CN102459977A - 对阀进行致动的方法和设备 - Google Patents

Abstract

根据本发明的实施例提供了阀（100）。阀（100）包括具有多个端口（204、205、206）的机身（102）。阀（100）还包括定位在机身（102）内部的阀致动器（150）。阀致动器（150）包括滑动件（110）以及一个或多个形状记忆合金元件（112a、112b）。一个或多个形状记忆合金元件（112a、112b）联接到滑动件（110）的至少一侧（113、114）。当对一个或多个形状记忆合金元件（112a、112b）的至少一个形状记忆合金元件（112a、112b）提供能量时，滑动件（110）可以在第一位置与至少第二位置之间进行移动以便对阀（100）进行致动。

Description

对阀进行致动的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种阀，更具体地讲，涉及一种使用形状记忆合金部件而致动的阀。

背景技术

流体运送（fluid handling）装置变得越发普及，并且对便携并易于使用的流体运送装置的需求不断增加。便携式流体运送装置用于应用（例如，家庭护理、床旁检测/重点护理检测（point of care tesing）、燃料电池、香薰机/香氛分配器、等等）。为了使得便携式流体运送装置是有效和高效的，它应该重量轻、尺寸小、消耗最小功率、以低噪声工作、以及制造有成本效益。在许多应用中，流体运送装置提供准确和一致的流体分布也是重要的。因此，必需将高效流体阀合并入流体运送装置中。在许多方面中，流体阀是以装置效率为特性的。

尝试满足以上标准的便携式阀的一种方案是微型螺线管阀。然而，微型螺线管阀没有像最初预计那样有效。螺线管阀通常尺寸受到限制并且为了获得充分性能，螺线管阀通常消耗大量的功率。例如，在一些情况下，螺线管阀的功耗是不可接受的，尤其是当使用电池作为电源时。电池可能不能够在足够长的时间内向阀提供电力。另外，在一些应用中，可能希望将阀保持在特定开启或中点位置。如果这个位置需要螺线管的连续致动，则阀将会消耗大量功率，由此增加了与操作所述阀相关联的成本。

另一种方案采用电动压电阀。一些压电阀使用闭臂进行操作，其中，当压电部件失去动力时，该闭臂抵对着密封肩进行密封。这些阀通常需要很大量的空间来进行操作，并且当应用于可能会在孔口附近干燥的液体时由于这些阀会发生堵塞所以可以不总是提供充足溶液。

另一种方案可以利用步进电机对阀（例如，剪切阀）进行致动，但是这是一个更大并且更加昂贵的方案。

另一种方案已采用当受热时形状和/或尺寸发生变化的形状记忆合金。形状记忆合金与现有技术方案相比，优点在于：它们通常能被制造得较小并且总体消耗较少能量。尽管形状记忆合金致动阀优于常规设计，但是需要不用向阀持续供电就能够保持在致动位置的形状记忆合金致动阀。本发明克服了这个和其它问题并且实现了现有技术的进步。形状记忆合金元件应用于能够被所述形状记忆合金元件从第一位置致动到第二位置的阀中。当停止对形状记忆合金元件供能时，本发明的阀能够保持新位置。因此，不需要连续供电所述阀就能够停留在致动位置。

发明内容

根据本发明的一个方面，一种阀，包括：

机身，包括多个端口；

阀致动器，定位在机身内部，包括：

      滑动件；以及

      一个或多个形状记忆合金元件，联接到滑动件的至少一侧，其中，当对一个或多个形状记忆合金元件中的至少一个提供能量时，滑动件可在第一位置与至少第二位置之间进行移动以便对阀进行致动。

