CN105874251B - 阀体及高温用阀 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用铆接结构使合成树脂制抵接部件的防止旋转性能大幅提高的阀体及具备这种阀体的高温用阀。阀体(3)由与通路开口缘部抵接并封堵通路开口的合成树脂制抵接部件(13)和具有使抵接部件(13)嵌入的凹处(15a)的保持部件(14)构成，通过铆接保持部件(14)使抵接部件(13)保持在保持部件(14)上。保持部件(13)的铆接部分上设置有多个切口(22)。

Description

阀体及高温用阀
技术领域
本发明涉及阀体及高温用阀，尤其涉及由合成树脂制的抵接部件及保持该抵接部件的保持部件构成的阀体、以及具备这种阀体的高温用阀。
背景技术
作为在被称为波纹管阀、提升阀等阀中所使用的阀体，已知一种阀体，其由与通路开口缘部抵接并封堵通路开口的圆盘状合成树脂制抵接部件和具有使抵接部件嵌入的凹处的保持部件构成，通过铆接保持部件，使抵接部件保持在保持部件上(专利文献1)。
这种阀体中，若阀经历温度循环(高温→低温→高温的反复)，则合成树脂制抵接部件将反复进行相对较大的膨胀及收缩。因此，抵接部件对保持部件施加的推压力通过反复进行膨胀时加压、收缩时减压，由此保持部件的形成有凹处的周壁对抵接部件的推压力减弱，从而在保持部件与抵接部件之间形成间隙，抵接部件有时会形成为相对于保持部件可以旋转(滑动)的状态。
若使抵接部件旋转，则存在由于旋转造成密封性降低或由于相对旋转时的滑动而产生颗粒的问题，根据情况，抵接部件也有可能从保持部件脱落。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：实用新型公开平成1-26936号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
根据上述专利文献1的阀体，相较于通过压入将合成树脂制抵接部件嵌入保持部件的情况，通过铆接保持部件，对于抵接部件的防止旋转力增大。然而，若阀的使用温度变为例如200℃左右的高温，则即使是铆接结构，也存在无法防止抵接部件相对于保持部件旋转的问题。作为代替铆接结构的防止旋转结构，又会出现需要改变尺寸等新的问题。
本发明的目的在于提供一种使用铆接结构而大幅提高了合成树脂制抵接部件的防止旋转性能的阀体及具备这种阀体的高温用阀。
(二)技术方案
本发明的阀体的特征在于，其由与通路开口缘部抵接并封堵通路开口的合成树脂制抵接部件和具有使抵接部件嵌入的凹处的保持部件构成，通过铆接保持部件，将抵接部件保持在保持部件上，在保持部件的铆接部分上设置有至少一个切口。
本发明的阀体的特征在于，其由与通路开口缘部抵接并封堵通路开口的合成树脂制抵接部件和具有使抵接部件嵌入的凹处的保持部件构成，通过铆接保持部件，将抵接部件保持在保持部件上，在保持部件的铆接部分上设置有至少一个切口，在抵接部件嵌入保持部件的方向上的切口位置上的、铆接抵接部件前相对于所述方向的垂直截面的外轮廓线为圆形，从该圆的中心到铆接后所述截面的外轮廓线上的一点的距离，与从所述中心到所述外轮廓线上的另一点的距离不同。
设置在本发明的阀体的保持部件上的切口为切槽、孔、凹陷或沟槽等。
保持部件例如为不锈钢制。保持部件的凹处的周面(保持部件周壁的内周面)为对应于抵接部件的外周面的圆柱面，在原本一直为圆柱面的凹处的周面上追加切口。切口可以设置为贯穿保持部件的周壁，此外，也可以通过保留保持部件的外周的方式设置为沟槽状。切口的数量可以为一个，也可以在周向设置多个。保持部件的外周面例如为圆柱面，但并不限定于此。
由于以往的铆接仅铆接圆柱状的前端部，因此铆接后仍保持圆柱状，对于旋转的防止旋转力仅为摩擦力。因此，即使进行较大的铆接，防止旋转力的提高也存在一定限度。
