CN103443514B - 具有密封球的电致动阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种包括外壳（202）的阀（201），外壳（202）包括流体进口（332）和流体出口（204）。阀（201）还包括构造成在被激励时振动的一个或多个振动元件（409）。阀（201）还包括放大板（410），放大板（410）包括流体通道（412）以及与流体进口（332）流体连通的一个或多个压力平衡孔口（413），接触一个或多个振动元件（409）。密封球（407）位于流体进口（332）与流体通道（412）之间。

Description

具有密封球的电致动阀

技术领域

下述实施例涉及阀，并且更具体地但并非排他地涉及具有密封球的电致动阀。

背景技术

流体运送设备正在变得日益普遍，并且对便携且容易使用的流体运送设备的需求增加。便携式流体运送设备正在被用于诸如家庭护理、护理点测试、燃料电池、香水分配器等应用。为了使便携式流体运送设备是有效且高效的，其应是轻质的，在尺寸方面小，消耗最小的功率，并且制造起来是成本有效的。在许多应用中，同样重要的是流体运送设备提供准确且一致的流体分布。因此，有必要在流体运送设备中包括高效的流体阀。在许多方面，流体阀表征了设备的效率。

尝试满足以上标准的便携式阀的一个解决方案是微型电磁阀。然而，微型电磁阀不如原来预期的那样有效。电磁阀在尺寸以及功率消耗两方面受到限制。为了获得足够的性能，电磁阀通常消耗相当大的功率量。在某些情况下，当使用电池作为电源时，电磁阀的功率消耗是不可接受的。

另一解决方案是使用电致动的压电阀。某些压电阀使用闭合臂进行操作，该闭合臂在压电元件被去激活时密封抵靠密封台肩。这些阀通常要求相当大的空间量以进行操作，并且可能并不总是提供适当的解决方案，因为其在与可能在孔周围干燥的液体一起使用时经受堵塞。然而，在本领域中还已知提供密封球，其密封抵靠密封台肩。

例如，表面上被转让给本申请人并被通过引用结合到本文中的国际专利申请公开WO/2009/106233公开了一种具有密封球的电致动阀。该阀包括振动元件以及与振动元件接触的放大板。

图1示出了与'233申请的图3中所示的阀类似的现有技术阀10的简化剖面图。现有技术阀10包括外壳11，其被分成第一部分11a和第二部分11b。第一部分11a包括流体进口12，而第二部分11b包括流体出口13。如可以认识到的，流体进口12可以适合于从加压流体源（未示出）接收加压流体。此外，流体出口13可以设置成向期望部件（未示出）输送流体。因此，阀10被设计成控制加压流体从流体进口12至流体出口13的流动。

现有技术阀10也被示为具有电触点14。电触点14与电极15接触以向振动元件16供应电力。振动元件16可以包括压电材料，如在'233申请中所解释的。振动元件16能够在被激励时即在被暴露于电场或电势时振动。压电材料在本领域中是已知的，并且常常利用它们在被交变场激励时的物理特性。如果交变电场被施加于压电元件，则元件16在电场的频率下改变尺寸。因此，振动元件16将电能转换成机械能。阀10还包括放大板17。放大板17可以将由振动元件16产生的振动放大并传递至密封球18。放大板17还限定流体通道19，流体可以流过该流体通道19。作用在放大板17上的流体被两个密封构件20a、20b阻止到达振动元件16。

密封球18尺寸和形状被确定为与流体通道19形成基本流体不透密封以防止流体流动。如在'233申请中所解释的，流体室21中的流体的压力提供抵抗密封球18的偏置力。为了允许流体流过阀10，振动元件16被激励且引起其振动。该振动被传递且可能被放大板17放大。放大板17的振动克服了迫使密封球18密封抵靠流体通道19的流体压力，从而允许流体在进口12与出口13之间流动。

