ES2297253T3 - Valvula de accionamiento de aleacion con memoria de forma compacto. - Google Patents
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Abstract
Válvula que comprende un cuerpo base (7) con una abertura de acceso (8), un cuerpo de válvula móvil (3) para cerrar y liberar la abertura de acceso (8) y un mecanismo de accionamiento con el que se puede mover el cuerpo de válvula (3) para liberar la abertura de acceso (8), presentando el mecanismo de accionamiento al menos dos elementos en forma (2) de alambre de una aleación con memoria de forma sujetos al cuerpo base (7) o a un cuerpo portador (1) unido con este, que al aumentar la temperatura a una temperatura por encima de una temperatura umbral pueden acortarse recíprocamente y están así en unión de acción con el cuerpo de válvula (3), de manera que el cuerpo de válvula (3) puede moverse de una posición estable sobre la abertura de acceso (8) a una posición estable al lado de la abertura de acceso (8) al acortarse de un lado uno de los elementos (2), y al acortarse de un lado el otro elemento (2) de nuevo a la posición estable de la abertura de acceso (8), caracterizada por extenderse los dos elementos en forma de alambre (2) casi en paralelo entre sí y perpendicularmente a un sentido de movimiento del cuerpo de válvula (3), y abrazando de tal manera el cuerpo de válvula (3) situado entre los dos elementos en forma de alambre (2) que el cuerpo de válvula, estando en estado encogido y rectilíneo uno de los elementos sobre la abertura de acceso (8) y estando en estado encogido y rectilíneo el otro elemento, se encuentra al lado de la abertura de acceso (8).
Description
Válvula con accionamiento de aleación con
memoria de forma compacto.
La presente invención se refiere a una válvula
que comprende un cuerpo base con una abertura de acceso, un cuerpo
de válvula móvil para cerrar y liberar la abertura de acceso y un
mecanismo de accionamiento con el que se puede mover el cuerpo de
válvula para liberar la abertura de acceso, presentando el mecanismo
de accionamiento al menos dos elementos en forma de alambre de una
aleación con memoria de forma sujetos al cuerpo base o a un cuerpo
portador unido con este, que al aumentar la temperatura a una
temperatura por encima de una temperatura umbral pueden acortarse
recíprocamente y están así en unión de acción con el cuerpo de
válvula, de manera que el cuerpo de válvula puede moverse de una
posición estable sobre la abertura de acceso a una posición estable
al lado de la abertura de acceso al acortarse de un lado uno de los
elementos, y al acortarse de un lado el otro elemento de nuevo a la
posición estable de la abertura de acceso.
Las válvulas desempeñan un papel importante en
muchos ámbitos técnicos para controlar la circulación de un medio.
Pueden usarse asimismo para dosificar volúmenes fijados al igual que
para la preparación o bloqueo de corrientes de fluidos continuadas.
Las válvulas conmutables activas se llevan por aporte de energía de
un estado cerrado a un estado abierto o viceversa. El mecanismo de
accionamiento para abrir o, dado el caso, cerrar debe requerir en
muchas aplicaciones el mínimo espacio y energía posible.
Del documento DE-3835788A1 se
conoce una válvula de esfera de conmutación rápida que comprende un
cuerpo base con una abertura de acceso, una esfera para cerrar y
liberar la abertura de acceso y un mecanismo de accionamiento con
el que se puede mover la esfera para abrir la abertura de acceso. En
un estado cerrado de la válvula se presiona la esfera mediante la
presión contigua de la corriente de gas contra la abertura de
acceso. Para abrir la abertura de acceso, el mecanismo de
accionamiento mueve la esfera de la abertura de acceso. Para ello,
un elemento de accionamiento del mecanismo de accionamiento ejerce
un empuje lateral sobre la esfera, que se libera a continuación de
la abertura de acceso o del asiento de la válvula de la abertura de
acceso. El reajuste de la esfera sobre el asiento de la válvula se
consigue por la influencia de la corriente de gas introducida. Como
mecanismo de accionamiento para desplazar la esfera se emplea en
este documento un imán electromagnético impulsado por impulsos, que
tras un accionamiento mediante una fuerza elástica retrocede de
nuevo a la posición inicial. Un mecanismo de accionamiento de este
tipo con un imán electromagnético requiere, sin embargo, un espacio
de construcción considerable y presenta en muchas aplicaciones un
consumo energético demasiado alto.