根据本发明，通过铆接保持部件(形成有切口的圆柱状部件)，与无切口部分对应的抵接部件部分与保持部件一起缩径，与有切口部分对应的抵接部件部分并不进行缩径。因此，在抵接部件的外周面上形成台阶，对于抵接部件的旋转，除摩擦力以外，可以通过使抵接部件的台阶与保持部件的形成有切口的壁面抵接，从而产生伴随卡合的防止旋转力(啮合产生的机械力)。
优选在周向上以所需间隔设置多个(更加优选2～4个)切口。
本发明的阀体，可以使用与以往相同的部件作为抵接部件，此外，除在保持部件上追加切口以外的工序保持不变即可。保持部件的尺寸(凹处的直径、外径等)无需变更，因此能够抑制成本，并大幅提高防止旋转功能。
本发明的阀体适合在超过140℃的高温下使用。在高温下使用的情况下，由于合成树脂制抵接部件经过温度循环(高温→低温→高温的反复)，有可能使由铆接产生的防止旋转力在初期降低。本发明的阀体，通过大幅提高防止旋转力功能，即使在这种高温下也能够长时间地防止抵接部件的旋转。
作为抵接部件的材料的合成树脂可以为PTFE、PFA等氟类树脂、PEEK材料(聚醚醚酮树脂)等。
本发明的高温用阀的特征在于，具备设置有流体通路的阀箱和开闭流体通路的阀体，阀体为上述的阀体。
作为这种阀，有被称为波纹管阀的阀，其具备作为密封部件的波纹管，但并不限定于此，对于各种类型的阀，能够应用上述阀体。
上述高温用阀中，阀座可以与阀箱设置为一体(该情况下，阀座为不锈钢等金属制)，也可以与阀箱分开设置(该情况下，阀座可以为不锈钢等金属制，也可以为合成树脂制)。作为阀座材料的合成树脂可以与抵接部件相同，也可以不同。
(三)有益效果
根据本发明的阀体，通过铆接保持部件，与无切口部分对应的抵接部件部分与保持部件一起缩径，与有切口部分对应的抵接部件部分并不缩径，因此在抵接部件的外周面上形成有台阶，对于抵接部件的旋转，通过使抵接部件的台阶与保持部件的形成有切口的壁面抵接，产生较大的防止旋转力。因此，使用铆接结构，能够大幅提高合成树脂制抵接部件的防止旋转功能。
附图说明
图1是表示将本发明的阀体应用于波纹管阀的实施方式的纵向截面图，表示关闭状态。
图2表示图1的打开状态。
图3是切断表示本发明的阀体的一部分的主视图。
图4是表示本发明的阀体的保持部件的图，其中，(a)为纵向截面图，(b)为仰视图。
图5是表示本发明的阀体的抵接部件的主视图。
图6是示意性表示本发明的阀体的铆接状态的仰视图。
图7是表示将本发明的阀体应用于其他阀的实施方式的纵向截面图。
具体实施方式
下面，参照以下附图说明本发明的实施方式。
图1至图6表示本发明的阀体及具备该阀体的阀的一个实施方式。
该阀(1)被称为波纹管阀，具备：阀箱(2)，其设置有流体流入通路(2a)及流体流出通路(2b)；阀体(3)，其推压或离开流体流入通路(2a)的周缘来开闭流体流入通路(2a)；阀盖(4)，其通过阀盖螺母(5)被固定到阀箱(2)的上侧；阀杆(6)，其下端固定有阀体(3)，并可上下移动地配置在阀盖(4)内；压缩螺旋弹簧(预紧部件)(7)，其对阀杆(6)向下预紧；筒状外壳(8)，其设置在阀盖(4)上侧；活塞(9)，其与从阀盖(4)向上方突出的阀杆(6)的部分设置为一体，并可上下移动地配置在外壳(8)内；波纹管(10)，其防止流体流入阀体(3)侧。
阀箱(2)为不锈钢制，具有圆柱状的上方突出部(2c)。在上方突出部(2c)上形成有与阀盖螺母(5)螺合的外螺纹部。阀箱(2)上设置有用于连接流体流入通路(2a)与外部配管的入口侧管接头(11)、以及用于连接流体流出通路(2b)与外部配管的出口侧管接头(12)。
如图3所示，阀体(3)由与流体流入通路(2a)的开口缘部抵接并封堵流体流入通路(2a)开口的抵接部件(13)、以及保持抵接部件(13)的保持部件(14)构成。
保持部件(14)为不锈钢制，如图4所示，由下侧的大直径轴部(15)、以及从大直径轴部(15)向上方延伸的小直径轴部(16)构成。
