形狀記憶合金的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于熱交換器恒溫器(1)的閥(2)、用于熱交換器恒溫器(1)的恒溫器頭(3)和包括閥(2)和恒溫器頭(3)的熱交換器恒溫器(1)。根據(jù)本發(fā)明，溫度敏感裝置(10)被設(shè)置在所述閥(2)和/或所述恒溫器頭(3)上或內(nèi)部，從而依賴于由所述閥(2)控制的流體的溫度影響所述閥(2)的節(jié)流行為。由此，可以防止由于流體和恒溫器頭(3)之間的熱傳遞引起的由所述閥(2)控制的流體的過早節(jié)流。因此，可以建立很好的周圍溫度，使其更加接近期望的房間溫度。
【專利說明】
形狀記憶合金
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種用于熱交換器恒溫器的閥，該閥包括入口、出口、所述入口和所述出口之間的閥座、以及與所述閥座協(xié)作的且能夠通過閥桿致動(dòng)的閥元件。
[0002]此外，本發(fā)明涉及用于熱交換器恒溫器的恒溫器頭，恒溫器頭包括溫度相依致動(dòng)裝置，該致動(dòng)裝置用于基于恒溫器頭的周圍溫度致動(dòng)所述閥。
[0003]此外，本發(fā)明涉及一種熱交換器恒溫器，該熱交換器恒溫器包括閥和恒溫器頭，閥包括入口、出口、所述入口和所述出口之間的閥座、以及與所述閥座協(xié)作的且能夠通過閥桿致動(dòng)的閥元件，該恒溫器頭包括溫度相依致動(dòng)裝置，該致動(dòng)裝置用于依賴于恒溫器頭的周圍溫度致動(dòng)所述閥。
【背景技術(shù)】
[0004]DE3345511C2公開了一種設(shè)備，該設(shè)備用于限制從流經(jīng)閥的流體到恒溫器頭的對流熱交換轉(zhuǎn)移。為了限制閥和恒溫器頭之間的對流熱轉(zhuǎn)移，在閥和恒溫器頭之間設(shè)置環(huán)形盤，該環(huán)形盤將被加熱的空氣從恒溫器頭轉(zhuǎn)移走。
[0005]US 6 427 712B1中已知一種用于控制防凍插塞的致動(dòng)器，用于在周圍溫度接近零度時(shí)經(jīng)由排液孔排出冷凝收集器盤。公開了一種形狀記憶合金(SMA)致動(dòng)器，該致動(dòng)器響應(yīng)于周圍溫度環(huán)境溫度的改變，在該致動(dòng)器中設(shè)置了線圈型形狀記憶合金。
[0006]DE 10 2008 018 639A1教示了一種恒溫調(diào)節(jié)裝置，在該裝置中，依賴于環(huán)境溫度周圍溫度的致動(dòng)構(gòu)件由形狀記憶合金形成。該元件替代通常出現(xiàn)為用于依賴于恒溫器頭的環(huán)境溫度致動(dòng)閥元件的波紋管周圍溫度。
[0007]DE 10 2008 063 534A1教示了一種由形狀記憶合金形成的彈簧元件，該形狀記憶合金依賴于電控加熱元件的溫度。
[0008]在該熱交換器恒溫器中存在如下的一種問題:用于依賴于恒溫器頭的周圍溫度致動(dòng)閥的溫度相依致動(dòng)裝置受到通過所述閥控制的流體的溫度的影響周圍溫度。因此，溫度相依致動(dòng)裝置可以致動(dòng)所述閥以在實(shí)際達(dá)到期望的周圍溫度之前減小流量。因?yàn)榇耍绶块g的溫度可能是不夠低的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供包括閥和恒溫器頭的熱交換器恒溫器，以及允許對室溫或環(huán)境溫度實(shí)現(xiàn)良好的溫度控制的閥和恒溫器頭。
[0010]本發(fā)明的目的通過一種用于熱交換器恒溫器的閥實(shí)現(xiàn)，該閥包括:入口；出口；所述入口和所述出口之間的閥座；以及與所述閥座協(xié)作的并且能夠被閥桿致動(dòng)的閥元件;其特征在于:溫度敏感裝置被設(shè)置在所述閥上或所述閥內(nèi)部，從而根據(jù)由所述閥控制的流體的溫度影響所述閥的節(jié)流行為。
[0011 ] 此外，通過提供一種用于熱交換器恒溫器的恒溫器頭提供解決方案，該恒溫器頭包括用于根據(jù)恒溫器頭的周圍溫度致動(dòng)閥的溫度相依致動(dòng)裝置;其特征在于，溫度敏感裝置被設(shè)置在所述恒溫器頭上或所述恒溫器頭內(nèi)部，從而根據(jù)由所述閥控制的流體的溫度影響所述閥的節(jié)流行為。
[0012]另外，通過包括閥和恒溫器頭的熱交換器恒溫器來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，所述閥包括:入口；出口；所述入口和所述出口之間的閥座；以及與所述閥座協(xié)作的并且能夠被閥桿致動(dòng)的閥元件；以及所述恒溫器頭包括用于根據(jù)恒溫器頭的周圍溫度或環(huán)境溫度致動(dòng)閥的溫度相依致動(dòng)裝置;其特征在于，在所述閥和/或所述恒溫器頭上或內(nèi)部設(shè)置溫度敏感裝置，從而根據(jù)由所述閥控制的流體的溫度影響所述閥的節(jié)流行為。
