專利名稱：使用熱脹材料的節(jié)流閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種節(jié)流閥，更為具體地說，涉及一種使用熱脹材料的節(jié)流閥，可以精確地調(diào)節(jié)大量和少量流體的流量。
一種通常的使用熱脹材料的節(jié)流閥公開在美國專利第4,943,032號中。下面參照附

圖10說明這一專利。
此節(jié)流閥包括一第一硅片12；一耐熱玻璃板件22，裝接在第一硅片12的上側(cè)；以及一第二硅片30，裝接在第一硅片12的下側(cè)。一用于容放熱脹材料的小室10鏤蝕在第一硅片12之中，而用于容放加熱器21的凹穴鏤蝕在小室10與耐熱玻璃平板件22之間的區(qū)域之中。第一硅片12與鏤蝕于其中的小室10之間的區(qū)域12a的厚度(h)非常之小，只不過幾微米。另外，一用于使流體流過的槽孔44制成在第一硅片12與第二硅片連接處的區(qū)域之中，而一噴嘴32在挨著小室10以下的區(qū)域12a處鏤蝕在第二硅片30之中。
上述節(jié)流閥的操作是，當(dāng)光線通過一光管19供向耐熱玻璃板件22時，或者當(dāng)加熱器21被啟動時，盛放在小室10之中的材料發(fā)生膨脹。這樣，由于區(qū)域12a是第一硅片12的最薄部分，就使之在朝著噴嘴32的方向上膨脹。結(jié)果，通過一入口46進(jìn)入并隨后通過槽孔44被送往噴嘴32的流體按照小室10下面的區(qū)域12a的膨脹程度受到調(diào)節(jié)。
在上述先前技術(shù)的閥門中，加熱器21、小室，以及槽孔44，或是鏤蝕出來的，或是經(jīng)受一種諸如照相工藝這樣顯微硅工藝處理。不過，這些工藝需要使用非常昂貴的設(shè)備。
還有，顯微硅工藝是一種用于只是調(diào)節(jié)微小流量流體的閥門的技術(shù)，采用這種工藝制造的閥門用于醫(yī)療儀器、環(huán)境分析儀器和類似儀器。結(jié)果，采用這種工藝制作的閥門的用途是有限的。
此外，要調(diào)節(jié)大流量流體，每一閥門的硅片和耐熱玻璃板件二者的容量都應(yīng)當(dāng)予以加大。不過，這就大大地增加了制造成本。
其次，由于出入口和槽孔的直徑都加工得具有細(xì)小尺寸，包含在流體內(nèi)的異物會很容易地堵塞通道，使產(chǎn)品的可靠性變壞。
因而，本發(fā)明致力于解決上述問題。
本發(fā)明的一個目的是，提供一種節(jié)流閥，可以精確地調(diào)節(jié)大、小流量流體，從而此種閥門可以用以調(diào)節(jié)冰箱或空調(diào)中的冷凍流體。
本發(fā)明的另一個目的是，提供一種便宜的節(jié)流閥。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供一種節(jié)流閥，包括一閥體，設(shè)有入口和出口；一位移控制部件，在所述閥體之中，所述位移控制部件包含熱脹材料并在熱脹材料膨脹時朝向出口移位，從而調(diào)節(jié)出口的開啟程度；以及加熱裝置，用于加熱在位移控制部件之內(nèi)熱脹材料。
最好是，加熱裝置包括一加熱器，而位移控制部件包括絕熱裝置，用于防止由加熱器加熱的熱脹材料的熱量排放至外界。
按照本發(fā)明的一個實(shí)例，所述絕熱裝置是由覆蓋在位移控制部件上面的絕熱材料制成的。
按照本發(fā)明的另一個實(shí)例，所述絕熱裝置包括一設(shè)置在加熱器與位移控制部件之間的隔離件，以便防止加熱器直接接觸位移控制部件。
按照本發(fā)明的一個實(shí)例，位移控制部件包括一盛放熱脹材料的容器，所述容器聯(lián)接于閥體以及一膨脹板件，該板件用于通過按照熱脹材料的膨脹而發(fā)生膨脹來調(diào)節(jié)出口的開啟程度，所述膨脹板件氣密地聯(lián)接于該容器。
容器包括一聯(lián)接于閥體的支承板件和一間隔環(huán)，此環(huán)一端裝接在支承板件上，而另一端裝接于膨脹板件，從而限定出一個用于盛放熱脹材料的空間。
