CN102575779A - 切断阀 - Google Patents

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Abstract

本切断阀包括:阀体(10、10a、10b),具有中空部(11)、隔着所述中空部(11)而设置的第一开口部(12a)及第二开口部(12b)、形成于所述第一开口部(12a)的周围的内表面以及通过所述中空部(11)、所述第一开口部(12a)及所述第二开口部(12b)的流动通道(H);支撑体(30),配置在所述中空部(11)内;阀片(40),具有固定设置于所述支撑体(30)上的固定阀部(50)、以包围所述固定阀部(50)外周的方式配设并沿所述流动通道(H)延伸的方向滑动的活动阀部(60)、第一周围区域(40a)和第二周围区域(40b);第一施力部(70),配置在所述第一周围区域(40a),使所述活动阀部(60)向所述第一开口部(12a)移动,使所述活动阀部(60)与所述内表面抵接,并将所述活动阀部(60)按压到所述内表面上,以关闭所述流动通道(H);以及第二施力部(80),配置在所述第二周围区域(40b),通过使所述活动阀部(60)向所述第二开口部(12b)移动,使所述活动阀部(60)从所述内表面分离而开放所述流动通道(H)。

Description

切断阀
技术领域
本发明涉及一种适于在使用阀片开闭流动通道的动作基础上使阀片进行滑动动作的摆动式、直动式、门式等的切断阀。特别是,本发明涉及一种在真空装置等中,将连结不同真空度(包含大气压)的两个空间的流动通道切断(关闭),并开放该切断状态(将两个空间连结)的切断阀。
本申请在2009年9月3日提出的特愿2009-204070号的基础上要求优先权,并在此援引其内容。
背景技术
在真空装置等中设置有切断阀,该切断阀将腔室和管道之间、管道和管道之间、或者管道和泵等之间等不同真空度的两个空间之间切断,并将被切断的两个空间连结。作为这种切断阀,已知有各种形式的阀门。
例如,已知有如下结构:使阀片滑动从而将阀片插入到流动通道的阀门开闭位置阀片,进一步操作该阀片以切断流动通道(闭阀动作),或者操作上述阀片以连结流动通道(开阀动作),进一步使阀片滑动而使阀片从流动通道退避至阀体内的退避位置。作为具有这种结构的阀门,已知有摆动式、直动式和门式等。
直动式切断阀具有在形成有构成流动通道的第一开口部及第二开口部的阀体的中空部配置有固定设置于阀杆(支撑体)上的阀片的结构。在该结构中,使上述阀杆沿其长度方向直线运动,以将上述阀片插入到开口部(流动通道)的阀门开闭位置,或者使上述阀片退避至未形成有开口部的退避位置。
作为现有的上述直动式切断阀,已知有这样一种切断阀,该切断阀具备:阀芯,由用皱纹管连接的第一阀片及第二阀片这两个阀片构成;致动器,在该两个阀片之间配置在阀片的中央部;以及阀体,形成有构成流动通道的开口部。在该切断阀中,通过致动器使第一阀片抵接并按压于阀体的开口部周围的内表面上从而关闭流动通道,或者通过致动器使第一阀片从上述阀体的内表面分离从而开放流动通道(例如参照专利文献1)。
此外,摆动式切断阀具有如下结构,即该摆动式切断阀配置有:阀体,形成有构成流动通道的第一开口部及第二开口部并具有中空部;支撑体,在中空部中固定设置于旋转轴上,在平行于与旋转轴垂直的表面的方向上扩展;以及固定设置于该支撑体上的阀芯(在密封环板设置于开口部上的结构的情况下为阀片)。在该切断阀中,使上述旋转轴旋转而使上述阀芯转动,并使将上述阀芯插入到开口部(流动通道)的阀门开闭位置,或者使上述阀芯退避至未形成有开口部的退避位置。
作为现有的上述摆动式切断阀,已知有如下结构,即在外壳的中空部内设置有:阀片,能够围绕旋转轴转动;能够滑动的密封环板,配置在外壳的开口部;以及致动器,使上述密封环板在与外壳一体形成的凸缘上滑动。在该切断阀中,使上述密封环板抵接并按压于上述阀片而关闭流动通道,或者使上述密封环板从上述阀片分离而开放流动通道(例如参照专利文献2)。
该摆动式切断阀的致动器具有螺栓、环状室(气缸)、活塞和弹簧在密封环板的滑动方向上串联配置的结构。因此在关闭流动通道时,弹簧所产生的恢复力通过活塞、气缸及螺栓传递至密封环板。
此外,门式切断阀具有如下结构,即该门式切断阀配置有:阀体,形成有构成流动通道的第一开口部及第二开口部并具有中空部;支撑体,固定设置于阀轴上,且在平行于包含阀轴的表面的方向上扩展;以及阀芯,固定设置于该支撑体上。在该切断阀中,使上述阀轴旋转而使上述阀芯转动,以将上述阀芯插入到开口部(流动通道)的阀门开闭位置,或者使上述阀芯退避至与开口部大致垂直的退避位置。
