CN103732962B - 止回阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种止回阀，提高耐热性并且解决了伴随高温使用而导致“栓体向密封构件的粘附”的技术课题，由此在高温条件下也能够使用。通过使被弹压构件（7）弹压的栓体（5）与密封构件（4）抵接而使设置在第1阀体（2）上的流体通路（2a）的开口成为关闭状态。密封构件（4）为进行了二次硫化的全氟橡胶制密封垫。在栓体（5）上形成有与密封构件（4）线接触的环状的密封部（6）。

Description

止回阀
技术领域
本发明涉及止回阀，尤其涉及适合在超过200℃那样的高温条件下使用的止回阀。
背景技术
作为止回阀，在专利文献1中公开有如下止回阀：通过使被弹压构件弹压的栓体与作为密封构件的O型环抵接，而使设置在主体上的流体通路的开口成为关闭状态，当在主体的流体通路内作用有规定值以上的流体压力时，栓体抵抗着弹压构件的弹压力而移动，由此使流体通路的开口成为打开状态。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本实公平3-597号公报
发明内容
在为了防止于配管内流动的气体的液化等而维持高温的装置所使用的止回阀中，谋取耐热性，但上述专利文献1的止回阀的O型环的耐热性不充分，因此存在不适合在高温条件下使用的问题。
为了在高温条件下使用，作为密封构件，考虑取代O型环而使用耐热性优异的密封垫（packing）。但是，对于高温条件下的使用，存在伴随高温使用而导致“栓体向密封构件的粘附”的问题，仅通过单纯地提高耐热性，无法得到适合在超过200℃那样的高温条件下使用的止回阀。
本发明的目的在于提供一种止回阀，提高耐热性并且解决了伴随高温使用而导致“栓体向密封构件的粘附”的技术课题，由此在高温条件下也能够使用。
本发明的止回阀为，通过使被弹压构件弹压的栓体与密封构件抵接而使设置在主体上的流体通路的开口成为关闭状态，当在主体的流体通路内作用有规定值以上的流体压力时，栓体抵抗着弹压构件的弹压力而移动，由此使上述流体通路的开口成为打开状态，该止回阀的特征在于，密封构件是进行了二次硫化的全氟橡胶制密封垫，在栓体上形成有与密封构件线接触的环状的密封部。
为了能够在高温条件下使用，使密封构件为全氟橡胶制密封垫。由此，能够确保耐热性。作为全氟橡胶，例如可以列举Kalrez（注册商标）。栓体为不锈钢等适当的金属制。
本发明人关注栓体向密封构件的粘附而进行了各种分析，其结果为，作为用于减小该粘附的结构而得到上述结构。
二次硫化将成形品在炉内以200℃左右的高温加热数小时到数十小时，由此通常作为用于去除杂质的工序而进行。全氟橡胶具有优异的耐化学性和耐热性，还具有与橡胶同等的弹性。尤其是，具有如下优点，其耐热性优异，即使在接近300℃的高温下也能够保持与橡胶同等的弹性，并且脱气也较少。
根据本发明的止回阀，在栓体上形成有与密封构件线接触的环状的密封部，并且，作为密封构件的材料，采用全氟橡胶，在升温后自然冷却的条件下，对于仅通过线接触＋全氟橡胶无法充分减小的、栓体向密封构件的粘附，通过对全氟橡胶进行二次硫化而使该粘附降低至充分低的水平。
优选的是，栓体具有：圆柱部，其形成有成为打开状态的流体通路的流体泄放通路；和小径圆板部，其与圆柱部的顶端侧相连地设置，并封堵主体的开口，栓体的环状密封部由在圆柱部的顶端侧的面上向径向外侧延伸的第1倾斜面和与第1倾斜面相连且向径向外侧延伸的第2倾斜面形成。
由此，能够容易制作具有进行线接触的环状密封部的栓体。
优选的是，密封构件具有圆板部，该圆板部夹设在主体的流体通路的开口缘部与栓体的环状密封部之间，圆板部的基于环状密封部的压缩余量为0.05mm～0.15mm。
