CN101896720A - 主动被控制的阀门和使主动被控制的阀门运行的方法 - Google Patents

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Abstract

具有外壳(6)的主动被控制的阀门(1)包括有具有通孔(4a)的可活动设置的阀板(4)以及具有通孔(2a)的，相对于外壳(6)固定的对置板(2)，其中阀板(4)这样地相对于对置板(2)设置成可移动的，因此通孔(2a，4a)形成打开的或者关闭的通孔(24)，以及包括有驱动装置(8)，它使阀板(4)驱动，其中阀板(4)通过驱动弹簧(7)与驱动装置(8)连接，并且还有可控制的保持装置(10)，用于固定阀板(4)的位置。

Description

主动被控制的阀门和使主动被控制的阀门运行的方法
本发明涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的主动(aktiv)被控制的阀门，以及按照权利要求18的前序部分所述的使主动被控制的阀门运行的方法。
在通常的压缩机阀门中，正如100多年来所应用的那样，在一个闭合体上的弹簧力和压力的力平衡导致使这闭合体在流动方向上运动而离开阀座。闭合体大多数为板，但也可以是凸起。这种结构形式的不利之处在于：流体必须环流于闭合体，而且两次改变方向。这造成在阀门上出现较大的压力降，而且还引起形成一个小的通流断面，沿着这断面流体具有高的流速。
专利US6149400公开了一种通常的板状阀门。板的运动可以用一个来自电磁线圈的附加力施加影响，从而使板延迟地从打开位置运动至关闭位置上。上面所述的缺点仍保留。
专利EP0 971 160 B1公开了一种用于活塞压缩机主动被控制的阀门。阀门包括有一个阀板，它设置成可以相对于对置板转动，以便通过转动使通孔或者开启，或者关闭。阀板直接由一个外部驱动装置驱动。这种已知的设计方案的缺点是：它们只能缓慢和不准确地进行操纵。按照WO 01/65157和WO01/59266A1的专利有同样的缺点，它们描述了所述阀板的一种略有变化的形式。
本发明的任务是提出一种主动被控制的阀门，它具有有利的运行性能。
这任务用一种具有权利要求1所述的特征的主动被控制的阀门来解决。从属权利要求2至17涉及主动被控制的阀门的其它有利的设计方案。这任务还用一种具有权利要求18所述特征的，使一种主动被控制的阀门运行的方法来解决。
这任务尤其是用一种具有一个外壳的主动被控制的阀门来解决，这阀门包括有一个具有通孔的可活动地支承的阀板以及一个具有通孔的，相对于外壳固定的对置板，其中阀板相对于对置板可移动地支承，因此通孔形成一个打开的或者关闭的通道，以及阀门包括有一个驱动装置，它驱动阀板，其中阀板通过一个驱动弹簧与驱动装置连接，并且其中一个可触发的保持装置作用地布置，从而可以固定阀板的位置。
在一种特别有利的设计方案中，阀板设计成可以围绕一个纵向轴线转动或者说旋转。一种这样的阀门也称为转动滑阀。驱动弹簧有利地设计成一种与纵向轴线同心的扭转弹簧，它使驱动装置与阀板连接。
在另一种设计方案中，阀板设置成可以在阀板的延伸方向上移动，尤其是设置成可以直线移动。
这任务还用一种使一个主动被控制的阀门运行的方法来解决，这阀门包括有一个可活动设置的阀板，一个固定布置的对置板，一个通过驱动弹簧与阀板连接的驱动装置，以及一个可触发的保持装置，其中阀板通过保持装置固定在其位置上，然后通过驱动装置使驱动弹簧张紧，然后通过保持装置使阀板松开，因此通过存储在驱动弹簧里的能量使阀板运动，然后使阀板在其停止状态或者近似停止状态时又通过保持装置保持住。保持装置可以有利地很快激活，例如通过使保持装置包括有一个压电的驱动装置来实现，这驱动装置用于驱动保持装置。一种这样的阀门可以在小于1ms的短时间内打开或者说关闭。
