CN106471300B - 流体控制器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种流体控制器，其能够防止因螺纹部松动引起的精度降低以及因扭转应力引起的耐久性降低。阀杆上下移动量调整单元(11)具备：在内周设置有内螺纹(41b)并以可旋转的方式支承于壳体(4)的手柄(41)、在外周设置有外螺纹(46b)并与手柄(41)的内周螺合的移动体(42)、防止移动体(42)相对于壳体(4)旋转且可以向上下方向移动的导向单元(43)。

Description

流体控制器
技术领域
本发明涉及一种流体控制器，尤其涉及一种适于在通过限制伴随着开闭的阀杆(stem)的上下移动量来调整流量的用途中使用的流体控制器。
背景技术
作为一种适于在通过限制伴随着开闭的阀杆的上下移动量来调整流量的用途中使用的流体控制器，已知有如下所述流体控制器，其具备：设置有流体通路的主体、设置于主体上方的壳体、开闭流体通路的阀体、通过上升或下降使阀体向打开或关闭方向移动的阀杆、使阀杆上下移动的致动器、以及对伴随着开闭的阀杆的上下移动量进行调整的阀杆上下移动量调整单元(专利文献1)。
在专利文献1的流体控制器中，阀杆上下移动量调整单元为，其手柄的内螺纹部与设置于致动器的壳体上的外螺纹部螺合，使手柄旋转来调节止动件的位置，由此来对伴随着开闭的阀杆的上下移动量进行调整。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2003-14155号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
在上述专利文献1的流体控制器中，通过手柄的螺纹部与设置于气缸的罩本体上的螺纹部的螺合旋转，来调整止动件的位置，由此使由螺合旋转产生的旋转方向上的力作用于止动件、阀杆、波纹管等流体控制器构成部件。因此，由于螺纹部松动或扭转应力发生作用，可能会存在因螺纹部松动引起的精度降低以及因扭转应力引起的耐久性降低、破损等。
本发明的目的在于，提供一种流体控制器，其能够防止因螺纹部松动引起的精度降低以及因扭转应力引起的耐久性降低。
(二)技术方案
本发明的流体控制器的特征在于，具备：设置有流体通路的主体、设置于主体上方的壳体、开闭流体通路的阀体、通过上升或下降来使阀体向打开或关闭方向移动的阀杆、使阀杆上下移动的致动器、以及对伴随着开闭的阀杆的上下移动量进行调整的阀杆上下移动量调整单元，在所述流体控制器中，阀杆上下移动量调整单元具备：以可旋转的方式支承于壳体的手柄、与手柄的内周螺合的移动体、防止移动体相对于壳体旋转且可以向上下方向移动的导向单元。
根据该阀杆上下移动量调整单元，手柄的旋转转换成移动体的上下移动，可调整上下移动量。因此，在通过使手柄旋转从而使移动体一边与手柄一体旋转一边上下移动的阀杆上下移动量调整单元中，能够消除因旋转引起的螺纹部松动的可能性、因波纹管等发生扭转应力而引起的破损的可能性，防止因螺纹部松动引起的精度降低以及因扭转应力引起的耐久性降低和破损。
在阀杆上下移动量调整单元上，有时也设置有移动体固定单元，该移动体固定单元阻止移动体在阀杆上下移动量设定之后移动。移动体固定单元例如为一个或多个止动螺钉。
有时也为，与阀杆成为一体的致动器驱动轴的上端部插入设置于移动体的轴插入孔，在位于轴插入孔下方的驱动轴部分设置有凸缘部，驱动轴的凸缘部的上面与移动体的下面的距离设为阀杆上下移动量。
有时也为，导向单元具有：设置于移动体上沿上下方向延伸的导向槽、以及固定于壳体上且其前端部嵌入导向槽的导向销。
另外，优选地，还具备固定于壳体上的手柄压环，手柄压环经由减摩部件而被设置于手柄上的凸缘所承挡。
流体控制器采用例如金属隔膜阀，但并不限定于此。另外，流体控制器可以是正常时处于关闭状态，也可以是正常时处于打开状态。
(三)有益效果
根据本发明的流体控制器，通过使手柄的旋转运动转换为圆盘的上下运动，能够防止因螺纹部松动引起的精度降低及因扭转应力引起的耐久性降低。
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纵截面图。
图2是图1的主要部分即阀杆上下移动量调整单元的放大纵截面图。
