CN105508710A - 用于阀机构中的易碎插塞 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于阀机构中的易碎插塞，所述易碎插塞包括：第一区段1，其具有第一端13，以及相对的第二区段2，其具有第二端，以及在所述第一端与第二端之间延伸的圆柱形侧壁16；用于将力施加在所述易碎插塞的所述圆柱形侧壁上，使得所述第一区段从所述相对的第二区段破裂的装置100，且其中所述用于将力施加在所述圆柱形侧壁的装置围绕所述侧壁的外圆周周向延伸。

Description

用于阀机构中的易碎插塞

技术领域

本文描述一种用于阀机构中的易碎插塞，且更明确地说，描述一种可用于排放流体的一次性阀机构。所述易碎插塞和阀机构可在抑制剂释放(例如灭火剂流体)领域具有特定用途。

背景技术

本文所描述的实例涉及用于流体流动物质的受控释放的装置和方法。它们尤其适合于但不限于抑制或灭火剂从圆筒的受控释放。所描述的装置和方法可进一步用于灭火剂从圆筒的快速部署，例如可通常但不排它地在例如飞机、火车、军事或商业交通工具等移动平台上使用的那些状况。

此类阀分为两个主要群组：非密封和气密密封。前一类别的代表是军事和商业交通工具中的抑制器上所使用的高速率放电(HRD)阀。这些阀可为机电型或分度器烧制型，由作为主要开口机构的挡板或提升阀组成。这两个系统均含有多个移动组件，并依靠O型环密封件来实现完整性。此类阀可能相对较昂贵，且在使用之前需要翻修。

另外的应用，例如航空航天，要求抑制器是气密密封的，来最小化超过所需环境范围的泄漏，并延长服务寿命。此类气密密封的灭火器使用位于出口膜片外部的爆破筒，爆破筒在致动后使圆盘破裂，并将药剂释放到分配网络中，或直接释放到受保护的火源区域中。尽管此方法非常快速且可靠，但此方法在致动期间容易使膜片破碎，且需要使用烟火弹药筒。这些阀需要定期维护和更换，且具有相关联的处置、运输和储存限制。

本文所描述的实例旨在保留现有技术的快速开启和自由流动特性，同时降低成本，去除烟火弹药筒，并在需要时提供对厄密性的选择。

DE 19736247公开一种具有由易碎材料制成的主体的组件，以及两者均嵌入并层压到主体中的压电元件的使用，使得当所述主体由所述压电元件通电时，所述组件的一部分被毁。

US 2010/025050公开一种热激活喷淋器阀，其包含形状记忆元件，所述形状记忆元件在受热时膨胀，迫使门闩破裂，从而打开喷淋器阀。

US 6682521描述通过记忆形状合金来打开含压力容器的许多方法。

欧洲专利申请号14160040公开一种陶瓷圆盘，其具有预定义的应力平面，所述应力平面在电力的冲击下断裂。还公开用于所述圆盘的铜焊附接的装置、用于最小化破碎的装置，以及用于在断裂之后保留圆盘的自由区段的装置。

EP 1582789描述用于控制物质的释放的装置和方法，所述装置和方法特别适于控制例如灭火介质等物质。所描述的装置和方法包括外壳，其具有用于连接到物质来源的入口，以及出口，入口与出口之间延伸着一通道。所述通道可被易碎元件封闭，所述易碎元件包括陶瓷圆盘，其连接到电流源。所述圆盘可为金属氧化物陶瓷圆盘，且可因施加到所述圆盘的电脉冲而断裂。

GB 1378079描述一种爆裂圆盘组合件，且明确地说，描述一种具有被爆裂圆盘组合件密封的孔口的容器。所述爆裂圆盘组合件由钢化玻璃组成，所述钢化玻璃被对着所述玻璃突出的可移动长钉以足够的力打碎，从而使其表面层破裂，且因此打碎所述圆盘。所述长钉经由烟火剂的点燃而产生的压力来移动。

GB 567120公开一种用于压力下流体的容器的快速释放阀布置，其旨在使流体能够以简单且快速的方式释放。所述阀布置包括中空主体或盒，其形成有阀座圈以及阀，所述阀的形状被设计成配合在阀座圈上，以密封住从所述流体容器引出的通道。可由铸铁、陶瓷、玻璃或易碎塑料形成的易碎圆盘位于所述阀主体内，并通过支柱部件与阀适当地间隔开，所述支柱部件用来将所述阀向下保持在其座圈上。所述装置还包含活塞，其用来打碎所述圆盘，并释放所述阀。也可以其它方式打碎所述圆盘，例如通过提供药包，或经由撞击所述圆盘的爆炸所驱动的小抛射物。