抵接部件(13)又被称为圆盘式密封件，为合成树脂制，形成为如图5所示的圆盘状。作为抵接部件(13)材料的合成树脂可以为例如PTFE、PFA等氟类树脂，为了提高对氨等的腐蚀性，也可以为PEEK材料(聚醚醚酮树脂)。
保持部件(14)的大直径轴部(15)形成为下侧部分直径较大的台阶状，在大直径轴部(15)的下侧部分，形成有向下开口并使抵接部件(13)嵌入的凹处(15a)。
保持部件(14)的小直径轴部(16)的上端部被固定到阀杆(6)的下端部，由此，阀体(3)与阀杆(6)整体上下移动。
波纹管固定环(17)固定于保持部件(14)的小直径轴部(16)的上端附近部分，在该固定环(17)与保持部件(14)的大直径轴部(15)的上表面之间配置有波纹管(10)。
波纹管(10)是例如将金属冲压为盘状并形成精密的波纹板，再将该波纹板的内周及外周进行焊接由此制作而成的。
外壳(8)由下部外壳(18)和与下部外壳(18)连接的上部外壳(19)构成，利用下部外壳(18)的底壁和上部外壳(19)的顶壁，形成活塞(9)的配置空间。活塞(9)的下表面与下部外壳(18)的底壁之间设为压缩空气导入室(20)。
在上部外壳(19)的顶壁上形成有用于压缩空气导入的贯穿通路(19a)。活塞(9)具有嵌入贯穿通路(19a)下端部的上方突出部(9a)，在活塞(9)上形成有从上方突出部(9a)的上端向下方延伸并与压缩空气导入室(20)连通的压缩空气导入通路(21)。
阀(1)在未向压缩空气导入室(20)导入压缩空气的状态下，通过压缩螺旋弹簧(7)向下预紧，如图1所述，形成为阀体(3)的抵接部件(13)与流体流入通路(2a)的开口缘部抵接并封堵流体流入通路(2a)开口的关闭状态。并且，若经由上部外壳(19)的顶壁的贯穿通路(19a)及活塞(9)的压缩空气导入通路(21)向压缩空气导入室(20)导入压缩空气，则活塞(9)、与活塞(9)一体的阀杆(6)、以及固定到阀杆(6)上的阀体(3)整体向上方移动，由此，如图2所示，得到阀体(3)的抵接部件(13)远离流体流入通路(2a)的开口缘部并打开流体流入通路(2a)的开口的打开状态。在这里，设置在外壳(8)中的贯穿通路(19a)形成在上部外壳(19)的顶壁上，但该通路当然也可以在上部外壳(19)或下部外壳(18)的侧壁上构成。
在上述阀体(本发明的阀体)(3)中，通过对保持部件(14)的大直径轴部(15)的形成有凹处(15a)的周壁(15b)下端部进行铆接(施加从径向外侧朝向内侧的力使其发生塑性形变)，将抵接部件(13)保持于保持部件(14)。这里，如图3及图4所示，在大直径轴部(15)的周壁(15b)的下端部，即保持部件(14)的铆接部分设置至少一个(图示的实施方式中为四个)切口(22)。切口(22)在周向上被等间隔地设置。
图3中，在保持部件(14)的大直径轴部(15)的周壁(15b)的下端部被铆接的情况下，抵接部件(13)因铆接而被压缩。这里，由于对应切口(22)部分的抵接部件(13)部分未被压缩，因此如图6示意性地表示那样，保持部件(14)的凹处(15a)的直径＝抵接部件(13)的铆接部分(13a)的外径＜抵接部件(13)的非铆接部分(13b)的外径。由此，在抵接部件(13)上形成有台阶(13c)(13d)(图中夸张地示出)，该台阶(13c)(13d)可从周向卡合切口(22)的壁面(22a)(22b)。
即，相对于抵接部件(13)向逆时针方向的旋转，切口(22)的逆时针方向侧的壁面(22a)成为止动器，与抵接部件(13)的逆时针方向侧的台阶(13c)卡合，从而产生防止旋转力，此外，相对于抵接部件(13)向顺时针方向的旋转，切口(22)顺时针方向侧的壁面(22b)成为止动器，与抵接部件(13)顺时针方向侧的台阶(13d)卡合，从而产生防止旋转力。这样，将防止抵接部件(13)相对于保持部件(14)旋转。