压缩余量为，被弹压构件弹压前的厚度与被弹压构件弹压后的厚度的差，关于压缩余量为0.05mm～0.15mm，作为用压缩余量/弹压前的厚度表示的比例，为5.5%～17%。
由此，能够确保适当的密封力，且能够减小栓体向密封构件的粘附。
发明效果
根据本发明的止回阀，密封构件为进行了二次硫化的全氟橡胶制密封垫，在栓体上形成有与密封构件线接触的环状的密封部，因此，能够消除升温后在自然冷却时引起的栓体向密封构件的粘附，其结果为，适合在高温条件下使用。
附图说明
图1是表示本发明的止回阀的实施方式的纵剖视图。
图2是表示本发明的止回阀的栓体的纵剖视图，图2的（b）是将图2的（a）的主要部分即环状密封部放大而得到的图。
图3是表示本发明的止回阀的栓体与密封构件的位置关系的放大纵剖视图。
图4是表示止回阀的比较例的栓体的纵剖视图，图4的（b）是将图4的（a）的主要部分即环状密封部放大而得到的图。
图5是表示止回阀的比较例的栓体与密封构件的位置关系的纵剖视图。
图6是表示本发明的止回阀的“开始打开的压力”的测定结果的曲线图。
附图标记说明
（1）：止回阀，（2）：第1阀体（主体），（4）：密封构件，（5）：栓体，（6）：密封部，（6a）：第1倾斜面，（6b）：第2倾斜面，（7）：弹压构件，（11）：圆板部，（13）：圆柱部，（14）：小径圆板部，（13a）（13b）（13c）：流体泄放通路
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。在以下的说明中，左右是指图1的左右。
如图1所示，本发明的止回阀（1）具有：筒状的第1阀体（主体）（2），其具有成为流体通路的、左侧的小径内周面（2a）及右侧的大径内周面（2b）；筒状的第2阀体（3），其与第1阀体（2）螺纹结合，并具有左侧的大径内周面（3a）、右侧的小径内周面（3b）、以及位于大径内周面（3a）与小径内周面（3b）之间的中间直径的中间内周面（3c）；环状的密封构件（4），其通过第1阀体（2）的小径内周面（2a）与大径内周面（2b）之间的环状层差部（2c）而被支承；栓体（5），其经由环状的密封部（6）而从右侧与密封构件（4）抵接；弹压构件（7），其将栓体（5）向左方（朝向密封构件（4））弹压；和压盖密封垫（8），其将第1阀体（2）与第2阀体（3）之间密封。
第1阀体（2）和第2阀体（3）通过设置在第1阀体（2）的右部外周上的外螺纹部与设置在第2阀体（3）的大径内周面（3a）上的内螺纹部的螺合而结合。
密封构件（4）是进行了二次硫化的全氟橡胶制密封垫，包括：夹设在第1阀体（2）的小径内周面（2a）的开口缘部与栓体（5）的密封部（6）之间的圆板部（11）；和从圆板部（11）的外周缘部向右方延伸的圆筒部（12）。密封构件（4）的外径与第1阀体（2）的大径内周面（2b）的内径大致相等，该密封构件（4）的内径大于第1阀体（2）的小径内周面（2a）的内径。
栓体（5）包括：形成有流体泄放通路（13a）（13b）（13c）的圆柱部（13）；与圆柱部（13）的左侧（顶端侧）相连且外径小于圆柱部（13）的外径的小径圆板部（14）；和与圆柱部（13）的右侧（基端侧）相连且外径大于圆柱部（13）的外径的大径圆筒部（15）。
使栓体（5）的小径圆板部（14）的外周缘部的左表面与第1阀体（2）的小径内周面（2a）的右端开口缘部抵接，并且使栓体（5）的设置在圆柱部（13）的左端外周缘部上的环状的密封部（6）按压密封构件（4）的圆板部（11）的右表面，由此，使第1阀体（2）的小径内周面（流体通路）（2a）的右端开口成为关闭状态。
圆柱部（13）的流体泄放通路（13a）（13b）（13c）以将位于圆柱部（13）的外周面的流体导入到大径圆筒部（15）内的方式形成。
