JP2004070746A - Flow rate adjusting device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、絞り径の変更によって流量や圧力等を調整する流量調整装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
流体が流通する回路における流量調整や圧力調整等の制御を行うために、オリフィス板(絞りを有する板)を該回路の流路中に差し込んで流路面積を絞ることが従来より行われている。そして、流量や圧力を複数種類に渡って調整する場合には、オリフィス径(絞り径)が異なる種々のオリフィス板を用意し、これらの差し替えを行うことにより変更することが一般的である。
【0003】
また、流路面積を変更する手段として従来より流量調整装置の1つをなすニードル調整弁が一般的に用いられている。このニードル調整弁によれば、ニードルの位置を適宜な位置に移動させることによって流路面積は随時変更される。したがって、ニードルの操作によって目標とする流量や圧力に調整することが可能である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、オリフィス径(以下「絞り径」と称する。)を変更しようとするとオリフィス板、つまりはこのオリフィス板を有する継ぎ手、接手、あるいは配管等を交換するために一旦回路を切断する必要がある。この場合、回路の切断を行うためには該回路における流体の流れを止める必要があり、一時的に流体の供給が停止してしまう。さらに、オリフィス板を早急に交換できないばかりか、回路内に不純物が入り込んでしまうこともありうる。また、交換のために多くの労力が必要となる。
【0005】
また、先に説明したニードル調整弁であれば、無段階に流路面積を調整して流量や圧力等の調整を容易に行うことができるが、オリフィス板のように固定された絞りではないため、必要とする流路面積を正確且つ確実に得て流量調整等を行える構成とは言い難い。特に、ニードルは使用される経過時間が進むにつれて微少に移動することが懸念され、正確に流路面積を絞り込んで安定して送出することが困難である。
【0006】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、正確且つ安定して流体の流れを制御する絞りを容易に変更可能とした流量調整装置を提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、以下の手段を採用することとした。
請求項1記載の発明に係る流量調整装置は、ハウジング内に、流体の入口ポートと、出口ポートと、これら各ポートを導通する流路と、該流路間に配置された弁体と、該弁体の外周に面して開口するとともに前記出口ポートに導通する前記流路の一部をなす複数の絞り流路と、該絞り流路の少なくとも1つを用いて流体を出口ポートに導くべく前記弁体の移動を誘導する弁体誘導手段とを備えてなることを特徴としている。
【0008】
このような構成によれば、弁体誘導手段が弁体を移動させることによって、弁体の外周にて開口する複数の絞り流路の少なくとも1つが弁体によって閉塞された状態から入口ポート側と導通した状態となり、入口ポートから導入された流体はこの絞り流路を通過して出口ポートから送出される。また、他の絞り流路は、弁体の移動位置によって適宜に入口ポート側と連通することになり、ここを通過する流体が出口ポートから送出される。
【0009】
請求項2記載の発明に係る流量調整装置は、ハウジング内に、流体の入口ポートと、出口ポートと、これら各ポートを導通する流路と、該流路間に配置された弁体と、該弁体の動作に応じて開口あるいは閉塞する第1の弁座及び第2の弁座と、これら弁座から前記出口ポートまでの間に所定の絞り径を有して導通する前記流路の一部をなす2つの絞り流路と、前記各弁座に対して前記弁体を誘導する弁体誘導手段とを備えてなることを特徴としている。
【0010】
このような発明によれば、弁体誘導手段が弁体を誘導することによって、第1の弁座または第2の弁座のどちらか一方が開口し他方が閉塞する。そして、入口ポートから導入された流体は、開口した側の弁座から出口ポートに導通する絞り流路を通過し、この間における絞りによって流量や圧力等の調整がなされた状態で出口ポートから送出される。
一方、開口する弁座が上記の場合と異なる場合、入口ポートから導入された流体は、この弁座から先と同じ出口ポートに導通する他の絞り流路を通過し、この間における絞りによって流量や圧力等の調整がなされた状態で出口ポートから送出される。
つまり、流路内に固定して備わる絞りのどちらかが選択されることで、この絞り径に応じた流量や圧力等に調整された流体が同一の出口ポートから送出されることとなる。
なお、弁体の位置によって両弁座が開口した状態であれば、流体は両絞り流路を通過して出口ポートから送出されることとなる。
【0011】
請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2記載の流量調整装置において、前記出口ポートが前記ハウジングの外周部に複数備えられていることを特徴としている。
【0012】
このような発明により、例えば、各出口ポートに接続される回路上にバルブがそれぞれ備えられることになれば、各バルブの中で開とされたバルブが接続された出口ポートからは流量調整等がなされた流体が送出されることになり、その他の閉とされたバルブが接続された出口ポートからは流体は送出されない。
つまり、出口ポートの接続方向が複数備わることにより、流量調整された流体の供給先を容易に変更可能とする構成が導かれる。
なお、各出口ポートに導通する絞り流路は、弁体側から各出口ポートの全てに導通する共用の絞り流路であってもよいし、それぞれの出口ポートに弁体側から単独で導通する各出口ポートと対とされた絞り流路であってもよい。
【0013】
請求項4記載の発明は、請求項1から請求項3のいずれか1項記載の流量調整装置において、前記弁体誘導手段が、外部から供給される操作用流体の圧力に応じて前記弁体の移動方向と同一方向に動作するピストンを有してなることを特徴としている。
【0014】
ピストンはこの受圧面に操作用流体の圧力を受けることにより圧力を受けた方向に動作し、第1の弁座あるいは第2の弁座が開口するように弁体を移動させるべく誘導を行う。また、ピストンは、自らの動作方向が弁体の移動方向と同じとなるように配置されることにより、ピストンの動作が弁体に無駄なく伝達される。
