CN1678854A - 套筒节流阀 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种套筒节流阀，其具有：用于安放管体(11)的主体10、具有上侧汽缸部(17)和下侧手把支撑部(3)的汽缸主体(2)、收容在汽缸部内的活塞、为了按压管体而被固定在活塞上的夹压件(9)、圆筒状手把(1)、中空阀杆(4)、以及活塞按压件(5、6)。手把具有：阴螺纹部、以及螺距比阴螺纹部的螺距大的阳螺纹部，阳螺纹部与形成在手把支撑部上的阴螺纹部进行螺纹结合。阀杆在外周面上具有与手把的阴螺纹部螺纹结合的阳螺纹部，其被收容在汽缸主体内。活塞按压件被嵌合插入到阀杆内，使下端面与活塞的上端部相接触，用弹簧对活塞一侧施加作用力。

Description

套筒节流阀

技术领域

本发明涉及化工厂、半导体制造、食品，生物工程等各种产业领域的流体输送管道中使用的套筒节流阀。更详细地说是涉及具有能够更精密而且容易进行开度调整的开度调整机构的套筒节流阀。

背景技术

本申请人发明了一种对过去的套筒节流阀进行了改进的、非常小型的、能够提高阀的开关运转中的内部管道的管体耐久性、能够进行微小流量调整的套筒节流阀，并已率先申请了(专利申请2001-179027号)。以下参照图8对其结构进行说明，该套筒节流阀具有：汽缸主体52，其具有在上部内圆周面上具有开度调整用的阴螺纹部60的汽缸部61、以及与汽缸部61的下端部相连通的空气口62；圆筒状手把54，其具有在下部外周圆面上与汽缸主体52的开度调整用的阴螺纹部60进行螺纹结合的阳螺纹部63；圆盘形状的弹簧支架55，用于在手把54的凹部64的上端面上夹持弹簧53；连接棒56，其与手把54的上部相卡合，而且下端面与弹簧支架55相结合，这样把弹簧53夹持在手把54和弹簧支架55之间；活塞57，其能够在汽缸部61的内圆面上上下移动、且以密封状态进行滑动接触，并且具有连结部66，其被设置成从中央向下垂的状态，以便以密封状态贯通设置在汽缸主体52的下面中央上的贯通孔65；夹压件58，其被固定在活塞57的连结部66的下端部上；以及管体59，其被保持在主体51内，由被夹压件58按压的弹性体构成。

该套筒节流阀的动作如下所述。如图8所示，在阀完全关闭的状态下若使手把54向打开方向旋转，则弹簧支架55的下端面通过连接棒56而上升。随之，由管体59内部所流过的流体的流体压力和管体59的弹性力而把夹压件58向上推，其结果，活塞57上升，管体59变成中间开度。另一方面，在调整到中间开度的状态下若把压缩空气从空气口62供给压入到第1空间部67内，则由该压缩空气的压力，活塞57一边使圆周侧面与汽缸部61的内周面进行滑动接触，一边开始上升。随之，活塞57的上端部一边通过弹簧支架55而对弹簧53进行压缩，一边上升，并且通过从活塞57向下垂设置的连结部66而使夹压件58上升。并且，最终夹压件58的上端面到达汽缸主体52下端面上所设置的椭圆状缝隙的上端面上，使活塞57和夹压件58停止上升，使套筒节流阀变成完全打开状态。

并且，在完全打开状态下，若停止从空气口62向第1空间部67供给空气，形成对大气敞开，则通过与弹簧53相接的弹簧支架55使活塞57在弹簧的回弹力作用下开始下降，接着，通过从活塞57处向下垂而设置的连结部66而使夹压件58也下降。并且，最终连接棒56的凸边(缘)部68的下面到达手把54的上部所设置的凹部64的底面，使活塞7和夹压件58停止下降，该套筒节流阀变成被调整到中间开度上的状态。这样，通过调整手把54的开度，能够对流量进行微细调整。

但是，上述结构的套筒节流阀，对管体开度进行调整的夹压件的行程量的调整与手把54的旋转量成正比，该比例常数由手把的阳螺纹部的螺距来决定。所以为了更精密地调整行程量，需要用非常小的旋转角度来调整，操作误差大，很难进行微细调整。为了能够更微细的调整，可以把手把1的阳螺纹部的螺距进一步减小，但是，在减小螺距时，会出现强度和加工精度方面的问题，受到限制。

