[发明专利]隔膜阀

说明书

本发明公开了一种隔膜阀(10)，其包括具有至少两个流体开口(22，24，26)的壳体(12)、至少一个阀座(28，30)、阀元件(32)以及至少一个致动器(38)。致动器(38)是电活性聚合物致动器，其能够移动阀元件(32)，以便释放和/或闭合至少一个阀座(28，30)。

技术领域

本发明涉及隔膜阀，通过其可以控制或切换流体流。

背景技术

在现有技术中，已知不同构造的隔膜阀。它们特征在于设有阀元件，该阀元件通过释放或闭合相关的阀座控制流体流动通过阀。隔膜阀的阀元件通常地通过致动器移动，以便释放或闭合经由阀座的流量。在现有技术中，通常地利用包括线圈的电磁致动器。与其它阀类型相比，隔膜阀进一步特征在于致动器是非介质接触的，阀具有较少的无效空间体积并且可以更容易地清洗。因此，隔膜阀尤其用于分析技术的领域中。

在已知的隔膜阀中，人们发现致动器在静止中也占用能量是不利的，这是已知隔膜阀的能量消耗通常都高的原因。例如，必须永久地激励电磁致动器的线圈以便电磁致动器保持在其适当位置中。此外，由于通常的铁磁线圈，此隔膜阀不适合应用于强磁场的区域中。

发明内容

本发明的目的是提供隔膜阀，此隔膜阀在一方面具有低能量消耗并且此外适于强磁场的应用。

根据本发明，通过隔膜阀解决了此目的，该隔膜阀包括具有至少两个流体开口的壳体、至少一个阀座、一个阀元件与至少一个致动器，其中，致动器是电活性聚合物致动器，其能够移动阀元件以便释放和/或闭合至少一个阀座。

本发明潜在的构思是形成具有节能致动器的隔膜阀。电活性聚合物致动器包括两个柔性电极，其间布置基本上不可压缩的聚合物层，例如不可压缩的弹性体。电压可以施加到两个柔性电极，由此在两个电极之间建立电场，使得它们彼此吸引。布置于其间的不可压缩聚合物在其上垂直于形成在两个电极之间的电场的场方向膨胀。这是由于聚合物的体积由于其不可压缩性必须保持恒定的事实。作为在一个方向中被压缩的反应，聚合物由此在与其垂直的方向中膨胀。聚合物在其初始状态与其压缩状态之间的位移被用于移动阀元件，以便相应地切换隔膜阀。由于隔膜阀的设计，一种流体可以例如在2/2路阀或3/2路阀中或者几种流体可以例如在3/3路阀或5/3路阀中被切换。由于电活性聚合物致动器是非常高效的，因此，仅需要非常少的能量来移动此隔膜阀。通常来说，由于电活性聚合物致动器与电容器类似形成，因此，除了补偿泄露电流以外，电活性聚合物致动器在静止状态中不需要能量。通过此种方式，产生形成为节能比例阀的特别节能的隔膜阀。电活性聚合物致动器此外不包括铁磁材料，这是通过此种方式形成的隔膜阀基本上适合用于强磁场的原因，例如在MRT中。

本发明的一个方面提出阀元件柔性地形成，尤其是隔膜。阀元件由此可以仅部分地移动，以便大体上可以提供单个阀元件与几个致动器。此外，可以由此经由单个阀元件实现隔膜阀的几个切换位置。

本发明的另一个方面提供阀仅包括非铁磁材料的部分。因此，不仅致动器而且整个隔膜阀都形成为用于高磁场应用。此隔膜阀由此适于在MRT中使用。还可能的是隔膜阀可以用于控制铁磁流体。

此外，壳体可以包括第一壳体部分与第二壳体部分，其中，在第一壳体部件中形成至少一个阀座与至少两个流体开口并且在第二壳体部分中布置有致动器。隔膜阀由此分成不同部分，其中，隔膜阀的一个部分通过待控制的流体横穿。

特别地，第一壳体部分与第二壳体部分是两个半壳体部，其中，阀元件布置、优选地部分地夹紧在两个半壳体部之间。通过此种方式形成了仅包括两个半壳体部的尤其紧凑的隔膜阀，在两个半壳体部中容纳要求用于控制流体的全部部件。阀元件将隔膜阀的流体横穿部分与隔膜阀的剩余部分分离。可以经由阀元件的夹紧调节阀元件的预定柔性。与具有电磁致动器的隔膜阀相比，此隔膜阀的整体高度非常小。

致动器特别地可以是叠层致动器或隔膜致动器。通过此种方式，可以通过施加的恒定的操作电压实现致动器的较高移动冲程。