CN105121928B - 具有形状记忆合金元件的流体引导装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于指引流体的传输的流体引导装置(20)，包括限定彼此选择性流体耦接的第一(40)和第二(42)通道的壳体(22)；以及能够在流体耦接所述第一(40)和第二(42)通道的打开配置和将所述第一(40)和第二(42)通道流体分离的关闭配置之间切换的阀组件(72)。形状记忆合金元件(132)在去能状态和供能状态之间切换。连杆(118)可枢转地安装到壳体(22)上并且耦接在阀组件(72)和形状记忆合金元件(132)之间。所述连杆(118)在所述形状记忆合金元件(132)处于所述去能状态时的第一位置与所述形状记忆合金元件(132)处于所述供能状态的第二位置之间枢转，这将阀组件(72)在关闭配置和打开配置之间切换，用于选择性流体耦接所述第一(40)和第二(42)通道。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于指引流体的传输的流体引导装置。尤其是，本发明涉及耦接到阀组件的连杆以及用于将阀组件在打开配置和关闭配置之间切换的形状记忆合金元件的独特设计。
背景技术
在实施流体传输的工业中期望提供一种能够改变流体的流动路径的流体引导装置。改变流体的流动路径的常用方法是通过阀。阀流体耦接到第一端口和第二端口并被构造成选择性地流体耦接第一和第二端口。很多技术已经被用于使选择性流体耦接第一和第二端口的阀切换。工业中的一个方案涉及到用于选择性流体耦接第一和第二端口的形状记忆合金丝。具体地说，阀具有框架和阀芯。阀芯能够在用于流体耦接第一和第二端口的打开位置和用于流体分离第一和第二端口的关闭位置之间线性致动。偏压元件将阀芯偏压到关闭位置。滑动件耦接到阀芯并沿着打开位置和关闭位置之间的公共平面与阀芯一起线性致动。形状记忆合金丝耦接到框架和滑动件的每一个上，使得形状记忆合金丝基本上沿着所述公共平面设置。形状记忆合金丝收缩和膨胀，沿着公共平面朝向和远离框架线性致动框架和阀芯，这进一步使得阀芯在打开位置和关闭位置之间切换。虽然有效果，但是通过形状记忆合金丝沿着公共平面线性致动阀芯需要形状记忆合金元件的收缩和膨胀足以将阀芯在打开和关闭位置之间切换。由此，需要更大量的形状记忆合金丝来实现期望的收缩和膨胀。
因此，仍存在改进具有阀组件和形状记忆合金元件的流体引导装置的机会，该流体引导装置被构造成减少使阀组件切换所需的形状记忆合金元件的量。
发明内容
本发明提供了一种用于指引流体的传输的流体引导装置。该流体引导装置包括壳体，所述壳体限定内部并进一步限定第一通道和第二通道，所述第一通道和所述第二通道选择性地彼此流体耦接。阀组件设置在所述内部内，并能够在打开配置和关闭配置之间切换。当处于打开配置时，所述阀组件将所述第一通道和所述第二通道彼此流体耦接，而在处于所述关闭配置时，所述阀组件将所述第一通道和所述第二通道彼此分离。
形状记忆合金元件安装在所述壳体上在所述内部之内，并朝向所述阀组件延伸。所述形状记忆合金元件在处于去能状态的第一长度和处于供能状态的第二长度之间切换。
连杆设置在所述内部之内并可枢转地安装到所述壳体上。所述连杆耦接在所述阀组件和所述形状记忆合金元件之间。所述连杆相对于所述壳体在所述形状记忆合金元件处于去能状态和第一长度的第一位置和所述形状记忆合金元件处于供能状态和第二长度的第二位置之间枢转。所述连杆被构造成使得所述阀组件在所述连杆处于第一位置时的关闭配置和所述连杆处于所述第二位置时的打开配置之间切换，以选择性地将所述第一通道和所述第二通道彼此流体耦接。
于是，本发明提供了一种流体引导装置，其具有阀组件、连杆和形状记忆合金元件，且所述连杆耦接到所述阀组件和形状记忆合金元件中的每一个上。形状记忆合金元件枢转连杆以使得所述阀组件在打开配置和关闭配置之间切换。所述连杆的枢转减少了使阀组件在打开配置和关闭配置之间切换所需的形状记忆合金元件的量。
附图说明
本发明的优点将随着通过参照以下的详细描述并结合附图考虑时对本发明更好地理解而变得明显。
图1是相对于壳体的第一部分的流体引导装置的透视图；
图2是相对于壳体的第二部分的流体引导装置的透视图；
图3是流体引导装置的俯视平面图，且第一部分被去除；
图4是壳体的轨道、多个喷嘴和电路板以及一对阀组件的透视横截面图；
图5是流体引导装置的透视图，且第一部分被去除且具有通过阀组件的入口致动器的横截面；
图6是图5所示的横截面的透视图，且入口致动器处于关闭位置；
图7是图5所示的横截面的透视图，且入口致动器处于打开位置；
图8是流体引导装置的透视图，且第一部分被去除并具有通过阀组件的排放致动器的横截面；
图9是图8中所示的横截面的透视图，且入口致动器处于关闭位置；
