CN101611254A - 流体控制器 - Google Patents

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CN101611254A CNA2008800041146A CN200880004114A CN101611254A CN 101611254 A CN101611254 A CN 101611254A CN A2008800041146 A CNA2008800041146 A CN A2008800041146A CN 200880004114 A CN200880004114 A CN 200880004114A CN 101611254 A CN101611254 A CN 101611254A
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山路道雄
筱原努
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Abstract

本发明提供一种流体控制器，使小流量的微调变得容易，用户方能够设定所希望的小流量。对向上移动时的小流量活塞停止位置进行设定的小流量活塞停止位置设定机构(12)具有：小流量调整螺钉(31)，其以与阀杆(5)上端面之间存在间隙的方式螺合在设置于壳体(4)顶壁(15)上的贯通螺纹孔(15a)中；形成在小流量调整螺钉(31)的前端部的锥部(32)；止挡活塞(33)，该止挡活塞的上表面具有与该锥部(32)以规定间隙相对的锥部(34)、且其下表面(33a)对小流量活塞(8)的上方停止位置进行限制；夹置于小流量调整螺钉(31)的锥部(32)和止挡活塞(33)的锥部(34)之间且在他们之间传递力的多个力传递用球体(35)。

Description

流体控制器
技术领域
本发明涉及流体控制器，该流体控制器构成为能够使阀杆位于闭位置、大流量开位置和位于这两个位置之间的小流量开位置中的某一位置上，并能够将流体的流量切换成大流量和小流量。
背景技术
作为能够切换成大流量和小流量的流体控制器，在专利文献1中公开了一种流体控制器，其具有设置有流体通路的阀箱；设在阀箱上部的壳体；使开闭流体通路的阀体上下移动的阀杆；对阀杆向下弹压的弹性部件；安装在阀杆上端部且与阀杆一体地上下移动的小流量活塞；在小流量活塞下侧安装在阀杆上且与阀杆一体地上下移动的大流量活塞；使小流量活塞向上移动的小流量活塞驱动机构；使大流量活塞向上移动的大流量活塞驱动机构；对向上移动时的小流量活塞停止位置进行设定的小流量活塞停止位置设定机构；对向上移动时的大流量活塞停止位置进行设定的大流量活塞停止位置设定机构。在能够使阀杆位于闭位置、大流量开位置和位于这两个位置之间的小流量开位置中的某一位置上的流体控制器中，小流量活塞停止位置设定机构具有被螺钉结合在壳体周壁的上端部且具有壳体罩功能的小流量调整螺钉，通过该螺钉的下表面限制小流量活塞的上方停止位置。
专利文献1：日本特开2001-27354号公报
在上述专利文献1的流体控制器中，由于小流量调整螺钉的螺矩为1mm左右，在调整旋转数时需要在0～0.3圈的范围内进行调整，小流量的微调变得困难，在用户一方不能够进行调整，所以只能由制造商一方进行该调整。
发明内容
本发明的目的在于提供一种流体控制器，该流体控制器使小流量的微小的调整变得容易，用户方能够设定所希望的小流量。
