CN108884946B - 分流阀 - Google Patents
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Abstract
主通路(11)具有两个大径部(11a、11b)以及大径部(11a、11b)之间的小径部(11c)。入口通路(12)与小径部(11c)连通,各出口通路(13、14)与各大径部(11a、11b)连通。阀芯移动机构(3)具有:供对一方的大径部(11a)与小径部(11c)之间进行开闭的第1阀芯(21)固定在其一端部上的第1阀杆(22);供对另一方的大径部(11b)与小径部(11c)之间进行开闭的第2阀芯(23)固定在其一端部上的第2阀杆(24);一端部固定在第1波纹管凸缘(29)上且另一端部固定在第1阀芯(21)上的第1波纹管(28);一端部固定在第2波纹管凸缘(33)上且另一端部固定在第2阀芯(23)上的第2波纹管(32);设在主通路11外部且与第1阀杆(22)及第2阀杆(24)连接的框体(25);和使框体(25)向第1阀芯(21)及第2阀芯(23)的开闭方向移动的致动器(26)。
Description
技术领域
本发明涉及使从入口通路流入的流体从两个出口通路流出的分流阀。
背景技术
使从入口通路流入的流体从两个出口通路流出的分流阀用于温度控制等,作为这样的分流阀,在专利文献1中,公开有如下分流阀,具有:形成有主通路、与上述主通路连通的入口通路、与上述主通路连通的第1出口通路及与上述主通路连通的第2出口通路的阀体;设在上述主通路的与上述第1出口通路相通的通路中途的第1阀座;设在上述主通路的与上述第2出口通路相通的通路中途的第2阀座;通过相对于上述第1阀座抵接、隔离而对与上述第1出口通路相通的通路进行开闭的第1阀芯;通过相对于上述第2阀座抵接、隔离而对与上述第2出口通路相通的通路进行开闭的第2阀芯;和使上述第1阀芯及上述第2阀芯中的某一方向打开侧并使另一方向关闭侧连动地移动的阀芯移动机构。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利第4805465号公报
发明内容
图11中示出以往的分流阀的流量特性。根据图11所示的以往例的流量特性,可知在阀开度为0~10%的区域及60~70%的区域中,流量的变化大,在阀开度为10~60%的区域中,流量的变化小。因此,在阀开度为0~10%的区域及60~70%的区域中,仅阀开度稍微变化,则流量就会大幅变化,因此难以控制,另外,在阀开度为10~60%的区域中,即使改变阀开度,流量也不会与之相应地变化,因此难以控制。即,在以往的分流阀中,具有由于阀芯行程短、控制精度非常差而分流精度也差的问题。
本发明的目的在于提供一种通过延长阀芯行程而使流量控制的精度变得优异的分流阀。
本发明的另一目的在于提供一种在开度为0~100%之间的大范围内使得流量控制的精度变得优异的分流阀。
第1发明的分流阀具有:形成有主通路、与上述主通路连通的入口通路、与上述主通路连通的第1出口通路及与上述主通路连通的第2出口通路的阀体;设在上述主通路的与上述第1出口通路相通的通路中途的第1阀座;设在上述主通路的与上述第2出口通路相通的通路中途的第2阀座;通过相对于上述第1阀座抵接、隔离而对与上述第1出口通路相通的通路进行开闭的第1阀芯;通过相对于上述第2阀座抵接、隔离而对与上述第2出口通路相通的通路进行开闭的第2阀芯;和使上述第1阀芯及上述第2阀芯的某一方向打开侧并使另一方向关闭侧连动地移动的阀芯移动机构,上述分流阀的特征在于,上述主通路具有两个大径部及上述大径部之间的小径部,上述入口通路与上述小径部连通,上述第1出口通路与一方的上述大径部连通,上述第2出口通路与另一方的上述大径部连通,上述阀芯移动机构具有:第1阀杆,对主通路的上述一方的大径部与上述小径部之间进行开闭的第1阀芯固定在该第1阀杆的一端部,且该第1阀杆沿着上述第1阀芯的开闭方向延伸;第2阀杆,对上述主通路的上述另一方的大径部与上述小径部之间进行开闭的第2阀芯固定在该第2阀杆的一端部,且该第2阀杆沿着上述第2阀芯的开闭方向延伸;第1波纹管,其一端部固定在第1波纹管凸缘上,且另一端部固定在上述第1阀芯上;第2波纹管,其一端部固定在第2波纹管凸缘上,且另一端部固定在上述第2阀芯上;框体,其设在上述主通路外部,且与上述第1阀杆及上述第2阀杆连接;以及致动器,其使上述框体向上述第1阀芯及上述第2阀芯的开闭方向移动。
