CN100380027C - 阀 - Google Patents

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Abstract

一种在需要紧急关闭阀的情况下以及停电时能瞬间关闭的阀。阀箱(1)内的流路(4)中串联地配置开闭流路(4)的第1阀部(5)和第2阀部(6)，第1阀部(5)包括第1阀座(8)；沿轴线方向做与第1阀座(8)接近、远离的往复运动的第1阀体(10)；以及进行流量控制和实现缓慢打开流路的开闭驱动机构(13)，该机构由电动机(11)和将旋转运动转换为直线运动的运动转换机构(12)构成；第2阀部(6)包括第2阀座(15)，接近、远离第2阀座(15)的第2阀体(16)，向使第2阀体(16)与第2阀座(15)对接的方向施力的压缩弹簧(17)，以及依靠电磁力使第2阀体(16)向远离第2阀座(15)方向移动并能够实现迅速关闭流路(4)的电磁开阀机构(18)。

Description

阀
技术领域
本发明涉及一种对流体的流路进行开闭的阀。
背景技术
作为控制流体的流量的阀，有如下所述的阀：具有流体入口部和流体出口部的阀箱内的流路被阀座分隔开，前述阀座的阀孔可以通过由阀轴支撑的阀体进行开闭，前述阀轴沿其轴线方向由开闭驱动机构前后地驱动，阀轴前进，通过前述支撑着的阀体关闭阀孔；阀轴后退，阀孔打开。
在这种阀中，使用脉冲马达作为前速驱动机构，把脉冲马达的旋转运动转换为直线运动以使阀轴前进·后退，从而使阀孔开闭，这种阀已被公知。(例如参照专利文献1)。
[专利文献1]专利第2608579号公报
然而，使用上述阀，存在下述问题：由于阀体的开闭操作都必须通过驱动脉冲马达来进行，因此在诸如需要紧急关闭阀时却很难瞬间关闭，以及阀处于开启状态而发生停电时不能关闭阀，会对使用流体的机器造成损害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在需要紧急关闭阀的情况下以及停电时能瞬间关闭的阀。
为实现上述目的，技术方案1是一种在具有流体入口部和流体出口部的流路中设有对该流路进行开闭的阀部的阀，其特征是，前述阀部包括控制流过流路的流体的流量控制机构，以及流路的缓慢开阀机构和流路的迅速闭阀机构。
根据相关构成，可以通过前述阀部具有的控制流过流路的流体的流量控制机构来流过所希望的流量的流体，还可以通过流路的缓慢开阀机构以所希望的慢速度打开流路，而且在需要紧急关闭阀的情况下可以通过流路的迅速闭阀机构瞬间关闭流路。
技术方案2的阀的特征是，在具有流体入口部和流体出口部的阀箱内的流路中，对该流路进行开闭的第一阀部和第二阀部串联地配置，前述第一阀部包括：开口有第一阀孔并且隔开前述流路的第一阀座，由第一阀轴支撑，在做沿轴线方向与前述第一阀座接近，远离的往复运动时对第一阀孔进行开闭的第一阀体，以及可使前述第一阀轴往复运动来进行流量控制和实现缓慢打开流路的开闭驱动机构，该机构由电动机和将旋转运动转换为直线运动的运动转换机构构成；前述第二阀部包括：开口有第二阀孔并且隔开前述流路的第二阀座，通过接近，远离前述第二阀座开闭第二阀孔的第二阀体，向使前述第二阀体与前述第二阀座对接的方向施力的压缩弹簧，以及依靠电磁力使前述第二阀体向远离前述第二阀座方向移动并能够实现迅速关闭流路的电磁开阀机构。
根据相关构成，通过对马达的旋转方向，旋转速度，以及旋转量的控制，使第一阀体对接或远离第一阀座，并且也可以控制离开速度，离开量(流量)，又，通过对电磁开阀机构励磁，可以使前述第二阀体克服压缩弹簧的弹力而远离第二阀座，通过对电磁开阀机构解除励磁，可以使前述第二阀体在压缩弹簧的弹力作用下与第二阀座对接。