按照本發(fā)明的另一個實(shí)例，位移控制部件包括一聯(lián)接于閥體的支承板件，和一通過按照熱脹材料的膨脹而膨脹，從而調(diào)節(jié)出口開啟程度的膨脹蓋罩，所述膨脹蓋罩裝接在支承板件上以限定出一個用于盛放熱脹材料的空間。
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，附圖中同樣的參考標(biāo)號表示同樣或類似的零部件，其中圖1是一分解透視圖，表明按照本發(fā)明第一實(shí)施例的一種節(jié)流閥；圖2是一剖面圖，當(dāng)閥組裝成之后沿著圖1的線III-III切取而得；圖3是一剖面圖，表明按照本發(fā)明第二實(shí)施例的一種節(jié)流閥；圖4是一剖面圖，表明按照本發(fā)明第三實(shí)施例的一種節(jié)流閥；圖5是一剖面圖，表明按照本發(fā)明第四實(shí)施例的一種節(jié)流閥；圖6是一剖面圖，表明按照本發(fā)明第五實(shí)施例的一種節(jié)流閥；圖7是一剖面圖，表明按照本發(fā)明第六實(shí)施例的一種節(jié)流閥；
圖8是一剖面圖，表明按照本發(fā)明第七實(shí)施例的一種節(jié)流閥；圖9A是一剖面圖，表明按照本發(fā)明第八實(shí)施例的一種節(jié)流閥；圖9B是一放大視圖，表明圖9A的圈出部分“p”；圖10是一表明一傳統(tǒng)的節(jié)流閥的視圖。
現(xiàn)在詳細(xì)地介紹本發(fā)明的各項(xiàng)優(yōu)選實(shí)施例，其范例示于附圖。凡是可能的地方，同樣的參考編號將在全部圖紙中用來表示同樣或類似的零部件。
首先參照圖1和2，圖中表明按照本發(fā)明第一實(shí)施例的一種節(jié)流閥。
按照此實(shí)施例，本發(fā)明的節(jié)流閥100包括一閥體110；一位移控制部件120，裝有熱脹材料125；以及一加熱裝置130，加熱熱脹材料125。熱脹材料125由于加熱裝置130的加熱而膨脹。當(dāng)熱脹材料125膨脹時，位移控制部件120一側(cè)膨脹而遮擋出口112，從而調(diào)節(jié)排出的流量。
詳細(xì)地說，閥體110包括一上閥體110a和一聯(lián)接于上閥件110a的下閥體110b，以及一限定在上下閥體110a與110b之間的封閉空間。上閥體設(shè)有一入口111，流體通過它進(jìn)入閥件100，以及一出口112，流體通過它排放出去。出口112伸向上閥體110a的內(nèi)部，以致它可以設(shè)置得比較靠近位移控制部件120。一種用于把一供電部件160連接于加熱裝置130的接頭113設(shè)置在下閥體110b之內(nèi)。
位移控制部件120包括一裝有熱脹材料的容器121和一聯(lián)接于容器121的膨脹板件122。
容器121，如圖1和2所示，包括一支承板件121a，連接于下閥體110b，以及一間隔環(huán)121b，裝接于支承板件121a并限定一個其中裝有熱脹材料125的空間。膨脹板件122設(shè)置在間隔環(huán)121b上面。如表明本發(fā)明的第二實(shí)施例的圖3所示，容器121可以制成一個整體，限定一個在其中裝有熱脹材料125的空間123。
再次參照圖2，膨脹板件122裝接在間隔環(huán)121b上面，致使它位于出口112的對面。
當(dāng)熱脹材料125膨脹時膨脹板件122發(fā)生膨脹。最好是，支承板件121a、間隔環(huán)121b，以及膨脹板件122都使用聚丙烯樹脂或通過釬焊彼此裝接在一起。
當(dāng)盛放在空間123之內(nèi)的熱脹材料受熱時，空間123之內(nèi)的壓力由于從熱脹材料125中所產(chǎn)生的氣體而增大。此時，由于熱脹材料125被封閉的氣密空間123之內(nèi)，膨脹板件122因壓力增大而發(fā)生膨脹或位移。亦即，膨脹板件122朝向出口112膨脹，因而接觸和關(guān)閉出口112。