专利文献1:特开2002-181205号公报
专利文献2:日本国专利第3655715号公报
对于这种切断阀而言,从使切断阀的整体结构紧凑化等的要求出发,需要使阀芯的结构简化,并且需要确保切断动作的可靠性。
然而,在上述现有的阀门中,由于致动器配置在阀片的中央部,因此为了对实际上密封空间的阀片的表面传递充分的推压力,阀片需要有较高的刚性。若阀片的刚性不足,则具有无法切实地实现切断,无法获得高度的可靠性的问题。
进一步,上述现有的阀门采用了将两个阀片连结的结构。该连结结构和致动器为独立的结构部件,因此具有阀芯结构复杂的问题。
此外,在大口径阀门中,为了能够承受反压,需要有产生较大力的气缸,具有导致阀芯大型化的问题。
此外,在上述现有的摆动式切断阀中,使密封环滑动的致动器设置在凸缘上,并且该致动器、环状气缸和弹簧串联配置。
因此,实际上密封空间的阀片表面位于致动器的内侧,该表面从致动器的位置偏移,进一步在该表面上,通过活塞、气缸和螺栓传递有由弹簧产生的推压力(由弹簧产生的恢复力)。因此,若该推压力不充分,则具有无法切实地进行切断,无法获得高度可靠性的问题。
而且,在大口径阀门中,为了能够承受反压,或者为了适用于特殊形状的阀片、密封环板或凸缘,需要将除气缸之外的致动器部件配置多个,具有切断阀的结构变得复杂的问题。
发明内容
本发明是为了解决这种现有问题而提出的,其目的是提供一种切断阀,该切断阀能够用简单的结构进行高度可靠性的切断动作。
本发明的一个方式的切断阀包括:阀体,具有中空部、隔着所述中空部而设置的第一开口部及第二开口部、形成于所述第一开口部的周围的内表面以及通过所述中空部、所述第一开口部及所述第二开口部的流动通道;支撑体,配置在所述中空部内;阀片,具有固定设置于所述支撑体上的固定阀部、以包围所述固定阀部外周的方式配设并沿所述流动通道延伸的方向滑动的活动阀部、第一周围区域和第二周围区域;第一施力部,配置在所述第一周围区域,使所述活动阀部向所述第一开口部移动,使所述活动阀部与所述内表面抵接,并将所述活动阀部按压到所述内表面上,以关闭所述流动通道;以及第二施力部,配置在所述第二周围区域,通过使所述活动阀部向所述第二开口部移动,使所述活动阀部从所述内表面分离而开放所述流动通道。
此外,在本发明的一个方式的切断阀中,所述活动阀部优选具有与所述内表面抵接并被按压到所述内表面上的第一密封部,所述第一施力部为在所述活动阀部中设置在所述第一密封部的正下方的弹性件(自弹性件)。
此外,在本发明的一个方式的切断阀中,所述第二施力部优选为在所述第二周围区域中在所述固定阀部和所述活动阀部之间形成为环状的一个气缸。
此外,在本发明的一个方式的切断阀中,所述第一施力部优选被配置为与所述活动阀部滑动的方向并排并与所述第二施力部接近。
此外,在本发明的一个方式的切断阀中,所述固定阀部优选具有第二密封部、第三密封部及擦拭器,所述擦拭器配置在与所述第三密封部相比更靠近所述第二开口部的位置。
在本发明的一个方式的切断阀中,阀片由固定阀部和活动阀部构成。进一步,所述第一施力部使所述活动阀部向所述第一开口部移动,使所述活动阀部与所述内表面抵接,并将所述活动阀部按压到所述内表面上,以关闭所述流动通道。进一步,所述第二施力部通过使所述活动阀部向所述第二开口部移动,使所述活动阀部从所述内表面分离而开放所述流动通道。根据该结构,能够由一个阀片和两个施力部构成阀芯。此外,第一施力部使活动阀部移动,能够直接且切实地关闭切断阀。此外,第二施力部使活动阀部移动,能够直接且切实地开启切断阀。因此,可获得能够得到以简单的结构进行高度可靠性的切断动作的切断阀的效果。
附图说明
图1A是表示本发明的第一实施方式的切断阀的结构的横剖视图。
图1B是表示本发明的第一实施方式的切断阀的结构的纵剖视图,是表示阀芯配置在阀门开闭位置的状态的图。
图2是表示在本发明的第一实施方式的切断阀中,固定阀部和固定阀部嵌合的部分的放大纵剖视图。
图3是表示在本发明的第二实施方式的切断阀中,固定阀部和固定阀部嵌合的部分的放大纵剖视图。
图4A是表示本发明的第三实施方式的切断阀的结构的横剖视图。
图4B是表示本发明的第三实施方式的切断阀的结构的纵剖视图,是表示阀芯配置在阀门开闭位置的状态的图。
图5A是表示本发明的第四实施方式的切断阀的结构的横剖视图。
图5B是表示本发明的第四实施方式的切断阀的结构的纵剖视图,是表示阀芯配置在阀门开闭位置的状态的图。
