CN113302399A - 用于具有形状记忆合金的运输设备的密封结构 - Google Patents

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Abstract

一种运输设备(100),包括壳体(110)、执行器(130)、驱动器(150)和密封元件(170)。壳体具有流体入口(111,113)和流体出口(113,111)。执行器(130)包括磁性形状记忆合金并且执行器(130)至少部段地设置在壳体(110)中。执行器(130)可由驱动器(150)变形成,使得在执行器(130)中形成至少一个可由驱动器(150)移动的、用于流体的腔(135),以便将腔(135)中的流体从流体入口(111,113)运输到流体出口(113,111)。密封元件(170)构成为并且在执行器(130)和壳体(110)之间设置成,使得在将流体从流体入口(111,113)运输至流体出口(113,111)期间,腔(135)在边缘侧或在端侧是密封的。

Description

用于具有形状记忆合金的运输设备的密封结构
技术领域
本发明涉及一种用于运输设备的密封结构,所述密封设备包括具有形状记忆合金的执行器。
背景技术
形状记忆合金(英语为shape memory alloy)能够以不同的晶体结构存在,其中材料的形状与晶体结构相关,合金以所述晶体结构存在。
特殊的形状记忆合金是磁性形状记忆合金(英语为magnetic shape memoryalloy,MSMA),其形状可以通过施加磁场改变。在此,磁性形状记忆合金中的双晶界可通过磁场移动,由此出现材料的磁感生的重取向。通过垂直的磁场,材料能够伸长,并且通过平行的磁场,材料能够收缩。
由具有双晶界的材料构成的执行器的磁场感生的形状变化的基本原理在US 6,515,382 B1中公开。
将磁性形状记忆合金用作为泵中的执行器从US 2016/0211065 A1中已知。其中描述由MSMA构成的执行器,所述执行器设置在具有入口和出口的壳体中。在执行器下方设置有多个线圈,通过所述线圈可以产生磁场。通过产生磁场可以改变MSMA的形状,使得形成腔,所述腔与入口连通地连接。流体流动到腔中,并且由于磁场的移动,由流体填充的腔移动。如果填充的腔与出口连通地连接,那么腔中的流体从出口流出。
运输设备、例如泵的液压管路基本上与密封结构相关。密封结构在US 2016/0211065A1中未描述。
发明内容
本发明的目的在于,提供一种具有密封结构的运输设备,通过所述密封结构能够实现改进压力形成。另一目的在于,提供一种具有密封结构的运输设备,通过所述密封结构减少在运输流体期间的泄漏。又一目的在于,提供一种运输设备,所述运输设备能够更工艺安全地且同时低成本地生产。同样地,通过运输设备应可输送或运输多种流体,也包括敏感流体。此外,应可改进地监控运输设备的运行或者可改进地调节运行。
所述目的通过根据权利要求1、46或47所述的运输设备或通过根据权利要求43所述的方法来实现。
用于运输流体的运输设备包括壳体、执行器、驱动器和密封元件。壳体具有流体入口和流体出口。执行器包括磁性形状记忆合金(MSMA)并且执行器至少部段地设置在壳体中。执行器能够由驱动器变形成,使得在执行器和壳体之间形成用于流体的腔,其中腔能够通过驱动器移动,以便将腔中的流体从流体入口运输至流体出口。密封元件构成为并且在执行器和壳体之间设置成,使得在将流体从流体入口运输至流体出口期间,腔在边缘侧和/或在端侧是密封的。
运输设备能够是流体机械设备,由其可以运输或输送不可压缩的或可压缩的介质。在此,不可压缩的介质理解成如下介质,所述介质几乎不可压缩或者基本上是不可压缩的,至少可压缩性比气体小多倍。
优选地,运输设备是用于运输液体的泵设备。特别地,运输设备是微泵设备。微泵设备能够具有每分钟最大10mL、尤其每分钟最大1mL的最大输送功率。
磁性形状记忆合金能够是镍-锰-镓合金。
执行器(泵执行器)能够由磁性形状记忆合金构成。
执行器可以完全地设置在壳体中,即完全地由壳体包围,或者当壳体的一侧或多侧敞开时,不超出壳体的这一侧或多侧。
执行器能够具有基本上方形的基本形状。执行器能够具有两个端面、两个侧面和两个腔面,其中在腔面中的至少一个腔面中应形成腔。
腔面与侧面或端面相比具有明显更大的面,优选地比侧面或端面大数倍的面。如果在执行器中形成腔,那么执行器的膨胀优选朝向端面中的至少一个端面的方向进行(体积稳定性)。
驱动器能够构成为,产生均匀定向的磁性行波场。对此,驱动器优选地包括电磁线圈和/或永磁体。
尤其地,驱动器能够构成为,同时产生多个磁性行波场,使得能够在执行器中产生多个(移动的)腔。
如果在执行器中形成腔,使得腔与流体入口流体连通地连接,那么流体经由流体入口流动到腔中(负压),并且由于驱动器的磁场的移动,腔可朝向流体出口的方向移动。如果用流体填充的腔到达流体出口,使得所述腔流体连通地与腔连接,那么流体能够从腔中经由流体出口流出。
腔能够是(封闭的)空腔或凹部(缩窄部或下陷部),其具有一个或多个开口。
在流体入口和流体出口之间因此能够运输离散的流体体积。腔的体积此外与驱动器的磁场强度相关。在流体入口和流体出口之间运输的体积流除了腔的体积之外与腔的运输速度相关(参见蠕动泵)。
腔典型地在执行器的腔面中形成为下陷部或缩窄部,其从执行器的一个侧面延伸至另一侧面并且朝向执行器的端面之一移动。腔的移动通过驱动器的磁场的移动来实现。运输设备的密封元件在此能够密封腔的边缘(在边缘侧),即腔的朝向侧面的端部,或者密封元件能够密封腔的朝向端面的端部,即端部中的至少一个端部(在端侧)。
密封元件的至少一个部段能够具有弹性特性。当在执行器中形成腔时,密封元件的所述部段能够密封地贴靠在执行器的腔的(边缘侧的或端侧的)部段上。
由此,当未形成腔时,密封元件的部段能够贴靠在执行器上,并且当在执行器中形成这种腔时,通过密封元件的弹性特性贴靠在执行器的腔上。
弹性特性能够是线性弹性特性或者是非线性弹性特性。密封元件应通过力作用可压缩并且在撤除力作用之后再次至少部分地具有其初始形状。在密封元件通过力压缩时,密封元件应施加对抗压缩的力。
壳体能够具有槽,其中密封元件的至少一个部段能够设置在槽中。
槽的开口能够指向执行器的方向。
壳体的槽能够构成为,使得槽环绕或包围壳体的面部段。特别地,槽是连续的并且完全地环绕壳体的面部段或者完全地包围壳体的面部段。
槽中的密封元件同样能够环绕或包围壳体的面部段,尤其密封元件能够连续地(完全地)环绕或包围壳体的面部段。
壳体的由槽或密封元件环绕或包围的面部段能够包括流体入口和/或流体出口。
与槽中的密封元件结合地,在执行器上得出如下区域,所述区域(基本上)对应于壳体的由槽包围的面部段,在所述面部段中能够将流体从流体入口运输至流体出口(在腔中),其中所述区域向外密封,即使当存在腔时也如此。
密封元件的至少一个部段能够围绕或环绕壳体的面部段,并且壳体的所述面部段能够至少部段地接触执行器。特别地,壳体的由密封元件围绕或环绕的面部段以至少80%或90%接触执行器。这尤其在执行器中未形成腔时如此。
在执行器中形成的腔能够通过执行器、密封元件(在边缘侧或在端侧)和壳体限界。
优选地,腔仅通过执行器、密封元件(在边缘侧或在端侧)和壳体限界。
如果密封元件设置在壳体中的槽中,那么密封元件能够与设有槽的壳体部段齐平。这当在执行器中未形成腔时如此。
如果密封元件设置在壳体的槽中,那么当在执行器中未形成腔时,密封元件能够从槽中伸出小于2.0mm,特别小于1.0mm,尤其优选小于0.5mm,更确切地说朝向执行器的方向。
如果密封元件设置在壳体的槽中(至少部分地),那么与在执行器中未形成腔时相比,在(在密封元件的部段的区域中)形成腔时,密封元件的部段从槽中朝向执行器的方向进一步伸出。
当未形成腔时,密封元件接触执行器,并且当在执行器中形成腔时,密封元件接触执行器(至少在边缘侧或在端侧)。
密封元件能够具有高度,其中高度尤其理解成垂直于执行器的在其中能够形成腔的面。密封元件的部段的高度在形成的腔的区域中能够比在未形成腔的区域中的密封元件的部段的高度更大。
设备能够包括第一密封元件和第二密封元件,其中上述密封元件能够是第一密封元件。
第二密封元件能够在设备中设置成,使得第一密封元件至少部分地围绕或环绕第二密封元件(在平行于执行器的腔面的平面中)。
尤其地,第一密封元件完全地围绕或环绕第二密封元件(无中断)。
第二密封元件能够接触执行器(在腔面处)。
特别地,第二密封元件能够在未形成腔的区域中接触执行器,和/或第二密封元件在形成腔的区域中不能够接触执行器。
第二密封元件能够面状地构成。
第二密封元件能够附着地与壳体连接,例如通过粘附(粘接)或通过材料配合的材料。
第一和第二密封元件能够具有高度,特别是垂直于执行器的腔面的高度。如果在执行器中形成腔,那么第一密封元件在形成腔的区域中与在所述区域中的第二密封元件相比能够具有更大的高度。由此,能够确保腔在执行器中的边缘侧的或端侧的密封。
第一和第二密封元件能够分别具有弹性特性。优选地,第一密封元件的复位的惯性(弹性复位)小于第二密封元件的复位的惯性。如果在执行器中形成腔,那么腔能够通过第一密封元件密封,而第二密封元件不过多地限制形成的腔的体积。
复位的所提到的惯性能够是复位的时间上的惯性。
第二密封元件能够具有伪静态的应力-应变行为。
与在第二密封元件复位时相比,在第一密封元件复位时能够发生更大的熵变。
如果在执行器中形成腔,那么腔能够通过执行器、第一密封元件和第二密封元件限界。
特别地,在执行器中通过驱动器形成的腔仅通过执行器、第一密封元件和第二密封元件限界。壳体在该情况下不接触要在腔中运输的流体。
如果壳体具有槽并且第一密封元件至少部段地设置在槽中,那么当不通过驱动器在执行器中形成腔时,第一密封元件能够从槽中朝向执行器的方向伸出小于2.0mm,特别地小于1.0mm,尤其小于0.5mm。
当未在执行器中形成腔时,第一密封元件能够在壳体的槽中与壳体的朝向执行器的面齐平。
如果壳体具有槽,其中第一密封元件能够至少部段地或部分地或完全地设置在所述槽中,那么当在执行器中形成腔时,与未在执行器中形成腔时相比,第一密封元件的部段从槽中(朝向执行器的方向)进一步伸出。
第一密封元件能够具有高度,其中高度尤其垂直于执行器的腔面观察。第一密封元件的部段的高度在执行器中形成的腔的区域中大于在未在执行器中形成腔的区域中的第一密封元件的部段的高度。
第二密封元件也能够具有高度,其中高度特别地垂直于执行器的腔面观察。在执行器中形成的腔的区域中的第一密封元件的部段的高度能够大于在执行器中形成腔的区域中的第二密封元件的部段的高度。
密封元件能够包括弹簧元件和密封轨,其中弹簧元件能够具有弹簧特性。
弹簧元件能够是弹簧,例如由金属或塑料构成。弹簧能够是倾斜卷绕的弹簧。弹簧元件也能够包括一个或多个C形环。
优选地,弹簧元件包括开槽的、蜿蜒形剖开的和/或侧向敞开的环。
壳体能够包括第一和第二壳体部段。密封元件的密封轨能够设置在第一和第二壳体部段之间。这优选为面状。
特别地,密封元件的密封轨在第一和第二壳体部段之间设置成,使得第一和第二壳体部段不接触,而是通过密封轨分开。
壳体能够具有槽并且密封元件的弹簧元件能够至少部段地设置在槽中。特别地,密封元件的密封轨至少部分地封闭槽(槽的敞开侧)。密封元件的密封轨能够完全地封闭槽。
密封元件的密封轨能够附着地与壳体部段连接,例如通过粘接或通过材料配合的连接。特别地,密封元件的密封轨附着地与更远离执行器的壳体部段连接。
当在执行器中形成腔时,密封元件的密封轨能够朝向执行器的方向按压。尤其地,弹簧元件将密封轨的部段按压到腔中,使得所述腔在边缘侧或在端侧是密封的。
执行器中的腔能够通过执行器和通过密封元件限界。尤其地,执行器中的腔能够完全地通过执行器和密封元件限界。
执行器中的腔能够通过执行器和密封元件的密封轨限界。优选地,执行器中的腔完全地(仅)通过执行器和密封元件的密封轨限界。
