CN111836989A - 逆止阀 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种可小型化且能抑制颤振的产生的逆止阀。逆止阀具备:配置于流体的流路,具有设于内周的大径部及小径部以及设于该大径部和该小径部之间的座部的座构件;被压向座部而堵住流路的阀芯;以及形成有能向轴方向移动地容纳阀芯的阀室的壳体;大径部具有比从轴线方向进入该大径部的阀芯的外径大的内径;大径部和阀芯之间形成有流通流体的间隙;大径部的直径为阀芯的直径的1.2倍以下。
Description
技术领域
本发明涉及高压气体等流体流动的流路中具备的逆止阀。
背景技术
过去,在高压气体等流动的配管中,为使高压气体不逆流而设有逆止阀。逆止阀由上游侧和下游侧的压力差进行开闭。因此,若设置在压力变动频繁发生的地方,则容易发生以较短的周期反复开闭的颤振(chattering)。因此,作为涉及这种逆止阀的现有技术,例如有如下的逆止阀:在覆盖阀芯(disc)的周围的套筒上开有流出端口,阀芯从阀座离开规定距离时流体流入部和连通流路连通(例如,参照专利文献1)。
该逆止阀中,即使阀芯的头部从阀座离开,直至到达规定的轴方向移动量(以下也称为“升程量”)为止流体流入部和套筒的流出端口都不会连通。然后,当阀芯的轴方向移动量增大而使套筒的流出端口连通时,流体流动。由此,从阀芯离开阀座的位置起流体流动,从而即使发生阀振动也难以发展为阀芯和阀座冲撞的颤振。
现有技术文献:
专利文献:
专利文献1:日本特开2005-291409号公报。
发明内容
发明要解决的问题:
然而,在上述逆止阀的情况下,除阀芯及阀座之外需要另设套筒。因此,需要逆止阀的构成部件增加,使逆止阀大型化。又,套筒的半径方向外侧也需要设置流路,从这一点来看也需要使逆止阀大型化。此外,由于阀芯在套筒的内部滑动,因而阀芯和套筒尺寸精度变得重要,加工及组装需要劳力和成本。
又,在套筒的流出端口以外的部分中流体不流动,因而在需要增大需要最大开口面积的情况下,需要在半径方向或者轴方向上大型化。而且,流体通过逆止阀时,流动于套筒和外壳之间及支持套筒的构件之间的狭小流路,因而阀芯在最大开口时的压力损失容易变大。为了降低压力损失,需要更进一步地大型化。
因此,本发明的目的在于提供一种可小型化,且能抑制颤振产生的逆止阀。
解决问题的手段:
为了达成上述目的,本发明的逆止阀具备:座(seat)构件,所述座构件配置于流体的流路,具有设于内周的大径部及小径部以及设于该大径部和该小径部之间的座部;被压向所述座部而堵住所述流路的阀芯;以及形成有能向轴方向移动地容纳所述阀芯的阀室的壳体;所述大径部具有比从轴线方向进入该大径部的所述阀芯的外径大的内径;所述大径部和所述阀芯之间形成有流通所述流体的间隙;所述大径部的直径为所述阀芯的直径的1.2倍以下。该说明书及权利要求书中的“间隙”指在阀芯的外周部和大径部之间并在轴方向上连续的间隙。
根据该结构,阀芯从座构件的座部离开后,小流量的流体从间隙流出,直至阀芯到达规定的轴方向移动量。由此,能防止由伴随着阀芯的移动的阀通过流量而使上游压过度上升。而且,通过阀芯到达规定的轴方向移动量来使流体的流量从小流量增大至大流量。由此,能因流体压力的变动而使阀芯在轴方向上移动的流量的增大位置处于从座部离开的位置,并能抑制颤振的产生。而且,能够使能抑制颤振的产生的逆止阀结构变少且小型化。
又,也可以是,具备:座构件,所述座构件配置于流体的流路,具有设于内周的大径部及小径部以及设于该大径部和该小径部之间的座部;被压向所述座部而堵住所述流路的阀芯;以及形成有能向轴方向移动地容纳所述阀芯的阀室的壳体;所述大径部具有比从轴线方向进入该大径部的所述阀芯的外径大的内径;所述大径部和所述阀芯之间形成有流通所述流体的间隙;所述大径部的周壁设有从流通所述流体的上游侧向下游侧截面积变大的追加通路。