据此，首先，使第一阀部的第一阀体和第二阀部的第二阀体分别与第一阀座和第二阀座对接，将第一阀孔和第二阀孔关闭的闭阀状态定为原点，开阀时对电磁开阀机构励磁，通过使前述第二阀体远离第二阀座打开第二阀孔，同时，驱动马达使第一阀体按照设定的离开量(设定流量)离开第一阀座。这时，前述第二阀体在电磁力的作用下瞬间远离第二阀座从而打开第二阀孔，而且，由于马达的旋转，第一阀体以设定的离开速度沿着开阀方向离开第一阀座从而打开第一阀孔，并在移动完设定的离开量(设定流量)之后停止。这样，第一阀部和第二阀部分别打开，流出设定流量的流体。
在这种状态下，需要紧急关闭阀门时，若解除对电磁开阀机构的励磁，前述第二阀体就在压缩弹簧的弹力作用下与第二阀座对接，这样就可瞬间关闭第二阀部。之后，驱动马达使第一阀体与第一阀座对接，关闭第一阀孔，回到原点。又，停电时电磁开阀机构的励磁被解除，前述第二阀体在压缩弹簧的弹力作用下与第二阀座对接，这样就可以瞬间关闭第二阀孔，停电解除后，驱动马达使第一阀体与第一阀座对接，关闭第一阀孔，回到原点。这一系列动作可以通过控制机构实现自动控制。
而且，由于第一阀部和第二阀部串联地配置，流路是靠第一阀部和第二阀部关闭，所以在关闭阀时，可以取得极佳的防漏效果。
技术方案3的阀的特征是技术方案2所述的阀中，前述第一阀部以及第二阀部的第一阀座和第二阀座被设置在隔开前述流路的分隔壁上，形成于分隔壁上的开口部成为第一阀孔和第二阀孔，在分隔壁的一面一侧形成前述第一阀座，在另一面一侧形成第二阀座。
根据相关构成，尽管是在流路中设置第一阀部和第二阀部的构造，但由于分隔壁上的开口部成为第一阀孔和第二阀孔，并且在分隔壁的一面一侧形成前述第一阀座，在另一面一侧形成第二阀座，因此仍然可以实现整体的紧凑化。
技术方案4的阀的特征是，在技术方案2或技术方案3所述的阀中，构成前述开闭驱动机构的马达由其输出轴和向该输出轴上施加旋转力的部分之间由隔壁密封的密封马达构成。
根据相关构成，马达是由被位于其输出轴和向该输出轴上施加旋转力的部分之间的隔壁密封起来的密封马达构成的，因此可以有效地防止向马达的输出轴施加旋转力的部分发生流体泄漏。
根据本发明涉及的具有上述构造的阀，开阀时可以将阀部缓慢地开启至设定流量，而且，在需要紧急关闭阀的情况下和停电时可以瞬间关闭前述阀部，因此，不仅可以防止对使用流体的机器造成损害等情况发生，还可以实现较高的安全性能。
附图说明
图1为表示在本发明的阀的优选实施方式例中第一阀部和第二阀部关闭状态的纵剖视图。
图2为表示在本例的阀中第二阀部开启状态下的纵剖视图。
图3为表示在本例的阀中第一阀部和第二阀部开启状态下的纵剖视图。
图4为表示在本例的阀中第二阀部关闭状态下的纵剖视图。
具体实施方式
图1～图4表示用于实施本发明的阀的最佳方式例，图1是在本例的阀中第一阀部及第二阀部关闭状态的纵剖视图，图2是在本例的阀中第二阀部打开状态的纵剖视图，图3是在本例的阀中第一阀部及第二阀部打开状态的纵剖视图，图4是在本例的阀中第二阀部关闭状态的纵剖视图。
本发明的阀在阀箱1上设置有与供给一侧配管连接的流体入口部2和与排出一侧配管连接的流体出口部3，其内部还设置有连接流体入口部2和流体出口部3的流路4。