该分流阀能够用于各种用途,尤其适于作为流体而使用制冷剂来控制温度的情况。对于制冷剂的供给,通过例如使用泵来确保固定的流量,将其通过分流阀而以规定比例分流,将某一方的分流部分用于温度控制,由此能够进行恰当的控制。
根据第1发明的分流阀,将主通路的一侧的大径部与小径部之间设为第1阀座,将主通路的另一侧的大径部与小径部之间设为与第1阀座相对的第2阀座,通过框体将与分别关闭这些阀座的阀芯一体的阀杆连接,将两处阀座连动并使一方的阀座向关闭方向、使另一方的阀座向打开方向动作,由此能够高响应性地进行准确的控制。
并且,通过致动器使框体沿着主通路移动,由此将各出口通路的流体流出量控制为所需值。在此,将通常使用了隔膜的密封构造设为使用了波纹管的密封构造,由此能够增大阀芯的行程量,从而能够使流量控制的精度优异。
优选的是,上述致动器为具有缸主体及缸杆的缸,上述缸主体借助间隔件而固定于上述阀芯。
间隔件用于使缸主体从阀体离开规定距离,由此,即使阀体内的流体的温度为会对缸造成不良影响的范围(例如-60℃左右的低温),也能够保护缸主体的驱动机构。
上述第1阀芯及上述第2阀芯为相同形状。由此,确保合计流量不会根据各阀芯的开度而发生变化。
优选的是,上述第1阀芯及上述第2阀芯的与上述阀体抵接、分离的面为锥面形状。由此,能够进行流量的细微控制。
优选的是,在上述第1阀芯与上述阀体之间以及在上述第2阀芯与上述阀体之间流动的流体的流量特性为线性特性。通过具有线性特性、即开度与流量成正比的特性,确保合计流量不会根据各阀芯的开度而发生变化。
优选的是,具有板,该板具有供上述第1阀杆或上述第2阀杆穿插的贯穿孔,并将上述第1波纹管凸缘或上述第2波纹管凸缘按压到上述阀体上,在上述板与上述第1阀杆或上述第2阀杆之间设有密封部件。
各板与各阀芯之间以及各板与各波纹管凸缘之间的密封部件(例如O型环)虽然不是为了防止阀体内的流体向外部漏出所必须的,但能够防止大气从外部进入阀体内,由此封入分流阀组装时的大气,而防止由于比封入的大气更多的大气被冷却而结露或冰冻的水分增加。
第2发明的分流阀具有:形成有主通路、与上述主通路连通的入口通路、与上述主通路连通的第1出口通路及与上述主通路连通的第2出口通路的阀体;设在上述主通路的与上述第1出口通路相通的通路中途的第1阀座;设在上述主通路的与上述第2出口通路相通的通路中途的第2阀座;通过相对于上述第1阀座抵接、隔离而对与上述第1出口通路相通的通路进行开闭的第1阀芯;通过相对于上述第2阀座抵接、隔离而对与上述第2出口通路相通的通路进行开闭的第2阀芯;和使上述第1阀芯及上述第2阀芯中的某一方向打开侧并使另一方向关闭侧连动地移动的阀芯移动机构,该分流阀能够切换成以下状态:上述第1阀芯相对于上述第1阀座的位置处于全开位置、且上述第2阀芯相对于上述第2阀座的位置处于全闭位置的开度0%的状态;上述第1阀芯相对于上述第1阀座的位置处于全闭位置、且上述第2阀芯相对于上述第2阀座的位置处于全开位置的开度100%的状态;和上述第1阀芯相对于上述第1阀座的位置处于所需的开位置、且上述第2阀芯相对于上述第2阀座的位置也处于所需的开位置的中间开度的状态,上述分流阀的特征在于,关于形成在上述第1阀座与上述第1阀芯之间的第1出口通路侧的Cv值与形成在上述第2阀座与上述第2阀芯之间的第2出口通路侧的Cv值之和,上述中间开度的状态下的两个出口通路的Cv值之和为上述开度0%的状态及上述开度100%的状态下的两个出口通路的Cv值之和以下。
