CN114867958A - 减压阀、阀单元、阀装置及板簧 - Google Patents

Abstract

减压阀具备：形成有阀通路的壳体；能移动地容纳于所述壳体、根据二次压改变位置而调节所述阀通路的开度的阀体；和对所述阀体向抵抗二次压而打开所述阀通路的开方向施力的施力构件；所述施力构件是板状的弹簧且从所述阀体向侧方延伸。

Description

减压阀、阀单元、阀装置及板簧

技术领域

本发明涉及对气体减压并输出的减压阀、阀单元、阀装置及对阀体施力的板簧。

背景技术

作为与压缩天然气及氢气等气体有关的减压阀，例如已知有专利文献1那样的减压阀。专利文献1的减压阀中，对阀体于闭方向作用二次压，且阀体以抵抗二次压的形式被压缩线圈弹簧施力。

现有技术文献：

专利文献：

专利文献1：日本特开2012－093809号公报。

发明内容

发明要解决的问题：

专利文献1的减压阀中，通过压缩线圈弹簧对阀体向开方向施力，因此减压阀的尺寸、尤其是轴线方向的长度变大。

因此本发明目的在于提供一种能谋求小型化的减压阀、阀单元、阀装置及弹簧构件。

解决问题的手段：

作为第一发明的减压阀具备：形成有阀通路的壳体；能移动地容纳于所述壳体、根据二次压改变位置调节所述阀通路的开度的阀体；和对所述阀体向抵抗二次压而打开所述阀通路的开方向施力的施力构件；所述施力构件为板状的弹簧且从所述阀体向侧方延伸。

根据第一发明，作为施力构件而使用在所述阀体的侧方延伸的板状的弹簧，所以能缩短减压阀的轴线方向的长度，即能谋求减压阀的小型化。

作为第二发明的阀单元具备前述的减压阀和释放所述减压阀的二次压的溢流阀（relief valve），所述减压阀在所述壳体中，相对于所述施力构件于所述二次室的相反侧形成与所述二次室及阀通路隔离的大气室，所述大气室经所述溢流阀的二次侧通路向大气开放。

根据第二发明，即使在施力构件变形而大气室的容积变动时或气体漏入大气室的情况下，也能将大气室维持于大气压。又，在二次压超过设定压而溢流阀动作这样的情况下，能将作为二次侧的压力的溢流压导入大气室。由此，能抵抗二次压而使溢流压作用于施力构件。因此，能抑制溢流阀动作时的作用于施力构件上的荷重。

作为第三发明的阀装置具备：形成有阀通路的壳体；能移动地容纳于所述壳体、根据作用的力改变所述阀通路的开度的阀体；和抵抗作用于所述阀体的力而施力的施力构件；所述施力构件为板状的弹簧且从所述阀体向侧方延伸。

根据第三发明，作为施力构件而使用在所述阀体的侧方延伸的板状的弹簧，所以能缩短阀装置的轴线方向的长度，即能谋求阀装置的小型化。

作为第四发明的板簧是用于对阀体向一方向施力的板簧，具有：安装有所述阀体的内侧部分；被支持的外缘部分；和连接所述内侧部分和所述外缘部分的锥状的锥部。

根据第四发明，能抑制板簧的高度，同时顺利地对阀体施力。板簧挠曲时，锥部改变外缘部分侧及中心侧部分的相对角并弹性变形，中心部分在轴方向上平行移动。由此，能抑制安装于中心部分的阀体的倾斜。

发明效果：

根据本发明，能谋求小型化。

参照所附说明书附图，本发明的上述目的、其他目的、特征及优点可基于以下优选的实施形态的详细说明中明确。

附图说明

图1是示出本发明实施形态的减压阀的剖面图；

图2是放大地示出图1的减压阀中的板簧的一部分的放大剖面图；

图3是示出图1的减压阀中阀体落座于阀座的状态的剖面图；

图4是放大地示出其他实施形态的减压阀中，图1的区域X对应的部分的放大剖面图。

具体实施方式

以下，参照前述附图说明本发明实施形态的减压阀1、阀单元2及板簧12。另，以下说明所用的方向概念为便于说明上而使用，发明的构成的朝向等不限于该方向。又，以下说明的减压阀1及板簧12只是本发明一实施形态。因此，本发明不限于以下实施形态，可在不脱离发明主旨的范围内追加、删除、变更。