如果在壳体中设置有槽,那么弹簧元件能够至少部分地设置在槽中。当在执行器中没有形成腔时,弹簧元件能够从槽中朝向执行器的方向伸出小于2.0mm,尤其小于1.0mm,特别小于0.5mm。
运输设备能够包括至少一个夹紧元件,所述夹紧元件接触执行器的侧面,尤其端面,并且通过所述夹紧元件确保执行器的机械复位。优选地,运输设备包括两个夹紧元件,所述夹紧元件接触执行器的相对置的侧面,尤其端面,并且能够实现执行器的机械复位。
如果在执行器中形成腔(通过驱动器),那么执行器朝向一个或多个方向膨胀,其中这典型地朝向执行器的端面的方向发生。如果例如驱动器的磁场终止,那么不进行腔的无起因的复位,而是所述复位能够通过夹紧元件的机械的力作用进行。
至少一个夹紧元件,优选两个夹紧元件,能够具有梯形的基本形状。
设备,尤其壳体或密封元件或一个/多个夹紧元件,也能够包括至少一个、优选至少两个磁体,通过所述磁体执行器的磁性复位是可行的。特别地,一个或多个磁体能够是一个或多个永磁体或电磁体。
设备,尤其壳体或密封元件或一个/多个夹紧元件,也能够包括磁力学弹性体。
执行器的磁性复位类似于如在上文中描述的执行器的机械复位那样起作用。
执行器的面能够至少部段地设有分离层。
分离层能够包括薄膜,特别是塑料薄膜,或者包括帕利灵。
帕利灵能够为完全由氢取代的帕利灵(帕利灵N)。帕利灵也能够为卤素取代的帕利灵。尤其地,帕利灵为部分地由氯取代的帕利灵(帕利灵C或帕利灵D)。同样地,帕利灵能够是部分地由氟取代的帕利灵(帕利灵HT)。
优选地,执行器的所有面设有分离层。
分离层能够比执行器中的腔的最大深度(sK)更薄(sB)。
分离层也能够通过粘附安置在分离层和执行器之间,例如通过在分离层和执行器之间的负压或者通过在分离层和执行器之间的介质膜(例如硅油)安置。
例如,薄膜能够施加到执行器上并且经由阀在薄膜和执行器之间产生负压。
提到的介质膜也能够引入薄膜和执行器之间,以便确保在执行器和薄膜之间的粘附力。
执行器的帕利灵覆层例如能够通过再升华进行。
壳体能够包括至少一个扩散器。特别地,壳体包括两个扩散器。
因为通常在执行器的整个宽度上产生腔,所以在流体入口处的扩散器和/或在流体出口处的扩散器允许从流体入口到腔中和/或从腔至流体出口的改进的流体引导。
一个扩散器能够与流体入口连接并且另一扩散器能够与流体出口连接。在此,在扩散器的更靠近执行器的端部处的扩散器横截面能够大于扩散器的更远离执行器的端部的横截面。这能够适用于全部扩散器。
密封元件能够包括弹性体。尤其地,弹性体能够是热塑性的弹性体。密封元件也能够替选地或附加地包括泡沫材料。泡沫材料特别是闭孔泡沫材料。
壳体能够包括金属或塑料,优选地壳体由金属或由塑料构成。优选地,壳体由弹性体制成(热塑性弹性体)或者包括弹性体(热塑性弹性体)。替选地或附加地,壳体能够包括梯度材料或者由梯度材料构成。
运输设备的壳体能够至少部段地具有PTFE覆层(聚四氟乙烯覆层)。优选地,壳体的面至少由PTFE覆层,所述面是腔的限界面。
在运输设备的执行器中,能够在执行器中同时形成至少两个、尤其多个腔。这例如通过驱动器的匹配的设计方案实现。
运输设备能够包括至少一个传感器。优选地,传感器固定在壳体上。
运输设备能够包括温度传感器,所述温度传感器测量执行器的温度。控制单元能够改变运输设备的运行,更确切地说基于由温度传感器所检测的值来改变运输设备的运行。尤其地,当执行器的由温度传感器检测的温度值超出和/或低于温度的规定阈值时,控制单元能够改变运输设备的运行。
具有磁性形状记忆合金的执行器应在低于100℃的温度下运行。特别地,执行器应在低于55℃的温度下运行。具有形状记忆合金的执行器可在55℃之下以高的功率运行。
特别地,执行器应在磁性形状记忆合金的相变温度之下运行。优选地,执行器在磁性形状记忆合金的居里温度之下运行。
如果温度传感器检测到执行器的温度高于80℃、尤其高于90℃,那么可以改变运输设备的运行。例如,能够中断或中止运输设备的运行或者能够降低运输设备的运输功率(泵功率)。执行器的温度也能够通过例如帕尔贴元件降低。
如果温度传感器检测或确定执行器的温度高于45℃,那么同样改变运输设备的运行。例如,能够降低执行器的温度,特别通过由运输设备包括的帕尔贴元件降低。
运输设备能够包括加热和/或冷却元件,通过其可改变执行器的温度,尤其可以控制或调节温度。
温度传感器可以在运输设备中设置成,使得所述温度传感器接触执行器。
温度传感器能够接触执行器的腔面的部段。特别地,温度传感器仅接触执行器的腔面(而不接触执行器的侧部的其他面)。
运输设备能够包括光学传感器,通过所述光学传感器可检测是否在执行器中存在腔。光学传感器能够构成为,使得检测在执行器的区域中执行器中的腔的频率。基于由光学传感器检测的值,设备的控制单元能够改变运输设备的运行。尤其地,能够借助光学传感器检测通过流体的运输设备的体积流,并且基于检测的值来调节运输设备。
如果在执行器中形成腔,那么这可作为执行器中的缩窄部或下陷部光学地感受到。光学传感器例如能够监控执行器的部位或区域并且在那里确定或检测是否存在腔。通过光学传感器的数据,例如能够由计算单元来确定执行器中的腔的宽度和/或深度。尽管如此仍能够基于光学传感器的数据,例如由计算单元来确定在执行器中存在腔的频率和/或在执行器中腔的移动速度。
从光学传感器的数据中能够推断出在流体入口和流体出口之间的通过运输设备运输的流体的体积流。
光学传感器能够包括光导体,其中光导体至少部段地设置在壳体中或者引导穿过壳体。通过光导体能够将光从执行器的表面传导至光学传感器的检测单元或评估单元。
运输设备能够包括压力传感器,所述压力传感器检测流体入口处或流体出口处的压力。运输设备也能够包括两个压力传感器,其中各一个压力传感器检测流体入口处和流体出口处的压力。基于通过至少一个压力传感器检测的值,能够改变运输设备的运行(例如通过控制单元)。
压力传感器能够检测或确定流体入口中的绝对压力。
压力传感器也能够检测或确定在流体入口或流体出口之间的压差。
基于压力传感器的数据,能够推断出运输设备的输送流(体积流)和压力形成。通过关于流体入口中的绝对压力的压力传感器的数据,能够监控流体入口处的抽吸条件。
基于压力传感器的数据,能够改变运输设备的运行。例如,在流体入口和流体出口之间腔的移动速度能够提高或降低。在执行器中腔的形成频率也能够基于压力传感器的数据提高或降低。
压力传感器能够仅设置在压力入口处或者替选地或附加地设置在运输设备的多个部位处。
运输设备也能够包括压差传感器,所述压差传感器检测或测量在流体入口和流体出口之间的压差。在此,压差传感器能够包括在流体输入端上游的两个压力传感器或在流体输出端下游的两个压力传感器。
例如通过控制单元可以基于由压差传感器检测的值来改变运输设备的运行。
设备能够包括至少一个压电传感器,其中通过至少一个压电传感器能够检测或测量执行器的执行。基于通过至少一个压电传感器检测的或测量的值,能够改变运输设备的运行,例如通过控制单元。运输设备也能够包括两个压电传感器,所述压电传感器优选地设置在执行器的相对置的侧上。
如果在运输设备的执行器中形成腔,那么执行器朝向一个方向膨胀。在适当设置压电传感器的情况下,能够确定由执行器的膨胀引起的力(压力)。压电传感器也能够检测或确定力作用的频率。基于所述数据能够推断出在流体入口和流体出口之间的体积流和/或执行器的老化。
基于通过压电传感器检测或确定的数据,能够改变运输设备的运行。特别地,改变在执行器中腔的形成(控制或调节)。
传感器装置能够包括两个压电传感器。每个压电传感器能够设置在执行器的各一个端侧上并且接触所述端侧。
特别地,一个或多个压电传感器仅接触执行器的一个或各一个端侧(而不接触执行器的侧部的其他面)。
运输设备能够包括一个、优选两个应变片。通过至少一个应变片能够检测或测量执行器的执行。尤其地,通过一个或多个应变片检测的或测量的值能够用于改变运输设备的运行。
在执行器中形成腔时,发生执行器沿一个方向的膨胀。所述膨胀能够通过应变片检测或确定。基于应变片的数据能够推断出执行器中的腔的大小(体积)和推断出执行器中的腔的形成频率。
基于应变片的数据能够改变运输设备的运行。例如基于应变片的数据能够提高或降低在执行器中的腔的形成频率。
传感器装置也能够包括至少两个应变片。
一个或多个应变片能够贴靠在执行器的一个侧面或各一个侧面处并且接触所述侧面。尤其地,一个或多个应变片能够仅贴靠在执行器的一个侧面或各一个侧面处并且接触所述侧面(而不接触执行器的侧部的其他面)。
传感器装置能够包括一个或多个所述传感器。
传感器装置能够包括所描述的温度传感器、光学传感器、压力传感器、压电传感器和/或应变片。
运输设备的运行能够基于一个或多个所描述的传感器的数据如所描述的那样改变。
一种用于运输流体的方法包括运输设备。运输设备包括壳体、执行器、驱动器和密封元件。壳体包括流体入口和流体出口。执行器包括磁性形状记忆合金。在所述方法之内,执行器由驱动器操纵,使得在执行器中形成腔,经由壳体的流体入口,流体流入到腔中,腔连同流体朝向流体出口的方向移动,至少直至流体出口流体连通地与腔连接,并且流体从流体出口流出。在腔(从流体入口至流体出口)移动期间,腔在边缘侧和/或在端侧由密封元件密封。
在所述方法之内,可以使用每个在这里公开的运输设备。
优选地,至少两个由流体填充的腔(特别是多个)同时移动。由此,可以增大在流体入口和流体出口之间运输的体积流或者可以更好地利用执行器的运输长度。
附图说明
本发明的实施方式根据实例示出并且不以任何由附图限制的方式转用于或归于权利要求。附图中的相同的附图标记说明相同的元件。
图1a示出运输设备100的示意的部分剖面图;
图1b示出运输设备100的示意前视图;
图1c示出运输设备100的示意侧视图;
图1d示出运输设备100的示意俯视图;
图2a示出运输设备200的示意的部分剖面图;
图2b示出运输设备200的示意前视图;
图2c示出运输设备200的示意侧视图;
图2d示出运输设备200的示意俯视图;
图3a示出运输设备300的示意的部分剖面图;
图3b示出运输设备300的示意前视图;
图3c示出运输设备300的示意侧视图;
图3d示出运输设备300的示意俯视图;
图4示出运输设备400的分解图;
图5示出运输设备500的分解图;
图6a示出运输设备600的示意的部分剖面图;
图6b示出运输设备600的示意前视图;
图6c示出运输设备600的示意侧视图;
图6d示出运输设备600的示意俯视图;
图7示出具有复位元件785的运输设备700的示意俯视图;
图8示出具有复位元件886、886’的运输设备800的示意俯视图;
图9示出具有复位元件987、987’的运输设备900的示意俯视图;
图10a示出运输设备1000的示意的部分剖面图;
图10b示出运输设备1000的示意前视图;
图10c示出运输设备1000的示意侧视图;
图10d示出运输设备1000的示意俯视图;
图11a示出运输设备1100的示意的部分剖面图;
图11b示出运输设备1100的示意前视图;
图11c示出运输设备1100的示意侧视图;
图11d示出运输设备1100的示意俯视图;
图12a示出具有传感器1290、1291、1292、1293、1294、1295的运输设备1200的示意前视图;
图12b示出具有传感器1290、1292、1295的运输设备1200的示意侧视图;
图13a示出具有分离层1380的执行器13330;
图13b示出具有分离层1380和两个腔1335a、1335b的执行器13330。
具体实施方式
在图1a至1d中示出运输设备100的一个实施方式。
特别地,运输设备100为泵,更特别地为微泵。在图1a中示出运输设备100的具有几个断面的立体示意图。运输设备100包括壳体110、执行器130、驱动器150和密封元件170。
执行器130包括磁性形状记忆合金,使得通过适当的磁场能够引起执行器130的形状改变。执行器130能够由磁性形状记忆合金构成。