根据第2发明的分流阀,关于两个出口通路的Cv值,关注使开度从0%变化至100%时的两个出口通路的Cv值之和,使中间开度(开度为40%或50%的状态)下的两个出口通路的Cv值之和为开度0%的状态或开度100%的状态下的两个出口通路的Cv值之和以下,由此,流量特性与开度和流量大致成正比,能够在开度为0~100%之间的大范围内使流量控制的精度优异。
在上述中,Cv值能够置换成开口面积,针对本发明的分流阀的特征部分,也能够是,关于形成在上述第1阀座与上述第1阀芯之间的第1出口通路侧开口面积与形成在上述第2阀座与上述第2阀芯之间的第2出口通路侧开口面积之和,中间开度的状态下的两个出口通路的开口面积之和为上述开度0%的状态及上述开度100%的状态下的两个出口通路的开口面积之和以下。
优选的是,上述各阀芯具有:具有规定的锥角且在全闭时与上述各阀座抵接的尖细的第1锥形部;和具有比第1锥形部的锥角小的锥角且与第1锥形部的前端侧相连的尖细的第2锥形部。
通过将各阀芯的形状设为这样,而能够容易得到上述的开口面积及Cv值。
例如在作为流体而使用制冷剂来控制温度时,在流量相对于开度的变化量而大幅变化或仅稍微变化的情况下,难以进行流量控制,但根据第2发明的分流阀,消除了该问题。
在第2发明的分流阀中,优选的是,上述主通路具有两个大径部及上述大径部之间的小径部,上述入口通路与上述小径部连通,上述第1出口通路与一方的上述大径部连通,上述第2出口通路与另一方的上述大径部连通,上述阀芯移动机构具有:第1阀杆,对上述主通路的上述一方的大径部与上述小径部之间进行开闭的上述第1阀芯固定在该第1阀杆的一端部,且该第1阀杆沿着上述第1阀芯的开闭方向延伸;第2阀杆,对上述主通路的上述另一方的大径部与上述小径部之间进行开闭的上述第2阀芯固定在该第2阀杆的一端部,且该第2阀杆沿着上述第2阀芯的开闭方向延伸;第1波纹管,其一端部固定在第1波纹管凸缘上,且另一端部固定在上述第1阀芯上;第2波纹管,其一端部固定在第2波纹管凸缘上,且另一端部固定在上述第2阀芯上;框体,其设在上述主通路外部,且与上述第1阀杆及上述第2阀杆连接;和气动的致动器,其使上述框体向上述第1阀芯及上述第2阀芯的开闭方向移动。
由此,能够增大阀芯的行程量,从而能够使流量控制的精度更加优异。
根据第2发明的分流阀,即使与阀芯的行程量相对小的以往的分流阀进行组合,也能够在开度为0~100%之间的大范围内使流量控制的精度优异。
发明效果
根据第1发明的分流阀,通过框体将与分别关闭两处阀座(主通路的一侧的大径部与小径部之间以及主通路的另一侧的大径部与小径部之间)的阀芯一体的阀杆连接,使两处阀座连动并使一方的阀座向关闭方向而使另一方的阀座向打开方向动作,由此能够高响应性地进行准确的控制,并且通过设为使用了波纹管的密封构造,而能够增大阀芯的行程量,从而能够使流量控制的精度优异。
根据第2发明的分流阀,流量特性与开度和流量大致成正比,能够在开度为0~100%之间的大范围内使流量控制的精度优异。
附图说明
图1是表示本发明的分流阀的第1实施方式的纵剖视图(局部剖视图),是从各通路的中心通过的位置处的图。
图2是表示本发明的分流阀的第1实施方式的纵剖视图(局部剖视图),是从图1旋转了90°的位置处的图。
图3是将图1的主要部分抽出而得到的图。
图4是表示本发明的分流阀的第2实施方式的纵剖视图,是与图3相对应的图。
图5是将第1实施方式的阀芯与第2实施方式的阀芯进行比较而示出的放大纵剖视图。
图6是将第2实施方式的阀芯的形状放大示出的图。
图7是表示第1实施方式的分流阀的流量特性的图。
图8是表示第1实施方式的分流阀的Cv值的图。
图9是表示第2实施方式的分流阀的流量特性的图。
图10是表示第2实施方式的分流阀的Cv值的图。
图11是表示以往的分流阀的流量特性的图。
附图标记说明
1:分流阀
2:阀体
2a:第1阀座
2b:第2阀座
3:阀芯移动机构
11:主通路
11a、11b:大径部
11c:小径部
12:入口通路
13:第1出口通路
14:第2出口通路
21:第1阀芯
21b:第1锥形部
21c:第2锥形部
22:第1阀杆
23:第2阀芯
23b:第1锥形部
23c:第2锥形部
24:第2阀杆
25:框体
26:缸(致动器)