本发明的流体控制器具有：设有流体通路的阀箱；设在阀箱上部的壳体；使对流体通路进行开闭的阀体上下移动的阀杆；向下弹压阀杆的弹性部件；安装在阀杆上端部且与阀杆一体地上下移动的小流量活塞；在小流量活塞下侧安装在阀杆上且与阀杆一体地上下移动的大流量活塞；使小流量活塞向上移动的小流量活塞驱动机构；使大流量活塞向上移动的大流量活塞驱动机构；对向上移动时的小流量活塞停止位置进行设定的小流量活塞停止位置设定机构；对向上移动时的大流量活塞停止位置进行设定的大流量活塞停止位置设定机构，能够使阀杆位于闭位置、大流量开位置及这两个位置之间的小流量开位置中的某一个位置上，其特征在于：小流量活塞停止位置设定机构具有：小流量调整螺钉，其以与阀杆上端面之间存在间隙的方式与设在壳体顶壁上的贯通螺纹孔螺合；设在小流量调整螺钉的前端部的锥部；上表面具有与该锥部以规定间隙相对的锥部、且下表面对小流量活塞的上方停止位置进行限制的止挡活塞；夹置于设在小流量调整螺钉的前端部的锥部和止挡活塞的锥部之间且在他们之间传递力的多个力传递体。
闭位置是在仅存在弹性部件(例如压缩盘簧)的弹压力时获得的，大流量开位置是在通过大流量活塞驱动机构使大流量活塞向上移动时获得的，小流量开位置是在通过小流量活塞驱动机构使小流量活塞向上移动时获得的。
各锥部为圆锥面，力传递体为球体，该情况下，球体在周方向上有多个(例如，3～8个)。另外，各锥部为楔状，力传递体为圆柱状，该情况下，力传递体为一对，成为在两个圆(力传递体截面)之间夹持有两个等边三角形(楔状锥部截面)的截面形状。
小流量活塞及大流量活塞被安装成在阀杆的规定位置上能够上下移动，并且，通过固定在阀杆上的挡圈防止其向上方的移动，由此，在向上移动时与挡圈抵接，随后，与阀杆一体地向上移动，相反，在阀杆向下方移动时，挡圈与活塞抵接，由此，与阀杆一体地向下方移动。
小流量活塞驱动机构及大流量活塞驱动机构是将压缩空气导入到分别形成在小流量活塞及大流量活塞的下方的密闭空间空气导入室中的机构。该情况下，在没有导入压缩空气时，阀杆被弹性部件弹压并位于闭位置，在小流量活塞下方的空气导入室内导入有压缩空气时，阀杆(阀体)以与小流量活塞向上移动相对应的量而位于向上移动的第一开位置，在大流量活塞下方的空气导入室内导入有压缩空气时，阀杆(阀体)以与大流量活塞向上移动相对应的量而位于向上移动的第二开位置。而且，通过使小流量活塞的移动量＜大流量活塞的移动量，使第一开位置成为小流量开位置，使第二开位置成为大流量开位置，能够进行流量的两阶段调整。
小流量活塞停止位置设定机构是能够对小流量活塞停止位置进行调整的机构。大流量活塞停止位置设定机构不需要调整，在大流量开位置(全开位置)，只要使阀杆停止即可，还可以通过与止挡活塞抵接的小流量活塞，防止大流量活塞向上移动必要量以上，另外，还可以在固定于壳体上的部件上形成有与设于阀杆上的凸缘部抵接的阶梯部，由此，能够防止阀杆自身超过规定位置的向上移动。
小流量活塞停止位置设定机构，是例如通过改锥旋转小流量调整螺钉，并由此对向上移动的小流量活塞所抵接的止挡活塞的位置进行调整的机构。止挡活塞形成为与小流量活塞及大流量活塞类似的形状，并在小流量活塞的上方以能够上下移动的方式被嵌入壳体内。小流量调整螺钉的锥部的锥角及止挡活塞的锥部的锥角是用于限制相对于小流量调整螺钉移动量的止挡活塞移动量的，通过将该锥角设定为规定值，能够使止挡活塞的上下位置的调整变得容易，由此，能够将小流量时的流量调整为所希望的值。
这样构成的流体控制器是常闭型且能够进行流量的两阶段调整，例如能够以如下目的进行使用：在不想使氮气一下子流入到真空腔内的情况下，首先，使小流量的氮气流入，然后，使大流量的氮气流入。另外，还能够用于使液压回路中的空气排出等(直通阀、泄漏阀等)用途。
发明的效果
根据本发明的流体控制器，通过对小流量调整螺钉的锥部的锥角及/或止挡活塞的锥部的锥角进行调整，能够相对于小流量调整螺钉的移动量使止挡活塞的移动量非常小例如1/10，因此，小流量的微调变得容易，用户方也能够进行调整。
附图说明
图1是表示本发明的流体控制器的第一实施方式的剖视图。
图2是本发明的流体控制器的第一实施方式的俯视图。
图3是将本发明的流体控制器中的小流量调整螺钉的旋转角度和Cv值之间的关系与以往的关系进行比较并表示的图表。
图4是表示本发明的流体控制器的第二实施方式的剖视图。
附图标记说明
1    流体控制器
2    阀箱