按照本发明的阀门或按照本发明的方法在一种有利的设计方案中具有以下优点：使阀板运动所需的驱动能量至少很大部分或者甚至完全被存储在驱动弹簧里，而且设有一个可触发和优选可以很快操纵的保持装置，它使阀板的位置固定或者说松开。如果驱动弹簧一次张紧了，那么驱动装置的机械惯性不再影响到阀门的转换时间。转换时间主要由存储在驱动弹簧里的能量，运动部件，尤其是阀板的惯性，以及保持装置的快速性来确定。这样设计的按照本发明的阀门因此在打开位置和关闭位置之间具有特别短的转换时间。
在阀门运行期间，驱动装置的任务是保证：在驱动弹簧里分别存储了足够的能量用来使阀板运动。为此在一种有利的设计方案中，使阀门在停止状态被保持装置保持住，并在这种状态时操纵驱动装置，使驱动弹簧附带地张紧，从而在驱动弹簧里又存储足够的能量，以便在随后保持装置松开时使阀板运动。
按照本发明的阀门优选这样地运行，使阀板在操纵保持装置时，这就是说在松开或者固定保持装置时，处于停止状态或者近似停止状态。保持装置因此在停止状态或者近似停止状态时，作用在可运动部件上，其优点是：保持装置的磨损特别小。按照本发明的阀门因此在长时间内可以无维护地运行，并且因此具有极长的耐用度。
在一种特别有利的设计方案中，阀板通过一个与驱动弹簧同心延伸的保持弹簧与外壳连接。在一种特别有利的设计方案中，弹簧能量基本上存储或蓄积在保持弹簧里。优选通过如下途径使弹簧能量蓄积在保持弹簧里：保持装置使阀板固定，然后驱动装置使驱动弹簧在一个方向上张紧，而且然后保持装置将阀板松开，因此使阀板运动并且通过保持装置在到达静止位置时又固定住。接着在另一个方向上重复这过程，其中阀板每次继续运动一点。一旦偏转超出一个预先规定的值，那么保持装置就固定住阀板的位置，从而使阀板在其位置上并用预张紧的保持弹簧保持。这种起振过程或者说保持弹簧的张紧优选在一个小于一秒的时间间隔内进行。这种起振过程的优点由以下可见：由驱动装置输入的能量蓄积在保持弹簧里，因此在保持弹簧里可以存储相对大的弹簧能量。此外驱动装置不必耗费所有能用来使阀板运动所需的力矩，并且因此可以设计得更小，更轻，和更经济。
按照本发明的主动被控制的阀门既可以设计成压阀或者作为吸阀，而且尤其适用于活塞压缩机。按照本发明的阀门具有以下优点：通孔可以使阀板的小于等于30％面积的一个相对大的横断面开通，因此可以使这横断面在很短的，小于2ms的时间里开通，而且阀门不需要使流转向。
在另一种有利的设计方案中，驱动装置包括有一个活动的衔铁，它可以触发地被多个电磁体吸引，从而可以通过操纵磁体使衔铁运动。在一种有利的设计方案中这种驱动装置也设计成保持装置，这通过电磁体在一定时间内保持活化来实现，并且因此可以使衔铁保持在一个规定的位置上。在电磁体去除活化之后衔铁又可以运动，并因此取消了驱动-和保持装置的保持功能。
按照本发明的阀门包括有以下优点：
·较小的流损失，因为阀的通孔可以具有大的流通横断面，这横断面大约如通常阀门的两倍那样大。
·通过在时间上很精确地开启和关闭阀门提高了效果，因为可以将时刻精确确定至小于等于1至2ms。
·因为阀门几乎没有磨损件，或者说磨损很小，因此阀门具有较长的使用寿命，这使维护费用较低，并因此使寿命较高。
·按照本发明的阀门可以用作为现有阀门的代用物，其中阀门可以这样设计，从而在压缩机上无需进行或者只是不重要的改变。
·按照本发明的阀门与压缩机一起只具有小的有害空间。
·按照本发明的阀门允许调节压缩机的输送量，因为阀门不必在每个循环期间关闭和开启，而是在至少一个循环期间也可以始终打开或者始终关闭着。
以下根据实施例对阀门进行说明。所示为：
图1一个简略表示的压力阀门在开启状态时的纵向剖视图；
图2两个保持装置的立体图；
图3保持装置部件的C-向剖视图；
图4a  具有一个密封板的阀板的***图；
图4b  图4a所示的具有密封板的阀板在组装状态时的一个侧视图；
图5简略表示的，具有一个阀板但没有密封板的压力阀的纵向剖视图；
图6主动被控制的阀门的另一个实施例的一个纵向剖视图；
图7在保持弹簧张紧时阀板角度与时间的函数图；
图8在按图7的过程中存储于保持弹簧和驱动弹簧里的能量与时间的函数关系图；