28:第1波纹管
29:第1波纹管凸缘
32:第2波纹管
33:第2波纹管凸缘
71:第1阀芯
71b:锥形部
73:第2阀芯
73b:锥形部
具体实施方式
以下参照附图来说明本发明的实施方式。在以下说明中,左右是指图1及图2的左右,上下是指图2的上下。
<实施方式1>
图1及图2示出了本发明的分流阀的第1实施方式。
第1实施方式的分流阀1具有:形成有所需的流体通路(主通路11、入口通路12、第1出口通路13及第2出口通路14)的长方体形状的阀体2;和为了进行流体通路11、12、13、14的开闭而使第1阀芯72及第2阀芯73一体地移动的阀芯移动机构3。
该分流阀1使从入口通路12流入的流体以规定比例从两个出口通路13、14流出,并且将从两个出口通路13、14流出的流体的流量调整为规定比例。
主通路11呈沿左右延伸的直线状,由左右的大径部11a、11b和中央的小径部11c构成。入口通路12以从下方与主通路11的小径部11c正交的方式设置。第1出口通路13以从上方与主通路11的左侧的大径部11a的右端部正交的方式设置。第2出口通路14以从上方与主通路11的右侧的大径部11b的左端部正交的方式设置。
主通路11的左侧的大径部11a在阀体2的左表面开口,主通路11的右侧的大径部11b在阀体2的右表面开口。
在入口通路12的下部、第1出口通路13的上部及第2出口通路14的上部,分别形成有成为接头连接部的内螺纹部12a、13a、14a。
在主通路11的左侧的大径部11a的右端部,配置有对主通路11的左侧的大径部11a与小径部11c之间(第1阀座2a)进行开闭的第1阀芯72。另外,在主通路11的右侧的大径部11b的左端部,配置有对主通路11的右侧的大径部11b与小径部11c之间(第2阀座2b)进行开闭的第2阀芯73。
阀芯移动机构3具有:一体地设在第1阀芯72上且从第1阀芯72的左表面向左方延伸的第1阀杆22;一体地设在第2阀芯73上且从第2阀芯73的右表面向右方延伸的第2阀杆24;将第1阀杆22和第2阀杆24连接的框体25;使框体25向左右移动的致动器26;以及将框体25向左方弹压的压缩螺旋弹簧(弹压部材)27。
各通路11、12、13、14相对于入口通路12的中心线对称地形成,各阀芯72、73及各阀杆22、24为相同形状,相对于入口通路12的中心线对称地配置。
阀体2为不锈钢(例如SUS304)制,各阀芯72、73的与阀座抵接的部分(碟片填料(disk packing))也为不锈钢(例如SUS316L)制。各阀芯72、73的与阀座2a、2b抵接的部分也可以为树脂制。
第1阀杆22的左部沿着第1阀芯72的开闭方向延伸且比阀体2的左表面向左方突出,第2阀杆24的右部沿着第2阀芯73的开闭方向延伸且比阀体2的右表面向右方突出。
在第1阀杆22的右部的外径侧配置有第1波纹管28。第1波纹管28的右端固定在第1阀芯72的左表面,第1波纹管28的左端固定在第1波纹管凸缘29。第1波纹管凸缘29嵌入于第1阀杆22的左部,与阀体2的左表面抵接。设有供第1阀杆22穿插的贯穿孔的左板30与第1波纹管凸缘29的左表面接触,并通过螺栓31而固定在阀体2上。
在第2阀杆24的左部的外径侧配置有第2波纹管32。第2波纹管32的左端固定在第2阀芯73的右表面,第2波纹管32的右端固定在第2波纹管凸缘33。第2波纹管凸缘33嵌入于第2阀杆24的右部,与阀体2的右表面抵接。设有供第2阀杆24穿插的贯穿孔的右板34与第2波纹管凸缘33的右表面接触,并通过螺栓31而固定在阀体2上。
各波纹管28、32随着各阀芯72、73的左右方向的移动而发生变形,并且防止流体向外部漏出。
各波纹管28、32为金属制,由例如不锈钢(SUS316L)或钴类合金、镍类合金、铜基合金等形成。作为波纹管,适当使用以金属坯材制成筒并从其内侧施加压力而对成为外径的波峰进行成型的成型波纹管、对精密地进行了波纹冲压而成的碟片状的薄壁金属板以一边交替地焊接内缘、外缘一边使其相连的方式制作的焊接波纹管等。
在各波纹管凸缘29、33与阀体2之间,配置有用于防止流体漏出的垫圈51。