2a   流体流入通路(流体通路)
2b   流体流出通路(流体通路)
4    壳体
5    阀杆
6    隔膜(阀体)
7    压缩盘簧(弹性部件)
8    小流量活塞
9    大流量活塞
10   小流量活塞驱动机构
11   大流量活塞驱动机构
12、40  小流量活塞停止位置设定机构
13      大流量活塞停止位置设定机构
15      罩部(顶壁)
15a     贯通螺纹孔
31      小流量调整螺钉
32、42  锥部
33、43  止挡活塞
33a、43a下表面
34、44  锥部
35      力传递用球体(力传递体)
45      力传递用圆柱体(力传递体)
具体实施方式
参照以下附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中，上下以及左右指图1的上下以及左右。
本发明的流体控制器1的第一实施方式如图1所示，该流体控制器1具有：设在流体流入通路2a及流体流出通路2b上的阀箱2；固定在阀箱2上部的阀帽3；固定在阀帽3上端部的壳体4；上下自由移动地贯穿阀帽3且其上部位于壳体4内的阀杆5；随着阀杆5的上下移动而开闭流体流入通路2a的隔膜(阀体)6；对阀杆5向下弹压的作为弹性部件的压缩盘簧7；安装在阀杆5上端部且与阀杆5一体地上下移动的小流量活塞8；在小流量活塞8下侧安装在阀杆5上且与阀杆5一体地上下移动的大流量活塞9；通过从外部导入的压缩空气使小流量活塞8向上移动的小流量活塞驱动机构10；通过从外部导入的压缩空气使大流量活塞9向上移动的大流量活塞驱动机构11；对向上移动时的小流量活塞停止位置进行设定的小流量活塞停止位置设定机构12；对向上移动时的大流量活塞停止位置进行设定的大流量活塞停止位置设定机构13。并且，该流体控制器1能够使阀杆5位于仅有压缩盘簧7的弹压力存在时的闭位置、使大流量活塞9向上移动时的大流量开位置及这两个位置之间的使小流量活塞9向上移动时的小流量开位置中的某一位置上。图1表示阀杆5位于闭位置时的情况。
阀帽3，其下端部被嵌入到了设在阀箱2的上端部的朝上开口的凹处中，并通过阀帽螺母14固定在阀箱2上。壳体4朝上开口，其开口通过罩部15封闭。阀帽3的上部流体密封地贯穿设置在壳体4的底壁上所设置的阀帽贯穿孔中，通过在从壳体4的底壁向上方突出的阀帽3的上端部及中间部上分别嵌合有挡圈16、17，来结合阀帽3和壳体4。
阀杆5流体密封地且能上下移动地贯穿于阀帽3的上端部分，在阀杆5下端部设有凸缘部5a。在阀帽3上形成有对凸缘部5a的上方位置进行限制的阶梯部13a。
压缩盘簧7被收纳在阀帽3的中间部分的内周部，通过阀杆5的凸缘部5a和设在阀帽3的上侧的阶梯部挡住。
在阀杆5的凸缘部5a的下表面固定有隔膜推压部18，隔膜6在图1所示的闭位置上，被由于压缩盘簧7的弹力而向下被弹压的隔膜推压部18推压，由此，隔膜6被推压在设于阀箱2的流体流入通路2a的开口上的环状的阀座19上。
小流量活塞8及大流量活塞9都形成为具有环状的下方突出缘部的圆板状，小流量活塞8及大流量活塞9都被安装在阀杆5的规定位置上，并且能够上下移动地流体密封地嵌入壳体4内。阀杆5贯穿两个活塞8、9并向上方延伸。在图1所示的闭位置，大流量活塞9与通过压缩盘簧7向下弹压的阀杆5一体地被向下弹压，由此，大流量活塞9的底壁下表面的环状的下方突出缘部与壳体4的底壁上表面抵接。
以与小流量活塞8及大流量活塞9的各上表面接触的方式，在阀杆5上固定有挡圈20、21，由此，在小流量活塞8及大流量活塞9分别向上移动时，阀杆5与其成为一体而向上移动，在阀杆5向下方移动时，小流量活塞8及大流量活塞9与其成为一体而向下方移动。此外，挡圈20、21不对小流量活塞8及大流量活塞9相对于阀杆5向下方移动的情况进行限制。
