CN1199834A - 使用热胀材料的节流阀 - Google Patents

Abstract

一种使用热胀材料的节流阀。此阀包括:一阀体,设有入口和出口;一在阀体之中的位移控制部件,容纳热胀材料,并当热胀材料膨胀时朝向出口移位,从而调节出口的开启程度;以及一加热器,用于加热位移控制部件之内的热胀材料。位移控制部件包括:一容器,盛放热胀材料,此容器联接于阀体;和一用于通过按照热胀材料的膨胀而发生膨胀来调节出口开启程度的膨胀板件,此膨胀板件气密地联接于容器。

Description

使用热胀材料的节流阀

本发明涉及一种节流阀，更为具体地说，涉及一种使用热胀材料的节流阀，可以精确地调节大量和少量流体的流量。

一种通常的使用热胀材料的节流阀公开在美国专利第4,943,032号中。下面参照附图10说明这一专利。

此节流阀包括：一第一硅片12；一耐热玻璃板件22，装接在第一硅片12的上侧；以及一第二硅片30，装接在第一硅片12的下侧。一用于容放热胀材料的小室10镂蚀在第一硅片12之中，而用于容放加热器21的凹穴镂蚀在小室10与耐热玻璃平板件22之间的区域之中。第一硅片12与镂蚀于其中的小室10之间的区域12a的厚度(h)非常之小，只不过几微米。另外，一用于使流体流过的槽孔44制成在第一硅片12与第二硅片连接处的区域之中，而一喷嘴32在挨着小室10以下的区域12a处镂蚀在第二硅片30之中。

上述节流阀的操作是，当光线通过一光管19供向耐热玻璃板件22时，或者当加热器21被启动时，盛放在小室10之中的材料发生膨胀。这样，由于区域12a是第一硅片12的最薄部分，就使之在朝着喷嘴32的方向上膨胀。结果，通过一入口46进入并随后通过槽孔44被送往喷嘴32的流体按照小室10下面的区域12a的膨胀程度受到调节。

在上述先前技术的阀门中，加热器21、小室，以及槽孔44，或是镂蚀出来的，或是经受一种诸如照相工艺这样显微硅工艺处理。不过，这些工艺需要使用非常昂贵的设备。

还有，显微硅工艺是一种用于只是调节微小流量流体的阀门的技术，采用这种工艺制造的阀门用于医疗仪器、环境分析仪器和类似仪器。结果，采用这种工艺制作的阀门的用途是有限的。

此外，要调节大流量流体，每一阀门的硅片和耐热玻璃板件二者的容量都应当予以加大。不过，这就大大地增加了制造成本。

其次，由于出入口和槽孔的直径都加工得具有细小尺寸，包含在流体内的异物会很容易地堵塞通道，使产品的可靠性变坏。

因而，本发明致力于解决上述问题。

本发明的一个目的是，提供一种节流阀，可以精确地调节大、小流量流体，从而此种阀门可以用以调节冰箱或空调中的冷冻流体。

本发明的另一个目的是，提供一种便宜的节流阀。

为达到上述目的，本发明提供一种节流阀，包括：一阀体，设有入口和出口；一位移控制部件，在所述阀体之中，所述位移控制部件包含热胀材料并在热胀材料膨胀时朝向出口移位，从而调节出口的开启程度；以及加热装置，用于加热在位移控制部件之内热胀材料。

最好是，加热装置包括一加热器，而位移控制部件包括绝热装置，用于防止由加热器加热的热胀材料的热量排放至外界。

按照本发明的一个实例，所述绝热装置是由覆盖在位移控制部件上面的绝热材料制成的。

按照本发明的另一个实例，所述绝热装置包括一设置在加热器与位移控制部件之间的隔离件，以便防止加热器直接接触位移控制部件。

按照本发明的一个实例，位移控制部件包括一盛放热胀材料的容器，所述容器联接于阀体以及一膨胀板件，该板件用于通过按照热胀材料的膨胀而发生膨胀来调节出口的开启程度，所述膨胀板件气密地联接于该容器。

容器包括一联接于阀体的支承板件和一间隔环，此环一端装接在支承板件上，而另一端装接于膨胀板件，从而限定出一个用于盛放热胀材料的空间。

按照本发明的另一个实例，位移控制部件包括一联接于阀体的支承板件，和一通过按照热胀材料的膨胀而膨胀，从而调节出口开启程度的膨胀盖罩，所述膨胀盖罩装接在支承板件上以限定出一个用于盛放热胀材料的空间。