另外,在各板30、34与各阀杆22、24之间,设有O型环52,在各板30、34与各波纹管凸缘29、33之间也设有O型环53。这些O型环(密封部件)52、53不仅用于防止流体漏出,而且用于在组装分流阀1时封入大气并防止有大气从外部进入阀体2内。
如图2所示,框体25由中央部安装于第1阀杆22的左端部的左板部35、中央部安装于第2阀杆24的右端部的右板部36、将左板部35的上缘和右板部36的上缘连接的上轴部37、以及将左板部35的下缘和右板部36的下缘连接的下轴部38构成。
上轴部37及下轴部38贯穿阀体2,在阀体2的左右端部与各轴部37、38之间,配置有用于防止大气流入的O型环54。
在各板部35、36的上缘部设有贯穿孔35a、36a,在该贯穿孔35a、36a中穿插有上轴部37的左右端部。在上轴部37的比各板部35、36突出的部分上设有外螺纹37a、37b,通过使螺母39与该外螺纹37a、37b螺合,而将框体25的各板部35、36的上缘部和上轴部37结合。同样地,在各板部35、36的下缘部设有贯穿孔35b、36b,在该贯穿孔35b、36b中穿插有下轴部38的左右端部。在下轴部38的比各板部35、36突出的部分上设有外螺纹38a、38b,通过使螺母39与该外螺纹38a、38b螺合,而将框体25的各板部35、36的下缘部和下轴部38结合。
在左板部35的上下的中央设有贯穿孔35c,在该贯穿孔35c中穿插有第1阀杆22的左端部。在第1阀杆22的比左板部35向左方突出的部分上设有外螺纹22a,通过使螺母40与该外螺纹22a螺合,而将框体25的左板部35和第1阀杆22结合。同样地,在右板部36的上下的中央设有贯穿孔36c,在该贯穿孔36c中穿插有第2阀杆24的右端部。在第2阀杆24的比右板部36向右方突出的部分上设有外螺纹24a,通过使螺母40与该外螺纹24a螺合,而将框体25的右板部36和第2阀杆24结合。
在处于阀体2的左表面的对角位置的角部,设有沿左方延伸的两根杆状的间隔件41。致动器26为气缸,具有支承在间隔件(spacer)41的左端部的缸主体42、和从缸主体42向右方延伸并左右移动的缸杆43。缸杆43的右端部与第1阀杆22的左端面相面对。
在阀体2的右方配置有收纳压缩螺旋弹簧27的壳体44。壳体44具有:圆筒状的周壁45,其具有左右方向的中心线;和右壁46,其封闭周壁45的右端开口,形成在周壁45的左端部的凸缘部45a通过内六角螺栓47而固定在阀体2的右表面。压缩螺旋弹簧27绕中心线配置有多个(例如三个),通过以平行销48固定在第2阀杆24的右端部的左弹簧承接部49、和支承在壳体44的周壁45的左表面上的右弹簧承接部50而被保持。
压缩螺旋弹簧27向左弹压第2阀杆24及与其一体的框体25,由此在致动器26没有动作时,第2阀芯73将主通路11的右侧的大径部11b与小径部11c之间关闭。若使致动器26动作,则能够使第1阀杆22及与其一体的框体25抵抗压缩螺旋弹簧27而向右移动,由此第2阀芯73将主通路11的右侧的大径部11b与小径部11c之间打开,通过控制缸杆43的移动量,而能够控制从第2出口通路14流出的流体的流量。即,能够通过一台气缸(致动器)26控制第1出口通路13侧(例如制冷剂循环侧)及第2出口通路14侧(例如温度控制侧)的通路的开度,从而能够控制从第1出口通路13流出的流体的流出量与从第2出口通路14流出的流体的流出量之比(分流比),若从入口通路12流入的流体(制冷剂)的流入量固定,则能够控制从第1出口通路13流出的流体的流出量及从第2出口通路14流出的流体的流出量。
在壳体44的右壁46上固定有螺母55,在螺母55中能够沿轴向移动地螺合有在外周面上形成有外螺纹的调整螺钉56。调整螺钉56的左端面与右弹簧承接部50的右表面抵接,通过将调整螺钉56向左侧螺入或向右侧螺回而能够使压缩螺旋弹簧27的弹性力变化,由此,能够调整将第2阀杆24及与其一体的框体25向左弹压的弹压力。