弹压构件（7）为圆筒状的压缩螺旋弹簧，其左端面通过栓体（5）的圆柱部（13）的右表面而被支承，其右端面通过形成在第2阀体（3）的小径内周面（3b）与中间内周面（3c）之间的层差部（3e）而被支承。
压盖密封垫（8）包括：圆筒部（16）；设置在圆筒部（16）的左端开口缘部上的朝向内侧的凸缘部（17）；和设置在圆筒部（16）的右端开口缘部上的朝向外侧的凸缘部（18）。朝向内侧的凸缘部（17）与密封构件（4）的圆筒部（12）的右表面抵接。朝向外侧的凸缘部（18）为在轴向上较长的大致四边形，被第1阀体（2）的右端面和形成在第2阀体（3）的大径内周面（3a）与中间内周面（3c）之间的层差部（3d）夹持，当第1阀体（2）和第2阀体（3）螺合时，朝向外侧的凸缘部（18）以规定量变形，由此将第1阀体（2）与第2阀体（3）之间密封。
根据该止回阀（1），在图1所示的状态下，被弹压构件（7）弹压的栓体（5）的密封部（6）从右方与密封构件（4）的圆板部（11）抵接，由此得到关闭状态。在向第1阀体（2）的小径内周面（2a）内导入流体、且该流体的压力与基于弹压构件（7）的弹压力相比较小的期间，持续关闭状态。然后，当流体压力增大时，栓体（5）通过该流体压力抵抗着弹压构件（7）的弹压力而向右方移动，形成通路而得到打开状态，其中，该通路从第1阀体（2）的小径内周面（2a）的开口通过栓体（5）与密封构件（4）之间，并从栓体（5）的流体泄放通路（13a）（13b）（13c）经由该大径圆筒部（15）内而通到第2阀体（3）的小径内周面（3b）内。
如图2放大所示，栓体（5）的密封部（6）（与密封构件（4）抵接的面）由在圆柱部（13）的顶端侧的面上从该顶端侧的面与小径圆板部（14）的边界向径向外侧延伸的第1倾斜面（6a）、和与第1倾斜面（6a）相连且向径向外侧延伸的第2倾斜面（6b）形成。
图3是表示被弹压构件（7）弹压之前的密封构件（4）与栓体（5）的位置关系的图，在该图中，栓体（5）的密封部（6）与密封构件（4）线接触，作为压缩余量而具有C1。在该状态下，当弹压构件（7）的弹压力作用时，栓体（5）向左方移动，如图1所示，栓体（5）的小径圆板部（14）的左表面（顶端面）与第1阀体（2）的小径内周面（2a）的开口缘部抵接，从而与密封构件（4）的左表面成为同一面。密封构件（4）被压缩了与压缩余量C1相应的量，由此发挥密封功能。
图4表示作为比较例的栓体（21），该栓体（21）包括：形成有流体泄放通路（23a）（23b）（23c）的圆柱部（23）；与圆柱部（23）的左侧（顶端侧）相连的小径圆板部（24）；和与圆柱部（23）的右侧（基端侧）相连的大径圆筒部（25）（与图2的大径圆筒部相同），并且，栓体（21）的密封部（22）是圆柱部（23）的左表面外周缘部的平坦面。
图5是表示将与图3所使用的密封构件相同的密封构件（4）和图4所示的栓体（21）组合的情况下的、被弹压构件（7）弹压之前的密封构件（4）与栓体（21）的位置关系的图，在该图中，栓体（21）的环状的密封部（22）与密封构件（4）面接触，作为压缩余量而具有C2。
图2及图3所示的实施方式相对于图4及图5所示的比较例更适合在高温条件下使用。
为了能够适合在高温条件下使用，本发明人关注栓体（5）（21）向密封构件（4）的粘附，在各种条件下测定了开始打开的压力（止回阀（1）的流体泄放功能显现时的压力值）。“粘附”是指密封构件（密封垫）（4）与栓体（5）（21）紧贴，该情况下，为了通过流体压力使栓体（5）（21）移动，需要与弹压构件（7）的弹压力＋紧贴力相当的流体压力，随着紧贴力的增加，开始打开的压力增大。