发明内容

本发明是针对以上现有技术的问题而提出的方案，其目的在于提供一种对过去的套筒节流阀能够更加精密和容易地进行开度的微细调整、即流量的微细调整的套筒节流阀。

为了达到上述目的，套筒节流阀，其特征在于具有：主体，其具有用于承受构成流体的流路的一部分的弹性管体的沟槽；有底筒状汽缸主体，其被固定在上述主体上，其具有：在内圆面上具有阴螺纹部的手把支撑部、位于该手把支撑部的下方而且在底部中央形成有贯通孔的汽缸部、以及在圆周侧面上与该汽缸部的下端部相连通的空气口；活塞，其在上述汽缸部的内周面上能够上下移动且以密封状态滑动接触，具有从中央向下垂设置的连结部，以便以密封状态贯通上述汽缸部的贯通孔；夹压件，其被固定在该活塞连结部的下端部，以便上述活塞下降时按压管体；圆筒状手把，其具有：形成在内周面上的阴螺纹部、以及形成在下部外周面上而且螺距大于该阴螺纹部的螺距的阳螺纹部，并使该阳螺纹部和上述手把支撑部的阴螺纹部进行螺纹结合；中空阀杆，在上部内周面上形成有环状突起部，在外周面上形成有与上述手把的阴螺纹部螺纹结合的阳螺纹部，其被收容在上述汽缸主体内，能够上下移动且不能转动；以及活塞按压件，在上端部上具有上侧凸缘部，在下端部上具有下侧凸缘部，被嵌合插入到上述中空阀杆内并上下移动自如，以使下端面与上述活塞的上端部相接触，使上述上侧凸缘部与上述中空阀杆的环状突起部的上面相卡合，在上述下侧凸缘部和上述中空阀杆的环状突起部的下面之间对弹簧进行支承。

发明的特征是，在一个圆筒状手把内周面和外周面下部上分别设置有螺纹部，与设置在内周面上的阴螺纹部的螺距相比，设置在外周面下部的阳螺纹部的螺距较大。这样，若使手把旋转一圈，则相对于与其外周的阳螺纹部螺纹结合的手把支撑部以及与其相结合的汽缸主体，手把仅上升或下降阳螺纹部的螺距大小。另一方面，与手把内周的阴螺纹部螺纹结合的中空阀杆相对于手把仅向相反方向移动阴螺纹部的螺距大小。也就是说，通过手把旋转一圈，中空阀杆相对于手把支撑部和汽缸主体仅移动手把的阴螺纹部的螺距和阳螺纹部的螺距差量，能够使中空阀杆位置仅变化微少量。另一方面，由中空阀杆的环状突起部、弹簧和活塞按压件的两凸缘部的相互作用，中空阀杆的上下方向位置规定活塞按压件的上下方向位置，通过活塞来规定由夹压件支撑的管体的开度。所以，若采用本发明的套筒节流阀的结构，则能够对中空阀杆的上下方向位置进行微调，能够通过活塞来对由夹压件支撑的管体的开度(即阀开度)进行微细调整。

并且，在活塞按压件的下侧凸缘部和中空阀杆的环状突起部之间布置了弹簧的状态下，活塞按压件被插入到中空阀杆内并能够上下移动自如，所以，通过空气口向汽缸部供给空气，则不管中空阀杆相对于汽缸主体的上下方向位置如何，均能够由活塞按压件克服弹簧的力，相对于中空阀杆而上升。所以通过向汽缸部供给空气或者敞开，就能够在中间开度状态和全开状态之间进行移动，而不会因手把旋转而造成中空阀杆的位置更改。

最好把手把阳螺纹部和阴螺纹部的螺距差设定在阳螺纹部的螺距的20分之一到5分之一的范围内即可。若螺距差小于阳螺纹部的螺距的20分之1，则手把的行程量过大，阀门高度增大。并且，若螺距差大于阳螺纹部的螺距的5分之1，则不能够对阀开度进行微细调整。在上述范围内选择阳螺纹部和阴螺纹部的螺距差，即可调整希望的手把的行程量，所以能够对很宽的开度进行微细调整。

并且，最好在汽缸主体的手把支撑部和汽缸部的中间部的内圆周面上形成凹部，中空阀杆在其下端部上具有收容在汽缸主体的凹部内的凸缘部。这样在汽缸主体的凹部内收容中空阀杆的凸缘部，由此，通过手把的转动就能够使中空阀杆上下移动，另一方面不能够相对于汽缸主体转动。

