一种控制流体流动的阀，包括： 具有流体通道的主体，其具有入口和出口； 阻止流体经由通道进行流动的阀件；以及 用于移动阀件以控制流体从入口流向出口的移动装置； 其中所述阀件表现为叶片的形式，且其一端安装在远离通道的位置处；且 其中用于移动阀件的移动装置这样进行布置，以对叶片的另一端起作用，从而控制流体流经所述通道。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及对低压可燃气流的控制。如在英国专利申请GB0030263.8和GB0011350.3中所公开，用于将压电致动器移动放大的变位机构(Indexing mechanism)可以用来使表面密封逐渐打开，但是与手动的解决方案相比，这种装置的成本高得令人不敢问津。在这样的应用中通常使用提升阀，其中密封件被压到孔上然后被顶离；但是这种装置的打开特性使得它们不能进行按比例的控制。在输入气压受到弹簧阻碍且致动器拉开弹簧的情形下，需要增加由弹簧密封力及额外弹性系数所产生的、用于致动器的力。当阀被气压所关闭时，随着密封件开始打开，压差随之消失，然后致动器会操作过量。例如具有蜗杆驱动的马达等解决方案可解决这个问题，但是从成本上讲是令人望而却步的。基于成本的理由，人们希望采用低能耗的简单部件，这就引发了对使用压电致动器的考虑。然而，这种致动器遇到的问题的是所需的移动量较大。对于气阀，阀件V的所需移动量由入孔的直径D决定。如附图说明图1所示，只有当阀件V位于孔上方、且与该孔的距离至少是直径D的25％时，才能实现顺畅的流动。这是因为圆筒直径D和25％D的高度所形成的面积与孔D的面积相等，因此该开口不构成约束。尽管对于不同规格情况略有不同，当气体控制阀中通过其最大流速时，要求这些气阀具有大约1毫巴的压降。为了实现这样低的压降，孔的尺寸必须基本上与输入管相同。在大多数炊具设备中，输入管的内径为4mm，因此气阀必须至少离开孔1mm，而且最好是更高一些。这个移动量只能由压电陶瓷弯片(而不可以由压电陶瓷叠层)来实现，但是能够以合理价位来实现上述移动的设计范围非常有限。另一要素在于，如图2所示，从压电弯片(bender)处获得的力随着位移线性减小。为了维持可用程度的力，组件必须在该力的50％和无荷载偏转量(deflection)的50％范围内工作，如图2中的阴影框所示。从上述信息可以看出，由于闭合弹簧会使得所需的致动器的功加倍，从而使得已接近于实际极限的移动量减半，因此使用底压系统来作功是毫无吸引力的。从弯片获得一定的移动量，需要刚性相对小的系统。如果该系统具有较小的刚性，则逆着气压的打开过程必须经受得住阀打开时的失稳(collapse)所造成的冲击。如果致动器有足够的柔性来提供所需的运动，则就会倾向于脱离孔，并进入不受控的震动状态，而使得不可能精确调节气流。由于压电材料在本质上有一定程度的滞后，这将会阻止叶片在操作之后形成绝对的密封，因此人们并不希望使用致动器本身来作为密封装置。人们期待有一种打开顶压阀的装置，该装置可预防不可调节的震动，同时也允许使用致动器移动的整个范围。本专利技术提供一种控制流体流动的阀，其包括具有流体通道的主体，其具有入口和出口；阻止流体经由通道进行流动的柔性阀件；以及用于移动阀件、以控制流体从入口流向出口的移动装置，其中所述阀件表现为弹性叶片的形式，其可绕着远离通道的轴线进行枢转。优选的是，叶片被设置成可提供所需的力/位移特征。在一个优选实施例中，用于移动阀件的移动装置为压电致动器。而且，所述阀可具有多个输入，其中每个输入都具有其自己的阀件。这种情况下，阀件的特征可以不必相同，但优选使用单个致动器来操作两个阀件。此外，可以将多个阀并排地安装在阀组件中，这允许该阀组件构造成多层。为了让本专利技术更易于理解，下面参照附图通过实例来说明本专利技术的实施方式。