分流阀1例如以如下用途使用:在需要迅速设定温度的冷却装置这样的设备中,为了控制从持续循环的制冷剂配管系统输送制冷剂的量,而进行制冷剂的分流控制。在该情况下,将来自一方的出口通路(例如第2出口通路14)的制冷剂用于温度控制,使来自另一方的出口通路(例如第1出口通路13)的制冷剂循环而被再次使用。并且,监视温度控制设备部分的温度,使用电-气变换调压阀向气动的致动器26进行供给来控制在设备中流动的制冷剂的流量。
阀芯72、73如在图3中放大示出那样,由圆柱状部72a、73a和与其相连的尖细的锥形部72b、73b构成。
图7中示出第1实施方式的分流阀1的流量特性。从图7与图11的比较可知,根据第1实施方式的分流阀1,流量相对于阀开度的变化而逐渐变化。
即,为了实现需要迅速设定温度的冷却装置,而需要高响应性地、准确地控制用于设定温度的制冷剂的流量,根据第1实施方式的分流阀1,为了防止流体向外部的漏出而使用了波纹管28、32,由此与使用隔膜的分流阀相比,阀芯72、73的移动行程(动作升降幅度)变大,由此能够提高分流比的控制精度。
根据图7的流量特性,与图11的流量特性相比,受到大幅改善,但仍有在中央附近没能进行线性控制这一改善余地。但是,能够充分使用于若在初始动作时不是急剧的开关则在中央附近并不太需要线性控制的设备。
此外,根据上述分流阀1,通过使波纹管28、32为金属制(例如不锈钢制),能够在使用压力及使用行程内,使耐久性在反复疲劳限度应力以下优异。
另外,在使用低温(例如-60℃)的制冷剂的情况下,有可能导致阀芯滑动部分的大气结露并冰冻的问题,但通过以O型环52、53进行密封,来封入组装时的大气条件,因此防止了各阀杆22、24的滑动部分的大气结露并冰冻。
<实施方式2>
本实施方式2的发明为本第2发明所涉及的分流阀。该分流阀1与实施方式1的分流阀1除了阀芯72、73、21、23的构造不同以外,均与实施方式1相同,省略说明。
图4将第2实施方式的阀芯21、23放大示出。阀芯21、23由圆柱状部21a、23a、与圆柱状部21a、23a相连的尖细的第1锥形部21b、23b、和与第1锥形部21b、23b相连的尖细的第2锥形部21c、23c构成。使第2锥形部21c、23c的锥角比第1锥形部21b、23b的锥角小。
如图5所示,以双点划线示出的第1实施方式的阀芯73通过其锥形部73b与阀座2b强烈地抵接,而能够得到全闭状态,与此相对,以实线示出的第2实施方式的阀芯23的第1锥形部23b与第2锥形部23c的边界(拐点)部分中的直径与阀座2b的直径相等,在第2实施方式中,第1锥形部21b、23b的外周面与第2锥形部21c、23c的外周面的边界(拐点)部分与相对应的阀座2a、2b强烈抵接,由此能够得到全闭状态。
第2阀芯23为与第1阀芯21相同的形状,如后述那样以使Cv值最佳化的方式适当设定各锥形部21b、23b、21c、23c的锥角A及B,但在图6中,优选使第1锥形部21b、23b的锥角A为例如40~80°(但设定得比阀座2a、2b的角度小)的范围,使第2锥形部21c、23c的锥角B为例如1~40°的范围。此外,也能够使锥角B为0°(使第2锥形部为圆柱状)。
通过具有锥角小的第2锥形部21c、23c,随着阀芯21、23的移动而产生的开口面积的变化在本实施方式2中成为形成在第2锥形部21c、23c与阀座2a、2b之间的开口面积的变化,与成为形成在锥形部72b、73b与阀座2a、2b之间的开口面积的变化的第1实施方式的阀芯72、73相比,该变化变缓。
关于使用了第1实施方式的阀芯72、73的分流阀1,图8的曲线图示出了对Cv值进行了解析而得到的结果。在该图中,对横轴采用了开度(%),在纵轴上分别示出了第1出口通路侧的Cv值、第2出口通路侧的Cv值、以及第1出口通路侧的Cv值与第2出口通路侧的Cv值的合计Cv值。此外,为方便起见横轴以阀芯72、73相对于阀座2a、2b的开度表示,但实际为使阀芯72、73动作的致动器的操作压力(0~0.5MPa),因此Cv值的上升起点成为开度20%(操作压力0.1MPa)。