En W. Ehrfeld y col.: Mikroaktoren -
Wirkprinzipien, Fertigungstechnologien und Appikationen en
Rainer
Nordmann y col. (ed.): Kolloquium Aktoren in Mechatronischen Systemen, 11 de marzo de 1999, páginas 14-16 se describe una válvula de microesfera de conmutación rápida con un tamaño de esfera de 100 \mum aproximadamente, que se acciona mediante un actor multicapa piezocerámico. La ventaja de esta válvula radica en el poco tamaño de construcción así como en el poco consumo energético para el actor piezocerámico utilizado como propulsor frente a un propulsor electromagnético. Una desventaja de este actor piezocerámico radica sin embargo en que sólo puede generar un camino de desplazamiento en el intervalo \mum. Para el accionamiento de la esfera de una válvula de esfera más grande no es adecuado, por lo tanto, este mecanismo.
Nordmann y col. (ed.): Kolloquium Aktoren in Mechatronischen Systemen, 11 de marzo de 1999, páginas 14-16 se describe una válvula de microesfera de conmutación rápida con un tamaño de esfera de 100 \mum aproximadamente, que se acciona mediante un actor multicapa piezocerámico. La ventaja de esta válvula radica en el poco tamaño de construcción así como en el poco consumo energético para el actor piezocerámico utilizado como propulsor frente a un propulsor electromagnético. Una desventaja de este actor piezocerámico radica sin embargo en que sólo puede generar un camino de desplazamiento en el intervalo \mum. Para el accionamiento de la esfera de una válvula de esfera más grande no es adecuado, por lo tanto, este mecanismo.
También en esta configuración se empuja la
esfera sólo brevemente y con impulso del asiento de la válvula para
recuperar su posición inicial a consecuencia de la corriente de
líquido. Si el estado de abertura de la válvula debiera mantenerse
durante un período de tiempo más largo, se requerirá en las dos
válvulas anteriormente mencionadas un accionamiento del actor
repetido, rápidamente seguido. De esta manera, se consume energía
continuamente mientras la válvula se mantenga abierta.
En los documentos DE-19961736A1,
DE-3935474A1, DE-3744240A1 y
DE-3608550A1 se describen válvulas que disponen de
actores piezoeléctricos para el accionamiento del cuerpo de válvula.
Así, por ejemplo, se describe en el documento
DE-19961736A1 una válvula que dispone de un elemento
de sellado sujeto a un transductor de flexión piezoeléctrico, con
el que se puede cerrar un canal de válvula.
El documento DE-10062704A1
describe un elemento de construcción electromecánico con al menos
dos actores de una aleación con memoria de forma que cambian su
forma al alcanzar una determinada temperatura y se mueven
condicionados por el cambio. Una particularidad esencial del
elemento de construcción descrito es que los dos actores cambian su
forma respectivamente a temperaturas distintas.
Los documentos DE-69709529T2,
DE-19963499A1, DE-4322731A1,
DE-3635216A1, US-5345963A,
US-
4973024A y JP-61103081A describen válvulas según el preámbulo de la reivindicación 1, en los que los elementos en forma de alambre compuestos de una aleación con memoria de forma se tienen que mover mientras se cierra o abre una válvula contra otro elemento de tensión, preferentemente un muelle. El movimiento del cuerpo de válvula se efectúa a este respecto en al menos un sentido, esto es, al abrir o al cerrar la válvula, con ayuda de un elemento de muelle adicional.