图10A是图8所示的横截面的透视图，且入口致动器处于打开位置；以及
图10B是包括限定了排放出口的第一部分的图8所示的横截面的透视图，且入口致动器处于打开位置；
图11是限定了彼此流体耦接的第一通道和压力传感器通道的轨道的横截面图；
图12是包括流体连接到压力传感器通道和第一通道的压力传感器的流体引导装置的透视横截面图；
图13是流体引导装置的透视图，且第一部分被去除，阀组件的套筒和电路板的一部分以虚线示出；以及
图14是阀组件和壳体的透视图，且阀组件的致动器的第一触头以及壳体的第二触头各自以虚线示出。
具体实施方式
参照附图，其中相同的附图标记在几幅图中一直表示相同或相对应的零件，用于指引流体的传输的流体引导装置20总地在图1和图2中示出。流体引导装置20典型地设置在车辆中，用于运输至少一个乘客。车辆被进一步限定为乘用车、卡车或用于提供运输的任何其他构造。车辆包括至少一个设置在车辆内用于支撑乘客的座椅，且所述座椅具有能够充气和放气的单元。所述流体引导装置20典型地指引流体进入和离开所述单元的传输，用于充气和放气所述单元。所述单元的充气和放气改变通过座椅赋予乘客的支撑。流体典型地为气体。但是，可以理解，流体可以为液体或相对所述单元可来回传输的任何其他配置。
要理解的是流体引导装置20的应用不局限于车辆。此外，所述单元不局限于应用于座椅内。如此，流体引导装置20可以设置在用于将流体传输到任何构造的单元中的任何构造。
如图3所示，流体引导装置20包括限定内部24的壳体22。如图1和图2所示，壳体22具有彼此耦接的第一部分26和第二部分28，且所述第一部分26和所述第二部分28部分限定了所述内部24。所述壳体22纵向延伸到彼此相对的喷嘴端部30和连接器端部32。如图3所示，壳体22包括设置在所述内部24中在第一和第二部分26、28之间的电路板34。如图13所示，壳体22限定了彼此间隔开的一对腔室36。更具体地说，电路板34限定了靠近所述第一部分26的一对腔室36。此外，所述电路板34限定了沟槽38，所述沟槽38在所述喷嘴端部30和所述连接器端部32之间纵向延伸。所述腔室36和所述沟槽38将随着它们在下面更详细的描述而得以更好理解。
如图4所示，壳体22还限定了第一通道40和第二通道42，所述第一通道40和所述第二通道42选择性地彼此流体耦接。更具体地说，壳体22包括轨道44和多个喷嘴46、48，且每个轨道44和喷嘴46、48部分限定了第一和第二通道40、42。
多个喷嘴46、48进一步限定为彼此间隔开的至少一个入口喷嘴46和至少一个填充喷嘴48。所述喷嘴46、48从壳体22的第一和第二部分26、28基本上彼此平行地向外延伸到喷嘴端部30处，如图1和图2所示。如图4所示，填充喷嘴48部分限定了第一通道40。如此，轨道44和填充喷嘴48通过第一通道40彼此流体耦接。类似地，入口喷嘴46部分限定第二通道42。如此，轨道44和入口喷嘴46通过第二通道42彼此流体耦接。
轨道44横向延伸通过壳体22的内部到达一对轨道端部。所述轨道44邻近喷嘴46、48，并且所述喷嘴46、48与所述轨道44成横向地设置到壳体的喷嘴端部30处，如图3所示。要理解的是，轨道44可以与壳体22成一体。
如图4所示，壳体22包括一对球形件50，且在轨道44的每个轨道端部处设置一个球形件50。所述球形件50抵靠轨道44，并进一步限定所述第一和第二通道40、42，以防止流体从轨道端部逸出。
第二通道42进一步被限定为彼此间隔开的一对第二通道42。所述一对第二通道42进一步被限定为入口通道52和排放通道54。更具体地说，入口通道52被入口喷嘴46、轨道44和球形件50限定，且入口通道52基本上沿着轨道44纵向延伸。所述排放通道54由靠近填充喷嘴48的轨道44限定。
如上面所讨论的，轨道44也部分限定了第一通道40。如图6和图7所示，第一通道40基本上围绕入口通道52。更具体地说，第一通道40邻近所述填充喷嘴48基本上围绕入口通道52。
如图5至图10B所示，壳体22具有落座表面56，所述落座表面56限定了在第一通道40和第二通道42之间的开口58。更具体地说，轨道44具有限定开口58的落座表面56。所述落座表面56被进一步限定为一对落座表面56，且该对落座表面56中的一个限定了在第一通道40和一对第二通道42中的入口通道52之间的开口58，如图5-7所示，且所述一对落座表面56中的另一个限定了在第一通道40和所述一对第二通道42中的排放通道54之间的开口58，如图8-10B所示。所述壳体22还限定了靠近排放通道54的排放开口60，如图10B所示。排放开口60延伸通过壳体22的第一部分26。