[0013]當(dāng)溫度敏感裝置被分別設(shè)置在所述閥和/或所述恒溫器頭上或內(nèi)部時(shí)，可以根據(jù)由所述閥控制的流體的溫度影響所述閥的節(jié)流行為，并且可能充分地控制周圍溫度或環(huán)境溫度。例如，溫度敏感裝置可以被構(gòu)造為根據(jù)流體的溫度影響閥元件的有效長度，或者溫度敏感裝置可以被構(gòu)造為根據(jù)流體的溫度影響致動(dòng)閥的力。這意味著本發(fā)明允許影響被所述閥控制的流體和用于致動(dòng)閥的溫度相依致動(dòng)裝置之間的熱傳遞可以使其失真的閥的節(jié)流行為。
[0014]因此通過根據(jù)由所述閥控制的流體溫度的溫度敏感裝置提供這樣的矯正。與沒有此種溫度敏感裝置的傳統(tǒng)設(shè)置相比，閥內(nèi)的流量以此方式在延長的時(shí)間段上被保持在較高水平，即使用于根據(jù)恒溫器頭的周圍溫度致動(dòng)閥的溫度相依致動(dòng)裝置由于不期望的熱傳遞受到由所述閥控制的流體升高的溫度的影響。因此，當(dāng)周圍溫度仍然可能增加，但是溫度相依致動(dòng)裝置已經(jīng)作用以降低流經(jīng)所述閥的流量，所以可以根據(jù)需要獲得良好的周圍溫度。
[0015]應(yīng)當(dāng)理解，在本發(fā)明的構(gòu)思中，溫度敏感裝置主要依賴于由所述閥控制的流體的溫度，流體的溫度優(yōu)選地將被傳遞的總溫度的至少50%傳遞到溫度敏感裝置。這意味著:周圍溫度或環(huán)境溫度或其他溫度源，例如閥中的電氣的溫度源，只對溫度敏感裝置產(chǎn)生較小的影響。優(yōu)選地，溫度敏感裝置超過75%、超過90%、更優(yōu)選地超過99%地依賴于由所述閥控制的流體的溫度。在后者的情況下，溫度敏感裝置優(yōu)選地被保護(hù)在所述閥中與除了被所述閥控制的流體之外的多數(shù)溫度源較好地隔離。
[0016]優(yōu)選地，溫度敏感裝置被構(gòu)造為依賴于流體的溫度影響閥元件的有效長度。這具有如下的效果:雖然用于依賴于恒溫器頭的周圍溫度或環(huán)境溫度致動(dòng)閥的溫度相依致動(dòng)裝置已經(jīng)節(jié)流了流體以便降低閥中的流量，但是在延長的時(shí)間段上可以維持增大的流量。例如，當(dāng)跨過流體的特定溫度時(shí)，閥元件的有效長度可以減小。優(yōu)選地，在低于流體的特定溫度的時(shí)候，閥元件具有比在流體的特定溫度之上的有效長度大的有效長度。這可以是有利的，因?yàn)榕c較冷的流體相比，較熱的流體由于增大的熱傳遞可以更加容易地使溫度相依致動(dòng)裝置失真。因此，在溫度敏感裝置被構(gòu)造為依賴于流體的溫度影響閥元件的有效長度的情況下，流體對溫度相依致動(dòng)裝置的熱影響可以有利地被補(bǔ)償。
[0017]在優(yōu)選的實(shí)施例中，溫度敏感裝置被設(shè)置在閥元件內(nèi)部。在該情況下，優(yōu)選地，閥元件包括至少兩個(gè)分離的部件。這樣溫度敏感裝置可以依賴于由所述閥控制的流體的溫度在所述分離的部件之間設(shè)置一距離。例如，閥元件可以包括第一節(jié)流部件和第二節(jié)流部件，第一節(jié)流部件被連接到閥桿并且置于閥桿和第二節(jié)流部件之間。然后，優(yōu)選地，溫度敏感裝置被置于閥元件的第一節(jié)流部件和第二節(jié)流部件之間。在一個(gè)實(shí)施例中，溫度敏感裝置被位于閥元件中的橡膠元件包圍，以便依賴于流體的溫度伸展橡膠元件。優(yōu)選地，當(dāng)超過流體的特定溫度時(shí)，溫度敏感裝置減小閥元件沿閥桿的軸線的延伸范圍。由此，可以有利地影響閥元件的有效長度。
[0018]優(yōu)選地，溫度敏感裝置被置于閥元件和閥桿之間。因此，優(yōu)選地，閥元件和閥桿是分離的部件。然后，溫度敏感裝置可以置于其之間，從而根據(jù)由所述閥控制的流體的溫度設(shè)定閥元件和閥桿之間的距離。因此，例如，如果通過所述閥控制的流體超過特定溫度，閥元件和閥桿之間的距離可以被減小。流體的較高溫度可以影響溫度相依致動(dòng)裝置以減小閥中的流量，并且依次地隨著閥元件的有效長度被減小，流體的實(shí)際流量在延長的時(shí)間段可以被維持在較高水平。
[0019]優(yōu)選地，溫度敏感裝置被設(shè)置在閥座上。在該情況下，即使被由所述閥控制的流體的溫度導(dǎo)致失真的溫度相依致動(dòng)裝置已經(jīng)致動(dòng)閥以減小流體流量，溫度敏感裝置依舊可以提供經(jīng)過閥的增大的流量。例如，當(dāng)超過特定溫度時(shí)，溫度敏感裝置可以增大閥內(nèi)的截面積。在另一實(shí)施例中，當(dāng)流體溫度超過特定值時(shí)，敏感裝置可以防止閥元件減小流經(jīng)閥的流體流量，從而溫度敏感裝置以機(jī)械方式防止致動(dòng)閥元件超過特定有效長度。由此，即使在升高的流體溫度下，也可以將流經(jīng)閥的流量保持在增大的水平。例如，溫度敏感裝置在特定的流體溫度之上可以防止閥元件的平移。