US 7,703,471公开一种用于从经加压储存容器释放气体、液体或干燥材料的远程操作单作用放电阀。阀主体内提供易碎密封件，当所述密封件完整时，其密封穿过其中的通道。描述一种螺线管，其包含在所述螺线管被致动时可从第一位置向第二位置移动的电枢。所述装置包含一个齿、多个齿，或一个销或多个销，其在所述电枢在第一与第二位置之间移动时，使易碎密封件破裂。使用o型环将所描述的密封件保持在合适位置，且所述密封件可由玻璃制成。

发明内容

在一个实例中，提供一种用于阀机构中的易碎插塞，所述易碎插塞包括：第一区段，其具有第一端；以及相对的第二区段，其具有第二端，以及在所述第一端与第二端之间延伸的圆柱形侧壁；以及用于将力施加在所述易碎插塞的圆柱形侧壁上，使得所述第一区段从相对的第二区段破裂的装置，且其中所述用于将力施加在所述圆柱形侧壁上的装置围绕所述侧壁的外圆周周向延伸。

另外，所述用于将力施加在易碎插塞的圆柱形侧壁上的装置可在被施加热量后致动。

所述用于将力施加在易碎插塞的圆柱形侧壁上的装置可为形状记忆合金致动器。

另外，所述形状记忆合金致动器可包括一根或多根形状记忆合金丝。

所述一根或多根形状记忆合金丝在邻近于易碎插塞的侧壁的点处，卷曲或焊接到彼此。

所述形状记忆合金致动器可进一步包括一根或多根次要金属丝。

另外，可在侧壁中形成凹槽，且其中所述形状记忆合金致动器定位在所述凹槽中。

在另一实例中，所述易碎插塞进一步包括凹座，其具有：位于所述插塞的第二端处的开口端；且其中所述插塞包括预定义的破裂平面，且其中所述插塞被配置来越过所述预定义的破裂平面而破裂，且其中所述预定义破裂平面在所述侧壁的外圆周周围延伸；以及在所述插塞内的封闭端，圆柱形侧壁的内表面在其之间延伸，所述预定义的破裂平面与凹座内的侧壁相交，从而提供在易碎插塞的侧壁的内圆周周围延伸的预定义破裂线。

另外，可在预定义破裂平面中形成凹槽，且其中所述一根或多根形状记忆合金丝位于所述凹槽中。

所述凹槽可位于第一区段中邻近于第一斜削部分。

所述凹座的直径可在凹座的封闭端处比凹座的开口端处小，且侧壁的外表面具有第一斜削部分，且侧壁的内表面具有第二斜削部分，且其中所述外表面的斜削部分的具有最小直径的部分可与内表面的斜削部分的具有最大直径的部分处于同一平面内。

在另一实例中，提供一种阀机构，其包括阀主体，所述阀主体具有入口和出口，以及在其之间延伸的通道，以及如上文所述的易碎插塞，其中所述插塞保持在阀主体内，使得所述插塞在完整时，阻塞所述通道，且其中当所述易碎插塞破裂时，流体从入口向出口流动。

另外，易碎插塞的第一端可与出口流体连通，且易碎插塞的第二端可与入口流体连通。

附图说明

本文参考附图描述用于阀机构中的改进的易碎插塞以及阀机构的实例。

图1A示出易碎插塞的视图。

图1B示出图1A的易碎插塞的截面A-A的视图。

图1C示出图1B的易碎插塞的截面B的详细视图。

图1D经由有限元素分析(FEA)示出当将均匀的压力施加到插塞的与阀的入口流体连通的部分时，图1A到1C中示出的插塞的主应力分布。

图2示出形状记忆合金和卷曲装置的视图。

图3A和3B示出替代图2中所示的形状记忆合金。

图4A和4B示出替代图2、3A和3B中所示的形状记忆合金。

图5A和5B示出包含图1A到1C的易碎插塞的阀机构。

具体实施方式

一般来说，易碎插塞10提供于阀机构(稍后描述)的入口与出口之间。所述易碎插塞在被激活之前，通过在入口与出口之间的阀上形成密封，来防止流体流经导管。当易碎插塞被激活时，流体可从阀机构的入口向出口流经所述导管。