图3是表示通过阀杆上下移动量调整单元使阀杆上下移动量从图2的状态发生变化后的状态的放大纵截面图。
附图标记说明
(1)：流体控制器；(2)：主体；(2a)：流体流入通路；(2b)：流体流出通路；(2c)：凹处；(4)：壳体；(6)：隔膜(阀体)；(8)：阀杆；(9)：致动器；(10)：上下移动量上限值设定单元；(11)：阀杆上下移动量调整单元；(31)：驱动轴；(31d)：上端部；(41)：手柄；(41b)：内螺纹部；(42)：移动体；(43)：导向单元；(44)：手柄压环(ハンドル押さえリング)；(46b)：外螺纹部；(47a)：贯通孔(轴插入孔)；(48)：导向槽；(49)：导向销；(53)：凸缘部；(52)：垫圈(减摩部件)。
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，上下是指图的上下。
图1至图3示出了本发明的流体控制器的第一实施方式。
流体控制器(1)是所谓的直接接触式金属隔膜阀，如图1所示，其具备：具有流体流入通路(2a)、流体流出通路(2b)及向上方开口的凹处(2c)的块状主体(2)；下端部与主体(2)的凹处(2c)上部螺合并向上方延伸的圆筒状阀盖(3)；设置于阀盖(3)上方的壳体(4)；设置于流体流入通路(2a)周缘的环状的合成树脂制片材(5)；按压或离开片材(5)以开闭流体流入通路(2a)的金属制隔膜(阀体)(6)；经由隔膜压塞(7)使隔膜(6)按压/离开片材(5)的阀杆(8)；收纳在壳体(4)内且使阀杆(8)上下移动的致动器(9)；对阀杆上下移动量的上限值进行设定的阀杆上下移动量上限值设定单元(10)；以及使阀杆上下移动量在上限值以下的范围内变化的阀杆上下移动量调整单元(11)。
阀盖(3)具有顶壁(21)，该顶壁(21)在其中央部设置有使阀杆(8)以可以上下移动的方式插通的贯通孔(21a)。在贯通孔(21a)的周缘部设置有向下方突出的圆筒状的下方突出缘部(21b)。在贯通孔(21a)及下方突出缘部(21b)的内周设置有内螺纹(21c)。
壳体(4)由下壳体部(22)和上壳体部(23)组成，其中，所述上壳体部(23)的下端部与下壳体部(22)螺合。
下壳体部(22)具有底壁(24)和圆筒状的周壁(25)，其中，所述底壁(24)在其中央部设置有使阀杆(8)以可以上下移动的方式插通的贯通孔(24a)。在贯通孔(24a)的周缘部设置有向下方突出的圆筒状的下方突出部(26)。在下方突出部(26)的下部的外周设置有外螺纹部(26a)，在外螺纹部(26a)的上部螺合有锁定螺母(27)。外螺纹部(26a)的下部与设置于阀盖(3)的顶壁(21)上的内螺纹(21c)螺合。
上壳体部(23)具有圆筒状的周壁(28)和顶壁(29)。在顶壁(29)的中央部设置有贯通孔(29a)。在贯通孔(29a)的周缘部设置有向上方突出的圆筒状的上方突出部(30)。
在阀盖(3)下端面与主体(2)的凹处(2c)底面之间配置有按压接合件(12)，隔膜(6)的外周缘部被保持在按压接合件(12)与主体(2)的凹处(2c)底面之间。
隔膜(6)呈球壳状，向上凸的圆弧状为其自然状态。隔膜(6)是例如由镍合金薄板制成的，冲切为圆形并形成使中央部向上方膨出的球壳状。隔膜(6)有时由不锈钢薄板制成，或由不锈钢薄板和镍钴合金薄板的层叠体制成。
阀杆(8)的下端附近设置有凸缘(8a)，在凸缘(8a)与阀盖(3)的顶壁(21)的外周缘部之间，配置有对阀杆(8)向下方施力的压缩螺旋弹簧(施力部件)(13)。通过压缩螺旋弹簧(13)，使流体控制器(1)在正常时(致动器(9)不工作时)保持为关闭状态。
致动器(9)具有：下端部与阀杆(8)的上端部螺合从而固定于阀杆(8)上的驱动轴(31)；外周面紧贴壳体(4)的内周面，内周面紧贴驱动轴(31)的外周面并可以滑动的上下活塞(32)(33)；以及配置于其中间的平衡板(カウンタプレート)(34)。上下活塞(32)(33)的下侧为操作气导入室(35)(36)，在驱动轴(31)上，设置有用于向操作气导入室(35)(36)输送操作气的轴向通路(31a)及径向通路(31b)(31c)。