虽然现有技术阀10提供了用于相对低流量操作的适当控制，但如可以认识到的，流体的压力作用在放大板17的单侧上。更具体地，流体的压力跨越板17的直径D作用在被暴露于进口压力室21的放大板17的进口侧上。直径D基本完全跨越进口压力室21延伸。因此，流体的压力趋向于对放大板17的振动进行阻尼。虽然该流体阻尼对于某些流体压力而言可能不是显著的，但随着流体压力增加，使放大板17以预定振幅振动所需的功率也增加。结果，高压应用可能要求过大的功率量。

下述实施例克服了这个及其他问题并实现了技术的进步。该实施例提供了具有一个或多个压力平衡孔口的放大板。该孔口允许进口处的流体作用在放大板的至少一部分的两侧。该孔口能够有利地减小在单侧被暴露于加压流体的放大板的截面面积。在流体作用在放大板的两侧的情况下，放大板的流体阻尼被显著减小。

发明内容

根据实施例，提供了一种设备。该设备包括外壳，外壳包括流体进口和流体出口。根据实施例，提供了构造成在被激励时振动的一个或多个振动元件。根据实施例，所述设备还包括放大板，该放大板包括流体通道以及与流体进口流体连通的一个或多个压力平衡孔口，接触所述一个或多个振动元件。根据实施例，所述设备还包括位于流体进口与流体通道之间的密封球。

根据实施例，提供了一种形成阀的方法，阀包括具有流体进口和流体出口的外壳。该方法包括步骤：将一个或多个振动元件放置在阀外壳中并将包括流体通道以及与流体进口流体连通的一个或多个压力平衡孔口的放大板放置成接触一个或多个振动元件。该方法还包括步骤：在流体进口与形成于放大板中的流体通道之间放置密封球。

方面

根据一方面，一种设备包括：

外壳，外壳包括流体进口和流体出口；

一个或多个振动元件，一个或多个振动元件构造成在被激励时振动；

放大板，放大板包括流体通道以及与流体进口流体连通的一个或多个压力平衡孔口，接触所述一个或多个振动该元件；以及

密封球，密封球位于流体进口与流体通道之间。

优选地，所述设备还包括第一密封构件，第一密封构件在放大板与外壳之间形成基本流体不透密封。

优选地，所述设备还包括第二密封构件，第二密封构件包括内密封唇和外密封唇，内密封唇在外壳与放大板之间在接近流体通道处形成基本流体不透密封，外密封唇在外壳与放大板之间在径向地远离流体通道处形成基本流体不透密封。

优选地，所述设备还包括密封球定位器，密封球定位器被联接到外壳并限制密封球相对于流体通道的径向移动。

优选地，所述设备还包括电路，电路接触振动元件并构造成激励振动元件。

优选地，所述压力平衡孔口允许流体进口处的加压流体作用在放大板的至少一部分的第一侧和第二侧。

优选地，所述密封球的尺寸和形状被确定为与流体通道形成基本流体不透密封。

根据另一方面，形成包括具有流体进口和流体出口的外壳的阀的方法包括步骤：

将一个或多个振动元件放置在阀外壳中；

将放大板放置成接触所述一个或多个振动元件，放大板包括流体通道以及与流体进口流体连通的一个或多个压力平衡孔口；以及

将密封球放置在流体进口与形成于放大板中的流体通道之间。

优选地，所述方法还包括步骤：使用第一密封构件在放大板与外壳之间形成基本流体不透密封。

优选地，所述方法还包括步骤：用第二密封构件的内唇在外壳与放大板之间在接近流体通道处形成基本流体不透密封并用第二密封构件的外唇在外壳与放大板之间在径向地远离流体通道处形成基本流体不透密封。