如图11和图12所示，流体引导装置20还包括安装在壳体22内并流体耦接到第一和第二通道40、42中的一个上的压力传感器62。所述轨道44包括朝向压力传感器延伸的插口64。所述轨道44限定了流体耦接到所述第一通道40并延伸通过插口64的压力传感器通道66。压力传感器62包括压力传感器元件68和管70。所述管70耦接到插口64和压力传感器元件68中的每一个上。压力传感器元件68电耦接到壳体22的电路板34并流体耦接到第一通道40，所述第一通道40在填充喷嘴48处流体耦接到单元。压力传感器元件68与单元的流体耦接促进压力传感器元件68确定单元内的流体的压力。
如图4所示，流体引导装置20还包括设置在内部24的阀组件72。具体地说，阀组件72邻近所述轨道44设置在所述内部24中。如图6、图7和图9-10B所示，阀组件72包括膜片74和致动器114、116。致动器114、116纵向设置在壳体22内，且致动器114、116朝向靠近壳体22的喷嘴端部30的抵靠端部延伸并朝向靠近壳体22的连接器端部32的偏压端部延伸。致动器114、116具有颈部78和头部80，所述颈部78和所述头部80中的每一个具有环形构型并轴向设置在所述致动器114、116的抵靠端部处。换言之，所述头部80和颈部78与设置在所述头部80和所述偏压端部之间的颈部78同心。所述头部80具有第一直径，而所述颈部78具有第二直径，且第一直径大于第二直径。致动器114、116还包括设置在偏压端部的杆81。
致动器114、116限定了凹口82，并具有设置在所述凹口82之内的接合表面84。具体地说，凹口82和接合表面84设置在所述致动器114、116的抵靠端部和偏压端部之间。所述凹口82面对壳体22的第一部分26。要理解的是凹口82能够面对壳体22的第二部分28，或者可以具有其他适当的构型，而不超出本发明的范围。
膜片74基本上设置在所述轨道44和所述致动器114、116之间。如图6和图9所示，膜片74具有弯曲部分86和凸缘88。所述弯曲部分86具有抵靠表面90，并限定了背离所述抵靠表面90的孔92。弯曲部分86具有径向延伸到所述孔92内的凸台(ledge)94。所述凸缘88从所述弯曲部分86延伸并与所述抵靠表面90间隔开。所述凸缘88抵靠所述轨道44。所述凸缘88与所述轨道44的抵靠将通过下面的进一步解释而更好地理解。
膜片74与所述致动器114、116交界。所述致动器114、116的头部80和颈部78的一部分至少部分设置在所述弯曲部分86的孔92中。具体地说，所述头部80整个设置在所述孔92内，且所述颈部78至少部分设置在所述孔92内。所述凸台94朝向所述颈部78延伸，使得所述头部80设置在所述凸台94和所述抵靠表面90之间。所述凸台94选择性接合头部80以将所述头部80保持在孔92之内，并保持所述膜片74与所述致动器114、116的交界。
如图9所示，阀组件72包括套筒96。所述套筒96设置成邻近所述轨道44并部分围绕所述轨道44。所述套筒96限定了开口98，所述开口98与所述轨道44的开口58基本上同心。所述致动器114、116朝向所述轨道44的开口58延伸通过所述开口98。所述套筒96具有凸缘表面100，所述凸缘表面100从所述开口98朝向所述壳体22的第一和第二部分26、28径向延伸。凸缘表面100被构造成基本上遵循所述膜片74的凸缘88的构型，如下面更详细描述的。所述套筒96具有盖部分102，所述盖部分102朝向所述轨道44延伸并部分围绕所述轨道44。所述盖部分102限定了狭槽103，所述狭槽103邻近所述一对第二通道42的排放通道54。所述阀组件72还包括设置在所述狭槽103内邻近所述一对第二通道42的排放通道54的排放消音器104。排放消音器104限制流体的流动，这降低了在流体穿过狭槽103时会发生的声音。所述狭槽103和所述排放消音器104中的每一个被设置成邻近所述壳体22的排放开口60。所述狭槽103的目的将通过下面的进一步解释而更好地理解。
所述套筒96抵靠所述膜片74并相对壳体22密封膜片74。具体地说，所述套筒96抵靠所述膜片74并相对所述壳体22的轨道44密封所述膜片74。所述膜片74的凸缘88夹在所述轨道44和所述套筒96的凸缘表面100之间。所述膜片74密封第一和第二通道40、42，使得所述壳体22的内部24与所述第一和第二通道40、42之间的流体分离在膜片74处被保持。
