CN1906436A

CN1906436A - 阀

Info

Publication number: CN1906436A
Application number: CNA2004800410496A
Authority: CN
Inventors: 吉野研郎; 滨田健志
Original assignee: Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Yukizai Corp
Priority date: 2004-01-29
Filing date: 2004-01-29
Publication date: 2007-01-31
Also published as: US7581712B2; WO2005073605A1; US20070120086A1

Abstract

本发明的阀(100)包括：形成有阀座部(10)的本体部(1)、阀盖(2)、支撑与阀座部(10)相触接·分离的阀体(18)的隔膜(3)和O形圈(5)那样的弹性体。在本体部(1)的阀座部(10)的周围设置有环状槽(13)，同时在隔膜(3)的周缘部(20)上设置有形成为截面大致L字形状的环状嵌合部(21)，通过配置在阀盖(2)和隔膜(3)的环状嵌合部(21)之间的弹性体，将环状嵌合部(21)以紧贴的状态嵌插入环状槽(13)。

Description

阀

技术领域

本发明涉及在流体输送管道中所用的使用了隔膜的阀，更详细地说，涉及使隔膜的密封性能提高的阀。

背景技术

以往，在各种化学药液管线和纯水管线等中所用的使用了隔膜的隔膜阀，如图6所示，包括设置有环状槽51的本体部47、阀盖48和具有环状嵌合部56的隔膜49，将隔膜49的环状嵌合部56嵌合在本体部47的环状槽51上，通过将环状嵌合部56和其周缘部55夹持固定在本体部47和阀盖48之间，来密封本体部47和阀盖48之间，防止流体的朝向阀外部的泄漏。但是，在这样的密封方法中，会有下述的问题：由于长期的液体的压力变动、温度变化等，由上述结构构成的密封部分产生蠕变(渗水，クリ一プ)，因此流体会向外部泄漏。特别是在适于作为隔膜材料而使用的聚四氟乙烯(以下称做PTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(以下称做PFA)等氟树脂(フツ素樹脂)的情况下，该倾向显著。

为了解决这样的问题，本申请人发明了安全性高的隔膜阀，其改进了以往的隔膜阀，以极其简单的结构、即使密封部分产生蠕变也不会产生向阀外部的液体泄漏，并在先提出申请(参照特开平6-2775号公报)。如果基于图7对该构造进行说明，隔膜阀包括设置有环状槽62的本体部57、阀盖58和在周缘部66上设置有环状嵌合部67的隔膜59，将隔膜59的环状嵌合部67嵌合在设置在本体部57上的环状槽62上，进而经由弹性体60(O形圈)而将隔膜59的周缘部66夹持在本体部57和阀盖58之间。

但是，在上述隔膜阀中在本体部和隔膜等的材料中使用了氟树脂，进而可知，在长期置于液体的压力、温度变化较大等密封部分的蠕变非常容易进行的条件下的情况下，会有产生向阀外部的液体泄漏的危险性。

发明内容

因此，为了解决上述以往技术的问题点，本发明的目的在于提供一种具有下述的改进了的密封构造的阀：即使密封部分因流体的压力变动、温度变化等而产生蠕变也不会产生液体泄漏。

根据本发明，提供这样一种阀，该阀包括形成有阀座部的本体部、阀盖和与上述阀座部触接·分离的隔膜，并通过在上述本体部和上述阀盖之间夹持固定上述隔膜的周缘部而将本体内部的流体密封，其中：上述阀还具备弹性体，在上述本体部中在上述阀座的周围设置有环状槽，同时在上述隔膜的周缘部上设置有形成为截面大致L字形状的环状嵌合部，并通过配置在上述阀盖和上述隔膜的上述环状嵌合部之间的上述弹性体而将上述环状嵌合部以紧贴(紧密接合，密着)的状态嵌插入上述环状槽。

在上述阀中，优选上述环状槽的内侧侧面朝着外侧向下方倾斜，上述弹性体具有与上述环状槽的上述倾斜面相对应的倾斜的内周面。

另外，上述弹性体优选为O形圈。

进而，可以在上述环状槽的底面上设置有与上述隔膜的表面相触接的环状凸起，也在上述本体部的表面上在该本体部的表面与上述阀盖之间夹持上述隔膜的部分上，设置有与上述隔膜的表面相触接的环状凸起。

作为具有本发明的构造的阀，可以列举隔膜阀、调压阀、流量控制阀等。

在本发明中，作为本体和阀盖等的材料，从耐化学性优异且不纯物的溶出也较少的方面，优选使用PTFE或PFA等氟化乙烯类树脂，但也可以是聚氯乙烯、聚丙烯等其他的塑料或金属，没有特别限定。另外，作为隔膜的材料，优选使用PTFE或PFA等氟树脂，没有特别限定。