典型地,执行器130的基本形状基本上是方形的,具有两个侧面、两个端面和两个如下面,在所述面中应形成缩窄部或下陷部作为腔。在其中应形成腔的面也称作为腔面。腔面的面积大于端面和侧面的面积,优选地,腔面的面积至少是端面和侧面的面积的三倍大。
观察腔面之一,在执行器130中形成腔135。腔135典型地在执行器130的侧面之间伸展(尤其完全地)。在端面之间,腔135仅部段地在执行器130的腔面中构成。在与观察的腔面相对置的腔面上(朝向驱动器150)同样能够构成有腔。
执行器130设置在壳体110中。特别地,执行器130在壳体110中设置成,使得执行器130的全部面(腔面131,端面132,侧面133)由壳体110包围。
壳体110包括第一壳体部段120和第二壳体部段125。第一和第二壳体部段120、125例如通过螺接连接至壳体110。具有第一壳体部段120和第二壳体部段125的壳体110同样能够一件式地构成。
壳体110,特别是第二壳体部段125,具有下陷部115,执行器130能够匹配地引入到所述下陷部中。
在壳体110中,特别在第一壳体部段120中,设有槽117,密封元件170引入到所述槽中。槽117的走向参照图1b至1d更详细地描述。
密封元件170具有弹性特性。在腔面131的未形成腔的区域中,密封元件170贴靠在执行器130的腔面131上,其中密封元件170与第一壳体部段120的底面齐平,密封元件170因此完全位于槽117中并且不从槽117中伸出。在执行器130的腔面131的形成有腔135的区域中,密封元件170同样贴靠在执行器130的腔面131上,其中在所述区域中,密封元件170不与壳体110的第一壳体部段120齐平,密封元件170因此不完全设置在槽117中,而是部分地从槽117中伸出。
如果腔135从一个端面朝向另一端面移动,则密封元件170的从槽117伸出并且在腔135的区域中贴靠在执行器130的腔面131上的部段的位置改变。
通过密封元件170在运输设备100之内的设置和设计方案,腔135与其(在区域之内的)位置无关地始终在边缘侧(朝向侧面的方向)密封。腔135在运输期间通过执行器130、密封元件170和壳体110限界(具体地通过第一壳体部段120)。如果在执行器130的允许与设置在壳体110中的流体入口111流体连通的区域中形成腔135,那么流体能够经由流体入口111流入到腔135中并且能够运输到另一位置。
图1b示出运输设备100的示意的前视图。运输设备100包括:壳体110,所述壳体包括第一壳体部段120和第二壳体部段125;执行器130;驱动器150;和密封元件170。在壳体中设置有流体入口111和流体出口113。
流体入口111与第一扩散器112连接并且流体出口113与第二扩散器114连接。壳体110,尤其第一壳体部段120,包括槽117,在所述槽中设置有密封元件。在执行器130中形成腔135。驱动器150包括多个磁体151,所述磁体沿着执行器的纵向延伸设置。磁体151能够是电磁体和/或永磁体。磁体151优选地沿着执行器130的整个长度设置。
通过由磁体151产生的磁场沿着执行器130变化,执行器130中的腔135的移动是可能的。特别地,腔135能够在流体入口111和流体出口113之间移动,使得当腔135流体连通地与流体入口111连接时,流体能够经由流体入口111流入到腔135中,由流体填充的腔135朝向流体出口113的方向移动,并且当腔135与流体出口113流体连通地连接时,腔135中的流体能够从流体出口113流出。
在腔135从流体入口111朝向流体出口113移动期间,所述腔通过执行器130(尤其是腔面131)、壳体110(尤其是第一壳体部段120)和在边缘侧和/或在端侧通过密封元件170限界。
在壳体110中,特别在第二壳体部段125中,设置有两个夹紧元件126、127。第一夹紧元件126在此在壳体110中设置成,使得其至少部段地接触执行器130的端面132’,并且第二夹紧元件127在壳体110中设置成,使得其至少部段地接触执行器130的另一端面132。
如果在执行器中通过驱动器150形成腔作为缩窄部或下陷部,那么执行器130在其他部位处膨胀,因为缩窄或腔形成以体积稳定的方式进行。腔的复位并非无起因地进行,而是能够以机械的或磁性的方式进行。夹紧元件126、127能够具有弹性特性,使得当在执行器130中形成腔135并且执行器130已经朝向端面132、132’的方向膨胀时,在端侧132、132’将增大的力施加到执行器130上。通过切断磁场,在端侧132、132’将力由夹紧元件126、127施加到执行器130上,使得腔135复位。复位也能够通过另外取向的磁场,例如通过夹紧元件126、127中的磁体进行,其中另外取向涉及驱动器150的为了形成腔125已经产生的磁场的取向。
图1c示意地并且剖开地示出运输设备100的侧视图。
流体出口113流体连通地与第二扩散器114连接。执行器130中的腔135流体连通地与扩散器114连接从而也流体连通地与流体出口113连接。腔135中的流体可以经由扩散器114和流体出口113从运输设备100中流出。
扩散器的横截面在扩散器的朝向执行器130的端部处比在扩散器114的背离执行器130的端部的横截面更大。
流体入口111的第一扩散器112能够与流体出口113的第二扩散器114相同地构成。
槽117中的密封元件170从槽117中伸出,以便接触执行器130,尤其是腔面131,因为在图1c的执行器130中存在腔135。通过密封元件170在边缘侧密封腔135。
在图1d中示出运输设备100的示意的俯视图,其中表明壳体110中的槽117。在槽117中设置有密封元件170。
具有密封元件170的槽117围绕壳体110的、尤其第一壳体部段120的面部段或区域,在所述区域或面部段中,流体能够从流体入口111经由表明的扩散器112朝向流体出口113经由表明的扩散器114运输。沿在流体入口111和流体出口113之间的轴线的方向,腔135通过密封元件170在端侧密封,并且沿垂直于第一轴线的另一轴线的方向,腔135通过密封元件170在边缘侧密封。通过所述密封,减少或甚至避免在腔135中的流体的泄漏并且改进运输设备(泵)的液压功率。
槽117和密封元件170的基本形状基本上对应于执行器130的基本形状。
密封元件170能够具有矩形环状的形状,特别是具有倒圆的角。
尤其地,壳体100的能够与例如腔中的流体接触的一个面或多个面能够用PTFE覆层。
图2a至2d示出运输设备200的一个实施方式。
运输设备200能够是泵,更特别地是微泵。在图2a中示出运输设备200的具有断面的立体示意图。运输设备200包括壳体210、执行器230、驱动器250、第一密封元件270和第二密封元件275。
执行器230包括磁性形状记忆合金,使得通过适当的磁场能够引起执行器230的形状改变。执行器230能够由磁性形状记忆合金构成。
执行器230的基本形状基本上是方形的,具有两个侧面、两个端面和两个腔面,在所述腔面中应形成缩窄部或下陷部作为腔。腔面的面积大于端面和侧面的面积,优选地,腔面的面积至少是端面和侧面的面积的三倍大。
在腔面之一中,在执行器230中形成腔235。腔235典型地在执行器230的侧面之间伸展(尤其完全地)。在端面之间,腔235仅部段地在执行器230的腔面中构成。在与观察的腔面相对置的腔面上(朝向驱动器250)同样能够构成有腔。
执行器230设置在壳体210中。特别地,执行器230在壳体210中设置成,使得执行器230的全部面(腔面231,端面232,侧面233)由壳体210包围。
壳体210包括第一壳体部段220和第二壳体部段225。第一和第二壳体部段220、225例如通过螺接连接至壳体210。具有第一壳体部段220和第二壳体部段225的壳体210同样能够一件式地构成。
壳体210,特别是第二壳体部段225,具有下陷部215,执行器230能够匹配地引入到所述下陷部中。
壳体210,特别是第一壳体部段220,包括槽217。第一密封元件270引入到所述槽中。
密封元件270具有弹性特性。在腔面231的未形成腔的区域中,第一密封元件270贴靠在执行器230的腔面231上,其中密封元件270与第二密封元件275且与第一壳体部段220的底面的部段齐平。因此,第一密封元件270不朝向执行器230的方向伸出超过第二密封元件275的延伸。在执行器230的腔面231的形成有腔235的区域中,第一密封元件270同样贴靠在执行器230的腔面231上,其中在该区域中,第一密封元件270不与第二密封元件275和壳体210的第一壳体部段220齐平。第一密封元件270因此朝向执行器230的方向伸出超过第二密封元件275的延伸(沿相同方向)。
在腔235通过驱动器250从一个端面232朝向另一端面232’移动时,第一密封元件270的朝向执行器230的方向伸出超过第二密封元件275的延伸并且在腔235的区域中贴靠在执行器230的腔面231上的部段的位置改变。
通过第一密封元件270在运输设备200之内的设置和设计方案,腔235与其(在区域之内的)位置无关地始终在边缘侧(朝向侧面的方向)是密封的。
在执行器230的未形成腔235的区域处(除了第一密封元件270之外)也贴靠着第二密封元件275。
腔235在运输期间通过执行器230(执行器的腔面231)、第一密封元件270和第二密封元件275限界。如果在执行器230的允许与设置在壳体210中的流体入口211流体连通的区域中形成腔235,那么流体能够经由流体入口211流入到腔235中并且能够运输到另一位置。
第一密封元件270的弹性复位能够大于第二密封元件275的弹性复位,使得腔235基本上仅由第一密封元件230接触。
第二密封元件275能够面状地构成。其能够由第一密封元件270完全围绕。
第二密封元件275能够比第一密封元件230更薄地构成。
第二密封元件275能够具有凹部,所述凹部与必要时具有所连接的扩散器212、214的流体入口211和流体出口213的设计方案相对应。
在图2b中示出运输设备200的示意的前视图。运输设备200包括:壳体210,所述壳体包括第一壳体部段220和第二壳体部段225;执行器230;驱动器250;和密封元件270。壳体210包括流体入口211和流体出口213。
流体入口211与第一扩散器212连接并且流体出口213与第二扩散器214连接。壳体210,尤其第一壳体部段220,包括槽217,在所述槽中设置有第一密封元件270。第二密封元件275设置在壳体210的朝向执行器230的面处,特别设置在第一壳体部段220处。在执行器230中形成腔235。驱动器250包括多个磁体251,所述磁体沿着执行器230的纵向延伸设置。磁体251能够是电磁体和/或永磁体。磁体251优选沿着执行器230的整个长度设置。
腔235能够沿着执行器230通过由磁体251产生的磁场移动。特别地,腔235能够在流体入口211和流体出口213之间移动,使得当腔235与流体入口211流体连通地连接时,流体能够经由流体入口211流入到腔235中,由流体填充的腔235朝向流体出口213的方向移动,并且当腔235与流体出口213流体连通地连接时,腔235中的流体能够从流体出口213流出。
在腔235从流体入口211朝向流体出口213移动期间,所述腔通过执行器230(尤其通过腔面231)、第二密封元件275和在边缘侧和/或在端侧通过第一密封元件270限界。
在壳体210中,特别在第二壳体部段225中,设置有两个夹紧元件226、227。第一夹紧元件226在此在壳体210中设置成,使得其至少部段地接触执行器230的端面232’,并且第二夹紧元件227在壳体210中设置成,使得其至少部段地接触执行器230的另一端面232。
夹紧元件226、227能够具有弹性特性,使得当在执行器230中形成腔235并且执行器230已经朝向端面232、232’的方向膨胀时,在端侧232、232’将增大的力施加到执行器230上。通过切断磁场,在端侧232、232’将力由夹紧元件226、227施加到执行器230上,使得腔235复位。复位也能够通过另外取向的磁场、例如通过夹紧元件226、227中的磁体进行。