并且，最好夹压件被收容在汽缸主体的下端部上向与流路轴线正交的方向延伸的椭圆状缝隙内。这样夹压件被收容在椭圆状缝隙内，由此就能够防止夹压件旋转。

再者，最好在主体两侧设置有用于连接管体和其他管子的连接部。这样，容易使套筒节流阀与外部流路相连接。

并且，对本发明的套筒节流阀的管体的材料没有特别限制，可以采用EPDM(三元乙丙橡胶)、氟橡胶、硅酮橡胶、氟类树脂或氟橡胶和硅酮橡胶的复合体等，但氟类树脂和硅酮橡胶的复合体是尤其良好的材料。

再者，手把、汽缸主体、手把支撑部、中空阀杆和主体材料可以采用金属、塑料等具有刚性的材料，不受特别限制，但PVC(聚氯乙烯)或PVDF(聚偏二氟乙烯)等氟类树脂塑料是尤其良好的材料。

并且，构成连接部的连结体的材料可以采用塑料等耐化学药品性材料，对其没有特别限制。例如PTFE(聚四氟乙烯)、PVDF(聚偏二氟乙烯)、PFA(全氟烷氧基乙烯)等氟类树脂塑料是尤其良好的材料。

以下参照附图，根据本发明的实施例进一步详细说明本发明的上述目的以及其他目的、特征和优点。

附图说明

图1是表示本发明套筒节流阀的实施例涉及的闭合状态的纵断面图。

图2是从侧面(流路方向)来看图1的套筒节流阀的纵断面图。

图3是手把、中空阀杆、止动器、弹簧支架和弹簧的分解立体图。

图4是表示图1的套筒节流阀的打开状态的纵断面图。

图5是从侧面(流路方向)来看图4的套筒节流阀的纵断面图。

图6是图1中的汽缸主体的底面图。

图7是表示图1的套筒节流阀的中间开度状态的纵断面图。

图8是现有技术的纵断面图。

具体实施方式

以下参照附图来说明本发明的实施例。但不言而喻本发明并不仅限于本实施例。

根据附图来说明本发明的PVDF制套筒节流阀。

1是圆筒状的手把(手柄)，在其内周面上设置有阴螺纹部13，并且，在其下部外周面上，从上端部起缩小直径、按照比阴螺纹部13的螺距大的螺距来设置阳螺纹部14(参见图1、图3)。

2是有底筒状汽缸主体，在其上部内周面上设置有凹部15，在凹部15的下方设置有直径比其小而且在底部中央有贯通孔16的汽缸部17。

并且，在汽缸主体2的下部侧面上设置有与汽缸部17的下方部相连通的空气口18，在同一下端面中央处以上述贯通孔16为中心，设置有椭圆状缝隙28(参见图6)。

3是手把1的支撑体，设置在内周面上的阴螺纹部19与手把1的阳螺纹部14螺纹结合，下端部结合固定在汽缸主体2的凹部15的上端部上，构成汽缸主体2的一部分。

4是中空阀杆，设置在外圆周面上的阳螺纹部20与手把1的阴螺纹部13螺纹结合，在上部内周面上设置有环状突起部21，并且，在下端部侧面上设置有收容在汽缸主体2的凹部15内的凸缘部22。图中未示出，中空阀杆4被收容在汽缸主体2的凹部15内，由手把1的旋转而上下移动，但不能相对于汽缸主体2进行转动。(参见图1、图3)

5是圆筒状止动器，其由中空阀杆4的环状突起部21的内周面进行支承，在上端部上设置有与环状突起部21的上面相卡合即进行接触或分离的凸缘部25。(参见图1、图3)

6是与止动器5的下端部相结合的圆筒状弹簧支架，在下端部侧面上设置有与活塞8的上面相卡合的凸缘部26。(参见图1、图3)

在本实施例中，止动器5和弹簧支架6由贯通两者而插入的螺栓和螺母而进行结合固定。但固定方法并不仅限于此，也可以用螺纹连接或者焊接等方法来固定。通过这样对止动器5和弹簧支架6进行结合固定来构成一个活塞按压件。

7是弹簧，其与弹簧支架6的凸缘部26的上面和中空阀杆4的环状突起部21的下面以相接触的状态而被夹持。在本实施例中，安装一个弹簧7，但也可以根据所需的作用力而安装2个以上的弹簧7。