4973024A y JP-61103081A describen válvulas según el preámbulo de la reivindicación 1, en los que los elementos en forma de alambre compuestos de una aleación con memoria de forma se tienen que mover mientras se cierra o abre una válvula contra otro elemento de tensión, preferentemente un muelle. El movimiento del cuerpo de válvula se efectúa a este respecto en al menos un sentido, esto es, al abrir o al cerrar la válvula, con ayuda de un elemento de muelle adicional.
En el documento DE-3731146A1 se
describe una instalación de accionamiento para un accionamiento
conmutador con un elemento en dos piezas de una aleación con
memoria de forma. A este respecto hay colocados elementos de
accionamiento de la aleación con memoria de forma en sentido del
movimiento de conmutación y requieren por ello una longitud de
construcción considerable. En este documento no se menciona una
aplicación en una válvula.
En el documento
US-A-4.772.807 se describe una
disposición similar, desplazándose un cuerpo de conmutación de una
instalación de conmutación mediante elementos de accionamiento de
una aleación con memoria de forma entre dos posiciones de
conmutación. También entonces se necesita un tamaño de construcción
considerable de los elementos de accionamiento, que están colocados
siguiendo el sentido del movimiento.
Es objetivo de la presente invención facilitar
una válvula genérica con un mecanismo de accionamiento compacto y
eficiente energéticamente que también pueda usarse en vías de
accionamiento en el intervalo milimétrico.
Este objetivo se alcanza en una válvula del tipo
descrito al principio según la invención porque los dos elementos
en forma de alambre se extienden casi en paralelo entre sí y
perpendicularmente a un sentido de movimiento del cuerpo de
válvula, y abrazando de tal manera el cuerpo de válvula situado
entre los dos elementos en forma de alambre que el cuerpo de
válvula, estando en estado encogido y rectilíneo uno de los
elementos sobre la abertura de acceso y estando en estado encogido
y rectilíneo el otro elemento, se encuentra al lado de la abertura
de acceso.
Son objeto de las reivindicaciones subordinadas
o se pueden deducir de la siguiente descripción y de los ejemplos
de realización configuraciones ventajosas de la válvula.
La presente válvula presenta de manera conocida
un cuerpo base con una abertura de acceso, un cuerpo de válvula
móvil para cerrar y liberar la abertura de acceso y un mecanismo de
accionamiento con el que se puede mover el cuerpo de válvula para
liberar la abertura de acceso. La abertura de acceso puede formar
propiamente con su borde el asiento de válvula para el cuerpo de
válvula. Por supuesto, también se puede conformar un asiento de
válvula especial en la región de la abertura de acceso, sobre la que
reposa el cuerpo de válvula en estado cerrado de la válvula. En la
presente válvula el mecanismo de accionamiento se compone de al
menos dos elementos en forma de alambre de una aleación con memoria
de forma sujetos al cuerpo base o a un cuerpo portador unido a un
cuerpo base que se acortan recíprocamente al aumentar la temperatura
a una temperatura por encima de una temperatura umbral. Los
elementos en forma de alambre están en unión de acción con el cuerpo
de válvula de manera que el cuerpo de válvula pueda moverse de una
posición estable sobre la abertura de acceso a una posición estable
al lado de la abertura de acceso al acortarse de un lado uno de los
elementos, y volver a la posición estable sobre la abertura de
acceso al acortarse de un lado el otro de los elementos. El
acortamiento se consigue calentando por impulsos cada uno de los
elementos respectivamente. Los elementos en forma de alambre pueden
estar sujetos de manera directa al cuerpo de válvula o a un elemento
guía para el cuerpo de válvula. Un elemento guía de este tipo para
el cuerpo de válvula puede, por ejemplo, constituir una caja de
cojinete que encierra en parte la esfera de una válvula de
esfera.