根据像这样的结构,能对阀芯从座构件的座部离开而从间隙流出的小流量的流体增加从追加通路流出流体的流量。追加通路能使截面积从上游侧向下游侧为任意的增加比例,因而能够随着阀芯的轴方向移动使流量为任意的增加比例。由此,阀芯从座构件的座部离开后,能够随着轴方向的移动使流量以任意的缓慢程度增加。因此,通过使伴随着阀芯的轴方向移动的流量增加比例以合适的缓慢程度变化,从而能有效地抑制颤振的产生。
又,也可以是,所述追加通路以相对于所述大径部的轴心对称的形式设有多个。
根据这样的结构,能够使从阀芯和座构件的座部之间的间隙流至追加通路的流体相对于阀芯的轴心平衡。因此,能够易于使阀芯沿轴心移动。
又,也可以是,所述大径部的所述座部和相反侧的端部以随着从所述座部远离而向径方向外侧扩大的形式以任意的曲率弯曲。
根据像这样的结构,能够由弯曲部分更平滑地设定阀芯在轴方向上移动而从座部或壳体离开时的开口面积变化。由此,能在开口面积的较大的部分将流量的增加比例设定为较缓。
发明效果:
根据本发明,能使能以颤振难以产生的形式更理想地设定伴随着阀芯的轴方向移动的开口面积及流量的增加特性的逆止阀的结构变少且小型化。
附图说明
图1为示出本发明第一实施形态的第一逆止阀的整体结构的剖视图;
图2中(A)为示出图1所示的第一逆止阀的座构件和阀芯的剖视图,图2中(B)为变形例;
图3中(A)~(D)为示出第一逆止阀中阀芯从座构件的座部离开时的流体的流向的图;
图4为示出图3中(A)~(D)所示的第一逆止阀的开口面积特性的图表;
图5为示出本发明第二实施形态的第二逆止阀的座构件和阀芯的剖视图;
图6为图5所示的VI-VI向视的剖视图;
图7中(A)~(E)为示出第二逆止阀中阀芯从座构件的座部离开时的流体的流向的图;
图8为示出图7中(A)~(E)所示的第二逆止阀的开口面积特性的图表;
图9为示出本发明第三实施形态的第三逆止阀的座构件和阀芯的剖视图;
图10为示出本发明第四实施形态的第四逆止阀的座构件和阀芯的剖视图;
图11中(A)~(C)为示出第四逆止阀中阀芯从座构件的座部离开时的流体的流向的图;
图12为示出本发明第五实施形态的第五逆止阀的座构件和阀芯的剖视图。
具体实施方式
以下,基于附图对本发明的实施形态进行说明。以下的实施形态中,对以图的上方作为上游侧,图的下方作为下游侧,流体G从上方流向下方的例子进行说明。该说明书及权利要求书中的上下左右方向的概念,和图1所示的第一逆止阀1的状态的上下左右方向的概念一致。又,将阀芯20的移动方向称为轴方向。另外,流体G的流动方向不限于该实施形态。
(逆止阀的整体结构)
图1为示出第一实施形态的第一逆止阀1的整体结构的剖视图。第一逆止阀1在形成于壳体10的阀室11中容纳有阀芯20,在座构件容纳部12中容纳有座构件30。阀室11形成为与阀芯20的外径呈规定的公差的圆筒形。座构件容纳部12形成为能容纳座构件30的圆筒形。座构件容纳部12形成为比阀室11大径。座构件30朝向阀室11和座构件容纳部12之间的段部17,从上方以推抵构件14推压而固定。由此座构件30周围和壳体10紧密贴合。推抵构件14以螺丝16等安装于壳体10。推抵构件14中设有和座构件30的入口流路31连通的上游侧流路15。阀室11的下端设有下游侧流路13。
该实施形态的阀芯20具有向座构件30突出的小径的阀头部21和沿阀室11在轴方向上移动的大径的导向部22。阀芯20在导向部22的下游侧具有配置有向座构件30施力的弹簧25的中径的弹簧座23。阀芯20由在弹簧座23和设于壳体10的段部18之间设置的弹簧25向座构件30施力。又,在阀芯20的导向部22从阀头部21的基部向内部设置有内部流路24。内部流路24在阀芯20的下端开放,并和设于壳体10的下游侧流路13连通。