所述阀组件72能够在打开配置和关闭配置之间切换。具体地说，所述致动器114、116可朝向所述轨道44或远离所述轨道44平移。所述膜片74与致动器114、116一起在所述阀组件72处于打开配置时的打开位置(如图7、图10A和图10B所示)和在所述阀组件72处于关闭配置时的关闭位置(如图6和图9所示)之间移动。所述膜片74与所述致动器114、116的交界利于所述膜片74的弯曲部分86与致动器114、116一起移动。具体地说，夹在所述套筒96和所述轨道44之间的膜片74的凸缘88随着弯曲部分86与致动器114、116一起在打开和关闭位置之间移动而保持静止。所述膜片74抵靠并密封所述落座表面56，并且在关闭位置覆盖所述开口58，如图6和图9所示。具体地说，所述膜片74的弯曲部分86的抵靠表面90抵靠并密封落座表面56，并在关闭位置覆盖所述开口58。在打开位置，所述膜片74与所述落座表面56间隔开，如图7、图10A和图10B所示。具体地说，在所述打开位置，所述膜片74的弯曲部分86的抵靠表面90与所述落座表面56间隔开。
如图4所示，阀组件72包括抵靠壳体22和致动器114、116中的每一个的偏压元件106，且所述偏压元件106将所述致动器114、116朝向所述关闭位置偏压。具体地说，所述致动器114、116限定了偏压表面108，而所述壳体22限定了面向所述偏压表面108的肩部110。更具体地说，壳体22的电路板34限定了肩部110。所述偏压元件106典型地被构造为压缩弹簧，且偏压元件106围绕所述致动器114、116的杆81，并抵靠所述偏压表面108和所述肩部110中的每一个。所述偏压元件106偏压所述致动器114、116远离壳体22的肩部110朝向关闭位置。要理解的是偏压元件106可以为用于将致动器114、116朝向关闭位置偏压的任何适当构造。
如图7、图10A和图10B所示，在阀组件72处于打开配置时，阀组件72将第一和第二通道40、42彼此流体耦接。具体地说，所述膜片74在打开位置与所述落座表面56间隔开，以通过开口58流体耦接第一和第二通道40、42。在阀组件72处于打开配置时，所述膜片74至少部分限定了在第一和第二通道40、42之间的中间通道112，且所述中间通道112流体耦接所述第一和第二通道40、42。套筒96使膜片74相对壳体22密封进一步限定了中间通道112，并流体耦接第一、第二和中间通道40、42、112。具体地说，随着所述膜片74与所述致动器114、116一起从关闭位置向打开位置移动，在膜片74的弯曲部分86远离所述开口58移动的同时，所述膜片74的凸缘88在所述轨道44和所述套筒96之间保持静止。在打开位置的膜片74限定了中间通道112。
如图5、图6、图8和图9所示，当阀组件72处于关闭配置时，阀组件72将第一和第二通道40、42流体分离。具体地说，在关闭位置，膜片74抵靠并密封落座表面56并覆盖开口58，以将第一和第二通道40、42流体分离。在关闭配置中，且在膜片74和致动器114、116处于关闭位置的情况下，膜片74的弯曲部分86的抵靠表面90抵靠并密封轨道44的落座表面56。落座表面56被抵靠表面90的密封关闭了轨道44的开口58，这将第一通道40内的流体与第二通道42内的流体分离。
如上面所描述的，第二通道42被进一步限定为彼此间隔开的一对第二通道42，且该对第二通道42中的一个被进一步限定为入口通道52，而该对第二通道42中的另一个被进一步限定为排放通道54。类似地，致动器114、116被进一步限定为一对致动器114、116，如图14所示。所述一对致动器114、116彼此间隔开，且其中一个致动器114、116选择性地将第一通道40与第二通道42中的一个流体耦接，而另一个致动器114、116选择性地将第一通道40与第二通道中的另一个流体耦接。具体地说，一对致动器114、116被进一步限定为入口致动器114和排放致动器116。如图4所示，入口致动器114选择性地将第一通道40与一对第二通道42中的入口通道52流体耦接。排放致动器116选择性地将第一通道40与一对第二通道42中的排放通道54流体耦接。
如图4所示，膜片74在入口和排放致动器114、116之间延伸。膜片74的弯曲部分86被进一步限定为一对弯曲部分86，且其中一个弯曲部分86与入口致动器114相邻并与入口致动器114一起在打开和关闭位置之间移动，而弯曲部分86中的另一个与排放致动器116相邻并与排放致动器116一起在打开和关闭位置之间移动。要理解的是，膜片74能够是一对膜片74，每个膜片具有一对弯曲部分86中的一个。此外，膜片74可以是任何适当的构造，而不背离本发明的范围。偏压元件106被进一步限定为一对偏压元件106，且其中一个偏压元件106将入口致动器114朝向关闭位置偏压，而其中另一个偏压元件106将排放致动器116朝向关闭位置偏压。
如图7、图10A和图10B所示，流体引导装置20进一步包括设置在内部24中并可枢转地安装在壳体22上的连杆118。连杆118包括接合部分120和枢转部分122，该接合部分120接合阀组件72，而枢转部分122与接合部分120间隔开，且连杆118在所述枢转部分122处可枢转地安装到壳体22上。具体地说，连杆118包括枢转端部124和接合端部126，且枢转部分122被限定在枢转端部124处，而接合部分120被限定在接合端部126处。连杆118的枢转端部124设置成邻近所述壳体22的第一部分26，而连杆118的接合端部126设置成邻近致动器114、116。
