形状记忆合金实现的电控式微型阀门制造技术

一种形状记忆合金实现的电控式微型阀门，其包括进液管、分隔层、喷液管、形状记忆 合金驱动器、联动件、阀球、偏动压力弹簧，进液管、喷液管通过分别与分隔层连接固定而 相连；阀球置于喷液管内正对喷口管，其远离喷口管一侧与联动件相连，联动件另一端穿过 分隔层与形状记忆合金驱动器相连，形状记忆合金驱动器另一端固定于进液管顶部；偏动压 力弹簧一端与分隔层相抵，另一端与阀球相连，其处于一定压力状态压迫阀球抵住喷口管使 其密闭，由电能控制形状记忆合金驱动器动作而带动阀球进而开闭阀门。本发明专利技术造价低，体 积小，重量轻，结构简单，装拆简便，易通过改进结构适应某些特定的工农业及生活自动化 要求。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可控阀门元件装置，尤其是一种利用形状记忆合金实现的电能控制阀门。
技术介绍
传统的微型阀门通常为电磁式控制方式。这种微型阀门通过电磁线圈产生磁力驱动阀芯 离合阀口实现阀门开闭。通常这种阀门造价较高，流通系数较小，且容易受到电压的冲击而 损坏。并且，它的控制电压通常为在12V或24V及以上，不适用于一些需要更小电压驱动的 应用场合。另外，在某些实际应用情景中，需要利用阀门作一些具体的信号输出，以精确控 制水液流通量，以满足自动化控制的需求。而这种传统的阔门因为构造精密，结构复杂，不 易被改装，难以满足这些需求。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种形状记忆合金实现的电控式微型阀门，其结构简单，易于改 装以满足不同情况下对阀门不同的要求，具有方便性及多用性。 为达到以上目的，本专利技术所采用的解决方案是一种新型的电控式微型阀门，其包括进液管、分隔层、喷液管、形状记忆合金驱动器， 进液管、喷液管通过分别与分隔层两端连接固定而相连，形状记忆合金驱动器安装于进液管、 分隔层、喷液管连接形成的管体内与喷液管的阀门联动，且两端加载直流电源控制驱动器变 形而带动喷液管的阀门启闭。进一步，所述的喷液管的阀门为阀球，其置于喷液管内正对喷口管，其远离喷口管一侧 连接联动件及偏动压力弹簧，联动件另一端穿过分隔层与形状记忆合金驱动器相连，形状记 忆合金驱动器另一端则固定于进液管顶部，偏动压力弹簧的另一端与分隔层相抵，其处于一 定压力状态，压迫阀球抵住喷口管使其密闭。所述的进液管为耐温塑料制成，其靠近顶部两侧设有相对应的进液支管及排气支管，排 气支管为可封闭的。所述的排气支管设有内螺纹，通过螺栓密封。所述的进液管顶部中间开有小孔，连接件通过小孔将形状记忆合金驱动器连接固定。 所述的连接件包括螺栓、螺母、密封垫片、固定垫片，螺栓依次穿过形状记忆合金驱动器、固定垫片、进液管的小孔、密封垫片，并用螺母在进液管外侧固定，螺栓为控制形状记忆合金驱动器的控制电极的一端。所述的喷液管为金属或塑料制成，外形为漏斗形结构，其下部为锥形的凹面结构，并延 伸有柱状喷口管。所述的凹面结构的锥体母线相对于水平面的夹角为10-60度。所述的分隔层为金属制成，其一侧设有接线柱，其中间设有穿过联动件的通丝孔，通丝 孔四周设有通液孔，接线柱为控制形状记忆合金驱动器的控制电极的另一端。所述的通丝孔为椭圆形结构，其长轴容联动件穿过，短轴对联动件导向及限位。 所述的通液孔为2-6个。所述的进液管、分隔层、喷液管连接固定处设有螺纹，通过螺纹固定。所述的阀球设有带有螺纹的凹孔，通过偏动弹簧紧固螺栓依次穿过偏动压力弹簧底圈、 偏动弹簧固定垫片与带有螺纹的凹孔相配合固定偏动压力弹簧。