根据该第一逆止阀1,当上游侧流路15的流体压力比下游侧流路13的流体压力高出规定压力时,阀芯20抵抗弹簧25的施加力而被往下推。而且,流体G从上游侧流路15流向下游侧流路13。第一逆止阀1在下游侧流路13的流体压力变高,或上游侧流路15的流体压力变低时,阀芯20被弹簧25的施加力压向座构件30而使上游侧流路15关闭。
(第一逆止阀中座构件和阀芯的结构)
图2中(A)为示出图1所示的第一逆止阀1的座构件30和阀芯20的剖视图,图2中(B)为其变形例。图3中(A)~(D)为示出第一逆止阀1中阀芯20从座构件30离开时的流体G的流向的图。图3中(A)~(D)中,夸大地示出了间隙S。
如图2中(A)所示,配置于作为流体流路的上游侧流路15的座构件30,其内周具有连于上游侧流路15的作为小径部的入口流路31、与阀芯20的阀头部21接触的座部32、以及在座部32的周围包围阀芯20的阀头部21的作为大径部的周壁33。座部32设于周壁33和入口流路31之间。入口流路31形成为和上游侧流路15同径。入口流路31的开口面积为流体G所流通的最大开口面积。座部32形成为从流通流体G的上游侧向下游侧扩大的锥形状。作为大径部的周壁33具有比从轴线方向进入的阀芯20的阀头部21的外径大的内径,并形成平行的圆筒形。周壁33和阀芯20的阀头部21之间形成有自阀芯20刚从座部32离座之后就流动有流体G的规定的间隙S。
另一方面,阀芯20的阀头部21具有以和座构件30的座部32同样或±45°的范围内的角度向下方扩大的锥形状的封闭部26。封闭部26的下方以在和座构件30的周壁33之间形成规定的间隙S的直径形成为平行的圆筒形。间隙S在周壁33的座部侧端部的直径在阀芯20的阀头部21的直径的1.2倍以下的范围内形成。更佳地,间隙S在周壁33的座部侧端部的直径在阀芯20的阀头部21的直径的1.02倍以下的范围内形成。由此,座构件30的周壁33和阀芯20的阀头部21之间设有在轴方向上连续的圆筒状的间隙S。间隙S能根据流体G所流通的最大开口面积的大小进行设定。例如,可以是最大开口面积的0.5%~15%左右。像这样,第一逆止阀1中,在座构件30上以包围阀头部21的部分的形式设有周壁33来作为用于在阀芯20的轴方向移动量较小的范围内保持较小的开口面积的结构。
又,如图2中(B)所示,座构件30的周壁33的与座部32相反侧的端部(以下称为“下游端部34”)能以随着从座部32远离而扩大的形式弯曲。像这样,能够使阀芯20从座构件30离开时的开口面积增加缓慢地变化。即,能缓和流量变化的变大的部分的开口面积的增加。由此,能够防止如阀通过流量过度增大而使上游压急剧降低,从而使阀芯20被向着座构件30的方向过度地施力。因此,能使阀芯20的阀头部21从座构件30离开时的流量变化平滑地增大。
如图3中(A)所示的,阀芯20从图2的状态在轴方向上移动而使阀头部21从座部32离开,从而流体G从上游侧流路15通过间隙S流向下游侧流路13。即使阀头部21从座部32离开,在阀头部21处于周壁33的位置时,流体G仍以阀头部21和周壁33的间隙S的开口面积的流量流动。如图3中(B)所示,流体G以阀头部21和周壁33的间隙S的开口面积的流量流动,直至阀头部21的封闭部26到达座构件30的周壁33的下游端部34。如图3中(C)所示,阀头部21从座构件30的周壁33离开后,流体G的流量根据由周壁33的下游端部34和阀头部21的封闭部26之间的开口部O形成的开口面积的增加而增加。如图3中(D)所示,阀头部21从座部32离开规定距离,从而由周壁33的下游端部34和阀头部21的封闭部26之间的开口部O形成的开口面积等于上游侧流路15的开口面积。由此,流体G以最大流量流动。
(第一逆止阀的开口面积特性)