图6A是表示可适用于本发明的实施方式的切断阀的开口部及阀片的形状的图。
图6B是表示可适用于本发明的实施方式的切断阀的开口部及阀片的形状的图。
图6C是表示可适用于本发明的实施方式的切断阀的开口部及阀片的形状的图。
图6D是表示可适用于本发明的实施方式的切断阀的开口部及阀片的形状的图。
图6E是表示可适用于本发明的实施方式的切断阀的开口部及阀片的形状的图。
图6F是表示可适用于本发明的实施方式的切断阀的开口部及阀片的形状的图。
具体实施方式
下面,基于附图说明本发明的切断阀的实施方式。
此外,在以下说明所使用的各图中,为了将各结构要素绘制成在图中能够识别的大小,使各结构要素的尺寸及比例适当地不同于实际尺寸及比例。
本发明的技术范围不局限于以下描述的实施方式,在不脱离本发明宗旨的范围内能够加以各种变更。
(第一实施方式)
图1A及图1B是说明本发明的第一实施方式的切断阀的结构的图。图1A是切断阀的横剖视图,图1B是阀芯配置在阀门开闭位置的状态的切断阀的纵剖视图。
第一实施方式的切断阀100具备阀体10、旋转轴20、支撑体30、阀片40、第一施力部70和第二施力部80。支撑体30及阀片40构成阀芯。此外,阀片40由固定阀部50(固定阀片部)和活动阀部60(活动阀片部)构成。
[摆动式切断阀]
第一实施方式的切断阀100为摆动式切断阀。
当旋转轴20沿着用附图标记A1表示的方向(与流动通道H的方向交差的方向)旋转时,支撑体30随着该旋转也沿着方向A1转动。此外,由于阀片40设置在支撑体30,阀片40与支撑体30一体旋转。
通过支撑体30如此旋转,阀片40从没有设置流动通道H的退避位置插入到流动通道H的阀门开闭位置。
而且,通过第一施力部70的操作(闭阀动作),阀片40关闭流动通道H。反之,若通过第二施力部80的操作而开启阀片40后(开阀动作),旋转轴20沿着附图标记A2所示的方向旋转,则支撑体30随着该旋转也沿着方向A2转动。
由此,阀片40从上述阀门开闭位置退避至上述退避位置。
[阀体10]
阀体10由具有中空部11的框架构成。在框架的上表面设置有第一开口部12a,在框架的下表面设置有第二开口部12b。
切断阀100插入于第一开口部12a露出的空间(第一空间)和第二开口部12b露出的空间(第二空间)之间。切断阀100将连结第一开口部12a和第二开口部12b的流动通道H、即连结第一空间和第二空间的流动通道H切断(关闭),并开放该切断状态(连结第一空间和第二空间)。
在阀体10的中空部11内设置有旋转轴20、支撑体30、阀片40、第一施力部70及第二施力部80。
[旋转轴20、支撑体30]
旋转轴20能够旋转地设置在阀体10内。
在该旋转轴20上固定设置有支撑体30。支撑体30具有与相对于旋转轴20垂直的方向平行的表面。如图1A所示,支撑体30具有与阀片40重叠的圆形部30A及随着旋转轴20的旋转而使圆形部旋转的旋转部30B。旋转部30B位于旋转轴20和圆形部30A之间,旋转部30B的宽度从旋转轴20向圆形部30A逐渐增加。
[阀片40、固定阀部50、活动阀部60]
阀片40具有形成为大致同心圆状的固定阀部50和以包围固定阀部50的周围的方式配置的大致圆环状的活动阀部60。固定阀部50固定设置于支撑体30上。此外,活动阀部60嵌合于固定阀部50,可通过第一施力部70及第二施力部80沿着附图标记B1、B2所示的方向(往返方向)相对于固定阀部50滑动的同时移动。在此,附图标记B1、B2所示的方向为与支撑体30及固定阀部50的表面垂直的方向,并且为与旋转轴20的轴向平行的方向。
此外,在固定阀部50的外周全域中形成有外周曲柄部。而且,在活动阀部60的内周全域中形成有内周曲柄部。
在第一实施方式中,固定阀部50的外周曲柄部能够滑动地嵌合于活动阀部60的内周曲柄部。
在活动阀部60的与阀体10的内表面相对(抵接)的表面上设置有形成为圆环状的例如由O型圈等构成的第一密封部61(主密封部)。
该第一密封部61在闭阀时阀片40覆盖第一开口部12a的状态下与阀体10的内表面接触,并被活动阀部60及阀体10的内表面按压。由此,第一空间切实地与第二空间隔离(确保切断状态)。
[第一施力部70(弹性件)]
第一施力部70配置在阀片40的第一周围区域40a。在第一施力部70中产生恢复力,以向第一开口部12a(B1方向)按压活动阀部60。由此,第一施力部70对活动阀部60施加力量(施力),将活动阀部60按压到位于第一开口部12a周围的阀体10的内表面上,使该内表面和活动阀部60抵接。