优选的是，阀还包括联接到机身的盖。

优选的是，形状记忆合金元件还联接到盖。

优选的是，阀还包括定位在盖与滑动件之间的偏压构件。

优选的是，阀还包括流体控制构件，联接到滑动件并且在止动位置与至少第一致动位置之间进行移动。

优选的是，阀还包括联接到流体控制构件的一个或多个提升构件。

优选的是，阀还包括被构造为用以抵对着一个或多个提升构件进行密封的一个或多个喷嘴。

优选的是，阀还包括衬垫，包括与多个端口对应的多个孔。

优选的是，一个或多个形状记忆合金元件的第一形状记忆合金元件联接到滑动件的第一侧，并且一个或多个形状记忆合金元件的第二形状记忆合金元件联接到滑动件的第二侧。

优选的是，阀还包括联接到一个或多个形状记忆合金元件的电接触件。

根据本发明的另一个方面，一种用于控制流过包括联接到滑动件的形状记忆合金元件的阀的流体的流量的方法，所述方法包括如下步骤：

对形状记忆合金元件提供能量以超过转变温度，其中，在转变温度所述形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态；以及

当形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态时将，滑动件从第一位置移至至少第二位置以对阀进行致动。

优选的是，方法还包括如下步骤：利用滑动件将流体控制构件从它的止动位置进行致动以打开介于两个或更多端口之间的流体流动路径。

优选的是，对形状记忆合金部件提供能量的步骤包括：对联接到形状记忆合金部件的一个或多个电接触件提供能量。

优选的是，对形状记忆合金部件提供能量的步骤包括：利用脉宽调制信号对联接到形状记忆合金部件的一个或多个电接触件提供能量。

优选的是，方法还包括如下步骤：

当形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态时，使用形状记忆合金元件减小作用于滑动件上的偏压力。

优选的是，方法还包括如下步骤：

停止对形状记忆合金元件供能，其中，形状记忆合金元件从第二状态变形到第一状态；以及

增加作用于滑动件上的偏压力以将滑动件保持在第二位置。

优选的是，方法还包括如下步骤：

对第二形状记忆合金元件提供能量以高于转变温度，其中，在转变温度情况下所述第二形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态；以及

当第二形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态时，将滑动件从第二位置移动至少第三位置。

优选的是，方法还包括如下步骤：

当第二形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态时，使用第二形状记忆合金元件减小作用于滑动件上的偏压力。

优选的是，方法还包括如下步骤：

停止对形状记忆合金元件提供能量，其中，形状记忆合金元件从第二状态变形到第一状态；

对第二形状记忆合金元件提供能量，其中，第二形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态；以及

当第二形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态时，将滑动件返回到第一位置。

优选的是，方法还包括如下步骤：当滑动件返回到它的第一位置时，将流体控制构件再定位到它的止动位置。

附图说明

图1示出了根据本发明的实施例的形状记忆合金致动阀的分解视图。

图2示出了根据本发明的实施例的阀的局部截面视图。

图3示出了根据本发明的另一个实施例的阀的局部截面视图。

具体实施方式

图1到图3以及下面说明描述了用于教导本领域技术人员如何制造并使用本发明的最优模式的特定例子。为了教导发明原理，已经简化或省去了一些常规性方面。本领域技术人员将会明白落入本发明的范围内的这些例子的变型。本领域技术人员将会明白，能够以各种方法组合下述的特征以形成本发明的多个变型。结果，本发明不限于下面描述的特定例子，而仅仅由权利要求及其等同物进行限定。

图1示出了根据本发明的一个实施例的阀100的分解视图。根据所示的实施例，阀100包括盖101、机身102和衬垫103。盖101能够包围机身102的至少一部分。在一些实施例中，盖101还可以包围衬垫103的一部分。有利地，盖101和机身102能够保护阀100的内部部件以及引导流体流动经过阀100。例如，阀100能够设置成用于控制诸如气动流体或液压流体这样的加压流体的流动。然而，应该明白，任何流体可以用于阀100，并且所提供的特定例子绝不应该限制本发明的范围。