下面结合附图详细说明本发明的优选实施例，附图中同样的参考标号表示同样或类似的零部件，其中：

图1是一分解透视图，表明按照本发明第一实施例的一种节流阀；

图2是一剖面图，当阀组装成之后沿着图1的线III-III切取而得；

图3是一剖面图，表明按照本发明第二实施例的一种节流阀；

图4是一剖面图，表明按照本发明第三实施例的一种节流阀；

图5是一剖面图，表明按照本发明第四实施例的一种节流阀；

图6是一剖面图，表明按照本发明第五实施例的一种节流阀；

图7是一剖面图，表明按照本发明第六实施例的一种节流阀；

图8是一剖面图，表明按照本发明第七实施例的一种节流阀；

图9A是一剖面图，表明按照本发明第八实施例的一种节流阀；

图9B是一放大视图，表明图9A的圈出部分“p”；

图10是一表明一传统的节流阀的视图。

现在详细地介绍本发明的各项优选实施例，其范例示于附图。凡是可能的地方，同样的参考编号将在全部图纸中用来表示同样或类似的零部件。

首先参照图1和2，图中表明按照本发明第一实施例的一种节流阀。

按照此实施例，本发明的节流阀100包括一阀体110；一位移控制部件120，装有热胀材料125；以及一加热装置130，加热热胀材料125。热胀材料125由于加热装置130的加热而膨胀。当热胀材料125膨胀时，位移控制部件120一侧膨胀而遮挡出口112，从而调节排出的流量。

详细地说，阀体110包括一上阀体110a和一联接于上阀件110a的下阀体110b，以及一限定在上下阀体110a与110b之间的封闭空间。上阀体设有一入口111，流体通过它进入阀件100，以及一出口112，流体通过它排放出去。出口112伸向上阀体110a的内部，以致它可以设置得比较靠近位移控制部件120。一种用于把一供电部件160连接于加热装置130的接头113设置在下阀体110b之内。

位移控制部件120包括一装有热胀材料的容器121和一联接于容器121的膨胀板件122。

容器121，如图1和2所示，包括一支承板件121a，连接于下阀体110b，以及一间隔环121b，装接于支承板件121a并限定一个其中装有热胀材料125的空间。膨胀板件122设置在间隔环121b上面。如表明本发明的第二实施例的图3所示，容器121可以制成一个整体，限定一个在其中装有热胀材料125的空间123。

再次参照图2，膨胀板件122装接在间隔环121b上面，致使它位于出口112的对面。

当热胀材料125膨胀时膨胀板件122发生膨胀。最好是，支承板件121a、间隔环121b，以及膨胀板件122都使用聚丙烯树脂或通过钎焊彼此装接在一起。

当盛放在空间123之内的热胀材料受热时，空间123之内的压力由于从热胀材料125中所产生的气体而增大。此时，由于热胀材料125被封闭的气密空间123之内，膨胀板件122因压力增大而发生膨胀或位移。亦即，膨胀板件122朝向出口112膨胀，因而接触和关闭出口112。

亦即，随着出口112与膨胀板件112之间的间隙发生变化，通过出口112排放的流量也发生变化。依靠调节施加于加热装置130的电压，通过出口112排放的流量可加以调节。亦即，当大电压施加于加热装置130时，膨胀板件122就发生膨胀而减小出口112的尺寸，从而排放少量流体。阀体110起着一条通道的作用，供流体流过，而膨胀板件122起着调节器的作用，用于调节此通道的截面面积。

穿过支承板件121a制成各注入口124，热胀材料通过它们可以注入空间123。在用支承板件121a、间隔环121b和膨胀板件122气密地封闭空间123之后，热胀材料125通过各注入口124被注入其中。最好是，热胀材料是一种氟化物，可在较低温度下膨胀并且不易与其他物质反应。

加热装置130装在位移控制部件120之内并包括一加热器131，当电压从一电源160施加其上时会产生热量。加热器131通过导线132a电连接于接头113，而接头113通过另一导线132b电连接于电源160，从而使电压施加于加热器131。导线132a经过支承板件121a与间隔环121b的一接触部位，如图2所示，或者经过制成在容器121上的注入口，如图3所示。