优选地，所述方法还包括步骤：将密封球定位器联接到外壳以限制密封球相对于流体通道的径向移动。

优选地，所述方法还包括步骤：使一个或多个振动元件与电路接触，电路构造成激励振动元件。

优选地，所述压力平衡孔口允许流体进口处的加压流体作用在放大板的至少一部分的第一侧和第二侧。

优选地，所述密封球的尺寸和形状被确定为与流体通道形成基本流体不透密封。

附图说明

现在将以示例的方式参考附图来描述本发明，在附图中：

图1示出了现有技术阀的剖面图。

图2示出了根据实施例的阀组件。

图3示出了根据实施例的阀组件的剖面图。

图4示出了根据实施例的阀组件的分解图。

图5示出了根据实施例的阀的一部分的放大剖面图。

具体实施方式

图2-5和随后的说明描述了特定示例以教导本领域的技术人员如何实现和使用阀的实施例的最佳方式。出于教导发明原理的目的，已经简化或省略了某些常规方面。本领域的技术人员将认识到落在本描述的范围内的来自这些示例的变体。本领域的技术人员将认识到可以以各种方式将下述特征组合以形成本阀的多个变体。结果，下述实施例不限于下述特定示例，而是仅仅由权利要求及其等同物来限制。

图2示出了根据实施例的阀组件200。所示的阀组件200包括四个单独的阀201a-201d。然而，应认识到的是在不与其他阀组合的情况下可以单独地提供阀201a-201d。例如，阀组件200可以包括单个阀。类似地，阀组件200可以包括多于或少于四个阀。因此，形成阀组件200的阀201的特定数目绝不应限制本实施例的范围。

根据实施例，阀组件200包括外壳202，其被示为包括第一部分202a和第二部分202b。第一部分202a构造成根据已知方法来联接第二部分202b，包括但不限于粘合剂、焊接、铜焊、键合、机械紧固件、卡扣配合等。用来将第一部分202a和第二部分202b联接在一起的特定方法绝不应限制本实施例的范围。如可以认识到的，可以将两个部分202a、202b分离以便组装阀组件200的内部部件。

根据实施例，阀组件200还包括流体进口203。虽然示出了单个流体进口203，但阀组件200可以包括多个流体进口。例如，可以将阀组件200的每个阀201设置成控制不同类型的流体。在此类实施例中，可以为每种流体提供单独的流体进口。流体进口203被示为形成于第一部分202a中；然而，应认识到的是可以替代地在第二部分202b中形成流体进口203。流体进口203适合于联接加压流体源（未示出）。加压流体可以包括液体、气体或其组合。特定类型的流体绝不应限制当前描述的实施例的范围。可以将流体进口203直接联接到加压流体源，或者替代地，可以使用诸如流体软管或其他管道之类的流体输送设备将流体进口203联接到加压流体源。阀组件200被设计成控制经由流体进口203进入阀组件200并经由流体出口204a-204d中的一个或多个离开阀组件200的来自加压流体源的加压流体流动。虽然流体进口203和多个流体出口204a-204d被示出从外壳202延伸，但应理解的是，在其他实施例中，流体进口203和/或流体出口204a-204d可以包括能够接受流体配件的孔口。

阀组件200还包括电连接器205。提供电连接器205设置成将阀组件200电连接到外部电源（未示出）。外部电源可以包括电插座、电池或某种类型的计算机或控制器，其被设计成控制阀201a-201d中的一个或多个的致动。电连接器205可以简单地提供到一个或多个阀201a-201d的电通信，或者替代地，电连接器205可以包括其自己的处理系统，该处理系统构造成确定阀201a-201d中的哪些来致动。例如，电连接器205可以基于已知总线协议来接收电信号，处理该电信号，并基于所接收的信号对阀201中的一个或多个进行致动。在这种情况下，电连接器205可以接收例如并行或串行总线信号。本领域的技术人员将易于认识到适合于对阀201a-201d进行致动的各种其他类型的连接和信号。电连接器205所使用的特定构造对于本实施例的目的而言并不是重要的，并且绝不应限制本实施例的范围。