图2c示意地并且剖开地示出运输设备200的侧视图。
流体出口223流体连通地与第二扩散器224连接。执行器230中的腔235流体连通地与扩散器214连接从而也流体连通地与流体出口213连接。腔235中的流体可以经由扩散器214和流体出口213从运输设备200中流出。
扩散器的横截面在扩散器的朝向执行器230的端部处比在扩散器214的背离执行器230的端部的横截面更大。
流体入口210的第一扩散器能够与流体出口的第二扩散器214相同地构成。
第二密封元件275具有凹部,所述凹部基本上对应于扩散器212、214的朝向执行器230的端部的形状。
槽217中的第一密封元件270朝向执行器230的方向伸出超过第二密封元件275并且从槽217中伸出,以便接触执行器230,尤其腔面231,因为在图2c的执行器230中存在腔235。通过第一密封元件270,腔235在边缘侧是密封的。
图2d示出运输设备200的示意的俯视图。槽217在壳体210中表明。在槽217中设置有第一密封元件270,第二密封元件275面状地(以用于扩散器的凹部)贴靠在壳体210处,其中第一密封元件270尤其完全地围绕第二密封元件275或者环绕所述第二密封元件。
具有第一密封元件270的槽217围绕壳体210的、尤其第一壳体部段220的面部段或区域,在所述区域或面部段中,流体能够从流体入口211经由表明的扩散器212朝向流体出口213经由表明的扩散器214运输。沿在流体入口211和流体出口213之间的轴线的方向,腔235通过第一密封元件270在端侧密封。沿垂直于第一轴线的另一轴线的方向,腔235通过第一密封元件270在边缘侧密封。通过所述密封,降低或甚至避免腔235中流体的泄漏并且改进流体设备(泵)的液压功率。
槽217和第一密封元件270的基本形状基本上对应于执行器230的基本形状。
第一密封元件270能够具有矩形环状的形状,特别具有倒圆的角。第二密封元件270优选是面状的,具有矩形的基本形状,其中角是倒圆的。
在图3a至3d中示出运输设备300的一个实施方式。运输设备300能够是泵,更特别地是微泵。
在图3a中示出运输设备300的具有断面的立体示意图。运输设备300包括壳体310、执行器330、驱动器350和密封元件370。密封元件370包括密封轨377和弹簧元件376。
执行器330包括磁性形状记忆合金,使得通过适当的磁场能够引起执行器330的形状改变。执行器330能够由磁性形状记忆合金构成。
典型地,执行器330的基本形状基本上是方形的,具有两个侧面、两个端面和两个腔面,在所述腔面中应形成缩窄部或下陷部作为腔。腔面的面积大于端面和侧面的面积,优选地,腔面的面积至少是端面和侧面的面积的三倍大。
观察腔面之一,在执行器330中形成腔335。与所观察的腔面相对置的腔面同样能够具有腔。腔135典型地在执行器330的侧面之间伸展(尤其完全地)。在端面之间,腔335仅部段地在执行器130的腔面中构成。
执行器330设置在壳体310中。特别地,执行器330在壳体310中设置成,使得执行器330的全部面(腔面331,端面332,侧面333)由壳体310包围,必要时结合密封元件370。
壳体110包括第一壳体部段320和第二壳体部段325。第一和第二壳体部段320、325例如通过螺接连接至壳体310。具有第一壳体部段320和第二壳体部段325的壳体310同样能够一件式地构成。在第一壳体部段320和第二壳体部段325之间设置有密封元件310的密封轨377。
壳体310,特别是第二壳体部段325,具有下陷部315,执行器330能够匹配地引入到所述下陷部中。
在壳体310中,特别在第一壳体部段320中,设有槽317,密封元件370的弹簧元件376引入到所述槽中。槽317的走向参照图3b至3d更详细地描述。
密封轨377能够具有弹性特性。弹簧元件376具有弹性(弹簧)特性,使得密封元件370具有弹性特性。密封元件370,尤其密封轨377,在腔面331的未形成腔的区域中贴靠在执行器330的腔面331处,其中密封元件370的密封轨377平坦面状地(不包括从面中的任何拱曲部)和弹簧元件376尤其完全地位于槽317中并且不从槽317中伸出。在执行器330的腔面331的形成有腔335的区域中,密封元件370,尤其密封轨377,同样贴靠在执行器330的腔面331上,其中在所述区域中,密封轨377通过弹簧元件376局部地拱曲(非平坦面状),并且密封元件370的弹簧元件376不完全地设置在槽317中,而是部分地从槽317中朝向执行器330的方向伸出,以便将密封轨377部段地压到腔335中。
如果腔335从一个端面332移动至另一端面332,那么密封轨377的由弹簧元件376朝向腔335的方向按压并且在腔335的区域中贴靠在执行器330的腔面331上的部段的位置改变。
通过密封元件370在运输设备300之内的设置和设计方案,腔335与其(在区域之内的)位置无关地始终在边缘侧(朝向侧面的方向)密封。
腔335在运输期间通过执行器330和密封元件370(密封元件370的密封轨377)限界。如果在执行器330的允许与设置在壳体330中的流体入口311流体连通的区域中形成腔335,那么流体能够经由流体入口311流入到腔335中并且能够运输到另一位置。
图3b示出运输设备300的示意的前视图。运输设备300包括:壳体310,所述壳体包括第一壳体部段320和第二壳体部段325;执行器330;驱动器350;和密封元件370,所述密封元件具有密封轨377和弹簧元件376。在壳体310中设置有流体入口311和流体出口313。
流体入口311与第一扩散器312连接并且流体出口313与第二扩散器314连接。壳体310,尤其第一壳体部段320,包括槽317,在所述槽中设置有密封元件370,特别是密封元件370的弹簧元件376。在执行器330中形成腔335。驱动器350包括多个磁体351,所述磁体沿着执行器330的纵向延伸设置。磁体351能够是电磁体和/或永磁体。磁体351优选地沿着执行器330的整个长度设置。
通过由磁体351产生的磁场沿着执行器330变化,执行器330中的腔335的移动是可能的。特别地,腔335能够在流体入口311和流体出口313之间移动,使得当腔335流体连通地与流体入口311连接时,流体能够经由流体入口311流入到腔335中,由流体填充的腔335朝向流体出口313的方向移动,并且当腔335与流体出口313流体连通地连接时,腔335中的流体能够从流体出口313流出。
在腔335从流体入口311朝向流体出口313移动期间,所述腔通过执行器330(尤其是腔面331)、壳体310(尤其是第一壳体部段320)和在边缘侧和/或在端侧通过密封元件370的密封轨377结合密封元件370的弹簧元件376限界。
在壳体310中,特别在第二壳体部段325中,设置有两个夹紧元件326、327。第一夹紧元件326在此在壳体310中设置成,使得其至少部段地接触执行器330的端面332’,并且第二夹紧元件327在壳体310中设置成,使得其至少部段地接触执行器330的另一端面332。
腔的复位能够机械地或磁地进行。夹紧元件326、327能够具有弹性特性,使得当在执行器330中形成腔335并且执行器330已经朝向端面332、332’的方向膨胀时,在端侧332、332’将增大的力施加到执行器330上。通过切断磁场,在端侧332、332’将力由夹紧元件326、327施加到执行器330上,使得腔335复位。复位也能够通过另外取向的磁场,例如通过夹紧元件326、327中的磁体进行。
在图3c中示意地并且剖开地以侧视图示出的运输设备300包括流体出口313,所述流体出口与第二扩散器314流体连通地连接。执行器330中的腔335流体连通地与扩散器314连接从而也流体连通地与流体出口313连接。腔335中的流体可以经由扩散器314和流体出口313从运输设备300中流出。
扩散器的横截面在扩散器的朝向执行器330的端部处比在扩散器314的背离执行器330的端部的横截面更大。
流体入口311的第一扩散器312能够与流体出口313的第二扩散器314相同地构成。
密封元件370包括密封轨377和弹簧元件376。如果在执行器330中存在腔335(在弹簧元件376的区域中),那么弹簧元件376的部段将密封轨377的相对应的部段朝向腔335的方向按压,使得密封轨377的所述部段贴靠在执行器330(执行器330的腔面331)处,并且腔335通过密封元件370在边缘侧密封。密封元件370的弹簧元件376从其所设置在的槽317中朝向执行器330的方向伸出。
优选地,密封轨377与壳体310的部段,特别与第一壳体部段320附着地连接。这例如经由粘接或材料配合的连接进行。
密封轨377能够跨越或封闭在其中设置有弹簧元件376的槽317的敞开的侧。特别地,密封轨377能够完全地跨越或封闭槽的敞开的侧。
在图3d中示出运输设备300的示意的俯视图,其中槽317在壳体310中表明。在槽317中设置有密封元件370的弹簧元件376。
具有密封元件370的弹簧元件376的槽317围绕壳体310的、尤其是第一壳体部段320的面部段或区域,在所述区域或面部段中,流体能够从流体入口311经由表明的扩散器312朝向流体出口313经由表明的扩散器314运输。沿在流体入口311和流体出口313之间的轴线的方向,腔335通过密封元件370尤其通过密封元件370的密封轨377在端侧密封,并且沿垂直于第一轴线的另一轴线的方向,腔335通过密封元件370尤其通过密封元件370的密封轨377在边缘侧密封。通过所述密封,减少或甚至避免在腔335中的流体的泄漏并且改进运输设备(泵)的液压功率。
槽317的基本形状基本上对应于执行器330的基本形状。
密封元件370的弹簧元件376能够具有矩形环状的形状,特别具有倒圆的角。弹簧元件376能够连续地构成,尤其在槽317的整个长度上设置在槽317中。
图4示出运输设备400的分解图。运输设备400包括壳体410、执行器430、驱动器450和密封元件470。
壳体划分成三个壳体部段420、425、428。三个壳体部段420、425、428是分开的元件(构件),其不材料配合地彼此连接。三个壳体部段420、425、428中的至少两个壳体部段能够一件式地构成或者材料配合地彼此连接。
第一壳体部段420包括带有在其上连接的扩散器412的流体入口411(在图4中表明)和带有连接的扩散器414的流体出口413(在图4中表明)。
执行器430方形地构成并且是框架状的,端面和侧面以接触的方式由密封元件470包围。第二壳体部段425构成为,将密封元件470连同围住的执行器430围住或包围。
密封元件470具有四个凹部471、472、473、373,所述凹部能够在密封元件470的整个高度上延伸。凹部471、471、473、474连同执行器430一起形成通道,当腔处于与凹部471、472、473、474相匹配的区域中时(在图4中未示出),所述通道将执行器430的下腔面的腔与执行器430的上腔面的腔连接。
流体入口411能够经由扩散器412与执行器430的上腔面中的腔流体连通地连接。如果下腔面的腔与执行器430的上腔面的腔流体连通地,例如经由凹部473、474连接,那么经由流体入口411,流体能够流入到两个腔中。
类似地,在例如经由凹部471、472连接由流体填充的腔时,流体能够从流体出口413中经由扩散器414从设备中流出。
第三壳体部段428优选地薄地构成(比第一壳体部段420和第二壳体部段425更薄)。
第二壳体部段425设置在第一壳体部段420和第三壳体部段420之间。
三个壳体部段420、425、428能够彼此粘接或螺接。
驱动器450类似于上述驱动器。
图5示出运输设备500的分解图。运输设备500包括壳体510、执行器530、驱动器500和密封元件570。
运输设备的所述部件与运输设备400的相同部件相同地构成,使得参见图4对所述部件的描述也适用于参见图5的运输设备500的相同部件。