在前述流路4中，串联地配置有开闭该流路4的第一阀部5和第二阀部6。前述第一阀部5由以下机构构成：开口有第一阀孔7并且隔开前述流路4的第一阀座8，由第一阀轴9支撑，沿轴线方向前后地移动，与前述第一阀座8接近·远离，从而对第一阀孔7进行开闭的第一阀体10，以及使前述第一阀轴9往复运动来进行流量控制和实现缓慢打开流路的开闭驱动机构13，该机构13由马达11和将旋转运动转换为直线运动的运动转换机构12构成。使用易于对旋转方向、旋转速度、旋转量进行控制的脉冲马达作为前述马达11。
另外，前述第二阀部6具备：开口有第二阀孔14并且隔开前述流路4的第二阀座15，通过接近·远离前述第二阀座15来开闭第二阀孔14的第二阀体16，将前述第二阀体16向与前述第二阀座15对接的方向施力的压缩弹簧17，以及依靠电磁力使前述第二阀体16向远离前述第二阀座15方向移动并能够实现迅速关闭流路的电磁开阀机构18。
在本发明中，前述第一阀部5的第一阀座8及第二阀部6的第二阀座15设置在前述流路4中用于隔断该流路4的分隔壁19上。详细地讲，在流路4中设置有将该流路4隔断的分隔壁19，该分隔壁19上设置有开口部20，该开口部20在与将连接前述流体入口部2一侧与流体出口部3一侧直线地连接的流路4垂直的方向上开口，并使流体入口部2一侧与流体出口部3一侧连通。该开口部20构成了前述第一阀孔7与第二阀孔14，在分隔壁19上流体出口部3一侧的面上形成有前述第一阀座8，流体入口部2一侧的面上形成有前述第二阀座15。
另外，在前述第一阀部5中，支撑第一阀体10的第一阀轴9配置于分隔壁19的流体出口部3一侧，以使其轴心与形成第一阀孔7的开口部20的中心一致，而且其轴线方向与将前述流体入口部2一侧和流体出口部3一侧直线连接的流路4垂直，通过该第一阀轴9沿轴线方向的往复移动，第一阀体10接近、远离前述第一阀座8，从而开闭第一阀孔7。
构成使前述第一阀轴9移动的开闭驱动机构13的马达11配置成其输出轴21的轴线与前述第一阀轴9的轴线一致。而且，输出轴21与向该输出轴21施加旋转力的部分之间由被非磁性材料构成的隔壁22密封起来的密封马达11A构成。连接件X是进行轴承27的定位和保持的部件，螺栓Y是用于将连接件X和安装部件29相对于阀箱进行安装使之成为一体的部件。隔壁22以由连接件X和安装部件29夹持的状态与连接件X和安装部件29成为一体，从而前述隔壁29通过螺栓Y相对于阀箱1安装成一体。
在本例中，前述密封马达11A由脉冲马达部23和驱动磁体26构成，该驱动磁体26经由托架25安装在该脉冲马达部23转子的旋转轴24上并由该旋转轴24旋转驱动，安装部件29通过螺栓Y与阀箱1成为一体，该安装部件29上安装着密封马达11A，结果，密封马达11A就安装到了阀箱1。
前述隔壁22形成为有底筒状，安装在前述阀箱1上的密封马达11A的驱动磁体26配置在该有底筒状隔壁22的外周上，通过脉冲马达部23的驱动，驱动磁体26使有底筒状隔壁22的外周旋转。
在前述有底筒状隔壁22中，前述输出轴21与前述转子的旋转轴24同心地经由轴承27旋转自如地嵌合。夹着隔壁22上并与前述磁体26对置地配置的从动磁体28设置在该输出轴21上。通过前述驱动磁体26的电磁力的引力，从动磁体28随驱动磁体26旋转而旋转并使前述输出轴21旋转。前述密封马达11A用将前述驱动磁体26收容于内部的筒状安装部件29安装在前述阀箱1上。
另外，与前述马达11同时构成开闭驱动机构13的运动转换机构12由以下部件构成：与前述输出轴21的旋转一体旋转的螺母部件30，形成于前述第一阀轴9上并与前述螺母部件30螺合的螺纹部9a，以及用于停止前述第一阀轴9转动并通过螺母构件30的旋转使第一阀轴9直线运动的止转机构31。在前述螺母部件30中，使前述输出轴21形成为筒状并在其内部形成螺纹来作出螺母部件30。
