TW202400927A - 壓電閥及閥系統 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種壓電閥(2)，用於影響一流體流動，具有一設於一流體通道(7)中之條狀壓電折彎機(10)，壓電折彎機包含一帶狀承載層(11)及敷設其上之帶狀致動器層(12)，且其以一第一表面(28)被一彈簧(31)壓迫在一前支撐緣(25)及一後支撐緣(26;126)上，且在一遠離第一表面(28)之第二表面(29)上配有一密封件(14)，其在一功能位置密封一閥座(54,56)，而閥座(54,56)設計成與進流接口(5)或與出流接口(6)連接之流體通道段(55,57)，而第一表面(28)可選擇由承載層(11)或由致動器層(12)構成，且密封件(14)在第一功能位置可選擇接著在閥座(54,56)上或打開閥座(54,56)。

Description

壓電閥及閥系統

本發明係關於一種壓電閥，用於影響一流體流動，亦係關於一種具有此類壓電閥之閥系統。

無。

本發明之目的在於，提出一種壓電閥及一種具有此類壓電閥之閥系統，能夠以具成本效益之方式針對各種閥目的調適閥功能。

本發明對前述類型之壓電閥之目的，藉由一具有一閥殼體之壓電閥達成，該壓電閥具有一進流接口，一出流接口，及在進流接口與出流接口間一延伸之流體通道，而在流體通道中設一條狀壓電折彎機，其包含一帶狀承載層及其上之一帶狀致動器層，在施加一電壓時，壓電折彎機可由一具有第一曲率半徑之第一功能位置進入一壓電折彎機具有一第二曲率半徑之第二折彎位置，而壓電折彎機以第一表面被一彈簧壓迫在一前支撐緣及一後支撐緣上，兩個支撐緣保持距離設在閥殼體內表面上，且在一共同之支撐面上，而壓電折彎機在遠離第一表面之第二表面具有一密封件，該密封件形成在功能位置之一，用以密封接著在一閥座上，而閥座設計成一與進流接口或與出流接口連接之流體通道段之注入開口，第一表面可選擇由承載層或由致動器層構成，且密封件在第一功能位置可選擇接著在閥座上或釋放閥座。較佳設置，在進流接口可選擇施加一過壓或一低壓，且進流接口與一流體使用者如一致動器連接。通常流體通道段由閥座延伸至進流接口，然而亦可設置成，流體通道段延伸在進流接口與閥座之間。

舉例而言，帶狀承載層設計成直角形金屬板，其最好具有一直角形底面積。在此帶狀承載層上，敷設一帶狀致動器層，可為具有壓電特性之陶瓷材料。致動器層最好亦具有一直角形截面，且設計成一平面平行板。然而，承載層與致動器層之幾何亦可與直角幾何或平面平行板不同。例如，致動器層與承載層之連接方式為，在對致動器層施加一電壓時，及因而引起致動器層膨脹或收縮時，壓電折彎機在一垂直於帶狀承載層及帶狀致動器層之最大表面之平面上產生一曲率改變。例如設置，壓電折彎機在一第一功能位置時，無任何電壓施加在致動器層上，此時其具有一第一曲率半徑，特別是無限大的曲率半徑，而經由施加電壓，壓電折彎機在第二功能位置時，壓電折彎機轉成具有小於第一曲率半徑之第二曲率半徑。

在壓電折彎機之另一實施例中，在導電之帶狀承載層之一表面敷設多個壓電材料之帶狀致動器層。

為能施展所期望之閥功能，壓電折彎機被一彈簧，特別是一由彈簧鋼-帶狀材料製成之葉片彈簧，以一第一表面壓迫在一前支撐緣及一後支撐緣上。經由彈簧、壓電折彎機及各支撐點間之相互作用，構成一種關節裝置，使壓電折彎機之一部分在施加電壓之曲率改變中能夠樞轉。前支撐緣與後支撐緣各形成於閥殼體之內壁，內壁為流體通道之限制面，而前支撐緣與後支撐緣設於一共同支撐面。此支撐面可特別是由第一接觸線及第二接觸線定義，該第一接觸線與壓電折彎機表面定義前支撐緣，第二接觸線與與壓電折彎機之第一表面定義後支撐緣。