所述的联动件包括联动金属丝、阀球联动金属片、形状记忆合金联动金属片，金属丝两 端为挂钩结构，阀球联动金属片通过偏动弹簧紧固螺栓固定于偏动压力弹簧底圈之上，且与 金属丝的一端挂钩挂接；金属丝的另一端挂钩与形状记忆合金联动金属片挂接，且形状记忆 合金联动金属片通过形状记忆合金底端压接螺栓依次穿过形状记忆合金底端压合垫片、形状 记忆合金驱动器、形状记忆合金联动金属片并用形状记忆合金底端压接螺帽固定以与形状记 忆合金驱动器相连。所述的形状记忆合金驱动器为单程形状记忆合金驱动器。所述的单程形状记忆合金驱动器为拉力螺旋弹簧形式。其还包括进液管下通液支管和喷液管上通液支管，分别位于进液管体下部和喷液管体上 部靠近分隔层处。所述的进液管下通液支管和喷液管上通液支管通过橡胶软管或者硬质材料的外接管道相 连，其作为大流量通液孔。所述的喷液管上通液支管密封，进液管下通液支管作为排气支管。所述的进液管下通液支管密封，喷液管上通液支管作为进液支管。 由于采用了上述方案，本专利技术具有以下特点(1) 结构简单，制造生产容易，安装拆卸方便。本专利技术所述结构中，除了喷液管体和进 液管体以及分隔层需要单独开模制造外，其余零件都可以很方便地在市场中找到。组装大多 通过螺纹紧固，按照上面所述组装操作步骤能够很容易地将各部分连接成为一个整体，拆卸 时同样如此。当出现故障时，本专利技术所述阀门元件能够在拆卸后，换掉故障部分继续正常工 作。(2) 成本较电磁阀低。主要是指制造成本，同时包括更换维修成本。传统的电磁阀主要 成本集中在阔芯上，市场价位在20元左右，而本专利技术所述阀门元件，其核心元件是记忆合金 驱动器，成本可控制在5元左右(本专利技术在设计过程中利用形状记忆合金驱动器尺寸在丝径 0.6mm、内径4mm且圈数为IO圈，其价格在5元一个)。(3) 可改造空间大，适合生活及工业中自动化的需要。可以通过适当的改造，在进液管体 内部增加适当的传感结构，利用形状记忆合金驱动器以及联动金属丝的上下位移这一工作特 性，实现对元件工作状态以及故障与否等问题的判断。(4) 驱动电压可较电磁阀低。传统微型电磁阀通常驱动电压在12V及以上，本专利技术中的 形状记忆合金驱动器，其逆相变温度在55摄氏度左右，驱动电压在设计时同样为12V。当通 过设计，使形状记忆合金驱动器逆相变变温度在低于上述温度(例如逆相变温度为40摄氏度) 时，可以进一步降低驱动电压。(5) 传统微型电磁阀和本专利技术所述阀门元件同样具有体积小巧，重量轻巧、噪音几乎为零 的特点，本专利技术所述阀门元件可以通过进一步改造使其体积和重量进一步减少。附图说明图1是本专利技术的阀门元件整体构造图。 图2是图1的外部左视图。 图3是图1的底部正视图。 图4是图1中结构分隔层的俯视视图。图5是图1中形状记忆合金驱动器、联动金属丝、偏动压力弹簧以及阀球的整体连接示意图。图6是图5中下面部分阀球和偏动压力弹簧连接方式示意图。图7是图5中形状记忆合金驱动器和联动金属丝固定连接的方式示意图。图8是图5中形状记忆合金驱动器在顶部固定方式的示意图。图9是本专利技术的阀门元件初始化充入水液实施方式的示意图。图IO是本专利技术的阀门元件在初始化充入水液过程中，水液不充入进液管体内腔的实施方式示意图。图11是本专利技术的阀门元件外接控制电路实施方式的示意图。 图2是本专利技术的阀门元件控制通路示意图。图13是本专利技术的阀门元件在形状记忆合金驱动器通电受热时工作示意图，并示意了此时 阀门开启水液流入和水液流出的方向。图14是具体实施方式二所述在图1所示结构的基础上，本专利技术的阀门元件改进设计形式 的结构组成示意图。图15是具体实施方式二中第一种子实施方式的应用示意图一。图16是具体实施方式二中第一种子实施方式的应用示意图二。图17是具体实施方式二中第二种子实施方式的应用示意图。图18是具体实施方式二中第三种子实施方式的应用示意图。图19是具体实施方式三所述本专利技术的阀门元件通过放置在高位的储液缸所形成的液位 差压力进行喷液的应用示意图。