[0020]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，溫度敏感裝置被構(gòu)造為依賴于流體的溫度影響致動(dòng)閥元件的力。由此，可以在溫度敏感裝置和溫度相依致動(dòng)裝置之間建立力平衡，從而允許保持流經(jīng)閥的增大流量，雖然被流體溫度導(dǎo)致失真的溫度相依致動(dòng)裝置施加較大的力以減小流經(jīng)閥的流量。優(yōu)選地，在特定的流體溫度之上提供的力比該溫度之下提供的力大3到10N。優(yōu)選地，力在40 0C之上、更優(yōu)選地在55 0C之上增大。優(yōu)選地，該力在65 °C以上、更優(yōu)選地70 °C以上、更優(yōu)選地75 °C以上保持恒定。
[0021]在優(yōu)選的實(shí)施例中，溫度敏感裝置被置于用于閥元件的彈性復(fù)位裝置和復(fù)位裝置座之間。彈性復(fù)位裝置優(yōu)選地是彈簧類型，更優(yōu)選地是卷簧或螺旋彈簧。優(yōu)選地，復(fù)位裝置同軸地圍繞閥桿。當(dāng)溫度敏感裝置被設(shè)置在用于閥元件的彈性復(fù)位裝置和復(fù)位裝置座之間時(shí)，溫度敏感裝置可以在特定的流體溫度之上，增大由所述復(fù)位裝置產(chǎn)生的重置力，該重置力與溫度相依致動(dòng)裝置施加的致動(dòng)力相反。因此，力平衡被建立或者被影響，從而在實(shí)際達(dá)到期望的周圍溫度之前防止閥內(nèi)部的流體流量的減小。
[0022]優(yōu)選地，溫度敏感裝置形成用于閥元件的彈性復(fù)位裝置。此種解決方案是在閥中實(shí)現(xiàn)溫度敏感裝置的非常便利的方式。溫度敏感裝置可以優(yōu)選地替代由非溫度敏感材料制成的彈性復(fù)位裝置。在一些實(shí)施例中，除了由非溫度敏感材料制成的彈性復(fù)位裝置之外，還使用溫度敏感裝置。因此，例如可以存在兩個(gè)卷簧或螺旋彈簧。然后，優(yōu)選地，一個(gè)由溫度敏感材料制成，而另一個(gè)由非溫度敏感材料制成。在由所述閥控制的流體的溫度升高的條件下，溫度敏感裝置可以提供與由用于致動(dòng)閥的溫度相依致動(dòng)裝置所產(chǎn)生的力相反的增大的復(fù)位力。因此，可以在延長的時(shí)間段上維持由所述閥控制的流體的增大流量。
[0023]在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例中，溫度敏感裝置包括形狀記憶合金和/或雙金屬。在更優(yōu)選的實(shí)施例中，溫度敏感裝置由形狀記憶合金組成。在另一實(shí)施例中，溫度敏感裝置由雙金屬組成。此種材料對于設(shè)計(jì)溫度敏感裝置以便允許依賴于由所述閥控制的流體的溫度影響所述閥的節(jié)流行為是非常有用的。在優(yōu)選實(shí)施例中，形狀記憶合金是TiNi合金，基于銅基、鐵基的合金或者類似的合金或者記憶塑料。雙金屬材料可以采取自任何已知的雙金屬組入口 ο
[0024]優(yōu)選地，溫度敏感裝置包括距離設(shè)定盤和/或卷簧。此種距離設(shè)定盤或卷簧可以容易地由諸如形狀記憶合金或雙金屬等的優(yōu)選材料制成。此外，可以允許閥或熱交換器恒溫器作為一個(gè)整體的緊湊構(gòu)建。優(yōu)選地，溫度敏感裝置是壓縮彈簧。最優(yōu)選地，溫度敏感裝置是由形狀記憶合金制成的壓縮彈簧。
[0025]優(yōu)選地，溫度敏感裝置包括距離設(shè)定盤和/或盤簧或螺旋彈簧。這種距離設(shè)定盤或盤簧或螺旋彈簧可以容易地通過優(yōu)選的材料形成，例如形狀記憶合金或雙金屬。此外，它們可以允許緊湊地形成閥或熱交換器恒溫器為一整體。優(yōu)選地，溫度敏感裝置是壓縮彈簧。更優(yōu)選地，溫度敏感裝置是由形狀記憶合金形成的壓縮彈簧。
[0026]優(yōu)選地，溫度敏感裝置在第一溫度提供第一力并且在第二溫度提供第二力，第一力比第二力低，并且第一溫度比第二溫度低。例如，在由所述閥控制的流體的相對低的溫度下，溫度敏感裝置提供相對低的第一力。然而，當(dāng)由所述閥控制的流體達(dá)到較高的溫度時(shí)，溫度敏感裝置適于提供相對高的第二力。這具有如下的優(yōu)點(diǎn):當(dāng)流體具有高溫度并且存在由所述閥控制的流體的溫度導(dǎo)致溫度相依致動(dòng)裝置失真的高風(fēng)險(xiǎn)時(shí)，溫度敏感裝置可以提供與由溫度相依致動(dòng)裝置所產(chǎn)生的致動(dòng)力相反的較高第二力。由此，可以影響所述閥的節(jié)流行為或節(jié)流性質(zhì)，從而即使當(dāng)溫度相依致動(dòng)裝置提供增大的致動(dòng)力以減小流經(jīng)閥的流量時(shí)，也能夠維持相對高的流經(jīng)閥的流體流量。由此，可以實(shí)現(xiàn)對周圍溫度的良好的調(diào)節(jié)。例如，溫度敏感裝置在由所述閥控制的流體具有50°C的溫度時(shí)可以提供20N的第一力。優(yōu)選地，溫度敏感裝置在由所述閥控制的流體的溫度為70 °C時(shí)可以提供27N的第二力。在一些實(shí)施例中，在流體溫度在70 °C以上、優(yōu)選地在72 °C以上、更優(yōu)選地在75 °C以上的情況下，第二力可以保持恒定。在其他實(shí)施例中，在70°C以上，例如72°C，第二力甚至可以減小。該第二力例如可以減小至由第一力所提供的力。有利地，該力的增量驅(qū)使恒溫器芯軸遠(yuǎn)離閥。因此，閥元件將在之后的時(shí)間關(guān)閉閥，從而可以預(yù)先達(dá)到升高的周圍溫度或環(huán)境溫度。該第一力和第二力優(yōu)選地是與致動(dòng)力相反的重置力。該力也可以是用于設(shè)置閥的多個(gè)元件或恒溫器頭的多個(gè)元件之間的距離設(shè)置力，例如，設(shè)置閥元件的多個(gè)部件之間或者閥元件和閥桿之間的距離。