在遠離第一表面之第二表面，其較佳為平行於第一表面，壓電折彎機具有一密封件。此密封件例如可為一由橡膠彈性材料製成之平面平行板。替代作法是，此密封件亦可具有一與一平面平行板不同之三維幾何。密封件之目的是，選擇性地在壓電折彎機之第一功能位置接著在一閥座上，俾便阻斷進流接口與出流接口間之流體連通。此處閥座設計成作為與進流接口或出流接口連接之流體通道段之一注入接口。較佳設置，注入接口最好是圓柱形腔孔，設在閥殼體之一內表面，使得閥座例如可被定義為圓環面。

為確保壓電閥能有利地適應不同閥需求，壓電折彎機選擇性地以承載層或與致動器層接著在前支撐緣與後支撐緣上，且密封件根據壓電折彎機空間走向敷設在致動器層或承載層上。此外，經由密封件在第一功能位置接著在閥座上，或釋放閥座，產生另一對閥功能之影響。

本發明之有利改進例說明於附屬請求項。

有意義者是，彈簧設計成葉片彈簧，並以一與前支撐緣相對之前端部區及以一與後支撐緣相對之後端部區接著在壓電折彎機上，並以一中間段支拄在閥殼體之一承接面上。

有利者是，前支撐緣形成於一金屬板上及/或後支撐緣形成於一金屬板上，而金屬板支拄或固定在閥殼體之一內表面上，且在閥殼體內，在金屬板區域，特別是在各支撐緣區域，形成一凹空，用於幾何調適，特別是用於雷射調適各金屬板之幾何。較佳設置，金屬板可經由一施力或一非接觸式調適過程，尤其是經由一雷射局部加熱，改變其幾何，對各支撐緣產生一位置改變。經由此位置改變，其特別是各支撐緣對閥殼體之一距離改變，一方面補償製造公差，使得在密封件必須密封接著在閥座上之各功能位置上時，能真正達到所需要之密封效果。此外可設置，將密封件密封接著在閥座上時作用在閥座上之一密封力，向對壓電閥所期望之壓力作用方向調整。壓力作用方向說明，在密封件以密封方式接著在閥座上時，蓄積之流體壓力是對準壓電閥之一打開方向，還對準壓電閥之一關閉方向。因此可經由金屬板之幾何調整，及經由各支撐點之位置調整，對壓電折彎機產生一有利之預力。

因而在本發明一進一步之有利實施例中，金屬板之幾何在作用在密封件上之流體壓力之壓力作用方向調整。

較佳設置，在一遠離密封件之壓電折彎機之端部區域形成一電接觸裝置，其穿過閥殼體之一壁段，並以密封方式與壁段連接。電接觸裝置容許供應電壓引至壓電折彎機上，而接觸裝置之電接觸以密封方式被容納在閥殼體之壁段內。

在本發明之又一有利實施例中，第一曲率半徑及第二曲率半徑指向同一半徑方向，該方向設於一橫對第一表面及/或第二表面之區率平面。由此衍伸出，壓電折彎機經由被施加供應電壓由一弱曲率狀態轉變成一強曲率狀態。可特別設置，第一曲率半徑近似無限大，這使得壓電折彎機第一表面及/或第二表面在第一功能位置為平直。替代作法亦可是，在施加供應電壓時，曲率半徑變大。

較佳設置，壓電折彎機、彈簧、前支撐緣，後支撐緣、閥座及流體通道段構成一閥組件，且在閥殼體內設有一第一閥組件及一第二閥組件，第一及第二閥組件各具有一閥組件。較佳設置，設計成閥組件之第一閥組件，及同樣設計成閥組件之第二閥組件，設於一共同之流體室內，第一閥組件及第二閥組件之流體通道段由該流體室起延伸，而該流體室與兩個流體通道段在閥殼體內構成流體通道。因而在壓電閥之一如此設計中，可以設置，經由在進流接口提供一過壓，對流體室供應壓力流體，並經由對第一閥組件之壓電折彎機以及第二閥組件之壓電折彎機之精準控制，可在各第一壓力組件及第二壓力組件之出流接口提供壓力流體。可選擇設置，第一閥組件之壓電折彎機及第二閥組件之壓電折彎機各自受到一供應電壓之供應，或兩折彎機共同受到一供應電壓之供應。替代作法是，亦可設置一壓力室之低壓供應，使得在各出流接口同樣可提供一低壓供應。