如图13所示，枢转部分122包括一对彼此远离地延伸的支柱128。如上所述，壳体22的电路板34限定了彼此间隔开的一对腔室36。所述支柱128设置在腔室36中。所述连杆118围绕所述支柱128相对于所述壳体22枢转。所述支柱128与连杆118的枢转部分122成一体，但是，可以理解的是，支柱128可以相对于连杆118的枢转部分122旋转。
连杆118在第一位置(如图5、图6、图8和图9所示)和第二位置(如图7、图10A和图10B所示)之间可枢转，且连杆118的接合端部126设置成在第一位置比第二位置更靠近轨道44。如上所述，致动器114、116限定了凹口82，并且具有设置在凹口82内的接合表面84。如图7、图10A和图10B所示，连杆118至少部分设置在凹口82内，并接合接合表面84，以利于将致动器114、116和膜片74在打开和关闭位置之间移动。具体地说，连杆118的接合部分120至少部分设置在凹口82内，并接合致动器114、116的接合表面84。在连杆118处于第一位置的情况下，致动器114、116和膜片74处于关闭位置。在连杆118处于第二位置的情况下，致动器114、116和膜片74处于打开位置。
如图13所示，连杆118限定了枢转端部124和接合端部126之间的沟道130。该沟道130横向跨过连杆118延伸，并基本上面对壳体22的喷嘴端部30。
如图3所示，流体引导装置20还包括形状记忆合金元件132。形状记忆合金元件132典型地由镍钛合金构成，并且当施加热量时收缩。这种合金的一个示例是Dynalloy,Inc.ofTustin,California,USA生产的要理解的是，任何在加热时收缩的合金都可以用于形状记忆合金元件132。
形状记忆合金元件132安装在壳体22上在内部24之中，并朝向阀组件72延伸。更具体地说，形状记忆合金元件132邻近连接器端部32安装到壳体22的电路板34上。形状记忆合金元件132具有彼此间隔开的第一端部134和第二端部136。形状记忆合金元件132在第一和第二端部134、136的每一个处邻近壳体22的连接器端部32安装到电路板34上。此外，形状记忆合金元件132在第一和第二端部134、136处电耦接到电路板34上。
形状记忆合金元件132在第一和第二端部134、136之间耦接到连杆118上。具体地说，所述形状记忆合金元件132限定了在第一端部134和连杆118之间的第一部分138以及在第二端部136和连杆118之间的第二部分140，且第一和第二部分138、140基本上彼此平行。换言之，形状记忆合金元件132具有基本上U形构型，如图14所示。此外，形状记忆合金元件132被进一步限定为单股。要理解的是，形状记忆合金元件132可以是在加热时能够收缩的任何构造，而不背离本发明的范围。
形状记忆合金元件132在接合部分120和枢转部分122之间耦接到连杆118上。具体地说，形状记忆合金元件132设置在连杆118的沟道130中，以保持形状记忆合金元件132与连杆118的耦接。换言之，形状记忆合金元件132被保持在连杆118的沟道130中。
形状记忆合金元件132在处于去能状态的第一长度L1和处于供能状态下的第二长度L2之间切换，每个状态在图5中在操作上示出。第一和第二长度L1、L2中的每一个在形状记忆合金元件132的第一和第二端部134、136之间测量。如上面讨论的，形状记忆合金元件132在加热时收缩。在供能状态下，电路板34将电流传送通过形状记忆合金元件132，这会加热并收缩形状记忆合金元件132。结果，在供能状态下形状记忆合金元件132的第二长度L2比在去能状态下形状记忆合金元件132的第一长度L1小。
连杆118耦接在阀组件72和形状记忆合金元件132之间。具体地说，连杆118相对于壳体22在形状记忆合金元件132处于去能状态和第一长度L1时的第一位置(如图6和图9所示)和在形状记忆合金元件132处于供能状态并在第二长度L2时的第二位置(如图7、图10A和图10B所示)之间枢转。连杆118被构造成使得阀组件72在连杆118处于第一位置时的关闭配置和在连杆118处于第二位置时的打开配置之间切换，用于选择性地将第一和第二通道40、42彼此流体耦接。