另外，前述止转机构31由在第一阀轴9中沿其轴线方向形成的长孔32和设置在阀箱1内且滑动自如地插入前述长孔32内的止转销33构成。
另一方面，在前述第二阀部6中，在前端部支撑第二阀体16的第二阀轴34配置在分隔壁19的流体入口部2一侧，以使其轴心与形成第二阀孔14的开口部20的中心一致，而且其轴线方向与直线连接前述流体入口部2一侧和流体出口部3一侧的流路4垂直，通过该第二阀轴34沿轴线方向的往复运动，第二阀体16接近、远离前述第二阀座15以实现对第二阀孔14的开闭。
前述第二阀体16由下述部件构成：由金属等形成的圆盘状刚性阀体部35，叠放在该刚性阀体部35上的由橡胶等形成的圆盘状弹性阀体部36，叠放在该弹性阀体部36上由金属板等形成的用于防止弹性阀体部36变形的圆盘状阀保持体部37。前述弹性阀体部36的外径形成为大于刚性阀体部35的外径，而且弹性阀体部36与刚性阀体部35的外径相比向外伸出部分的下表面成锥面。
另外，在与这样地构成第二阀体16对接的第二阀座15中，形成有前述刚性阀体部35对接的小径阀座面15a和弹性阀体部36的锥面对接的大径阀体面15b，前述第二阀体16向第二阀座15对接时通过下述方式设定位置：首先弹性阀体部36锥面与大径阀座面15b对接，然后靠弹性阀体部36的锥面的变形，刚性阀体部35与小径阀座面15a对接。
这样地构成的第二阀体16在加装于第二阀体16的阀保持体部37与阀箱1中间的前述压缩弹簧17的弹力作用下被施力，与前述第二阀座15对接。另外，前述第二阀轴34的另一端部与依靠电磁力使前述第二阀体16向远离第二阀座15的方向移动的前述电磁开阀机构18连接。前述电磁开阀机构18由使电磁线圈38作用的螺线管39和与前述第二阀轴34同一直线地配置并通过给电磁线圈38通电所形成的电磁作用而被吸引沿该直线移动的铁心40构成，前述铁心40与前述第二阀轴34彼此连接。前述螺线管39设置在阀箱1的外侧并用盖(没有图示)覆盖其上。
在这样地构成的阀中，使第一阀部5的第一阀体10和第二阀部的第二阀体16分别与第一阀座8和第二阀座15对接，关闭第一阀孔7及第二阀孔14，以此时的关阀状态为原点(图1)，首先，阀打开的情况下，对构成电磁开阀机构18的电磁线圈38通电，励磁，铁心40就会受到电磁力而被吸引，使第二阀轴34克服压缩弹簧17的弹力向远离第二阀座15的方向移动，这样，第二阀体16远离第二阀座15而瞬间打开第二阀孔14(图2)。
同时，驱动脉冲马达部23时，通过脉冲马达部23的转子旋转轴24的旋转使驱动磁体26旋转，夹着隔壁22上并与前述驱动磁体26对置地配置的从动磁体28在前述驱动磁体26的电磁引的引力作用下随驱动磁体26的旋转而旋转，从而使输出轴21旋转。该输出轴21兼做运动转换机构12的螺母部件30之用，该输出轴21，即螺母部件30上螺合有由止转销止转的第一阀轴9的螺纹部9a，通过前述输出轴21，即螺母部件30的旋转，前述第一阀轴9向远离第一阀座8的方向移动，这样，第一阀体10就以设定的离开速度远离第一阀座8从而打开第一阀孔7，并在移动设定的移动量后停止(图3)。此时第一阀体10的设定移动量，即开度可以通过调整前述脉冲马达部23的旋转量(旋转角度)自由设定，离开速度，即开阀速度可以通过调整脉冲马达部23的旋转速度自由设定。这样，第一阀部5和第二阀部6分别打开，流过设定流量的流体。
在这种状态下，如果发生需要紧急关闭阀的情况，可以停止对构成电磁开阀机构18的电磁线圈38通电解除励磁，铁心40、第二阀轴34以及第二阀体16在压缩弹簧17的弹力作用下向第二阀座15方向施力并移动，第二阀体16与第二阀座15对接，从而瞬间关闭第二阀孔14(图4)。之后，驱动脉冲马达部23使第一阀体10与第一阀座8对接以关闭阀孔7，回到原点。
