JP2000352468A - 自動弁 - Google Patents

自動弁

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JP2000352468A
JP2000352468A JP11166531A JP16653199A JP2000352468A JP 2000352468 A JP2000352468 A JP 2000352468A JP 11166531 A JP11166531 A JP 11166531A JP 16653199 A JP16653199 A JP 16653199A JP 2000352468 A JP2000352468 A JP 2000352468A
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diaphragm
sleeve
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automatic valve
cylindrical main
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JP11166531A
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Toshihiro Hanada
敏広 花田
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Asahi Yukizai Corp
Original Assignee
Asahi Organic Chemicals Industry Co Ltd
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • F16K7/14Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat
    • F16K7/17Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat the diaphragm being actuated by fluid pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
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    • F16K1/12Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with streamlined valve member around which the fluid flows when the valve is opened
    • F16K1/123Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces with streamlined valve member around which the fluid flows when the valve is opened with stationary valve member and moving sleeve

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 流体の圧力損失が小さく、優れた流量特性と
確実なシール性能が得られる小型自動弁を提供する。 【解決手段】 小型化された自動弁は、円筒状本体1
と、円筒状本体に軸方向移動可能に嵌挿したスリーブ2
と、中央部にスリーブの両端部に接合する円環状接合部
と外周部に環状突部とを有する第一及び第二のダイヤフ
ラム3,4と、ダイヤフラム3の環状突部を挟持して円
筒状本体の一端部と接合する第1ダイヤフラム押さえ5
と、ダイヤフラム4の環状突部を挟持して円筒状本体と
接合し底部中央にスリーブの下端部と圧接及び離間され
る弁体7が設けられ底部又は側面に流体流通口を有する
第2ダイヤフラム押さえ6とから構成され、さらに円筒
状本体1とダイヤフラム3,4とスリーブ2とによって
形成される上部及び下部の空隙13,14に連通する作
動流体供給口9,10を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、作動流体によって
動作する自動弁に関するものであり、さらに詳しくは主
として半導体産業における超純水ラインや化学産業にお
ける各種化学薬液ラインで用いられるコンパクトで常に
確実なシール性を有し、且つ流量特性の優れた自動弁に
関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体産業における超純水ライン
や化学産業における各種化学薬液ラインでは図7に示す
ようなエア駆動式の自動弁が多数使用されている。図7
によればこれらは本体部と駆動部とから成り、本体部は
ストップ弁構造を有し、ディスク部と弁座部が圧接・離
間されることにより開閉が行われ、駆動部はシリンダ、
ピストン及びロッドから成り、ロッド部先端にディスク
部が取り付けられている。ディスク部は外周に膜部と環
状突部を有するダイヤフラム構造をしており、環状突部
は本体とシリンダによって挟持されている。これによっ
て外部への流体の流出と、開閉動作時の発塵による流体
の汚染を防止している。また、ダイヤフラムの代替とし
てベローズを利用したものも知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構造を有する従来の自動弁は流路の形状が複雑で