阀杆(8)的外径大于驱动轴(31)的外径，阀杆(8)的上端面(8b)比驱动轴(31)的外径更向径向外侧伸出。阀杆(8)的尺寸(上下方向的长度等)，是以阀杆(8)的上端面(8b)与下壳体部(22)的下方突出部(26)的下面之间留有阀杆上下移动量A的方式来设定的。
当阀杆(8)向上方移动时，阀杆(8)的上端面(8b)与下壳体部(22)的下方突出部(26)的下面抵接，从而阻止阀杆(8)继续向上方移动。通过在松缓锁定螺母(27)的状态下使下壳体部(22)旋转，能够将阀杆上下移动量A、即阀杆(8)向上方的移动量的上限值设定为所需的值。通过设置有外螺纹部(26a)的壳体的下方突出部(26)、设置于阀盖(3)的顶壁(21)上的内螺纹(21c)以及锁定螺母(27)，来构成对阀杆上下移动量A的上限值进行设定的阀杆上下移动量上限值设定单元(10)。
作为阀杆上下移动量A的上限值，设定为能够确保所需耐久性的值。这里，阀杆上下移动量A与流量(Cv值)之间存在相关关系，因此，为了获得所需的Cv值，需要变更阀杆上下移动量A。通过变更由阀杆上下移动量上限值设定单元(10)所得到的阀杆上下移动量A，能够调整Cv值，但在该情况下，耐久性也会相应地变化。于是，为了在不变更由阀杆上下移动量上限值设定单元(10)所得到的阀杆上下移动量A的前提下能够变更用于获得所需的Cv值的阀杆上下移动量，可使用阀杆上下移动量调整单元(11)。
阀杆上下移动量调整单元(11)如图2及图3所示，其具备：圆筒状的手柄(41)、伴随手柄(41)的旋转而上下移动的圆筒状的移动体(42)、防止移动体(42)相对于壳体(4)旋转且可以向上下方向移动的导向单元(43)、使手柄(41)以可以旋转的方式支承于壳体(4)上的手柄压环(44)、以及阻止移动体(42)在阀杆上下移动量设定之后移动的一个或多个(图示为两个)止动螺钉(45)(移动体固定单元)。
手柄(41)在下端部具有凸缘部(41a)，在手柄(41)的上部的内周设置有内螺纹部(41b)。手柄(41)的下部以留有若干间隙的方式嵌在上壳体部(23)的上方突出部(30)的外周上，手柄(41)的下端被上壳体部(23)的顶壁(29)的上面所承挡。
移动体(42)由上侧的大径部(46)及内径与大径部(46)相同而外径更小的下侧的小径部(47)组成，大径部(46)的下面被上壳体部(23)的上方突出部(30)的上面所承挡。
在大径部(46)的内周设置有用于导入操作气的配管连接部(46a)。在大径部(46)的外周设置有与手柄(41)的内螺纹部(41b)螺合的外螺纹部(46b)。在大径部(46)设置有在上下方向上贯通的两个螺纹孔，作为移动体固定单元的止动螺钉(45)螺合于各螺纹孔中。
在小径部(47)的内周，以与配管连接部(46a)连接的方式设置有贯通孔(轴插入孔)(47a)，该贯通孔(47a)可使驱动轴(31)的上端部(31d)插入。在小径部(47)的外周设置有在上下方向上延伸的导向槽(48)。
在上壳体部(23)的上方突出部(30)，以从径向外方面对导向槽(48)的方式，设置有导向销(49)，该导向销(49)具有在与上下方向垂直的方向上延伸的轴。在导向销(49)除去前端部的外周上设置有外螺纹，并通过与设置于上壳体部(23)的上方突出部(30)的螺纹孔螺合，使导向销(49)固定于上壳体部(23)。导向销(49)的前端部嵌入导向槽(48)内，从而使移动体(42)不能相对上壳体部(23)旋转且可以在上下方向上移动。这样一来，通过导向槽(48)和导向销(49)就构成了防止移动体(42)相对于壳体(4)旋转且可以向上下方向移动的导向单元(43)。
手柄压环(44)由下侧的薄壁部(50)及外径与薄壁部(50)相同而内径更小的上侧的厚壁部(51)组成。在薄壁部(50)的内周设置有内螺纹(50a)。在厚壁部(51)的上端部设置有向径向内方突出的环状突出缘部(51a)。手柄压环(44)与上壳体部(23)的周壁(28)螺合，厚壁部(51)的下面被上壳体部(23)的顶壁(29)的上面所承挡。
在流体控制器(1)为打开状态(通过操作气加压的状态)下，手柄(41)操作会变沉重，但通过设置氟树脂镀膜垫圈(52)，其在打开状态下的操作性变得良好。此外，进行氟树脂镀膜的素材，可以是PPS等树脂，也可以是金属(SUS、铝、铁等)制的垫圈，另外，也可以使用推力轴承等减摩部件来代替垫圈(52)。还可以是通过使用滚珠轴承等来降低摩擦系数的结构。
