入到阀体中。由于通过这种方式极少数不同的阀类型可以被存储并且用户可以在原位自由决定在每个情形中需要哪种阀类型。
【附图说明】
[0022]本发明的进一步益处和特征通过以下描述和作出附图标记的附图将变得显而易见，在附图中:
[0023]图1显示了根据本发明的第一实施例的在第一开关位置中座阀，
[0024]图2显示了在第二开关位置中的图1的座阀，
[0025]图3显示了根据本发明的实施例的在第一开关位置中的座阀，
[0026]图4显示了在第二开关位置中的图3的阀座，
[0027]图5显示了根据本发明的第三实施例的在第一开关位置中的座阀，
[0028]图6显示了在第二开关位置中的图5的阀座，
[0029]图7显示了根据本发明的第四实施例的在第一开关位置中的座阀，
[0030]图8显示了在第二开关位置中的图7的阀座，
[0031]图9显示了图8的座阀的沿线IX-1X的横截面视图，
[0032]图10显示了根据本发明的第五实施例的阀座，其中阀元件和致动器插入在第一安装位置中，以及
[0033]图11显示了图10的阀座，其中，阀元件和致动器安装在第二安装位置中。
【具体实施方式】
[0034]图1显不了根据第一实施例的在第一开关位置中的座阀10。该座阀10具有被形成为一件式的阀体12。
[0035]阀体12具有经由通路18彼此流体连通的入口 14和出口 16，因