附加地,运输设备500包括第一密封轨578和第二密封轨579。第一密封轨578包括两个凹部578a、578b。凹部578a、578b成形为并且在第一密封轨578中定位成,使得其匹配于扩散器512、514的朝向执行器530的端部的形状。
凹部578a允许流体经由流体入口511和扩散器512流入到执行器530的上腔面中的腔中并且经由密封元件570中的凹部573、574流入到执行器530的下腔面的腔中。
类似地,凹部578b允许执行器530的上腔面中的腔的流体流出,并且经由密封元件570中的凹部571、572允许流体从执行器530的下腔面中的腔经由扩散器514和流体出口513流出。
第一密封轨578能够设置在第一壳体部段520和第二壳体部段525之间,尤其使得第一壳体部段520不直接接触执行器530。附加地,第一密封轨578确保执行器530的上腔面中的腔的密封。第二密封轨579能够设置在第二壳体部段525和第三壳体部段528之间。由此,执行器530不能够直接接触第三壳体部段528并且确保执行器530的下腔面中的腔的密封。
图6a至6d示出运输设备600的一个实施方式。运输设备600特别地为泵,更特别地为微泵。
在图6a中立体地并且示意地示出运输设备600,其中示出断面。
运输设备600包括壳体610、执行器630、驱动器650和密封元件670。执行器630包括磁性形状记忆合金。通过由驱动器650提供的磁场,执行器能够改变其形状。执行器630能够由磁性形状记忆合金构成。
执行器630的基本形状基本上是方形的。执行器630包括两个侧面、两个端面和两个腔面,其中在腔面中应构成腔635、635’(在图6a中仅示出腔635)。
腔面的面积大于端面和侧面的面积,优选地,腔面的面积至少是执行器630的端面和侧面的面积的三倍大。
在腔面631中形成腔635,所述腔在执行器630的侧面之间伸展。腔635(并且还有腔635’)部段地在执行器630中在端面之间构成。
壳体610包括第一壳体部段620、第二壳体部段625和第三壳体部段628。壳体部段620、625、628不材料配合地连接,然而可以通过螺接或粘接彼此连接。壳体部段620、625、628中的至少两个壳体部段的一件式的设计方案是可行的。
壳体610包括流体入口611,所述流体入口尤其设置在壳体610的第一壳体部段620中。第三壳体部段628比第一壳体部段620和/或第二壳体部段625更薄地构成。执行器630设置在壳体610中。执行器630因此能够在壳体610中设置成,使得执行器630的全部面,即腔面631、端面632、侧面633,完全由壳体围绕。
密封元件670具有凹部671、672、673、674(凹部673和674在图6a中未示出)。凹部671、672、673、674连同执行器630的侧面一起形成各一个通道。如果一个腔635处于凹部671、672附近并且另一腔635’处于执行器630的与具有腔635的面相对置的面上,那么腔635、635’经由凹部671、672流体连通地连接。
运输设备600能够包括如参照图5描述的密封轨578、579。
在图6b中示出运输设备600的示意的前视图。运输设备600包括壳体610,所述壳体具有第一壳体部段620、第二壳体部段625和第三壳体部段628。运输设备600此外包括执行器630、驱动器650和密封元件670,所述驱动器具有多个磁体651。
壳体610包括流体入口611和扩散器612以及具有所连接的扩散器614的流体出口613。密封元件670在一个平面中,尤其在执行器630中的腔635、635’的移动的平面中,围绕执行器630。在此,密封元件670接触执行器630的端侧和侧面。
凹部672和674(在图6b中表明)基本上与流体入口611(扩散器612)齐平或与出口613(扩散器614)齐平。由此能够实现,当腔635、635’已经移动到能够实现腔635与扩散器614和流体出口613的流体连通的位置时,也确保腔635与腔635’的流体连通,使得流体能够从两个腔635、635’中从流体出口613流出。类似地,确保流体经由流体入口611和扩散器612流入到腔635、635’中。
在图6c中示出运输设备600的示意的侧视图,其中在所述视图中示出在腔635’、凹部671、凹部672、腔635、扩散器614和流体出口613之间的流体连通。
密封元件670在其侧面处(完全地)环绕执行器630。
在图6d中以示意的俯视图示出运输设备600。流体入口611与扩散器612连接。凹部673、674与扩散器612齐平。
流体出口613与扩散器614连接。凹部671、672与扩散器614齐平。
密封元件670(在一个平面中)完全地围绕执行器630。同样地,扩散器614、612由投影的密封元件670包围。
密封元件670能够具有矩形环状的形状。
壳体610的能够与腔635、635’之一中的流体接触的一个或多个面优选是覆层的,尤其由PTFE覆层来覆层。
特别地,第一壳体部段620的朝向执行器630的面设有这种覆层。
第三壳体部段628的朝向执行器630的面也能够设有这种覆层。
图7示出执行器730和密封元件770,其中密封元件770包围(环绕)执行器。
在密封元件770中设置有复位元件785。复位元件785构成为电磁体。
复位元件785用于使执行器730在执行器730中形成腔之后(磁性)复位,如在上文中描述的那样。
在图8中示意地示出具有执行器830和密封元件870的运输设备800。密封元件870包括两个复位元件886、886’。复位元件886、886’设置在密封元件870中并且各自包括多个弹簧,其中各一个复位元件886、886’在执行器830的相对置的侧上设置在密封元件870中。通过弹簧886、886’确保执行器830的机械复位,如在上文中描述的那样。
弹簧886、886’能够是金属弹簧或塑料弹簧。
图9在俯视图中(示意地)示出具有执行器930和密封元件970的运输设备900。在密封元件970中设置有两个复位元件987、987’。复位元件987、987’各自包括永磁体,其中各一个复位元件886、886’在执行器930的相对置的侧上设置在密封元件970中。通过永磁体987、987’能够实现执行器930的磁性复位,如在上文中描述的那样。
图10a至10d示出运输设备1000的一个实施方式。运输设备1000能够是泵,特别是微泵。
在图10a中立体地且示意地以断面形式示出运输设备1000。
运输设备1000包括壳体1010、执行器1030、驱动器1050和密封元件1070。
执行器1030包括磁性形状记忆合金。通过由驱动器1050提供的磁场,执行器能够改变其形状。执行器1030能够由磁性形状记忆合金构成。
执行器1030的基本形状基本上是方形的。执行器1030包括两个侧面、两个端面和两个腔面,其中在腔面中应构成腔1035、1035’(在图10a中仅示出腔1035)。
腔面的面积大于端面和侧面的面积。尤其地,腔面的面积至少是执行器1030的端面和侧面的面积的三倍大。
在腔面1031中形成腔1035,所述腔在执行器1030的侧面之间伸展。腔1035(并且还有腔1035’)部段地在执行器1030中在端面之间构成。
壳体1010包括第一壳体部段1020和第二壳体部段1025。壳体部段1020、1025不材料配合地连接,然而可以通过螺接或粘接彼此连接。
壳体1010包括流体入口1011,所述流体入口尤其设置在壳体1010的第一壳体部段1020中。第二壳体部段1025比第一壳体部段1020更薄地构成。执行器1030设置在壳体1010中。执行器1030能够在壳体1010中设置成,使得执行器1030的全部面,即腔面1031、端面1032、侧面1033,完全由壳体1030围绕。
密封元件1070具有凹部1071、1072、1073、1074(凹部1073和1074在图10a中未示出)。凹部1071、1072、1073、1074连同执行器1030的侧面一起形成各一个通道。如果一个腔1035处于凹部1071、1072附近并且另一腔1035’处于执行器1030的与具有腔1035的面相对置的面上,那么腔1035、1035’经由凹部1071、1072流体连通地连接。
运输设备1000能够包括如参照图5描述的密封轨579。密封轨579能够设置在第一壳体部段1020和第二壳体部段1025之间。
在图10b中示出运输设备1000的示意的前视图。运输设备1000包括壳体1010,所述壳体具有第一壳体部段1020和第二壳体部段1025。运输设备1000此外包括执行器1030、驱动器1050和密封元件1070,所述驱动器具有多个磁体1051。
壳体1010包括流体入口1011和扩散器1012以及具有所连接的扩散器1014的流体出口1013。
密封元件1070在一个平面中,尤其在执行器1030中的腔1035、1035’的移动的平面中,围绕执行器1030。附加地,密封元件1070包围执行器1070的腔面之一1031,尤其是朝向流体入口1011和/或流体出口1013的腔面。
密封元件1070能够至少部段地接触执行器1030的六个侧部中的至少五个,对此也参见图10a和10c。
流体入口1011的部段和/或流体出口1013的部段由密封元件1070包围。流体入口1011的扩散器1012和/或流体出口1013的扩散器1014也能够部段地由密封元件1070包围。
凹部1072和1074(在图10b中表明)基本上与流体入口1011(扩散器1012)齐平或与出口1013(扩散器1014)齐平。由此能够实现,当腔1035、1035’已经移动到能够实现腔1035与扩散器1014和流体出口1013的流体连通的位置时,也确保腔1035与腔1035’的流体连通,使得流体能够从两个腔1035、1035’中从流体出口1013流出。类似地,确保流体经由流体入口1011和扩散器1012流入到腔1035、1035’中。
在图10c中示出运输设备1000的示意的侧视图,其中在所述视图中示出在腔1035’、凹部1071、凹部1072、腔1035、扩散器1014和流体出口1013之间的流体连通。
密封元件1070在其侧面处(完全地)环绕执行器1030并且围绕执行器1030的朝向流体入口1011和/或流体出口1013的腔面1031。优选地,密封元件1070(基本上)不接触执行器1030的朝向驱动器1050的腔面。
在图10d中以示意的俯视图示出运输设备1000。流体入口1011与扩散器1012连接。凹部1073、1074与扩散器1012齐平。
流体出口1013与扩散器1014连接。凹部1071、1072与扩散器1014齐平。
密封元件1070(在一个平面中)完全地围绕执行器1030。同样地,扩散器1014、1012由投影的密封元件1070包围。
壳体1010的能够与腔1035、1035’之一中的流体接触的一个或多个面优选是覆层的,尤其由PTFE覆层来覆层。
特别地,第一壳体部段1020的朝向执行器1030的面设有这种覆层。
第三壳体部段1028的朝向执行器1030的面也能够设有这种覆层。
图11a至11d示出运输设备1100的一个实施方式。运输设备1100特别是泵,更特别是微泵。
在图11a中立体地且示意地示出运输设备1100,其中示出断面。
运输设备1100包括壳体1110、执行器1130、驱动器1150和密封元件1170。执行器1130包括磁性形状记忆合金。通过由驱动器1150提供的磁场,执行器能够改变其形状。执行器1130能够由磁性形状记忆合金构成。
执行器1130的基本形状基本上是方形的。执行器1130包括两个侧面、两个端面和两个腔面,其中在腔面中应构成腔1135、1135’(在图11a中仅示出腔1135)。
腔面的面积大于端面和侧面的面积。尤其地,腔面的面积至少是执行器1130的端面和侧面的面积的三倍大。
在腔面1131中形成腔1035,所述腔在执行器1130的侧面之间伸展。腔1135(并且还有腔1135’)部段地在执行器1130中在端面之间构成。
