[发明专利]形状记忆合金阀

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求了提交于2013年3月12日的美国专利申请序列第13/795,176号的优先权，并且是其延续，其整体通过引用被包括在本文中。

背景技术及发明内容

本发明总体涉及一种阀，并且更特别地，涉及一种形状记忆合金阀。

可线性移动阀公知的是，其使用形状记忆合金(“SMA”)线打开或关闭阀。值得一提的是，这种传统阀使用通常被成形为螺旋线圈弹簧的SMA线直接致动，并且线性地移动阀。这些传统阀的示例在名称为“使用形状记忆合金致动器的比例阀”的于2005年1月11日颁发给Dario等人的美国专利第6,840,257中，以及名称为“流量控制阀”的于1999年2月2日颁发给Nakayama等人的美国专利第5,865,418号中被公开。两个专利都通过引用被包括于本文。

另一传统阀使用卷绕的SMA线用于直接旋转致动。该结构在名称为“旋转致动器”的于1995年3月15日颁发给Brudnicki的美国专利第5,396,769号中被公开。该专利也通过引用被包括于本文。前面的示例的使用均需要通过非理想的相同的SMA线提供的热激活动作和驱动力。更进一步，SMA线不如它们适用于线性运动那样适用于旋转运动。

根据本发明，阀装置采用形状记忆金属。在另一方面，用作为锁或触发器的形状记忆构件与单独的致动器或弹簧结合而移动阀。另一种方面，如果不安全条件或特定条件引起构件的动作，使用外部安装地形记忆构件旋转阀。还提供了一种操作形状记忆阀的方法。

本发明的阀装置优于传统的阀。例如，如果不安全的温度或电子信号激活的电流使得形状记忆构件运动，则本发明的阀被自动地控制。这对于防止在管部中的燃料或化学余留物排出到在车辆发动机舱中或制造厂中的着火处特别有用。如果火灾使得形状记忆构件运动以打开阀，还有益于自动地允许水流到建筑物的洒水器。通过将阀致动机构与形状记忆锁或触发器分离，获得了更可靠且一致的致动力和时机。由于需要较少的与用于弹簧致动器的低成本材料相比更贵的SMA的量，该分离还减少了部分成本。致动力也更加可预测、可调谐，并且在与现成的弹簧钢弹簧一致的同时不像SMA线那样被环境温度显著地影响。本发明的另外的优势和特征能从下列描述和权利要求外加附图被确认。

附图说明

图1是示出了本发明的阀装置的优选的实施方式的立体视图；

图2是示出了优选的阀装置的分解立体视图；

图3是示出了优选的阀装置中采用的阀组件的立体视图；

图4是示出了优选的阀装置中采用的阀组件的俯视图；

图5是示出了优选的阀装置中采用的壳体的俯视图；

图6是示出了打开操作条件下的优选的阀装置的剖视图；

图7是示出了中间操作条件下的优选的阀装置的剖视图；

图8是示出了关闭操作条件下的优选的阀装置的剖视图；

图9是示出了打开操作条件下的优选的阀装置的端视图；

图10是示出了关闭操作条件下的优选的阀装置的端视图；

图11是示出了阀装置的替代实施方式的立体图；

图12是示出了在打开条件下的阀装置的另一替代实施方式的剖视图；以及

图13是示出了在关闭条件下的图12中的替代阀装置的剖视图。

具体实施方式

参考图1至10，阀装置21的优选的实施方式包括壳体23、阀25、扭簧致动器27和形状记忆合金触发器或锁29。壳体23包括注塑的工程级聚合体部31，工程级聚合体部31具有在其任意端部的一对快速连接器33，工程级聚合体部31限定了在其内部中的流体传输的中空的通路35。中空且圆柱形的管颈部37从体部31垂直地竖立，以致管颈部和快速连接器定义了大致倒T形的形状(如所示)。细长且挠性的管道或管部39从外部包围快速连接器33的间隔开的脊部41，以便当阀25打开时，将流体从一个管部39传输穿过壳体23的通路35，并且随后穿过另一管部39。挡圈、压缩环或其他外部紧固件可移动地将每个管部39都连接且夹紧到相关的快速连接器上。

扭簧致动器27包括一对横向突出的尾部51和中央螺旋环部53。围绕壳体的管颈部37的外部同心地安装环部53。一个尾部51抵靠从壳体23竖立的保持结构55的一侧，并且相对的尾部抵靠附于阀25且随着阀25运动的耳片57。