Mediante el empleo de elementos en forma de
alambre de una aleación con memoria de forma (Shape Memory
Alloy, SMA en sus siglas en inglés) es posible realizar un
mecanismo de accionamiento eficiente energéticamente y compacto
para el cuerpo de válvula de la válvula. Las aleaciones con memoria
de forma tienen la propiedad de recuperar su forma inicial tras
calentarse hasta una temperatura por encima de una temperatura
umbral. El experto en la técnica conoce numerosas aleaciones de
metales que presentan estas propiedades, como, por ejemplo, TiNiPd,
TiNi, CuAl, CuZnAl o CuAlNi. Las aleaciones con memoria de forma
tienen con diferencia la mayor densidad de energía mecánica, es
decir, la mayor capacidad de trabajo mecánico por unidad de volumen.
Es precisamente con elementos en forma de alambre de aleación con
memoria de forma, en adelante denominados como alambres SMA, con
los que se puede lograr la mayor eficiencia energética. Estos
alambres SMA se contraen en sentido longitudinal al calentarse, por
ejemplo mediante una continuidad de corriente, y pueden efectuar
así trabajo mecánico. En la presente válvula son indispensables al
menos dos alambres SMA de este tipo, ya que cada alambre SMA sólo
puede trabajar como actor en un sentido. La energía mecánica que
pueden proporcionar cada uno de los dos actores sirve primariamente
para el movimiento del cuerpo de válvula, pero también tiene que
ser suficiente para expandir de nuevo a su longitud inicial el
alambre SMA operante contrapuesto. Debido a la alta eficiencia
energética de este tipo de aleaciones con memoria de forma en estado
de forma de alambre, la presente válvula puede funcionar con un
consumo energético mínimo. Otra ventaja radica en que el presente
mecanismo de accionamiento, en el que se tienen que colocar
únicamente dos alambres SMA y que se tienen que se solicitar para
el calentamiento o excitación, por ejemplo con una corriente, se
puede realizar de manera muy compacta y ahorrando espacio.
Especialmente también son posibles movimientos con este mecanismo de
accionamiento no sólo en el intervalo micrométrico, sino también en
el intervalo milimétrico y centimétrico.
En una configuración especialmente ventajosa se
realiza la presente válvula como válvula de esfera con
característica de abertura binaria. El cuerpo de válvula conformado
como esfera se encuentra, en la posición de abertura y en la
posición de cierre, en la posición estable al no estar activado el
mecanismo de accionamiento, de tal manera que para el mantenimiento
del estado abierto y cerrado de la válvula no se tenga que gastar
nada de energía. De esta manera se ahorra energía, puesto que esta
sólo se necesita para conmutar entre la posición de abertura y la
de cierre, pero no para mantener una de las dos posiciones finales
de la válvula. El cuerpo de válvula en forma de esfera está en la
posición de cierre de la válvula sobre la abertura de acceso,
sellándola, y en la posición de abertura descansa al lado de la
abertura de acceso en una hendidura del cuerpo de base. El
mecanismo de accionamiento desplaza de esta manera el cuerpo de
válvula entre estas dos posiciones. Preferentemente se auxilian las
dos posiciones estables del cuerpo de válvula en forma de esfera por
un elemento elástico, por ejemplo un resorte helicoidal, que
presiona el cuerpo de válvula contra la abertura de acceso o la
hendidura respectivamente. En una configuración de esta válvula de
esfera con característica de abertura binaria se emplea una esfera
con un diámetro de 3 mm aproximadamente que se tiene que mover con
el mecanismo de accionamiento aproximadamente 1,5 mm entre la
posición de abertura y la de cierre. Para ello se necesita una
fuerza inicial de 30 mN aproximadamente, que se puede conseguir sin
más mediante el presente mecanismo de accionamiento descrito.