附图说明

下面，参照附图，根据本发明的实施方式更加详细地说明本发明的上述的和其他的目的、特征和优点。在附图中；

图1是表示本发明的阀的第一实施方式的要部纵剖图；

图2是表示图1的隔膜外周部的密封部分的要部放大纵剖图；

图3是表示本发明的阀的第二实施方式的要部放大剖面图；

图4是表示本发明的阀的第三实施方式的要部放大剖面图；

图5是表示本发明的阀的第四实施方式的纵剖图；

图6是以往技术的要部放大剖面图；

图7是其他的以往技术的要部放大剖面图

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的实施方式进行说明，但本发明当然不限定于本实施方式。

根据表示对本发明的实施方式的图1和图2进行说明。

阀100包括：阀本体部1(下面称作本体部)、阀盖2和隔膜3。

本体部1，是具有流体流入口6和流体流出口7的PTFE制的截止阀型阀本体部，通过设置在内部的分隔壁8而将流体流入口6和流体流出口7隔离。在本体部1上，还设有将流体流入口6和阀室11连通的开口部9，开口部9的周缘部形成环状的阀座部10。在本体部1的上部的周缘上设置有环状槽13，在环状槽13的内侧设置有平坦部12，其上表面在与阀座部10相比位于上方且与环状槽13的外侧壁的上表面相比位于下方的位置。因此，在环状槽13的上部形成有台阶部14。

阀盖2由螺栓·螺母等(图未示)嵌合固定在本体部1的上部，在其底部周缘部上设置有环状的凸部15，该凸部15嵌插于被设置在本体部1上的台阶部14上。在阀盖2的下表面中央设置有贯通孔16，以可上下自由滑动的状态支撑有压缩器(コンプレツサ)4。在贯通孔16的下侧设置有直径比贯通孔16的直径大的圆形状的凹部17，将该凹部17的外缘和上述凸部15的内侧端连接的底面形成为朝向外侧下降的倾斜面。

隔膜3是PTFE制的，在其中央下面设置有收纳在阀盖2的凹部17内的阀体18。在阀体18的中央部上面上凸出设置有外螺纹部22，通过螺纹接合固定在压缩器4的端部上。因此，阀体18可以伴随着压缩器4的上下运动而上下移动，从而与本体部1的阀座部10相接触、分离，进行流体的关闭或开放。在阀体18的周缘上，一体地形成有膜部19和在其周缘部20上连续并向下方弯曲设置的大致L字形状的环状嵌合部21。周缘部20被本体部1的平坦部12和阀盖2的凸部15夹持固定在它们之间，环状嵌合部21嵌合固定在本体部1的环状槽13上。另外，环状嵌合部21的外侧侧面由作为弹性体之一的氟橡胶制的O形圈5而挤压在环状槽13的内侧侧面上，底面由阀盖2的凸部15经由O形圈5而挤压环状槽13的底面上。这里，环状嵌合部21的形状只要是设置为倾斜的L字形的形状(参照图3)、或者底面不是水平的而是设置在曲面上的形状即可，只要是与环状槽13相仿的形状，没有特别限制。

由上述的结构构成的本实施方式的阀100如下述方式工作。

在图1中当在阀100内流过流体时，该流体从流体流入口6流入，并通过开口部9、形成在本体部1的上部和隔膜3之间的阀室11而向流体流出口7流出。此时到达阀室11的流体通过该压力的作用，有从隔膜3的周缘部20和环状嵌合部21与本体部1的间隙通过而向阀100的外部流出的倾向。

但是，由于周缘部20和环状嵌合部21由阀盖2而紧密接合地夹持固定在本体部1的平坦部12和环状槽13上，因此流体的向阀100的外部的流出被阻止。

另外，即使在流体压力、温度长期间地变动，隔膜3的周缘部20和环状嵌合部21产生蠕变，或者本体部1的平坦部12和环状槽13歪斜等情况下，由于环状嵌合部21也通过阀盖2的凸部15和O形圈5的弹性作用而一直被挤压在环状槽13上，因此环状槽13与环状嵌合部21之间的间隙不会扩大，流体的向阀100的外部的流出被阻止。

另外，通过如本实施方式那样使用O形圈5作为弹性体，可以最有效地实现将隔膜3的环状嵌合部21的侧面和底面同时分别集中地挤压在本体部1的环状槽13的内侧侧面和底面上的目的，同时由于可以将弹性体本身的蠕变阻止为最小限度，因此可以同时具有使上述弹性作用可长期存在的协同(加强)效果。另外，即使在万一因异物的混入等原因而导致在隔膜3的密封部分上产生损伤的问题的情况下，由于O形圈5也同时被挤压在本体部1的环状槽13的外侧侧面上，因此最终可以在O形圈5和环状槽13之间将流体封止，即流体不会向阀100的外部泄漏。这里，O形圈5的材料适于使用具有优异的耐化学(药品)性的氟橡胶，但只要具有与使用条件相适应的性能，任何的材料都可以，另外也可以代替O形圈5而使用片状填密材料(衬垫)、橡胶状塑料等弹性体，没有特别限定。