图4为示出图3中(A)~(D)所示的第一逆止阀1的开口面积特性的图表。横轴示出阀芯20的升程量(轴方向移动量),纵轴示出第一逆止阀1的开口面积。根据第一逆止阀1,自阀芯20的阀头部21刚从座部32离座之后直至到达规定的升程量为止,流体G通过设于座构件30的周壁33和阀芯20的阀头部21之间的间隙S从上游侧流路15流至下游侧流路13。由此,第一逆止阀1的开口面积以较小的状态保持一定直至到达规定的升程量(轴方向移动量),流动于间隙S的流体G为较少的流量直至阀头部21从座构件30离开(图3中(B))。由此,防止阀通过流量伴随着阀芯20的移动而增大从而使上游压过度上升。像这样,在阀芯20的升程量在较小的范围内,作为较小的开口面积,防止阀芯20被过度地向着开方向施力。
阀头部21从周壁33的下游端部34离开,从而开口面积增大而使从上游侧流路15流向下游侧流路13的流量增大。之后,随着阀头部21从座构件30离开而开口面积增大,阀头部21从周壁33的下游端部34离开规定量,由此使开口部O的开口面积等于上游侧流路15的开口面积。阀芯20在轴方向上移动,使开口部O和上游侧流路15的开口面积相同从而为最大流量。
像这样,第一逆止阀1中,作为开口面积特性,在阀芯20的小升程量的范围中为较小的开口面积,在大升程量的范围中为一定以下的开口面积增加斜率。即,第一逆止阀1的开口面积特性如下:在阀芯20从座构件30离开之后的升程量较小的范围中保持较小的开口面积,在阀芯20的升程量较大范围中为和通常的逆止阀相同的较大的开口面积。因此,根据第一逆止阀1,流量变化较大的部分为阀芯20的阀头部21从座部32离开的位置。而且,使流体压变化从较小的开口面积变化成较大的开口面积,从而缓和开口面积变大时的流体压变化,不论阀芯20在上游或下游的哪个方向移动,都能防止阀芯20被过度地施力,并有效地抑制颤振的产生。又,能使阀芯20的轴方向移动产生的最大开口面积变大(图3中(D)),因此能降低大流量时的压力损失。
而且,通过使周壁33设于座构件30及使阀头部21为规定的形状来实现得到像这样的开口面积特性的结构。由此,能够低成本且形成和通常的逆止阀同等大小的小型。
(第二逆止阀中座构件和阀芯的结构)
图5为示出了第二实施形态的第二逆止阀2的座构件30和阀芯20的剖视图。图6为图5所示的VI-VI向视的剖视图。图7中(A)~(E)为示出第二逆止阀2中阀芯20从座部32离开时的流体G的流向的图。第二逆止阀2为上述第一逆止阀1的变形例,座构件30的一部分结构不同于第一逆止阀1。以下的说明中,对和第一逆止阀1相同的结构附上相同符号,并省略其说明。图7中(A)~(E)中,夸大地示出了间隙S。
如图5所示,第二逆止阀2的座构件30具有连于上游侧流路15的入口流路31、与阀芯20的阀头部21接触的座部32、在座部32的周围包围阀芯20的阀头部21的周壁33、以及设于周壁33的作为追加通路的缝45。追加通路除了缝45,也可以是三角或圆形等形状的槽或孔的形式,或者是在设于周壁33缺口或槽等中填充的能通过流体的多孔体或纤维固化物的形式等。若以缝45作为追加通路,则加工容易,能够容易地设定追加通路的开口面积。入口流路31形成为与上游侧流路15同径的圆筒状。入口流路31的开口面积为流体G所流通的最大开口面积。座部32形成为从流通流体G的上游侧向下游侧扩大的锥形状。周壁33以能在和阀头部21之间形成规定的间隙S的直径形成为平行的圆筒形。
而且,缝45以从周壁33的上游侧向下游侧截面积变大的形式形成。该例子的缝45形成为以大约45度的角度扩大。缝45可以设于周方向的一处,也可以设于多处。该实施形态的缝45如图6所示,以相对于周壁33的轴心对称的形式90度间隔地设于四处(多处)。能任意地对缝45的数量、形状、角度及轴方向的位置进行设定。通过缝45的设定,能任意地设定开口面积的增加量,能得到期望的开口面积特性即可。