在流体控制器(1)为打开状态(通过操作气加压的状态)下，手柄(41)操作会变沉重，但通过设置氟树脂镀膜垫圈(52)，其在打开状态下的操作性变得良好。
在图1及图2所示的状态下，止动螺钉(45)螺合于移动体(42)的大径部(46)的各螺纹孔中，各止动螺钉(45)的下端与上壳体部(23)的上方突出部(30)的上面抵接。因此，移动体(42)的上下移动被阻止。通过松缓各止动螺钉(45)，能够使移动体(42)上下移动。
在驱动轴(31)的上端部(31d)插入在设置于移动体(42)的小径部(47)的内周的贯通孔(47a)中的状态下，在驱动轴(31)的上端部(31d)附近，即在位于贯通孔(47a)下方的驱动轴(31)部分，设置有凸缘部(53)。由此，驱动轴(31)的凸缘部(53)的上面与移动体(42)的小径部(47)的下面之间，设定有图2中用B表示的阀杆上下移动量(与图1中用A表示的阀杆上下移动量是在不同位置以不同的值设定的阀杆上下移动量)。
当阀杆(8)向上方移动时，驱动轴(31)的凸缘部(53)的上面与移动体(42)的小径部(47)的下面抵接，从而阻止阀杆(8)继续向上方移动。在松缓止动螺钉(45)的状态下，通过使手柄(41)旋转，如图3所示，能够将阀杆上下移动量(阀杆(8)向上方的移动量的上限值)设定为所需的值B’(例如比图2更小的值)。
这里，阀杆上下移动量B和B’的大小设定为阀杆上下移动量A的大小以下。在设定时，首先在流体控制器(1)出厂时，阀杆上下移动量A设定为，与使用条件及所需流量无关，而是能够确认作为高耐久阀的耐久性的最大值，接着，考虑使用条件及所需流量来设定阀杆上下移动量B或B’。
流体控制器(1)的使用者出于匹配每个使用气体管线的Cv值等的目的，需要调整阀杆上下移动量，这时，不变更阀杆上下移动量A，而是调整阀杆上下移动量B或B’。由此，能够在耐久性不低于设定值的状态下，高精度地调整Cv值。为了易于调整，移动体(42)的外螺纹部(46b)及手柄(41)的内螺纹部(41b)的螺纹的螺距设为例如0.5～0.75。
如上所述，用阀杆上下移动量调整单元(11)对阀杆上下移动量B或B’的调整，是将手柄(41)的旋转转换为移动体(42)的上下移动来进行的，因此，与通过移动体旋转来对阀杆上下移动量进行的调整的方式相比，消除了螺纹部松动的可能性、以及在波纹管等发生扭转应力的可能性，能够防止因螺纹部松动引起的精度降低以及因扭转应力引起的耐久性降低。
此外，在上述内容中，作为流体控制器(1)，例示了气动式的直接接触式金属隔膜阀，但上述阀杆上下移动量上限值设定单元(10)及阀杆上下移动量调整单元(11)的适用对象并不限于此，其能够适用于需要调整阀杆上下移动量的各种阀等。另外，手柄是以手动使其旋转的结构，但也可以将其设为以自动使其旋转的结构。
工业实用性
根据本发明，在适于在通过限制伴随着开闭的阀杆的上下移动量来调整流量的用途中使用的流体控制器中，由于能够防止其耐久性降低，因此能够有助于流体控制器的性能的提高。

Claims (3)

1.一种流体控制器，其特征在于，具备：设置有流体通路的主体、设置于主体上方的壳体、开闭流体通路的阀体、通过上升或下降来使阀体向打开或关闭方向移动的阀杆、使阀杆上下移动的致动器、以及对伴随着开闭的阀杆的上下移动量进行调整的阀杆上下移动量调整单元，在所述流体控制器中，
阀杆上下移动量调整单元具备：以可旋转的方式支承于壳体的手柄、与手柄的内周螺合的移动体、防止移动体相对于壳体旋转且可以向上下方向移动的导向单元，
同时，还具备固定于壳体上的手柄压环，手柄能够相对于手柄压环旋转，手柄压环经由减摩部件而被设置于手柄上的凸缘所承挡。
2.根据权利要求1所述的流体控制器，其特征在于，与阀杆成为一体的致动器驱动轴的上端部插入设置于移动体的轴插入孔，在位于轴插入孔下方的驱动轴部分设置有凸缘部，驱动轴的凸缘部的上面与移动体的下面的距离设为阀杆上下移动量。
3.根据权利要求1所述的流体控制器，其特征在于，导向单元具有：设置于移动体上沿上下方向延伸的导向槽、以及固定于壳体上且其前端部嵌入导向槽的导向销。
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