有利者是，第二閥組件對第一閥組件成鏡像對稱，且一鏡像面橫對一在相互對面之前支撐緣間之距離及/或橫對一在相互對面之後支撐緣間之距離。經由此，可實現一特別精簡之壓電閥構造。

有利者是，第一閥組件之閥座及流體通道段及第二閥組件之閥座及流體通道段形成於被密封容納在閥殼體內之噴嘴載體中，而在噴嘴載體上之第一閥組件之進流接口或出流接口及在噴嘴載體上之第二閥組件之進流接口或出流接口在閥殼體之外位於噴嘴載體上。經由噴嘴載體之分開設計，其可密封建入閥殼體內，容許對第一閥組件之流體段及第二閥組件之流體段之特性做選擇。例如可設置，壓電閥在一積木系統中選擇配備不同噴嘴載體，確保有利適應不同閥種類。此外可設置，壓電折彎機設在閥殼體中，鏡像構成之對面壓電折彎機在受到電能供應時，選擇性地採用一相同曲率方向或相反曲率方向。

在壓電閥之一設計中，第一閥組件之壓電折彎機在第一功能位置關閉第一閥組件之閥座，且第二閥組件之壓電折彎機在第一功能位置關閉第二閥組件之閥座。經由此，產生兩個正常關閉之出流接口之組合。以此，可例如設置，在壓電折彎機各第二功能位置對兩個流體使用者分別供應過壓或低壓，或對一個單一流體使用者經由對第一及第二閥組件一串聯之控制在各第二功能位置供應加倍之流量。

在壓電閥之另一設計中，第一閥組件之壓電折彎機在第一功能位置關閉第一閥組件之閥座，且第二閥組件之壓電折彎機在第一功能位置釋放第二閥組件之閥座。經由此產生一正常關閉及一正常開放之出流接口之組合。

在壓電閥另一替代實施例中，第一閥組件之壓電閥在第一功能位置釋放第一閥組件之閥座，且第二閥組件之壓電閥在第一功能位置釋放第二閥組件之閥座。經由此，產生兩個正常開放之出流接口之組合。以此例如可設置，在各地一功能位置壓電折彎機對兩個流體使用者分別供應過壓與低壓，或對一單一流體使用者經由對第一及第二閥組件一串聯之控制在各第一功能位置供應加倍之流量。

在本發明又一實施例中，閥殼體配有一噴嘴載體，其具有第一截面，與第一及第二閥組件流體通道段一致，或配有一噴嘴載體，其具有一第二截面，其與第一及第二閥組件之流體通道一致，或配有一噴嘴載體，其具有一針對第一閥組件流體通道段之第一截面，及具有一針對第二閥組件流體通道段之第二截面，且第一截面小於第二截面。以此，各針對第一及第二閥組件之流體通道段之各截面可適應使用壓電閥時之要求。噴嘴載體最好設計成分別之構件。

本發明之目的經由一具有本發明之壓電閥之閥系統達成，該系統包含一控制裝置，其設計成根據壓電折彎機在閥殼體內之設置，及根據沖流壓電折彎機之流體之流動方向，對壓電折彎機適當提供控制電壓。

圖1至4中純示意且未按比例尺所示之一壓電閥2之實施例不同處僅在於以下將詳細說明之壓電折彎機10之構建位置，及一不同之調適，因此以下對圖1實施例之說明對圖4實施例之說明亦成立，且關於圖4之實施例僅說明不同處。對兩實施例使用相同符號。

