JP5933148B1 - リニアデジタル比例圧電バルブ - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (15)
- 電気制御バルブであって、
シャフトと、
該シャフトの端部に取り付けられ、前記シャフトを第1の方向および反対の第2の方向に駆動する圧電モータと、
前記圧電モータに電力を提供し、第1の速度および第2の速度で前記シャフトを動かすコントローラであって、前記第1の速度は、前記第2の速度よりも大きい、コントローラと、
バルブ部材を有し、前記シャフトを受けるフォロワーであって、前記第1の速度での前記シャフトの動きに応じて前記シャフトに対してスライドし、前記第2の速度での動きに応じて、前記シャフトを把持し前記シャフトとともに移動するフォロワーと、
前記フォロワーとともに移動するバルブ部材と、
バルブシートと、
を有し、
前記バルブ部材は、前記フォロワーにより、前記バルブシートに対抗して流体の流れが制限されるように移動し、前記フォロワーにより、前記バルブシートから遠ざかり、前記流体の流れを高めるように移動するように構成される、電気制御バルブ。 - 前記圧電モータは、さらに圧電材料を有し、
該圧電材料は、第1の速度で変形し、前記シャフトを第1の速度で駆動し、第2の速度で平坦化し、前記シャフトを前記第2の速度で駆動する、請求項1に記載の電気制御バルブ。 - 前記コントローラは、前記圧電材料に接続され、第1の速度および第2の速度で、前記圧電材料を選択的に変形および平坦化する、前記電気パルスを印加し、
前記シャフトは、前記第1および第2の速度で移動する、請求項2に記載の電気制御バルブ。 - 前記フォロワーは、前記シャフトの周囲を取り囲み、
前記シャフトおよび前記フォロワーは、前記シャフトが前記第1の速度での相対的な動きに応じて、摩擦力を超えてスライドし、前記第2の速度での相対的な動きに応じて把持し、ともに移動するように構成される、請求項1乃至3のいずれか一つに記載の電気制御バルブ。 - さらに、前記フォロワーに接続された第2のバルブ部材を有する、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の電気制御バルブ。
- さらに、孔および前記バルブシートを定めるハウジングを有し、
第1および第2のバルブポートが孔に接続され、前記バルブシートにより分離される、請求項1乃至5のいずれか一つに記載の電気制御バルブ。 - さらに、前記フォロワーとともに移動する第2のバルブ部材を有し、
前記ハウジングは、さらに、前記孔に接続された第3のポートと、前記第3のポートを前記第1および第2のポートから分離する第2のバルブシートとを定め、
前記第2のバルブ部材は、前記第2のバルブシートに対抗して移動し、前記第3のポートの流体の流れが抑制され、
前記第2のバルブ部材は、前記第2のバルブシートから離れるように移動し、前記第3のポートの流体の流れが上昇する、請求項1乃至4のいずれか一つに記載の電気制御バルブ。 - 前記ハウジング、前記圧電モータ、前記フォロワー、前記バルブ部材、および前記バルブシートは、磁気的に不活性である、請求項1乃至7のいずれか一つに記載の電気制御バルブ。
- さらに、前記フォロワーおよび前記バルブ部材に接続されたバルブ素子を有し、
該バルブ素子は、中央ウェルを定め、該中央ウェルは、完全に開の配置において、前記ウェルの底部が前記シャフトの端部と係合するように、前記シャフトを受容する、請求項1乃至8のいずれか一つに記載の電気制御バルブ。 - 流体制御の方法であって、
圧電モータに電気パルスを印加するステップであって、前記圧電モータは、該圧電モータに取り付けられたシャフトを動かし、前記シャフトは、第1の速度および第2の速度で移動し、前記第2の速度は、前記第1の速度よりも大きい、ステップと、
前記第1の速度で、前記シャフトを移動させるステップであって、前記シャフトを受容するフォロワーが、前記シャフトに対してスライドする、ステップと、
前記第2の速度で、前記シャフトを移動させるステップであって、前記フォロワーは、前記シャフトを把持し、前記シャフトとともに移動するステップと、
前記シャフトを、前記第2の速度でバルブシートに向かって移動させ、前記第1の速度で前記バルブシートから遠ざかるように交互に動かすため、パルスを繰り返し印加するステップであって、前記フォロワーとともに移動するバルブ部材がバルブシートに対抗して移動し、流体の流れが抑制される、ステップと、
前記シャフトを、前記第1の速度でバルブシートに向かって移動させ、前記第2の速度で前記バルブシートから遠ざかるように交互に動かすため、パルスを繰り返し印加するステップであって、前記フォロワーとともに移動する前記バルブ部材が前記バルブシートから遠ざかるように移動し、流体の流れが増加する、ステップと、
を有する方法。 - さらに、
前記第1の速度である方向に、また第2の速度で反対の方向に、前記シャフトを駆動するため、前記圧電モータ用の電気パルスの波形を定めるステップと、
前記バルブを通る前記流体の流れを個別の量で変化させる、電気パルスの量を定めるステップと、
を有する、請求項10に記載の方法。 - 前記圧電モータは、圧電材料を有し、
前記電気パルスの印加に応じて、以下のいずれかのステップ:
第1の速度で前記圧電材料が変形し、前記シャフトが前記第1の速度で駆動され、第2の速度で前記圧電材料が平坦化し、前記シャフトが前記第2の速度で駆動され、前記フォロワーが、前記圧電モータに向かうように移動するステップ、および
第1の速度で前記圧電材料が変形し、前記シャフトが前記第2の速度で駆動され、前記第2の速度で前記圧電材料が平坦化し、前記シャフトが前記第1の速度で駆動され、前記フォロワーが前記圧電モータから遠ざかるように移動するステップ、
が生じる、請求項10または11に記載の方法。 - 前記フォロワーは、第2のバルブ部材に接続され、
前記電気パルスの印加に応じて、前記第2のバルブ部材から第2のシートまでの距離に比例して、前記第1のポートと第3のポートの間で、前記流体の流れが抑制される、請求項10乃至12のいずれか一つに記載の方法。 - 前記印加するステップは、さらに、
所定の開状態の限界に基づいて、印加される電気パルスの数により、前記バルブの個別の開状態を選択するステップを有する、請求項10乃至13のいずれか一つに記載の方法。 - さらに、
所定の数の印加電気パルスにより、前記バルブを下準備するステップを有するステップ、および
追加の電気パルスを印加して、前記シートと前記バルブ部材の圧力シールを確実にするステップ、
の少なくとも一つを有する、請求項10乃至14のいずれか一つに記載の方法。
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