CN112673201A - 阀 - Google Patents

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中村伸夫
近藤研太
中田知宏
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Abstract

本发明提供一种耐久性优异的阀。隔膜(8)具有：主隔膜(8A)和支承隔膜(8B)，该支承隔膜(8B)位于相对于主隔膜(8A)的与阀室(2a)侧相反的一侧，并与主隔膜(8A)接触而设置。主隔膜(8A)的内周侧的第一末端部(8E)固定于阀芯部(6)，支承隔膜(8B)的内周侧的第二末端部(8F)与主隔膜(8A)的内周侧的第一末端部(8E)分离。

Description

阀
技术领域
本发明涉及一种阀。
背景技术
以往，存在一种阀，其利用隔膜覆盖阀体的阀室，并通过使隔膜工作来进行开闭(例如，参照专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利公开2006-162043号公报
发明内容
(一)要解决的技术问题
但是，在以往的阀中，对于隔膜的变形以及高压流体对隔膜的压力，没有采取充分的措施，在要求比以往更高的耐久性的情况下存在不足。
因此，本发明的目的在于提供一种耐久性优异的阀。
(二)技术方案
为了实现上述目的，本发明的一个方式的阀具备：阀体，其形成有流体通路和阀室，并具备阀座；隔膜，其设置成覆盖所述阀室，并保持所述阀室的气密；杆，其设置成可相对于所述阀座进行接近以及分离移动；以及阀芯部，插通于所述隔膜的中央部，与所述杆连结，落座于所述阀座以及与阀座分离而对所述流体通路进行开闭，所述隔膜具有：主隔膜和支承隔膜，该支承隔膜位于相对于所述主隔膜的与所述阀室侧相反的一侧，并与所述主隔膜接触而设置，所述主隔膜的内周侧的第一末端部固定于所述阀芯部，所述支承隔膜的内周侧的第二末端部与所述主隔膜的内周侧的第一末端部分离。
此外，也可以相对于所述阀芯部，在相对于所述隔膜的与所述阀室侧相反的一侧设置有按压环，所述按压环的下表面与所述支承隔膜的内侧部抵接。
此外，所述主隔膜具有：第一外周部、第一中间部、第一内周部，所述支承隔膜具有：第二外周部、第二中间部、第二内周部，所述第二外周部与所述第一外周部抵接，所述第二中间部与所述第一中间部抵接，所述第一内周部以从所述第一中间部的内端朝向所述阀座弯折的方式构成，所述第二内周部与所述主隔膜分离。
此外，所述主隔膜具有：第一外周部、第一中间部、第一内周部，所述支承隔膜具有：第二外周部、第二中间部、第二内周部，所述第二外周部与所述第一外周部抵接，所述第二中间部与所述第一中间部抵接，所述第一内周部以从所述第一中间部的内端朝向所述阀座弯折的方式构成，所述第二内周部仅与所述第一内周部的一部分抵接。
此外，所述主隔膜由金属材料构成，所述支承隔膜由橡胶或树脂材料构成，所述主隔膜的内周侧的末端部通过焊接固定于所述阀芯部。
(三)有益效果
根据本发明，与主隔膜同步移动的支承隔膜始终支承主隔膜，从而能够提供一种耐久性优异的阀。
附图说明
图1是第一实施方式中的处于打开状态的阀的纵剖视图。
图2是第一实施方式中的阀的隔膜附近的放大剖视图。
图3是第二实施方式中的处于打开状态的阀的纵剖视图。
图4是第二实施方式中的阀的隔膜附近的放大剖视图
具体实施方式
参照附图对本发明的第一实施方式的阀1进行说明。
图1是第一实施方式中的处于打开状态的阀1的纵剖视图。图2是阀1的隔膜8附近的放大剖视图。
如图1所示，阀1具备：阀体2、阀盖3、杆4、连结部件5、阀芯部6、按压环7、隔膜8、按压适配器9、握把10、指示器(indicator)11。另外，在以下的说明中，将阀1的握把10侧作为上侧，将阀体2侧作为下侧进行说明。
阀体2形成有：阀室2a、与阀室2a连通的流入路径2b以及流出路径2c。阀体2的流入路径2b与阀室2a所连通的部位的周缘构成圆环状的阀座2d。