流体の流れ方向の変化が激しく、圧力損失が大きいため
大流量を得たい場合には適当な構造であるとは言えず、
またスラリーを含む流体用として使用する場合では、弁
座部が摩耗し易くシール性能が低下するという問題もあ
る。また、弁本体と駆動部が別々に構成されているた
め、弁全体として大きくなり設置スペースが大きくなっ
ている。駆動部において摺動部が2ヶ所あるため動作時
の抵抗が大きくなって作動流体の圧力を瞬時にシール部
に伝えることができない。
【0004】本発明は、上記従来の自動弁の問題点に鑑
みなされたもので、流体の圧力損失が小さく、スラリー
を含む薬液にも使用可能な優れた流量特性と、常に確実
なシール性能が得られ、全体的に小型化された自動弁を
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の自動弁は、円筒
状本体と、該円筒状本体の内部に軸方向に移動可能に嵌
挿されたスリーブと、中央に該スリーブの両端部と接合
される円環状接合部と外周部に環状突部とを有する第一
及び第二のダイヤフラムと、一方のダイヤフラムの環状
突部を挟持して前記円筒状本体の一端部と接合される円
筒状の第一ダイヤフラム押さえと、他方のダイヤフラム
の環状突部を挟持して前記円筒状本体の他端部と接合さ
れ且つ底部中央に前記スリーブの下端部と圧接及び離間
される弁体が設けられ底部或いは側面に流体流通口を有
する円筒状の第二ダイヤフラム押さえとから構成され、
また前記円筒状本体とダイヤフラムとスリーブとによっ
て形成される上部空隙及び下部空隙にそれぞれ連通する
一対の作動流体供給口を有することを特徴とする。
【0006】また、上記自動弁において第一及び第二の
ダイヤフラムの少なくとも一方とスリーブとが一体に形
成されていることを特徴とするものである。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施態様について
図面を参照して説明するが、本発明が本実施態様に限定
されないことは言うまでもない。図1は本発明の自動弁
の閉状態を示す縦断面図である。図2は本発明の自動弁
の第二ダイヤフラム押さえの底面図である。図3は本発
明の自動弁の開状態を示す縦断面図である。図4は第一
及び第二ダイヤフラムとスリーブが一体で形成された本
発明の自動弁の縦断面図である。図5は流体流路を第一
及び第二ダイヤフラム押さえの側面に設けた本発明の自
動弁の縦断面図である。図6は本発明の自動弁を配管し
た状態を示す縦断面図である。
【0008】図において1は円筒状本体であり、内部中
央部には後記スリーブ2が軸方向に移動可能にすなわち
摺動自在に支承される縮径部11が設けられており、ま
た縮径部11の内周面には環状溝12が設けられてお
り、O−リング8が装着されている。一方、円筒状本体
1の外周側面には、縮径部11の下流側と上流側に位置
し、後記上部空隙13と下部空隙14にそれぞれ連通す
る作動流体供給口9,10が設けられている。
【0009】2は前記縮径部11にO−リング8を介し
て軸方向に摺動自在に嵌挿されている円筒状のスリーブ
である。その外周上端部と下端部には後記第一ダイヤフ
ラム3と、第二ダイヤフラム4の円環状接合部16,1
7が螺着される螺合部18,19が設けられている。ス
リーブ2の下端部はスリーブ2の上下動により後記弁体
7と圧接及び離間されるようになっている。
【0010】3はドーナツ状に形成されたフッ素樹脂製
の第一ダイヤフラムであり、中央部には前記円環状接合
部16が設けられており、外周縁部には断面矩形状の環
状突部20が設けられている。第一ダイヤフラム3は円
環状接合部16でスリーブ2の螺合部18に螺着され、
一方、環状突部は円筒状の第一ダイヤフラム押さえ5の
端部外周面に設けられた環状段差部に嵌合され、第一ダ
イヤフラム押さえ5を円筒状本体1の端部内周面に螺着
させることにより、円筒状本体1と第一ダイヤフラム押
さえ5とにより挟持されている。従って前記作動流体供
給口9は、円筒状本体1と第一ダイヤフラム3とスリー
ブ2とによって囲まれて形成される上部空隙13に連通
されることになる。
【0011】4は第二ダイヤフラムであり、前記第一ダ
イヤフラムと同形状、同材質であるため説明は省略す
る。
【0012】6は円筒状の第二ダイヤフラム押さえであ
り、底部中央には後記弁体7が螺着にて固定されてお
り、弁体7の周囲には図2に示されるごとく流体流通口
15が設けられている。弁体7の設け方は螺着に限定さ
れず、融着或いは一体成形等の方法でもよい。また、流
体流通口15の数や形状も適宜選択でき特に限定される
ものではない。
【0013】第二ダイヤフラム押さえ6も前記ダイヤフ
ラム押さえ5と同様な構造にて第二ダイヤフラム4の周
縁部に設けられた環状突部21を円筒状本体1に挟持固
定している。
【0014】前記と同様に、前記作動流体供給口10は
円筒状本体1と第二ダイヤフラム4とスリーブ2とによ
って囲まれて形成される下部空隙14に連通されること
になる。
【0015】尚、本発明において本体等の部材はPTF
E,PFAなどのフッ素樹脂が好適に使用されるが、ポ
リ塩化ビニル、ポリプロピレン等の他のプラスチック及
び金属でも良く、特に限定されるものではない。また、
ダイヤフラムの材質はPTFE等のフッ素樹脂が好適に
使用されるが、ゴム及び金属でも良く、特に限定される
ものではない。
【0016】次に本実施態様の作動について説明する。
【0017】図1は弁の閉状態を示しているが、この状
態で上方の作動流体供給口9に外部より作動流体(例え
ば圧縮された空気等)が注入されると、該作動流体が上
部空隙13に導入され、その圧力で第一ダイヤフラム3