一般来说，易碎插塞10具有圆柱形侧壁，且围绕所述圆柱形侧壁周向延伸，从而提供用于将力施加到插塞的圆柱形侧壁的装置。当所述用于将力施加到插塞的装置被激活时，所述易碎插塞破裂，使得流体可从入口向出口流经导管。

图1A到1C中示出易碎插塞的实例，但设想所述插塞的形状可不同于下文所论述的“礼帽”布置。重要的是所述易碎插塞具有用于将力施加到插塞的圆柱形侧壁的装置，且所述用于施加力的装置围绕圆柱形侧壁周向延伸。

本文所描述的易碎插塞可由易碎陶器材料形成，例如矾土，但也可由任何类似易碎的玻璃状或聚合材料形成。

本文所描述且图1A到1C中所示出的易碎插塞的一个实例具有“礼帽”的大体形状。在此实例中，将插塞视为具有在第一端14处大体上平坦的连续的封闭第一表面13。尽管本文将所述插塞的第一表面描述为平坦的，但这不是必要的，且所述表面可为任何其它形状，例如弯曲或圆顶形。所述插塞还具有相对的第二端12。第一端14和第二端12处的所述表面的外周长在此实施方案中为大体圆形，然而，可使用其它形状，取决于所选择的设计。所述插塞进一步具有侧壁16，其具有外表面30，所述外表面30在所述第一端14与第二相对端12之间柱面延伸。

如图1A中所见，所述插塞具有：第一区段1，其包含第一端14；以及第二区段2，其包含第二端12。

详细来说，图1A到1C中所示的插塞的侧壁16的外表面30包括三个部分15、17和19，其各自具有不同的直径，且因此彼此围绕。如在图1A到1C中可见，在插塞17和19的任一端处存在大体上均匀直径和圆周的部分，其之间具有增加/减小直径的第一成角度或斜削部分或凸缘15。第二端12处的圆柱形部分的圆周也大于第一端的圆周，从而形成将为“礼帽”形状的“边”的部分。尽管本文所示的实例的侧壁的外表面的端部分为大体上均匀直径，所述直径不必完全均匀。

侧壁16的连接到第一部分17的第二部分15斜削，且以一角度从第一部分17向外延伸，从而在第二端12的方向18上包括增加的直径。第二部分15接触第三部分19，其在直径上又是大体上均匀的，且形状为圆柱形的，并且还大体上平行于外侧壁的第一部分17而延伸。此第三部分19因此构成凸缘，或“礼帽”形状的“边”，且在所示的实例中，具有大体上均匀的直径。侧壁16的外径在第三部分19中达到其最大值。

插塞的第一区段1包含第一部分17。插塞的第二区段2包含第二部分15和第三部分19。

如上文所述，所述插塞在第一端14处具有第一、封闭的、连续表面13，然而，插塞的相对的第二端12界定向延伸到插塞中的圆柱形凹座22的开口，圆柱形凹座22在图1B中被视为大约位于插塞的中心。

举例来说，如图1B中所见，凹座22具有位于插塞的第二端12的开口端26、位于插塞内的封闭端20，以及在其之间延伸的圆柱形侧壁16的内表面23。如图1B中可见，凹座的封闭端20处的圆柱形壁的直径和周长小于开口端26处的壁的直径和周长。

更详细地说，圆柱形凹座22由具有在第一端14的方向上，在插塞的第二端12处从第二表面11延伸的内表面的侧壁形成。所述内表面，或插塞的凹座内的侧壁23包括第一部分24，其柱面延伸，且从插塞的第二端12和第二表面11具有大体上均匀的直径。侧壁的内表面的此第一部分24页在大体上品行与侧壁的外表面的端部分17、19的方向上延伸，如上文所述，但这不是必要的。侧壁的内表面23还包括斜削的第二部分21，其中直径在插塞的第一端14以及凹座22的封闭端20处的表面25的方向上减小。

凹座因此在具有表面25的封闭端20中终止，表面25具有比第二表面11处的凹座的开口端26小的直径和周长。在图中，凹座22的封闭端20处的表面示出为平坦的，然而这不是必要的，且可使用任何形状的表面。