开度0~20%(操作压力0~0.1MPa)及开度80~100%(操作压力0.4~0.5MPa)的Cv值的无反应区域能够通过重新考虑弹簧荷载和致动器输出来使其减少,但出于与发生阀座泄露的折中调整(trade-off),在本实施方式中,留下上述无反应区域。根据表示出实施方式1的开度和Cv值的图8,可知第1出口通路侧的Cv值及第2出口通路侧的Cv值的最大值为0.6左右,与此相对,合计Cv值在中央开度附近大于0.6,第1出口通路13及第2出口通路14的流出量双方变大。若将其与表示流量特性的图7对照,可知中央开度附近的合计Cv值大于各出口通路侧的Cv值的最大值,由此中央开度附近的流量特性变得平坦,形成难以进行分流控制的范围。
图9及图10的曲线图是针对使用了第2实施方式的阀芯21、23的分流阀1而求出了流量特性和Cv值的曲线图,图9与图7相对应,图10与图8相对应。
根据图10的曲线图,通过使用第2实施方式的阀芯21、23,分流阀1的中央开度附近的合计Cv值小于0.6,在这一方面,与使用了成为在中央开度附近Cv值大于0.6的图8的曲线图的、第1实施方式的阀芯71、72的分流阀不同。
根据图9的曲线图,在使用了第2实施方式的阀芯21、23的分流阀1中,通过成为图10的Cv值,流量与开度成正比地大致呈线性变化,与使用了成为图8的曲线图的第1实施方式的阀芯71、72的分流阀相比,中央开度附近的流量特性的变化量变大,并且两侧(上升部分)的流量特性的变化量变小,消除了图7所示的中央开度附近(开度30~60%)稍平坦、而两侧(开度15~25%及开度60~70%)稍微急剧变化这一问题。
Cv值为阀的容量系数之一,通过规定的算式求出。根据上述的解析可知,关于第1出口通路侧Cv值与第2出口通路侧Cv值之和,中间开度的状态下的两个出口通路的Cv值之和成为开度0%的状态及开度100%的状态下的两个出口通路的Cv值之和以下,由此能够与开度成正比地使流量大致呈线性变化。
Cv值与开口面积具有比例关系,能够将Cv值置换成使用阀座2a、2b的内径和锥形部23b、23c的外径而求出的开口面积。即,关于形成在第1阀座2a与第1阀芯21之间的第1出口通路侧开口面积与形成在第2阀座2b与第2阀芯23之间的第2出口通路侧开口面积之和,中间开度的状态下的开口面积之和成为开度0%的状态及开度100%的状态下的开口面积之和以下,由此能够与开度成正比地使流量大致呈线性变化。
即,根据上述第2实施方式的分流阀1,能够与开度成正比地使流量大致呈线性变化,因此即使流量为从0达到至最大的范围,也能够高精度地进行流量控制。
此外,第2实施方式的阀芯21、23不仅能够置换到图1及图2所示的分流阀,当然也能够置换各种分流阀的阀芯。
工业实用性
根据本发明,能够使分流阀的流量控制的精度优异,因此能够有助于提高使用分流阀进行的温度控制等的精度。
Claims (8)
1.一种分流阀,具有:形成有主通路、与所述主通路连通的入口通路、与所述主通路连通的第1出口通路及与所述主通路连通的第2出口通路的阀体;设在所述主通路的与所述第1出口通路相通的通路中途的第1阀座;设在所述主通路的与所述第2出口通路相通的通路中途的第2阀座;通过相对于所述第1阀座抵接、隔离而对与所述第1出口通路相通的通路进行开闭的第1阀芯;通过相对于所述第2阀座抵接、隔离而对与所述第2出口通路相通的通路进行开闭的第2阀芯;和使所述第1阀芯及所述第2阀芯中的某一方向打开侧并使另一方向关闭侧连动地移动的阀芯移动机构,
所述分流阀的特征在于,
所述主通路具有两个大径部及所述大径部之间的小径部,所述入口通路与所述小径部连通,所述第1出口通路与一方的所述大径部连通,所述第2出口通路与另一方的所述大径部连通,
所述阀芯移动机构具有:
第1阀杆,对主通路的一方的所述大径部与所述小径部之间进行开闭的第1阀芯固定在该第1阀杆的一端部,且该第1阀杆沿着所述第1阀芯的开闭方向延伸;
第2阀杆,对所述主通路的另一方的所述大径部与所述小径部之间进行开闭的第2阀芯固定在该第2阀杆的一端部,且该第2阀杆沿着所述第2阀芯的开闭方向延伸;
第1波纹管,其一端部固定在第1波纹管凸缘上,且另一端部固定在所述第1阀芯上;