阀盖3呈大致圆筒状，通过使设置于其下端部的外螺纹部与设置于阀体2的上端部的内螺纹部螺合，从而以覆盖阀室2a的方式固定于阀体2。在阀盖3上形成有杆插入孔3a。此外，在阀盖3内周的上端部形成有内螺纹部3B。
杆4插入阀盖3的杆插入孔3a。在杆4的上侧部形成有外螺纹部4A，外螺纹部4A与阀盖3的内螺纹部3B螺合。由此，杆4相对于阀盖3以能够旋转且能够伴随旋转而在上下方向上移动的方式被支承。构成为，当杆4位于上止点时，阀1为打开状态，当杆4位于下止点时，阀1为关闭状态。
在杆4的下侧部形成有朝下方开口且在内周面形成有内螺纹部的螺合孔4b。此外，在杆4与阀盖3之间介入有O型环4C。
连结部件5设置在杆4的下端，并具有圆柱部5A和半球状部5B。在圆柱部5A的外周面形成有外螺纹部，该外螺纹部与螺合孔4b螺合。由此，连结部件5固定于杆4。在圆柱部5A的外螺纹部的下侧设置有向圆柱部5A的径向外方突出的第一凸缘部5C，凸缘部5C与杆4的下表面抵接。半球状部5B呈大致半球状(半球与全球之间的形状)且设置在圆柱部5A的下端。
阀芯部6具有阀芯支架6A和阀芯6B。阀芯支架6A具有：阀芯支承部6C、插通部6D、嵌入部6E。阀芯支承部6C呈大致圆盘状，且保持着由树脂形成的环状的阀芯6B。阀芯6B与体2的阀座2d抵接以及与阀座2d分离，从而进行流体通路的开闭。
插通部6D设置在阀芯保持部6C的上侧，呈朝向上侧而前端变细的带台阶的圆柱形状。在插通部6D的第一台阶部6F的外周面，在整周上形成有固定槽6g。嵌入部6E设置在插通部6D的上侧，呈大致圆筒状，并且形成有朝上方开口的嵌入孔6h。嵌入孔6h呈与半球状部5B对应的大致半球状(半球与全球之间的形状)。连结部件5的半球状部5B嵌入至嵌入孔6h。由此，阀芯支架6A与连结部件5连结，阀芯支架6A能够沿半球状部5B的外表面滑动。此外，嵌入部6E构成为直径比插通部6D小，由嵌入部6E和插通部6D形成第二台阶部6J。
按压环7设置在相对于隔膜8的与阀室2a侧相反的一侧，并具有圆筒部7A、第二凸缘部7B。阀芯支架6A的嵌入部6E被压入圆筒部7A，从而按压环7被固定于阀芯支架6A。圆筒部7A的下表面7C的内径侧与第二台阶部6J抵接，圆筒部7A的下表面7C的外径侧位于比插通部6D的外周面更靠外侧。第二凸缘部7B从圆筒部7A的上下方向的中间部分朝向圆筒部7A的径向外方突出。
隔膜8以覆盖阀体2的阀室2a的方式设置，并保持阀室2a的气密。隔膜8具有主隔膜8A和支承隔膜8B。
主隔膜8A由例如由镍合金、不锈钢形成为皿状的一张薄板(例如，厚度：0.1mm～0.2mm)构成。主隔膜8A与阀室2a直接对置，且与处理气体等流体直接接触。主隔膜8A从其径向的外侧朝向内侧具有第一外周部8A1、第一中间部8A2、第一内周部8A3。
第一外周部8A1与支承隔膜8B的第二外周部8B1一同设置在形成于阀体2的固定部2E和圆环状的按压适配器9之间，通过紧固阀盖3而被按压适配器9和阀体2在气密状态下夹压并保持。第一中间部8A2以包含轴的平面切断的剖面形状呈圆弧状。
第一内周部8A3以从第一中间部8A2的内端向下方弯折的方式形成。第一内周部8A3的内周面与插通部6D的外周面抵接。由第一内周部8A3的内周面在主隔膜8A的中央部形成供阀芯支架6A的插通部6D插通的第一插通孔8c。在第一内周部8A3的第一末端部8E设置有凸部，在该凸部嵌入插通部6D的固定槽6g的状态下，通过电子束焊接、激光焊接等在整周上对该部分实施焊接W，从而第一内周部8A3的第一末端部8E被固定于插通部6D。
支承隔膜8B设置在主隔膜8A的上侧，即相对于阀室2a的相反侧。支承隔膜8B仅载置在主隔膜8A上而未被粘接等。支承隔膜8B由例如由金属、橡胶、树脂等形成为皿状的一张薄板(例如，厚度：0.1mm～0.2mm)构成。在本实施方式中，虽然支承隔膜8B由与构成主隔膜8A的材料不同的材料构成，但支承隔膜8B与主隔膜8A也可以由相同的材料构成。支承隔膜8B从其径向的外侧朝向内侧具有第二外周部8B1、第二中间部8B2、第二内周部8B3。