最好是，位移控制部件由金属或陶瓷一类的材料制成，二者都具有很高的抗压特性。

参照图4和5，图中分别表明本发明第三和第四实施例。按照这些实施例的节流阀可以具有绝热装置，防止从加热器131中所产生的热量排放到外界。

亦即，绝热材料151可以设置或涂敷在位移控制部件120的整个外表面上，如图4所示，或者，如果支承板件121a和间隔环121b制作得具有足以保持热量的厚度，只是设置或涂敷在膨胀板件122上，如图5所示。

如上所述，由于绝热装置150设置在位移控制部件120上面，从加热器131中所产生的热量不可能排放到外界。

如表明本发明第五实施例的图6所示，可以设置一隔离件152作为加热器131与支承板件121a之间的绝热装置，以致热量不能直接接触支承板件121a。亦即，由于隔离件152设置在加热器131与容器121之间，从加热器131中所产生的热量不可能直接传给支承板件121a，因而获得绝热效应。

如果，由于流体与位移控制部件120之间出现热交换，在流向阀体110的流体与位移控制部件120之间的温度方面造成巨大差别，膨胀板件122的膨胀量不可能精确地予以控制。为防止这种情况，如表明本发明第六实施例的图7所示，一辅助膨胀板件128设置在出、入口112与111之间。此辅助膨胀板件128连接于膨胀板件122，并与膨胀板件122同样膨胀。因而，当膨胀板件122膨胀时，出口112的开启由辅助膨胀板件128予以调节。未经说明的参考编号129表示用于把膨胀板件122连接于辅助膨胀板件128的一个连接件。

参照表明本发明第七实施例的图8，支承板件121a联接于下阀体110b，而一膨胀盖罩127联接于支承板件121a。亦即，膨胀盖罩127起着先前各实施例的间隔环121b和膨胀板件122的作用。热胀材料125盛放在由膨胀盖罩127和支承板件121a所限定的一空间之内，而且当热胀材料膨胀时，膨胀盖罩127也发生膨胀而调节出口112的开启。膨胀盖罩127是褶皱形状的，以致这种膨胀盖罩127可以根据热胀材料的膨胀而迅速和精确地发生膨胀。其次，设置在接头113与入口124之间的下阀体110b配有电极板件135，以便把接头113连接于加热器131。

参照表明本发明第八实施例的图9A和9B，该阀用以把入口115a从阀的常闭位置连通于出口116a。

如同先前各实施例那样，阀体110包括上、下阀体110a和110b。上阀体110a配有入、出口115a和116a。输入和输出管115b和116b分别穿过入、出口115a和116a。

接头113设置在下阀体110b上，而容器121连同加热器131装接在下阀体110b的上表面。膨胀板件122装接在容器121的上表面上，用于气密性地封闭由容器121所限定的空间。

一选择性连通装置170设置在膨胀板件122上面，用于选择性地把入口115a与出口116a彼此连通起来。选择性连通装置170包括：一套筒171，由输入和输出管115b和116b支承；以及一阀柱175，按照膨胀板件122的膨胀程度而作往复移动，从而选择性地把输入管115b与输出管116b彼此连通起来。

穿过套筒171制成输入、输出通道171a和171b(见图9B)。输入通道171a通过套筒171的一中空部分171c与输出通道171b连通。输入和输出管115b和116b再分别插进输入和输出通道171a和171b。依靠这种结构，套筒171获得输入管和输出管115b和116b的支承。在输入和输出两通道171a和171b的上方的套筒一部分上制成一排出孔眼172，这样可防止在由套筒171和阀柱175所限定的一个空间之内形成真空，使得阀柱175顺利地往复移动。

阀柱175的一端插进中空部分171c，而另一端则联接于膨胀板件122。因此，当膨胀板件122由于热胀材料的膨胀而朝向套筒171移位时，阀柱175会抬起，而当热胀材料返回到其初始状态时，阀柱175移位到它的初始部位。阀柱175的上端位于输入和输出两通道171a和171b的上方，一连通通道176形成在一适当的位置上，以致在阀柱175的常闭位置上，输入通道171a与输出通道171b断开，而在阀柱175的抬起位置上，输入通道171a与输出通道171b连通。输入和输出两通道171a和171b的连通面积按照阀柱175的抬起情况而变化，从而调节流量。未曾说明的参考编号178表示一连接装置。