[0027]在一些實(shí)施例中，溫度敏感裝置在下邊界流體溫度之下對致動(dòng)閥元件的力沒有影響。因此，在達(dá)到下邊界流體溫度時(shí)，溫度敏感裝置優(yōu)選地不提供與致動(dòng)力相反的力，所述相反的力優(yōu)選地是重置力。優(yōu)選地，在下邊界流體溫度和上邊界流體溫度之間的流體溫度范圍內(nèi)，溫度敏感裝置提供與致動(dòng)力相反的力，因此抵消閥元件的致動(dòng)。優(yōu)選地，在上邊界流體溫度之上，，溫度敏感裝置優(yōu)選地不提供與致動(dòng)力相反的力。優(yōu)選地，下邊界流體溫度低于70°C、更優(yōu)選地低于60°C、更優(yōu)選地低于55°C、更優(yōu)選地低于50°C、更優(yōu)選地低于45°C并且甚至更優(yōu)選地低于40°C。另一方面，下邊界流體溫度優(yōu)選地高于35°C、優(yōu)選地高于45°C、優(yōu)選地高于55°C、優(yōu)選地高于65°C。優(yōu)選地，上邊界流體溫度低于100°C、更優(yōu)選地低于90°C、更優(yōu)選地低于80°C、更優(yōu)選地低于70°C并且最優(yōu)選地低于60°C。優(yōu)選地，上邊界流體溫度優(yōu)選地高于55 °C、優(yōu)選地高于65°C、優(yōu)選地高于75 °C、優(yōu)選地高于85°C并且優(yōu)選地高于95 0C ο優(yōu)選地的下邊界流體溫度是52 °C或55 V。優(yōu)選的上邊界流體溫度是68°C、70 V或72°C。優(yōu)選地，在下邊界流體溫度和上邊界流體溫度之間發(fā)生相反的力的改變。優(yōu)選地，相反的力在下邊界流體溫度之下和下邊界流體溫度是恒定的。優(yōu)選地，相反的力從上邊界流體溫度開始和上邊界流體溫度之上是恒定的。最優(yōu)選地，在52 °C以下和72 °C以上，力不存在改變。下邊界流體溫度和上邊界流體溫度可能存在滯后，從而這些溫度中的至少一個(gè)從升高流體溫度的階段變化到降低流體溫度的階段。優(yōu)選地，滯后小于或等于邊界流體溫度中的一個(gè)的± 5 °C，優(yōu)選地兩個(gè)邊界流體溫度的± 5 °C。優(yōu)選地，下邊界流體溫度是第一溫度。優(yōu)選地，上邊界流體溫度是第二溫度。優(yōu)選地該力的改變是5到I ON。
[0028]在優(yōu)選的實(shí)施例中，溫度敏感裝置在第一溫度范圍內(nèi)提供第一力，在第二溫度范圍內(nèi)提供與第一力不同的第二力，在40°C和90°C之間的流體溫度下發(fā)生從第一力到第二力的轉(zhuǎn)變。如前所述，流體溫度的增大也增大了導(dǎo)致周圍溫度或環(huán)境溫度對用于致動(dòng)閥的溫度相依致動(dòng)裝置的影響的失真的風(fēng)險(xiǎn)。因此，在溫度相依致動(dòng)裝置依賴于由所述閥控制的流體的溫度增大致動(dòng)力的風(fēng)險(xiǎn)增加時(shí)，增大溫度敏感裝置的影響的力是有利的。優(yōu)選地，在高于45°C、優(yōu)選在高于50°C的溫度條件下、優(yōu)選地在高于60°C、優(yōu)選地在高于70°C的溫度下發(fā)生轉(zhuǎn)變。優(yōu)選地，在低于50°C、優(yōu)選地低于60°C、優(yōu)選地低于80°C、優(yōu)選地低于85°C的溫度下發(fā)生轉(zhuǎn)變。在本發(fā)明的最優(yōu)選的實(shí)施例中，在55°C時(shí)發(fā)生從第一力到第二力的轉(zhuǎn)變。優(yōu)選地，第一力比第二力小。然而，第一力可以大于第二力，例如，當(dāng)閥元件的有效長度在更高溫度下應(yīng)該減小時(shí)。然后，較小的第二力可以在元件之間設(shè)置減小的距離。此外，力可以例如是重置力或距離設(shè)定力。
[0029]應(yīng)當(dāng)理解，如上所述的溫度敏感裝置也可以設(shè)置，在已作必要修改的情況下出現(xiàn)在用于熱交換器恒溫器的恒溫器頭中。因此，在上述閥中的溫度敏感裝置的優(yōu)選實(shí)施例也可以應(yīng)用于用于熱交換器恒溫器的恒溫器頭中的溫度敏感裝置。
[0030]在熱交換器恒溫器的優(yōu)選實(shí)施例中，閥和恒溫器頭形成一體的單元。這意味著閥和恒溫器頭也可以被用戶分開。例如，閥和恒溫器頭經(jīng)由整體的閥桿被連接，該閥桿防止恒溫器頭與閥脫離。
[0031 ]優(yōu)選地，在熱交換器恒溫器中，溫度敏感裝置被設(shè)置在所述閥和所述恒溫器頭中，從而依賴于由所述閥控制的流體的溫度影響所述閥的節(jié)流行為。當(dāng)在熱交換器恒溫器的閥和恒溫器頭相應(yīng)的裝置中都存在溫度敏感裝置時(shí)，熱交換器恒溫器的相應(yīng)裝置每一個(gè)可以被設(shè)計(jì)為提供減小的力，同時(shí)所有溫度敏感裝置的總的力保持恒定。由此，熱交換器恒溫器的生產(chǎn)將變得更加容易。