根据本发明的一个实施例，衬垫103能够设置成用以在阀100与加压流体源（未示出）和/或能够引导加压流体的对应流体致动装置（未示出）之间形成基本不漏液的或不透过流体的密封。根据所示的实施例，衬垫103包括多个孔104、105、106。孔104、孔105和孔106能够与在机身102中形成的相关联端口对应。例如，机身102可以包括第一端口204、第二端口205和第三端口206（见图2）。为了分离和密封所述阀100的各个端口而设置了衬垫103。如下文更加详细的描述，第一端口204能够与第二端口205和第三端口206二者连通。根据本发明的一个实施例，第一端口204能够设置成用以接收来自加压流体源（未示出）的加压流体，并且第二端口205和第三端口206能够设置成用以将加压流体输出到一个或多个外部装置（未示出）。联接到阀100的特定装置对于本发明的目的不重要并且因此，不应该限制本发明的范围。应该明白，端口204、205和206的流动取向能够与上述的方向相反。换言之，能够向第二端口205和第三端口206提供加压流体，该加压流体能够通过第一端口204进行排出。衬垫103可以通过使用管道、导管、联接器等等而联接到外部流体源。尽管示出了三个部分，但是例如阀100能够包括两个端口或者超过三个端口。因此，设置的端口的特定数目不应该限制本发明的范围。

根据本发明的一个实施例，机身102能够联接到盖101和衬垫103。机身102能够适于接纳阀100的至少一些操作部件（例如，通常附图标记为150的阀致动器）。阀致动器150设置成用于对阀100进行致动以便打开阀100的各个端口204、205和206之间的流体连通路径。阀致动器150包括滑动件110以及一个或多个形状记忆合金元件112。阀致动器150还可以包括流体控制构件118，以及下文描述的其它阀部件。机身102还能够为操作流体提供基本上不透过流体的连通路径。

除了上述的部件以外，机身102还可以包括适于接受喷嘴109的孔108。在所示的实施例中，示出了两个喷嘴109a和109b。尽管在图1中仅仅可见一个孔108，但是应该明白，第二孔108b位于机身102的相对一侧上、并且适于接纳第二喷嘴109b（见图2和图3）。分别地，喷嘴109a能够提供介于第一端口204与第二端口205之间的连通路径，喷嘴109b能够提供介于第一端口204与第三端口206之间的连通路径。根据本发明的一个实施例，一旦喷嘴109a和109b安装到机身102内，孔108可以关闭以防止流体逃逸。因此，流体将会流动通过喷嘴109a、109b流到端口204、205和206而非通过孔108流到外部。

根据本发明的一个实施例，阀100（且更具体地讲，阀致动器150）还包括滑动件110。滑动件110的尺寸可确定为用以配合安装在机身102内。根据本发明的一个实施例，机身102和滑动件110的尺寸可以确定为使得机身102与滑动件110之间的摩擦能够防止滑动件110在机身102内进行移动直到向滑动件110施加阈值致动力。在一些实施例中，机身102与滑动件110的形状可以确定为：使得随着滑动件110被进一步按压入机身102内，这两个部件之间的摩擦力增加。例如，如果滑动件110安置在机身102内（没有作用于滑动件110的偏压力以将滑动件110进一步偏压入机身102），则利用所施加的相对较弱力，滑动件110就可以是能够进行移动的。然而，如果提供将滑动件110向下进一步压入机身102的偏压力，则滑动件110与机身102之间的摩擦可以限制滑动件110相对于机身102的移动、或者需要实质上更强的力来相对于机身102致动滑动件110。

根据本发明的一个实施例，阀致动器150可以包括偏压构件111。偏压构件111能够设置成用以将滑动件110偏压入机身102。偏压构件111可以包括如所示的弹簧，或者可以包括大体上为现有技术公知的某种其它偏压装置。根据本发明的一个实施例，偏压构件111能够由盖101进行压缩，并且与滑动件110进行接合以便将滑动件110进一步压入机身102。通过这种方式，偏压构件111能够作用于滑动件110上以增加相对于机身102移动滑动件110所需的致动力。由于滑动件110与机身102之间或者滑动件110与偏压构件111之间的摩擦，致动力可增加。应该明白，在其它实施例中，可以省去偏压构件111。尤其是，当阀100将会取向在附图所示的方向上、并且滑动件110的重量足以将滑动件110偏压入机身102时，这可以是真实的。因此，滑动件110的重量足以将滑动件110保持在缺少致动力的它的当前位置。