图20是具体实施方式四所述本专利技术的阀门元件通过连接软管到存有高压气体的密封容 器瓶中，利用气压力进行喷液的应用示意图。图21是具体实施方式五所述本专利技术的阔门元件在仿生六足湿吸爬壁机器人上的应用示 意图。具体实施例方式以下结合附图所示实施例对本专利技术作进一步的说明。如图1 图8所示，本专利技术的新型阀门元件使用形状记忆合金作为开关阀门的动作执行 部件。从整体构成来讲，包含喷液管、分隔层、进液管三大部分，主要结构包括喷液管体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型的电控式微型阀门，其特征在于：其包括进液管（３－１）、分隔层（２－１）、喷液管（１－１）、形状记忆合金驱动器（３－２），进液管（３－１）、喷液管（１－１）通过分别与分隔层（２－１）两端连接固定而相连，形状记忆合金驱动器（３－２）安装于进液管（３－１）、分隔层（２－１）、喷液管（１－１）连接形成的管体内与喷液管（１－１）的阀门联动，且两端加载直流电源控制驱动器（３－２）变形而带动喷液管（１－１）的阀门启闭。

【技术特征摘要】
1、一种新型的电控式微型阀门，其特征在于其包括进液管(3-1)、分隔层(2-1)、喷液管(1-1)、形状记忆合金驱动器(3-2)，进液管(3-1)、喷液管(1-1)通过分别与分隔层(2-1)两端连接固定而相连，形状记忆合金驱动器(3-2)安装于进液管(3-1)、分隔层(2-1)、喷液管(1-1)连接形成的管体内与喷液管(1-1)的阀门联动，且两端加载直流电源控制驱动器(3-2)变形而带动喷液管(1-1)的阀门启闭。2、 如权利要求1所述的新型的电控式微型阀门，其特征在于所述的喷液管(1-1)的 阔门为阀球(1-2)，其置于喷液管(1-1)内正对喷口管(1-5)，其远离喷口管(1-5) —侧 连接联动件及偏动压力弹簧(1-3)，联动件另一端穿过分隔层(2-1)与形状记忆合金驱动器(3-2)相连，形状记忆合金驱动器(3-2)另一端则固定于进液管(3-1)顶部，偏动压力弹 簧(1-3)的另一端与分隔层(2-1)相抵，其处于一定压力状态，压迫阀球(1-2)抵住喷口 管(1-5)使其密闭。。3、 如权利要求1所述的新型的电控式微型阀门，其特征在于所述的进液管(3-1)为 耐温塑料制成，其靠近顶部两侧设有相对应的进液支管(3-3)及排气支管(3-4)，排气支管(3-4)为可封闭的。4、 如权利要求3所述的新型的电控式微型阀门，其特征在于所述的排气支管(3-4) 设有内螺纹，通过螺栓(4-1)密封。5、 如权利要求3所述的新型的电控式微型阀门，其特征在于；所述的进液管(3-1)顶 部中间开有小孔，连接件通过小孔将形状记忆合金驱动器(3-2)连接固定。6、 如权利要求5所述的新型的电控式微型阀门，其特征在于所述的连接件包括螺栓 (4-2)、螺母(4-3)、密封垫片(4-4)、固定垫片(6-5)，螺栓(4-2)依次穿过形状记忆合金驱动器(3-2)、固定垫片(6-5)、进液管(3-1)的小孔、密封垫片(4-4)，并用螺母(4-3) 在进液管(3-1)外侧固定，螺栓(4-2)为控制形状记忆合金驱动器(3-2)的控制电极的一端。7、 如权利要求1所述的新型的电控式微型阀门，其特征在于所述的喷液管(1-1)为 金属或塑料制成，外形为漏斗形结构，其下部为锥形的凹面结构，并延伸有柱状喷口管(l-5)。8、 如权利要求7所述的新型的电控式微型阀门，其特征在于所述的凹面结构的锥体母 线相对于水平面的夹角为10-60度。9、 如权利要求1所述的新型的电控式微型阀门，其特征在于所述的分隔层(2-1)为 金属制成，其一侧设有接线柱(2-2)，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：何斌，刘振，黎明和，
申请(专利权)人：何斌，刘振，黎明和，
类型：发明
国别省市：31