[發明專利]活性材料激活的泄壓閥及其使用方法

有效

• 申請號: 200910174030.3
• 申請日: 2009-10-20
• 公開（公告）號: CN101725741A
• 公開（公告）日: 2010-06-09
• 發明（設計）人: A·L·布勞恩;P·W·亞歷山大;N·L·約翰遜;J·H·舍馬克
• 申請（專利權）人: 通用汽車環球科技運作公司
• 主分類號: F16K15/03
• 分類號: F16K15/03;F16K17/00;F16K21/00;F16K31/02;B60J10/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 彭武;譚祐祥

技術領域

本發明總體上涉及空氣泄壓閥，更具體地涉及利用活性材料致動來調節內部隔室內的狀態的泄壓閥和方法。?

背景技術

應該理解的是，內部空間或隔室與外部環境之間的壓差能造成令人不快的情形。例如，在汽車情境中，能夠造成“隆隆聲”(即低水平噪音不適)增加、所需的門關閉力增加，尤其是當空間中的乘員突然感到不適時。因而，可以使用用于減小壓差的泄壓閥(PRV)，所述壓差在擺動面板(例如門、升降活門、后窗口)或窗戶閉合、HVAC系統或氣囊展開激活、車輛運動期間窗戶打開時可能增大，使得導致伯努利效應。這些閥通常位于作為與隔室和環境的界面的內部面板(例如后座與行李箱之間的結構面板、地板與外部環境之間的結構面板、儀表板與發動機艙之間的結構面板等)內。在結構上，傳統的PRV包括使內部空間與外部環境流體聯接的至少一根導管和設置在由該導管限定的開口上的可動活門(例如門)。活門響應于壓差而被動地操縱。例如，當內部隔室內的氣壓大于外部氣壓時，活門打開以補償以及緩和增強的壓力；并且當內部隔室氣壓小于外部氣壓時，可動活門覆蓋開口以防止空氣進入內部隔室。?

近來，已研發出利用驅動機構打開/關閉活門的主動PRV，以應對被動PRV的一些限制。在這些構造中，不再需要壓差來致動PRV，相反，通過傳感或人工輸入來致動PRV；應該理解的是，主動PRV可通過其它狀態觸發和用于應對其它狀態，諸如隔室內部或外部的差的空氣質量、過熱的溫度、通過傳感器的檢測、和相關系統的操作或狀況。然而，主動PRV在技術上也存在各種問題。例如，現有技術的主動PRV-包括利用馬達、螺線管、和活性材料致動(諸如由共同擁有的美國專利No.7204472A所介紹的)以實現活門的運動的那些閥通常需要恒功率，以使閥保持處于被操縱狀態。這總是導致電源的消耗。此外，相對于現有技術基于活性材料的PRV，缺少載荷極限保護也成為問題，其?導致無法避免失效并且不能降低與此相關的成本。例如，應該理解的是，在活門的開口被外物阻塞的情況下，這些PRV中的活性材料元件可能變得過熱、變得受損、或以其它方式失效。?

發明內容

考慮到前述問題，本發明公開一種改善的基于活性材料的PRV，其適于與內部隔室-諸如車輛的內部隔室一起使用。由于活性材料所具有的可逆變化特性，所以除了其它方面本發明可用于選擇性地減小壓差，其中選擇性是基于各種自發或人工決定的狀態。因而，本發明可用于根據需要和通過遠程控制來減小隆隆聲(boom)或氣縛(air?bind)，以及改善/增強通風。本發明的其它優點包括通過閂鎖機構提供零功率通風位置的保持。最后，應該理解的是，與基于機械、機電、液壓、或氣動的同類系統相比，在此介紹的活性材料元件新穎的使用減小了重量并且/或者降低了復雜性；并且相對于現有技術的活性材料PRV，提高了能量效率并減小了失效的可能性和降低了相關的成本。?

本發明的第一方面涉及一種適于與車輛的內部隔室一起使用并用于改變車輛的內部隔室的狀態的泄壓閥。該閥包括：殼體，其限定與隔室和外部環境流體連通的開口；活門，其樞轉地連接至殼體，以便在打開狀態與關閉狀態之間被擺動；和致動器，其從動地聯接至活門。活門構造成在關閉狀態下覆蓋開口的至少一部分并且在打開狀態下不阻礙開口以便允許隔室與環境之間的流體流動。致動器包括活性材料元件，當接收到激活信號時所述活性材料元件能夠在基本特性方面產生可逆變化。該變化能夠使活門在打開狀態與關閉狀態之間擺動，從而實現改變的狀態。本發明的致動器還包括：載荷極限保護器，其聯接至用于元件的次級輸出路徑，并構造成當活門不能在打開與關閉狀態之間擺動時提供用于元件的次級輸出路徑；和/或閂鎖機構，其聯接至活門并構造成接合活門，以便當所述改變反向時(例如激活信號停止)將活門保持在改變的狀態中。?

本發明的第二方面涉及選擇性地改變內部隔室的狀態的相關方法。該方法包括：通過開口將隔室流體地聯接至外部環境，以便允許隔室與外部環境之間的流體流動；相對于開口固定活性材料元?件；確定該狀態的樣本值。一旦確定，將樣本值與閥值進行比較，并且當樣本值超過閥值時確定不順從狀態值。當確定不順從狀態值時激活該元件。由于元件的激活而使開口關閉或打開，并且由于開口的打開或關閉而改變狀態。?

本發明的其它方面和優點-包括形狀記憶合金、形狀記憶聚合物以及用于致動的其它活性材料的采用、用于與基于活性材料的PRV一起使用的閂鎖機構、以及基于活性材料的PRV的各種構造將通過以下對優選實施方式和附圖的詳細說明而顯現。?

附圖說明