图9a至9h阀板的位置以及不同时间存储于保持弹簧和驱动弹簧里的能量；
图10简略所示的抽吸阀门在开启状态时的纵向剖视图；
图11具有可直线运动阀板的一个主动被控制的阀门的俯视简图；
图12具有阀板的一个弯曲延伸的基板的纵向剖视简图；
图13具有阀板的一个V-形延伸的基板的纵向剖视简图；
图14阀门的另一个实施例的纵向剖视图；
图15图14所示阀门沿着B-B剖面线的一个俯视图；
图16，17按图15所示的吸紧的衔铁在第一或第二个位置上的俯视图；
图18具有间隔开的衔铁的罐状磁体的剖视简图；
图19具有吸紧的衔铁的罐状磁体的剖视简图；
图20阀门的另一个实施例的纵向剖视图。
图1表示了一种主动被控制的阀门1的纵向剖视图。阀门1包括有一个外壳6，也称为灯笼，在其上在下部布置了一个具有通孔2a的对置板2，在传统的阀门中称为阀座，并且它在上面与一个驱动装置8固定连接。在这外壳6里设有一个具有通孔4a的盘状的阀板4，其可以围绕一个垂直于阀板4的纵轴线A转动。阀板4，也称为闭合体，此外可转动地支承在一个径向轴承6a里。无论是阀板4还是对置板2都具有多个在圆周方向上与纵轴线A有间距的通孔2a，4a，这些通孔这样地相对布置，从而这些通孔如所示那样形成一个打开的通道24，因此流体可以流通经过，或者当阀板4转动时，形成一个关闭的通道24，这阻止了流体的流动。一个设计成扭转弹簧的驱动弹簧7与纵轴线A同心布置，并且既固定耦合于驱动装置8上并且通过连接件9a也耦合于阀板4上，或者固定地与其连接。一种附加的空心圆柱形保持弹簧5(它同样也设计成扭转弹簧)同样也与纵轴线A同心布置，并且既与外壳6并通过连接件9a，也与阀板4固定连接。此外与纵轴线A同心布置了一个设计成盘的固定保持件9，并且通过连接件9a防转地与阀板4连接。在外壳6之内设有一个保持装置10，这装置包括有一个致动器10c以及一个制动件10a。当致动器10c活化时，将固定保持盘9夹住在致动器10c和制动件10a之间，从而使固定保持盘9被止动，而且因此将阀板4保持在其相应的位置上。致动器10c优选设计为压电变换器或者压电致动器。它有以下优点：可以很快地进行操纵，或者说很快地固定和松开，在ms数量级内，而且可以产生相对大的保持-或夹紧力，这保证了固定保持盘9和因此阀板4的可靠保持。这设计成夹紧装置的保持装置10可以设计成许多不同的形式，例如也可以具有一个电磁致动器10c或者一种气动的或者液压的致动器10c。驱动装置8在所示的实施例中设计成电动机。也可以应用许多其它的驱动***作为驱动装置8，例如也可以是一种液压的或者气动的驱动***。
图2表示了两个并排布置的保持装置10的一个实施例的立体图。每个保持装置10包括有一个U-形连接装置10d，它一边与一个压电变换器10c，而另一边与一个保持块10b连接。此外制动件10a与一个连板10e固定连接，其中连板10e与外壳6固定连接。固定保持盘9可以围绕转动轴线A转动地支承，其中固定保持盘9延伸在连板10e和制动块10b之间，从而在操纵变换器10c时使固定保持盘9被夹紧，或者被释放。固定装置10布置成相对于固定保持盘9优选浮动或者说在轴线A的延伸方向上可移动，以便可以可靠地保持固定保持盘9，尤其是当阀门的单个部件，例如根据温度的波动而膨胀不同时，也才这样。
图3表示了一个保持装置10的侧视细部图。连板10e与外壳6固定连接。制动件10a与连板10e固定连接。在固定保持盘9之间布置了制动块10b和连板10e。操纵压电变换器10c使变换器10c和制动块10b关闭或开启。
图4a用***图表示了阀板4的另一个实施例，它具有许多槽形的，径向地向转动轴线A延伸的通孔4a。阀板4还包括有三个分布在在阀板4的圆周方向上的弹簧元件4c，它们保持密阀板4b。密封板4b同样也具有通孔4d，这些通孔优选设计和布置成与通孔4a一样和重合。