【附圖說明】
[0032]在下文中，考慮到附圖中的優(yōu)選實(shí)施例來描述本發(fā)明，其中:
[0033]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的熱交換器恒溫器、閥和恒溫器頭部；
[0034]圖2a和2b示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的閥中的閥元件；
[0035]圖3a和3b示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的閥的閥元件；
[0036]圖4a和4b示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的閥；
[0037]圖5a和5b不出了根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的閥；
[0038]圖6a和6b示出了本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例中的力平衡的示意圖；
[0039]圖7示出了根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的溫度敏感裝置的示例性實(shí)施例；
[0040]圖8示出了在本發(fā)明的示例性實(shí)施例中的流體溫度和由溫度敏感裝置施加的力之間的示例性相關(guān)性或相依關(guān)系；以及
[0041]圖9示出了本發(fā)明的實(shí)施例，其中，SMA彈簧與彈性復(fù)位裝置組合。
【具體實(shí)施方式】
[0042]為了提高所附權(quán)利要求的可讀性，在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的以下詳細(xì)說明中引入附圖標(biāo)記。附圖標(biāo)記決不是限定性的。此外應(yīng)當(dāng)理解描述的優(yōu)選實(shí)施例僅僅以示例的方式給出。因此，本發(fā)明并不試圖由描述和說明的實(shí)施例限定。
[0043]圖1示出了本發(fā)明的第一實(shí)施例。熱交換器恒溫器I被描述。在該實(shí)施例中，熱交換器恒溫器I是散熱器恒溫器。熱交換器恒溫器I包括閥2和恒溫器頭3。閥2包括入口和出口。閥可以通過致動(dòng)閥元件4被節(jié)流，該閥元件4與所述入口和所述出口之間的閥座5協(xié)作。閥元件4能夠通過閥桿6致動(dòng)。設(shè)置用于閥元件4的彈性復(fù)位裝置7。該彈性復(fù)位裝置7位于復(fù)位裝置座8上。在本實(shí)施例中，復(fù)位裝置座8位于閥2中朝向閥桿6的連接閥元件4的端部。
[0044]恒溫器頭3包括溫度相依致動(dòng)裝置9，該溫度相依致動(dòng)裝置9用于依賴于恒溫器頭3的周圍溫度而致動(dòng)閥2。在此種熱交換器恒溫器I中已知的問題是:經(jīng)過所述閥2從所述入口流到所述出口的流體的溫度可以傳遞到恒溫器頭中的溫度相依致動(dòng)裝置9。溫度相依致動(dòng)裝置9在溫度升高的情況下擴(kuò)展或膨脹并且配置成依賴于恒溫器頭3的周圍溫度。通過擴(kuò)展或膨脹，閥桿6被致動(dòng)，并且閥元件4在閥2中向閥座5平移，從而降低流過閥2的流量。因此，當(dāng)流體的溫度被傳遞到溫度相依致動(dòng)裝置9時(shí)，周圍溫度的測量結(jié)果被誤用，閥2在周圍溫度實(shí)際達(dá)到期望的設(shè)定值之前經(jīng)由恒溫器頭3被節(jié)流。
[0045]為了克服該問題，根據(jù)本發(fā)明，熱交換器恒溫器I具有溫度敏感裝置10，該溫度敏感裝置10被設(shè)置在所述閥2中，從而依賴于通過所述閥2控制的流體的溫度影響所述閥2的節(jié)流行為。由此，能夠防止閥2在達(dá)到期望的環(huán)境溫度之前被過早地節(jié)流。因此，能夠達(dá)到好的室溫或環(huán)境溫度。
[0046]在如圖1所示的實(shí)施例中，溫度敏感裝置10被構(gòu)造為依賴于流體的溫度影響致動(dòng)閥元件4的力。存在于熱交換恒溫器頭3中的溫度相依致動(dòng)裝置9提供根據(jù)周圍溫度致動(dòng)閥元件4的力。當(dāng)流經(jīng)閥2的流體超過特定的溫度時(shí)，溫度敏感裝置10提供與由溫度相依致動(dòng)裝置9提供的致動(dòng)閥元件4的力相反的反作用力，該反作用力依賴于流體的溫度。這意味著:雖然用于致動(dòng)閥2的溫度相依致動(dòng)裝置9被高溫流體的溫度失真并且因此過早地減小流過閥2的流量，但是溫度敏感裝置10根據(jù)流體的溫度提供反作用力，從而在整個(gè)拉長的時(shí)間段中，比沒有設(shè)置溫度敏感裝置的傳統(tǒng)設(shè)置維持較少減小的、穩(wěn)定的或者甚至增大的流量。