が押し上げられるためこれと接合されたスリーブ2は上
方へ引き上げられ、該スリーブ2の下端部は弁体7より
離間され弁が開状態となる(図3の状態)。この時、下
部空隙14に滞留していた作動流体は下方の作動流体供
給口10より排出される。上部空隙13と下部空隙14
とはスリーブ2を介してO−リング8で隔離されてお
り、スリーブ2が上下に移動しても作動流体が他方の空
隙へ漏れないようになっている。
【0018】一方、図3の状態で下方の作動流体供給口
10から作動流体が注入されると、上記開作動時とは逆
の作動により前記スリーブ2の下端部が弁体7に圧接さ
れ弁は閉状態となる。尚、図3では自動弁の内部を流れ
る流体は上方向に流れることが示されているが、実用上
は下方向に流体を流してもよく、流体の流れ方向は特に
限定されない。
【0019】図4は本発明の第二の実施態様を示した縦
断面図である。前記第一の実施態様と異なる点は第一、
第二両ダイヤフラム3,4とスリーブ2とがフッ素樹脂
等で一体成形にて設けられている点である。こうするこ
とにより各々のダイヤフラムの中央部はスリーブ2に接
合する手間を省くことができ弁の組立作業が容易とな
る。尚、第一ダイヤフラム3とスリーブ2を一体成形に
て形成し、第二ダイヤフラム4をスリーブ2に螺着させ
る組み合わせ構造にしてもかまわない。弁の作動につい
ては第一の実施態様の場合と同一であるので説明は省略
する。
【0020】図5は本発明の第三の実施態様を示した縦
断面図である。この実施態様においては、第一ダイヤフ
ラム押さえ22と第二ダイヤフラム押さえ23の流体流
通口24,25がその側面部に設けられている。従って
流体流路は湾曲された状態に形成されている。この場合
においては、円筒状本体1と両ダイヤフラム押さえ2
2,23はボルト・ナット等で一体化されている。弁の
作動については前記と同一であるので説明は省略する。
【0021】図6は第一の実施態様の自動弁が配管ライ
ンに設置された状態の一例を示す縦断面図である。該自
動弁とパイプとの接続においてはパイプ30,31が固
定されたボディキャップ28,29をO−リング32,
33を介してキャップナット26,27を円筒状本体1
の端部外周部に螺合させることにより自動弁の両側に固
定する方法で行われている。
【0022】
【発明の効果】本発明は以上説明したような構造をして
おり、これを使用することにより以下の優れた効果が得
られる。
【0023】(1)シール部材であるスリーブと作動流
体の圧力を受けるダイヤフラムとが直接に接合或いは一
体で形成されており、また摺動部が一ヶ所しかないの
で、動作時の力の伝達において損失が少なく、弁開閉の
安定性、確実性が増し、高いシール性能が得られる。
【0024】(2)流路形状は単純であり、流体の流れ
方向に大きな変化がなく優れた流量特性が得られる。し
たがって、スラリーを含む薬液用として使用してもシー
ル部の摩耗が少なく高いシール性能を長期に渡り維持す
ることができる。
【0025】(3)自動弁本体と駆動部とが一体で形成
されており、部品点数も少なくコンパクトである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の自動弁の閉状態を示す縦断面図であ
る。
【図2】本発明の自動弁の第二ダイヤフラム押さえの底
面図である。
【図3】本発明の自動弁の開状態を示す縦断面図であ
る。
【図4】本発明の自動弁において第一及び第二ダイヤフ
ラムとスリーブを一体で形成した場合を示す縦断面図で
ある。
【図5】本発明の自動弁において流体流路を第一及び第
二ダイヤフラム押さえの側面に設けた場合を示す縦断面
図である。
【図6】本発明の自動弁を配管した状態を示す縦断面図
である。
【図7】従来の自動弁の縦断面図である。
【符号の説明】
1…円筒状本体 2…スリーブ 3…第一ダイヤフラム 4…第二ダイヤフラム 5…第一ダイヤフラム押さえ 6…第二ダイヤフラム押さえ 7…弁体 8…O−リング 9…作動流体供給口 10…作動流体供給口 11…縮径部 12…環状溝 13…上部空隙 14…下部空隙 15…流体流通口 16…円環状接合部 17…円環状接合部 18…螺合部 19…螺合部 20…環状突部 21…環状突部 22…第一ダイヤフラム押さえ 23…第二ダイヤフラム押さえ 24…流体流通口 25…流体流通口

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円筒状本体と、該円筒状本体の内部に軸
    方向に移動可能に嵌挿されたスリーブと、中央に該スリ
    ーブの両端部と接合される円環状接合部と外周部に環状
    突部とを有する第一及び第二のダイヤフラムと、一方の
    ダイヤフラムの環状突部を挟持して前記円筒状本体の一
    端部と接合される円筒状の第一ダイヤフラム押さえと、
    他方のダイヤフラムの環状突部を挟持して前記円筒状本
    体の他端部と接合され且つ底部中央に前記スリーブの下
    端部と圧接及び離間される弁体が設けられ底部或いは側
    面に流体流通口を有する円筒状の第二ダイヤフラム押さ
    えとから構成され、また前記円筒状本体とダイヤフラム
    とスリーブとによって形成される上部空隙及び下部空隙
    にそれぞれ連通する一対の作動流体供給口を有すること
    を特徴とする自動弁。
  2. 【請求項2】 前記第一及び第二ダイヤフラムの少なく
    とも一方と前記スリーブとが一体に形成されていること
    を特徴とする請求項1に記載の自動弁。
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