一种基于形状记忆合金的开关阀及其控制方法与流程

本发明涉及阀体结构，尤其涉及一种基于形状记忆合金的开关阀及其控制方法。

背景技术：

1、开关阀是一种用于控制流体（如液体、气体或蒸汽）流动的阀门，其主要功能是开启或关闭流体的通道。开关阀在工作时利用专用线圈通电产生磁力，使动铁芯组件进行往复运动，实现阀体的开启或关闭，但是由于该开关阀在通电瞬间的电磁力会比较大，导致动铁芯组件与其他金属件之间碰撞而产生噪音，并且电磁线圈容易发热，导致线圈功能下降，会出现阀门意外开启或关闭的情况，带来极大的安全风险。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于形状记忆合金的开关阀及其控制方法，有效解决背景技术中的问题。

2、为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种基于形状记忆合金的开关阀及其控制方法，包括：

3、阀座，其具有流体入口和流体出口；

4、活塞组件，设置在所述流体入口和所述流体出口的流动路径上，其包括固定在所述阀座上的活塞座、及设置在所述活塞座内部的柱塞；

5、驱动组件，包括设置在所述活塞座上方的固定座、及沿所述柱塞轴线方向滑动设置在所述固定座的滑腔内的运动块，且在所述运动块内穿设有至少一根形状记忆合金丝元件，所述形状记忆合金丝元件伸出所述运动块的两端固定在所述固定座上；

6、控制单元，与所述形状记忆合金丝元件连接，用于向所述形状记忆合金丝元件提供电流；

7、其中，所述柱塞远离所述阀座的一端穿过所述活塞座，并伸入所述滑腔与所述运动块连接，且在所述柱塞位于所述滑腔的轴段上套设有弹性元件；

8、当所述形状记忆合金丝元件通电产生形变时，驱动所述运动块向下压缩所述弹性元件，以致动所述柱塞关闭所述流动路径，当所述形状记忆合金丝元件断电恢复时，所述弹性元件向上顶推所述运动块，以致动所述柱塞开启所述流动路径。

9、进一步地，所述柱塞包括活塞杆、执行块和缓冲弹性件，所述缓冲弹性件设置在所述活塞杆与所述执行块之间；

10、所述执行块一端固定在所述运动块上，其远离所述运动块的一端连接有过渡套筒，所述过渡套筒内部设有缓冲腔，所述过渡套筒远离所述执行块的一端设有供所述活塞杆穿过的导向孔；

11、所述活塞杆的一端伸入所述缓冲腔内，且伸入所述缓冲腔的一端设有抵接环；所述抵接环的直径大于所述导向孔的直径。

12、进一步地，所述活塞杆包括活塞头和阀针；

13、所述阀针的一端设置在所述过渡套筒内，而远离所述过渡套筒的一端设有封堵头；

14、所述活塞头对应所述阀针轴线的位置设有通孔，所述封堵头外轮廓边缘的投影范围超出所述通孔内壁的投影范围。

15、进一步地，所述活塞座沿轴线方向依次设有第一腔体、第二腔体和第三腔体，且所述第一腔体的直径大于所述第三腔体的直径，所述第三腔体的直径大于所述第二腔体的直径；

16、所述活塞头设置在所述第一腔体内，所述阀针穿过所述第二腔体抵接在所述活塞头上；

17、所述过渡套筒设置在所述第三腔体内，所述阀针伸入所述第三腔体的一端与所述过渡套筒连接。

18、进一步地，所述固定座包括固定在所述活塞座上的底架和设置在所述底架上的门型架，所述底架设置在所述门型架的开口位置，形成容纳所述运动块的所述滑腔；

19、其中，所述底架凸出于所述门型架的两端部均设有与所述形状记忆合金丝元件连接的接合点；所述门型架的两个滑动壁上均设有供所述形状记忆合金丝元件穿过的长条滑槽。

20、进一步地，所述固定座还包括压板，所述压板固定在所述活塞座上，所述压板的中心位置设有供所述门型架穿过的矩形槽，所述矩形槽的侧壁与所述滑动壁的紧密接触；

21、所述压板与所述活塞座的接触面设有供所述底架嵌入的凹槽，且所述底架的底面与所述压板的底面齐平；

22、并在所述压板上设有用于所述形状记忆合金丝元件两端固定的两个基座。

23、进一步地，所述固定座的滑腔沿垂直所述形状记忆合金丝元件的穿设方向贯穿设置，所述运动块的两侧面与所述固定座的侧面齐平设置，并在所述运动块的至少一侧面设有制动结构，所述制动结构包括：

24、摆臂，位于所述运动块的下方，其一端铰接在所述固定座上，另一端面向所述运动块的一侧面设置固定销；

25、轨迹槽，设置在所述运动块面向所述摆臂的一侧面，所述轨迹槽包括形成闭合轨迹的第一弧形通道和第二弧形通道，且在所述第一弧形通道和所述第二弧形通道的两相交点处形成第一制动点和第二制动点，所述第二制动点在所述第一制动点的上方；