根据本发明的一个实施例，阀致动器150还能够包括一个或多个形状记忆合金（SMA）元件112。尽管示出了两个SMA元件112a、112b，但是应该明白，SMA元件的特定数目能够变化。因此，采用的SMA元件112的特定数目不应该限制本发明的范围。根据本发明的一个实施例，SMA元件112联接到滑动件110的一侧。例如，如所示，第一SMA元件112a联接到滑动件110的第一侧113，而没有联接到滑动件110的第二侧114。相反的是，第二SMA元件112b显示为联接到滑动件110的第二侧114，而没有联接到滑动件110的第一侧113。应该明白，尽管SMA元件112可以联接到滑动件110的两侧，但是当激励SMA元件112（或对其供能）时这样一种结构可以限制滑动件110的总致动移动。SMA元件112可以通过各种方式（包括但不限于铜焊/钎焊、接合/键合、焊接、粘合、机械附连、等等）而联接到滑动件。

根据本发明的一个实施例，阀100还包括一个或多个导电片115。导电片115a能够提供与联接到滑动件110的第一侧113上的SMA导线112a的端部的电接触。导电片115b能够提供针对联接到滑动件110的第二侧114上的SMA导线112b的电接触。导电片115可以按各种方式联接到滑动件110，并且特定方法不应该限制本发明的范围。

根据本发明的一个实施例，SMA元件112包括电接触件116。在一些实施例中，电接触件116可以联接到盖101。在其它实施例中，电接触件116可以从盖101进行延伸，并且，最接近电接触件116的SMA元件112的一部分联接到盖101。能够向电接触件116提供能量从而以热电方式对SMA元件112进行加热。通过对SMA元件112进行热电加热，导致了在电接触件116与对应电片115之间施加电压。形状记忆合金是在转变温度之上它们的物理变形为公知的金属。通过组合恰当合金，能够确定SMA元件112的转变温度。转变温度通常被理解为SMA材料开始从马氏体晶体结构向奥氏体晶体结构进行变形的温度。当SMA元件112低于转变温度时，金属保留为呈马氏体晶体结构。在马氏体晶体结构中，金属能够物理地变形成第一尺寸和/或形状，并且在低于转变温度的情况下能够保持那个形状。然而，当加热到超过转变温度时，材料开始变形成奥氏体晶体结构，在此情况下合金返回到它的“记忆的”预变形的尺寸和/或形状。由于在许多类型的相变中不会出现扩散，所以在SMA材料中发生的变形相对较快。SMA材料的这个独特属性能够运用于阀100中，以便选择性打开或关闭阀100，如下所述。

根据本发明的一个实施例，在低于转变温度的过程中SMA元件112能够通过销117进行拉伸（变形），销117能够与偏压构件111进行联接从而使得，当偏压构件111就位并且受到压缩时，销117接触所述SMA元件112以在SMA元件112上施加偏压力。利用联接到滑动件110和盖101的SMA元件112，在低于转变温度的过程中，由销117施加的偏压力使得SMA元件112伸长。应该明白，在其它实施例中，当省去偏压构件111时，销117可以直接联接到滑动件110或者全体省去。当对电接触件116供能时，SMA元件112的温度升高超过转变温度，由此变形到它的奥氏体状态。当SMA元件112变形到它的奥氏体状态时，SMA元件112返回到它的所记忆的预变形的尺寸。当SMA元件112返回到它的预变形尺寸时，SMA元件112克服了偏压构件111的偏压力。结果，作用于滑动件110上的偏压力下降。由于作用于滑动件110上的偏压力下降，滑动件110与机身102之间所经历的摩擦力下降，并且需要较少的力来将滑动件110从第一位置致动到第二位置。根据本发明的一个实施例，一旦由偏压构件111作用于滑动件110上的偏压力降低，当SMA元件112从它的第一状态（马氏体）变成它的第二状态（奥氏体）时，则由SMA元件112产生的致动力高于相对于所述机身102致动所述滑动件110所需的阈值力。因此，一旦SMA元件112克服偏压构件111的偏压力，SMA元件112也致动了滑动件110从它的第一位置到它的第二位置的运动。根据本发明的另一个实施例，由SMA元件112形成的致动力高于相对于机身102致动所述滑动件110所需的阈值力（甚至不降低偏压力）。尽管这在省去偏压构件111时可以是有用的，但是这可以是甚至偏压构件111被包括在阀100中的情况。