在第一实施方式中,第一施力部70为设置在活动阀部60的凹部60A内的弹性件(例如,弹簧、橡胶、被密封的空气阻尼器等)。
第一施力部70具有第一端和第二端。第一端与活动阀部60的凹部60A的顶面抵接。第二端与支撑体30抵接。此外,如图1A所示,在圆环状的活动阀部60中沿圆周方向设置有多个第一施力部70。
构成第一施力部70的弹性件的自然长度大于上述凹部60A的深度。因此,在被凹部60A的顶面和支撑体30压缩的同时配置在凹部60A内的第一施力部70中,产生弹性恢复力(延伸力、作用力)。通过该弹性恢复力的作用,活动阀部60沿B1方向滑动,并且第一密封部61抵接并按压阀体10的内表面,以进行闭阀动作。
为了能够直接按压第一密封部61,第一施力部70优选配置在第一密封部61的正下方。
在该切断阀100中,由于第一施力部70设置在活动阀部60上,因此能够使第一施力部70位于第一密封部61的正下方。在切断阀100的结构中,第一施力部70位于这种第一密封部61的正下方。
如此,在切断阀100中,作为进行闭阀动作及开阀动作的致动器,设置有进行闭阀动作的第一施力部70和进行开阀动作的第二施力部80(后述)。在该结构中,第一施力部70及第二施力部80在靠近第一密封部61的阀片40的周围区域(第一周围区域及第二周围区域)中,以彼此接近的方式并排配置。此外,第一施力部70位于第一密封部61的正下方。在该结构中,第一施力部70能够直接按压第一密封部61,能够对第一密封部61沿大致垂直方向直接施加负荷。
即,切断阀100的结构并不是施加存在作用点及支点的力矩负荷的结构。因此,无需相当于杠杆的部分的结构部件(强度),能够简化致动器的结构。此外,作为活动阀部60所要求的刚性,只要是能够支撑活动阀部60的自量的强度即足够。
进一步,由于第一施力部70配置在第一密封部61的正下方,因此即使在由于停电等,从应用设备向具备切断阀100的装置的电力供给(能源供给)停止的情况下,仅以第一施力部70中产生的机械力,也能够切实地关闭切断阀100。因此,能够切实地实现故障保险的切断阀。
另一方面,在具有通过从应用设备供给的电力等能源进行闭阀动作的结构的切断阀中,在从应用设备向装置的能源供给停止的情况下,会有无法进行闭阀动作的情况。因此,在这种结构中,无法实现故障保险的切断阀。
[第二施力部80(气缸)]
第二施力部80配置在阀片40的第二周围区域40b。在第二施力部80中,在向第二施力部80供给压缩空气时,产生使活动阀部60向第二开口部12b(B2方向)移动的力(作用力,由压缩空气产生的力)。由此,使活动阀部60从位于第一开口部12a的周围的阀体10的内表面分离。另外,在阀片40中,第二周围区域40b位于第一周围区域40a的内侧。即,在阀片40的径向上,第二施力部80配置在第一施力部70的内侧。换言之,第一施力部70在与活动阀部60滑动的方向交差的方向上接近于第二施力部80。
在第一实施方式中,第二施力部80为设置在固定阀部50和活动阀部60之间的一个气缸(空隙)。具体来说,该气缸形成在固定阀部50的第二外周面50c(后述)和活动阀部60的“第一内周面60b”,第一内周面60b(后述)之间,形成在外周曲柄部和内周曲柄部之间。而且,该气缸为形成在固定阀部50周围的圆环状的空间,作为一个圆环气缸(圆环空隙)发挥功能。此外,换言之,圆环气缸以包围流动通道H的方式形成。
若向第二施力部80供给压缩空气,则沿B2方向产生使第二施力部80的体积膨胀的膨胀力(作用力)。当膨胀力的大小大于第一施力部70中产生的恢复力(沿B1方向产生的作用力)时,第一施力部70被压缩,活动阀部60沿B2方向滑动,第一密封部61从阀体10的内表面脱离,进行开阀动作。
如此,在切断阀100中,作为进行闭阀动作及开阀动作的致动器,设置有进行闭阀动作的第一施力部70和进行开阀动作的第二施力部80。在该结构中,第一施力部70及第二施力部80在接近第一密封部61的阀片40的周围区域中,以彼此接近的方式并排配置。第二施力部80构成在固定阀部50和活动阀部60之间设置的一个圆环气缸。根据该结构,只要在第二施力部80上设置有一个单向供给压缩空气的气缸,就能够沿圆环气缸的形状向圆环气缸的内部供给压缩空气,并能够进行开阀动作及闭阀动作。因此,能够实现具有简单且紧凑的结构的致动器。
此外,由于第二施力部80是用于进行开阀动作,因此在第二施力部80中产生的力的大小(输出),只要是能够压缩第一施力部70的大小(输出)即足够。
在第一实施方式中,由固定阀部50和活动阀部60构成一个阀片40,因此无需设置两个阀片,而能够实现具有简单且紧凑的结构的阀片。