图1所示的阀单元2用于将压缩天然气及氢气等气体的压力减压至使用压力或大气压的情况。阀单元2例如具备减压阀1和溢流阀3。减压阀1具有将压缩天然气及氢气等的气体的压力减压至使用压力或大气压的功能。减压阀1具备壳体10、阀体11、板簧12。

壳体10于内部具有阀通路13和二次室26。更详细说明，则壳体10具有盖部10a和壳体块部10b。本实施形态中，壳体块部10b上形成有阀通路13。阀通路13具有一次侧通路21、阀室22、二次侧通路23。阀室22上为调节一次侧通路21的开度（即，阀通路13的开度）而插入阀体11。阀通路13中，一次侧通路21内输入的气体经阀室22向二次侧通路23输出。

更详细说明，则一次侧通路21及阀室22均沿规定的轴线L1形成且相互连接。即，阀室22的底与一次侧通路21连接。又，阀室22的内周面与二次侧通路23连接。二次侧通路23在与轴线L1交叉的方向上延伸。本实施形态中，在与轴线L1正交的方向延伸。

阀体11为由树脂成型的圆柱构件。阀体11的外周面和阀室22的内周面（即，壳体块部10b）之间配置有密封构件27。阀体11以被密封构件27密封的状态可移动地容纳于阀室22。即，阀体11能沿轴线L1以相对于一次侧通路21靠近或离开的形式移动。又，壳体块部10b上形成有着座部24。着座部24绕一次侧通路21的阀室22侧的开口22a地形成。而且，通过使阀体11的梢端部11a落座于着座部24以关闭一次侧通路21。另一方面，阀体11从着座部24离开以此能打开一次侧通路21。由此，经由位于阀体11的梢端侧部分周围的环状通路22c连接一次侧通路21和二次侧通路23。如此，减压阀1中，使阀体11向沿轴线L1的轴线方向一方（即，闭方向）移动，以此关闭阀通路13。又，使阀体11向沿轴线L1的轴线方向另一方（即，开方向）移动，以此打开阀通路13。

阀体11上安装有板簧12。板簧12能产生与位移相应的恢复力。而且，板簧12通过产生的恢复力使阀体11移动。本实施形态中，使用板簧12取代压缩线圈弹簧。作为施力构件的板簧12对阀体11向开方向施力。更详细说明，则板簧12是板状的金属制的构件（本实施形态中为SUS304CSP等SUS制及合金制的构件）。板簧12于俯视下形成为圆板状。板簧12的中心部分12a形成为向轴线方向一方隆起的截面凸状。板簧12的中心部分12a比阀体11的外形直径大且形成为平坦。

板簧12上安装有阀体11的基端面。本实施形态中，中心部分12a的轴线方向另一方侧的表面与阀体11的基端面接合。阀体11的基端面安装于板簧12，从而能确保阀体11与板簧12的接合面较大。

另，作为安装方法，例如有实施轴线方向另一方侧的表面处理，使PEEK、PPS、PI及PAI等合成树脂制的阀体11进行树脂成型并接合于其表面的方法。又，作为表面处理的一例有化学性处理、激光照射的物理性处理等。作为其他安装方法，可以考虑使用卡扣（snapfit）、粘合剂、胶带和衬套（bush）安装，或者通过化学性接合或外插成型等安装的方法。又，该些安装方法中，优选使用密封构件等预先确保阀体11和板簧12之间的密封性。

板簧12固定于壳体10。本实施形态中，板簧12被盖部10a和壳体块部10b夹持，从而固定于壳体10。更详细说明，则板簧12的外缘部分12b平坦地形成。该外缘部分12b固定于壳体10。即，外缘部分12b被盖部10a和壳体块部10b夹持。