如上所述，第二外周部8B1与主隔膜8A的第一外周部8A1一同设置在阀体2的固定部2E和圆环状的按压适配器9之间，通过紧固阀盖3而被按压适配器9和阀体2夹压并保持。第二中间部8B2以包含轴的平面切断的剖面形状呈圆弧状，下表面与第一中间部8A2抵接。此外，第二中间部8B2构成为径向的长度比第一中间部8A2更短。
第二内周部8B3以从第二中间部8B2的内端弯折的方式与主隔膜8A分离，并朝向阀芯支架6A的第二台阶部6J延伸。第二内周部8B3与按压环7的下表面7C抵接。即，支承隔膜8B内周侧的第二末端部8F与主隔膜8A内周侧的第一末端部8E分离。另外，支承隔膜8B也可以通过由第二内周部8B3从按压环7承受按压力而一边对主隔膜8A施加按压力一边与其抵接。此外，由第二内周部8B3的内端在支承隔膜8B的中央部形成供阀芯支架6A的插通部6D插通的第二插通孔8d。
握把10安装在杆4的上端，作业者手动使握把10旋转而产生驱动力，从而杆4承受旋转驱动力而旋转并沿着上下方向移动。在握把10形成有贯通孔10a。
指示器11固定在阀盖3的上端。在指示器11的上表面印刷有“开”以及“闭”的文字。构成为，使握把10旋转，当阀1处于打开状态时，“开”的文字可通过握把10的贯通孔10a被目视确认，当阀1处于关闭状态时，“闭”的文字可通过握把10的贯通孔10a被目视确认。
在本实施方式的阀1中，当通过握把10的旋转操作使杆4上下移动时，阀芯部6上下移动，并且随之主隔膜8A的内周部8A3以及支承隔膜8B的内周部8B3也上下移动，从而隔膜8发生弹性变形，阀芯6B与阀座2d抵接以及与阀座2d分离，从而对流入路径2b和流出路径2c之间进行开闭。
根据本实施方式的阀1，隔膜8具有主隔膜8A和支承隔膜8B，该支承隔膜8B位于相对于主隔膜8A的与阀室2a侧相反的一侧且与主隔膜8A接触而设置。主隔膜8A的内周侧的第一末端部8E固定于阀芯部6，支承隔膜8B的内周侧的第二末端部8F与主隔膜8A的内周侧的第一末端部8E分离，主隔膜8A与支承隔膜8B由不同的材料构成。
根据这样的结构，隔膜8由主隔膜8A以及支承隔膜8B构成。由此，确保隔膜18的壁厚并维持对流体的压力的耐压性。此外，在各隔膜8A、8B中，能够减小因上下表面的曲率的不同所导致的变形量的不同，因此能够在隔膜8位移时降低对隔膜8的负荷。此外，与主隔膜8A同步移动的支承隔膜8B始终支承主隔膜8A而与阀开闭的状态无关。由此，能够提高隔膜8的耐久性。
此外，主隔膜8A采用对处理气体等腐蚀性优异的材料，不与处理气体等接触而无需考虑腐蚀性的支承隔膜8B采用能够抑制由流体对主隔膜8A产生的内压导致的变形的优异材料，由此能够提高隔膜8的耐久性。支承隔膜8B与主隔膜8A接触而设置，支承隔膜8B的内周侧的第二末端部8F与主隔膜8A的内周侧的第一末端部8E分离。由此，即使因主隔膜8A与支承隔膜8B的上下表面的曲率不同而导致位移时的变形量不同，由于第一末端部8E与第二末端部8F未固定在同一部位，因此支承隔膜8B追随主隔膜8A的变形而变形。因此，能够抑制在主隔膜8A和支承隔膜8B之间产生间隙，并且由于支承隔膜8B对主隔膜8A进行支承，因此能够提高隔膜18的耐压性以及耐久性。因此，能够提供耐压性、耐腐蚀性以及耐久性优异的阀1。
此外，设置在阀芯部6的按压环7的下表面7C与支承隔膜8B的第二内周部8B3(内侧部)抵接，因此能够防止支承隔膜8B与主隔膜8A分离进而在主隔膜8A和支承隔膜8B之间产生间隙。由此，能够利用支承隔膜8B抑制主隔膜8A因流体的内压所导致的变形。
此外，第二外周部8B1与第一外周部8A1抵接，第二中间部8B2与第一中间部8A2抵接，第一内周部8A3以从第一中间部8A2的内端朝向阀座2d弯折的方式构成，第二内周部8B3与主隔膜8A分离。通过这样的结构，支承隔膜8B能够追随主隔膜8A的变形而变形。由此，由于能够利用支承隔膜8B抑制主隔膜8A因流体的内压导致的变形，因此能够提高隔膜8的耐久性。
此外，主隔膜8A由金属材料构成，支承隔膜8B由橡胶或树脂材料构成，主隔膜8A内周侧的第一末端部8E通过焊接固定于阀芯部6。通过这样的结构，能够提高隔膜8的耐久性，并且能够提供耐久性优异的阀1。
参照附图对本发明的第二实施方式的阀21进行说明。