【0015】
請求項5記載の発明は、請求項1から請求項4のいずれか1項記載の流量調整装置において、前記弁体と前記弁体誘導手段との間に、前記流路の仕切壁をなすシール部材が備えられてなることを特徴としている。
【0016】
このような構成によれば、弁体誘導手段が備わる空間を含む構成部分と、弁体が備わる流路をなす空間との仕切りがシール部材によって的確になされつつ、弁体誘導手段の動作が確実に得られて動作が弁体に伝達される。
【0017】
請求項6記載の発明は、請求項1から請求項5のいずれか1項記載の流量調整装置において、前記絞り流路には、絞り径を変更する絞り径変更手段が備えられてなることを特徴としている。
【0018】
絞り径変更手段は、絞り流路の一部に設けられるものであって、該絞り流路の絞り径が変更されることによって、ここに言う絞り流路は常に同一な絞り径に限定されなくなる。
例えて言うなれば、絞り流路の一部に特定の絞り径を有するアダプターを嵌め込む構成であって、数種類の絞り径に応じてアダプターを複数用意しておき、これらを適宜交換することで同じ絞り流路であっても多様に流量調整等を行うことが可能となる。なお、装置を組み立て後にアダプターを交換することも可能であるが、予めアダプターを嵌め込むための形状を絞り流路に形成しておき、組み立て時にユーザの要求に応じて適するアダプターを取り付けることが望ましい。
【0019】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の流量調整装置における各実施形態について図面を参照しながら説明する。
[第1の実施形態]
図1及び図2は、本発明の第1の実施形態における流量調整装置の内部構成及び構造を説明する断面図である。なお、図1の断面図では、大きな絞りによって流体を送出する場合が示されており、これに対して、図2の断面図では、小さな絞りによって流体を送出する場合が示されている。
【0020】
外観形状をなすハウジング10は、4つに分けられた各ブロックが、樹脂あるいは耐薬品性に優れたフッ素樹脂材料等の材料により成形され組み合わされたものである。このハウジングの一側面には流体が流通する回路に接続されて該流体を導入する入口ポート11が備えられ、また、この反対側には該入口ポート11とほぼ同一直線上に位置して流体を送出する出口ポート15とが備えられている。そして、これら各ポート11,15間を導通するようにハウジング10内には流路が形成されており、この流路は複数の経路が組み合わされて構成されている。
【0021】
さて、上述した流路について詳細に説明すると、流路は、ハウジング10の中央に位置する弁体30を収容する入口ポート11から繋がる弁室12と、紙面において該弁室12の上方に位置する上部空間13と、該上部空間13から出口ポート15に繋がる第1絞り流路14とにより一連の流路が1つ構成されている。
また、別な流路として上記弁室12と、紙面において該弁室12の下方に位置する下部空間16と、該下部空間16の外側に位置する下部外周空間17と、この下部外周空間17から出口ポート15に繋がる第2絞り流路18とにより一連の流路がさらに1つ構成されている。
つまり、入口ポート11から導入された流体は、後述する弁体30の動作により、第1絞り流路14を通過して出口ポート15から送出される場合、もしくは、第2絞り流路18を通過して同じ出口ポート15から送出される場合のどちらかとなる。
【0022】
ここで、各絞り流路14,18について説明する。上部空間13と出口ポート15とを連通する第1絞り流路14は、この断面形状が円形とされており、この直径は一例としてφ8.5mmとされている。すなわち、この直径が第1絞り流路14の絞り径をなすことにより、流体はこの絞り径に応じて流量調整、あるいは圧力調整されて出口ポート15に送られることになる。
また、下部空間16から繋がる下部外周空間17と出口ポート15とを連通する第2絞り流路18についても、この断面形状が円形とされており、この直径は一例としてφ1.0mmとされている。すなわち、この直径が第2絞り流路18の絞り径をなすことにより、流体は絞り径に応じて流量調整、あるいは圧力調整されて出口ポート15に送られることになる。なお、これら絞り径の数値は製造過程にて適宜変更可能である。
【0023】
次に、弁体30及び弁体30の移動を受け止める各弁座31,32等の構成を説明しながら弁体30の動作による流体の流れについて説明する。
弁体30は、先に説明したように流路の1つをなす弁室12内に備わり、この形状は略円柱形状に形成されている。弁体30の上部と下部とにはテーパ部が形成されており、これらテーパ部に合わせて2つの弁座31,32が弁体30を挟み込むように所定の間隔を有してハウジング10内に配置されている。
【0024】
各弁座31,32のうち、弁体30の中心部より上方に位置して弁室12と上部空間13とを仕切る役目を担うものが第1の弁座31であり、弁体30が上方向に移動して該弁座31の開口部に弁体30のテーパ部が嵌め合わされると、該弁座31は閉塞する。その一方で開口する弁座が第2の弁座32であり、弁体30の中心部より下方に位置して弁体30のテーパ部が嵌め合わされると閉塞する。したがって、どちらか一方の弁座31,32が開口した場合にのみ、開口した弁座に繋がるどちらか一方の絞り流路14,18に流体が流通することになる。
【0025】
次に、各弁座31,32に対して弁体30を動作させつつ誘導する機構、すなわち、本発明に係る弁体誘導手段の構成について説明する。弁体30の上方には、ピストン40(弁体誘導手段)を有するハウジングの一構成要素をなすブロックが設けられており、このブロックと弁体30等を有する下側のブロックとは、ダイヤフラム35(シール部材)によって仕切られつつ接している。
【0026】
ダイヤフラム35は、この中央部下面側で弁体30の上端部と固定されており、また、中央部上面側でピストン40の下端部と固定されている。すなわち、弁体30、ダイヤフラム35、及びピストン40はハウジング10内において一体に構成されるように接続されており、ダイヤフラム35はこの周部がハウジング10内で固定されつつ、弁体30及びピストン40の動作に対応して変形する。