第2波纹管,其一端部固定在第2波纹管凸缘上,且另一端部固定在所述第2阀芯上;
框体,其设在所述主通路外部,且与所述第1阀杆及所述第2阀杆连接;以及
致动器,其使所述框体向所述第1阀芯及所述第2阀芯的开闭方向移动,
所述主通路呈直线状,所述两个大径部及所述小径部彼此同心,所述入口通路与所述小径部正交,所述第1出口通路及所述第2出口通路与所对应的各大径部以正交的方式连通,
所述第1阀座及所述第2阀座设在各所述大径部与所述小径部的边界部分,所述第1阀芯及第2阀芯具有能够进入所述小径部的端部的尖细的锥形部。
2.如权利要求1所述的分流阀,其特征在于,
所述致动器为具有缸主体及缸杆的缸,所述缸主体借助间隔件而固定于所述阀体。
3.如权利要求1所述的分流阀,其特征在于,
所述第1阀芯及所述第2阀芯为相同形状。
4.如权利要求1所述的分流阀,其特征在于,
在所述第1阀芯与所述阀体之间及在所述第2阀芯与所述阀体之间流动的流体的流量特性为线性特性。
5.如权利要求1所述的分流阀,其特征在于,
具有板,该板具有供所述第1阀杆或所述第2阀杆穿插的贯穿孔,并将所述第1波纹管凸缘或所述第2波纹管凸缘按压到所述阀体上,在所述板与所述第1阀杆或所述第2阀杆之间设有密封部件。
6.一种分流阀,具有:形成有主通路、与所述主通路连通的入口通路、与所述主通路连通的第1出口通路及与所述主通路连通的第2出口通路的阀体;设在所述主通路的与所述第1出口通路相通的通路中途的第1阀座;设在所述主通路的与所述第2出口通路相通的通路中途的第2阀座;通过相对于所述第1阀座抵接、隔离而对与所述第1出口通路相通的通路进行开闭的第1阀芯;通过相对于所述第2阀座抵接、隔离而对与所述第2出口通路相通的通路进行开闭的第2阀芯;和使所述第1阀芯及所述第2阀芯中的某一方向打开侧并使另一方向关闭侧连动地移动的阀芯移动机构,
所述分流阀能够切换到以下状态:所述第1阀芯相对于所述第1阀座的位置处于全开位置、且所述第2阀芯相对于所述第2阀座的位置处于全闭位置的开度0%的状态;所述第1阀芯相对于所述第1阀座的位置处于全闭位置、且所述第2阀芯相对于所述第2阀座的位置处于全开位置的开度100%的状态;和所述第1阀芯相对于所述第1阀座的位置处于所需的开位置、且所述第2阀芯相对于所述第2阀座的位置也处于所需的开位置的中间开度的状态,
所述分流阀的特征在于,
关于形成在所述第1阀座与所述第1阀芯之间的第1出口通路侧的Cv值与形成在所述第2阀座与所述第2阀芯之间的第2出口通路侧的Cv值之和,所述中间开度的状态下的两个出口通路的Cv值之和为所述开度0%的状态下的两个出口通路的Cv值之和及所述开度100%的状态下的两个出口通路的Cv值之和以下。
7.如权利要求6所述的分流阀,其特征在于,
各所述阀芯具有:具有规定的锥角且在全闭时与各所述阀座抵接的尖细的第1锥形部;和具有比第1锥形部的锥角小的锥角且与第1锥形部的前端侧相连的尖细的第2锥形部。
8.如权利要求6所述的分流阀,其特征在于,
所述主通路具有两个大径部及所述大径部之间的小径部,所述入口通路与所述小径部连通,所述第1出口通路与一方的所述大径部连通,所述第2出口通路与另一方的所述大径部连通,
所述阀芯移动机构具有:第1阀杆,对所述主通路的一方的所述大径部与所述小径部之间进行开闭的所述第1阀芯固定在该第1阀杆的一端部,且该第1阀杆沿着所述第1阀芯的开闭方向延伸;第2阀杆,对所述主通路的另一方的所述大径部与所述小径部之间进行开闭的所述第2阀芯固定在该第2阀杆的一端部,且该第2阀杆沿着所述第2阀芯的开闭方向延伸;第1波纹管,其一端部固定在第1波纹管凸缘上,且另一端部固定在所述第1阀芯上;第2波纹管,其一端部固定在第2波纹管凸缘上,且另一端部固定在所述第2阀芯上;框体,其设在所述主通路外部,且与所述第1阀杆及所述第2阀杆连接;以及气动的致动器,其使所述框体向所述第1阀芯及所述第2阀芯的开闭方向移动。
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