图4b表示了图4a所示的，而且现在组装了的阀板的侧视图。阀板4在这里在载荷作用下并用夸大的变形来表示。密封板4b在下面具有一个突出的导向销4e，这导向销支承在图1所示的径向轴承6a里。密封板4b相对于阀板4通过弹簧元件4c在转动轴线A的方向上弹动地支承。这种设计方案的优点在于：密封板4b在阀门关闭并经受压力时被固定压紧在对置阀板2上，并因此固定贴靠，从而使对置板2的通孔2a特别密封地封闭住。
图5表示了一种简略表示的阀门1的另一个实施例，这种阀门与图1所示阀门的区别在于没有保持弹簧5。如图5简略所示，阀板4也还可以设计成没有密阀板4b和弹簧元件4c，因此阀板4直接贴在对置阀板2上，并根据与通孔4a和通孔2a的相互位置设有一个通道24，或者使通孔2a关闭。一种这样设计的阀板4也可以应用于图1所示的实施例中。
图6表示了一种主动被控制的阀门1的另一个实施例的纵向剖视细部图。阀门1包括有一个外壳6，其中没有表示出要布置在外壳6上端面上的驱动装置8。在外壳6里设有一个具有通孔2a的对置阀板2。在对置阀板2之上可转动地布置了具有通孔4a的阀板4。外壳6具有侧向孔6b，因此在通孔2a，4a和侧向孔6b之间形成一种导引流体的连接F。一个设计成驱动弹簧7的扭转杆与一个固定保持盘9固定连接。固定保持盘9还通过一个空心圆柱形的保持弹簧5与外壳6固定连接。在外壳6里，一个包括有一个压电致动器10c和一个制动块10b的固定装置10这样地相对于固定保持盘9布置，从而使固定保持盘可以被压电致动器10c被固定或释放。固定保持盘9防转地与阀板4连接。此外一个位置传感器11与阀板4耦合，以检测阀板4的角度。在完整的阀板1中例如在图1中简略所示的驱动弹簧7与一个驱动装置8连接，后者在驱动弹簧7的上面突出的端部上作用于其上面。
按图6的阀门利用了存储在保持弹簧5里的弹簧能量，以便通过操纵固定装置10快速地并且还在时间上很精确地并且可重现地打开和关闭阀门1。因此在按图6的阀门1中具有中心的意义是，在保持弹簧5里分别存储了足够的能量，以便使阀板4在要求的时间里运动。驱动装置8主要用于给保持弹簧5提供足够的弹簧能量，或者说使阀板4转动一个这样的角度范围，使得在保持弹簧5里存储足够的弹簧能量用于阀门1的运行。在图6所示实施例中将这弹簧能量从驱动装置8经过驱动弹簧7传送给阀板4或保持弹簧5。驱动装置8设计成这样强，以至于它能够提供整个所需要的转矩，这转矩例如为50Nm数量级。一种这样的驱动装置8然而具有以下缺点：它相对比较大。在阀门1的一种特别有利的设计方案中，因此应用一种较小的驱动装置8，其最大可产生的转矩小于用来张紧保持弹簧5所需的转矩。用于使图6所示的阀门1运行的一种这样的方法借助于图7，8和9a至9h详细加以说明。图7和8表示了保持弹簧5的首次张紧。
图7表示了按图1和6的实施例的阀板4的角度与时间的函数关系图，其中阀板4在时刻0处于一种中立的静止位置，在这位置上弹簧能量既没存储在保持弹簧5里，又没在驱动弹簧7里。在所示的实施例中所示方法的目的是：使阀板4在端部转动一个+4.5°的角度并固定在这位置上。为此驱动装置8在第一个方法步骤中在驱动弹簧7上作用一个转矩，从而使阀板4，如用12a所示的那样，转动一个负的角度并且随后，如用12b所示那样，被一个固定装置10保持在这位置上。接着驱动装置8在第二个方法步骤中通过驱动弹簧7在阀板4上引起一个反向的转矩。然后如用12c所示那样，固定装置10打开，并且一旦在正的角度的方向上运动的阀板4位于静止位置或者近似静止位置，又关闭。阀板4接着，如用12d所示那样，被保持住所示位置上。阀板4转动的绝对数值在按12d的位置上相对于按12b的位置增大了，因为连同驱动弹簧7的转矩，保持弹簧5的转矩也作用于阀板4上，因此阀板4，如图7所示，用每一附带的方法步骤都具有更大的转动。这种方法多次地依次实施，并且一旦阀板4转动一个至少+4.5°角度并保持在这位置上，那就在所示的实施例中结束。因此在保持弹簧5里存储了足够的能量，用于使阀门1运行，并且阀门4处于一个工作位置12z上。为使阀板4从静止位置12运动至工作位置12z，整个过程在所示的实施例中持续大约145ms。这种方法也称为起振或者说起振方法。