ダイヤフラム35の周部はピストン40を有する上側のブロックと下側のブロックとの間に嵌め込まれており、流路の一部をなす上部空間13と、ピストン40等が備わる部分とが完全に仕切られることで流体がピストン40側に漏れることが回避されている。
【0027】
ピストン40は、この円盤部分の中心から下方に向かってシャフト部40aを有して形成されており、上述したように該シャフト部40aの下端部がダイヤフラム35に接続されている。円盤部分の上方には、第1圧力導入ポート22(弁体誘導手段)から導入されたエア(操作用流体)を取り込む第1圧力室20が形成されており、この第1圧力室20に面してピストン40の上面は上側受圧面40bをなしている。
また、円盤部分の下方には、第2圧力導入ポート23(弁体誘導手段)から導入されたエア(操作用流体)を取り込む第2圧力室21が形成されており、この第2圧力室21に面してピストン40の下面は下側受圧面40cをなしている。
また、ピストン40の円盤部分の外周部には凹所が形成されており、該凹所には第1圧力室20と第2圧力室21との間の圧力漏れを防止するOリング41が嵌め込まれている。
【0028】
ハウジング10の上面に設置された第1圧力導入ポート22からエアが導入されると、エアは第1圧力室20に充填される。これによってピストン40の上側受圧面40bにはエアの圧力が作用し、図1に示すようにピストン40は下方に押し下げられる。ピストン40が下方に移動すると、これに接続された弁体30は下方に向かって移動し、第1の弁座31が開口するとともに、さらに下方に移動することで第2の弁座32に密接してこの開口部を閉塞する。
【0029】
したがって、入口ポート11から導入された流体は、弁室12を通過して下部空間16に入り込まずに上部空間13にのみ流入し、上部空間13から第1絞り流路14を通過して出口ポート15に流れ込む。もちろん、このような流れにおける最小流路面積は第1絞り流路14に存在し、流体はφ8.5mmとされた絞り径に応じて流量や圧力等の調整がなされることになる。
【0030】
また、ハウジング10の側面(紙面右側面)に設置された第2圧力導入ポート23からエアが導入されると、エアはピストン40の下側に当たる第2圧力室21に充填される。これによってピストン40の下側受圧面40cにはエアの圧力が作用し、図2に示すようにピストン40は上方に押し上げられる。ピストン40が上方に移動すると、これに接続された弁体30は上方に向かって移動し、第2の弁座32が開口するとともに、さらに上方に移動することで第1の弁座31に密接してこの開口部を閉塞する。
【0031】
したがって、入口ポート11から導入された流体は、弁室12を通過して上部空間13に入り込まずに下部空間16にのみ流入し、さらに下部外周空間17から第2絞り流路18を通過して出口ポート15に流れ込む。もちろん、このような流れにおける最小流路面積は第2絞り流路18に存在し、流体はφ1.0mmとされた絞り径に応じて流量や圧力等の調整がなされることになる。
【0032】
以上説明したように、本実施形態にて説明した流量調整装置1よれば、2系統のエアを用いて遠隔的操作でピストン40を動作させることにより、2つの絞り流路14,18のどちらかを適宜選択して同じ出口ポート15から送出することができ、流量や圧力調整における絞りの変更を容易に且つ離れた位置で行うことができる。また、固定された絞り径を有する絞り流路14,18に流体を通過させる構成であるので、正確且つ安定して流量調整等を行うことができる。
【0033】
なお、本実施形態に示す流量調整装置は、本発明の一実施形態であるので、これに限定解釈されるものではないが、変形例として以下に説明する構成であってもよい。
出口ポート15をハウジング10の外周部、例えば図1,2において紙面鉛直方向に沿って手前側と奥側に1つずつと、下部に1つ備えることとする。そして、これら出口ポートのそれぞれに繋がる流路中に先に説明したような弁室12から繋がる絞り流路を2つずつ備える。もちろん各絞り流路の絞り径については使用状況に応じて任意に設定されるものとする。
【0034】
そして、各出口ポートに接続される回路上にバルブがそれぞれ備えられることになれば、各バルブの中で開とされたバルブが接続された出口ポートからは選択されたどちらか一方の絞り流路を通過した流体が流量等の調整がなされた状態で送出されることになり、その他の閉とされたバルブが接続された出口ポートからは流体が送出されない。
つまり、前者の出口ポートにおいては、これに導通する2つの絞り流路のうちどちらか一方がピストン40の動作に応じて選択されることで流体が送出されることになり、後者の各出口ポートにおいては、これらに導通する2つの絞り流路のそれぞれが機能せずに流体を保持した状態となる。
また、バルブの開位置が変更されると、開とされたバルブが接続された出口ポートに導通する2つの絞り流路のうち、どちらか一方を通過した流体が送出されることになり、この際の絞り径が他と異なる場合であれば、この絞り径に応じて流体が送出されることになる。
したがって、流体を分岐させつつ的確な流量調整等を行って送出する汎用性の向上を図った流量調整装置を実現することができる。
【0035】
また、上述した形態と類するように、出口ポート15を複数備えつつ、複数の出口ポートの全てに導通する絞り流路を備えて該絞り流路を共用する構成であってもよい。つまり、各出口ポートの下流側に設けられたバルブの開閉によって、各図に示した絞り流路14,18を通過した流体の供給先を容易に変更可能とする構成を導くことができる。このような構成は、多くの絞り流路を備えて流量調整する必要性がない状態であって、なお且つ、流体の供給先が複数ある場合に特に有効である。
【0036】
また他の変形例として、ピストン40の誘導を、一方は上述したようにエアの導入によるものとし、他方はスプリングによるものとする。すなわち、スプリングによってピストン40をどちらかの弁座に密着させつつ、これに対抗しうるエアを導入することでスプリングの弾性力によって閉塞された弁座を開口させる。
これによれば、エアを導入するための圧力導入ポートの設置個数を削減することができる。
【0037】
また、ピストン40を主として本発明に係る弁体誘導手段を構成した例を説明したが、ダイヤフラムのみを用いる構成であってもよい。例えば、一方の弁座を閉塞するように設置されたダイヤフラムに圧力による変形を促し、弁体を移動させる。あるいは、ダイヤフラムの上面及び下面にそれぞれにエアを導入することでダイヤフラムを上方あるいは下方に変形させ、これに接続される弁体を誘導する構成である。