活塞8是圆盘状，在外周面上安装有O形环，使上端面始终与弹簧支架6的下端面相接触，而且能够在汽缸主体2的汽缸部17内上下移动并且以密封状态被存放。在活塞8的中央底部上设置有从这里向下垂的筒状连结部27。该连结部27以密封状态贯通设置在汽缸主体2的底部中央的贯通孔16，在其前端部上固定有夹压件9。在本实施例中，通过贯通连结部27并螺纹连接到插入的固定螺栓的前端部，来固定夹压件9。

夹压件9，按压管体11的部分为断面半圆柱状，整体形成棒状，其被固定在活塞8的连结部27上，形成与流路轴线相正交、对管体11进行横切的状态，被存放在椭圆状的缝隙28内，该缝隙28的设置状态是，当阀门完全打开时，在汽缸主体2的下端面上与流路轴线相正交(参见图4、图5)。

10是用螺栓和螺母等(无图示)接合固定在汽缸主体2的下端面上的主体，在流路轴线上设置有安放管体11的断面为矩形的沟槽29内。

管体11是把浸渍了硅酮橡胶的许多层PTFE薄片重叠起来而构成的PTFE和硅酮橡胶的复合体，在主体10内形成流路。在本实施例中，管体的材质形成为PTEE和硅酮橡胶的复合体，但也可以是EPDM、硅酮橡胶、氟橡胶及其复合体等，没有特别限制。

12是PTFE制的连接部，其结构体包括：连结体支架30，其与主体10的沟槽部29和汽缸主体2的底部相卡合，被固定在汽缸主体2和主体10的各两侧侧面上；连结体32，其与连结体支架30相卡合，而且与管体11相连接；以及盖螺母31，其通过和连结体支架30的外圆周面进行螺纹结合，而将连结体32固定在连结体支架30上。而且，连接部12的结构并不仅限于本实施例，也可以是对管道线路的管子和管体11进行连接的任一结构。

由上述结构构成的本实施例的套筒节流阀的动作如下。

现在，在图1、图2所示的套筒节流阀为完全关闭的状态下，若从空气口18向汽缸主体2的汽缸部17内供给并压入压缩空气，则由该压缩空气的压力，活塞8一边使外圆周面与汽缸部17的内圆周面进行滑动接触，一边开始上升。随之，活塞8的上端面一边通过弹簧支架6压缩弹簧7，一边上升，并且，通过从活塞8处向下垂而设置的连结部27，而使夹压件9上升。然后，终于使夹压件9的上端部到达汽缸主体2的下端部上设置的椭圆状缝隙28的上端面上，使活塞8和夹压件9停止上升，管体11变成完全打开状态(图4、图5的状态)。

然后，在图4、图5所示的套筒节流阀为完全打开状态时，停止从空气口18向汽缸主体2的汽缸部17内供给压缩空气，使汽缸部17内的空气形成对大气敞开状态，于是，通过与弹簧7相接的弹簧支架6使活塞8利用弹簧7的回弹力而开始下降，随之，利用从活塞8处向下垂而设置的连结部27，使夹压件9也下降。并且，最终，活塞8的下端面到达汽缸部17的底面上，活塞8和夹压件9停止下降，管体11变成完全关闭状态(图1、图2状态)。这时，为了防止夹压件9旋转，使夹压件的上端面位于汽缸主体2的椭圆状缝隙28内。

以下说明把本实施例的套筒节流阀调整到中间开度的方法。

在图1的状态，即套筒节流阀被完全关闭的状态下，若使手把1向打开方向仅旋转一圈，则手把1仅上升手把1的外周面的阳螺纹部14的螺距量，相反，在具有小于手把1的阳螺纹部14的螺距的手把1的内周面的阴螺纹部13上进行螺纹连接的中空阀杆4，仅下降手把1的阴螺纹部13的螺距量，从整体上看，中空阀杆4仅上升两者的螺距差量。例如，把手把1的内周面的阴螺纹部13和中空阀杆4的阳螺纹部20的螺距设定为1.8mm，并且把手把1的外周面的阳螺纹部14和手把支撑体3的内周面的阴螺纹部19的螺距设定为2.0mm，在此情况下，通过使手把旋转一圈，而使中空阀杆4上升0.2mm。也就是说，按照手把1的外周面的阳螺纹部14的螺距的10分之1进行上升。随之，弹簧支架6的下端面通过止动器5而上升，由管体11内部所流过的流体的流体压和管体11的弹力把夹压件9向上推，其结果活塞8上升，管体11被调整到中间开度(图7的状态)。

另一方面，从套筒节流阀被调整到中间开度的状态向完全打开状态的转移，或者从完全打开状态向中间开度状态的转移，可以借助于从空气口18供给空气或者使压入空气敞开，而进行与上述说明相同的动作即可。