图3示出了根据实施例的阀组件200的剖面图。该剖面图是沿着图2的线3-3截取的。如图3中所示，流体进口203与在外壳202的第一部分202a中形成的进口沟道303流体连通。虽然进口沟道303被示为在外壳202的第一部分202a中形成，但应认识到的是在其他实施例中，进口沟道303可以在第二部分202b中形成。进口沟道303提供阀组件200的流体进口203与多个阀201a-201d之间的流体连通路径。更具体地，进口沟道303提供阀组件200的流体进口203与每个单独阀的流体进口332a-332d之间的流体连通路径。如可以认识到的，在单个阀构造中，流体进口203可以与流体进口332相同，并且因此，如果需要的话可以将流体进口203重新定位以省略流体沟道303。阀的流体进口332a-332d提供进口沟道303与阀的进口压力室331a-331d之间的流体连通路径，这在图5中更详细地示出并在所附描述中进行讨论。

同样如图3中所示，每个阀包括密封球定位器330。密封球定位器300可以被联接到第一部分202a并向下延伸至流体室331中。密封球定位器330保持密封球407（图4）的相对位置。下面更详细地讨论密封球定位器330并在图5中更详细地示出密封球定位器330。

图4示出了根据实施例的阀组件200的分解图。随后的描述参考用于单个阀201的阀元件，并且因此，在许多情况下省略了在数字后面的识别特定阀的字母以简化该描述。然而，应认识到的是，阀组件200的多个阀201a-201d中的每一个可以具有基本相同的部件。

根据所示的实施例，流体进口203包括流体联接件403，流体联接件403被可去除地联接到阀组件200的第一部分202a。在其他实施例中，流体联接件403可以包括第一部分202a的一体化部分。例如，流体联接件403可以是可去除的以适应各种流体配件和压力。

根据实施例，多个阀201中的每一个可以包括第一密封构件406、密封球407、电路408、一个或多个振动元件409、包括流体通道412的放大板410、以及第二密封元件411。

根据实施例，振动元件409能够在被激励时即在被暴露于电场或电势时进行振动。根据图4中所示的实施例，振动元件409包括正方形板。在所示的实施例中，每个阀201包括相对于流体通道412彼此相对地定位的两个振动元件409。然而，应认识到的是，当然也可以设想其他形状。例如，在其他实施例中，振动元件409可以包括基本围绕形成于放大板410中的流体通道412的圆盘。此外，与每个阀201相关联的振动元件409的数目可以改变。

根据实施例，振动元件409包括压电材料，例如压电陶瓷。然而，其他材料也是可能的，诸如电活性聚合物。压电陶瓷以及电活性聚合物在本领域中是众所周知的，并且常常利用它们在被交变场激励时的物理特性。如果交变电场被施加于振动元件409，则元件409在电场的频率下改变尺寸。因此，振动元件409可以有利地将电能转换成机械能。如可以认识到的，如果以一个或多个振动元件409和相应的放大板410的组合谐振频率来施加电场，则系统将更高效地振动。

在某些实施例中，振动元件409能够在被用相对低的电压激励时振动。例如，在一个实施例中，可以使用例如约24伏的低DC电压对振动元件409供电。本领域的技术人员将易于认识到如果实施了DC电压，则可能需要附加的电子装置以产生交变信号。因此，这仅仅是一个示例，并且其他构造和电压也在设想之中且在本实施例的范围内。

根据实施例，振动元件409被电路408激励，电路408与电连接器205进行电通信。电路408可以包括例如电子条带、多个电导线或迹线、印刷电路板等。电路408的特定构造并不是重要的。然而，电路408应能够在电连接器205与振动元件409中的一个或多个之间传送电信号。