これによれば、小流量や低圧力で流通する流体の流量調整等を行うことに好適であり、構造の簡略化や小型化を得ることができる。
【0038】
[第2の実施形態]
次に、本発明の流量調整装置における第2の実施形態について図3,図4を用いて説明する。なお、本実施形態の構成は、第1の実施形態の構成と比較して絞り流路の構造及び構成が異なるので、この異なる点について詳しく説明するものとし、同様な構成については同一符号を付してその説明を一部省略するものとする。
【0039】
本実施形態に示す流量調整装置1は、先の第1の実施形態にて説明した第1絞り流路14(図1参照)の内壁面にねじ溝が形成され、このねじ溝に螺合する図4に示される絞りアダプター19(絞り径変更手段)が取り付けられて構成されるものである。
絞りアダプター19は、この外周にねじ部19bが形成されており、また、この内部には所定の絞り径を有して形成された貫通孔19aが備えられている。絞りアダプター19の端部にはマイナスドライバーを当接するための溝部19cが形成されており、この溝部19cは貫通孔19aの軸方向と直交している。
【0040】
さて、このような絞りアダプター19が流路中に設置されることで、ここに通じる流路は絞り流路として機能することになり、絞りアダプター19内の貫通孔19aを流体が通過することによって流量や圧力の調整が行われる。
【0041】
また、この絞りアダプター19は複数用意されるものであり、これらの外周は共通して同一な形状に形成されつつ、これらの貫通孔19aの直径、つまり絞り径はφ3.0mm、φ4.0mm、φ0.5mmなどのように異なって形成される。したがって、絞りアダプター19のそれぞれを交換することによれば、交換された絞りアダプター19の絞り径に応じてここを通過する流体は適宜調整されることになる。
【0042】
なお、絞りアダプター19は装置の組み立て時に設置されるものであるが、組み立て後に絞りアダプター19を交換することも可能である。
第1の実施形態に示したように、通常の使用であれば必要とされる2つの絞り径を用意するために各絞り流路を形成する。しかし、本実施形態に説明したように、絞り径自体の変更を絞りアダプター19の交換にて対応可能となるため、絞りアダプター19を取り付けるための形状を共通して備えておき、ユーザの要求に応じて必要とされる絞り径を有する絞りアダプター19を取り付けることによれば、必要とされる流量調整等の範囲を拡大することができる。
【0043】
なお、絞りアダプターの変形例として、以下のものであってもよい。
先の形態と同様に絞りアダプターの外周部にねじ部を形成する。そして、変更点として一端側に壁面を有しつつこの内部を空洞とした筒状に絞りアダプターを形成する。空洞部の形状は六角レンチが嵌め合わされる形状とし、一端側の壁面には貫通孔を形成する。なお、この貫通孔の孔径は絞り流路の絞り径を考慮して形成するものとする。空洞部が六角レンチに対応して形成されることは、絞りアダプター19を締め込んだり、取り外したりするためのものであることは言うまでもない。
【0044】
以上説明した本実施形態に係る流量調整装置1によれば、多様に要求される流量及び圧力調整に対応可能とした流量調整装置1を多数共通化して製造することができ、製造コストを低減させることができる。また、固定された絞り径であるので、交換を可能としつつ、正確且つ安定した流量調整等を行うことができる。
また、1つの装置で多様な流量調整等の要求に対応できる汎用性の高い流量調整装置1を提供することができる。
【0045】
なお、本実施形態では絞りアダプターを出口ポート15に導通する2つの流路のうち一方に備えた場合を示したが、第2絞り流路18側に備えることとしてもよい。
【0046】
[第3の実施形態]
次に、本発明の流量調整装置における第3の実施形態について図5を用いて説明する。なお、本実施形態の構成は、第1の実施形態の構成と比較して弁体30を中立位置に導くための構成が備えられているので、この点について詳しく説明するものとし、その他同様な構成については同一符号を付してその説明を一部省略するものとする。
【0047】
本実施形態に示す流量調整装置1は、先の第1の実施形態にて説明した第1圧力導入ポート22がハウジング10の側面に位置しており、ハウジング10の上面、すなわちピストン40の上方にはロックダイヤル50が備えられている。このロックダイヤル50の胴部にはハウジング側に形成された孔部の雌ねじ部に螺合するねじ部50bが形成されており、円盤状の操作部50aを回転させることで上下方向の任意な位置で固定させることが可能とされている。
【0048】
図5に示される状態では、ロックダイヤル50が締め込まれて円盤状の操作部50aがハウジング10の上端面に接することで固定されている。そして、第2圧力導入ポート23からエアが供給されると、ピストン40の下側受圧面40cにはエアの圧力が作用する。そして、ピストン40は上方に移動することになるが、ピストン40の上側受圧面40bがロックダイヤル50の下端部50cに接すると、ピストン40の移動はこれより上方に移動することができなくなる。
【0049】
この結果、ピストン40の下端部と接続された弁体30は、該弁体30の移動方向における第1の弁座31と第2の弁座32との中間に位置することになり、入口ポート11から流入した流体は、これら両弁座31,32の開口部を通過して第1の絞り流路14及び第2の絞り流路18のそれぞれを通過することになる。したがって、両絞り流路14,18を通過して合流した流体は、両方の絞り面積の合算値となる絞り流路を通過したことと同等となり、本装置1の3つ目の絞り流路によって流量制御されて出口ポート15から送出されることとなる。
【0050】
なお、弁体30は両弁座31,32の中間に位置することにより不安定な状態であるが、常時第2圧力導入ポート23からエアが供給されることでピストン40の位置が固定されるので、これに接続される弁体30は流体の流れに左右されずに安定した状態を確保することが可能である。
【0051】
以上説明した本実施形態に係る流量調整装置1によれば、弁体30の中立状態を用いて新たな絞り流路を導くことができ、流量調整の設定範囲を拡大することができる。
なお、本図に示す各絞り流路14,18に、先の実施形態にて説明した絞りアダプター19(絞り径変更手段)を備える構成としてももちろんかまわない。