如上述说明那样，本实施例的套筒节流阀不仅是对流体的流动进行开关，而且能够用中间开度来使流体流动。所以，例如在半导体制造装置等装置内闭合环路管道内，可以作为背压阀使用。

本发明的套筒节流阀具有以上结构，与老产品相比，使用其能够更精密而且更容易进行开度调整，能够迅速进行大范围的流量的微细调整。

以上说明了由附图表示本发明的实施例，但该实施例是专用于说明的，并不意味着是一种限制。所以本发明的范围由权利要求书来限定，在不脱离权利要求书的条件下能够修正和更改本发明的实施例。

Claims (12)

1、一种套筒节流阀，其特征在于具有：

主体，其具有用于承受构成流体的流路的一部分的弹性管体的沟槽；

有底筒状汽缸主体，其被固定在上述主体上，其具有：在内圆面上具有阴螺纹部的手把支撑部、位于该手把支撑部的下方而且在底部中央形成有贯通孔的汽缸部、以及在圆周侧面上与该汽缸部的下端部相连通的空气口；

活塞，其在上述汽缸部的内周面上能够上下移动且以密封状态滑动接触，具有从中央向下垂设置的连结部，以便以密封状态贯通上述汽缸部的贯通孔；

夹压件，其被固定在该活塞连结部的下端部，以便在上述活塞下降时按压管体；

圆筒状手把，其具有：形成在内周面上的阴螺纹部、以及形成在下部外周面上且螺距大于该阴螺纹部的螺距的阳螺纹部，并使该阳螺纹部和上述手把支撑部的阴螺纹部进行螺纹结合；

中空阀杆，在上部内周面上形成有环状突起部，在外周面上形成有与上述手把的阴螺纹部螺纹结合的阳螺纹部，其被收容在上述汽缸主体内，能够上下移动且不能转动；以及

活塞按压件，在上端部上具有上侧凸缘部，在下端部上具有下侧凸缘部，被嵌合插入到上述中空阀杆内并上下移动自如，以使下端面与上述活塞的上端部相接触，使上述上侧凸缘部与上述中空阀杆的环状突起部的上面相卡合，在上述下侧凸缘部和上述中空阀杆的环状突起部的下面之间对弹簧进行支承。

2、如权利要求1所述的套筒节流阀，其特征在于：上述手把的阳螺纹部和阴螺纹部的螺距差被设定在该手把的阳螺纹部的螺距的20分之1到5分之1的范围内。

3、如权利要求1所述的套筒节流阀，其特征在于：在汽缸主体的上述手把支撑部和上述汽缸部的中间部的内周面上形成有凹部，上述中空阀杆在其下端部上具有收容在上述汽缸主体的凹部内的凸缘部。

4、如权利要求3所述的套筒节流阀，其特征在于：上述手把的阴螺纹部和阳螺纹部的螺距差被设定在该手把的阳螺纹部的螺距的20分之1到5分之1的范围内。

5、如权利要求1所述的套筒节流阀，其特征在于：上述夹压件被收容在上述汽缸主体的下端部向与上述流路轴线相正交的方向延伸的椭圆状缝隙内。

6、如权利要求5所述的套筒节流阀，其特征在于：上述手把的阴螺纹部和阳螺纹部的螺距差为该手把的阳螺纹的螺距的20分之1至5分之1。

7、如权利要求1所述的套筒节流阀，其特征在于：在上述主体的两侧设置有连接上述管体和其他管子的连接部。

8、如权利要求7所述的套筒节流阀，其特征在于：上述手把的阴螺纹部和阳螺纹部的螺距差为该手把的阳螺纹的螺距的20分之1至5分之1。

9、如权利要求1所述的套筒节流阀，其特征在于：上述管体的材料是EPDM、氟橡胶、硅酮橡胶、氟类树脂或其复合体。

10、如权利要求9所述的套筒节流阀，其特征在于：上述手把的阳螺纹部和阴螺纹部的螺距差被设定在该手把的阳螺纹部的螺距的20分之1到5分之1的范围内。

11、如权利要求9所述的套筒节流阀，其特征在于：上述管体由氟类树脂和硅酮橡胶的复合体构成。

12、如权利要求11所述的套筒节流阀，其特征在于：上述手把的阴螺纹部和阳螺纹部的螺距差被设定在该手把的阳螺纹部的螺距的20分之1到5分之1的范围内。

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