根据所示的实施例，当滑动件110被从它的第一位置致动到它的第二位置时，则滑动件110朝通电的电接触件116进行移动。这是因为：电接触件116联接到盖101，并且，与电接触件116相对着的SMA元件112的端部联接到滑动件110。应该明白，在其它实施例中，SMA元件112与电接触件116的联接的取向可以是相反的。换言之，电接触件116可以联接到滑动件110，且SMA元件112的端部联接到盖101。另外，SMA元件112可以联接到滑动件110，从而使得滑动件110移动远离电接触件116。在另一个实施例中，SMA元件112可以联接到机身102和滑动件110。因此，附图中所示的特定实施例不应该限制本发明的范围。

根据本发明的一个实施例，阀100包括流体控制构件118。流体控制构件118能够联接到滑动件110。根据本发明的一个实施例，一个或多个提升构件119能够联接到流体控制构件118。尽管在所示的实施例中，设置了两个提升构件119a、119b，但是应该明白，在诸如2/2阀这样的某些实施例中，可仅仅需要一个提升构件119。另外，应该明白，可以提供超过两个的提升构件119。提升构件119a、119b能够分别抵对着第一喷嘴109a和第二喷嘴109b而密封。应该明白，在一些实施例中，可以省去流体控制构件118并且提升构件119可以直接联接到滑动件110。

根据本发明的一个实施例，能够设置密封构件120以防止流体到达滑动件110。当由于流体控制构件118的运动导致提升构件119与喷嘴109之间的密封被破坏时，密封构件120可以将流体引导进入喷嘴109之一。尽管密封构件120被显示为包括O形环，但是应该明白，密封构件120可以包括本领域公知的任何密封方式。因此，所使用的特定密封构件120不应该限制本发明的范围。除了将滑动件110与流体进行密封以外，密封构件120还能够为流体控制构件118提供枢转点。

当响应于SMA元件112的变形而将滑动件110从第一位置致动到第二位置时，能够联接到滑动件110的流体控制构件118的第一端121能够移动远离它的止动位置。离开止动位置的移动可以是在与滑动件110相同的方向上。利用流体控制构件118靠近中点进行枢转，流体控制构件118的第二端122能够在与滑动件110相反的方向上移动。根据本发明的另一个实施例，整个流体控制构件118能够在与滑动件110相同的方向上进行移动以替代枢转。有利地，在任一实施例中，响应于滑动件110的致动，流体控制构件118能够对喷嘴109之一开启密封。

现在关注图2和图3以讨论阀100的操作。图2示出了根据本发明的一个实施例的在失去致动状态下的阀100的部分截面视图，而图3示出了根据本发明的一个实施例的处于致动状态下的阀100的部分截面视图。

图2示出了低于转变温度的SMA元件112。在低于转变温度的情况下，SMA元件112能够伸长或者以其它方式进行变形。在所示的实施例中，联接到偏压构件111的销117能够伸长或者以其它方式使SMA元件112变形。根据本发明的一个实施例，偏压构件111能够由盖101进行压缩。根据本发明的另一个实施例，偏压构件111可以联接到机身102、并且受机身102压缩。当受到压缩时，偏压构件111能够对滑动件110提供朝下（如图2所示）的偏压力。如上所讨论的，在一些实施例中，可以省去偏压构件111，并且可以通过滑动件110的重量提供朝下的偏压力。利用施加到滑动件110的偏压力，滑动件110的致动需要阈值致动力，并且可以不在机身102内自由地移动。可以由滑动件110以及除了别的以外特别是机身102的尺寸和/或形状来确定阈值致动力。在图2所示的位置处，滑动件110处于第一位置。根据本发明的一个实施例，第一位置对应于滑动件110被定位为使得第一端口204处的流体能够进入喷嘴109b并且通过第三端口206退出。然而，基本上防止了流体进入喷嘴109a并且由此，第一端口204与第二端口205之间关闭了流体连通。可以看出，由于介于滑动件110的第一侧113与机身102之间的间隔350基本大于介于阀致动器的第二侧114与机身102之间的间隔351，所以形成这个位置。这使得流体控制构件118绕密封构件120枢转。