【0052】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る流量調整装置によれば、以下の効果を奏することができる。
請求項1記載の発明に係る流量調整装置によれば、ハウジング内に、流体の入口ポートと、出口ポートと、これら各ポートを導通する流路と、該流路間に配置された弁体と、該弁体の外周に面して開口するとともに出口ポートに導通する複数の絞り流路と、該絞り流路の少なくとも1つを用いて流体を出口ポートに導くべく前記弁体の移動を誘導する弁体誘導手段とを備えているので、該装置を回路から取り外さずに同じ出口ポートから多様に用意された絞り径に応じて流体を送出することができる。したがって、固定とされた絞りを用いて流体の流れを容易に且つ正確に変更し制御を行うことができる。
【0053】
請求項2記載の発明によれば、流体の入口ポートと、出口ポートと、これら各ポートを導通する流路と、該流路間に配置された弁体と、該弁体の動作に応じて開口あるいは閉塞する第1の弁座及び第2の弁座と、これら弁座から前記出口ポートまでの間に所定の絞り径を有して導通する前記流路の一部をなす2つの絞り流路と、前記各弁座に対して前記弁体を誘導する弁体誘導手段とを備えているので、入口ポートから導入された流体を2つの絞りのうち少なくとも一方を用いて流量調整を行ったり、出口ポートから送出される流体を2つの絞りのうち少なくとも一方を用いて圧力調整を行いつつ入口ポートから導入される流体の圧力を適宜昇圧して同一な出口ポートから送出することができる。また、流体が通過する絞り径を装置内で変更できるため、本装置を含んで構成される回路上での絞りの変更作業が容易となる。また、絞り流路に備わる固定された絞りとされているので、流量調整や圧力調整における精度を高く確保することができる。
【0054】
請求項3記載の発明によれば、出口ポートが複数備えられているので、1つの出口ポート当たり2つの絞りを用いて流量調整等を行いつつ供給先を変更したり、流量調整された流体を必要とされる複数の供給先のいずれかに適宜供給することが容易に可能となる。これによって、さらに多様な流量調整等を行うことができるようになり、本装置における汎用性をさらに向上させることができる。
【0055】
請求項4記載の発明によれば、弁体誘導手段が外部から供給される操作用流体の圧力に応じて弁体の移動方向と同一方向に動作するピストンを有して構成されているので、操作用流体の圧力に的確に応じて弁体を無駄なく正確に動作させることができる。また、弁体を移動させるための構造の簡略化がなされて装置を小型に構成することができる。
【0056】
請求項5記載の発明によれば、弁体と弁体誘導手段との間に、流路の仕切壁をなすシール部材が備えられているので、これらの間での仕切りを容易に構成して弁体誘導手段の動作を弁体に伝達することができる。したがって、弁体誘導手段を構成する場合でのコストを抑えることができる。
【0057】
請求項6記載の発明によれば、絞り流路に絞り径を変更する絞り径変更手段が備えられているので、同じ絞り流路を用いて流体の流量調整等を行う場合であっても、同絞り流路の絞り径を変更することで多様に流量調整等を行うことができる。したがって、装置が有する流量調整等の設定範囲を拡大して汎用性を向上させることが可能となり、また、これに伴って共通化がなされることによれば低コストで流量調整装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態における流量調整装置の内部構成及び構造を説明する断面図であって、大きな絞り径を有する絞り流路を用いて流体を流通させた状態を示している。
【図2】本発明の第1の実施形態における流量調整装置の内部構成及び構造を説明する断面図であって、小さな絞り径を有する絞り流路を用いて流体を流通させた状態を示している。
【図3】本発明の第2の実施形態における流量調整装置の構成及び構造を説明する断面図である。
【図4】本発明に係る絞り径変更手段の構造を説明する図であって、(a)は部分断面図、(b)は(a)を下方から見た下面図である。
【図5】本発明の第3の実施形態における流量調整装置の構成及び構造を説明する断面図である。
【符号の説明】
1 流量調整装置
10 ハウジング
11 入口ポート
12 弁室(流路)
13 上部空間(流路)
14 第1絞り流路
15 出口ポート
16 下部空間(流路)
17 下部外周空間(流路)
18 第2絞り流路
19 絞りアダプター(絞り径変更手段)
20 第1圧力室
21 第2圧力室
22 第1圧力導入ポート(弁体誘導手段)
23 第2圧力導入ポート(弁体誘導手段)
30 弁体
31 第1の弁座
32 第2の弁座
35 ダイヤフラム(シール部材)
40 ピストン(弁体誘導手段)
50 ロックダイヤル[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a flow rate adjusting device that adjusts a flow rate, a pressure, and the like by changing a throttle diameter.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In order to control flow rate adjustment, pressure adjustment, and the like in a circuit through which a fluid flows, an orifice plate (a plate having a throttle) is inserted into a flow path of the circuit to reduce a flow path area. . When adjusting the flow rate and the pressure over a plurality of types, it is common to prepare various orifice plates having different orifice diameters (diameters) and replace them by performing replacement.