附图中图1示出了用于解释本专利技术所依据基本原理的图；图2示出了用于解释本专利技术所依据的基本原理的另一图；图3粗略地示出了按照本专利技术实施例的阀的局件的剖视图；图4a至4c示出了适用于本专利技术的三种不同形状的阀件的俯视图；图5示出了对图3中所示阀的局件的改进；图6示出了对图5中所示布置的详细修改；图7示出了可用于本专利技术的、阀件阵列的俯视图；以及图8示出了多个阀的完整阀组件的立体图，其中每个阀是图4中所示的阀。如图3所示，按照本专利技术的实施例，气阀包括具有出口90的主阀体100和以密封的方式连接至主阀体100的封盖件101。封盖件101具有布置成连接至气体源的入口10，并且在阀内形成腔102。入口10与出口90之间的气流由呈叶片40、50形式的一个或多个阀件进行控制，其中这些阀件布置成密封住通往通道70、80的入口，且该通道70、80位于主阀体100内并连通出口90。稍后将对上述多个或一个阀件叶片进行更详细的说明，其中该叶片是通过连接至适当致动器61上的升降件60来移动。致动器的优选形式是压电致动器，例如英国哈洛(Harlow)的PBT有限公司所销售的、商标名称为Servocell的致动器。也可以采用其它的致动器，例如使用磁致伸缩材料、电致伸缩材料或其它能形成为弯片构造的活性材料的致动器。对于低速操作的情况，该装置也可以由热力式双金属器件来驱动。如图3所示，致动器61位于阀外，且升降件60贯穿封盖101而突伸出来。当然，这需要穿过该封盖进行开口，以形成与升降件60之间的滑动密封。依赖于所涉及的流体，也可以将致动器61设置在阀自身之内，从而免除对密封开口的需要。因为致动器上涂有适当的保护层，并在其表面上具有导电薄膜以防止致动器断裂时产生火星，因此最终的设计中就没有用于致动器的独立腔。下面来说明叶片40、50，图中所示的每个叶片在一端41、51处安装在主体100的顶表面104处，从而使得另一端42、52能通过升降件60的动作而升起或脱离，以打开通往通道70、80或其中任一个通道的入口。上述安装可以通过夹持、焊接或结合来实现；而且，如稍后将要说明的，为了实现所需的密封程度，该安装优选允许端部41、51可以进行一些有限的移动。叶片40、50都表现为适当尺寸的较薄叶片，并最终在施加20毫巴的顶压时形成气密性密封。叶片均优选由适当弹性程度的金属制成。许多的叶片形状都适用于本专利技术的应用。这种叶片的例子有简单的悬臂、恒应力横梁(constant stress beam)，或者当打开时根据几何学原理改变其刚性的曲板(convolute)。仅作为示例，图4显示了这些基本的叶片形状，其中图4a示出的是简单的悬臂，图4b示出的是恒应力横梁，图4c示出的是按几何级数变化的曲板。可通过引入切口和其它特征来修改图4中的形状，以让其具有逐渐增大或减小的刚性。叶片40形成了旁路叶片，其盖住了允许有限量气体流至阀出口90的旁路通道70，从而提供适用于引燃灯(pilot light)和文火煨炖(simmer)功能的受控低度火焰。叶片50形成了主流动叶片，其盖住为阀提供主要流动特征的主通道80。如果提供了压力检测装置形式的适当反馈，就可能从单个的孔和叶片布置方式来实现引燃(pilot)和主燃烧器功能。用来将叶片从密封状态提升起所需要的力，由下列等式来定义F＝S1+(S×d)+(P×A)其中，S1是密封叶片所施加的初始压力；S是密封叶片的弹性系数；d是为了克服密封中柔量所需要的距离P是阀与出口之间的气压差；A是将被打开的孔的面积。这个等式适用于整个的打开动作。通过使简单悬臂具有足够的刚性，可减弱不受控震动现象，但是优选叶片被形成为能在孔打开时迅速增大刚性。横梁的偏转量由下列公式确定d＝W13/3EI其中d是偏转量；W是荷载；1是悬臂的长度；E是材料的杨氏模量；I是段面的第二转动惯量。对于简单横梁，第二本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：西蒙·鲍威尔，
申请(专利权)人：PBTIP有限公司，
类型：发明
国别省市：
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