如图2所示，在失去致动状态下，偏压构件111拉伸SMA元件112a、112b，并且还提供作用于滑动件110的偏压力。因此，滑动件110被压入机身102，且介于滑动件110与机身102之间的摩擦限制了滑动件110的移动。此外，流体控制构件118被显示为处于它的第一位置处从，此时将提升构件119a抵对着它的对应喷嘴109a而进行密封。因此，基本防止了加压流体进入喷嘴109a，并且第二端口205不能够与第一端口204连通。

图3示出了在已经对第二SMA元件112b供能以后的阀100。当对电接触件116b进行通电时，SMA导线112b的电阻导致经由热电加热形式将导线112b加热至高于转变温度的温度。尽管描述了电接触件116，但是应该明白，在其它实施例中，单独加热部件（未示出）可用来对SMA元件112提供能量。因此，本发明不限于电接触件116。由此，应该明白，对SMA元件112提供能量例如可以包括热电式供能、或者其它一些形式的热能（例如，由单独加热部件提供）。

一旦SMA元件112b的温度升高超过转变温度，则SMA元件112b从它的第一状态（马氏体）变形到它的第二状态（奥氏体）。根据本发明的一个实施例，第二状态包括SMA元件的预变形（预伸长）尺寸。当SMA元件112b变形到它的第二状态时，SMA元件112b可以克服偏压构件111的偏压力。结果，从偏压构件111作用于滑动件110上的偏压力基本有所降低，并且在一些实施例中被消除。尽管在图3中在偏压构件111与滑动件110之间示出了实质间隙，但是应该明白，在一些实施例中，这个间隙可以非常小，并且为了较好理解阀100的操作而已经对该尺寸进行了夸大。根据省去了偏压构件111的实施例，SMA元件112b可以简单地克服由滑动件110的重量产生的偏压力以致动滑动件110。

利用移走的或至少有所减小的作用于滑动件110上的偏压力，滑动件110能够稍微在机身102内升高，并且介于滑动件110与机身102之间的摩擦力下降。结果，致动所述滑动件110并且使得滑动件110相对于机身102滑动所需的致动力下降。如上所讨论的，通常，SMA元件112联接到滑动件110的一个端部，且SMA元件112的另一端联接到盖101。因此，由于第二SMA元件112b克服偏压构件111的偏压力以降低介于滑动件110与机身102之间的摩擦力，所以SMA元件112b还对滑动件110提供致动力。在图3中，由于所述SMA元件112b在第二侧114上联接到滑动件110、而没有在第一侧113上联接到滑动件110，所以这个致动力将会是向左的。因此，利用电接触件116b联接到盖101，SMA元件112b向左牵引/拖动滑动件110。可以看出，由于滑动件110已向左从第一位置移至第二位置，所以介于滑动件110的第一侧113与机身102之间的间隔350基本小于介于阀致动器的第二侧114与机身102之间的间隔351。

根据本发明的一个实施例，当滑动件110在第一方向上发生移动时，流体控制构件118的第一端121也在第一方向上移动。当流体控制构件118的第一端121在第一方向上（如图3所示向左）移动时，流体控制构件118能够绕密封构件120枢转并且因此，流体控制构件118的第二端122能够在基本与第一方向相反的第二方向上（如图3所示的向右）进行移动。夸大显示了流体控制构件118的移动量以较好示出阀的操作。因此，应该明白，在一些实施例中，流体控制构件118的移动是小得多的。流体控制构件118的运动破坏了介于第一提升件119a与喷嘴109a之间的密封，并且将第二提升件119b抵对着第二喷嘴109b进行密封。结果，第一端口204处的流体能够进入喷嘴109a并且通过第三端口205退出。然而，现在基本防止流体进入喷嘴109b并且因此，关闭了介于第一端口204与第三端口206之间的流体连通。