又,在相对于周壁33的轴心对称的位置设置缝45,能使从阀芯20的阀头部21和周壁33之间的间隙S流出的流体G相对于阀芯20的轴心平衡。因此,能易于阀芯20在轴心上移动。
另一方面,阀芯20的阀头部21具有以和座构件30的座部32相同的角度向下方扩大的锥形状的封闭部26。封闭部26的下方以能在与座构件30的周壁33之间形成规定的间隙S的直径形成为平行的圆筒形。间隙S在周壁33的座部侧端部的直径在阀芯20的阀头部21的直径的1.2倍以下的范围内形成。更佳地,间隙S在周壁33的座部侧端部的直径在阀芯20的阀头部21的直径的1.02倍以下的范围内形成。由此,座构件30的周壁33和阀芯20的阀头部21之间设有在轴方向上连续的圆筒状的间隙S及从上游侧向下游侧截面积变大的缝45。间隙S和缝45能根据流体G所流通的最大开口面积的大小进行设定。例如,间隙S可以是最大开口面积的0.5%~15%左右。缝45带来的开口面积的增加量可以是相对于周壁33的座部侧端部的开口面积使下游侧的开口面积增大5%~40%左右。
像这样,第二逆止阀2中,在座构件30上以包围阀头部21的部分的形式设置周壁33且在周壁33的周方向上设置缝45来作为用于在阀芯20的轴方向移动量较小的范围内保持较小的开口面积的结构。
第二逆止阀2中,座构件30的周壁33的下游端部34(与座部32相反侧的端部)也能以随着从座部32远离而扩大的形式弯曲(图2中(B))。像这样,能够使阀芯20从座构件30离开时的开口面积增加缓慢地变化。因此,能使阀芯20的阀头部21从座构件30离开时的流量变化平滑地增大。
如图7中(A)所示,阀芯20从图5的状态在轴方向上移动而使阀头部21从座部32离座,从而流体G从上游侧流路15通过间隙S流向下游侧流路13。该状态中,流体G能以间隙S的开口面积和由缝45形成的开口面积合计的开口面积的流量流动。如图7中(B)所示,当阀芯20的轴方向移动量增加而使阀头部21从座部32进一步离开时,缝45的开口面积增大。因此,从间隙S的开口面积和缝45的开口面积流出的流体G的流量增大。如图7中(C)所示,阀芯20的轴方向移动量增大,直至阀头部21的封闭部26到达座构件30的周壁33的下游端部34为止缝45的开口面积增大,流量也增大。因此,从间隙S的开口面积和缝45的开口面积流出的流体G的流量缓慢地增大,直至图7中(C)的状态。如图7中(D)所示,阀头部21从座构件30的周壁33离开后,流体G的流量根据由周壁33的下游端部34和阀头部21的封闭部26之间的开口部O形成的开口面积的增加而增加。如图7中(E)所示,阀头部21从周壁33离开规定距离,从而由周壁33和阀头部21之间的开口部O形成的开口面积和上游侧流路15的开口面积相同。由此,流体G以最大流量流动。
(第二逆止阀的开口面积特性)
图8为示出图7中(A)~(E)所示的第二逆止阀2的开口面积特性的图表。横轴示出阀芯20的升程量(轴方向移动量),纵轴示出第二逆止阀2的开口面积。根据第二逆止阀2,自阀芯20的阀头部21刚从座部32离座之后直至到达规定的升程量为止,流体G通过在座构件30的周壁33和阀芯20的阀头部21之间形成的间隙S从上游侧流路15流至下游侧流路13。又,从由缝45形成的开口面积流出的流体G的流量根据阀芯20的升程量而增大(图7中(B))。由此,流量增加缓慢上升直至阀头部21到达周壁33的下游端部34。由此,防止阀通过流量伴随着阀芯20的移动而增大从而使上游压过度上升。像这样,在阀芯20的轴方向移动量的较小的范围内一点一点增加开口面积,防止阀芯20被过度地向开方向施力。
阀头部21从周壁33的下游端部34离开,从而开口面积增大而使从上游侧流路15流向下游侧流路13的流量增大。之后,随着阀头部21从座构件30离开而开口面积增大,阀头部21从周壁33的下游端部34离开规定量,由此使开口部O的开口面积等于上游侧流路15的开口面积。阀芯20在轴方向上移动,使开口面积和上游侧流路15的开口面积相同从而为最大流量。