壓電閥2包含一純舉例之方形閥殼體3，其中容納以下將詳細說明之壓電閥2之組件，且純舉例而言，其被一外殼4包圍。外殼4為壓電閥2構成一壓力室，使壓電閥2可被單獨操作。最好與圖1所示不同，壓電閥2被容納在一未圖示之閥承載體中多個容室中之一容室內，如果是這樣，就由各容室與閥殼體3包圍出對壓電閥2功能必要之壓力室。舉例而言，閥殼體3由兩個鏡像對稱之、構造相同之殼體罩構成。

根據圖1所示，壓電閥2包含一第一閥組件51及一第二閥組件52，兩者鏡像對稱於一鏡像平面53，且各包含完全相同之組件。鏡像平面53此處橫對圖2之顯示面。以下對第一閥組件51之說明對第二閥組件52亦成立，因此為了清楚起見，在圖1中僅對第一閥組件51之組件標示，不再對第二閥組件52重複標示。

第一閥組件51包含一條狀壓電折彎機10，純舉例而言其由一承載層11及一敷設於其上之致動器層12構成。例如，承載層11為一設計成平面平行板之板條，其上以材料結合方式敷設一致動器層12，其係一具有壓電特性之陶瓷層。

在一未詳細圖示之壓電折彎機之另選實施例中，亦可由具有壓電特性之陶瓷層實現多層構造，必要時無需金屬承載層。

根據圖1至4所示之實施例，致動器層12構造成，其在被施加一電壓時沿一最長邊緣44經歷一收縮或縮短，使壓電折彎機10由圖2之第一功能位置轉換至一未圖示之第二功能位置。由於承載層11並不因施加電壓產生縱向改變，因此如雙金屬帶般，壓電折彎機10產生一曲率改變。例如，在第一功能位置消失之壓電折彎機10之曲率，該曲率可由一僅象徵性之、至少基本無限大之第一曲率半徑74表示，改變成由一僅象徵性顯示之第二曲率半徑75，小於第一曲率半徑。這對第一閥組件51表示，壓電折彎機10由圖1之第一功能位置進入未圖示之第二功能位置，其在一中間區域15向下彎出，而壓電折彎機10之一前端部區16及一後端部區17向上彎出。

由圖1可看出，第一曲率半徑74及第二曲率半徑75指向相同半徑方向，且設於共同之曲率平面，即圖1之顯示面。

為能將壓電折彎機10之曲率改變用於閥功能，將壓電折彎機10設置成，其以一由致動器層12構成之第一表面28，相對一被標為上內表面42之閥殼體3內表面，而壓電折彎機10之第二表面29，其由承載層11構成，遠離上內表面42。此外，壓電折彎機10藉由一彈簧31，其係一種由彈簧彈性材料，尤指彈簧鋼，製成之葉片彈簧，在一前支撐緣 25及一後支撐緣 26上調適。較佳設置，前支撐緣 25及後支撐緣 26設於一共同之支撐面27上。特別較佳設置，支撐面27與各壓電折彎機10之第一表面28完全相同。

純舉例而言，前支撐緣 25設計成一前金屬板23之折緣，後支撐緣26設計成一後金屬板24之折緣。前金屬板23及後金屬板24以一未詳細圖示之方式與閥殼體3之內表面42連接。替代作法是，後支撐緣 126一體成形在閥殼體3上，且特別由閥殼體相同塑膠材料製成，如圖4中純舉例所示。

彈簧31具有一純舉例之前端部區32，前端部區具有一面向壓電折彎機10之折彎，彈簧31亦具有一以相同方式構成之後端部區33，且在一中間段34弧狀彎曲。為能確保一持續之力量傳遞由彈簧31經過前端部區32及後端部區33傳至壓電折彎機10，且由該處傳至前支撐緣 25及後支撐緣 26、126，彈簧以中間段34接著在閥殼體3一凸起35之一接著面36上。此外，彈簧31以一預力安裝在閥殼體3中。