如果在滑动件110处于图3所示的位置时SMA元件112b失去供能，则SMA元件112b的温度将落到转变温度之下，并且能够由偏压构件111和销117或者滑动件110的重量而再次受到拉伸。偏压构件111的偏压力提供作用于SMA元件112b上的大部分力，并且因此，随着SMA元件112b伸长，所述偏压构件111能够再次与滑动件110接合。当偏压构件111与滑动件110接合时，作用于滑动件110上的偏压力向下压在滑动件110上，由此增加了介于滑动件110与机身102之间的摩擦力。介于滑动件110与机身102之间的摩擦力可以将滑动件110保持在图3所示的位置（即使在SMA元件失去供能以后）。

在省去偏压构件111的实施例中，当对SMA元件112b停止供能时，滑动件110保持在图3所示的位置。这是因为缺少由SMA元件112b提供的致动力，由滑动件110的重量形成的偏压力足以使得介于滑动件110与机身102之间的摩擦基本防止滑动件110的移动。

为了使得滑动件110返回到它的第一位置，能够以类似方式对第一SMA元件112a进行致动。还可以期望打开介于中心端口104与第一端口105和第二端口206二者之间的流体连通。为了从如图3所示的第二位置开始这些做，第一SMA导线112a能够在短时间（少于从第二位置行进到第一位置所需的时间）内受到致动。如果在滑动件110能够到达第一位置之前第一SMA导线112a失去致动，则将会在喷嘴109a与提升件119a之间以及在喷嘴109b与提升件119b之间出现间隙。以针对第一和第二位置如上描述的类似方式，这个第三中间位置可以得到保持、而不会消耗功率。

应该明白，有利地，通过对SMA元件112中的至少一个进行供能，能够将上述的阀100致动到期望位置。没有致动力作用于滑动件110上，当停止对SMA元件112进行供能时，滑动件110能够保持在致动位置。根据本发明的一个实施例，由于在滑动件110与机身102之间的摩擦，滑动件110保持在致动位置。因此，在缺少连续对SMA元件112供应动力的情况下，本发明的阀100能够保持在致动位置。与许多现有技术相比，这是需要连续供能以保持在致动位置的电动阀。结果，与本发明的阀100相比，现有技术的阀通常需要更多动力进行操作。尽管显示和描述了两个SMA元件112a、112b，但是应该明白，在一些实施例中，仅仅设置一个SMA元件112，并且可以使用一些其它致动力（例如，机械致动器、或阀致动器的重量、机械弹簧，等等）使得滑动件110返回到它的初始位置。因此，本发明应当不限于需要两个SMA元件。

能够快速和安静地执行阀100的操作。例如，能够部分地基于供应给电接触件116的能量来控制致动的速度。另外，能够控制供应给SMA元件112的能量以创造出一种比例阀。在一个实施例中，能够通过脉宽调制信号控制供应给SMA元件112的能量。通过运用脉宽调制信号，SMA元件112的温度能够受控制以在当SMA元件112开始变形到奥氏体状态时的第一温度（奥氏体开始温度）与当SMA元件112已经完全变形到奥氏体状态时的第二温度（奥氏体完成温度）之间进行振荡。因为：马氏体状态渐进地变形到奥氏体状态，并且这两个状态在转换期间共存。每个状态的比例的这个变化对阀的比例行为负责。因此，当SMA元件112在它的马氏体状态到它的奥氏体状态之间进行振荡时，流体控制构件118能够保持于部分地打开位置。然而，可以采用其他方法。

以上实施例的详细描述不是由发明人构思的处于本发明的范围内的所有实施例的穷尽描述。实际上，本领域技术人员将认识到，可以用各种形式组合或排除上述实施例的某些元件以形成另外的实施例，并且这些另外的实施例落入本发明的范围和教导内。本领域普通技术人员还将会明白，可以整体地或部分地组合上述的实施例以形成属于本发明的范围和教导内的另外实施例。

因此，尽管为示意性目的在这里描述了本发明的特定实施例和例子，但是本领域普通技术人员将认识到可以在本发明的范围内进行各种变型。这里提供的教导可以应用于其它阀，而非仅仅应用于上述的并且在附图中示出的实施例。因此，应该从权利要求书确定本发明的范围。