像这样,第二逆止阀2中,作为开口面积特性,在阀芯20的小升程量的范围中使开口面积一点一点的增加,在大升程量的范围中为一定以下的开口面积增加斜率。即,第二逆止阀2的开口面积特性如下:在阀芯20从座构件30离开之后的升程量较小的范围中使开口面积缓慢增加,在阀芯20的升程量较大范围中为和通常的逆止阀相同的较大的开口面积。因此,根据第二逆止阀2,流量变化较大的部分为阀芯20的阀头部21从座构件30离开的位置。而且,使流体压变化从较小的开口面积慢慢变大后变化成较大的开口面积,从而缓和开口面积变大时的流体压变化,不论阀芯20向哪个方向轴方向移动,都能防止阀芯20被过度地施力,并有效地抑制颤振的产生。又,能使阀芯20的轴方向移动产生的最大开口面积变大(图7中(E)),因此能降低大流量时的压力损失。
而且,根据第二逆止阀2,通过变更缝45的数量、形状、角度及轴方向的位置,从而能够容易地任意变更相对于阀芯20的移动量的开口面积特性。因此,能够易于得到适于使用条件的开口面积特性;
而且,通过使周壁33和缝45设于座构件30及使阀头部21为规定的形状来实现得到像这样的开口面积特性的结构。由此,能够低成本且形成和通常的逆止阀同等大小的小型。
(第三逆止阀中座构件和阀芯的结构)
图9为示出了第三实施形态的第三逆止阀3的座构件50和阀芯60的剖视图。第三逆止阀3除座构件50与阀芯60的接触部分以外的结构和图2所示的第一逆止阀1相同,因而对相同的结构附上相同符号,并省略其说明。
如图9所示,第三逆止阀3的座构件50具有连于上游侧流路15的入口流路51、与阀芯60的阀头部61接触的座部52、在座部52的周围包围阀芯60的阀头部61的周壁53。入口流路51形成为和上游侧流路15同径的圆形。入口流路51的开口面积为流体G所流通的最大开口面积。座部52形成为和上游侧流路15的轴心正交的平面。周壁53以能在和阀头部61之间形成规定的间隙S的直径形成为平行的圆筒形。
另一方面,阀芯60的阀头部61的上表面形成为和阀芯60的轴心正交的平面。阀头部61的上表面在外周部分上设有以和座部52接触的形式突出的封闭部66。阀头部61以能在和座构件50的周壁53之间形成规定的间隙S的直径形成为平行的圆筒形。间隙S在周壁53的座部侧端部的直径为阀芯60的阀头部61的直径的1.2倍以下的范围内形成。更佳地,间隙S在周壁33的座部侧端部的直径为阀芯20的阀头部21的直径的1.02倍以下的范围内形成。由此,座构件50的周壁53和阀芯60的阀头部61之间设有在轴方向上连续的圆筒状的间隙S。间隙S能根据最大开口面积的大小进行设定。例如,可以是最大开口面积的0.5%~15%左右。
像这样的第三逆止阀3的开口面积特性和上述示出第一逆止阀1的开口面积特性的图4相同,因而省略其说明。由该第三逆止阀3也形成为自阀芯60刚从座部52离座之后在升程量(轴方向移动量)较小的范围内使开口面积缓慢地增加,在阀芯60的升程量较大的范围内为较大的开口面积。因此,由第三逆止阀3也能使流量变化较大的部分为阀芯60的阀头部61从座部52离开的位置,抑制颤振的产生。又,能使阀芯60的轴方向移动产生的最大开口面积变大,因此能降低大流量时的压力损失。
(第四逆止阀中座构件和阀芯的结构)
图10为示出第四实施形态的第四逆止阀4的座构件50和阀芯60的剖视图。图11中(A)~(C)为示出第四逆止阀4中阀芯60从座部52离开时的流体G的流向的图。第四逆止阀4为上述第三逆止阀3的变形例,座构件50的一部分结构不同于第三逆止阀3。以下的说明中,对和第三逆止阀3相同的结构附上相同符号,并省略其说明。
第四逆止阀4的座构件50在周壁53上具有作为从上游侧到下游侧截面积变大的追加通路的缝45。缝45和上述第二逆止阀2相同,在周方向上可以设于一处,也可以设于多处。缝45能根据期望的开口面积设置需要数量。