如上所述，致动器114、116进一步被限定为一对致动器114、116，该对致动器被进一步限定为入口致动器114和排放致动器116。类似地，连杆118被进一步限定为一对连杆118，且形状记忆合金元件132被进一步限定为一对形状记忆合金元件132。形状记忆合金元件132中的一个耦接到连杆118，而形状记忆合金元件132中的另一个耦接到连杆118的另一个。此外，连杆118中的一个耦接到入口致动器114，且连杆118中的另一个耦接到排放致动器116。要理解的是，入口致动器114以及相应的连杆118和形状记忆合金元件132相互作用以将入口致动器114在打开和关闭位置之间移动。同样，排放致动器116以及相应的连杆118和形状记忆合金元件132相互作用以在打开和关闭位置之间移动排放致动器116。入口和排放致动器114、116在打开和关闭位置之间独立地移动。当入口和排放致动器114、116中的任一个处于打开位置时，阀组件72处于打开配置。当入口和排放致动器114、116中的任一个处于关闭位置时，阀组件72处于关闭配置。由于阀组件72包括在第一和第二位置之间独立移动的入口和排放致动器114、116二者，因此，阀组件72可以同时处于打开和关闭配置二者。具体地说，阀组件72相对于入口和排放致动器114、116中处于打开位置的一个处于打开配置，而阀组件72相对于入口和排放致动器114、116中处于关闭位置的另一个处于关闭配置。
如图13和图14所示，致动器包括第一触头142，而壳体22包括第二触头144。更具体地说，第一触头142设置在每个致动器114、116的杆81上。第二触头144被进一步限定为一对第二触头144，该一对第二触头144设置在沟槽38内并彼此间隔开。形状记忆合金元件132还包括过能状态(over-energized state)。如图12所示，形状记忆合金元件132具有第三长度，该第三长度比处于供能状态下的形状记忆合金元件132的第二长度L2小。在过能状态，形状记忆合金元件132被加热到刚好小于过热温度的临界温度。该过热温度被限定为形状记忆合金元件132过热的温度。
第一触头142在过能状态下接合第二触头144，以利于形状记忆合金元件向去能状态的切换，从而防止形状记忆合金元件132过热。更具体地说，在过能状态下，形状记忆合金元件132收缩到第三长度，这导致致动器114、116的第一触头142接合电路板34的一对第二触头144中的每一个。第一触头142与一对第二触头144中的每一个的接合促使电路板34内电短路。更具体地说，电短路向电路板产生一个信号。在接收到这个信号时，电路板34停止在形状记忆合金元件132内的电流，使得形状记忆合金元件132变成去能状态，由此防止过热。在去能状态下，形状记忆合金元件132的温度从临界温度降低，并且形状记忆合金元件132膨胀到第一长度L1。偏压元件106将致动器114、116和第一触头142远离第二触头144移动。第一和第二触头142、144的断开使得电路板34中的电短路断开，这允许形状记忆合金元件132被切换到供能状态。
下面将仅仅出于说明的目的描述流体引导装置20的操作。具体地说，下面将首先讨论流体引导装置20将流体传输到单元以使单元充气的操作，随后描述流体引导装置20将流体从单元传走以使单元放气的操作。当既不期望单元充气也不期望单元放气时，偏压元件106将入口和排放致动器114、116中的每一个偏压到关闭位置，且膜片74抵靠并密封一对落座表面56中的每一个，如图6和图9所示。此外，每个形状记忆合金元件132处于去能状态。
为了使单元充气，电路板34将电流传送到与充气致动器相对应的一个形状记忆合金元件132，这使得形状记忆合金元件132从去能状态切换到供能状态。形状记忆合金元件132从第一长度L1收缩到第二长度L2，且每个长度L1、L2在图5中在操作上示出。形状记忆合金元件132将与充气致动器相对应的一个连杆118从第一位置(如图6所示)枢转到第二位置(如图7所示)。连杆118从第一位置向第二位置的枢转促进充气致动器从关闭位置向打开位置移动，在所述关闭位置，膜片74的弯曲部分86的抵靠表面90密封落座表面56，而在所述打开位置，所述抵靠表面90从落座表面56间隔开并且开口58被打开。
在开口58被打开的情况下，流体穿过由入口喷嘴46和轨道44限定的一对第二通道42中的充气通道。流体穿过开口58并进入膜片74限定的中间通道112内。流体穿过由轨道44和填充喷嘴48限定的第一通道40并进入单元。
为了停止使单元充气，电路板34终止向对应于充气致动器的一个形状记忆合金元件132传送电流，这使得形状记忆合金元件132从供能状态切换到去能状态。偏压元件106将充气致动器和膜片74从打开位置(如图7所示)偏压到关闭位置(如图6所示)，并且形状记忆合金元件132从第二长度L2膨胀到第一长度L1，且每个长度L1、L2在图5中在操作上示出。在关闭位置，膜片74的弯曲部分86的抵靠表面90密封落座表面56，将第一通道40与充气通道流体分离。
