[发明专利]流量控制喷嘴

说明书

公开了一种用于控制不可压缩流体的流量的流量控制喷嘴(40、40’)，所述流量控制喷嘴(40、40’)具有流动区域并包括可变形元件(50、60)，所述可变形元件(50、60)包括形状记忆合金(SMA)材料，其中在一定操作温度的范围内，所述SMA材料被配置为随着所述操作温度的增加而减小所述流量控制喷嘴的所述流动区域。因此，所述流量控制喷嘴(40、40')能够动态地补偿操作温度的变化，以便保持恒定的流量。

技术领域

本公开总体上涉及用于控制流体流量的装置，并且特别地涉及用于控制不可压缩流体的流量的装置。

背景技术

在典型的射流管伺服阀内，第二级阀芯或伺服装置的压力由来自精密射流喷嘴的流动冲击控制。因此，期望尝试保持来自射流喷嘴的液压流体的基本恒定的流量，这是因为流量的任何波动都可能降低射流管伺服阀的性能。然而，这通常可能是困难的，这是因为流体的粘度密切地依赖于温度。因此，现有射流管设计的性能可能非常容易受到操作温度变化的影响。在流量对粘度效应敏感的各种其他流量控制应用中可以发现类似的问题。例如，另一个示例是柴油发动机内的燃料控制喷嘴。

发明内容

从第一方面，提供了一种用于控制不可压缩流体的流量的流量控制喷嘴，所述流量控制喷嘴具有流动区域并包括可变形元件，所述可变形元件包括形状记忆合金(SMA)材料，其中在一定操作温度的范围内，所述SMA材料被配置为随着所述操作温度的增加而减小所述流量控制喷嘴的所述流动区域。

因此，在实施方案中，SMA材料用于控制流量以便补偿操作温度的变化。特别地，SMA材料可以用于控制流量，以便补偿由流量控制喷嘴提供的不可压缩流体的温度依赖性粘度变化。例如，流量控制喷嘴具有流动区域，流体在使用中流过所述流动区域，且流动区域因此确定(连同流速一起)流率。随着操作温度增加，流体的粘度通常将降低，且如果这未得到补偿，流率则会因此增加。因此，操作温度的任何变化将导致流率的变化。相反地，根据实施方案，可以随着操作温度的增加而减小流动区域，以便减小在所述操作温度的范围内的流率的变化。

特别地，所述SMA材料可以被配置为随着所述操作温度的增加而减小所述流量控制喷嘴的所述流动区域，以便在所述操作温度的范围内保持(更加)基本上恒定的流率。在实施方案中，所述流量控制喷嘴能够动态地补偿操作温度的变化，以便保持基本上恒定的流量。

例如，流动区域通常可以包括流动通道，不可压缩流体在使用中流过所述流动通道。流动通道可以至少部分地由可变形元件限定。例如，可变形元件可以包括环形(或半环形)元件，其限定(即围绕)流动通道的至少一部分。因此，可变形元件可以限定流量控制喷嘴的流动孔口。因此，随着温度升高，SMA材料可以收缩以减小流动区域。特别地，随着温度升高，SMA材料可以收缩以减小流动通道的直径。因此，在实施方案中，调整流量控制喷嘴的直径以补偿操作温度(流体粘度)的变化。尽管流动通道通常将具有圆形横截面，但是将理解的是，流动通道还可以具有其他形状的横截面。因此，通常，对流动通道的“直径”的任何引用可以被认为是对流动通道的“尺寸”的引用。也就是说，在实施方案中，所述流动区域可以包括流动通道，其中所述流动通道至少部分地由所述可变形元件限定，且其中所述SMA材料被配置为减小所述流动通道的尺寸以减小所述流动区域。

流量控制喷嘴的长度，例如或其流动通道的长度原则上还可以进行调整以提供对流率的进一步控制。然而，通常，流量控制喷嘴的长度保持恒定。

在另一个示例中，流动孔口的尺寸可以是固定的，且可变形元件可以设置在流动区域内，其中可变形元件随着温度增加而变形以减小流动区域。也就是说，流动区域可以包括流动通道，例如由钢或类似物形成，其具有固定尺寸，其中随后可使用位于流动通道内的可变形元件改变流动区域。在这种情况下，流体可以围绕可变形元件环形地流动。因此，可变形元件可以扩张或移动或以其他方式变形以调整(例如，减小)流动区域。因此，在实施方案中，所述流动区域可以包括流动通道，其中所述可变形元件设置在所述流动区域内，使得流体围绕所述可变形元件流过所述流动通道。然后，随着温度升高，可变形元件可以变形以减小流动区域。