如上文所述，侧壁16的外表面具有第一斜削部分15，且侧壁的内表面23具有第二斜削部分。

如图中可见，外表面的斜削部分的具有最小直径的部分与内表面的斜削部分的具有最大直径的部分处于同一平面内。

上文描述“礼帽”形状的易碎插塞的布置，但设想可结合下文所描述的用于将力施加在圆柱形侧壁上的装置使用其它布置和形状。重要的是用于将力施加在圆柱形侧壁上的装置提供密封件中断裂，以允许流体从入口向出口流动。

如图1A到1C中所示，易碎插塞还包括用于将力施加在插塞的圆柱形侧壁16上，使得第一区段1从第二区段2破裂的装置100。用于将力施加在所述圆柱形侧壁16上的装置100围绕侧壁16的外圆周延伸，如图1A中所示。

图1A到1C以及图2中示出用于将力施加在插塞的圆柱形侧壁16上的装置100的实例。在所示的实例中，这是在受热之后改变形状的元件；例如可使用形状记忆合金致动器。在这些图中所示的实例中，形状记忆合金致动器为在侧壁16的外圆周周围，且明确地说，在脆弱或预定义破裂平面90的圆周线周围延伸的形状记忆合金丝。形状记忆合金丝可由镍钛合金(例如Nitinol TM)形成，但也可由此项技术中已知的其它形状记忆合金材料形成。当被激活时，所述形状记忆合金丝改变形状，且直径扩大。在一些实例中，通过增加合金的温度来激活形状记忆合金丝。举例来说，形状记忆合金丝可连接到电力供应，以便通过电焦耳加热来致动。电力供应的实例可为恒定电流供应或电流受限DC供应。

在图1A中所示的实例中，形状记忆合金丝100在侧壁16的圆周周围延伸，且经定位以便与预定义的破裂平面90处于同一平面内。使形状记忆合金丝维持在侧壁16的圆周周围的位置中，使得丝的移动和缩回受限。在一个实例中，通过卷曲连接件105使形状记忆合金丝100卷曲，以便将形状记忆合金丝100固定在侧壁16的圆周周围的合适位置中。尽管所述实例示出卷曲连接件，例如105，但可通过其它手段，例如焊接等，来固定形状记忆合金丝。

形状记忆合金丝100可预张紧5%到10%。当将形状记忆合金丝100加热到高于变形温度时，例如通过电焦耳加热，丝100将通过在长度上缩回，且在直径上扩大来尝试恢复张紧。然而，张力恢复受卷曲连接件105约束，且因此较大的本地化应力(例如，~400 MPa)在所有接触点处施加在圆周侧壁16上。此应力起始易碎破裂，从而导致插塞的区段1从插塞的区段2破裂。丝100有效地“切”穿插塞的侧壁16的圆周，并提供干净的断裂，这减少了破裂之后的碎片数目。举例来说，NiTi合金具有介于-50℃与95℃之间的变形温度。然而，也可使用其它合金，例如NiTiNb，其具有超过110℃的变形温度。

如图1B和1C中所示，凹槽110可形成于插塞的侧壁16中。在卷曲或焊接之前，可将形状记忆合金丝100放置于凹槽110中。凹槽110允许形状记忆合金丝100定位于预定义的破裂平面90中，并约束形状记忆合金丝100的移动和缩回。在形状记忆合金丝100已例如由卷曲连接件105卷曲(或焊接)之后，将形状记忆合金丝100加热到变形温度以上，例如上文所述。

插塞10可经配置以具有易碎平面，插塞在被激活时，沿所述易碎平面破裂，以使密封件断裂。在所描述的实例中，所述易碎平面可由渐细配置产生，所述渐细配置可例如导致较薄的壁部分。易碎平面可由“礼帽”配置(例如上文所述的配置)形成。

归因于易碎插塞10的形状，在外表面和内表面的几何形状具有突然变化的情况下，当易碎插塞10中的凹座中的流体施加压力时，在插塞10的表面上可形成应力，且所述应力集中在预定平面中。可通过在预定平面处提供力来使密封件断裂。流体可接着从入口向出口流动。

如上文所提到，在侧壁的外表面和内表面的几何形状具有突然变化的情况下，且明确地说，归因于侧壁的外表面上的斜削部分的具有最小直径的部分与侧壁的内表面的斜削部分的具有最大直径的部分大体上处于同一平面内的事实，当将均匀压力施加到插塞的第二端12，且明确地说，施加到凹座22时，形成应力，且所述应力可集中在预定平面中。例如通过凹座22中的流体施加的均匀压力可导致主要或增加的应力(相对于周围区域)的平面90。