Aunque en la presente descripción, al igual que
en los siguientes ejemplos de realización, se describa en cada uno
una válvula de esfera, para el experto en la técnica es evidente que
la válvula según la invención también se puede realizar en otras
configuraciones, por ejemplo, con un cuerpo de válvula formado de
otra manera o una válvula de mariposa como cuerpo de válvula.
La presente invención se explica a modo de
ejemplo en los siguientes dibujos. A este respecto las
representaciones de las figuras 1 (I), 1 (II) y 1 (IV) sirven
únicamente para la explicación general de los antecedentes
tecnológicos, únicamente el ejemplo de realización de las figuras 1
(III) y 2 describe un ejemplo de realización según la invención.
Así muestran:
la fig. 1 cuatro posibilidades por principio de
la disposición de elementos propulsores de aleación con memoria de
forma en una válvula y
la fig. 2 un ejemplo de realización detallado
correspondiente a la figura 1 (III) de una válvula según la
invención.
La figura 1 muestra en las cuatro
representaciones parciales (I) a (IV) cuatro posibilidades distintas
de la disposición de los alambres SMA 2 del presente mecanismo de
accionamiento en relación con el cuerpo base 7 así como con el
cuerpo de válvula formado como esfera 6 de la presente válvula. Las
cuatro representaciones parciales sirven sólo para la visualización
por principio, de tal manera que no se ilustran demás elementos de
la válvula como, por ejemplo, la sujeción de los alambres SMA. Todas
las representaciones parciales muestran esquemáticamente el cuerpo
base 7 de la válvula con la abertura de acceso 8 colocada en el
interior que desemboca en un orificio de salida de la válvula 11.
Al lado de la abertura de acceso 8 se ha formado una hendidura 9 de
terminación ciega en el cuerpo base 7, en adelante también
denominado como plataforma de válvula. En las cuatro
representaciones se encuentra la esfera 6 en estado de válvula
cerrada sobre la abertura de válvula 8, en estado de válvula
abierta sobre la hendidura 9. La esfera 6 se mantiene en todo caso
mediante un elemento elástico y mecánico, por ejemplo, el muelle
helicoidal ilustrado en la figura 10, en la posición deseada, de
manera que se alcanza una posición biestable de la esfera 6. El
muelle helicoidal 10 está colocado con su eje perpendicular a la
plataforma de válvula 7 en el centro entre las posiciones de esfera
estables y sujeto a un tornillo de apriete 12 de la válvula. El
sentido de movimiento de la esfera 6 para abrir y cerrar la válvula
está señalado con dobles flechas. El movimiento se consigue a través
de los mecanismos de accionamiento señalados por los dos alambres
SMA 2. La longitud de alambre de estos alambres SMA 2 está medida de
manera que, incluso en estado de máxima expansión que se produce
por las dos posiciones de la esfera 6, no supera un alargamiento
del 2%. El grosor del alambre está adecuado a la fuerza empleada en
cada caso para el movimiento de la esfera 6. Cuanto mayor sea esta
fuerza que hay que emplear, más gruesos tienen que conformarse los
alambres SMA 2.
En la configuración más simple del mecanismo de
accionamiento se realiza el desplazamiento de la esfera 6 entre las
dos posiciones por contracción directa del alambre SMA en el sentido
deseado de movimiento de la esfera, como se observa en el ejemplo
de la ilustración parcial (I). Los dos extremos de alambre dirigidos
hacia la esfera 6 pueden en este caso estar sujetos, por ejemplo, a
un portaesferas adecuado, no representado, para la esfera 6. Se
extienden en esta ilustración sobre una línea común que corresponde
al eje de movimiento de la esfera 6. Por supuesto que los dos
extremos de alambre distanciados por la esfera 6 deben fijarse de
manera correspondiente en relación con el cuerpo base 7, por ejemplo
directamente a este cuerpo base. Al calentar el alambre SMA 2
izquierdo por solicitación de este alambre con una corriente se
mueve la esfera 6 sobre la abertura de acceso 8, expandiéndose al
mismo tiempo el alambre SMA 2 derecho. Si a continuación se calienta
el alambre SMA 2 derecho, la esfera 6 se moverá de nuevo a la
posición abierta sobre la hendidura 9, expandiéndose en esta
ocasión de nuevo el alambre SMA izquierdo. De esta manera, por
medio de solicitación recíproca del alambre izquierdo y del derecho
2, se consigue abrir y cerrar alternativamente la válvula. Para
poder desplazar la esfera 6 de esta manera 1,5 mm es sin embargo
indispensable una longitud de alambre de 37,5 mm cada uno. Para
conseguir un tamaño de construcción reducido para la válvula se
debería usar en este caso un mecanismo de desvío para los dos
alambres SMA.