壳体块部10b上载置有板簧12的外缘。壳体块部10b上以与外缘部分12b的外缘（即，板簧12的外缘）对应的形式形成有段部10c。更详细说明，则壳体块部10b中，在其一端面上沿轴线L1形成有阀室22。壳体块部10b的一端面上形成有比板簧12直径大的段部10c。板簧12配置为其外缘载置于段部10c。而且，壳体块部10b的一端面被盖部10a覆盖。盖部10a上形成有与段部10c对应的圆环状的环状突起部10d。而且，环状突起部10d嵌入段部10c从而外缘被段部10c和环状突起部10d夹持。另，段部10c和环状突起部10d并非必须设置，也可省略。又，段部10c无需必须形成于壳体块部10b，也可形成于盖部10a。此时，壳体块部10b上形成有环状突起部10d。盖部10a及壳体块部10b被多个紧固件，本实施形态中为螺栓紧固，通过其紧固力夹持板簧12的外缘。另，盖部10a及壳体块部10b无需必须被紧固件固定，也可相互螺合。

又，壳体10上，相对于板簧12于轴线方向一方侧形成有二次室26。又，相对于板簧12于二次室26的相反侧，即轴线方向另一方侧形成有大气室28。本实施形态中，二次室26被盖部10a和板簧12包围。更详细说明，则盖部10a上，在环状突起部10d的内侧形成有凹所10e。被凹所10e和板簧12包围的空间成为二次室26。又，大气室28被壳体块部10b和板簧12包围。更详细说明，则壳体块部10b上，在段部10c的内侧形成凹所10f。被凹所10f和板簧12包围的空间成为大气室28。

二次室26是为使二次压作用于阀体11而导入二次压的房间。二次室26被板簧12覆盖。因此，通过板簧12，二次室26与大气室28隔离。即，板簧12的外缘被段部10c和环状突起部10d夹持，因此段部10c和环状突起部10d之间形成金属密封。由此，二次室26与大气室28隔离。又，阀体11上形成有连通路11b。连通路11b连接环状通路22c和二次室26。因此，二次室26内经连通路11b导入二次压。而且，板簧12能承受导入二次室26的二次压。即，能经板簧12使二次压相对于阀体11向闭方向作用。

又，板簧12如前述，在轴线方向一方（一方向）、即开方向上形成为凸状。因此，在阀体11向轴线方向另一方侧、即闭方向侧移动时，试图弹性恢复而对阀体11向开方向施力。因此，阀体11从板簧12受到抵抗前述二次压的施加力。又，相对于阀体11，一次侧通路21的一次压及环状通路22c的二次压作用于开方向。因此，阀体11向所承受的一次压及二次压以及施加力相平衡的位置移动。由此，阀体11向与二次压相应的位置移动而调节阀通路13的开度，二次压保持于规定压。具有这样功能的板簧12由于在开方向上为凸状的圆板构件，所以与使用压缩线圈弹簧的情况相比能抑制弹簧的高度。由此，能抑制减压阀1的高度，同时顺利地对阀体11向开方向施力。又，板簧12中，连接外缘部分12b和中心部分12a的锥部12c如下形成。

即，锥部12c如图2所示形成为锥状。本实施形态中，锥部12c形成为多个角度的锥状。详细说明，则锥部12c中外缘侧部分12d和中心侧部分12e具有互相不同的锥角α、β。即，中心侧部分12e的锥角β相比于外缘侧部分12d的锥角α为锐角。因此，板簧12以其外缘被夹持的状态，阀体11向闭方向移动。另，锥角α、β可直接测定，但也可根据外缘部分12b（平坦部分）和外缘侧部分12d及中心侧部分12e分别所成角度计算。