使上述图3中的C1为0.1mm，使图5中的C2为0.3mm，并与圆板部（11）的厚度为0.9mm的密封构件（4）组合，对此，对开始打开的压力进行测定的结果的一例在图6中示出。作为开始打开的压力，测定如下流体压力，即：在从图1所示的止回阀（1）的右侧作用1MPa的压力后，从左侧导入流体并使其压力逐渐上升，测定第1阀体（2）的小径内周面（2a）的开口即将打开而压力下降之前的流体压力。
图6示出了在初始设定时（升温前）、升温后及自然冷却后（在升温后自然冷却）这三个条件下对如下四种结构进行评价的结果，即为：图2及图3的形状（线接触型）且未进行二次硫化的结构；图2及图3的形状（线接触型）且进行了二次硫化的结构；图4及图5的形状（面接触型）且未进行二次硫化的结构；以及图4及图5的形状（面接触型）且进行了二次硫化的结构。
根据图6所示的测定结果可知，在升温＋自然冷却后粘附尤其大，面接触型的结构的该冷却后的粘附较大。通过成为线接触型，冷却后的粘附减小，能够下降至与面接触型的初始设定时同等的水平。而且，通过进行二次硫化，面接触型和线接触型均能够减小粘附，尤其在线接触型且进行了二次硫化的结构中，开始打开的压力较小且基于条件不同而导致的变动较小。
从该结果可知，为了减小粘附（开始打开的压力），优选使栓体（5）与密封构件（4）线接触，更优选的是，对密封构件（4）的材料即全氟橡胶进行二次硫化。
此外，在图1中图示了阀体（2）（3）为与管接头类似的形状的管路止回阀（1），但本发明的止回阀不限于此，只要是如下结构，则主体的形状、流体通路的形状、弹压构件的结构及其他结构就能够进行各种变更，在该结构中，通过使被弹压构件弹压的栓体与密封构件抵接而使设置在主体上的流体通路的开口成为关闭状态，当在主体的流体通路内作用有规定值以上的流体压力时，栓体抵抗着弹压构件的弹压力而移动，由此使上述流体通路的开口成为打开状态。
另外，实施例中的栓体（5）的密封部（6）由在圆柱部（13）的顶端侧的面上从顶端侧的面与小径圆板部（14）的边界向径向外侧延伸的第1倾斜面（6a）和与第1倾斜面（6a）相连且向径向外侧延伸的第2倾斜面（6b）形成，但第1倾斜面（6a）也可以设置成从比顶端侧的面与小径圆板部（14）的边界更靠外侧的位置向径向外侧延伸，总之，密封部（6）的形状只要是与密封构件（4）的接触为线接触的形状则可以是任意形状，例如可以是在图4的密封部（平坦面）（22）的径向中间部形成环状突起那样的构造、或仅在密封部（平坦面）（22）的外周部分形成突起那样的构造。
工业实用性
本发明的止回阀适合在超过200℃那样的高温条件下使用。根据本发明的止回阀，提高耐热性，并且解决了伴随高温使用而导致“栓体向密封构件的粘附”的技术课题，由此适合在高温条件下使用。

Claims (2)

1.一种止回阀，通过使被弹压构件弹压的栓体与密封构件抵接而使设置在主体上的流体通路的开口成为关闭状态，当在主体的流体通路内作用有规定值以上的流体压力时，栓体抵抗着弹压构件的弹压力而移动，由此使所述流体通路的开口成为打开状态，所述止回阀的特征在于，
密封构件是进行了二次硫化的全氟橡胶制密封垫，在栓体上形成有与密封构件线接触的环状的密封部，
栓体具有：圆柱部，其形成有成为打开状态的流体通路的流体泄放通路；和小径圆板部，其与圆柱部的顶端侧相连地设置，并封堵主体的开口，栓体的环状密封部由在圆柱部的顶端侧的面上向径向外侧延伸的第1倾斜面和与第1倾斜面相连且向径向外侧延伸的第2倾斜面形成。
2.如权利要求1所述的止回阀，其特征在于，密封构件具有圆板部，该圆板部夹设在主体的流体通路的开口缘部与栓体的环状密封部之间，圆板部的基于环状密封部的压缩余量为0.05mm～0.15mm。
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