另外，停电时，由于对构成电磁开阀机构18的电磁线圈38的通电被切断，励磁也就被解除，如前述一样，第二阀体16在压缩弹簧17的弹力作用下与第二阀座15对接，从而可以瞬间关闭第二阀孔14(图4)。而且，在停电解除后，驱动脉冲马达部23使第一阀体10与第一阀座8对接以关闭阀孔7，回到原点。前述紧急情况下开阀时，由于本例中第二阀部6配置在隔开流路4的分隔壁19的流体入口部2一侧，前述第二阀体16除了前述压缩弹簧17的弹力之外，并受到供给侧的流体的压力，从而可以更迅速的与第二阀座15对接，可靠地关闭第二阀孔14。
这一系列动作，包括第一阀部5，第二阀部6的开阀，闭阀动作以及紧急情况下第一阀部5，第二阀部6的闭阀动作都可以通过控制机构实现自动控制。另外，本例中，由于在阀箱1内的流路4中的第一阀部5和第二阀部6串联地配置，流路4是通过该第一阀部5和第二阀部6关闭，因此在闭阀时可以取得极佳的防漏效果。
另外，尽管是在流路4中设置第一阀部5和第二阀部6的构造，但由于以分隔壁19上的开口部20作为第一阀孔7和第二阀孔14，并且在分隔壁19的一面一侧形成前述第一阀座8，在另一面一侧形成第二阀座15，因此仍然可以实现整体的紧凑化。
另外，因为构成前述开闭驱动机构13的马达11是由其输出轴21和向该输出轴21上施加力的部分之间由隔壁22所密封的密封马达11A构成，因此可以有效地防止从马达11上向输出轴21施加力的部分发生流体泄漏。

Claims (2)

1.一种阀，其特征在于：
包括：
内部形成有流路(4)并且具有流体入口部(2)和流体出口部(3)的阀箱(1)、以及
串连地配置在上述流路(4)上并且对上述流路(4)进行开闭的第一阀部(5)和第二阀部(6)，
上述第一阀部(5)包括：
具有第一阀孔(7)和上述流路(4)的分隔部的第一阀座(8)；
支承在第一阀轴(9)上、向轴线方向往复运动并与上述第一阀座(8)对接、离开从而对上述第一阀孔(7)进行开闭的第一阀体(10)；
具有马达(11)和将旋转运动转换为直线运动的运动转换机构(12)、使上述第一阀轴(9)往复运动并能够进行流量控制和使上述流路(4)缓慢开阀的开闭驱动机构(13)，
上述第二阀部(6)包括：
具有第二阀孔(14)和上述流路(4)的分隔部的第二阀座(15)；
配置在上述第一阀体(10)的相反侧、与上述第二阀座(15)对接离开并对上述第二阀孔(14)进行开闭的第二阀体(16)；
将该第二阀体(16)向与上述第二阀座(15)对接的方向施力的压缩弹簧(17)；
通过电磁力使上述第二阀体(16)向离开上述第二阀座(15)的方向移动、能够进行上述流路(4)的快速闭阀的电磁开阀机构(18)，
还具有分隔壁(19)，该分隔壁分隔上述流路(4)、并设有上述第一阀部(5)的第一阀座(8)和上述第二阀部(6)的上述第二阀座(15)，该分隔壁(19)具有构成上述第一阀孔(7)和上述第二阀孔(14)的开口部(20)，
另外在上述分隔壁(19)的一面侧上形成有上述第一阀座(8)，在另一面侧上形成有上述第二阀座(15)。
2.如权利要求1所述的阀，其特征在于：构成上述开闭驱动机构(13)的马达(11)由密封马达(11)构成，该密封马达(11)的输出轴(21)与向该输出轴(21)施加旋转力的部分之间由隔壁(22)密封。
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