为了使单元放气，电路板34将电流传送到与排放致动器116相对应的一个形状记忆合金元件132，这使得形状记忆合金元件132从去能状态切换到供能状态。形状记忆合金元件132从第一长度L1收缩到第二长度L2，每个长度L1、L2在图5中在操作上示出。形状记忆合金元件132将对应于排放致动器116的一个连杆118从第一位置(如图9所示)枢转到第二位置(如图10A和图10B所示)。连杆118从第一位置向第二位置的枢转促使排放致动器116从关闭位置向打开位置移动，在所述关闭位置，膜片74的弯曲部分86的抵靠表面90密封落座表面56，而在所述打开位置，所述抵靠表面90从所述落座表面56间隔开并且开口58被打开。
在开口58被打开的情况下，流体穿过填充喷嘴48和轨道44限定的第一通道40。流体穿过由膜片74限定的中间通道112并通过开口58。流体穿过轨道44限定的一对第二通道42的排放通道54。流体穿过套筒96的排放消音器104和狭槽103。如图10B所示，在排放开口60靠近套筒96的狭槽103的情况下，流体的大部分通过开口58穿行到壳体22之外。流体的少部分分散在壳体22的内部24内。
为了停止单元的放气，电路板34终止向对应于排放致动器116的一个形状记忆合金元件132传送电流，这将形状记忆合金元件132从供能状态切换到去能状态。偏压元件106将排放致动器116和膜片74从打开位置(如图10A和图10B所示)偏压到关闭位置(如图9所示)，并且形状记忆合金元件132从第二长度L2膨胀到第一长度L1，且每个长度L1、L2在图5中在操作上示出。在关闭位置，膜片74的弯曲部分86的抵靠表面90密封落座表面56，将第一通道40从排放通道54流体分离。
要理解的是压力传感器62被连续地流体耦接到单元。此外，压力传感器元件68被电耦接到电路板34，并能够基于单元内流体的压力向电路板34发送信号。此外，电路板34在来自电路板34的信号中可以具有与单元内的压力相关的多个参数，如所描述的。要理解的是在其中一个参数被来自电路板34的信号触发时，电路板34能够开始或结束单元的充气或放气。
如上所述，流体引导装置20可操作地具有一个入口喷嘴46和一个填充喷嘴48，且每个喷嘴流体耦接到具有入口致动器114和排放致动器116的阀组件72。然而，如图3中的示例性实施方式中所示的，流体引导装置20具有一对填充喷嘴48，每个喷嘴48能够耦接到至少一个单元上。此外，流体引导装置20具有至少两个阀组件72，每个阀组件72流体耦接到入口喷嘴46，同时每个阀组件72独立地流体耦接到其中一个填充喷嘴48，如图4所示。更具体地说，第二通道42的入口通道52延伸到每个阀组件72，使得阀组件72共享来自入口喷嘴46的流体。此外，壳体22限定了一对排放开口60，每个排放开口独立地设置成靠近其中一个阀组件72。一对第二通道42的排放通道54被进一步限定为彼此间隔开的两个排放通道54，且独立设置成靠近其中一个阀组件72。同样，第一通道40被进一步限定为一对第一通道40，每个第一通道40独立地流体耦接到其中一个填充喷嘴48并独立地流体耦接到其中一个阀组件72。如图3所示，一对形状记忆合金元件132被进一步限定为两对形状记忆合金元件132，每个阀组件72独立地耦接到两对形状记忆合金元件132中的一对，如上面在操作上描述的。同样，一对连杆118被进一步限定为两对连杆118，且每个阀组件72独立地耦接到两对连杆118中的一对上，如上面在操作上描述的。如图11和图12所示，插口64被进一步限定为一对插口64，每个插口64独立地流体耦接到一对第一通道40中的一个上。压力传感器62被进一步限定为一对压力传感器62，每个压力传感器62独立地流体耦接到一对插口64中的一个上。要理解的是，流体引导装置20可以具有任何数量的喷嘴46、48、阀组件72、排放开口60、第一和第二通道40.、42、形状记忆合金元件132、连杆118等，而不背离本发明的范围。
已经以说明的方式描述了本发明，并且应该理解的是已经使用的术语意在描述的词汇特性而非限制。如现在本领域技术人员理解到的，鉴于上述教导，本发明的很多修改和变型都是有可能的。因此，要理解的是，在所附权利要求书的范围内，其中附图标记仅仅出于方便而非是任何形式的限制，本发明可以按照在此具体描述的方式之外的方式实践。
Claims (16)
1.一种流体引导装置，用于指引流体的传输，所述流体引导装置包括：
壳体，所述壳体限定内部并进一步限定彼此选择性流体耦接的第一通道和第二通道；
阀组件，所述阀组件设置在所述内部中，并能够在打开配置和关闭配置之间切换，且所述阀组件在所述打开配置中将所述第一通道和所述第二通道彼此流体耦接，且所述阀组件在所述关闭配置中将所述第一通道和所述第二通道彼此流体分离；
形状记忆合金元件，所述形状记忆合金元件安装在所述壳体上在所述内部中，朝向所述阀组件延伸，所述形状记忆合金元件在处于去能状态的第一长度和处于供能状态的第二长度之间切换；以及