壓電折彎機10在後端部區17純舉例而言具有一彈性連接導線47，連接導線與一插銷狀接觸裝置45電性連接。此處設置，接觸裝置45穿過閥殼體3之一壁段46，且被一體成形在壁段46之接觸套筒48密封容納，而接觸套筒48本身以密封方式穿過外殼4之一後壁段49。接觸裝置45容許與彈性連接導線47共同提供一供應電壓至壓電折彎機10。可異於圖1所示，將壁段46設計成分開之構件，且被密封容納在閥殼體3及/或外殼4內。

壓電折彎機10在前端部區16配有一密封件14，其接設於壓電折彎機10之一第二表面29。純舉例而言，此第二表面29由承載層11決定，而第一表面28由致動器層12決定。與密封14相對的是一噴嘴載體61，在噴嘴載體61中設一閥座54，作為流體通道段55之注入開口，而閥座54及流體通道段55屬於第一閥組件51。此外，噴嘴載體61配有一作為流體通道段57注入開口之閥座56，屬於第二閥組件52。

替代作法是，在圖1之實施例中使用將在以下詳細說明之圖4實施例之噴嘴載體62，其流體通道段55及57相對於噴嘴載體61的截面更大。然而，圖1所示之噴嘴載體61亦可用於圖4之實施例。

例如可設置成，噴嘴載體61既穿過閥殼體3亦穿過外殼4，且純舉例而言，被密封容納在外殼4中。外殼4額外設有一凹空18，亦可稱為進流接口5。因而外殼4圍成一壓力室66，其中容納亦被稱為閥筒或閥匣之壓電閥2。例如可設置，用凹空18耦接一未圖示之流體軟管，其連接一同樣未圖示之流體源，因而可實現對壓力室66之一持續充壓。由於閥殼體3相對於壓力室66並未密封，且純舉例而言總共有四個凹空38、39、40、41穿過閥殼體，所以由閥殼體3決定之一流體通道7至少局部與壓力室66流體連通，且具有與壓力室66相同壓力。流體通道7包含一純舉例而言之方形流體室8。流體室8基本上由相互成直角、且純舉例而言平坦之閥殼體內表面圍成。例如，凹空38與39由圖1中水平之上內表面42出發，穿過閥殼體3，且凹空40與41由圖1中水平之下內表面43出發，穿過閥殼體3，其亦為閥殼體3之內表面。在流體觀點上，凹空38至41可各被視為壓電閥2的進流接口5。

被閥殼體3限制之流體通道7由凹空38至41起延伸至流體室8，並由該處通過第一閥組件51之流體通道段55及第二閥組件52之流體通道段57。流體通道段55、57各在閥殼體3及外殼4之外注入流出開口58、59，如由圖2可看出。流出開口58、59各亦稱為出流接口6。例如設置，可在突出閥殼體3及外殼4之噴嘴載體61之接頭60上耦接一未圖示之流體聯結器，在各流體通道55、57與未圖示之空氣使用者之間作空氣連接。

一面向流體室8之第一閥組件51之流體通道段55之注入開口亦稱為第一閥組件51之閥座54。一面向流體室8之第一閥組件52之流體通道段57之注入開口亦稱為第一閥組件52之閥座56。

為實現一閥功能，在上內表面42與噴嘴載體61間之壓電折彎機10以其密封件14在一無電壓施加在壓電折彎機10上之中性點，密封接著在第一閥組件51之閥座54上，因而阻斷流體室8與流出開口58間之流體交流。因而，第一閥組件51構成一常關(正常狀態下關閉，NC)閥，其在施加一適當電壓時能由圖1之第一功能位置轉成第二功能位置。在第二功能位置密封件14被第一閥組件51之閥座54抬起，且在流體室8與流出開口58間存在流體交流。