图8用同样的，如图7所示的时间标度线表示了时间与积累在保持弹簧5里的弹簧能量14以及时间与由驱动弹簧7输入的弹簧能量15之间的函数关系。驱动弹簧7通过驱动装置8，不考虑在方法开始时的起振过程，用一个基本相同的弹簧能量始终重复地被张紧。驱动弹簧7的这种弹簧能量在方法期间如已所示那样存储在保持弹簧5里。按照本发明的方法具有以下优点：一个驱动装置8足够用于张紧保持弹簧5，这驱动装置8能够产生一个转矩，它远小于用于张紧保持弹簧5最大所必须的转矩。这可以使应用一种具有小结构形式的驱动装置8成为可能，其优点在于：驱动装置8小而且成本低，而且还由于较小的惯性可以更快地运行。保持弹簧5的张紧本身可以用一种很弱的驱动装置8来实现，如果进行足够的方法步骤12a，12b，12c，12d的话。换句话说，最大的用于张紧保持弹簧5的时间决定了驱动装置8必须提供的转矩。
图9a至9h用阀板4的俯视图简略表示了在阀门1转换运行时阀板4随时间而变化的位置。同样也表示了驱动弹簧7头部端的位置，它与驱动装置8连接。在图9a中，阀板4位于关闭位置上，其中在保持弹簧5里存储了用面积表示的弹簧能量。驱动装置8使驱动弹簧7运动至对于阀门1的打开位置必须的位置上，从而在驱动弹簧7里存储了用面积表示的弹簧能量7a。弹簧能量5a和7a的面积与相应时刻存储在保持弹簧5里或者说在驱动弹簧7里的能量成比例。这些面积只是示意地表示，其中面积5a或者说在保持弹簧5里通常存储的能量在图9a所示状态下远远大于面积7a或存储在驱动弹簧7里的能量。面积5a或者说存储的能量至少大于面积7a10倍。
图9b中松开固定装置，从而阀板4在打开位置的方向上运动，存储在弹簧5和7中的能量减少，再有利用功能，其由处于运动中的部件特别是阀板4，固定保持盘9和连接件9a中。
在图9c中动能越来越多地又被传入弹簧5和7里。一旦整个动能降低的话，阀板4，如图9d所示，在打开位置上达到停止状态，而且在这个位置上被固定装置10固定。由驱动弹簧7在图9a中所提供的弹簧能量7a优选这样来确定，从而使阀板4的通孔4a与对置阀板2的通孔2a位置重叠，如果阀板4停下的话。如果这应不是这样的话，阀板4的位置可以通过操纵固定装置10而直接停下。阀板4的位置可以通过位置传感器11测量。在按图9a状态下输入的弹簧能量7a被有利地这样触发或者说确定大小，从而使阀板4在前面所述的最佳位置上停下。其优点在于：固定装置10在阻塞阀板4时几乎不会或者根本没有磨损。为此设有一个控制装置13，它采集位置传感器11的信号11a，而且通过导线8a相应地触发驱动装置8。控制装置13，如图6所示，例如通过数据总线13a与一个上级的触发装置连接。
为了关闭阀板4，如图9e所示，操纵驱动装置8，并使驱动弹簧7在阀板4阻塞住时转动，从而给驱动弹簧7传输弹簧能量，并且这驱动弹簧在操纵驱动装置8结束时具有弹簧能量7a。接着，如图9f所示，使固定装置10打开，从而阀板4运动至关闭位置上，其中弹簧能量5a和7a被转变成动能，并且在按图9g的运行状态时动能又被转变成弹簧能5a和7a，直至按照图9h的阀板4停下并通过操纵固定装置10而固定住。
这种在图9a至9g中所示的过程在阀门1每次打开或关闭时被重复进行。阀门1在按图9a和图9d所示的关闭位置和打开位置之间，或者说在按图9e和图9h的打开位置和关闭位置之间的转换时间可能取决于阀门1的设计方案可能很短，并且例如达到1ms。优选应用的转换时间在1ms和10ms之间的范围里。阀门1的开启和关闭当然与相应的机器，例如一个活塞压缩机的运行循环同步。按照本发明的阀门1也可以很简单地这样被触发，使这阀门不在活塞压缩机的每个循环时都开启和关闭，而例如只是在每2，3或第4个工作循环时。这例如通过如下来达到：固定装置10在对应的工作循环期间关闭着，而且因此阀门1保持在相应的位置上。阀门1开启和关闭的节拍因此可以任意地相对于活塞压缩机的工作循环而变化。