此外,致动器的力不会作用到固定阀部50。因此,即使在反压作用的情况下,作为固定阀部50的刚性,只需有产生在弹性变形范围内的挠曲的强度即足够。
另外,也可以采用固定阀部50和支撑体30一体化的结构。在该结构中,作为刚性,在上述固定阀部50的强度基础上,具有在使阀片40在退避位置和阀门开闭位置之间转动时支撑活动阀部60的自重的强度(固定阀部50和支撑体30一体化的支撑结构的强度)即足够。
此外,在第一实施方式中,将进行闭阀动作的第一施力部70和进行开阀动作的第二施力部80配置在靠近第一密封部61的阀片40的周围区域,因此无需在阀体10上设置致动器,能够实现具有简单的结构的切断阀。
进一步,在第一实施方式的结构中,在活动阀部60的第一密封部61的正下方配置有第一施力部70,通过设置在固定阀部50和活动阀部60之间的一个圆环气缸形成第二施力部80。在该结构中,还能够简化致动器的结构,且能够提高闭阀动作及开阀动作的可靠性。
此外,即使在如此在阀片40的周围区域配置有致动器的结构适用于具有大口径的切断阀的情况下,通过上述的同样的结构,也能够切实地进行闭阀动作及开阀动作,并且在反压作用的情况下也能够进行同样的动作。
图2是表示固定阀部50和活动阀部60彼此嵌合的部分的放大纵剖视图,表示设置有第一施力部70及导向钉的部位。
[第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b]
在固定阀部50的外周面上设置有,与活动阀部60的内周面抵接,且用于密封固定阀部50和活动阀部60之间的O型圈等圆环状的第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b。
具体来说,在固定阀部50的外周曲柄部,在位于径向外侧的第一外周面50b上设置有第二密封部51a、51b。而且,在径向上位于第一外周面50b的内侧且位于第二密封部51a、51b的下方的第二外周面50c上设置有第三密封部52a、52b。第二密封部51a、51b与活动阀部60的第一内周面60b抵接,第三密封部52a、52b与活动阀部60的位于第一内周面60b的下方的第二内周面60c抵接。
第二密封部51a、51b将作为高压空间的第二施力部80和作为低压空间等的靠近第一开口部12a的第一空间切断,并确保切断状态。同样地,第三密封部52a、52b将作为高压空间的第二施力部80和作为低压空间等的靠近第二开口部12b的第二空间切断,并确保切断状态。
[导向钉62]
导向钉62固定设置于活动阀部60上,且贯穿第二施力部80的内部,与形成于固定阀部50上的凹部50a嵌合。
该导向钉62导引活动阀部60,以使活动阀部60滑动的方向不会从附图标记B1、B2所示的方向偏移。由此,防止活动阀部60沿相对于附图标记B1、B2倾斜的方向移动。在该结构中,活动阀部60能够相对于固定阀部50定位,并且活动阀部60能够平行于附图标记B1及B2所示的方向移动以进行闭阀动作及开阀动作。由此,在开阀动作中,能够使设置于活动阀部60的第一密封部61产生均匀的按压力,实现抑制泄露的密封结构。
此外,就如此具备导向钉62的结构而言,在没有确定切断阀100在真空装置的安装姿势的情况下,即在切断阀100的安装方向自由的情况下,能够防止活动阀部60的重量负荷局部地施加于第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b上。例如,在切断阀100被安装为相对于活动阀部60滑动的方向重力垂直作用的情况下,作为滑动部件的活动阀部60的重量施加于导向钉62上。因此,防止活动阀部60的重量直接施加到第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b(O-ring)上。由此,无论切断阀100的安装姿势为何种姿势,密封部的寿命不会变短,且能够确保防止泄露的效果。
为了减小导向钉62和凹部50a的滑动面的面积,且为了将导向钉62从第一空间及第二空间隔离,导向钉62配置为贯穿第二施力部80内。
此外,通过如此在第二施力部80内配置导向钉62,能够使活动阀部60相对于固定阀部50平滑地滑动。
另外,若导向钉获得充分的强度,则即使在具有大口径的切断阀中,也防止活动阀部60滑动的方向偏移。此外,导向钉62也能适用于具有特殊形状的阀片。
[擦拭器53、54]
在固定阀部50的外周面上设置有与活动阀部60的内周面抵接的圆环状的擦拭器53、54。
