[发明专利]用于压力流体的电控阀

说明书

本发明涉及用于压力流体的电控阀，它特别适用于卫生设备，该阀具有;

a）壳体，它具有一个流体的进口通道和一个出口通道。

b）一个在壳体内，装于进、出口通道之间的开关元件。

c）一个电气控制装置，它根据施加在其上的控制电压，使开关元件处在开通状态或关闭状态。

人们通常熟悉的电控阀一般以电磁方式工作，即它有一个电流线圈，以简单的方式由磁路直接驱动关闭元件运动，然而此时所需的电流很大，以致这种简单的结构在许多场合都不适用。通常又采用辅助控制电磁阀，在其中借助于电流通过的电磁线圈仅控制辅助阀，它的流体通过面积相对较小。用作开关元件的是柔韧的膜片，膜片根据其辅助控制阀的开启状态，在其所处介质的压力作用下产生开启运动或关闭运动。然而这类阀也要求有相对较大的功率，所以它们只是限制在有电池的条件下使用。辅助阀上相对较小的流体通过面积，尤其是柔韧膜片上的辅助孔很容易堵塞，特别是在流体为热水时，水中易析出钙盐，会发生该现象。此外，电磁线圈是一个昂贵又占地的元件，且膜片易老化和破裂。

本发明的目的是提供一种用于压力流体的电控阀，它特别适用于卫生设备，该阀的开关元件是叶轮，电控装置控制叶轮的旋转，这种电控阀省空间，省能耗。

此目的由本发明第一实施例加以解决，其特点是：

d）开关元件是一个位于流体进、出口通道之间，与壳体构成密封的叶轮，它可在流体压力作用下旋转，并由此将流体一部份一部分地从进口通道送至出口通道。

e）电控装置起到如同制动器的作用，它与叶轮相联，并控制叶轮的旋转，制动器内装有电控制粘度液体作为电控介质，该液体位于两个电极之间。

在专利EP-OS0191585和DE-OS3536934或者EP-OS0319201中已举例介绍了电控粘度液体，它是一种在电场影响下，其粘度由液态到凝固态之间逐级改变的物质。迄今主要被用于汽车结构中不同部件的可变液力减振器，如在DE-PS3336965中介绍的发动机支承，或在DE-PS3709447中的冲击减振器。

在本发明的第一实施例，电控粘度液体用在可受控制电压影响的制动器中，它影响到决定流体通过量的叶轮的运动状况;若粘度下降，叶轮在流经的液体作用下运动阻力小，则可达到流体的最大流量。若提高控制电压，并由此而使电控粘度液体的粘度升高，则产生制动作用。这就减小了叶轮的转速，并由此减少了流体通过阀的流量。控制电压可被提高到一个确定的值，使得制动器中的电控粘度液体最终实际成为凝固态，叶轮的运动则完全被阻止，只要叶轮和壳体之间的密封完好，则阀被关闭。

显然这种结构类型的阀特别简单，不必再有昂贵且占地的线圈，其能耗相对较小，在转换过程中冲击电流也可避免。维持电控粘度液体为凝固状态所需的微小电流可由太阳能电池不加其它能源而供给，在这样的情况下只需较小的电池用于中间存储电能。关闭阀所需要的功并不由电能得到，而是由流体的压力自身承担。阀内流体的流通截面可以很大，因而不会碰到不希望的节流效应，并且没有易产生堵塞危险的狭窄截面。

在前述那种方式的实施例中，制动器具有一个制动轮，它装在一个充满电控粘度液体的制动室内，可旋转，并可与叶轮联接。

此时，若将制动轮与叶轮同轴线安装，并采用一定形状的插塞接头与叶轮相连接，则是十分有益的。

叶轮外圈有多个凹腔，以便一部份一部份地传送流体，叶轮与壳体的密封由隔板的外表面构成，它们位于凹腔之间。

若将叶轮做成锥形，则它与壳体的密封更容易，因为通过叶轮轴向移动可以补偿直径的制造公差。

根据本发明的另一特点，叶轮至少在其外圈表面附近可以由诸如陶瓷那样的硬质材料构成，这类陶瓷材料当今已广泛应用在卫生设备阀门的控制板上。它使良好的密封及滑动特性与较高的耐磨特性得到结合。若进一步通过一个安装在壳体内的固定附加物使叶轮与壳体密封，附加物与叶轮外圈表面滑动接触密封，则是有益的。

附加物至少在与叶轮相靠的部分可用诸如陶瓷材料这样的硬质材料制成。

为了在即使控制电压出现故障情况下，或在长时间的静止状态下，阀依然保持可靠的关闭，推荐采用手动锁紧装置，用它可在不依赖电控粘度液体制动器的情况下阻止叶轮的旋转。

该锁紧装置可具有一个能轴向移动的销，销可以一定的形状插入叶轮的相应开口中，轴向可移动的销也应能固定在自由状态和锁紧状态。