根据所示的实施例，电路408包括对应于每个振动元件409的一个或多个突片（tab）408a。可以将突片408a联接到振动元件409。例如，可以通过软焊、导电膏、导电粘合剂等将突片408a联接到振动元件409。替代地，突片408a可以简单地接触振动元件409。根据实施例，突片408a可以为每个振动元件409提供一个或多个电接触点。突片408a可以通过提供至少两个电触点来使得每个振动元件409能够被单独地激励。例如，可以为一个电触点提供电源，同时将另一个电触点保持在参考电压，例如接地。在包括用于每个阀401的两个振动元件409的本实施例中，这可以使得能够针对低流量应用而激励一个振动元件409并针对要求增加振动的较高流量应用而激励两个振动元件409。另外，通过对信号（频率和/或振幅）进行控制，在任一情况下，可以获得成比例的流体控制。

替代地，放大板410可以包括导电材料或导电路径，其允许电能从一个突片408a开始行进通过阀401的振动元件409中的一个，并且随后通过放大板410，然后到达阀401的相对侧上的相应振动元件409和突片408a，以使电路闭合。换言之，放大板401可以包括公共接地。根据本实施例，还可以将电路408联接到放大板410。可以使用诸如焊接、软焊、导电粘合剂等已知方法将电路408联接到放大板410。在电路408被联接到放大板410的情况下，放大板410应至少部分地由导电材料形成。根据实施例，可以适合于阀401的导电材料的一个示例是不锈钢。不锈钢是导电的，并且对于很多种类的流体而言是相对耐腐蚀的。然而，取决于预期流体，可以将其他导电材料用于放大板410。应认识到的是，上述构造仅仅是用以将阀201的各种部件电联接以激励振动元件409的可能方式的示例。本领域的技术人员将易于认识到落在本实施例的范围内的替代构造。

根据实施例，电路408构造成基于从电连接器205接收到的电信号来激励与阀201中的一个或多个相关联的一个或多个振动元件409。换言之，电路408可以每次激励对应于单个阀201或多于一个阀201的振动元件409中的一个或多个。

根据实施例，振动元件409被联接到放大板410。放大板410可以设置成将由振动元件409产生的振动进行放大。例如，放大的量可以基于放大板410在振动元件409之间延伸的距离（直径）而变。具有平板力学的基本知识的那些人可以易于认识到在放大板410的径向端部处产生的振动在流体通道412所处的放大板410的中心处被最大地放大。因此，根据被激励的特定振动模式，中心处的放大一般作为振动元件409之间的距离（直径）的函数而增加，或者替代地，在本实施例中，作为密封构件406、411之间的距离（直径）的函数而增加。这在某些实施例中可能是有利的，因为可以使由振动元件409产生的振动最小化而同时保持足够的振动振幅被施加到密封球407，密封球407大致位于放大板410的径向中心处。在其它实施例中，放大板410可以不设置成对振动元件409产生的振动进行放大，而是可以简单地将来自振动元件409的振动传递至密封球407。

在某些情况下，被输送的流体可能会负面地影响振动元件409的寿命和/或性能。例如，流体可能会腐蚀振动元件409。因此，放大板410（其如上文所解释的可以由不锈钢形成）可以提供流体与振动元件409之间的分离。为了保证振动元件409不被暴露于流体，密封构件406、411可以设置成封锁住流体并防止暴露于振动元件409。虽然密封构件406、411可以提供适当的流体分离，以便将来自振动元件409的振动高效地传送至密封球407，但密封构件406、411应优选地由软弹性体制成并且被放置在几乎不存在轴向位移的区域（称为节点的区域）中或者至少被放置在放大板410的位移最小的区域中。在一个示例性实施例中，密封构件包括橡胶。例如，第一密封构件406可以包括橡胶O形环。然而，在某些实施例中，第二密封构件411可以提供如下面更详细地解释的双密封功能。

根据所示的实施例，每个阀401a-401b的各放大板410被示为联接在一起而形成单个平板。应认识到的是，放大板410不需要包括单个平板，并且本示例绝不应限制本实施例的范围。然而，在阀组件200包括多个阀的实施例中，将放大板410形成为单个平板可以提供更容易且更便宜的制造。如所示，该平板可以包括切口部分，诸如切口部分420，其能够提供各放大板410之间的适当的振动分离，使得一个放大板410的振动不会负面地影响相邻放大板410的振动。