在此实例中，此位置处可出现脆弱或易碎平面90，因为归因于存在于侧壁30的外表面以及凹座23的侧壁的内表面中的斜削部分的相对位置以及其对应直径和周长，且插塞的侧壁的厚度在此平面内处于其最小值，如图1B中所见。

图1D中可见此预定义平面与插塞的侧壁的外表面的交点，图1D示出当凹座22中存在的流体将均匀压力施加到插塞的第二端12时，插塞的主要应力分布。

此预定义平面90可因此提供插塞的脆弱区域，其与插塞侧壁的内表面23(凹座22内)和外表面16两者相交，且可例如在图1D中视为在插塞侧壁周围延伸的圆周脆弱线90。此预定义平面90因此在本文称为预定义破裂平面，因为其预定义插塞的易碎破裂的位置和形式。

在其它实例中，易碎平面90可由不同结构形成，或例如由不同材料或合成物形成。当然，易碎平面90无需存在于易碎插塞中。

用于施加力的装置100可定位成在圆周脆弱线或预定破裂平面周围延伸，来辅助使易碎插塞断裂。在图1A中所示的实例中，形状记忆合金丝经定位，以便与预定义破裂平面90处于同一平面内。

上文所描述的凹槽110也可形成于插塞的预定义破裂平面90内。凹槽110因此在预定义破裂平面90内，在侧壁16的外圆周周围延伸。

将力提供给具有预定义破裂平面的插塞因此可导致比不具有此预定义破裂平面的插塞干净得多的断裂。

图2示出形状记忆合金丝100的实例。此实例中的形状记忆合金丝100包括两个形状记忆合金丝100’和100’’。形状记忆合金丝100’以半圆在插塞的侧壁16的外圆周周围延伸。形状记忆合金丝100’’以与形状记忆合金丝100’相对的半圆在插塞的侧壁16的外圆周周围延伸。组合形状记忆合金丝100’和100’’来形成插塞周围的圆，并通过卷曲连接件105来卷曲(或焊接)。然而，注意，可使用任何数目的形状记忆合金丝。并且，形状记忆合金丝的绕组也可位于侧壁16的外圆周周围。

图3A和3B示出形状记忆合金的替代布置。如上文所述，形状记忆合金丝100’和100’’可焊接或卷曲。然而，在图3A和3B中所示的布置中，无需进行焊接或卷曲。

如图3A中所示，形状记忆合金30可为连续的，且在此实例中，提供形状记忆合金丝300。在所示的实例中，将丝300提供为环形状。当然，可提供其它形状来周向配合在插塞的侧壁16周围。形状记忆合金30也可包含将连接到电力供应源的电触点310，如上文所述。在图3A中所示的实例中，电触点310在形状记忆合金丝300上定位成彼此相对。当然，可在形状记忆合金丝300上的任何地方提供电触点。如上文所提到，电触点310连接到电力供应源，使得热量被施加到形状记忆合金丝300。形状记忆合金丝300可接着膨胀，来致使插塞破裂。

图3B示出如图3A中所示的形状记忆合金30的另一替代配置。在此实例中，形状记忆合金31具有形状记忆合金丝300和电触点310，如上文所述。另外，形状记忆合金31具有辅助使插塞破裂的部分302。部分302提供于形状记忆合金丝300上，并从形状记忆合金丝300面向内。在图3B中所示的实例中，部分302为针状突起，其可抵靠插塞的侧壁16搁置。当形状记忆合金丝300受热时，丝300的直径扩大，且长度缩回，从而在插塞的侧壁16上提供力。针状突起302在丝受热时，辅助使插塞破裂。

图4A和4B示出形状记忆合金的进一步替代布置。图4A示出形状记忆合金40。在所示的实例中，两个次要金属丝400和401在插塞的圆周周围膨胀。在此实例中，次要金属丝400和401的形状为半圆形，但可为其它形状。如图4A中所示，形状记忆合金410和411可经布置来将次要金属丝400和411固持在插塞的侧壁16周围的合适位置。举例来说，第一单一形状记忆合金丝410可缠绕在次要金属丝400和401的端部周围。第二形状记忆合金丝411可缠绕在次要金属丝400和401的相对端部周围。第一和第二形状记忆合金丝410和411将次要金属丝400和401固持在易碎插塞的侧壁16周围的合适位置。当然，一个以上形状记忆合金丝可缠绕在次要金属丝的端部周围。