Alambres SMA más cortos, pero sin embargo más
gruesos, pueden usarse empleando un mecanismo de palancas, como se
demuestra en la representación parcial (II). En esta configuración
la esfera 6 o un portaesferas para esa esfera está sujeta o sujeto
a un elemento de palanca 4, cuyo eje de palanca de la figura está
señalado con una flecha. Los dos alambres SMA 2 actúan en este
ejemplo en sentidos opuestos sobre el elemento de palanca 4.
Mediante una configuración de este tipo se pueden conseguir con
alambres SMA más cortos caminos de desplazamiento mayores debido a
la acción de palanca. Sin embargo, para ello hay que emplear una
fuerza mayor, de manera que los alambres SMA 2 deberán escogerse de
más grosor que en los otros ejemplos de realización.
Las presentes formas de realización descritas de
las figuras 1 (I), 1 (II) y 1 (IV) sirven únicamente para discutir
los antecedentes tecnológicos, no describen ninguna solución según
la invención.
Por el contrario, se representa una solución
según la invención en las figuras 1 (III) y 2.
En esta configuración se emplean dos alambres
SMA 2 dispuestos en paralelo entre sí y tensados en perpendicular
al sentido de movimiento deseado de la esfera 6. Si uno de los dos
alambres 2 se calienta mediante continuidad de corriente, se
contrae, se tensa y desplaza así la esfera 6 perpendicularmente a la
disposición del alambre y en paralelo a la plataforma de válvula 7
a la posición deseada. Mediante el desplazamiento de la esfera 6 se
expande el alambre opuesto operante, sin calentar, y puede a
continuación, en cuanto se calienta y se vuelve a contraer, mover
de vuelta la esfera a su posición inicial. En este sentido, el
alambre primeramente activo, ahora enfriado, se expande de nuevo y
puede a continuación volver trabajar por su parte como actor. Los
dos alambres SMA 2 tienen que estar para ello colocados de tal
manera que, en estado de contracción máxima y rectilínea, puedan
hacer llegar cada uno la esfera 6 exactamente a una de las dos
posiciones deseadas. Para ello es indispensable que los dos
alambres SMA 2 abracen parcialmente la esfera 6, como se observa en
la figura. Por supuesto que cada uno de los dos extremos de alambre
de cada alambre SMA tiene que estar sujeto al cuerpo base 7 o a un
cuerpo portador correspondiente unido con el cuerpo base 7. Esta
solución permite una sujeción mecánica sencilla así como un empalme
eléctrico de los alambres SMA 2 cuando se sujetan a una base rígida,
como por ejemplo una cerámica de óxido de aluminio. La base puede
servir al mismo tiempo de portador para el cableado plano para el
empalme eléctrico de los alambres 2 y de elementos de construcción
electrónicos. Una sujeción y un empalme simultáneo pueden
conseguirse mediante un buen adhesivo conductivo o mediante
soldadura. También es posible, por ejemplo, una sujeción y un
empalme mediante contactos de apriete de muelle que presionan los
alambres 2 contra la base rígida. Con una configuración de este tipo
del mecanismo de accionamiento es indispensable para un camino de
desplazamiento de 1,5 mm únicamente una longitud de alambre de 14,9
mm cada uno. Esta configuración se caracteriza por una construcción
especialmente compacta.