根据实施例，放大板410包括流体通道412。流体通道412提供流体进口332与流体出口204之间的流体连通。为了控制通过流体通道412的流体流动，密封球407的尺寸和形状被确定为与流体通道412形成基本流体不透密封。因此，当振动元件409被去激励时，流体的压力作用在密封球407上而迫使密封球407抵靠流体通道412，从而形成基本流体不透密封。虽然未示出，但在某些实施例中，可以为流体通道412提供附加密封构件，诸如橡胶或塑料密封件以帮助用密封球407来形成基本流体不透密封。

除流体通道412之外，放大板410包括一个或多个压力平衡孔口413。在所示的实施例中，放大板410包括四个压力平衡孔口413。然而应认识到的是，放大板410可以包括任何数目的期望的压力平衡孔口413。下面更详细地描述压力平衡孔口413。

图5示出了组装好的阀201的一部分的放大剖面图。图5是从图3中所示的圆圈5截取的。图5示出了具有被相互联接的第一和第二部分202a、202b的阀201。如图5中所示，第一密封构件406形成外壳202的第一部分202a与放大板410之间的基本流体不透密封。更具体地，第一密封构件406形成外壳202的第一部分202a与放大板410的第一侧410之间的基本流体不透密封。在'233申请中公开的现有技术阀中，第一密封构件406连同放大板410一起可基本限定进口压力室431，导致进口332处的加压流体跨越基本整个直径D（忽视流体通道412的面积）而作用。然而，如图5中所示，多个压力平衡孔口413使流体室331在放大板410的至少一部分下面延伸。

因此，根据实施例，第二密封构件411包括内密封唇511和外密封唇512。此外，第二密封构件411在内和外密封唇之间延伸以帮助限定流体室331。应认识到的是，在替代实施例中，内密封唇511和外密封唇512可以由不同的密封构件形成。例如，内和外密封唇可以包括单独的O形环密封。因此，外壳202的第二部分202b可以限定流体室331而不是密封室构件411的下侧。

根据实施例，例如，外密封唇512形成放大板410与外壳202的第二部分202b之间的基本流体不透密封以防止流体到达振动元件409。更具体地，外密封唇512形成放大板410的第二侧410b与第二部分202b之间的基本流体不透密封。外密封唇512形成径向地远离流体通道412的基本流体不透密封。在所示的实施例中，外密封唇512在远离流体通道412约D/2的距离处形成密封。根据实施例，内密封唇511在接近流体通道412处与放大板410形成基本流体不透密封。更具体地，内密封唇511在接近流体通道412处与放大板410的第二侧410b形成基本流体不透密封。根据实施例，内密封唇511在约d/2处形成密封。内密封唇511因此可以防止流体室331中的流体绕过密封球407。由于压力平衡孔口413的缘故，流体室331中的加压流体被针对放大板410的至少一部分暴露于放大板410的第一侧410a和第二侧410b两者。此暴露导致室331中的加压流体被相对于放大板410基本平衡，除了流体通道与压力平衡孔口413的内边界之间的距离以外，导致加压流体作用在由直径d限定的面积上以对振动振幅进行阻尼。如可以认识到的，加压流体所作用的本实施例的直径d远小于现有技术阀的直径D。密封唇511、512之间的作用在放大板410的第一侧410a上的压力和作用在第二侧410b上的压力是基本相等的。因此，与现有技术阀相比，对于本实施例而言，显著减小了由于加压流体而引起的振动阻尼。