按照本发明的阀门可以设计成吸阀或者一种压阀的形式。与一个活塞压缩机组合吸阀这样设置，从而其使介质流入活塞腔，而且这样布置压阀，其使介质从活塞腔里流出来。
图10表示了吸阀的纵向剖视简图。这阀门1基本上设计成与图1所示的阀门1相同，其中阀板4当然布置在对置板2的对面。为了打开和关闭阀板4，在按图1的压阀中和在按图10的吸阀中应用同样的方法或者说同样的装置。
图11简略表示了阀门1的另一个实施例，其中其阀板4通过在B方向上的直线运动来操纵。阀门1包括有一个具有通孔2a的对置板2以及一个可以相对于对置板2直线移动的，具有通孔4a的阀板4。阀板4通过驱动弹簧7与一个直线电机8连接。一个固定装置10可以阻塞住阀板4和使其开通释放。所示的实施例可以选择地附带具有保持弹簧5，它只是简略地表示为在对置板2和阀板4之间的作用连接。图11中所示的具有保持弹簧5的阀门1如在图7，8和9a至9h中所述那样可以实现运行，唯一的区别在于：阀板不实施转动运动，而是一种直线运动B。
在图1，6，10和11所示的阀门1中，也如在图5中所示那样，可以取消一个保持弹簧5。假定，图1所示的阀门1没有保持弹簧5，那么这在图9a至9h中就意味着：唯一存在有弹簧能量7a，但不是弹簧能5a。驱动弹簧7被驱动装置10转到图9a至9c所示的位置上，并且然后由固定装置10使阀板4释放，从而阀板4运动至图9a或者说图9h所示的位置上，在这位置上固定装置10又使阀板4阻塞住。没有保持弹簧5的阀门1的一种设计方案的不利之处在于：驱动装置8必须提供整个用于转换阀门1所需的弹簧能7a或者说为此所需的转矩，这要求一种相对大的，重的和贵的驱动装置8。
阀门1的阀板4和对置板2可以按不同的方式来设计，从而可以借助于转动运动或者一种直线运动实现相互的移动。图12用纵向剖视图简略表示了一种具有对置板2的球形延伸置的阀板4，其中阀板4或者通过一种围绕轴线A的转动运动，或者一种在B方向上的移动运动可以相对于对置板2移动地支承，以便通过这运动使通道24开启或者关闭。图13表示了具有带有圆锥形延伸的支承面的阀板4和对置板2的实施例。阀板4可以围绕轴线A转动地支承，以便开启或者关闭通道24。
图14用纵向剖视图表示了阀门1的另一个实施例。阀门1包括有一个外壳6，这外壳具有进口孔6d，出口孔6b以及一个具有集成的阀座和对置板2的所谓灯笼6c。阀1包括有一个驱动装置8，它还设计成保持装置10。这两种装置8，10这样地设计，使转矩能够施加到驱动弹簧7的上面部段上。在驱动弹簧7的下端，一个阀板4与驱动弹簧7固定连接，其中阀板4可以围绕转动轴线A转动地支承，阀板4包括有一个通孔4a，它设置成可以相对于对置板2的通孔2a移动，从而通过转动阀板4可以打开或者说关闭通孔2a和通道24。在一种优选的设计方案中，使阀板4这样转动，从而使通孔2a在阀板4的第一位置上完全打开，这通过使通孔4a位于通孔2a上来达到，而且通孔2a在阀板4的第二位置上完全关闭了，这通过使通孔2a完全被阀板4盖住来达到。然而也可以证实为有利的是，使阀板4以及也使通孔4a这样相对于通孔2a转动，从而只是整个通孔2a的部分面积提供作为通道24，与此相反，通孔2a的其余部分被阀板4遮盖住。
在一种有利的设计方案中阀门1包括有一个空心杆扭转弹簧5，它在下面与阀板4，而在上面与外壳6固定连接。阀门1然而也可以设计成没有空心杆扭转弹簧5。在空心杆扭转弹簧5之内布置了一个实杆扭转弹簧7，它下面与阀板4固定连接，上面与驱动-和保持装置8，10连接。
图14所示的阀门1基本上设计成双质量振动器，其中所述一个质量尤其是通过阀板4构成，而另一个质量尤其是通过衔铁8e构成。阀门1基本上包括有两个弹簧，也就是驱动弹簧7和保持弹簧5，其中双质量振动器这样设计，从而使阀板4通过保持弹簧5与固定的外壳6连接，而且阀板4通过驱动弹簧7与衔铁8e连接。在一种有利的设计方案中，阀板4和衔铁8e的固有频率具有一种真实的比例，其中固有频率尤其是取决于弹簧5和7的弹簧刚度，和尤其是取决于阀板4和衔铁8e的质量。