[0003]
Further, as a means for changing the flow path area, a needle adjustment valve, which is one of flow rate adjusting devices, has been generally used. According to this needle adjustment valve, the flow path area is changed at any time by moving the position of the needle to an appropriate position. Therefore, it is possible to adjust to the target flow rate and pressure by operating the needle.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In order to change the orifice diameter (hereinafter referred to as "diaphragm diameter"), it is necessary to cut off the circuit once in order to replace the orifice plate, that is, a joint, a joint, a pipe, or the like having the orifice plate. In this case, in order to disconnect the circuit, it is necessary to stop the flow of the fluid in the circuit, and the supply of the fluid is temporarily stopped. Further, not only can the orifice plate not be replaced immediately, but also impurities may enter the circuit. Also, much labor is required for replacement.
[0005]
Further, with the needle adjustment valve described above, the flow area or the like can be easily adjusted by adjusting the flow path area in a stepless manner, but is not a fixed throttle like an orifice plate because it is not a throttle. However, it is difficult to say that the required flow area can be accurately and reliably obtained to adjust the flow rate. In particular, there is a concern that the needle will move slightly as the elapsed time of use increases, and it is difficult to accurately narrow down the flow path area and stably deliver the needle.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a flow control device capable of easily changing a throttle for accurately and stably controlling a flow of a fluid.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs the following means in order to achieve the above object.
The flow rate adjusting device according to the first aspect of the present invention is configured such that, in a housing, an inlet port for a fluid, an outlet port, a flow path connecting these ports, a valve disposed between the flow paths, A plurality of throttle channels that are open facing the outer periphery of the valve body and form a part of the channel that communicates with the outlet port; and at least one of the throttle channels is used to guide fluid to the outlet port. And a valve body guiding means for guiding the movement of the valve body.
[0008]
According to such a configuration, the valve body guiding means moves the valve body, so that at least one of the plurality of throttle channels opened on the outer periphery of the valve body is closed by the valve body to the inlet port side. The fluid enters a conductive state, and the fluid introduced from the inlet port passes through the throttle channel and is sent out from the outlet port. Further, the other throttle passages are appropriately communicated with the inlet port side depending on the moving position of the valve body, and the fluid passing therethrough is sent out from the outlet port.
[0009]
The flow control device according to the second aspect of the present invention is a flow control device, comprising: a housing, an inlet port for a fluid, an outlet port, a flow path connecting these ports, a valve disposed between the flow paths, A first valve seat and a second valve seat that are opened or closed in accordance with the operation of the valve body, and one of the flow paths that has a predetermined throttle diameter between the valve seats and the outlet port and that conducts. It is characterized in that it comprises two throttle channels forming a part, and valve body guiding means for guiding the valve body to each of the valve seats.
[0010]
According to such an invention, when the valve body guiding means guides the valve body, one of the first valve seat and the second valve seat is opened and the other is closed. Then, the fluid introduced from the inlet port passes through a restricting flow path that communicates from the valve seat on the open side to the outlet port, and is sent out from the outlet port in a state in which a flow rate, a pressure, and the like are adjusted by a restrictor therebetween. You.
On the other hand, if the valve seat to be opened is different from the above case, the fluid introduced from the inlet port passes through another throttle flow path that communicates with the same outlet port from this valve seat, and the flow rate and It is delivered from the outlet port in a state where the pressure and the like are adjusted.
That is, by selecting one of the throttles fixedly provided in the flow path, a fluid adjusted to a flow rate, a pressure, or the like corresponding to the diameter of the throttle is sent out from the same outlet port.
If both valve seats are open depending on the position of the valve body, the fluid passes through both throttle passages and is discharged from the outlet port.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the flow control device according to the first or second aspect, a plurality of the outlet ports are provided on an outer peripheral portion of the housing.
[0012]
According to such an invention, for example, if a valve is provided on a circuit connected to each outlet port, a flow rate adjustment and the like can be performed from the outlet port connected to the valve opened in each valve. Fluid will be delivered and no fluid will be delivered from the outlet port to which the other closed valves are connected.
In other words, the provision of a plurality of connection directions of the outlet ports leads to a configuration in which the supply destination of the fluid whose flow rate is adjusted can be easily changed.