根据实施例，密封球407位于流体进口332与形成于放大板410中的流体通道412之间。如图5中所示，密封球407被密封球定位器330保持成接近流体通道412。在'233申请中公开的现有技术阀中，不需要密封球定位器330，因为流体压力迫使密封球进入流体通道，流体通道是放大板中的唯一孔口。然而，在本实施例中，流体压力可能会迫使密封球407抵靠压力平衡孔口413中的一个而不是流体通道412。这可以导致阀401被留在打开状态远远超过振动元件409的振动停止的时间。因此，密封球定位器330基本围绕密封球407以将密封球407的移动限制成大体平行于流体通道412。另外，密封球定位器330可以防止密封球407在运输、安装、拆解等期间远离流体通道412移动。如所示，密封球定位器330允许密封球407上升到放大板410之上并远离放大板410。然而，密封球定位器330可以保持密封球的位置接近流体通道412，使得当振动元件409的振动停止并且因此放大板410的振动停止时，流体压力将会迫使密封球407抵靠流体通道412。

在使用中，当对于特定阀201而言需要在阀出口204处存在流体时，可以激励阀201的一个或多个振动元件409。当振动元件409被激励时，振动元件409开始振动。根据实施例，振动元件409在系统的谐振频率下被激励。此谐振频率可以基于振动元件409和放大板410的谐振频率，或者替代地，其可以基于整个阀401。优选地，谐振频率并不基于阀组件200的谐振频率，从而防止其他放大板410中的振动。根据实施例，阀201可以包括用于参数设定的反馈。例如，参数设定可以调节频率、流体流速等。另外，参数设定可以将阀201构造成由阀201的用户来调节参数集。

由一个或多个振动元件409产生的振动被放大板410传递且优选地被放大板410放大。由于放大板410振动，所以已经在放大板410上围绕着流体通道412干燥的任何流体可能会从放大板410分离。这有利地防止流体通道412在不使用的时段期间堵塞。提供给放大板410的振动只须克服作用在密封球407上的加压流体的力以导致密封球407与流体通道412之间的密封破坏，从而允许流体通过流体出口204离开。可以控制振动的频率和/或振幅以便控制提供给密封球407的能量，这进而控制流体通过阀201的流动。如可以认识到的，随着放大板410振动，加压流体针对放大板410的至少一部分作用在放大板410的两侧上。具体地，在所示的实施例中，流体针对由D限定的面积减去由d限定的面积作用在放大板410的两侧上。有利地，显著减小了由放大板410上的流体的压力引起的振幅阻尼。

在去除提供给振动元件409的能量时，基本瞬时地，振动停止并且加压流体再次迫使密封球407密封抵靠流体通道412以停止流体流动。由于密封球定位器330基本上限制了密封球407在振动时段期间径向地远离流体通道412的移动，所以显著降低了密封球407密封抵靠压力平衡孔口413中的一个而不是流体通道412的风险。除了迫使密封球407抵靠流体通道412之外，流体压力还迫使放大板410抵靠内密封唇511以进一步防止流体在放大板410与内密封唇511之间泄漏到流体出口204中。

如所示，阀201最佳地限制流体暴露到流体出口332、压力室331和流体出口204的。因此，仅有的暴露于流体的内部部件是密封球407、密封元件406、411以及放大板410。密封元件406、411有利地防止流体到达振动元件409。这不仅增加振动元件409的寿命，而且降低由于流体到达电路408而引起的电短路的机会。

阀201提供用于控制流体输送的有效且高效的方法，尤其是对于流体压力将阻止使用'233申请所公开的阀的情况。阀201能够在不存在电力的情况下通过仅使用流体压力来使密封球407密封抵靠流体通道412而防止流体流动。不同于某些现有技术阀，阀201不需要独立的偏置设备来迫使密封球407抵靠流体通道412。

另外，当流体被输送通过阀201时，阀201通过使用放大板207将振动放大来使功率消耗最小化。功率平衡孔口413进一步减少功率消耗以减少施加在放大板410上的流体阻尼。阀201因此提供具有最小数目的零件的紧凑式低压流体输送设备。