小流量活塞驱动机构10)是将压缩空气导入到在小流量活塞(8)下表面和大流量活塞(9)上表面之间形成的小流量时空气导入室(22)中的机构，具有：设在壳体4的底壁侧面上且与压缩空气源连接的小流量端口23；和从小流量端口23通过壳体4的底壁及周壁内部连通到小流量时空气导入室22的壳体内通路24。
大流量活塞驱动机构11是将压缩空气导入到在壳体4底壁和大流量活塞9下表面之间形成的大流量时空气导入室25中的机构，具有：设在壳体4的底壁上且与压缩空气源连接的大流量端口26；和从大流量端口26通过壳体4的底壁内部连通到大流量时空气导入室25的壳体底壁内通路27。
小流量活塞停止位置设定机构12具有：小流量调整螺钉31，其以与阀杆5上端面之间存在间隙的方式螺合在设于作为壳体4顶壁的罩部15上的贯通螺纹孔15a中；设在小流量调整螺钉31的前端部上的尖端细的锥部32；上表面具有以规定间隔与该锥部32相对的凹状的锥部34、且下表面33a对小流量活塞8的上方停止位置进行限制的止挡活塞33；夹置于小流量调整螺钉31的锥部32和止挡活塞33的锥部34之间、且在它们之间对力进行传递的作为力传递体的四个力传递用球体35；对小流量调整螺钉31进行固定的小流量调整螺钉固定机构36。
在小流量调整螺钉31的上表面形成有用于嵌合改锥的卡合槽31a。
小流量调整螺钉31的锥部32及止挡活塞33的锥部34都是以阀杆5的中心轴为中心轴的圆锥状。小流量调整螺钉31的锥部32的锥角度为锐角，止挡活塞33的锥部34为钝角，通过调整这些锥角度，能够将止挡活塞33的移动量调整为例如相对于小流量调整螺钉31的移动量的1/10。此外，小流量活塞8的上表面和止挡活塞33的下表面之间的间隙实际上非常小，但在图中夸张地对其进行了描绘。
球体35由钢球、其他的金属球、陶瓷球等硬的材料形成，能够旋转地嵌入在形成于止挡活塞33上的槽内。
小流量调整螺钉固定机构36具有：在罩部15的中央部以上方突出状设置且螺合有小流量调整螺钉31的中空状的外螺纹部37；使外螺纹部37缩径形成的锥螺纹状的锁紧螺母38。在外螺纹部37上设有四条槽37a，通过对锁紧螺母38进行紧固，在外螺纹部37上产生径向朝内的力，小流量调整螺钉31被锁紧。
大流量活塞停止位置设定机构13是通过将限制大流量活塞9的上方位置的挡圈21和小流量活塞8的下表面之间的距离调整为规定间隔而形成的。
根据本发明的流体控制器1，在流路闭状态时，若从小流量端口23向小流量时空气导入室22内导入压缩空气，则小流量活塞8向上移动，与此相伴，阀杆5也向上移动。其结果为，小流量活塞8的上表面与止挡活塞33的下表面抵接。由此，阀杆5被保持在小流量开位置上。随后，若从大流量端口26向大流量时空气导入室25内导入压缩空气，则大流量活塞9向上移动，位于大流量活塞9的上表面的挡圈21与小量活塞8的下表面抵接。由此，大流量活塞9的进一步的移动被阻止，阀杆5被保持在大流量开位置上。
这样，根据本发明的流体控制器1，通过对来自小流量端口23的压缩空气导入、来自大流量端口26的压缩空气导入及没有空气导入中的某一项进行选择，能够将阀杆5保持在小流量开位置、大流量开位置及闭位置中的某一位置上。
图3表示使用本发明的流体控制器1的情况下的小流量调整螺钉31的旋转角度和Cv值之间的关系。该关系以小流量为零的位置为基准，从该位置将小流量调整螺钉31每间隔45°向左旋转，在各位置上紧固锁紧螺母38并锁紧后，对流量进行测定，从测定值算出Cv值，从该图可知，在以往的装置中，在Cv值为0.01以下时，实质上不能够进行调整，但是根据本发明的流体控制器1，在Cv值为0.01以下时也能够容易地调整。
此外，在上述第一实施方式中，各锥部32、34为圆锥面，力传递体35为球体，但不限于此。以下表示其各种实施方式。
图4所示的本发明的流体控制器1的第二实施方式，与图1所示的第一实施方式相比，在小流量活塞停止位置设定机构12、40的结构方面不同。在以下的说明中，对相同的结构标注相同的附图标记并省略其说明。