壳体1110包括流体入口1111和流体出口1113。执行器1130能够在壳体1110中设置成,使得端面1132、侧面1133和腔面中的至少一个腔面1131由壳体1110围绕。
密封元件1170具有凹部1171、1172、1173、1174(凹部1173和1174在图11a中未示出)。凹部1171、1172、1173、1174连同执行器1130的侧面一起形成各一个通道。如果一个腔1135处于凹部1171、1172附近并且另一腔1135’处于执行器1130的与具有腔1135的面相对置的面上,那么腔1135、1135’经由凹部1171、1172流体连通地连接。
运输设备1100包括密封轨1177,所述密封轨设置在执行器1130和驱动器1150之间。
运输设备1100包括两个夹紧元件1126、1127,其中各一个夹紧元件1126、1127接触执行器1130的侧部,尤其端面1132。夹紧元件1126、1127能够在执行器1130的分别被接触的侧部或面的整个长度上延伸。
夹紧元件1126、1127具有梯形的基本形状。夹紧元件1126、1127的至少一个侧部分别梯形地构成。
夹紧元件1126、1127能够接触密封元件1170、壳体1110、执行器1130和/或密封轨1177。
夹紧元件1126、1127能够由不可压缩的材料构成。
在图11b中示出运输设备1100的示意的前视图。运输设备1100包括壳体1110、执行器1130、驱动器1150和密封元件1170,所述驱动器具有多个磁体1151。
壳体1110包括流体入口1111和扩散器1112以及具有所连接的扩散器1114的流体出口1113。密封元件1170环绕腔面1131和侧面1133中的至少一个侧面,特别是两个侧面1133。
凹部1172和1174(在图11b中表明)基本上与流体入口1111(扩散器1112)齐平或与出口1113(扩散器1114)齐平。由此能够实现,当腔1135、1135’已经移动到能够实现腔1135与扩散器1114和流体出口1113的流体连通的位置时,也确保腔1135与腔1135’的流体连通,使得流体能够从两个腔1135、1135’中从流体出口1113流出。类似地,确保流体经由流体入口1111和扩散器1112流入到腔1135、1135’中。
夹紧元件1126、1127中的各一个夹紧元件接触执行器1130的端面中的各一个端面。
在图11c中示出运输设备1100的示意的侧视图,其中在所述视图中示出在腔1135’、凹部1171、凹部1172、腔1135、扩散器1114和流体出口1113之间的流体连通。
在图11d中以示意的俯视图示出运输设备1100。流体入口1111与扩散器1112连接。凹部1173、1174与扩散器1112齐平。
流体出口1113与扩散器1114连接。凹部1171、1172与扩散器1114齐平。
示例性地,在图12a和12b中示出具有传感器1290、1291、1292、1293、1294、1295、1296的运输设备1200。
传感器1290,……的参照运输设备1200描述的特征可整合到在本文中描述的运输设备100,……的每一个中。
运输设备1200包括壳体1210,所述壳体尤其包括第一壳体部段1220和第二壳体部段1225。附加地,运输设备1200包括执行器1230、驱动器1250和密封元件1270,所述驱动器尤其具有多个磁体1251,所述密封元件特别设置在壳体1210的槽1217中。
运输设备1200的传感器装置包括光学传感器1291。光学传感器1291设置在壳体1210中并且穿引所述壳体。光学传感器1291的端部在壳体中设置成,使得执行器1230的面(特别是腔面)能够光学地由传感器1291检测。
所述端部能够是光导体的一个端部,在所述光导体的另一端部上设置有光学传感器1291的评估单元或分析单元。
通过光学传感器1291可光学地测量执行器的面(腔面)。特别地,执行器1230中的腔能够通过光学传感器1291检测。这涉及执行器1230中的腔的几何形状特性并且涉及在执行器1230中出现腔的频率。
运输设备1200的传感器装置也能够包括压力传感器1292。压力传感器1292至少部分地设置在流体入口1211处并且能够测量流体入口1211中的绝对压力。
如果在执行器1230中形成与流体入口1211流体连通的腔,那么出现负压,从而流体能够经由流体入口1211流入到执行器1230的腔中。通过压力传感器1292可测量流体入口1211中的所述压力。
压力传感器1292(也为压差传感器)能够包括第一压力传感器1292a和第二压力传感器1292b,使得能够确定流体入口1211和流体出口1213之间的压差。对此,两个压力传感器1292a、1292b能够在流体入口1211上游设置或者两个压力传感器能够在流体出口1213下游设置(未完全在图12a和12b中示出)。
通过压力传感器1292的数据能够监控运输设备1200的运行,并且基于压力传感器1292的数据能够控制或调节运输设备1200的运行。
温度传感器1290在运输设备1200中设置成,使得通过温度传感器1290能够检测执行器1230的温度。尤其地,温度传感器1290(部分地)设置在运输设备1200的壳体1210中。温度传感器1290能够接触执行器1230的面。
温度传感器1290的数据能够用于监控、控制或调节运输设备1200的运行。
尤其地,运输设备1200的运行调整(控制或调节)成,使得执行器1230的温度不超过100℃的值,特别是不超过55℃的温度。执行器1230的温度例如能够经由(未在图12a和12b中示出的)加热和/或冷却元件例如帕尔贴元件调整。
压电传感器1293、1294能够检测执行器1230沿在流体入口1211和流体出口1213之间的腔移动的方向的应变(执行器1230的力效应)。压电传感器1293、1294能够设置在执行器1230的端面上。在执行器1230的一个端面上能够设有一个压电传感器1293、1294。
压电传感器1293、1294能够接触执行器1230的各一个端面并且尤其接触各一个夹紧元件1226、1227。
压电传感器1293、1294的数据能够用于监控、控制或调节运输设备1200的运行。通过由压电传感器测量的值的大小和/或频率,能够推断出由运输设备1200运输的体积流和/或执行器1230的老化。
通过应变片1295、1296同样能够推断出由运输设备1200输送的体积流和/或执行器1230的老化。应变片1295、1296能够设置在壳体1210中。在此,应变片1295、1296能够接触执行器1230的各一个侧面。一个应变片1295、1296能够设置在执行器1230的一个侧面上并且接触所述执行器。
应变片1295、1296的数据允许监控、控制或调节运输设备1200的运行。
图13a和13b示出具有分离层1380的执行器1330。
在本文中描述的执行器130,……,1330中的每一个能够包括分离层1380。
在图13a中,在执行器1330中未构成腔。分离层1380围绕执行器1330的全部侧部,其中同样执行器1330的至少一个侧部能够由分离层1380围绕。
分离层1380包括第一薄膜元件1381和第二薄膜元件1382。薄膜元件1381、1382通过焊接部1398气密地连接。
分离层1380能够包括一件式的薄膜元件。特别地,能够将软管形的薄膜元件围绕执行器1330设置,并且将薄膜元件的一个或多个敞开的侧部(气密地)焊接,使得执行器1330尤其完全地由薄膜元件包围。
分离层1380包括阀1399。经由阀1399能够调整在分离层1380之外的压力(包围分离层1380)和在分离层1380和执行器1330之间的压力。例如,薄膜元件1381、1382或一件式的薄膜能够围绕执行器1330铺设,使得在执行器1330和薄膜之间的空气能够经由阀1399抽吸或压缩。由此,薄膜紧密地贴靠在执行器1330上并且在执行器1330和分离层1380之间的压力相对于周围环境降低。薄膜元件1381、1382(或一件式的薄膜)能够彼此焊接,使得在执行器1330和分离层1380之间保持负压。
在图13b中构成有腔1335、1335’,在执行器1330的腔面之一中的各一个腔1335、1335’。分离层1380紧接执行器1330的缩窄部,以构成腔1335、1335’。
如果在腔1335、1335’中运输流体(如上所述),那么流体不直接接触执行器1330,而是接触分离层1380。由此,也能够在具有带有分离层1380的执行器1330的运输设备100,……中运输腐蚀性的或敏感性的流体。特别地,确保这种运输设备100,……的生物兼容性。
分离层1380的厚度sB能够小于腔13330的最大地在执行器1330中构成的深度sK。
除了参照图13a和13b描述的分离层1380之外,分离层也能够构成为牢固附着地与执行器1330连接的覆层。
下面作为实例描述实施方式,其中示出的编号为实例的编号。
1.一种用于运输流体的运输设备,所述运输设备(100,……)具有:
(a)壳体(110,……),其中所述壳体具有流体入口(111,113,……)和流体出口(113,111,……);
(b)执行器(130,……),所述执行器包括磁性形状记忆合金,其中所述执行器(130,……)至少部段地设置在所述壳体(110,……)中;
(c)驱动器(150,……),所述执行器(130,……)能够由所述驱动器变形成,使得在所述执行器(130,……)中形成至少一个用于流体的可由所述驱动器(150,……)移动的腔(135,……),以便将在所述腔(135,……)中的流体从所述流体入口(111,113,……)运输至所述流体出口(113,111,……);
(d)传感器装置(1290,……),其中通过所述传感器装置(1290,……)可确定或可检测所述运输设备的特性,以便监控或调节所述运输设备。
2.根据实例1所述的设备,其中所述传感器装置(1290,……)包括温度传感器,特别地通过所述温度传感器可确定或可检测所述执行器(130,……)的温度。
3.根据实例2所述的设备,其中所述温度传感器在所述运输设备中设置成,使得所述温度传感器接触所述执行器(130,……),优选地所述温度传感器接触所述执行器(130,……)的腔面的部段,优选地所述温度传感器仅接触所述执行器(130,……)的腔面。
4.根据实例1至3中任一项所述的设备,其中所述传感器装置(1290,……)包括光学传感器(1291),特别地通过所述光学传感器(1291)可确定或可检测在所述执行器(130,……)中存在腔(135,135’,……)。
5.根据实例4所述的设备,其中所述光学传感器(1291)包括光导体,所述光导体至少部段地引导穿过所述壳体(110,……)。
6.根据实例1至5中任一项所述的设备,其中所述传感器装置(1290,……)包括压力传感器(1292),特别地通过所述压力传感器(1292)可检测或可确定在所述流体入口(111,113,……)中的绝对压力,或者通过所述压力传感器(1292)可检测或可确定在所述流体入口(111,113,……)和所述流体出口(113,111,……)之间的压差。
7.根据实例6所述的设备,其中所述压力传感器(1292)优选仅设置在所述流体入口(111,113,……)处。
8.根据实例1至7中任一项所述的设备,其中所述传感器装置(1290,……)包括至少一个压电传感器(1293,1294),特别地通过所述压电传感器(1292,1294)可检测或可确定通过所述执行器(130,……)的力施加或所述执行器(130,……)的移动。
9.根据实例8所述的设备,其中所述传感器装置(1290,……)包括至少两个压电传感器(1293,1294)。
10.根据权利要求8或9所述的设备,其中一个或多个压电传感器(1293,1294)接触所述执行器(130,……)的一个端侧或各一个端侧,优选地仅接触所述执行器(130,……)的一个端侧或各一个端侧。
11.根据实例1至10中任一项所述的设备,其中所述传感器装置(1290,……)包括至少一个应变片(1295,1296),特别地通过所述应变片(1295,1296)可检测或可确定所述执行器(130,……)的形状变化。