具体来说,在固定阀部50的外周曲柄部,在位于径向外侧的第一外周面50b上设置有擦拭器53。此外,在径向上位于第一外周面50b的内侧且位于擦拭器53的下方的第二外周面50c上设置有擦拭器54。擦拭器53与活动阀部60的第一内周面60b抵接,擦拭器54与活动阀部60的位于第一内周面60b的下方的第二内周面60c抵接。
擦拭器53、54这两者配置在固定阀部50的外周面上。第二密封部51a配置在靠近第一开口部12a(第一空间)的位置。第三密封部52a配置在靠近第二开口部12b(第二空间)的位置。
这些擦拭器53、54润滑或清洁通过开阀动作及闭阀动作而滑动的活动阀部60的内周面,具有不让由上述滑动而产生的灰尘及由第二施力部80产生的灰尘排出至第一空间及第二空间的功能。
此外,作为构成擦拭器53、54的部件(材料),若例如选择海绵状的多孔弹性体,则能够使润滑油浸透(保持)在该部件的内部。
由此,能够维持在由第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b密封的密封面上形成具有规定膜厚的薄油膜的状态。即,擦拭器53、54拭去多余的油膜,且在油膜枯竭的时候涂布具有规定膜厚的油膜。
[中间大气室55、56]
在由第二密封部51a、51b切断的固定阀部50的外周面上设置有作为大气压的空间(空隙)的中间大气室55。
同样地,由第三密封部52a、52b切断的固定阀部50的外周面上设置有作为大气压的空间(空隙)的中间大气室56。
具体来说,在固定阀部50的外周曲柄部,在位于径向外侧的第一外周面50b上设置有中间大气室55。此外,在径向上位于第一外周面50b的内侧且位于中间大气室55的下方的第二外周面50c上设置有中间大气室56。中间大气室55为活动阀部60的第一内周面60b和设置在第一外周面50b上的槽之间的空间,中间大气室56为活动阀部60的位于第一内周面60b的下方的第二内周面60c和设置在第二外周面50c上的槽之间的空间。
而且,这些中间大气室55、56的压力能够监测。即,在切断阀100上设置有压力计,以测定中间大气室55、56的压力,由使用者监视该压力。
例如,在靠近第一开口部12a的第一空间为减压空间,且第二密封部51a破损的情况下,中间大气室55的压力低于大气压。
而且,由于被供给压缩空气的气缸(第二施力部80)内的压力高于大气压,因此在第二密封部51b破损的情况下,中间大气室55的压力高于大气压。
同样地,在靠近第二开口部12b的第二空间为减压空间,且第三密封部52a破损的情况下,中间大气室56的压力低于大气压。
而且,由于被供给压缩空气的气缸(第二施力部80)内的压力高于大气压,因此在第三密封部52b破损的情况下,中间大气室56的压力高于大气压。
所以,由于切断阀100具有监测中间大气室55、56的压力的结构,因此在例如中间大气室55、56压力值为低于大气压的压力,且低于临界压力的情况下,或者高于大气压的压力,且高于临界压力的情况下,能够检测第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b的异常。例如,若采用在切断阀100上设置有报警装置的结构,或者在与切断阀100连接的控制装置上设置有报警装置的结构,则能够通过报警通知第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b的异常。所以,能够立即识别第二密封部51a、51b及第三密封部52a、52b破损,在切断阀100中产生内部泄露,需要维修的情况。
由此,能够切实地判断无法从真空装置外部检测的在切断阀中产生的内部泄露等等的不良状态。
如上所述,在第一实施方式中设置有由固定阀部50及包围固定阀部50的外周的活动阀部60构成的阀片40。此外,在阀片40的周围区域设置有通过使活动阀部60向第一开口部12a移动而进行闭阀动作的第一施力部70(弹簧)。而且,设置有通过使活动阀部60向第二开口部12b移动而进行开阀动作的第二施力部80(气缸)。在该结构中,能够由一个阀片40和两个施力部形成阀芯。此外,能够通过配置在阀片40的周围区域的第一施力部70的恢复力,直接将活动阀部60推压到阀体10的内表面上,以切实地进行闭阀。同样地,能够通过供给至配置于阀片40的第二周围区域40b的第二施力部80的压缩空气的作用,使活动阀部60从阀体10的内表面分离,以切实地进行开阀。所以,在第一实施方式中,能够实现具有简单的结构,且能够以高度的可靠性进行切断动作的切断阀。
(第二实施方式)