小流量活塞停止位置设定机构40具有：与第一实施方式相同的小流量调整螺钉31，其以与阀杆5上端面之间存在间隙的方式螺合在设于作为壳体4顶壁的罩部15上的贯通螺纹孔15a中；设在小流量调整螺钉31的前端部的尖端细的锥部42；上表面具有以规定间隙与该锥部42相对的凹状的锥部44、且下表面43a对小流量活塞8的上方停止位置进行限制的止挡活塞43；夹置于设在小流量调整螺钉31的前端部的锥部42和止挡活塞43的锥部44之间并对他们之间的力进行传递的力传递体45；固定小流量调整螺钉31的小流量调整螺钉固定机构36。其中，设于小流量调整螺钉31的前端部的锥部42、止挡活塞43以及力传递体45的结构与第一实施方式不同。
第二实施方式的力传递体45不是球体，是相对于阀杆5的中心轴对称配置、且具有从图4的纸面表侧向里侧延伸的轴的一对力传递用圆柱体。而且，与此对应，设在小流量调整螺钉31的前端部的锥部42及止挡活塞43的锥部44都为以阀杆5的中心轴为对称轴的楔状，在图4中，各锥部42、44的倾斜面从其纸面表侧向里侧以相同形状延伸，由此，得到在两个圆(力传递体截面)之间夹持有两个等边三角形(楔状锥部截面)的截面形状。
对小流量活塞8的上方停止位置进行限制的止挡活塞43的下表面43a与第一实施方式的止挡活塞33的下表面33a为相同的形状。
设在小流量调整螺钉31的前端部的锥部(楔状体)42与小流量调整螺钉31互为独立的部件(第一实施方式的设在小流量调整螺钉31的前端部的锥部32一体地形成在小流量调整螺钉31的前端部)，形成锥部的楔状体42，以使小流量调整螺钉31旋转时一体地上下移动但是不旋转的方式被结合在小流量调整螺钉31的前端部上。
设在小流量调整螺钉31的前端部的锥部42的锥角度为锐角，止挡活塞43的锥部44为钝角。而且，通过对这些锥角度进行调整，与第一实施方式同样地，能够将止挡活塞43的移动量调整为例如相对于小流量调整螺钉31的移动量的1/10。
工业实用性
根据本发明的流体控制器，能够将流体的流量在大流量和小流量之间切换，而且，由于用户方能够设定所希望的小流量，因此，能够有助于提高流体控制器的方便性。

Claims (5)

1.一种流体控制器，具有：设有流体通路的阀箱；设在阀箱上部的壳体；使对流体通路进行开闭的阀体上下移动的阀杆；向下弹压阀杆的弹性部件；安装在阀杆上端部且与阀杆一体地上下移动的小流量活塞；在小流量活塞下侧安装在阀杆上且与阀杆一体地上下移动的大流量活塞；使小流量活塞向上移动的小流量活塞驱动机构；使大流量活塞向上移动的大流量活塞驱动机构；对向上移动时的小流量活塞停止位置进行设定的小流量活塞停止位置设定机构；对向上移动时的大流量活塞停止位置进行设定的大流量活塞停止位置设定机构，所述流体控制器能够使阀杆位于闭位置、大流量开位置及位于这两个位置之间的小流量开位置中的某一位置上，其特征在于：
小流量活塞停止位置设定机构具有：小流量调整螺钉，其以与阀杆上端面之间存在间隙的方式与设在壳体顶壁上的贯通螺纹孔螺合；设在小流量调整螺钉的前端部的锥部；止挡活塞，在所述止挡活塞的上表面具有与该锥部以规定间隙相对的锥部、且所述止挡活塞的下表面对小流量活塞的上方停止位置进行限制；夹置于设在小流量调整螺钉的前端部的锥部和止挡活塞的锥部之间且在他们之间传递力的多个力传递体。
2.如权利要求1所述的流体控制器，其特征在于：各锥部为以阀杆的中心轴为中心轴的圆锥面，力传递体为球体，球体在周方向上配置多个。
3.如权利要求1所述的流体控制器，其特征在于：各锥部为以阀杆的中心轴为对称轴的楔状，力传递体为圆柱状，且以各锥部的对称轴对称地配置一对。
4.如权利要求2或3所述的流体控制器，其特征在于：设在小流量调整螺钉的前端部的锥部的锥角度为锐角，止挡活塞的锥部的锥角度为钝角。
5.如权利要求1所述的流体控制器，其特征在于：止挡活塞在小流量活塞的上方以能够上下移动的方式嵌入壳体内。
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