更详细说明，则板簧12在中心部分12a向轴线方向另一方移动时会如下挠曲。即，锥部12c改变外缘侧部分12d及中心侧部分12e的相对角并弹性变形，使中心部分12a平行移动。因此，板簧12使阀体11向闭方向大致笔直地下降而防止轴偏移（阀体11的倾斜），从而能在阀体11向闭方向移动时抑制阀体11与阀室22单侧接触。又，形成锥部12c，从而能抑制板簧12的翘曲。由此，能抑制阀体11从板簧12脱落。另，锥部12c中无需必须使外缘侧部分12d和中心侧部分12e具有相互不同的锥角，也可以一个锥角形成。

又，板簧12的外缘部分12b的内侧部分从段部10c向凹所10f突出。由此，中心部分12a向闭方向移动时，能确保用于板簧12挠曲的空间。即，能使外缘部分12b的内侧部分向凹所10f侧（图1的纸面下侧）挠曲，能使板簧12变形至锥部12c的外缘侧部分12d相对于外缘部分12b变为大致平坦为止。因此，如图3所示阀体11落座于着座部24时以使外缘侧部分12d相对于外缘部分12b变为大致平坦的形式设计板簧12，从而能进一步抑制减压阀1中的板簧12的高度。

又，减压阀1中，阀室22的内周面形成有溢流端口22d。本实施形态中，溢流端口22d在相对于轴线L1与二次侧通路23的开口对称的位置处形成。溢流端口22d与溢流通路25相连。溢流通路25在与轴线L1正交的方向延伸。又，壳体10上一体地设有溢流阀3，溢流通路25经溢流阀3与大气相连。溢流阀3在减压阀1的二次压超过规定的设定压时将二次压向大气等排出。如此阀室22的内周面形成溢流端口22d，从而能在阀体11的侧方配置溢流阀3。由此，能抑制阀单元2的轴线方向的长度。

此外，阀单元2中，壳体10上形成有开放通路29。开放通路29连通溢流阀3的二次侧的空间和大气室28。更详细说明，则大气室28通过板簧12与二次室26隔离，且通过密封构件27还与环状通路22c隔离。开放通路29连通大气室28和溢流阀3的二次侧的空间。因此，即使在板簧12变形而大气室28的容积变动时或气体向大气室28泄漏的情况下，也能将大气室28维持于大气压。又，在二次压超过设定压而溢流阀3打开溢流通路25时，通过开放通路29将作为溢流阀3的二次侧的压力的溢流压导入大气室28。由此，能使溢流压抵抗二次压而作用于板簧12。因此，能抑制溢流阀3动作时的作用于板簧12的荷重。

如此构成的减压阀1中，板簧12从阀体11向径方向外方、即侧方延伸。因此，能使减压阀1的轴线方向的长度比以往的减压阀短，即能谋求减压阀1的小型化。又，减压阀1中，如前述板簧12还具有受压功能，所以能谋求阀体11的小型化或构件数量的减少。此外，板簧12还具有密封功能，所以能进一步谋求构件数量的减少。由此，能谋求减压阀1的小型化。又，板簧12用作密封，从而能减少设于阀体11的滑动密封构件的数量。由此，能减小作用于阀体的滑动抵抗。又，板簧12用作密封，从而能减小滑动抵抗。此外，减压阀1中，阀体11由树脂制的构件构成，所以与落座于着座部24的部分与剩余部分独立形成的结构相比，能减少构件数量，另外阀体11的制造较容易。因此，能谋求减压阀1的制造成本的减少。

［其他实施形态］

本实施形态中，说明了板簧12适用于减压阀1的情况，但适用的阀装置不限于减压阀1。例如，开闭阀或溢流阀亦可，只要是抵抗一次压或二次压等气体压而对阀体向开方向或闭方向施力的阀装置即可。又，板簧12无需必须安装于阀体11的端面，安装于阀体11的侧面亦可，此外板簧12不限于前述那样的形状，只要是从阀体11向侧方延伸的板形状（例如，矩形状）即可。又，板簧12无需必须具有受压功能或密封功能，通过阀体11或其他构件实现亦可。即，也可在阀体11上形成受压部，或者使用O形环或隔膜来实现密封。