有利的是：也如同图1所示那样，设有一个密封板4B的阀板4，密封板通过一个在图14中未表示的弹簧装置弹动地与阀板4连接。还可以证实为有利的是：用一个保护盖20盖住驱动-和保持装置8，10，例如作为防止污染物的防护。驱动-和保持装置8，10如图14所示，有利地布置在外壳6之外，以便与在阀门1里流动的气体不会接触。
图15表示了在图14中所示的阀门1沿着B-B剖面线的一个视图。图14表示了沿着C-C的一个剖视图。图15所示的驱动装置8包括有四个磁体8a，8b，8c，8d，以及一个可转动地在运动方向8f上可以来回运动设置的衔铁8e。驱动弹簧7借助于一个轴承6e可以相对于外壳6转动地支承，其中衔铁8e与驱动弹簧7的端部段固定连接，因此驱动弹簧7的延伸方向规定了一个转动轴线A，衔铁8e可以围绕这轴线转动地支承。通过磁体8a，8b，8c，8d的相应的激活，可以使衔铁8e在运动方向8f上来回运动。
在一种有利的设计方案中，如果磁体8a，8b，8c，8d没有电流的话，衔铁8e位于图15所示的静止位置上，其中静止位置尤其是通过空心杆扭转弹簧5来确定。在一种有利的设计方案中通道24在这个静止位置上半打开。图16和17表示了按图15的俯视图，其中衔铁8e在图16中位于第一保持位置上，而在图17中则位于第二个保持位置上。从在图15中所示的衔铁8e的位置出发，磁体8a，8b，8c，8d可以有利地这样交替地进行触发，从而使衔铁8e在运动方向8f上发生振动，类似于像在图7中用角度变化12所示那样，从而使衔铁8e关于其转动发生起振，而且在与时间的函数中具有一个越来越大的转角，直到衔铁8e位于图16和17所示的第一或第二转动位置上，这通过衔铁8e接触对应的磁体8a，8b，8c，8d来达到，而且磁体8a，8b，8c，8d不再被转换，而是恒定吸紧衔铁8e，从而使驱动装置8则起到保持装置10的作用，而且衔铁8e被保持在图16或17所示的位置上。这种起振过程，与图7所示的角度-时间曲线图不同，没有保持阶段12b，12d，因此以连续不断地变大的振幅，在运动方向8f上激励衔铁8e，直至衔铁8e这样近地位于磁体8a，8b，8c，8d处，从而可以由磁体使其固定保持。这用于触发磁体所需的触发装置(它优选还包括有一个用于检测衔铁8e偏转的传感器)并没有详细示出。通孔2a，4a有利地这样相互匹配地设计和布置，从而第一保持位置例如使通道24完全关闭，而第二保持位置则使通道24完全开启。具有磁体8a，8b，8c，8d和衔铁8e的驱动装置8优选这样设计，从而一次操纵磁体8a，8b，8c，8d就引起了在第一和第二保持位置之间的转换，这具有以下优点：在图16和17所示的保持位置之间可以很快地进行转换，或者说阀门1或其通道24可以很快地开启或关闭。
图18和19表示了磁体8a的一个实施例的剖视图。磁体8a包括有一个磁体芯8i，一个电绕组8h和一个导磁的外壳体8g。磁场用虚线表示。在所示的实施例中磁体8a设计成一种罐状磁体。这种实施形式的优点在于：可以产生相对大的磁性力，尤其是大的保持力。而且罐状磁体要求相对小的体积或者说具有相对小的结构形式。在图18中衔铁8e相对于磁体8a有间距，相反在图18里衔铁8e固定保持于磁体8a上。为了引起一个大的保持力，衔铁8e有利地这样设计和布置，使衔铁8e如在图18中所示那样整个表面都贴靠在磁体8a上。
在图14至19中所示的实施例中，衔铁8e直接与驱动弹簧7连接。具有衔铁8f的驱动装置8然而也可以设计成单独的单元，它通过一种作用连接，或者说一个轴或者一个传输带，与驱动弹簧7连接，以便借助于驱动装置8使驱动弹簧7运动。
图20表示了阀门1的另一个实施例的纵向剖视图。与图1所示的实施形式相比，图20所示的实施形式的不同之处在于：固定保持盘9和保持装置10布置在外壳6之外，在所示的实施例中在上面在外壳6上。其余图20所示的阀门1设计成与图1所示的阀门1基本相同。图20所示的阀门20的优点在于：固定保持盘9和保持装置10并不受到位于外壳6内腔里的气体和污染物的作用，这还保证了更高的运行安全性。