En la cuarta representación parcial (IV), que
sirve de nuevo sólo para explicar los antecedentes tecnológicos y
no muestra ningún ejemplo de realización según la invención, se
muestra una configuración en la que los alambres SMA 2 están
colocados a ambos lados del muelle helicoidal 10 y casi en paralelo
a su eje. Pueden, por ejemplo, estar unidos mecánicamente con un
portaesferas metálico adecuado de la esfera 6 al final del muelle
helicoidal 10. Si los dos alambres se calientan por continuidad de
corriente, se acortan, contraen el muelle helicoidal 10 y elevan la
esfera 6 fuera del asiento de válvula de la abertura de acceso 8. Si
ahora se detiene el aporte de corriente en el alambre izquierdo 2
de manera que este se enfría mientras que el alambre derecho 2
sigue siendo recorrido brevemente por corriente, el muelle
helicoidal 10 se dobla en sentido del alambre recorrido por
corriente y mueve con ello también la esfera 6 en el sentido
correspondiente. Ahora también se detiene el aporte de corriente
del alambre derecho, de manera que este se enfría. El muelle 10 se
alarga debido a ello y la esfera 6 se encaja en la posición final
estable deseada de la hendidura 9. Para mover la esfera 6 de vuelta
tiene lugar otra vez el procedimiento descrito anteriormente. Sin
embargo, ahora se debe enfriar primero el alambre derecho. El
muelle helicoidal 10 se curva entonces en el sentido contrario y la
esfera 6 se encaja tras el enfriamiento en la segunda posición sobre
la abertura de acceso 8. También es posible realizar esta
configuración con un tipo de construcción muy compacto.
Principalmente, con las dos configuraciones de las representaciones
parciales (III) y (IV) es posible limitar con un espacio de
construcción mínimo el consumo energético para un único
accionamiento de la válvula en menos de 5mWs. Esto es válido para
una configuración de la válvula con una esfera de zafiro 6 con un
diámetro de 3 mm aproximadamente, que se debe mover una distancia
de 1,5 mm aproximadamente entre las dos posiciones estables.
La figura 2 muestra una ilustración detallada de
un ejemplo de realización de la presente válvula de esfera en una
representación en corte semitransversal, en la que los alambres SMA
2 están colocados según la configuración de la representación
parcial (III) de la figura 1. Los extremos libres de los alambres
SMA 2 están adheridos en este ejemplo de realización a una placa
portadora 1 de cerámica de óxido de aluminio y empalman mediante
contactos de apriete CuBe que se hacen salir de la válvula. El
empalme no se observa en esta ilustración, únicamente el muelle de
contacto CuBe 14 que sobresale de la tapa 13 de la válvula. La placa
portadora 1 está sujeta al cuerpo base 7 de la válvula, estando
colocado entre el cuerpo base 7 y la placa portadora 1 un disco de
silicona de obturación 15. Por supuesto, se debe contar sobre la
abertura de acceso 8 con entalladuras correspondientes para la
descarga de líquido del cuerpo base 7. Sobre la placa portadora 1 se
coloca una tapa 13 de la válvula en el que hay formado un canal de
transporte de líquido 16 para el transporte del líquido hacia la
abertura de acceso 8. En la tapa 13 se integran además un tornillo
de apriete 12 para la sujeción del muelle helicoidal 10 así como un
tornillo de obturación 17 situado por encima. El muelle helicoidal
10 presiona la esfera 6 contra la abertura de acceso 8 o la
hendidura 9 no reconocible en esta figura. A través del tornillo de
apriete 12 se frena la presión de contacto de la esfera 6 con la
abertura de acceso 8 o la hendidura 9. Mediante solicitación de los
alambres SMA 2 con una continuidad de corriente adecuada se lleva
la esfera 6 a la posición abierta y cerrada alternativamente. De la
figura se desprende que el mecanismo de accionamiento, que está
compuesto básicamente por los alambres SMA 2 sujetos a la placa
portadora 1 y su empalme eléctrico 14, sólo requiere sólo un
espacio de construcción mínimo.