连杆，所述连杆设置在所述内部中并可枢转地安装到所述壳体上，且所述连杆耦接在所述阀组件和所述形状记忆合金元件之间，所述连杆相对于所述壳体在所述形状记忆合金元件处于所述去能状态和所述第一长度时的第一位置与所述形状记忆合金元件处于所述供能状态和所述第二长度的第二位置之间枢转，所述连杆被构造成将所述阀组件在所述连杆处于所述第一位置时的所述关闭配置和所述连杆处于所述第二位置时的所述打开配置之间切换，用于选择性地将所述第一通道和所述第二通道彼此流体耦接；
其中，所述阀组件包括膜片，所述膜片将所述壳体的所述内部和所述第一和第二通道流体分离；
其中，所述阀组件包括致动器，且所述膜片与所述致动器交界，并与所述致动器一起在所述阀组件处于所述打开配置时的打开位置和所述阀组件处于所述关闭配置时的关闭位置之间移动；
其中，所述壳体具有在所述第一通道和所述第二通道之间的限定了开口的落座表面，且在所述关闭位置时，所述膜片抵靠并密封所述落座表面并覆盖所述开口，以将所述第一通道和所述第二通道流体分离，且所述膜片在所述打开位置时与所述落座表面间隔开，以通过所述开口流体耦接所述第一通道和所述第二通道。
2.如权利要求1所述的流体引导装置，其中，所述连杆包括接合所述阀组件的接合部分和与所述接合部分间隔开的枢转部分，且所述连杆在所述枢转部分可枢转地安装到所述壳体上。
3.如权利要求2所述的流体引导装置，其中，所述连杆包括枢转端部和接合端部，且所述枢转部分限定在所述枢转端部处，且所述接合部分限定在所述接合端部处。
4.如权利要求2和3中任一项所述的流体引导装置，其中，所述形状记忆合金元件在所述接合部分和所述枢转部分之间被耦接到所述连杆上。
5.如权利要求2和3中任一项所述的流体引导装置，其中，所述枢转部分包括彼此远离地延伸的一对支柱，且所述壳体限定了彼此间隔开的一对腔室，且所述支柱设置在所述腔室内，且所述连杆围绕所述支柱相对于所述壳体可枢转。
6.如权利要求1-3中任一项所述的流体引导装置，其中，所述连杆限定了沟道，且所述形状记忆合金元件设置在所述沟道中，以保持所述形状记忆合金元件与所述连杆的所述耦接。
7.如权利要求1所述的流体引导装置，其中，所述致动器限定了凹口并具有设置在所述凹口内的接合表面，且所述连杆至少部分设置在所述凹口内并接合所述接合表面，以促进所述致动器和所述膜片在所述打开位置和所述关闭位置之间移动。
8.如权利要求1所述的流体引导装置，其中，所述壳体包括轨道，所述轨道具有限定所述开口的所述落座表面，且在所述关闭位置时所述膜片抵靠并密封所述落座表面并覆盖所述开口，以流体分离所述第一通道和所述第二通道。
9.如权利要求1-3中任一项所述的流体引导装置，其中，当所述阀组件处于所述打开配置时，所述膜片至少部分限定了在所述第一通道和所述第二通道之间的中间通道，且所述中间通道流体耦接所述第一通道和所述第二通道。
10.如权利要求9所述的流体引导装置，其中，所述阀组件包括套筒，所述套筒相对所述壳体抵靠并密封所述膜片，且所述膜片相对所述壳体的密封进一步限定了所述中间通道并将所述第一通道、所述第二通道和所述中间通道流体耦接。
11.如权利要求1所述的流体引导装置，其中，所述第二通道进一步限定为彼此间隔开的一对第二通道，且其中所述致动器被进一步限定为一对致动器，且所述致动器中的一个选择性地将所述第一通道和所述第二通道中的一个流体耦接，而所述致动器中的另一个选择性地将所述第一通道和所述第二通道中的另一个流体耦接。
12.如权利要求1-3中任一项所述的流体引导装置，其中，所述形状记忆合金元件具有彼此间隔开的第一端部和第二端部，且所述形状记忆合金元件在所述第一端部和所述第二端部之间耦接到所述连杆上。
13.如权利要求12所述的流体引导装置，其中，所述形状记忆合金元件限定了在所述第一端部和所述连杆之间的第一部分以及在所述第二端部和所述连杆之间的第二部分，且所述第一部分和所述第二部分基本上彼此平行。
14.如权利要求1所述的流体引导装置，其中，所述阀组件包括偏压元件，所述偏压元件抵靠所述壳体和所述致动器中的每一个，且所述偏压元件将所述致动器朝向所述关闭位置偏压。
15.如权利要求1-3中任一项所述的流体引导装置，其中，所述致动器包括第一触头，而所述壳体包括第二触头，其中所述形状记忆合金元件还包括过能状态，且在所述过能状态下所述第一触头接合所述第二触头，以促进所述形状记忆合金元件向所述去能状态的切换，以防止所述形状记忆合金元件过热。
16.如权利要求1-3中任一项所述的流体引导装置，还包括压力传感器，所述压力传感器安装在所述壳体内并流体耦接到所述第一通道和所述第二通道中的一个上。
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