又，可以如图4所示的减压阀1A这样使用O形环15实现密封。即，环状突起部10d上形成环状的凹部10g，其内嵌入O形环15，板簧12的外缘与O形环15一起被段部10c和环状突起部10d夹持。由此，能进一步提高密封性。

又，阀通路13的形状也不限于前述的形状。例如，可以是二次室26与二次侧通路23相连。又，溢流阀3的位置也不限于前述的位置，可以与二次侧通路23连接。又，为了向二次室26导入二次压，阀体11上无需必须形成图1这样的连通路11b。例如，壳体10上可以形成连接二次侧通路23（或环状通路22c）与二次室26的通路。其他的也可以使二次侧通路23经通路及外部配管和二次室26相连。又，开放通路29无需必须与溢流阀3相连。即，开放通路29也可以直接向大气开放。

基于上述说明，对于本领域技术人员而言，本发明的较多改良和其他实施形态是明确的。因此，上述说明应仅解释为示例，以向本领域技术人员教示实施本发明的最优形态为目的而提供。只要不脱离本发明的主旨，能实质变更其构造和/或功能的细节。

符号说明：

1 减压阀（阀装置）

2 阀单元

3 溢流阀

10 壳体

11 阀体

12 板簧（施力构件）

12a 中心部分

12b 外缘部分

12c 锥部

12d 外缘侧部分

12e 中心侧部分

13 阀通路

22 阀室

22d 溢流端口

26 二次室

28 大气室。

Claims (12)

1.一种减压阀，具备：

形成有阀通路的壳体；

能移动地容纳于所述壳体、根据二次压改变位置而调节所述阀通路的开度的阀体；和

对所述阀体向抵抗二次压而打开所述阀通路的开方向施力的施力构件；

所述施力构件为板状的弹簧且从所述阀体向侧方延伸。

2.根据权利要求1所述的减压阀，其特征在于，

所述壳体具有导入二次压的二次室，

所述施力构件覆盖二次室，承受导入二次室的二次压，使所述阀体向与承受的二次压相应的位置移动。

3.根据权利要求2所述的减压阀，其特征在于，

所述壳体具有容纳阀体的阀室，

所述施力构件以密封所述阀室和所述二次室之间的形式设于所述壳体。

4.根据权利要求1或2所述的减压阀，其特征在于，

所述施力构件为金属制的构件，

所述阀体为树脂制的构件。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的减压阀，其特征在于，

所述施力构件在所述开方向形成为凸状的圆板状。

6.根据权利要求5所述的减压阀，其特征在于，

所述施力构件具有连接外缘部分和中心部分的锥状的锥部，通过所述壳体支持所述外缘部分且所述阀体安装于中心部分。

7.根据权利要求6所述的减压阀，其特征在于，

所述锥部形成为相比于其外缘部分侧的部分，中心部分侧的部分为锐角。

8.根据权利要求1至7中任意一项所述的减压阀，其特征在于，

所述壳体上形成有释放二次压的溢流端口，

所述溢流端口在所述壳体中形成于所述阀体的侧方。

9.一种阀单元，具备：

权利要求1至8中任意一项所述的减压阀；和

释放所述减压阀的二次压的溢流阀；

所述减压阀在所述壳体中，相对于所述施力构件于所述二次室的相反侧形成与所述二次室及阀通路隔离的大气室；

所述大气室经所述溢流阀的二次侧通路向大气开放。

10.一种阀装置，具备：

形成有阀通路的壳体；

能移动地容纳于所述壳体、根据作用的力改变所述阀通路的开度的阀体；和

抵抗作用于所述阀体的力而施力的施力构件；

所述施力构件为板状的弹簧且从所述阀体向侧方延伸。

11.一种板簧，是用于对阀体向一方向施力的板簧，具有：

安装有所述阀体的内侧部分；

被支持的外缘部分；和

连接所述内侧部分和所述外缘部分的锥状的锥部。

12.根据权利要求11所述的板簧，其特征在于，

所述锥部形成为相比于其外缘侧部分，中心侧部分为锐角。

Images