In addition, the throttle flow path that conducts to each outlet port may be a common throttle flow path that conducts from the valve body side to all of the outlet ports, or each of the outlet flow paths that solely conducts to each outlet port from the valve body side. It may be a throttle channel paired with a port.
[0013]
According to a fourth aspect of the present invention, in the flow control device according to any one of the first to third aspects, the valve body guiding means is configured to control the valve body according to a pressure of an externally supplied operating fluid. Characterized in that it has a piston that operates in the same direction as the moving direction.
[0014]
The piston operates in the direction in which the pressure is received by receiving the pressure of the operating fluid on the pressure receiving surface, and guides the valve body to move so that the first valve seat or the second valve seat is opened. Further, the piston is arranged such that its own operation direction is the same as the movement direction of the valve body, so that the operation of the piston is transmitted to the valve body without waste.
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the flow control device according to any one of the first to fourth aspects, a seal forming a partition wall of the flow path between the valve body and the valve body guiding means. A member is provided.
[0016]
According to such a configuration, the partition between the component including the space provided with the valve body guiding means and the space forming the flow path provided with the valve body is accurately made by the seal member, and the operation of the valve body guiding means is ensured. And the operation is transmitted to the valve body.
[0017]
According to a sixth aspect of the present invention, in the flow rate adjusting device according to any one of the first to fifth aspects, the throttle passage is provided with a throttle diameter changing means for changing a throttle diameter. Features.
[0018]
The throttle diameter changing means is provided in a part of the throttle flow path. By changing the throttle diameter of the throttle flow path, the throttle flow path referred to here is not always limited to the same throttle diameter. .
For example, it is a configuration in which an adapter having a specific aperture diameter is fitted into a part of the aperture channel, and a plurality of adapters are prepared according to several types of aperture diameters, and these are appropriately replaced. Various flow adjustments and the like can be performed even in the same throttle flow path. Although it is possible to replace the adapter after assembling the device, it is desirable to form a shape for fitting the adapter in advance in the throttle channel and attach an appropriate adapter according to the user's request at the time of assembly. .
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the flow rate adjusting device of the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
FIG. 1 and FIG. 2 are cross-sectional views illustrating the internal configuration and structure of the flow control device according to the first embodiment of the present invention. The sectional view of FIG. 1 shows a case where the fluid is sent out by a large throttle, while the sectional view of FIG. 2 shows a case where the fluid is sent out by a small throttle.
[0020]
The
[0021]
Now, the above-mentioned flow path will be described in detail. The flow path is located above the
Further, as another flow path, the
In other words, the fluid introduced from the
[0022]
Here, each of the
Also, the
[0023]
Next, the flow of the fluid by the operation of the
The
[0024]
Of the valve seats 31 and 32, the
[0025]
Next, a mechanism for guiding the
[0026]
The
The peripheral portion of the
[0027]
The
A
A recess is formed in the outer periphery of the disk portion of the
[0028]
When air is introduced from the first
[0029]
Therefore, the fluid introduced from the
[0030]
Further, when air is introduced from the second
[0031]
Therefore, the fluid introduced from the
[0032]
As described above, according to the
[0033]
Note that the flow rate adjusting device shown in the present embodiment is an embodiment of the present invention, and is not to be construed as being limited thereto, but may have a configuration described below as a modification.
An
[0034]
If a valve is provided on the circuit connected to each outlet port, one of the throttle channels selected from the outlet port connected to the valve opened in each valve. Will be delivered in a state where the flow rate and the like have been adjusted, and no fluid will be delivered from the outlet port to which the other closed valves are connected.
That is, in the former outlet port, fluid is delivered by selecting one of the two restricting passages that communicate with the outlet port in accordance with the operation of the
Further, when the open position of the valve is changed, the fluid that has passed through one of the two throttle channels that are connected to the outlet port to which the opened valve is connected is sent out. If the diameter of the throttle at this time is different from the others, the fluid is delivered according to the diameter of the throttle.
Therefore, it is possible to realize a flow rate adjusting device that improves versatility in performing accurate flow rate adjustment and the like while branching the fluid and sending out the fluid.
[0035]
Further, as in the above-described embodiment, a configuration may be employed in which a plurality of
[0036]
As another modified example, the guidance of the
According to this, the number of pressure introduction ports for introducing air can be reduced.
[0037]
Further, the example in which the
According to this, it is suitable for adjusting the flow rate of a fluid flowing at a low flow rate or a low pressure, and the structure can be simplified and the size can be reduced.
[0038]
[Second embodiment]
Next, a second embodiment of the flow control device of the present invention will be described with reference to FIGS. Note that the configuration of the present embodiment is different from the configuration of the first embodiment in the structure and configuration of the throttle channel. Therefore, the different points will be described in detail, and the same reference numerals will be given to the same configurations. The description will be partially omitted.
[0039]
In the
The
[0040]
Now, when such a
[0041]
A plurality of
[0042]
Although the
As shown in the first embodiment, each throttle channel is formed in order to prepare two throttle diameters required for normal use. However, as described in the present embodiment, a change in the aperture diameter itself can be handled by exchanging the
[0043]
The following may be a modification of the aperture adapter.