接下来在通过从外部施加驱动力而使压缩器4向下方移动时，与其相连动地，隔膜8的阀体18也向下方移动，与本体部1的阀座部10相触接。然后，通过进一步将阀体18挤压在阀座部10上，开口部9被完全关断，阀100变为闭合状态。另外，与此相反在压缩器4向上方移动时，阀体18也向上方移动而从阀座部10离开，阀体18被收纳在阀盖2的凹部17内从而阀体18的上面与该凹部17的上面接触，另一方面膜部19与阀盖2的倾斜面相接触，由此阻止向上方移动，阀100变为全开状态(图1的状态)。

图3是表示本发明的阀的第二实施方式的要部放大剖面图。阀，与第一实施方式相同，包括本体部23、阀盖24和隔膜25，本体部23具有平坦部27、环状槽28和台阶部29，阀盖24具有凸部30，隔膜25具有膜部31、周缘部32和环状嵌合部33。在本实施方式的结构中与第一实施方式不同的方面是，环状槽28的内侧侧面倾斜地形成、隔膜25的环状嵌合部33也形成为与环状槽28的内侧侧面的斜度相同角度地倾斜，以及作为弹性构件使用在内周上具有与该斜度相同角度地倾斜的表面的填密材料26。其他的结构与第一实施方式相同因此省略掉说明。

根据本实施方式的密封构造，在环状槽28的内侧侧面上设置有斜度，平坦部27的壁厚形成得较大，其结果是，由于平坦部27的强度上升，因此即使由于长期的流体压力、温度的变动也可以防止平坦部27以向内侧溃倒的方式变形，可以长期地保持初始的密封性能。

图4是表示本发明的阀的第三实施方式的要部放大剖面图。阀，与第一实施方式相同，包括本体部34、阀盖35、隔膜36和O形圈37，本体部34具有平坦部38、环状槽39和台阶部40，阀盖35具有凸部41，隔膜36具有膜部42、周缘部43和环状嵌合部44。在本实施方式的结构中与第一实施方式不同的方面是，在本体部34的平坦部38的上表面和环状槽39的底部分别设置有截面三角形状的环状凸起45、46。其他的结构与第一实施方式相同因此省略掉说明。

图5是表示本发明的阀的第四实施方式的纵剖图。在图中，阀200，是包括阀本体部68(下面称作本体部)、阀盖69和隔膜70的聚氯乙烯树脂制隔膜阀。本体部68，具有入口流路71和出口流路72，进而在这两个流路的中间具有使流路弯曲的平缓的圆弧状曲面的分隔壁73。在本体部68的上部的周缘上与第一实施方式相同地设置有环状槽74。压缩器75，固定在阀杆76的下端部上。隔膜70，是氟树脂制的薄膜，并被EPDM等橡胶弹性体77作为衬里支持、固定在压缩器75的下端部上，通过与分隔壁73的上表面压接·分离而使流路开闭。在隔膜70的周缘部上，与第一实施方式相同，形成有下方弯曲地设置的大致L字形状的环状嵌合部78，该环状嵌合部78被嵌合在本体部68的环状槽74上，隔膜70被本体部68和阀盖69夹持固定在它们之间。另外与第一实施方式相同，环状嵌合部78的外侧侧面由作为弹性体之一的氟橡胶制的O形圈80而挤压在环状槽74的内侧侧面上，底面由阀盖69下面经由O形圈80而挤压环状槽74的底面上。这里环状嵌合部78和环状槽74的结构，也可以具有与第二、三实施方式相同的结构。

根据本实施方式的密封构造，隔膜36的周缘部43的下表面和环状嵌合部44的底面分别挤压在环状凸起45、46上，因此可以由此阻止流体的向阀外部的流出。另外由于这些环状凸起45、46与隔膜36的接触面积非常小，其结果挤压力集中，因此该密封效果变得非常强。

本发明，被设为以上所说明的构造，即使密封部分因长期的流体压力和温度的变动而产生蠕变，也不会产生向阀外部的流体泄漏，可以进行安全性非常高的流体控制。

Claims

1.一种阀，其特征在于：该阀包括形成有阀座部的本体部、阀盖和与上述阀座部触接·分离的隔膜，并通过在上述本体部和上述阀盖之间夹持固定上述隔膜的周缘部而将本体内部的流体密封，

上述阀还具备弹性体，在上述本体部中在上述阀座的周围设置有环状槽，同时在上述隔膜的周缘部上设置有形成为截面大致L字形状的环状嵌合部，并通过配置在上述阀盖和上述隔膜的上述环状嵌合部之间的上述弹性体而将上述环状嵌合部以紧贴的状态嵌插入上述环状槽。

2.如权利要求1所述的阀，其中：上述环状槽的内侧侧面朝着外侧向下方倾斜，上述弹性体具有与上述环状槽的上述倾斜面相对应的倾斜的内周面。

3.如权利要求1所述的阀，其中：上述弹性体为O形圈。

4.如权利要求1所述的阀，其中：在上述环状槽的底面上设置有与上述隔膜的表面相触接的环状凸起。

5.如权利要求1所述的阀，其中：在上述本体部的表面上在该本体部的表面与上述阀盖之间夹持上述隔膜的部分上，设置有与上述隔膜的表面相触接的环状凸起。