[0047]具體地，在該第一實(shí)施例中，溫度敏感裝置10形成用于閥元件4的彈性復(fù)位裝置7。因此，通過將非溫度敏感復(fù)位裝置7替換為溫度敏感的復(fù)位裝置7，能夠容易地提供本發(fā)明的這樣的實(shí)施方式。在給定情況下，彈性復(fù)位裝置7基本上由通過溫度相依致動(dòng)裝置9提供的形狀記憶合金組成。彈性復(fù)位裝置7在50°C的流體溫度下將提供20N的第一重置力。彈性復(fù)位裝置7在70°C的流體溫度下將提供27N的第二重置力。7N的力差對抗由恒溫器頭3中的溫度相依致動(dòng)裝置9提供的致動(dòng)力。因此，防止流過閥2的流體流量的過早減少。
[0048]圖9顯示了一種實(shí)施例:彈性復(fù)位裝置7和溫度敏感裝置10組合使用，兩者都實(shí)施為卷簧或盤簧或螺旋簧。溫度敏感裝置10也由形狀記憶合金制成，并且在該實(shí)施例中圍繞彈性復(fù)位裝置7被同軸地設(shè)置。彈性復(fù)位裝置7由銅制成。溫度敏感裝置在55°C之上開始起作用，并且提供比低于55°C時(shí)的力大3-10N的力。在72°C以上，由溫度敏感裝置10提供的力保持恒定。因此，在保持彈性復(fù)位裝置7在55°C以上的情況下，該SMA彈簧提供增大的重置力對抗由恒溫器頭中的溫度相依致動(dòng)裝置9(至在圖6a和6b的視圖中被示出)提供的致動(dòng)力。[0049 ]在圖6a和6b中描述了用在根據(jù)圖1和9的實(shí)施例中的效果的簡化視圖，其中圖6a示出了流體溫度較低，例如低于55°C的狀態(tài)下的情形。圖6b示出了流體溫度比圖6a中的高，例如高于55°C的狀態(tài)下的情形。在較低的流體溫度下，流體和溫度相依致動(dòng)裝置9之間的熱傳遞的風(fēng)險(xiǎn)是較低的。因此，由形狀記憶合金形成的彈性復(fù)位裝置7被設(shè)計(jì)成提供相比較而言較小的第一重置力。由此，由溫度相依致動(dòng)裝置9提供的致動(dòng)力能夠相對不受阻礙地致動(dòng)閥元件4，因?yàn)轭A(yù)期到在此這樣較低的流體溫度下，周圍溫度的溫度測量沒有因?yàn)榱黧w的溫度而顯著地失真。
[0050]當(dāng)流體溫度上升到55°C以上時(shí)，形狀記憶合金被構(gòu)造為提供比第一重置力高的第二重置力。從圖6b中可以看出，該第二重置力抵消或抵抗由溫度相依致動(dòng)裝置9提供的致動(dòng)力，因?yàn)榱黧w的相比較而言較高的溫度很可能已經(jīng)使溫度相依致動(dòng)裝置9的溫度測量失真。因此，通過使得閥元件4與致動(dòng)力+F相反地平移距離S，閥2在延長的時(shí)間段被保持打開，從而周圍溫度可以進(jìn)一步升高到期望的溫度。
[0051]在本發(fā)明的另一實(shí)施例中，彈性復(fù)位裝置7由非溫度敏感的材料形成。在此種實(shí)施例中，溫度敏感裝置10被置于彈性復(fù)位裝置7和復(fù)位裝置座8之間，如圖5a和5b所示。雖然在圖1和9中示出的實(shí)施例中溫度敏感裝置10是卷簧或螺旋彈簧，但是在圖5a和5b中示出的實(shí)施例中，溫度敏感裝置10是如圖7所示的距離設(shè)定盤(distancing disc)。
[0052]圖7示出了沿閥桿6的觀察方向觀察的距離設(shè)定盤。在圖5a和5b中，距離設(shè)定盤圍繞閥桿6同軸地設(shè)置。距離設(shè)定盤位于復(fù)位裝置座8。用于閥元件4的彈性復(fù)位裝置7位于溫度敏感裝置10上。在本實(shí)施例中溫度敏感裝置10由雙金屬制成。依賴于流過閥2的流體的溫度，距離設(shè)定盤改變其形狀。通過圖5a和5b比較可以看出，當(dāng)流過閥的流體超過特定溫度時(shí)(該特定溫度可以位于40°C和90°C之間)溫度敏感裝置10因此壓縮復(fù)位裝置7。通過壓縮彈性復(fù)位裝置7，增大與由溫度相依致動(dòng)裝置9所提供的致動(dòng)力相反的反作用力，該致動(dòng)力依賴于周圍溫度，而該周圍溫度的測量因?yàn)榱黧w的溫度而失真。因此，防止閥2的過早節(jié)流，從而可以實(shí)現(xiàn)期望的室溫或環(huán)境溫度。
[0053]本發(fā)明的另一實(shí)施例具有溫度敏感裝置10，該溫度敏感裝置10被構(gòu)造為依賴于流體的溫度影響閥元件4的有效長度。此種解決方案，在圖2、3和4中被示例性示出。從圖2a和2b中可以看出，溫度敏感裝置10被設(shè)置在閥元件4中。在該情況下，閥元件4具有第一節(jié)流部件4a和第二節(jié)流部件4b。溫度敏感裝置10置于在第一節(jié)流部件4a和第二節(jié)流部件4b之間。在較低的流體溫度下，在本實(shí)施例中在例如50°C的情況下，閥元件4的有效長度是較長的。在該情況下溫度敏感裝置10也被設(shè)置為由雙金屬制成的距離設(shè)定盤，其設(shè)定第一節(jié)流部件4a和第二節(jié)流部件4b之間的第一距離。在升高的流體溫度下，例如55 °C之上，溫度敏感裝置10設(shè)定第一節(jié)流部件4a和第二節(jié)流部件4b之間的第二距離。第二距離比第一距離小。因此，與55°C以下的流體溫度相比，在55°C以上，閥元件4的有效長度較短。這具有如下的效果:升高的流體溫度使得恒溫器頭3中的溫度相依致動(dòng)裝置9的溫度探測失真的情況下，防止閥的過早節(jié)流。例如，第一距離比第二距離大0.3mm。