如图11中(A)所示,自阀芯60从图10的状态在轴方向上移动且阀头部61刚从座部52离座之后,流体G从上游侧流路15通过间隙S流向下游侧流路13。该状态中,流体G以间隙S的开口面积和由缝45形成的开口面积合计的开口面积的流量而流动。如图11中(B)所示,缝45的开口面积增大直至阀芯20的轴方向移动量增大而使阀头部61的封闭部66到达座构件50的周壁53的下游端部54。因此,从间隙S的开口面积和缝45的开口面积流出的流体G的流量缓慢地增大。如图11中(C)所示,阀头部61从座构件50的周壁53离开后,流体G的流量根据由周壁53的下游端部54和阀头部61的封闭部66之间的开口部O形成的开口面积的增加而增加。之后,由周壁53的下游端部54和阀头部61的封闭部66之间的开口部O形成的开口面积等于上游侧流路15的开口面积。由此,流体G以最大流量流动。
第四逆止阀4通过设置缝45,从而能在阀芯60的轴方向移动量较小的范围内,对由阀芯60的阀头部61和座构件50的周壁53之间的间隙S形成的开口面积加上缝45的开口面积。而且,缝45的开口面积的增加和上述第二逆止阀2相同,伴随阀芯60的轴方向移动而缓慢地增加。由此,防止阀通过流量伴随着阀芯60的移动而增大从而使上游压过度上升。因此,能使第四逆止阀4的开口面积特性和上述第二逆止阀2的开口面积特性(图8)相同。
该第四逆止阀4也形成为自阀芯60刚从座部52离座之后在升程量(轴方向移动量)较小的范围内使开口面积缓慢地增加,在阀芯60的升程量较大的范围内为较大的开口面积。因此,根据第四逆止阀4,能使流量变化较大的部分为阀芯60的封闭部66从座构件50的座部52离开的位置,抑制颤振的产生。又,能使阀芯60的轴方向移动产生的最大开口面积变大(图11中(C)),因此能降低大流量时的压力损失。
(第五逆止阀中座构件和阀芯的结构)
图12为示出第五实施形态的第五逆止阀5的座构件30和阀芯20的剖视图。第五逆止阀5为上述第一逆止阀1的变形例,座构件30的一部分结构不同于第一逆止阀1。以下的说明中,对和第一逆止阀1相同的结构附上相同符号,并省略其说明。
第五逆止阀5的座构件30为与阀芯20的阀头部21之间形成间隙S的周壁73的内径以角度θ向下游侧扩大的圆锥状。该圆锥状扩大的部分也包括在截面积变大的追加通路中。第五逆止阀5中,间隙S和追加通路形成为一体。第五逆止阀5中,间隙S的座部侧端部的直径在阀芯20的阀头部21的直径的1.2倍以下的范围内形成。更佳地,间隙S在周壁33的座部侧端部的直径在阀芯20的阀头部21的直径的1.02倍以下的范围内形成。图中,夸大地示出了周壁73的扩大角度θ。周壁73的扩大,例如,可以是相对于周壁73的座部侧端部的开口面积,下游侧的开口面积增大0.5%~15%的水平的角度θ。
根据第五逆止阀5,能在阀芯20的阀头部21从座构件30的座部32离开后,随着阀头部21的轴方向的移动使间隙S的开口面积缓慢地增大。即,能慢慢地增大间隙S的开口面积直至阀芯20移动至下游侧,阀头部21从周壁73的下游端部74离开。因此,第五逆止阀5能使开口面积特性和第二逆止阀2的开口面积特性相同。
该第五逆止阀5也形成为自阀芯20刚从座部32离座之后在升程量(轴方向移动量)较小的范围内使开口面积缓慢地增加,在阀芯20的升程量较大的范围内为较大的开口面积。因此,由第五逆止阀5也能使流量变化较大的部分为阀芯20的阀头部21从座部32离开的位置,抑制颤振的产生。又,能使阀芯20的轴方向移动产生的最大开口面积变大,因此能降低大流量时的压力损失。
(总结)