电触点405位于次要金属丝400和401上，如同图3A和3B中的形状记忆合金一样。电触点405可连接到电力供应，来将热量供应到次要金属丝400和401。热量通过次要金属丝400和401传导到形状记忆合金丝410和411，其导致形状记忆合金丝410和411的膨胀。随着形状记忆合金丝410和411膨胀，次要金属丝400和401被拽到一起，并对插塞的侧壁16提供力，从而导致插塞破裂。

图4B示出如图4A中所示的形状记忆合金30的另一替代配置。在此实例中，用形状记忆合金丝410和411将次要金属丝400和401固持在插塞的侧壁16周围的合适位置处。次要金属丝400和401也可包含电触点405，如上文所述。另外，次要金属丝400和401可具有辅助使插塞破裂的部分402。部分402可在次要金属丝400和401上提供，且从次要金属丝400和401面向内。当然，部分402可与次要金属丝分开，且可由次要金属丝400和401支撑或固持在合适的位置。部分402可由金属或非金属材料制成。当形状记忆合金被激活时，次要金属丝400和401可将力提供给部分402，来辅助使插塞破裂。在图4B中所示的实例中，部分402为可抵靠插塞的侧壁16搁置的针状突起。当形状记忆合金丝410和411受热时，丝410和411膨胀，从而致使次要金属丝400和401被拽到一起，使得可在插塞的侧壁16上提供力。当形状记忆合金丝410和411受热时，针状突起302辅助使插塞破裂。举例来说，图4A和4B的次要金属丝400和401可由钢制成。然而，可使用任何其它合适的电导体。

图5A和5B示出阀机构5，其包括阀主体50，阀主体50具有入口52和出口54，以及在其之间延伸的通道56。如结合图1A到1C所描述，将易碎插塞10固持在阀主体50内，以阻塞入口与出口之间的通道56，并在插塞完整时，防止流体从入口52向出口54流动。

如图1A到1C中所描述，易碎插塞10具有如上文所述的第一表面14。在使用中，第一表面14与出口54流体连通。如上文所提到，插塞10具有相对的第二端12，其位于阀机构的入口侧，且具有第二表面，所述第二表面在使用中与入口52流体连通。

在一些实例中，插塞的至少一部分的侧壁16的外圆周表面可接触阀主体本身的内壁，或可通过一些其它手段固持在阀主体内，且可进一步包括插塞的侧壁的外圆周之间和/或插塞的第二端之间和/或插塞内的凹座的侧壁的密封。

这结合插塞的第一端封闭的事实，提供阀主体的入口与出口之间的密封，其因此在插塞完整时，封闭入口52与出口54之间的通道。

将插塞10固持在阀主体内，使得插塞的外表面的一部分向阀主体的内表面密封，如上文所提到。这可通过经由中间低膨胀金属合金将陶瓷钎焊到阀主体来实现。这提供陶瓷与阀主体之间的气密密封。中间低膨胀金属合金的实例为Kovar ™结。也可使用其它密封手段，例如具有29%的镍和17%的钴的铁镍钴合金。

作为另一实例，插塞的侧壁16在形状记忆合金100的任一侧上提供两个区段1、2，如图1B中所示。阀主体50之间的密封仅在这些区段中的一个，即第二区段2中提供，如图1B中所示。这是插塞的位于预定义破裂平面的入口侧上的区段，其包括外表面的斜削部分15，以及外表面的位于插塞的第二端12处的部分19，其大于插塞的第一端14的直径的均匀直径(即，礼帽形状的‘边’)。第二区段也包括凹座22的部分24，其具有均匀直径，并从插塞的第二端向上延伸到侧壁的内表面斜削的点(见图1B)。

在将冲击力施加到插塞后，例如通过使用形状记忆合金元件100，如上文所述，插塞的破裂因此在插塞的侧壁16和第一区段1上发生，第一区段1位于形状存储器元件100的未向阀主体50的内壁密封的侧上，且在此实例中，第一区段1的外径小于插塞的其余部分，第一区段1破碎。插塞的包括向阀主体的内表面的密封的第二区段2通常保持完整。这因此在插塞内的预定义位置处提供干净的打开孔口。