為實現密封件14對第一閥組件51之閥座54之此相對運動，壓電折彎機10設置成，其在被施加一供應電壓時可由圖1之第一功能位置進入一折彎位置，在折彎位置上壓電折彎機10之前端部區16與後端部區17間相對於上內表面42之距離減少。此外，在此未圖示之第二功能位置，壓電折彎機10之中間區域15相對於上內表面42之距離加大。此時出現一情況，在第一功能位置趨向於無限大之第一曲率半徑74轉變成一第二曲率半徑75，遠小於第一曲率半徑74，如圖4所示之反向構建之壓電折彎機。此處需要考慮，承載層11與致動器層12僅在理想狀況是完全平直的，只有完全平直才產生無限大之第一曲率半徑74。在實務上，在第一功能位置就已經存在一第一曲率半徑74，其例如大於第二曲率半徑75在100至10,000倍。

純舉例而言，在壓力室66中及因而亦在流體室8中存在一相對於兩個流出開口58，59之過壓，使得兩壓電折彎機10之密封件14由於此壓差各被壓迫在所配屬之閥座54及56上。此情況在圖1中對各閥組件51，52僅以壓力作用方向81，82象徵性代表。只要在壓電閥2組裝時知道此壓電閥2以何種方式被使用，即可在一接觸式或最好一非接觸式方法中，特別是經由一雷射光對前金屬板23局部加熱，校準前支撐緣25之位置。在此校準過程中，調整第一閥組件51前支撐緣25與上內表面42間之一距離，及第二閥組件52前支撐緣25與下內表面43間之一距離，確保一有利之閥功能。

若壓電閥必須當作常開閥使用，不同於圖1之實施例，則可依圖4設置，第一閥組件51之壓電折彎機10及第二閥組件52之壓電折彎機10設在閥殼體3內，第一表面28各由承載層11構成，且第二表面29各由致動器層12構成。此外，各壓電折彎機10可預變形，使其在第一功能位置，即在無電壓施加在壓電折彎機10之位置，產生彎曲，使密封件14並不接著在各閥座54，56上。此處產生所示之曲率半徑75，在實施例中標示為第一功能位置之曲率半徑。

在第一功能位置，壓力室66與流體室8及與兩個流出開口58，59之間之流體連通獲得保障。純舉例而言，若壓電閥2根據圖4用於控制低壓，則兩個壓力作用方向81，82與圖1實施例中標示的方向相反。

在施加供應電壓時，各壓電折彎機10異於圖1中實施例由一曲率半徑75之彎曲之第一功能位置出來，進入一未圖示之、至少更加平直之第二功能位置，俾便在第二功能位置確保密封件14以密封方式接著在各閥座54，65上，並採取如圖1所示之曲率半徑74。

對於壓電折彎機10，如此之配置亦能經由前金屬板23接觸式或非接觸式變形，產生各前支撐緣25位置之調適。

在圖4中增加繪出一控制裝置70，對壓電閥2兩個壓電折彎機10提供電壓。控制裝置70最好根據壓電折彎機10一配置參數化，亦即選擇性地根據圖1之配置或圖4之配置參數化，以確保各壓電折彎機10的有利之電控。控制裝置70可以相同方式用於圖1所示之壓電閥2的實施例。

在一未圖示之壓電閥實施例中，兩個壓電折彎機之一者構建成常關，而兩個壓電折彎機中之另一者構建成常開。

決定性的是，兩個壓電折彎機10中之每一者，在各自空間指向上，亦即以承載層11或制動器層12面向各鄰近之內表面42、43，可被建入閥殼體3內，以達到所需之常開或常關之閥功能。此外，各前支撐緣25之位置調整係根據各壓電折彎機10之構建位置。除根據各壓電折彎機10構建位置外，替代或補充作法是，根據各閥組件51、52之計畫壓力作用方向，實施支撐緣之位置調整。

1:閥系統 2:壓電閥 3:閥殼體 4:外殼 5:進流接口 6:出流接口 7:流體通道 8:流體室 10:壓電折彎機 11:承載層 12:致動器層 14:密封件 15:中間區域 16:前端部區 17:後端部區 18:凹空 23:前金屬板 24:後金屬板 25:前支撐緣 26:後支撐緣 27:支撐面 28:第一表面 29:第二表面 31:彈簧 32:前端部區 33:後端部區 34:中間段 35:凸起 36:承接面 38-41:凹空 42:上內表面 43:下內表面 44:最長邊緣 45:接觸裝置 46:壁段 47:連接導線 48:接觸套筒 49:後壁段 51:第一閥組件 52:第二閥組件 53:鏡像平面 54:閥座 55:流體通道段 56:閥座 57:流體通道段 58:流出開口 59:流出開口 60:接頭 61:噴嘴載體 62:噴嘴載體 66:壓力室 70:控制裝置 74:第一曲率半徑 75:第二曲率半徑 81:壓力作用方向 82:壓力作用方向 126:後支撐緣