如上,根据上述各实施形态的逆止阀1~5,能在阀芯20、60的阀头部21、61刚从座部32、52离座之后以小流量使流体G流动从而防止阀芯20、60被不必要地施力。而且,能使容易产生颤振的流量变化的较大的部分为阀头部21、61从座部32、52离开的位置。由此,能构成具有合适的流路面积特性,抑制颤振的产生的逆止阀1~5。
通过抑制颤振的产生,从而能抑制逆止阀1~5的阀振动及由振动引起的阀冲撞。通过抑制阀冲撞,从而能改善逆止阀1~5的结构部件(阀芯、座部、弹簧等)的耐久性。又,能降低伴随着阀振动的连接配管的脉动或振动,以及对连接设备的影响。
而且,能使可抑制颤振的产生的逆止阀1~5形成为结构较少的小型。又,能使阀芯20、60的最大开口面积变大,因此能降低大流量时的压力损失。
因此,根据逆止阀1~5,除了内藏于气体储罐用控制阀的逆止阀,在具有流动有包括气体、水等液体的流体G的流路的油压设备、空压设备、各种设备控制(plant control)等中能够有效地抑制逆止阀1~5的颤振。
(其他的变形例)
上述实施形态中阀芯20、60为一个例子,流动有流体G的追加通路的形态能变更为缝45以外的形态。阀头部21、61的形态也不限于上述实施形态的形态。
又,上述的实施形态中座构件30、50具备周壁33、53,但也可以使周壁33、53独立地形成。也可以是,壳体10具备座部32、52及周壁33、53。
此外,座构件30、50的座部32、52和阀芯20、60的封闭部26、66可以是座部32、52以软质材料而封闭部26、66以硬质材料形成的结构,也可以是座部32、52以硬质材料而封闭部26、66以软质材料形成的结构。座部32,52和封闭部26,66的材质结构不限。
又,上述的实施形态示出了一个例子,可以在不损害本发明的主旨的范围内进行各种变更或组合各实施形态的结构,本发明不限于上述的实施形态。
符号说明:
1 第一逆止阀;
2 第二逆止阀;
3 第三逆止阀;
4 第四逆止阀;
5 第五逆止阀;
10 壳体;
11 阀室;
12 座构件容纳部;
13 下游侧流路;
15 上游侧流路;
20 阀芯;
21 阀头部;
22 导向部;
26 封闭部;
30 座构件;
31 入口流路(小径部);
32 座部;
33 周壁(大径部);
34 下游端部;
45 缝(追加通路);
50 座构件;
51 入口流路;
52 座部;
53 周壁;
54 下游端部;
55 封闭部;
60 阀芯;
61 阀头部;
66 封闭部;
73 周壁;
74 下游端部;
S 间隙;
O 开口部;
G 流体。
Claims (4)
1.一种逆止阀,其特征在于,具备:
座构件,所述座构件配置于流体的流路,具有设于内周的大径部及小径部以及设于该大径部和该小径部之间的座部;
被压向所述座部而堵住所述流路的阀芯;以及
形成有能向轴方向移动地容纳所述阀芯的阀室的壳体;
所述大径部具有比从轴线方向进入该大径部的所述阀芯的外径大的内径;
所述大径部和所述阀芯之间形成有流通所述流体的间隙;
所述大径部的直径为所述阀芯的直径的1.2倍以下。
2.一种逆止阀,其特征在于,具备:
座构件,所述座构件配置于流体的流路,具有设于内周的大径部及小径部以及设于该大径部和该小径部之间的座部;
被压向所述座部而堵住所述流路的阀芯;以及
形成有能向轴方向移动地容纳所述阀芯的阀室的壳体;
所述大径部具有比从轴线方向进入该大径部的所述阀芯的外径大的内径;
所述大径部和所述阀芯之间形成有流通所述流体的间隙;
所述大径部的周壁设有从流通所述流体的上游侧向下游侧截面积变大的追加通路。
3.根据权利要求2所述的逆止阀,其特征在于,
所述追加通路以相对于所述大径部的轴心对称的形式设有多个。
4.根据权利要求1~3的任一项所述的逆止阀,其特征在于,
所述大径部的所述座部和相反侧的端部以随着从所述座部远离而向径方向外侧扩大的形式以任意的曲率弯曲。
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