[0054]在圖3a和3中示出了根據(jù)本發(fā)明的基于相同的思想的替代解決方案。在圖3a中，示出了流體溫度較低的情形，例如低于55°C的情況，在閥元件4和閥桿6之間設(shè)置第一距離，因?yàn)闇囟让舾醒b置被置于閥元件4和閥桿6之間。如圖3b所示，其中示出流經(jīng)所述閥的流體的溫度高于例如55°C的情況，溫度敏感裝置10提供第二距離，而不是第一距離，其中在該示例性情況下，第二距離比第一距離小0.3mm。再次，依賴于流體的溫度影響閥元件4的有效長度。更具體地，當(dāng)流經(jīng)所述閥2的流體的溫度超過特定溫度時(shí)，閥元件的有效長度被減小。因此再次地，可以防止閥2的過早節(jié)流，在該情況下，通過設(shè)置可平移地安裝在閥桿6上的閥元件4，該閥元件4能夠被溫度敏感裝置10致動(dòng)。
[0055]在本發(fā)明的使用依賴于流體的溫度而影響閥元件4的有效長度的構(gòu)思的另一實(shí)施例中，溫度敏感裝置10被設(shè)置在閥座5上。在該情況下，如圖4a所示，在低于例如55°C的特定溫度的流體溫度下，閥2可以被設(shè)置在閥座5上的溫度敏感裝置10節(jié)流。在例如55°C之上的升高的流體溫度之下，如圖4b所示，溫度敏感裝置10可以通過增大流動(dòng)截面積而向上調(diào)節(jié)閥2中的流體流量。例如通過使得溫度敏感裝置10的形狀從傾斜的低溫形狀轉(zhuǎn)變?yōu)槠教沟母邷匦螤?，例如通過增大閥元件4和溫度敏感裝置10之間的距離，能夠發(fā)生上述的情況。因?yàn)?，雖然在升高的流體溫度下，溫度相依致動(dòng)裝置9的溫度感測可能失真，但是例如通過使用雙金屬元件作為溫度敏感裝置10，通過增大閥的流動(dòng)截面積，可以在延長的時(shí)間段中保持增大的流量，從而允許周圍溫度被較好地加熱到期望值。
[0056]最后，圖8給出了用于示例性溫度敏感裝置10的流體溫度。C和力N之間的示例性相依關(guān)系。該相依關(guān)系示出了滯后現(xiàn)象。滯后循環(huán)的下分支與溫度的增大對應(yīng)，而上分支與溫度的降低對應(yīng)。根據(jù)該曲線，溫度敏感裝置10在第一溫度范圍內(nèi)提供第一力，在該情況下，該第一溫度從大約-20 °C到大約40 °C，并且在第二溫度范圍內(nèi)提供與第一力不同的第二力，該第二溫度范圍在此情況下位于40°C和大約80°C之間。應(yīng)當(dāng)注意，在該情況下，第一力在第一溫度范圍內(nèi)不是恒定的，而實(shí)際上是從ON到大約20N的力范圍。此外，第二力在第二溫度范圍內(nèi)不是恒定的，而實(shí)際上是大約40N和大約70N之間的力范圍。在本實(shí)施例中，在大約40°(:時(shí)，發(fā)生第一力到第二力的轉(zhuǎn)變或過渡，因而導(dǎo)致第一力范圍到第二力范圍的轉(zhuǎn)變或過渡。在該情況下，轉(zhuǎn)變或過渡意味著所施加的力的跳變。因此，第一力比第二力小，并且在特定的溫度下，溫度敏感裝置10例如可以從第一重置力跳變到第二重置力，抵消或?qū)购銣仄黝^3中的溫度相依致動(dòng)裝置9的致動(dòng)力。然而，應(yīng)當(dāng)理解在特定實(shí)施例中，第一力或第一力范圍具有比第二力或第二力范圍大的力。如圖8所示，第二力在72°C和以上是大約恒定的。
[0057]在未示出的實(shí)施例中，恒溫器頭3被設(shè)置有依賴于被所述閥2控制的流體的溫度而影響所述閥2的節(jié)流行為的溫度敏感裝置10。該恒溫器頭3包括用于依賴于恒溫器頭3的周圍溫度致動(dòng)閥2的溫度相依致動(dòng)裝置9。當(dāng)由所述閥2控制的流體超過特定溫度，例如55°C時(shí)，流體溫度可以使得環(huán)境溫度或周圍溫度的探測的失真，因此導(dǎo)致閥2的過早節(jié)流，因?yàn)闇囟认嘁乐聞?dòng)裝置9將在周圍溫度真正達(dá)到期望值之前節(jié)流所述閥2。然而，恒溫器頭3中的溫度敏感裝置10能夠提供例如對抗由溫度相依致動(dòng)裝置9提供的致動(dòng)力的反作用力。應(yīng)當(dāng)理解，就閥2進(jìn)行描述的本發(fā)明也可以以傳統(tǒng)的方式應(yīng)用于恒溫器頭3中，例如當(dāng)在恒溫器頭3中，在溫度敏感裝置10被構(gòu)造為依賴于流體的溫度影響閥2的閥元件4的有效長度的情形中，或者在溫度敏感裝置10被構(gòu)造為依賴于流體的溫度影響致動(dòng)閥元件4的力的情形中。
[0058]關(guān)于熱交換器恒溫器I，使得閥2和恒溫器頭3形成為一體的單元是有利的。因此，恒溫器頭3也可以不存在。例如，在沒有示出的實(shí)施例中，恒溫器頭3和閥2經(jīng)由一體的閥桿6耦接，該閥桿6防止恒溫器頭3與閥2脫離。在本實(shí)施例中，閥2和恒溫器頭3是分離的部件。因此，閥桿6具有適于與恒溫器頭3中的互補(bǔ)的接合裝置協(xié)作的接合裝置，從而允許從閥2上拆卸恒溫器頭3 ο