Claims (20)

1.一种阀（100），包括：

机身（102），包括多个端口（204,205,206）；

阀致动器（150），定位在机身（102）内部，包括：

      滑动件（110）；以及

      一个或多个形状记忆合金元件（112a,112b），联接到滑动件（110）的至少一侧（113,114），其中，当对一个或多个形状记忆合金元件（112a,112b）中的至少一个形状记忆合金元件（112a,112b）提供能量时，滑动件（110）能够在第一位置与至少第二位置之间进行移动以便对阀（100）进行致动。

2.根据权利要求1所述的阀（100），还包括联接到机身（102）的盖（101）。

3.根据权利要求2所述的阀（100），其中，形状记忆合金元件（112a,112b）还联接到盖（101）。

4.根据权利要求2所述的阀（100），还包括定位在盖（101）与滑动件（110）之间的偏压构件（111）。

5.根据权利要求1所述的阀（100），还包括流体控制构件（118），联接到滑动件（110）并且能够在止动位置与至少第一致动位置之间进行移动。

6.根据权利要求1所述的阀（100），还包括联接到流体控制构件（118）的一个或多个提升构件（119a,119b）。

7.根据权利要求6所述的阀（100），还包括一个或多个喷嘴（109a、109b），所述一个或多个喷嘴（109a、109b）构造为用以抵对着一个或多个提升构件（119a,119b）而进行密封。

8.根据权利要求1所述的阀（100），还包括衬垫（103），衬垫（103）包括与多个端口（204,205,206）对应的多个孔（104,105,106）。

9.根据权利要求1所述的阀（100），其中，一个或多个形状记忆合金元件的第一形状记忆合金元件（112a）联接到滑动件（110）的第一侧（113），并且一个或多个形状记忆合金元件的第二形状记忆合金元件（112b）联接到滑动件（110）的第二侧（114）。

10.根据权利要求1所述的阀（100），还包括联接到一个或多个形状记忆合金元件（112a,112b）的电接触件（116a,116b）。

11.一种用于控制流过包括联接到滑动件上的形状记忆合金元件的阀的流体流量的方法，所述方法包括如下步骤：

对形状记忆合金元件提供能量以超过转变温度，其中，在转变温度的情况下形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态；以及

当形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态时将滑动件从第一位置移至至少第二位置以对阀进行致动。

12.根据权利要求11所述的方法，还包括如下步骤：利用滑动件将流体控制构件从它的止动位置进行致动以打开介于两个或更多端口之间的流体流动路径。

13.根据权利要求11所述的方法，其中，对形状记忆合金部件提供能量的步骤包括：对联接到形状记忆合金部件的一个或多个电接触件提供能量。

14.根据权利要求11所述的方法，其中，对形状记忆合金部件提供能量的步骤包括：利用脉宽调制信号对联接到形状记忆合金部件的一个或多个电接触件提供能量。

15.根据权利要求11所述的方法，还包括如下步骤：

当形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态时，使用形状记忆合金元件减小作用于滑动件上的偏压力。

16.根据权利要求11所述的方法，还包括如下步骤：

停止对形状记忆合金元件供能，其中，形状记忆合金元件从第二状态变形到第一状态；以及

增加作用于滑动件上的偏压力以将滑动件保持在第二位置。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括如下步骤：

对第二形状记忆合金元件提供能量以超过转变温度，其中，在转变温度的情况下第二形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态；以及

当第二形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态时，使用第二形状记忆合金元件将滑动件从第二位置移动至少第三位置。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括如下步骤：

当第二形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态时，使用第二形状记忆合金元件减小作用于滑动件上的偏压力。

19.根据权利要求11所述的方法，还包括如下步骤：

停止对形状记忆合金元件提供能量，其中，形状记忆合金元件从第二状态变形到第一状态；

对第二形状记忆合金元件提供能量，其中，第二形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态；以及

当第二形状记忆合金元件从第一状态变形到第二状态时，使滑动件返回到第一位置。

20.根据权利要求19所述的方法，还包括如下步骤：当滑动件返回到它的第一位置时，将流体控制构件再定位到它的止动位置。

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