归因于此干净孔口的形成，入口与出口之间的通道打开，使得凹座中所含的物质可通过出口排放。

上文所描述的阀机构因此是一次性或可修复的阀机构，其提供由于先前阀机构的重要优势，因为当被操作时，归因于插塞使用形状记忆合金“切”穿侧壁，上文所描述的阀机构能够在阀的入口52与出口54之间形成干净的开口。

在提供预定义破裂平面90的实例中，预定义破裂平面90位于大体上与流动方向垂直的方向上，且因此易碎插塞对爆裂或破裂的抵抗归因于入口52的所述侧上所施加的压力而最大化。

这种阀机构还允许最小化组件数目以及阀设计的复杂性，从而降低阀机构的成本。这种阀机构进一步保留了已知装置和方法的快速打开和自由流动特性，同时去除了对烟火弹药筒以及在需要时提供厄密性的需要。

易碎插塞可由易碎材料形成，例如易碎陶瓷、玻璃状或聚合材料。对于矾土陶瓷圆盘，所述材料可包括96%密度的矾土Al2O3陶瓷。

这些新类型的密封件提供由于已知阀机构的重要优点，因为其提供厄密性，同时还最小化组件的数目以及阀设计的复杂性，且因此降低成本且提供较高的可靠性。

Claims (13)

1.一种用于阀机构中的易碎插塞，所述易碎插塞包括：

第一区段，其具有第一端，以及相对的第二区段，其具有第二端，以及在所述第一端与第二端之间延伸的圆柱形侧壁；

用于将力施加在所述易碎插塞的所述圆柱形侧壁上，使得所述第一区段从所述相对的第二区段破裂的装置，且其中所述用于将力施加在所述圆柱形侧壁的装置围绕所述侧壁的外圆周周向延伸。

2.如任一前述权利要求所述的易碎插塞，其中所述用于将力施加在所述易碎插塞的所述圆柱形侧壁上的装置在被施加热量后致动。

3.如任一前述权利要求所述的易碎插塞，其中所述用于将力施加在所述易碎插塞的所述圆柱形侧壁上的装置为形状记忆合金致动器。

4.如权利要求3所述的易碎插塞，其中所述形状记忆合金致动器包括一根或多根形状记忆合金丝。

5.如权利要求4所述的易碎插塞，其中所述一根或多根形状记忆合金丝在邻近于所述易碎插塞的所述侧壁的点处卷曲或焊接到彼此。

6.如权利要求4所述的易碎插塞，其中所述形状记忆合金致动器进一步包括一根或多根次要金属丝。

7.如任一前述权利要求所述的易碎插塞，其中凹槽形成于所述侧壁中，且其中所述形状记忆合金致动器位于所述凹槽中。

8.如权利要求1所述的易碎插塞，其还包括：

凹座，其具有位于所述插塞的所述第二端处的开口端；且

其中所述插塞包括预定义的破裂平面，且其中所述插塞被配置来越过所述预定义的破裂平面而破裂，且其中所述预定义的破裂平面围绕所述侧壁的所述外圆周延伸；以及

封闭端，其在所述插塞内，其中所述圆柱形侧壁的内表面在其之间延伸，所述预定义的破裂平面与所述侧壁在所述凹座内相交，以提供围绕所述易碎插塞的所述侧壁的内圆周延伸的预定义破裂线。

9.如权利要求8中任一项所述的易碎插塞，其中凹槽形成于所述预定义的破裂平面中，且其中所述一根或多根形状记忆合金丝位于所述凹槽中。

10.如权利要求9所述的易碎插塞，其中所述凹槽位于所述第一区段中邻近于所述第一斜削部分。

11.如权利要求8至10中任一项所述的易碎插塞，其中所述凹座的直径在所述凹座的所述封闭端处比在所述凹座的所述开口端处小；

其中所述侧壁的外表面具有第一斜削部分，且所述侧壁的内表面具有第二斜削部分；且

其中所述外表面的所述斜削部分的具有最小直径的部分与所述内表面的所述斜削部分的具有最大直径的部分处于同一平面内。

12.一种阀机构，其包括：

阀主体，其具有入口和出口，以及在其之间延伸的通道；以及

如任一前述权利要求所述的易碎插塞，其中将所述插塞保持在所述阀主体内，使得所述插塞在完整时，阻塞所述通道，且其中当所述易碎插塞破裂时，流体从所述入口向所述出口流动。

13.如权利要求12所述的阀机构，其中所述易碎插塞的所述第一端与所述出口流体连通，且所述易碎插塞的所述第二端与所述入口流体连通。