亦即，隨著出口112與膨脹板件112之間的間隙發(fā)生變化，通過出口112排放的流量也發(fā)生變化。依靠調(diào)節(jié)施加于加熱裝置130的電壓，通過出口112排放的流量可加以調(diào)節(jié)。亦即，當(dāng)大電壓施加于加熱裝置130時，膨脹板件122就發(fā)生膨脹而減小出口112的尺寸，從而排放少量流體。閥體110起著一條通道的作用，供流體流過，而膨脹板件122起著調(diào)節(jié)器的作用，用于調(diào)節(jié)此通道的截面面積。
穿過支承板件121a制成各注入口124，熱脹材料通過它們可以注入空間123。在用支承板件121a、間隔環(huán)121b和膨脹板件122氣密地封閉空間123之后，熱脹材料125通過各注入口124被注入其中。最好是，熱脹材料是一種氟化物，可在較低溫度下膨脹并且不易與其他物質(zhì)反應(yīng)。
加熱裝置130裝在位移控制部件120之內(nèi)并包括一加熱器131，當(dāng)電壓從一電源160施加其上時會產(chǎn)生熱量。加熱器131通過導(dǎo)線132a電連接于接頭113，而接頭113通過另一導(dǎo)線132b電連接于電源160，從而使電壓施加于加熱器131。導(dǎo)線132a經(jīng)過支承板件121a與間隔環(huán)121b的一接觸部位，如圖2所示，或者經(jīng)過制成在容器121上的注入口，如圖3所示。
最好是，位移控制部件由金屬或陶瓷一類的材料制成，二者都具有很高的抗壓特性。
參照圖4和5，圖中分別表明本發(fā)明第三和第四實(shí)施例。按照這些實(shí)施例的節(jié)流閥可以具有絕熱裝置，防止從加熱器131中所產(chǎn)生的熱量排放到外界。
亦即，絕熱材料151可以設(shè)置或涂敷在位移控制部件120的整個外表面上，如圖4所示，或者，如果支承板件121a和間隔環(huán)121b制作得具有足以保持熱量的厚度，只是設(shè)置或涂敷在膨脹板件122上，如圖5所示。
如上所述，由于絕熱裝置150設(shè)置在位移控制部件120上面，從加熱器131中所產(chǎn)生的熱量不可能排放到外界。
如表明本發(fā)明第五實(shí)施例的圖6所示，可以設(shè)置一隔離件152作為加熱器131與支承板件121a之間的絕熱裝置，以致熱量不能直接接觸支承板件121a。亦即，由于隔離件152設(shè)置在加熱器131與容器121之間，從加熱器131中所產(chǎn)生的熱量不可能直接傳給支承板件121a，因而獲得絕熱效應(yīng)。
如果，由于流體與位移控制部件120之間出現(xiàn)熱交換，在流向閥體110的流體與位移控制部件120之間的溫度方面造成巨大差別，膨脹板件122的膨脹量不可能精確地予以控制。為防止這種情況，如表明本發(fā)明第六實(shí)施例的圖7所示，一輔助膨脹板件128設(shè)置在出、入口112與111之間。此輔助膨脹板件128連接于膨脹板件122，并與膨脹板件122同樣膨脹。因而，當(dāng)膨脹板件122膨脹時，出口112的開啟由輔助膨脹板件128予以調(diào)節(jié)。未經(jīng)說明的參考編號129表示用于把膨脹板件122連接于輔助膨脹板件128的一個連接件。
參照表明本發(fā)明第七實(shí)施例的圖8，支承板件121a聯(lián)接于下閥體110b，而一膨脹蓋罩127聯(lián)接于支承板件121a。亦即，膨脹蓋罩127起著先前各實(shí)施例的間隔環(huán)121b和膨脹板件122的作用。熱脹材料125盛放在由膨脹蓋罩127和支承板件121a所限定的一空間之內(nèi)，而且當(dāng)熱脹材料膨脹時，膨脹蓋罩127也發(fā)生膨脹而調(diào)節(jié)出口112的開啟。膨脹蓋罩127是褶皺形狀的，以致這種膨脹蓋罩127可以根據(jù)熱脹材料的膨脹而迅速和精確地發(fā)生膨脹。其次，設(shè)置在接頭113與入口124之間的下閥體110b配有電極板件135，以便把接頭113連接于加熱器131。