图3表示本发明的第二实施方式的切断阀,为表示固定阀部和固定阀部嵌合的部分的放大纵剖视图。
在图3中,与图1A及图1B或图2相同的部件使用相同的附图标记,并省略或简化其说明。
在第二实施方式的切断阀中,改变了在上述第一实施方式的切断阀100(参照图1A、图1B或图2)中的固定阀部50和活动阀部60彼此嵌合的部分,减小了阀片40的厚度。
在上述第一实施方式的阀片40的结构中,如图2所示,形成于固定阀部50的外周的外周曲柄部和形成于活动阀部60的内周的内周曲柄部嵌合。
另一方面,在第二实施方式中,在固定阀部50的外周形成有U字形的U字部,在活动阀部60的内周形成有倒U字形的倒U字部。而且,固定阀部50及活动阀部60被设置为使固定阀部50的U字部和活动阀部60的倒U字部彼此嵌合。
在这种第二实施方式中,第三密封部52b、中间大气室56、第三密封部52a及擦拭器54的位置与第一实施方式不同。具体来说,在第一实施方式中,在第二外周面50c上设置有第三密封部52b、中间大气室56、第三密封部52a及擦拭器54,但在第二实施方式中,在第一外周面50b的相反面,即在内侧面50d上设置有第三密封部52b、中间大气室56、第三密封部52a及擦拭器54。
而且,活动阀部60具有与第一内周面60b相对的相对面60d。设置在内侧面50d上的第三密封部52a、52b及擦拭器54与相对面60d抵接。而且,设置在内侧面50d上的中间大气室56为相对面60d和设置在内侧面50d上的槽之间的空间。
如上所述,根据第二实施方式能够获得与上述第一实施方式同样的效果。进一步,在第二实施方式中,能够减小阀芯的厚度,因此在无法充分确保切断阀的高度的情况下,例如在真空装置等的装置中的狭窄的空间配置切断阀的情况下,能够有效地适用第二实施方式的切断阀。
(第三实施方式)
图4A及图4B是说明本发明的第三实施方式的切断阀的结构的图。图4A是切断阀的横剖视图,图4B是阀芯配置在阀门开闭位置的状态的切断阀的纵剖视图。
在图4A及图4B中,与图1A及图1B相同的部件使用相同的符号,并省略或简化其说明。
第三实施方式的切断阀300具备阀体10a、阀杆25、支撑体30、阀片40、第一施力部70(弹簧)及第二施力部80(气缸)。支撑体30及阀片40构成阀芯。而且,阀片40由固定阀部50和活动阀部60构成。
[直动式切断阀]
第三实施方式的切断阀300为直动式切断阀。在切断阀300中,构成上述第一实施方式的摆动式切断阀100的阀芯结构适用于直动式切断阀。
只是,在上述实施方式1中,第一开口部12a、第二开口部12b及阀片40(固定阀部50及活动阀部60)的形状为同心圆形状,但在第三实施方式中,这些的形状及支撑体30的形状为在角部具有圆角的大致正方形。
此时,为了使阀芯直线运动,阀体10a的横剖面形状为大致长方形。支撑体30固定设置于阀杆25的端部。
当驱动阀杆25以沿附图标记D1所示的方向直线前进时,随着该驱动,支撑体30也沿着方向D1直线运动。通过支撑体30如此直线运动,阀片40从未设置有流动通道H的退避位置插入于流动通道H的阀门开闭位置。
而且,通过第一施力部70的作动(闭阀动作),阀片40关闭流动通道H。反之,在通过第二施力部80的作动开启阀片40后(开阀动作),当驱动阀杆25以沿方向D2直线前进时,支撑体30也随之沿方向D2直线运动。
由此,阀片40从上述阀门开闭位置退避至上述退避位置。
如上所述,根据第三实施方式,在直动式切断阀中也能够获得与上述第一实施方式同样的效果。
(第四实施方式)
图5A及图5B是说明本发明的第四实施方式的切断阀的结构的图。图5A是切断阀的横剖视图,图5B是阀芯配置在阀门开闭位置的状态的切断阀的纵剖视图。
在图5A及图5B中,与图1A、图1B、图4A或图4B相同的部件使用相同的附图标记,并省略或简化其说明。
第四实施方式的切断阀400具备阀体10b、阀轴26、支撑体30、阀片40、第一施力部70(弹簧)和第二施力部80(气缸)。支撑体30及阀片40构成阀芯。而且,阀片40由固定阀部50和活动阀部60构成。
[门式切断阀]
第四实施方式的切断阀400为门式切断阀。在切断阀400中,构成上述第三实施方式的直动式切断阀300的阀芯结构适用于门式切断阀。
所以,在第四实施方式的切断阀400中,构成上述第一实施方式的摆动式切断阀100的阀芯结构适用于门式切断阀,支撑体30及阀片40的形状由同心圆改变为大致正方形。此外,在第一实施方式中,旋转轴20的延伸方向和流动通道H的方向一致,但第四实施方式的阀轴26的延伸方向与流动通道H的方向交差。