虽然本发明已经结合当前认为是最为实用和优选的各项实施例作了说明，应当理解，本发明并不限于所公开的各项实施例，而是相反，它试图概括包含在所附各项权利要求的精神和范畴之内的各种各样的改型和对等配置。

Claims (16)

1.一种使用热胀材料的节流阀，包括：

一阀体，设有入口和出口；

一位移控制部件，在所述阀体中，所述位移控制部件容纳热胀材料并在所述热胀材料膨胀时朝向出口移位，从而调节出口的开启程度；以及

加热装置，用于加热在所述位移控制部件之内的所述热胀材料。

2.按照权利要求1所述的一种节流阀，其特征在于，所述加热装置包括一加热器，以及所述位移控制部件包括绝热装置，用于防止由所述加热器加热的所述热胀材料的热量排放至外界。

3.按照权利要求2所述的节流阀，其特征在于，所述绝热装置是由覆盖在所述位移控制部件上面的绝热材料制成的。

4.按照权利要求2所述的节流阀，其特征在于，所述绝热装置包括一设置在所述加热器与所述位移控制部件之间的隔离件，以防止所述加热器直接接触所述位移控制部件。

5.按照权利要求1所述的节流阀，其特征在于，所述位移控制部件包括：

一容器，盛放所述热胀材料，所述容器联接于所述阀体；以及

一膨胀板件，用于通过按照所述热胀材料的膨胀而发生膨胀来调节出口的开启程度，所述膨胀板件气密地联接于所述容器。

6.按照权利要求5所述的节流阀，其特征在于，所述容器包括：

一支承板件，联接于所述阀体；以及

一间隔环，此环一端装接在所述支承板件上，而另一端装接于所述膨胀板件，从而限定了一个用于盛放所述热胀材料的空间。

7.按照权利要求1所述的节流阀，其特征在于，所述位移控制部件包括：

一支承板件，联接于所述阀体；以及

一膨胀盖罩，用于通过按照所述热胀材料的膨胀而膨胀来调节出口的开启程度，所述膨胀盖罩装接在所述支承板件上以限定一个用于盛放所述热胀材料的空间。

8.按照权利要求7所述的节流阀，其特征在于，所述膨胀盖罩是褶皱形状的，并可精确和迅速地响应所述热胀材料的膨胀。

9.按照权利要求5或7所述的节流阀，其特征在于，所述支承板件配有注入孔眼，用于注入热胀材料。

10.按照权利要求1所述的节流阀，还包括一辅助膨胀板件，用于通过与膨胀板件同样地膨胀而调节出口的开启程度，并用于防止流向阀体的流体与位移控制部件之间的热交换。

11.一种使用热胀材料的节流阀，包括：

一阀体，具有上下两端，所述阀体设有入口和出口；

一位移控制部件，在所述阀体之中，所述位移控制部件容纳所述热胀材料，并当所述热胀材料膨胀时朝向出口移位，从而调节所述出口的开启程度；

连通控制装置，当位移控制部件移位时，该连通控制装置上下移动，使所述入口和出口互相连通或断开；以及

加热装置，用于加热所述热胀材料。

12.按照权利要求11所述的节流阀，其特征在于，所述位移控制部件包括：

一支承板件，联接于所述阀体；

一间隔环，装接于所述支承板件，用于限定一个其中盛放所述热胀材料的空间；以及

一膨胀板件，装接在所述间隔环上，当所述热胀材料膨胀时所述膨胀板件发生膨胀。

13.按照权利要求12所述的节流阀，其特征在于，所述支承板件配有注入孔眼，用于注入所述热胀材料。

14.按照权利要求11所述的节流阀，还包括输入和输出管，分别插进所述入口和出口，其中所述连通控制装置包括：

一套筒，具有输入和输出通道，与所述输入和输出管分别相连，用于选择性地分别与所述输入和输出管互相连通，所述套筒由输入和输出管支承；以及

一阀柱，具有一联接于所述位移控制部件的第一端和一插进所述套筒的第二端，所述阀柱是可移动的，以致所述出口通道可以选择性地连通于所述入口通道。

15.按照权利要求14所述的节流阀，其特征在于，所述套筒配有排出孔眼，用于防止在所述套筒之内的空间中形成真空。

16.按照权利要求15所述的节流阀，其特征在于，所述阀柱配有一连通孔眼，用于把所述入口通道与所述出口通道连接。

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