參照表明本發(fā)明第八實(shí)施例的圖9A和9B，該閥用以把入口115a從閥的常閉位置連通于出口116a。
如同先前各實(shí)施例那樣，閥體110包括上、下閥體110a和110b。上閥體110a配有入、出口115a和116a。輸入和輸出管115b和116b分別穿過入、出口115a和116a。
接頭113設(shè)置在下閥體110b上，而容器121連同加熱器131裝接在下閥體110b的上表面。膨脹板件122裝接在容器121的上表面上，用于氣密性地封閉由容器121所限定的空間。
一選擇性連通裝置170設(shè)置在膨脹板件122上面，用于選擇性地把入口115a與出口116a彼此連通起來。選擇性連通裝置170包括一套筒171，由輸入和輸出管115b和116b支承；以及一閥柱175，按照膨脹板件122的膨脹程度而作往復(fù)移動，從而選擇性地把輸入管115b與輸出管116b彼此連通起來。
穿過套筒171制成輸入、輸出通道171a和171b(見圖9B)。輸入通道171a通過套筒171的一中空部分171c與輸出通道171b連通。輸入和輸出管115b和116b再分別插進(jìn)輸入和輸出通道171a和171b。依靠這種結(jié)構(gòu)，套筒171獲得輸入管和輸出管115b和116b的支承。在輸入和輸出兩通道171a和171b的上方的套筒一部分上制成一排出孔眼172，這樣可防止在由套筒171和閥柱175所限定的一個空間之內(nèi)形成真空，使得閥柱175順利地往復(fù)移動。
閥柱175的一端插進(jìn)中空部分171c，而另一端則聯(lián)接于膨脹板件122。因此，當(dāng)膨脹板件122由于熱脹材料的膨脹而朝向套筒171移位時，閥柱175會抬起，而當(dāng)熱脹材料返回到其初始狀態(tài)時，閥柱175移位到它的初始部位。閥柱175的上端位于輸入和輸出兩通道171a和171b的上方，一連通通道176形成在一適當(dāng)?shù)奈恢蒙希灾略陂y柱175的常閉位置上，輸入通道171a與輸出通道171b斷開，而在閥柱175的抬起位置上，輸入通道171a與輸出通道171b連通。輸入和輸出兩通道171a和171b的連通面積按照閥柱175的抬起情況而變化，從而調(diào)節(jié)流量。未曾說明的參考編號178表示一連接裝置。
雖然本發(fā)明已經(jīng)結(jié)合當(dāng)前認(rèn)為是最為實(shí)用和優(yōu)選的各項(xiàng)實(shí)施例作了說明，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明并不限于所公開的各項(xiàng)實(shí)施例，而是相反，它試圖概括包含在所附各項(xiàng)權(quán)利要求的精神和范疇之內(nèi)的各種各樣的改型和對等配置。
權(quán)利要求
1.一種使用熱脹材料的節(jié)流閥，包括一閥體，設(shè)有入口和出口；一位移控制部件，在所述閥體中，所述位移控制部件容納熱脹材料并在所述熱脹材料膨脹時朝向出口移位，從而調(diào)節(jié)出口的開啟程度；以及加熱裝置，用于加熱在所述位移控制部件之內(nèi)的所述熱脹材料。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種節(jié)流閥，其特征在于，所述加熱裝置包括一加熱器，以及所述位移控制部件包括絕熱裝置，用于防止由所述加熱器加熱的所述熱脹材料的熱量排放至外界。
3.按照權(quán)利要求2所述的節(jié)流閥，其特征在于，所述絕熱裝置是由覆蓋在所述位移控制部件上面的絕熱材料制成的。
4.按照權(quán)利要求2所述的節(jié)流閥，其特征在于，所述絕熱裝置包括一設(shè)置在所述加熱器與所述位移控制部件之間的隔離件，以防止所述加熱器直接接觸所述位移控制部件。
5.按照權(quán)利要求1所述的節(jié)流閥，其特征在于，所述位移控制部件包括一容器，盛放所述熱脹材料，所述容器聯(lián)接于所述閥體；以及一膨脹板件，用于通過按照所述熱脹材料的膨脹而發(fā)生膨脹來調(diào)節(jié)出口的開啟程度，所述膨脹板件氣密地聯(lián)接于所述容器。