在上述第一实施方式的摆动式切断阀100中,采用了具有与垂直于旋转轴20的面平行地扩张的旋转部30b的支撑体30固定设置于旋转轴20上的结构。另一方面,在第四实施方式的门式切断阀400中,具有与阀轴26平行的面的支撑体30固定设置于阀轴26上。
当使阀轴26沿附图标记E1所示的方向旋转时,支撑体30随着该旋转也沿方向E1转动。
通过支撑体30的如此旋转,阀片40从未设置有流动通道H的退避位置插入到流动通道H的阀门开闭位置。
而且,通过第一施力部70的作动(闭阀动作),阀片40关闭流动通道H。反之,在通过第二施力部80的作动开启阀片40后(开阀动作),若阀轴26沿附图标记E2所示的方向旋转,则支撑体30随着该旋转也沿方向E2转动。
由此,阀片40从上述阀门开闭位置退避至退避位置。配置在退避位置的支撑体30与第一开口部12a或第二开口部12b大致垂直。
如上所述,根据第三实施方式,在门式切断阀中能够获得与上述第一实施方式同样的效果。
另外,在上述本发明的实施方式中,说明了使用弹簧作为第一施力部的结构,但也可以使用其他弹性体。
此外,说明了采用圆环状的一个气缸作为第二施力部的结构,但也可以采用油压缸等。通过驱动一个圆环状的气缸,使用使活动阀部60从阀体10(10a、10b)的内表面分离的驱动装置作为第二施力部。
此外,在上述本发明的实施方式中,说明了如图6A所示的形成为圆形的开口部及阀片,或者如图6B所示的形成为在角部具有圆角的大致正方形的开口部及阀片。本发明的切断阀不限于图6A及图6B所示的形状。本发明的切断阀具有在阀片的周围区域设置有致动器的结构,因此也可以采用例如图6C所示的形成为在角部具有圆角的大致三角形的开口部及阀片。而且,也可以采用如图6D所示的形成为在角部具有圆角的大致长方形的开口部及阀片。而且,也可以采用如图6E所示的形成为在角部具有倒角的大致圆边形的开口部及阀片。而且,也可以适用如图6F所示的形成为在角部具有圆角的大致U字形的开口部及阀片。
进一步,也可以在本发明中适用形成为椭圆形的开口部及阀片、或者形成为在角部具有圆角的大致八边形的开口部及阀片等形成为任何形状的开口部及阀片。
产业上的可应用性
本发明能够广泛地适用于在真空装置等中将连结不同真空度的两个空间的流动通道切断,或者开放该切断状态的用途的切断阀。
符号说明
10,10a,10b 阀体、11 中空部、12a 第一开口部、12b 第二开口部、20 旋转轴、25 阀杆、26 阀轴、30 支撑体、40阀片、50 固定阀部、51a,51b 第二密封部、52a,52b 第三密封部、53,54 擦拭器、55,56 中间大气室、60 活动阀部、61 第一密封部、62 导向钉、70 第一施力部(弹性件)、80 第二施力部(气缸)、100,300,400 切断阀。

Claims (5)

1.一种切断阀,其特征在于,包括:
阀体,具有中空部、隔着所述中空部而设置的第一开口部及第二开口部、形成于所述第一开口部的周围的内表面以及通过所述中空部、所述第一开口部及所述第二开口部的流动通道;
支撑体,配置在所述中空部内;
阀片,具有固定设置于所述支撑体上的固定阀部、以包围所述固定阀部外周的方式配设并沿所述流动通道延伸的方向滑动的活动阀部、第一周围区域和第二周围区域;
第一施力部,配置在所述第一周围区域,使所述活动阀部向所述第一开口部移动,使所述活动阀部与所述内表面抵接,并将所述活动阀部按压到所述内表面上,以关闭所述流动通道;以及
第二施力部,配置在所述第二周围区域,通过使所述活动阀部向所述第二开口部移动,使所述活动阀部从所述内表面分离而开放所述流动通道。
2.根据权利要求1所述的切断阀,其特征在于,
所述活动阀部具有与所述内表面抵接并被按压到所述内表面上的第一密封部,
所述第一施力部为在所述活动阀部中设置在所述第一密封部的正下方的弹性件。
3.根据权利要求1或2所述的切断阀,其特征在于,
所述第二施力部为在所述第二周围区域中在所述固定阀部和所述活动阀部之间形成为环状的一个气缸。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的切断阀,其特征在于,
所述第一施力部被配置为与所述活动阀部滑动的方向并排并与所述第二施力部接近。
5.根据权利要求1至4中的任一项所述的切断阀,其特征在于,
所述固定阀部具有第二密封部、第三密封部及擦拭器,
所述擦拭器配置在与所述第三密封部相比更靠近所述第二开口部的位置。
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