12.根据实例11所述的设备,其中所述传感器装置(1290,……)包括至少两个应变片(1295,1296)。
13.根据实例10至12中任一项所述的设备,其中一个或多个应变片(1295,1296)接触所述执行器(130,……)的一个侧面或各一个侧面,优选地仅接触所述执行器(130,……)的一个侧面或各一个侧面。
14.根据实例1至13中任一项所述的设备,其中所述设备包括密封元件(170,……),并且所述密封元件(170,……)构成和在所述执行器(130,……)和所述壳体(110,……)之间设置成,使得所述腔(135,……)在将流体从所述流体入口(111,113,……)运输至所述流体出口(113,111,……)期间在边缘侧或在端侧密封。
15.根据实例1至14中任一项所述的设备,其中所述密封元件(170,……)的至少一个部段具有弹性特性,使得当通过所述驱动器(150,……)在所述执行器(130,……)中形成腔(135,……)时,所述密封元件(170,……)的部段密封地贴靠在所述执行器(130,……)的腔(135,……)的部段上。
16.根据实例1至15中任一项所述的设备,其中所述壳体(110,……)具有槽(117,……),在所述槽中设置有所述密封元件(170,……)的至少一个部段。
17.根据实例16所述的设备,其中所述槽(117,……)环绕或包围所述壳体(110,……)的面部段,尤其连续地环绕或包围。
18.根据实例1至17中任一项所述的设备,其中所述壳体(110,……)的由所述槽(117,……)环绕或包围的面部段包括所述流体入口()和/或所述流体出口。
19.根据实例1至13中任一项所述的设备,其中所述执行器(430,……)能够由所述驱动器(450,……)变形成,使得在所述执行器(450,……)中形成两个用于流体的可由所述驱动器(450,……)移动的腔(635,635’,……),以便将在所述腔(635,635’,……)中的流体从所述流体入口(411,413……)运输至所述流体出口(413,411,……),并且所述设备包括密封元件(470,……),其中所述密封元件(470,……)具有至少一个凹部(471,472,473,474,……),并且其中所述密封元件(470,……)在所述壳体(410,……)中设置成,使得所述腔(635,635’,……)至少暂时地在将流体从所述流体入口(411,413,……)运输至所述流体出口(413,411,……)期间经由所述凹部(471,472,473,474,……)流体连通地连接。
20.根据实例19所述的设备,其中所述执行器(430,……)能够变形成,使得所述腔(635,635’,……)在所述执行器(430,……)的相对置的侧上形成。
21.根据实例19或20所述的设备,其中所述密封元件(470,……)包括至少两个凹部(471,472,473,474,……),所述凹部在所述密封元件(470,……)中优选构成为,使得在将流体从所述流体入口(411,413,……)运输至所述流体出口(413,411,……)期间,在所述凹部(471,472,473,474,……)之间流体连通是不可能的。
22.根据实例19至21中任一项所述的设备,其中所述密封元件包括四个凹部(471,472,473,474,……),其中优选地所述凹部(471,472,473,474,……)中的各两个凹部至少暂时地在将流体从所述流体入口(411,413,……)运输至所述流体出口(413,411,……)期间流体连通地连接。
23.根据实例19至22中任一项所述的设备,其中所述密封元件(470,……)至少部段地接触所述执行器(430,……)的不同侧的至少两个面。
24.根据实例19至23中任一项所述的设备,其中所述壳体(410,……)具有上侧,所述上侧基本上平行于所述执行器(430,……)的形成所述腔(635,635’,……)的大部分的侧,并且其中所述流体入口(411,413,……)和/或所述流体出口(413,411,……)从所述壳体(410,……)的上侧起延伸,或者所述流体入口(411,413,……)和/或所述流体出口(413,411,……)从所述壳体的侧向相对于所述上侧的一侧起延伸。
25.根据实例19至24中任一项所述的设备,所述设备具有第一密封轨(578)和第二密封轨(579),其中所述第一密封轨(578)接触所述执行器(430,……)的一侧并且所述第二密封轨(579)接触所述执行器(430,……)的另一侧,尤其所述执行器(430,……)的被接触的侧是相对置的侧。
26.根据实例1至25中任一项所述的设备,其中所述壳体(130,……)包括至少一个扩散器(112,114),尤其两个扩散器(112,114)。
27.根据实例26所述的设备,其中一个扩散器(112)与所述流体入口(111)连接,并且一个扩散器(114)与所述流体出口(113)连接,并且其中每个扩散器(112,114)的靠近所述执行器(130,……)的一侧与每个扩散器(112,114)的远离所述执行器(130,……)的一侧相比分别具有更大的横截面。
28.根据实例1至27中任一项所述的设备,其中所述密封元件(170,……)包括弹性体,尤其热塑性弹性体,和/或泡沫材料,尤其闭孔泡沫材料。
29.根据实例1至28中任一项所述的设备,其中所述壳体(110,……)包括金属或塑料,尤其弹性体,或梯度材料。
30.根据实例1至29中任一项所述的设备,其中所述壳体(110,……)至少部段地具有PTFE覆层,尤其至少所述壳体(110,……)的对所述腔(135,……)限界的面具有PTFE覆层。
31.根据实例1至30中任一项所述的设备,其中至少两个、优选多个腔(135,……)可同时在所述执行器(130,……)的相同的面中形成。
32.根据实例1至31中任一项所述的设备,其中所述执行器(130,……)的面的至少一个部段设有分离层(1380)。
33.根据实例32所述的设备,其中所述分离层(1380)包括薄膜,尤其塑料薄膜,或者包括帕利灵。
34.一种用于调节运输设备(100,……)的方法,所述运输设备(100,……)具有:壳体(110,……),其中所述壳体具有流体入口(111,113,……)和流体出口(113,111,……);执行器(130,……),所述执行器包括磁性形状记忆合金;和驱动器(450,……);和传感器装置(1290,……),
所述方法具有如下步骤:
(a)由所述驱动器(150,……)操纵所述执行器(130,……),使得在所述执行器(130,……)中形成腔(135,……);
(b)使所述流体通过所述流体入口(111,113)流入到所述腔(135,135’,……)中;
(c)使具有流体的腔(135,135’,……)朝向所述流体出口(113,111,……)的方向移动,至少直至所述流体出口(413,411,……)流体连通地与所述腔(635,635’,……)连接;
(d)使所述流体从所述流体出口(113,111,……)中流出;
(e)由所述传感器装置(1290,……)确定或检测所述运输设备(100,……)的特性;和
(f)基于所述运输设备(100,……)的所确定的或所检测的特性来调整所述运输设备(100,……)的运行。
35.根据实例34所述的方法,其中所述运输设备是根据实例1至33中任一项所述的运输设备。
36.根据上述实例中任一项所述的设备或方法,其中所述传感器装置(1290,……)包括温度传感器,并且其中通过所述传感器装置(1290,……)的温度传感器可确定或可检测所述执行器(130,……)的温度作为所述运输设备的特性,以便调节所述运输设备,使得所述执行器(130,……)在低于100℃的温度下运行。
37.根据上述实例中任一项所述的设备或方法,其中所述传感器装置(1290,……)包括温度传感器,并且其中通过所述传感器装置(1290,……)的温度传感器可确定或可检测所述执行器(130,……)的温度作为所述运输设备的特性,以便调节所述运输设备,使得所述执行器(130,……)在低于磁性形状记忆合金的一个/多个相变温度或低于磁性形状记忆合金的一个/多个居里温度的温度下运行。

Claims (48)

1.一种用于运输流体的运输设备,所述运输设备(100,……)具有:
(a)壳体(110,……),其中所述壳体具有流体入口(111,113,……)和流体出口(113,111,……);
(b)执行器(130,……),所述执行器包括磁性形状记忆合金,其中所述执行器(130,……)至少部段地设置在所述壳体(110,……)中;
(c)驱动器(150,……),所述执行器(130,……)能够由所述驱动器变形成,使得在所述执行器(130,……)中形成至少一个用于流体的能够由所述驱动器(150,……)移动的腔(135,……),以便将在所述腔(135,……)中的流体从所述流体入口(111,113,……)运输至所述流体出口(113,111,……);
(d)密封元件(170,……),其中所述密封元件(170,……)构成为并且在所述执行器(130,……)和所述壳体(110,……)之间设置成,使得在将流体从所述流体入口(111,113,……)运输至所述流体出口(113,111,……)期间,所述腔(135,……)在边缘侧或在端侧密封。
2.根据权利要求1所述的设备,
其中所述密封元件(170,……)的至少一个部段具有弹性特性,使得当所述腔(135,……)通过所述驱动器(150,……)在所述执行器(130,……)中形成时,所述密封元件(170,……)的一个部段密封地贴靠在所述执行器(130,……)的所述腔(135,……)的一个部段处。
3.根据权利要求1或2所述的设备,
其中所述壳体(110,……)具有槽(117,……),在所述槽中设置有所述密封元件(170,……)的至少一个部段。
4.根据权利要求3所述的设备,
其中所述槽(117,……)环绕或者包围、尤其连续地环绕或包围所述壳体(110,……)的面部段。
5.根据权利要求4所述的设备,
其中所述壳体(110,……)的由所述槽(117,……)环绕或包围的面部段包括所述流体入口()和/或所述流体出口。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的设备,
其中所述密封元件(170,……)包围或环绕所述壳体(110,……)的面部段,并且其中所述壳体(110,……)的所述面部段至少部段地接触所述执行器(130,……),尤其所述面部段的至少80%、特别地至少90%接触所述执行器(130,……),优选地当不在所述执行器(130,……)中通过所述驱动器(150,……)形成腔(135,……)时如此。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备,
其中所述腔(135,……)当其通过所述驱动器(150,……)在所述执行器(130,……)中形成时,通过所述执行器(130,……)、所述密封元件(170,……)和所述壳体(110,……)限界,尤其仅通过所述执行器(130,……)、所述密封元件(170,……)和所述壳体(110,……)限界。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的设备,
其中所述壳体(110,……)具有槽(117,……),并且所述密封元件(170,……)设置在所述槽(117,……)中,其中当不通过所述驱动器(150,……)在所述执行器(130,……)中形成腔(135,……)时,所述密封元件(170,……)从所述槽(117,……)中朝向所述执行器(130,……)的方向伸出小于2.0mm,优选小于1.0mm,尤其优选小于0.5mm。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的设备,