6.按照權(quán)利要求5所述的節(jié)流閥，其特征在于，所述容器包括一支承板件，聯(lián)接于所述閥體；以及一間隔環(huán)，此環(huán)一端裝接在所述支承板件上，而另一端裝接于所述膨脹板件，從而限定了一個用于盛放所述熱脹材料的空間。
7.按照權(quán)利要求1所述的節(jié)流閥，其特征在于，所述位移控制部件包括一支承板件，聯(lián)接于所述閥體；以及一膨脹蓋罩，用于通過按照所述熱脹材料的膨脹而膨脹來調(diào)節(jié)出口的開啟程度，所述膨脹蓋罩裝接在所述支承板件上以限定一個用于盛放所述熱脹材料的空間。
8.按照權(quán)利要求7所述的節(jié)流閥，其特征在于，所述膨脹蓋罩是褶皺形狀的，并可精確和迅速地響應(yīng)所述熱脹材料的膨脹。
9.按照權(quán)利要求5或7所述的節(jié)流閥，其特征在于，所述支承板件配有注入孔眼，用于注入熱脹材料。
10.按照權(quán)利要求1所述的節(jié)流閥，還包括一輔助膨脹板件，用于通過與膨脹板件同樣地膨脹而調(diào)節(jié)出口的開啟程度，并用于防止流向閥體的流體與位移控制部件之間的熱交換。
11.一種使用熱脹材料的節(jié)流閥，包括一閥體，具有上下兩端，所述閥體設(shè)有入口和出口；一位移控制部件，在所述閥體之中，所述位移控制部件容納所述熱脹材料，并當(dāng)所述熱脹材料膨脹時朝向出口移位，從而調(diào)節(jié)所述出口的開啟程度；連通控制裝置，當(dāng)位移控制部件移位時，該連通控制裝置上下移動，使所述入口和出口互相連通或斷開；以及加熱裝置，用于加熱所述熱脹材料。
12.按照權(quán)利要求11所述的節(jié)流閥，其特征在于，所述位移控制部件包括一支承板件，聯(lián)接于所述閥體；一間隔環(huán)，裝接于所述支承板件，用于限定一個其中盛放所述熱脹材料的空間；以及一膨脹板件，裝接在所述間隔環(huán)上，當(dāng)所述熱脹材料膨脹時所述膨脹板件發(fā)生膨脹。
13.按照權(quán)利要求12所述的節(jié)流閥，其特征在于，所述支承板件配有注入孔眼，用于注入所述熱脹材料。
14.按照權(quán)利要求11所述的節(jié)流閥，還包括輸入和輸出管，分別插進(jìn)所述入口和出口，其中所述連通控制裝置包括一套筒，具有輸入和輸出通道，與所述輸入和輸出管分別相連，用于選擇性地分別與所述輸入和輸出管互相連通，所述套筒由輸入和輸出管支承；以及一閥柱，具有一聯(lián)接于所述位移控制部件的第一端和一插進(jìn)所述套筒的第二端，所述閥柱是可移動的，以致所述出口通道可以選擇性地連通于所述入口通道。
15.按照權(quán)利要求14所述的節(jié)流閥，其特征在于，所述套筒配有排出孔眼，用于防止在所述套筒之內(nèi)的空間中形成真空。
16.按照權(quán)利要求15所述的節(jié)流閥，其特征在于，所述閥柱配有一連通孔眼，用于把所述入口通道與所述出口通道連接。
全文摘要
一種使用熱脹材料的節(jié)流閥。此閥包括:一閥體,設(shè)有入口和出口;一在閥體之中的位移控制部件,容納熱脹材料,并當(dāng)熱脹材料膨脹時朝向出口移位,從而調(diào)節(jié)出口的開啟程度;以及一加熱器,用于加熱位移控制部件之內(nèi)的熱脹材料。位移控制部件包括:一容器,盛放熱脹材料,此容器聯(lián)接于閥體;和一用于通過按照熱脹材料的膨脹而發(fā)生膨脹來調(diào)節(jié)出口開啟程度的膨脹板件,此膨脹板件氣密地聯(lián)接于容器。
文檔編號F16K31/02GK1199834SQ97116040
公開日1998年11月25日 申請日期1997年8月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月17日
發(fā)明者白梧鉉, 黃雄麟, 文在浩 申請人:三星電子株式會社