- 1
- cuerpo portador o placa portadora
- 2
- elementos en forma de alambre (alambres SMA)
- 3
- cuerpo de válvula móvil
- 4
- elemento de palanca
- 5
- elemento guía, por ej., portaesferas
- 6
- esfera
- 7
- cuerpo base o plataforma de válvula
- 8
- abertura de acceso
- 9
- hendidura
- 10
- elemento elástico, por ej., muelle helicoidal
- 11
- salida de válvula
- 12
- tornillo de apriete
- 13
- tapa
- 14
- muelle de contacto CuBe
- 15
- disco de silicona de obturación
- 16
- canal de transporte de líquido
- 17
- tornillo de obturación
- 18
- inserto metálico.
Claims (7)
1. Válvula que comprende un cuerpo base (7) con
una abertura de acceso (8), un cuerpo de válvula móvil (3) para
cerrar y liberar la abertura de acceso (8) y un mecanismo de
accionamiento con el que se puede mover el cuerpo de válvula (3)
para liberar la abertura de acceso (8), presentando el mecanismo de
accionamiento al menos dos elementos en forma (2) de alambre de una
aleación con memoria de forma sujetos al cuerpo base (7) o a un
cuerpo portador (1) unido con este, que al aumentar la temperatura a
una temperatura por encima de una temperatura umbral pueden
acortarse recíprocamente y están así en unión de acción con el
cuerpo de válvula (3), de manera que el cuerpo de válvula (3) puede
moverse de una posición estable sobre la abertura de acceso (8) a
una posición estable al lado de la abertura de acceso (8) al
acortarse de un lado uno de los elementos (2), y al acortarse de un
lado el otro elemento (2) de nuevo a la posición estable de la
abertura de acceso (8), caracterizada por extenderse los dos
elementos en forma de alambre (2) casi en paralelo entre sí y
perpendicularmente a un sentido de movimiento del cuerpo de válvula
(3), y abrazando de tal manera el cuerpo de válvula (3) situado
entre los dos elementos en forma de alambre (2) que el cuerpo de
válvula, estando en estado encogido y rectilíneo uno de los
elementos sobre la abertura de acceso (8) y estando en estado
encogido y rectilíneo el otro elemento, se encuentra al lado de la
abertura de acceso (8).
2. Válvula según la reivindicación 1,
caracterizada porque los dos elementos en forma de alambre
(2) están sujetos directamente al cuerpo de válvula (3).
3. Válvula según una de las reivindicaciones 1 ó
2, caracterizada porque los dos elementos en forma de alambre
(2) están sujetos a un elemento guía (5) para guiar el cuerpo de
válvula (3).
4. Válvula según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizada porque el cuerpo de válvula (3) es
una esfera (6).
5. Válvula según la reivindicación 4,
caracterizada porque en el cuerpo base (7) está configurada
una hendidura (9) al lado de la abertura de acceso (8), que sirve
como asiento para la esfera (6) en el estado abierto de la
válvula.
6. Válvula según una de las reivindicaciones 4 ó
5, caracterizada porque la esfera (6) está unida con un
elemento elástico (10), especialmente un muelle helicoidal, con el
que es presionada contra la abertura de acceso (8) o la hendidura
(9) del cuerpo base (7) respectivamente.
7. Válvula según una de las reivindicaciones
precedentes, caracterizada porque los dos elementos en forma
de alambre (2) forman resistencias óhmicas, de manera que pueden
calentarse por solicitación con una corriente por encima de la
temperatura umbral.
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