其中所述壳体(110,……)具有槽(117,……),并且所述密封元件(170,……)设置在所述槽(117,……)中,其中与不通过所述驱动器(150,……)在所述执行器(130,……)中形成腔(135,……)时相比,当通过所述驱动器(150,……)在所述执行器(130,……)中形成腔(135,……)时,所述密封元件(170,……)的部段从所述槽(117,……)朝向所述执行器(130,……)的方向进一步伸出。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的设备,
其中在所形成的腔(135,……)的区域中所述密封元件(170,……)的部段的高度、尤其垂直于所述执行器(130,……)的面的高度,大于在不形成腔(135,……)的区域中所述密封元件(170,……)的部段的高度。
11.根据权利要求1至5中任一项所述的设备,
其中所述密封元件(270,……)是第一密封元件,并且其中所述设备(200,……)包括第二密封元件(275)。
12.根据权利要求11所述的设备,
其中所述第一密封元件(270,……)至少部分地、尤其完全地围绕或环绕所述第二密封元件(275)。
13.根据权利要求11或12所述的设备,
其中所述第二密封元件(275)接触所述执行器(230,……),尤其所述第二密封元件(275)在不形成腔(235,……)的区域中接触所述执行器(230,……),和/或所述第二密封元件(275)在形成腔(235,……)的区域中不接触所述执行器(230,……)。
14.根据权利要求11至13中任一项所述的设备,
其中所述第一密封元件(270,……)在所述执行器(230,……)中形成腔(235,……)的区域中比在所述区域中的所述第二密封元件(275)具有更大的高度,尤其是垂直于所述执行器(230,……)的面的高度。
15.根据权利要求11至14中任一项所述的设备,
其中所述第一密封元件和第二密封元件(270,……,275)分别具有弹性特性,其中所述第一密封元件(270,……)的复位的惯性,尤其复位的时间惯性,小于所述第二密封元件(275)的复位的惯性。
16.根据权利要求11至15中任一项所述的设备,
其中所述腔(235,……)当其通过所述驱动器(250,……)在所述执行器(230,……)中形成时,通过所述执行器(230,……)、所述第一密封元件(270,……)和所述第二密封元件(275)限界,尤其仅通过所述执行器(230,……)、所述第一密封元件(270,……)和所述第二密封元件(275)限界。
17.根据权利要求11至16中任一项所述的设备,
其中所述壳体(210,……)具有槽(217,……),并且所述第一密封元件(270,……)设置在所述槽(217,……)中,其中当不通过所述驱动器(250,……)在所述执行器(230,……)中形成腔(235,……)时,所述第一密封元件(270,……)从所述槽(217,……)朝向所述执行器(230,……)的方向伸出小于2.0mm,优选小于1.0mm,尤其优选小于0.5mm。
18.根据权利要求11至17中任一项所述的设备,
其中所述壳体(210,……)具有槽(217,……),并且所述第一密封元件(270,……)设置在所述槽(217,……)中,其中与不通过所述驱动器(250,……)在所述执行器(230,……)中形成腔(235,……)时相比,当通过所述驱动器(250,……)在所述执行器(230,……)中形成腔(235,……)时,所述第一密封元件(270,……)的部段从所述槽(217,……)朝向所述执行器(230,……)的方向进一步伸出。
19.根据权利要求11至18中任一项所述的设备,
其中在所形成的腔(235,……)的区域中所述第一密封元件(270,……)的部段的高度,尤其垂直于所述执行器(230,……)的面的高度,大于在不形成腔(235,……)的区域中所述第一密封元件(270,……)的部段的高度。
20.根据权利要求1至5中任一项所述的设备,
其中所述密封元件(370,……)包括弹簧元件(376)和密封轨(377)。
21.根据权利要求20所述的设备,
其中所述弹簧元件(376)是弹簧,优选是倾斜卷绕的弹簧,尤其优选地由金属构成的弹簧,或者是至少一个C形环。
22.根据权利要求20或21所述的设备,
其中所述壳体(310,……)包括第一壳体部段(320,……)和第二壳体部段(325,……),并且所述密封元件(370,……)的所述密封轨(377)尤其面状地设置在所述第一壳体部段和第二壳体部段(320,325,……)之间,优选地在所述第一壳体部段和第二壳体部段(320,325,……)之间设置成,使得所述第一壳体部段和第二壳体部段(320,325,……)不接触。
23.根据权利要求20至22中任一项所述的设备,
其中所述壳体(310,……)具有槽(317,……),并且所述密封元件(370,……)的所述弹簧元件(376)设置在所述槽(317,……)中,优选地其中所述密封轨(377)至少部分地、特别是完全地封闭所述槽(317,……)。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的设备,
其中当在所述执行器(330,……)中形成腔(335,……)时,所述密封轨(377)的部段通过所述弹簧元件(376)朝向所述执行器(330,……)的方向按压。
25.根据权利要求20至24中任一项所述的设备,
其中所述腔(335,……)当其通过所述驱动器(350,……)在所述执行器(330,……)中形成时,(完全地)通过所述执行器(330,……)并且通过所述密封元件(370,……)限界,特别地通过所述执行器(330,……)和所述密封元件(370,……)的所述密封轨(377)限界。
26.根据权利要求20至25中任一项所述的设备,
其中所述壳体(310,……)具有槽(317,……),并且所述弹簧元件(370,……)设置在所述槽(317,……)中,其中当不通过所述驱动器(350,……)在所述执行器(330,……)中形成腔(335,……)时,所述弹簧元件(370,……)从所述槽(317,……)朝向所述执行器(330,……)的方向伸出小于2.0mm,优选小于1.0mm,尤其优选小于0.5mm。
27.根据权利要求1至26中任一项所述的设备,所述设备具有至少一个夹紧元件(126,127),所述夹紧元件接触所述执行器(130,……)的侧面并且允许所述执行器(130,……)的机械复位,尤其所述设备具有两个夹紧元件(126,127),所述夹紧元件接触所述执行器(130,……)的相对置的侧面并且允许所述执行器(130,……)的机械复位。
28.根据权利要求1至27中任一项所述的设备,
其中所述壳体(110,……)包括至少一个、优选两个用于所述执行器(130,……)的磁性复位的磁体,尤其永磁体或电磁体。
29.根据权利要求1至28中任一项所述的设备,
其中所述执行器(130,……)的面的至少一个部段设有分离层(1380)。
30.根据权利要求29所述的设备,
其中所述分离层(1380)包括薄膜,尤其塑料薄膜或包括帕利灵。
31.根据权利要求1至30中任一项所述的设备,
其中所述壳体(130,……)包括至少一个扩散器(112,114),尤其两个扩散器(112,114)。
32.根据权利要求31所述的设备,
其中一个扩散器(112)与所述流体入口(111)连接并且一个扩散器(114)与所述流体出口(113)连接,并且其中每个扩散器(112,114)的靠近所述执行器(130,……)的侧分别比每个扩散器(112,114)的远离所述执行器(130,……)的侧具有更大的横截面。
33.根据权利要求1至32中任一项所述的设备,
其中所述密封元件(170,……)包括弹性体,尤其热塑性弹性体,和/或泡沫材料,尤其闭孔泡沫材料。
34.根据权利要求1至33中任一项所述的设备,
其中所述壳体(110,……)包括金属或塑料,尤其弹性体,或者梯度材料。
35.根据权利要求1至34中任一项所述的设备,
其中所述壳体(110,……)至少部段地具有PTFE覆层,尤其至少所述壳体(110,……)的对所述腔(135,……)限界的面具有PTFE覆层。
36.根据权利要求1至35中任一项所述的设备,
其中至少两个、优选更多个腔(135,……)能够同时在所述执行器(130,……)中形成。
37.根据权利要求1至36中任一项所述的设备,
所述设备具有温度传感器(1290),通过所述温度传感器能够检测所述执行器(130,……)的温度。
38.根据权利要求1至37中任一项所述的设备,
所述设备具有光学传感器(1291),通过所述光学传感器能够检测所述执行器(130,……)中的腔(135,……)的存在。
39.根据权利要求1至38中任一项所述的设备,
所述设备具有压力传感器(1292),通过所述压力传感器能够检测在所述流体入口(111)处或在所述流体出口(113)处的压力。
40.根据权利要求1至39中任一项所述的设备,
所述设备具有压差传感器,通过所述压差传感器能够检测在所述流体入口(111)和所述流体出口(113)之间的压差。
41.根据权利要求1至40中任一项所述的设备,
所述设备具有压电传感器(1293),优选地具有两个压电传感器,通过所述压电传感器能够检测所述执行器(130,……)的执行。
42.根据权利要求1至41中任一项所述的设备,
所述设备具有应变片(1295),优选地具有两个应变片,通过所述应变片能够检测所述执行器(130,……)的执行。
43.一种用于借助运输设备(100,……)运输流体的方法,所述运输设备具有:壳体(110,……),其中所述壳体具有流体入口(111,113,……)和流体出口(113,111,……);执行器(130,……),所述执行器包括磁性形状记忆合金;驱动器(150,……);和密封元件(170,……),
所述方法具有如下步骤:
(a)由所述驱动器(150,……)操纵所述执行器(130,……),使得在所述执行器(130,……)中形成腔(135,……);
(b)使所述流体通过所述流体入口(111,113)流入到所述腔(135,……)中;
(c)使具有流体的腔(135,……)朝向所述流体出口(113,111,……)的方向移动,至少直至所述流体出口(113,111,……)流体连通地与所述腔(135,……)连接;
(d)使所述流体从所述流体出口(113,111,……)流出,
其中在所述腔(135,……)移动期间,所述腔(135,……)在边缘侧或在端侧由所述密封元件(170,……)密封。
44.根据权利要求43所述的方法,
具有根据权利要求1至42中任一项所述的运输设备,尤其不引用权利要求1。
45.根据权利要求43或44所述的方法,
其中使多个由流体填充的腔(135,……)同时移动。
46.一种运输设备,所述运输设备具有:壳体(110,……),其中所述壳体具有流体入口(111,113,……)和流体出口(113,111,……);执行器(130,……),所述执行器包括磁性形状记忆合金;驱动器(150,……);和密封元件(170,……),其中所述密封元件(170,……)和所述壳体(110,……)分别具有弹性特性,并且其中所述壳体(110,……)的弹性复位小于所述密封元件的弹性复位。
47.一种运输设备,所述运输设备具有:壳体(110,……),其中所述壳体具有流体入口(111,113,……)和流体出口(113,111,……);执行器(130,……),所述执行器包括磁性形状记忆合金;驱动器(150,……);第一密封元件(170,……);和第二密封元件(275),其中所述第一密封元件(170,……)和所述第二密封元件(275)分别具有弹性特性,并且其中所述第二密封元件(275)的弹性复位小于所述第一密封元件(270)的弹性复位,尤其分别为时间上的弹性复位。
48.根据权利要求46或47所述的运输设备,所述设备具有权利要求1至42中任一项所述的特征,尤其不引用权利要求1。
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