图3是第二实施方式中的处于打开状态的阀21的纵剖视图。图4是阀21的隔膜28附近的放大剖视图。此外，对与第一实施方式的阀1相同的部件赋予相同的参照编号并省略说明，仅对不同的部分进行说明。
在阀芯部26的阀芯支架26A的插通部26D形成有第三台阶部26K。
在按压环27的圆筒部27A的内周侧形成有与第二台阶部6J抵接的第四台阶部27D。此外，圆筒部27A的下表面27C呈曲面状。
隔膜28的支承隔膜28B的第二中间部28B2构成为径向的长度与第一中间部8A2相等。支承隔膜28B的第二内周部28B3以从第二中间部28B2的内端向下方弯折的方式形成，并且仅与第一内周部8A3的上侧部分抵接。因此，支承隔膜28B的内周侧的第二末端部28F与主隔膜8A的内周侧的第一末端部8E分离。此外，由第二内周部28B3的内端在支承隔膜28B的中央部形成供阀芯支架26A的插通部26D插通的第二插通孔28d。圆筒部27A的下表面27C与相当于支承隔膜28B的内侧部的第二中间部28B2和第二内周部28B3的边界部分抵接。
在本实施方式的阀21中，与第一实施方式同样地也能够提高隔膜28的耐久性，并且能够提供耐久性优异的阀21。
另外，本发明不限于上述的实施例。本领域技术人员能够在本发明的范围内进行各种追加或变更等。
例如，在上述的实施方式中，虽然使杆4上下移动的驱动构件为手动式的握把10，但也可以是自动式的驱动构件。作为自动式的驱动构件，可以是流体式的驱动构件。具有这种结构的阀也能够获得与上述的实施方式的阀1、21相同的效果。
此外，虽然主隔膜8A以及支承隔膜8B、28B分别为一片，但也可以为多片。
附图标记说明
1、21-阀；2-阀体；2a-阀室；2b-流入路径；2c-流出路径；2d-阀座；4-杆；6、26-阀芯部；7、27-按压环；7C、27C-下表面；8、28-隔膜；8A-主隔膜；8A1-第一外周部；8A2-第一中间部；8A3-第一内周部；8B、28B:支承隔膜；8B1-第二外周部；8B2、28B2-第二中间部；8B3、28B3-第二内周部；8E-第一末端部；8F、28F-第二末端部。

Claims (5)

1.一种阀，其具备：
阀体，其形成有流体通路和阀室，并具备阀座；
隔膜，其设置成覆盖所述阀室，并保持所述阀室的气密；
杆，其相对于所述阀座进行接近以及分离移动；以及
阀芯部，插通于所述隔膜的中央部，与所述杆连结，与所述阀座抵接以及与所述阀座分离而对所述流体通路进行开闭，
所述隔膜具有：主隔膜和支承隔膜，该支承隔膜位于相对于所述主隔膜的与所述阀室侧相反的一侧，并与所述主隔膜接触而设置，
所述主隔膜的内周侧的第一末端部固定于所述阀芯部，
所述支承隔膜的内周侧的第二末端部与所述主隔膜的内周侧的所述第一末端部分离。
2.根据权利要求1所述的阀，其特征在于，
相对于所述阀芯部，在相对于所述隔膜的与所述阀室侧相反的一侧设置有按压环，
所述按压环的下表面与所述支承隔膜的内侧部抵接。
3.根据权利要求2所述的阀，其特征在于，
所述主隔膜具有：第一外周部、第一中间部、第一内周部，
所述支承隔膜具有：第二外周部、第二中间部、第二内周部，
所述第二外周部与所述第一外周部抵接，所述第二中间部与所述第一中间部抵接，所述第一内周部以从所述第一中间部的内端朝向所述阀座弯折的方式构成，所述第二内周部与所述主隔膜分离。
4.根据权利要求2所述的阀，其特征在于，
所述主隔膜具有：第一外周部、第一中间部、第一内周部，
所述支承隔膜具有：第二外周部、第二中间部、第二内周部，
所述第二外周部与所述第一外周部抵接，所述第二中间部与所述第一中间部抵接，所述第一内周部以从所述第一中间部的内端朝向所述阀座弯折的方式构成，所述第二内周部仅与所述第一内周部的一部分抵接。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的阀，其特征在于，
所述主隔膜由金属材料构成，所述支承隔膜由橡胶或树脂材料构成，
所述主隔膜的内周侧的末端部通过焊接固定于所述阀芯部。
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