上述阀体(3)及阀(1)适合在超过140℃这样的高温下使用。在这种高温下，使合成树脂制抵接部件(13)经过温度循环(高温→低温→高温的反复)，从而以往的部件，由铆接产生的防止旋转力有可能在初期阶段便降低。上述阀体(3)通过切口(22)大幅提高防止旋转力功能，即使在高温下也能够长时间防止抵接部件(13)的旋转。尤其是在抵接部件(13)为PEEK材料的情况下，担心高温下的弹性模量降低，但通过将上述阀体(3)与PEEK材料组合，能够适用于高温规格。
切口(22)在如图6所示的铆接状态中，只要在抵接部件(13)上形成有台阶(13c)(13d)即可，因此，其形状、数量并不限定于图示结构。例如，切口可以在保持部件(14)的大直径轴部(15)的周壁(15b)的内周形成为沟槽状，以保留保持部件(14)的外周。
另外，上述说明中作为阀(1)例示了波纹管阀，当然，上述阀体(3)也可以在不具有波纹管的阀中使用。此外，关于承接抵接部件(13)的阀座，可以与阀箱(2)设置为一体，也可以与阀箱(2)分开设置为另一部件。
将阀座(30)与阀箱(2)分开设置为另一部件的实施方式示于图7。在以下说明中，对与图1相同的结构标注相同的附图标记，并省略其说明。
图7中，将合成树脂制的环状阀座(30)设置于阀箱(2)中，以使其位于流体流入通路(2a)的周缘。阀体(3)的合成树脂制抵接部件(13)通过与环状阀座(30)抵接或分离，来开闭流体流入通路(2a)。
图1示出的实施方式中，合成树脂制抵接部件(13)与不锈钢制的阀箱(2)接触，与此相对，图7示出的实施方式中，合成树脂制抵接部件(13)与合成树脂制的阀座(30)接触。
作为阀座(30)的材料的合成树脂可以为例如PTFE、PFA等氟类树脂，为了提高对氨等的腐蚀性，也可以为PEEK材料(聚醚醚酮树脂)。
另外，配合合成树脂制的阀座(30)的使用，当然也可以改变其他结构。进而，上述说明中，例示了所谓常闭型(normal close)阀，当然也可以为常开型(normal open)阀。
工业实用性
本发明涉及阀体及高温用阀，尤其涉及由合成树脂制抵接部件及保持该抵接部件的保持部件构成的阀体、以及具备这种阀体的高温用阀，通过提供可以大幅提高抵接部件的防止旋转性能的阀体及具备这种阀体的高温用阀，能够实现阀体及高温用阀的长寿命化。
附图标记说明
1 阀
2 阀箱
2a 流体流入通路
2b 流体流出通路
3 阀体
13 抵接部件
14 保持部件
15a 凹处
22 切口
30 阀座

Claims (6)

1.一种阀体，其特征在于，其由与通路开口缘部抵接并封堵通路开口的合成树脂制抵接部件和具有使抵接部件嵌入的凹处的保持部件构成，通过铆接保持部件，使抵接部件保持在保持部件上，在保持部件的铆接部分上设置有至少一个切口，通过铆接保持部件，使抵接部件从周向卡合切口。
2.一种阀体，其特征在于，其由与通路开口缘部抵接并封堵通路开口的合成树脂制抵接部件和具有使抵接部件嵌入的凹处的保持部件构成；
通过铆接保持部件，使抵接部件保持在保持部件上，在保持部件的铆接部分上设置有至少一个切口；
在抵接部件嵌入保持部件的方向上的切口位置上的、铆接抵接部件前相对于所述方向的垂直截面的外轮廓线为圆形，从该圆的中心到铆接后所述截面的外轮廓线上一点的距离，与从所述中心到所述外轮廓线上的另一点的距离不同，通过铆接保持部件，使抵接部件从周向卡合切口。
3.根据权利要求1或2所述的阀体，其特征在于，切口为切槽、孔、凹陷或沟槽。
4.根据权利要求1或2所述的阀体，其特征在于，在周向上以所需的间隔设置多个切口。
5.一种高温用阀，其特征在于，具备设置有流体通路的阀箱和开闭流体通路的阀体，适合在高温下使用，阀体为权利要求1至4中任一项所述的阀体。
6.根据权利要求5所述的高温用阀，其特征在于，在流体通路的周缘上设置有与阀箱分开设置的环状合成树脂制阀座。
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