以上实施例的详细描述不是被本发明人设想在本描述的范围内的所有实施例的排他性描述。事实上，本领域的技术人员将认识到可以将上述实施例的某些元件不同地组合或消除以产生其他实施例，并且此类其他实施例落在本描述的范围和讲授内容内。对于本领域的技术人员而言还将显而易见的是可以整体地或部分地将上述实施例组合以产生在本描述的范围和讲授内容内的附加实施例。

因此，在本文中出于说明性目的描述了阀的特定实施例和用于阀的示例，在本描述的范围内可以有各种等同修改，如本领域的技术人员将认识到的。在本文中提供的讲授内容可以应用于其他阀，而不仅仅是上文所述和附图所示的实施例。相应地，应根据以下权利要求来确定实施例的范围。

Claims (14)

1.一种电致动阀，包括：

外壳（202），所述外壳（202）包括流体进口（332）和流体出口（204）；

一个或多个振动元件（409），所述一个或多个振动元件（409）构造成在被激励时振动；

放大板（410），所述放大板（410）包括流体通道（412）以及与所述流体进口（332）流体连通的一个或多个压力平衡孔口（413），接触所述一个或多个振动元件（409）；以及

密封球（407），所述密封球（407）位于所述流体进口（332）与所述流体通道（412）之间。

2.根据权利要求1所述的电致动阀，还包括第一密封构件（406），所述第一密封构件（406）在所述放大板（410）与所述外壳（202）之间形成基本流体不透密封。

3.根据权利要求2所述的电致动阀，还包括第二密封构件（411），所述第二密封构件（411）包括内密封唇（511）和外密封唇（512），所述内密封唇（511）在所述外壳（202）与所述放大板（410）之间在接近所述流体通道（412）处形成基本不透流体密封，所述外密封唇（512）在所述外壳（202）与所述放大板（410）之间在径向地远离所述流体通道（412）处形成基本流体不透密封。

4.根据权利要求1所述的电致动阀，还包括密封球定位器（330），所述密封球定位器（330）被联接到所述外壳（202）并限制所述密封球（407）相对于所述流体通道（412）的径向移动。

5.根据权利要求1所述的电致动阀，还包括电路（408），所述电路（408）接触所述振动元件（409）并构造成激励所述振动元件（409）。

6.根据权利要求1所述的电致动阀，其中，所述压力平衡孔口（413）允许所述流体进口（332）处的加压流体作用在所述放大板（410）的至少一部分的第一侧（410a）和第二侧（410b）上。

7.根据权利要求1所述的电致动阀，其中，所述密封球（407）的尺寸和形状被确定为与所述流体通道（412）形成基本流体不透密封。

8.一种形成阀的方法，所述阀包括具有流体进口和流体出口的外壳，所述方法包括步骤：

将一个或多个振动元件放置在所述阀外壳中；

将放大板放置成接触所述一个或多个振动元件，所述放大板包括流体通道以及与所述流体进口流体连通的一个或多个压力平衡孔口；以及

将密封球放置在所述流体进口与形成于所述放大板中的流体通道之间。

9.根据权利要求8所述的方法，还包括步骤：使用第一密封构件在所述放大板与所述外壳之间形成基本流体不透密封。

10.根据权利要求9所述的方法，还包括步骤：用第二密封构件的内唇在所述外壳与所述放大板之间在接近所述流体通道处形成基本流体不透密封并且用所述第二密封构件的外唇在所述外壳与所述放大板之间在径向地远离所述流体通道处形成基本流体不透密封。

11.根据权利要求8所述的方法，还包括步骤：将密封球定位器联接到所述外壳以限制所述密封球相对于所述流体通道的径向移动。

12.根据权利要求8所述的方法，还包括步骤：使所述一个或多个振动元件与电路接触，所述电路构造成激励所述振动元件。

13.根据权利要求8所述的方法，其中，所述压力平衡孔口允许所述流体进口处的加压流体作用在所述放大板的至少一部分的第一侧和第二侧上。

14.根据权利要求8所述的方法，其中，所述密封球的尺寸和形状被确定为与所述流体通道形成基本流体不透密封。