Claims (20)

1.具有外壳(6)的主动被控制的阀门(1)，
包括有具有通孔(4a)的可活动设置的阀板(4)以及具有通孔(2a)的，相对于外壳(6)固定布置的对置板(2)，其中阀板(4)相对于对置板(2)设置成可移动的，从而通孔(2a，4a)形成打开的或者关闭的通道(24)，
以及包括有驱动装置(8)，它驱动阀板(4)，
其特征在于，
阀板(4)通过驱动弹簧(7)与驱动装置(8)连接，并且作用地布置了可触发的保持装置(10)，从而使阀板(4)的位置可以固定。
2.按权利要求1的阀门，其特征在于，阀板(4)设置成可以围绕垂直于对置板(2)延伸的纵向轴线(A)转动。
3.按权利要求1的阀门，其特征在于，阀板(4)设置成可以在对置板(2)的延伸方向上移动。
4.按权利要求2的阀门，其特征在于，驱动弹簧(7)设计成与纵轴线(A)同心的扭转弹簧。
5.按上述权利要求之一所述的阀门，其特征在于，阀板(4)通过附加的保持弹簧(5)与外壳(6)连接。
6.按权利要求5的阀门，其特征在于，保持弹簧(5)与纵轴线(A)同心延伸，而且尤其是设计成空心杆扭转弹簧。
7.按上述权利要求之一所述的阀门，其特征在于，驱动装置(8)包括有衔铁(8f)，它具有与驱动弹簧(7)的作用连接，而且驱动装置(8)包括有磁体(8a，8b，8c，8d)，它们相对于衔铁(8f)布置，从而它们吸住衔铁(8f)。
8.按权利要7的阀门，其特征在于，衔铁(8f)与驱动弹簧(7)固定连接，而且设置成可以围绕纵轴线(A)转动。
9.按权利要求1至6中之一所述的阀门，其特征在于，驱动装置(8)设计成电动机，它与外壳(6)固定连接。
10.按权利要求11的阀门，其特征在于，电动机的转子布置成与纵轴线(A)同心地延伸，并与驱动弹簧(7)固定连接。
11.按上述权利要求之一所述的阀门，其特征在于，保持装置(10)具有压电驱动装置。
12.按上述权利要求之一所述的阀门，其特征在于，固定件(9)与阀板(4)或者与驱动弹簧(7)连接，而且保持装置(10)作用于固定件(9)上。
13.按上述权利要求之一所述的阀门，其特征在于，保持装置(10)浮动地布置在外壳(6)里。
14.按权利要求1至10中之一所述的阀门，其特征在于，驱动装置(8)也设计成可触发的保持装置(10)。
15.按上述权利要求之一所述的阀门，其特征在于，阀板(4)包括有具有通孔(4a)的密封板(4b)，而且密封板(4b)通过弹簧元件(4c)与阀板(4)连接。
16.按权利要求5至15中之一所述的阀门，其特征在于，由驱动装置(8)最大可以产生的转矩小于最大的在保持弹簧(5)上的转矩。
17.按上述权利要求之一所述的阀门，包括有控制装置(13)以及用于测量阀板(4)位置的位置传感器(11)，以及包括有用于控制装置(13)的控制程序，这程序触发驱动装置(8)，使得由驱动装置(8)所提供的能量被积聚在保持弹簧(5)里。
18.使主动被控制的阀门(1)，尤其是按照上述权利要求之一所述的主动被控制的阀门运行的方法，这阀门包括有设置成可活动的阀板(4)、固定布置的对置板(2)、通过驱动弹簧(7)与阀板(4)连接的驱动装置(8)，以及可触发的保持装置(10)，其特征在于，阀板(4)通过保持装置(10)被固定在其位置上；阀板通过保持装置(10)被松开，从而阀板(4)通过存储在驱动弹簧(7)里的能量而运动；通过驱动装置(8)使驱动弹簧(7)张紧；而且阀板(4)在其停止状态或者近似停止状态时，又通过保持装置(10)被保持住。
19.按权利要求17所述的方法，其特征在于，保持弹簧(5)具有在对置板(2)和阀板(4)之间的作用连接；而且阀板(4)逐步地运动并又被保持住，从而在保持弹簧(5)里积聚弹簧能，这种弹簧能大于由驱动装置所提供的能量。
20.压缩机，尤其是活塞压缩机，它包括有按权利要求1至17中之一所述的阀门。
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