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于熱交換器恒溫器(I)的閥(2)，所述閥(2)包括: 入口； 出口； 所述入口和所述出口之間的閥座(5);以及 閥元件(4)，與所述閥座(5)協(xié)作的并且能夠被閥桿(6)致動(dòng)； 其特征在于: 溫度敏感裝置(10)被設(shè)置在所述閥(2)上或所述閥(2)內(nèi)部，從而依賴于由所述閥(2)控制的流體的溫度影響所述閥(2)的節(jié)流行為。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閥(2)，其特征在于，溫度敏感裝置(10)被構(gòu)造為依賴于流體的溫度影響閥元件(4)的有效長度。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的閥(2)，其特征在于，溫度敏感裝置(10)被設(shè)置在閥元件(4)內(nèi)部。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的閥(2)，其特征在于，溫度敏感裝置(10)被置于閥元件(4)和閥桿(6)之間。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中的任一項(xiàng)所述的閥(2)，其特征在于，溫度敏感裝置(10)被布置在閥座(5)上。6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中的任一項(xiàng)所述的閥(2)，其特征在于，溫度敏感裝置(10)被構(gòu)造為依賴于流體的溫度影響致動(dòng)閥元件(4)的力。7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中的任一項(xiàng)所述的閥(2)，其特征在于，溫度敏感裝置(10)被置于用于閥元件(4)的彈性復(fù)位裝置(7)和復(fù)位裝置座(8)之間。8.根據(jù)權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的閥(2)，其特征在于，溫度敏感裝置(10)形成用于閥元件(4)的彈性復(fù)位裝置(7)。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中的任一項(xiàng)所述的閥(2)，其特征在于，溫度敏感裝置(10)包括形狀記憶合金和/或雙金屬。10.根據(jù)權(quán)利要求1至9中的任一項(xiàng)所述的閥(2)，其特征在于，溫度敏感裝置(10)包括距離設(shè)定盤和/或螺旋彈簧。11.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的閥(2)，其特征在于，溫度敏感裝置在第一溫度提供第一力并且在第二溫度提供第二力，第一力比第二力小，并且第一溫度比第二溫度低。12.根據(jù)權(quán)利要求1至10中的任一項(xiàng)所述的閥(2)，其特征在于，溫度敏感裝置在第一溫度范圍提供第一力并且在第二溫度范圍提供與第一力不同的第二力，在40°C和90°C之間的流體溫度下進(jìn)行從第一力到第二力的轉(zhuǎn)變。13.—種用于熱交換器恒溫器(I)的恒溫器頭(3)，所述恒溫器頭(3)包括: 用于依賴于恒溫器頭(3)的周圍溫度致動(dòng)閥(2)的溫度相依致動(dòng)裝置(9); 其特征在于， 溫度敏感裝置(10)被設(shè)置在所述恒溫器頭(3)上或所述恒溫器頭(3)內(nèi)部，從而依賴于由所述閥(2)控制的流體的溫度影響所述閥(2)的節(jié)流行為。14.一種包括閥(2)和恒溫器頭(3)的熱交換器恒溫器(I)，所述閥(2)包括: 入口； 出口； 所述入口和所述出口之間的閥座(5);以及 與所述閥座(5)協(xié)作的并且能夠被閥桿(6)致動(dòng)的閥元件(4);以及 所述恒溫器頭(3)包括用于依賴于恒溫器頭的周圍溫度致動(dòng)閥的溫度相依致動(dòng)裝置(9)； 其特征在于， 溫度敏感裝置(10)被設(shè)置在所述閥(2)和/或所述恒溫器頭(3)上或內(nèi)部，從而依賴于由所述閥(2)控制的流體的溫度影響所述閥(2)的節(jié)流行為。15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的熱交換器恒溫器(I)，其特征在于，閥(2)和恒溫器頭(3)形成一體的單元。
【文檔編號】F16K31/70GK106065970SQ201610246771
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月20日 公開號201610246771.8, CN 106065970 A, CN 106065970A, CN 201610246771, CN-A-106065970, CN106065970 A, CN106065970A, CN201610246771, CN201610246771.8
【發(fā)明人】尼爾斯·葛瑞格森·霍林, 比亞內(nèi)·弗雷德里克森, 阿恩·馬克沃特, 蓋亞·巴爾扎里尼, 哈拉爾德·西古德松
【申請人】丹佛斯有限公司