以下將根據圖式說明本發明之有利實施例。圖中顯示： 圖1一壓電閥第一實施例之純截面示意圖，其具有兩個鏡像設置之閥組件，而兩閥組件之壓電折彎機設置成產生一常關之閥位置， 圖2圖1中壓電閥之側視圖， 圖3圖1中壓電閥之下方壓電折彎機之上視圖，其中具有兩根支撐緣，及 圖4一壓電閥的第二實施例之純截面示意圖，其兩個閥組件之壓電折彎機設置成產生一常開之閥位置，而壓電閥配置一僅示意之控制裝置，用以構成一閥系統。

2:壓電閥

3:閥殼體

4:外殼

5:進流接口

6:出流接口

7:流體通道

8:流體室

10:壓電折彎機

11:承載層

12:致動器層

14:密封件

15:中間區域

16:前端部區

17:後端部區

18:凹空

23:前金屬板

24:後金屬板

25:前支撐緣

26:後支撐緣

27:支撐面

28:第一表面

29:第二表面

31:彈簧

32:前端部區

33:後端部區

34:中間段

35:凸起

36:承接面

38-41:凹空

42:上內表面

43:下內表面

44:最長邊緣

45:接觸裝置

46:壁段

47:連接導線

48:接觸套筒

49:後壁段

51:第一閥組件

52:第二閥組件

53:鏡像平面

54:閥座

55:流體通道段

56:閥座

57:流體通道段

58:流出開口

59:流出開口

60:接頭

61:噴嘴載體

66:壓力室

74:第一曲率半徑

81:壓力作用方向

82:壓力作用方向

Claims (14)