As in the previous embodiment, a thread is formed on the outer periphery of the aperture adapter. Then, as a change point, the diaphragm adapter is formed in a cylindrical shape having a wall surface at one end side and having a hollow inside thereof. The shape of the hollow portion is a shape into which a hexagon wrench is fitted, and a through hole is formed in a wall surface on one end side. The diameter of this through hole is formed in consideration of the diameter of the throttle channel. It goes without saying that the hollow portion is formed corresponding to the hexagon wrench for tightening and removing the
[0044]
According to the flow
Further, it is possible to provide a highly versatile
[0045]
In the present embodiment, the case where the throttle adapter is provided in one of the two flow paths that conduct to the
[0046]
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the flow control device of the present invention will be described with reference to FIG. The configuration of the present embodiment is provided with a configuration for guiding the
[0047]
In the
[0048]
In the state shown in FIG. 5, the
[0049]
As a result, the
[0050]
Although the
[0051]
According to the
It should be noted that each of the
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the flow control device of the present invention, the following effects can be obtained.
According to the flow control device according to the first aspect of the present invention, in the housing, the inlet port of the fluid, the outlet port, the flow path connecting these ports, and the valve disposed between the flow path A plurality of throttle channels that open toward the outer periphery of the valve body and communicate with the outlet port, and guide movement of the valve body to guide fluid to the outlet port using at least one of the throttle channels. Since the valve body guiding means is provided, the fluid can be delivered from the same outlet port according to various prepared throttle diameters without removing the device from the circuit. Therefore, the flow of the fluid can be easily and accurately changed and controlled using the fixed throttle.
[0053]
According to the invention described in claim 2, the fluid inlet port, the outlet port, the flow path connecting these ports, the valve element disposed between the flow paths, and the operation of the valve element A first valve seat and a second valve seat which are opened or closed, and two throttle flows which form a part of the flow path which has a predetermined throttle diameter between these valve seats and the outlet port, and which communicates with each other; And the valve body guiding means for guiding the valve body to each valve seat, so that the flow introduced from the inlet port is adjusted by using at least one of the two throttles. The pressure of the fluid introduced from the inlet port can be appropriately increased while the pressure of the fluid sent from the outlet port is adjusted using at least one of the two throttles, and the fluid can be sent from the same outlet port. In addition, since the diameter of the throttle through which the fluid passes can be changed in the apparatus, the work of changing the throttle on a circuit including the present apparatus becomes easy. In addition, since it is a fixed throttle provided in the throttle channel, high accuracy in flow rate adjustment and pressure adjustment can be secured.
[0054]
According to the third aspect of the present invention, since a plurality of outlet ports are provided, the supply destination is changed while the flow rate is adjusted using two throttles per one outlet port, and the fluid whose flow rate is adjusted is controlled. It can be easily supplied to any of a plurality of required supply destinations. As a result, it is possible to perform more various flow adjustments and the like, and the versatility of the present apparatus can be further improved.
[0055]
According to the invention described in claim 4, the valve body guiding means is configured to have the piston that moves in the same direction as the moving direction of the valve body in accordance with the pressure of the operation fluid supplied from the outside. The valve element can be operated accurately without waste according to the pressure of the operating fluid. Further, the structure for moving the valve element is simplified, and the apparatus can be made compact.
[0056]
According to the fifth aspect of the present invention, since the seal member serving as the partition wall of the flow path is provided between the valve body and the valve body guiding means, the partition between them can be easily configured. The operation of the valve body guiding means can be transmitted to the valve body. Therefore, it is possible to reduce the cost when configuring the valve body guiding means.
[0057]
According to the invention described in claim 6, since the throttle flow path is provided with the throttle diameter changing means for changing the throttle diameter, even when the flow rate of the fluid is adjusted using the same throttle flow path, The flow rate can be adjusted in various ways by changing the diameter of the throttle channel. Therefore, it is possible to improve the versatility by expanding the setting range of the flow rate adjustment and the like of the apparatus, and to realize the flow rate adjustment apparatus at low cost according to the common use. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an internal configuration and a structure of a flow rate adjusting device according to a first embodiment of the present invention, showing a state in which a fluid is circulated using a throttle channel having a large throttle diameter. I have.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating an internal configuration and a structure of the flow rate adjusting device according to the first embodiment of the present invention, showing a state in which a fluid is circulated using a throttle channel having a small throttle diameter. I have.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a configuration and a structure of a flow rate adjusting device according to a second embodiment of the present invention.
FIGS. 4A and 4B are diagrams illustrating the structure of the diaphragm diameter changing means according to the present invention, wherein FIG. 4A is a partial cross-sectional view, and FIG. 4B is a bottom view of FIG.
FIG. 5 is a sectional view illustrating a configuration and a structure of a flow control device according to a third embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Flow control device
10 Housing
11 entrance port
12 Valve room (flow path)
13 Upper space (flow path)
14 First throttle channel
15 Exit port
16 Lower space (flow path)
17 Lower outer space (flow path)
18 Second throttle channel
19 Aperture adapter (Aperture diameter changing means)
20 1st pressure chamber
21 Second pressure chamber
22 First pressure introduction port (valve guiding means)
23 Second pressure introduction port (valve guiding means)
30 valve body
31 1st valve seat
32 Second valve seat
35 Diaphragm (seal member)
40 piston (valve guiding means)
50 Lock dial
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2002230522A JP2004070746A (en) | 2002-08-07 | 2002-08-07 | Flow rate adjusting device |
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JP2002230522A Pending JP2004070746A (en) | 2002-08-07 | 2002-08-07 | Flow rate adjusting device |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2004070746A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2006022096A1 (en) * | 2004-08-26 | 2006-03-02 | Surpass Industry Co., Ltd. | Liquid regulator |
JP2007299344A (en) * | 2006-05-08 | 2007-11-15 | Ckd Corp | Flow rate controller |
-
2002
- 2002-08-07 JP JP2002230522A patent/JP2004070746A/en active Pending
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