26、其中，所述第一弧形通道包括第一圆弧段和第二圆弧段，所述第二弧形通道包括第三圆弧段和第四圆弧段，所述第一圆弧段与所述第三圆弧段相交形成所述第一制动点，所述第二圆弧段和所述第四圆弧段相交形成所述第二制动点；

27、并在靠近所述第一圆弧段与所述第二圆弧段的相交位置形成第一切换点，靠近所述第三圆弧段与所述第四圆弧段的相交位置形成第二切换点，所述第一切换点和所述第二切换点均高于所述第二制动点。

28、进一步地，所述第一圆弧段的倾斜角度大于所述第三圆弧段的倾斜角度；

29、并在所述第二圆弧段的内环面处设有承接点，且所述承接点位于所述第一切换点的斜下方，且位于第二制动点与第一切换点之间的区域；

30、所述第四圆弧段与所述第三圆弧段所在内环面设有转接端点，所述转接端点位于所述第二切换点与所述第二制动点之间。

31、进一步地，所述第二切换点在水平方向上低于所述第一切换点。

32、本发明还提供了一种基于形状记忆合金的开关阀的控制方法，包括以下步骤：

33、控制单元向形状记忆合金丝元件提供电流，形状记忆合金丝元件通电后产生形变，驱动运动块向下移动，运动块向下压缩弹性元件，进而推动柱塞向下移动，关闭流体的流动路径；

34、控制单元断电，形状记忆合金丝元件失去电流后恢复原状，弹性元件向上顶推运动块，使柱塞向上移动，开启流体的流动路径。

35、本发明的有益效果为：本发明通过形状记忆合金丝元件和弹性元件的协同作用，在开启和关闭阀门时不会产生噪音，且利用形状记忆合金丝元件通电产生形变作用在运动块上，使运动块驱动柱塞动作，有效保证了阀门开启或关闭的可靠性，此外，在断电情况下，弹性元件能够自动将阀门复位至开启状态，增加了系统的安全性和可靠性。

技术特征：

1.一种基于形状记忆合金的开关阀，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的开关阀，其特征在于，所述柱塞包括活塞杆、执行块和缓冲弹性件，所述缓冲弹性件设置在所述活塞杆与所述执行块之间；

3.根据权利要求2所述的基于形状记忆合金的开关阀，其特征在于，所述活塞杆包括活塞头和阀针；

4.根据权利要求3所述的基于形状记忆合金的开关阀，其特征在于，所述活塞座沿轴线方向依次设有第一腔体、第二腔体和第三腔体，且所述第一腔体的直径大于所述第三腔体的直径，所述第三腔体的直径大于所述第二腔体的直径；

5.根据权利要求1所述的基于形状记忆合金的开关阀，其特征在于，所述固定座包括固定在所述活塞座上的底架和设置在所述底架上的门型架，所述底架设置在所述门型架的开口位置，形成容纳所述运动块的所述滑腔；

6.根据权利要求5所述的基于形状记忆合金的开关阀，其特征在于，所述固定座还包括压板，所述压板固定在所述活塞座上，所述压板的中心位置设有供所述门型架穿过的矩形槽，所述矩形槽的侧壁与所述滑动壁的紧密接触；

7.根据权利要求2所述的基于形状记忆合金的开关阀，其特征在于，所述固定座的滑腔沿垂直所述形状记忆合金丝元件的穿设方向贯穿设置，所述运动块的两侧面与所述固定座的侧面齐平设置，并在所述运动块的至少一侧面设有制动结构，所述制动结构包括：

8.根据权利要求7所述的基于形状记忆合金的开关阀，其特征在于，所述第一圆弧段的倾斜角度大于所述第三圆弧段的倾斜角度；

9.根据权利要求7所述的基于形状记忆合金的开关阀，其特征在于，所述第二切换点在水平方向上低于所述第一切换点。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的基于形状记忆合金的开关阀的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及阀体结构技术领域，尤其涉及一种基于形状记忆合金的开关阀及其控制方法，包括：阀座具有流体入口和流体出口；活塞组件设置在流体入口和流体出口的流动路径上，其包括活塞座和柱塞；驱动组件包括固定座、及设置在固定座的滑腔内的运动块，在运动块内穿设有至少一根形状记忆合金丝元件；控制单元用于向形状记忆合金丝元件提供电流；柱塞伸入滑腔与运动块连接，在柱塞位于滑腔的轴段上套设有弹性元件；本发明通过形状记忆合金丝元件和弹性元件的协同作用，在开启和关闭阀门时不会产生噪音，且利用形状记忆合金丝元件通电产生形变作用在运动块上，使运动块驱动柱塞动作有效保证了阀门开启或关闭的可靠性。

技术研发人员：请求不公布姓名,请求不公布姓名,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：奕威汽车电子科技（常州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/10/14