1. 一種壓電閥(2)，用於影響一流體流動，具有一閥殼體(3)，其具有一進流接口(5)，一出流接口(6)，及在該進流接口(5)與該出流接口(6)間延伸之一流體通道(7)，而在該流體通道(7)中設一條狀壓電折彎機(10)，其包含一帶狀承載層(11)及其上之一帶狀致動器層(12)，在施加一電壓時，該壓電折彎機(10)可由具有第一曲率半徑(74)之第一功能位置進入該壓電折彎機(10)具有一第二曲率半徑(75)之第二功能位置，而該壓電折彎機(10)以一第一表面(28)被一彈簧(31)壓迫在一前支撐緣(25)及一後支撐緣(26;126)上，兩個支撐緣保持距離設在該閥殼體(3)的一內表面(42、43)上，且在一共同之支撐面(27)上，而該壓電折彎機(10)在遠離該第一表面(28)之第二表面(29)具有一密封件(14)，該密封件在一功能位置密封接著在一閥座(54、56)上，而該閥座(54、56)設計成一與進流接口(5)或與出流接口(6)連接之流體通道段(55、57)之注入開口，該第一表面(28)可選擇由該承載層(11)或由該致動器層(12)構成，且該密封件(14)在第一功能位置可選擇接著在該閥座(54、56)上或釋放該閥座(54、56)。
2. 如請求項1之壓電閥(2)，其中該彈簧(31)設計成葉片彈簧，且以與前支撐緣(25)對立之前端部區(32)，及以與後支撐緣(26;126)對立之後端部區(33)接著在壓電折彎機(10)上，且該彈簧(31)在一中間段(34)支拄在該閥殼體(3)之承接面(36)上。
3. 如請求項1或2之壓電閥(2)，其中該前支撐緣(25)形成於一金屬板(23、24)上，及/或該後支撐緣(26;126)形成於一金屬板(23、24)上，而該金屬板(23、24)固定在該閥殼體(3)之一內表面(42、43)上，且在該閥殼體(3)內金屬板(23、24)區域，特別是在各支撐緣(25、26;126)區域，形成一凹空，用於幾何調適，尤指雷射調適，各金屬板(23、24)之幾何。
4. 如請求項3之壓電閥(2)，其中該金屬板(23、24)之幾何係在作用在該密封件(14)上之流體壓力之壓力作用線(81、82)上調適。
5. 如請求項1至4中任一項之壓電閥(2)，其中在遠離該密封件(14)之該壓電折彎機(10)之一端部區域(17)形成一電接觸裝置(47)，其穿過該閥殼體(3)，並以密封方式與壁段(46)連接。
6. 如請求項1至5中任一項之壓電閥(2)，其中該第一曲率半徑(74)及該第二曲率半徑(75)指向一共同之半徑方向，其設在一橫對該第一表面(28)及/或第該二表面(29)之彎曲面(76)上。
7. 如請求項1至6中任一項之壓電閥(2)，其中該壓電折彎機(10)、該彈簧(31)、該前支撐緣(25)、該後支撐緣(26;126)、該閥座(54、56)及該流體通道段(55、57)構成一閥組件(51、52)，且該在閥殼體(3)內設一第一閥組件(51)及一第二閥組件(52)，其各包含一閥組件(51、52)。
8. 如請求項7之壓電閥(2)，其中該第二閥組件(52)對該第一閥組件(51)鏡像對稱，且一鏡像平面(53)橫對相互對立之該前支撐緣(25)間之一距離，及/或橫對相互對立之該後支撐緣(26;126)間之一距離。
9. 如請求項7或8之壓電閥(2)，其中該第一閥組件(51)之該閥座(54)及該流體通道段(55)及該第二閥組件(52)之該閥座(56)及該流體通道段(57)形成於一噴嘴載體(61、62)中，該噴嘴載體(61、62)被密封容納在該閥殼體(3)內，而在該噴嘴載體(61、62)上之該第一閥組件(51)之進流開口或出流開口(58)及在該噴嘴載體(61、62)上之該第二閥組件(52)之進流開口或出流開口(59)，在閥殼體(3)之外形成於噴嘴載體(61、62)上。
10. 如請求項7、8或9之壓電閥(2)，其中該第一閥組件(51)之該壓電折彎機(10)在第一功能位置關閉該第一閥組件(51)之該閥座(54)，且該第二閥組件(52)之該壓電折彎機(10)在第一功能位置關閉該第二閥組件(52)之該閥座(56)。
11. 如請求項7、8或9之壓電閥(2)，其中該第一閥組件(51)之該壓電折彎機(10)在第一功能位置關閉該第一閥組件(51)之該閥座(54)，且該第二閥組件(52)之該壓電折彎機(10)在第一功能位置打開該第二閥組件(52)之該閥座(56)。
12. 如請求項7、8或9之壓電閥(2)，其中該第一閥組件(51)之該壓電折彎機(10)在第一功能位置打開該第一閥組件(51)之該閥座(55)，且該第二閥組件(52)之該壓電折彎機(10)在第一功能位置打開該第二閥組件(52)之該閥座(56)。
13. 如請求項7至12中任一項之壓電閥(2)，其中該閥殼體(3)配有一噴嘴載體(61)，其具有該第一及第二閥組件(51、52)之該流體通道段(55、57)之第一截面，或配有一噴嘴載體(62)，其具有該第一及第二閥組件(51、52)之該流體通道段(55、57)之第二截面，或配有一噴嘴載體，其具有該第一閥組件的該流體通道段之第一截面及該第二閥組件的該流體通道段之第二截面，且該第一截面小於該第二截面。
14. 一種閥系統(1)，其具有一如前述請求項中任一項之壓電閥(2)，且具有一控制裝置(70)，其根據在閥殼體(3)內之壓電折彎機(10)之配置以及根據沖流壓電折彎機(10)的流體之流體方向，提供一控制電壓，調適壓電折彎機(10)。