JP6238798B2 - Flow regulating valve and fluid control apparatus including the same - Google Patents
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Description
本発明は、化学工場、または半導体製造分野、液晶製造分野、食品分野などの各種産業に使用される流量調整弁及びこれを備える流体制御弁に関するものである。 The present invention relates to a flow control valve used in various industries such as a chemical factory, a semiconductor manufacturing field, a liquid crystal manufacturing field, and a food field, and a fluid control valve including the same.
従来、各種産業に使用される流量調整弁として、図5に示すような流量調整弁があった(例えば、特許文献1)。この流量調整弁は、本体101上部に配置され被制御流体の流量調整を行う流量調整弁部102と流量調整弁部102の直下に配置され被制御流体の圧力変動を抑制する圧力制御弁部103とを組み合わせた複合調整弁である。本体101には、流入流路104と、流入流路104に連通する流量調整弁部102の弁室105と、流出流路106と、流出流路106に連通する圧力制御弁部103の弁室107と、弁室105と弁室107を連通し弁室105から垂下する内部流路108が形成されている。弁室105には、弁室105内の流入流路104の開口部の開度を調整するダイヤフラム109が配置され、本体101上部には駆動軸110を介してダイヤフラム109を進退させる電気式駆動部111が配置されている。互いに異なる機能である流量調整弁部102と圧力制御弁部103とがひとつの本体101に組み込まれることによって、流量調整弁の容積を抑え、設置場所を少なくすることができる。
Conventionally, there has been a flow rate adjustment valve as shown in FIG. 5 as a flow rate adjustment valve used in various industries (for example, Patent Document 1). The flow rate adjusting valve is arranged at the upper part of the
しかしながら、前記従来の流量調整弁では、弁室105の直下に弁室107が形成されていることから、流入流路104、内部流路108、流出流路106の配置によっては、流路104、106、108が互いに干渉する場合がある。また、それらの流路104、106、108を干渉しないように配置すると流量調整弁が嵩高くなるおそれがある。また、流入流路104の開口と流出流路106の開口の流路軸線が同一軸線上に存在せず段違いになることによって、流量調整弁の前後の配管の施工が煩雑になるというおそれがある。流路104、106、108の干渉や流入流路104の開口と流出流路106の開口の流路軸線が一致しないことは流路104、106、108を斜めに形成することによって回避することができるが、流路104、106、108を斜めに形成すると流路104、106、108の配置が複雑になりやすく、加工や成形方法が限定されるおそれがある。
However, in the conventional flow rate adjustment valve, since the
本発明は、上記のような従来技術の課題に鑑みなされたものであり、一つの本体に流量を調整する部分と圧力を調整する部分を備えるとともに、コンパクトかつ流路の形成が容易な流量調整弁及びこれを備える流体制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and is provided with a part for adjusting the flow rate and a part for adjusting the pressure in one main body, and is compact and easy to form a flow path. An object is to provide a valve and a fluid control apparatus including the valve.
このため本発明は、上面に形成された第一弁室と、下面に形成され第一弁室の中心軸線と平行な中心軸線を有する第二弁室と、第一開口を有し前記第一弁室に連通する第一流路と、前記第一弁室と前記第二弁室とを連通する連通流路と、第二開口を有し前記第二弁室に連通する第二流路と、を備え、前記第一開口と前記第一流路と前記連通流路と前記第二流路と前記第二開口のそれぞれの流路軸線が同一平面上に配置された本体と、前記本体の上部に固定されるボンネットと、前記ボンネットの内部空間に配置される駆動手段と、下面に弁体を備え、前記駆動手段により上下動されることによって前記連通流路の開口面積を変化させ、第二弁室の中心軸線と交差する第一ダイヤフラムと、前記第二弁室の下方を覆い、第一弁室の中心軸線と交差する第二ダイヤフラムと、前記第二ダイヤフラムを前記本体と挟持固定する第二ダイヤフラム押さえと、前記第二ダイヤフラムを第二弁室方向に付勢する付勢手段と、を具備することを第一の特徴とする。 Therefore, the present invention includes a first valve chamber formed on the upper surface, a second valve chamber formed on the lower surface and having a central axis parallel to the central axis of the first valve chamber, and a first opening having the first opening. A first flow path communicating with the valve chamber, a communication flow path communicating with the first valve chamber and the second valve chamber, a second flow path having a second opening and communicating with the second valve chamber, A main body in which channel axes of the first opening, the first flow path, the communication flow path, the second flow path, and the second opening are arranged on the same plane, and an upper part of the main body. A fixed bonnet, a driving means disposed in an internal space of the bonnet, and a valve body on a lower surface thereof, wherein the opening area of the communication flow path is changed by being moved up and down by the driving means; A first diaphragm that intersects the central axis of the chamber, covers the lower part of the second valve chamber, and intersects the central axis of the first valve chamber. A first diaphragm, a second diaphragm presser for clamping and fixing the second diaphragm to the main body, and a biasing means for biasing the second diaphragm toward the second valve chamber. Features.
また、前記駆動手段が、前記ボンネットの内部空間に配置される電気式駆動部と、前記電気式駆動部と前記本体とを接続し、下部に駆動軸が貫通する貫通孔を有する取り付け台と、前記電気式駆動部と前記本体との間に配置され、前記電気式駆動部の作動により昇降する前記駆動軸と、を備え、前記駆動軸は、前記電気式駆動部の軸部に固定される第一軸部と、前記第一軸部に対して回動不能かつ上下動自在に接続された第二駆動軸と、を備え、前記第二駆動軸は鍔部と軸部とを有し、前記鍔部は、前記第二駆動軸の動作を回動不能に規制するガイド手段と、前記弁体の所定動作範囲外への移動を前記鍔部以外の部品に干渉させることによって制限する機械式制限手段と、前記弁体の所定動作範囲外への移動または所定動作範囲内における移動を前記鍔部の位置を少なくとも二か所で検出することによって制限するセンサ式制限手段と、を備え、前記センサ式制限手段は、それぞれ単独で取り付け位置を調整することができ、かつ水平方向に平行に配置された少なくとも二つのセンサを有し、前記軸部と前記取り付け台の前記貫通孔との間には隙間が形成され、前記第一ダイヤフラムと前記第二駆動軸に挟持固定され、前記第二駆動軸の先端部を内包し前記本体側にすぼまるすり鉢形状に形成され、前記本体と前記電気式駆動部とを隔てる第三ダイヤフラムを備え、前記第一ダイヤフラムと前記第三ダイヤフラムとの間には、前記第一ダイヤフラムの上面を底面とし、前記第三ダイヤフラムの下面を天井面とし、径方向に広がる環状空間が形成されていることを第二の特徴とする。 Further, the drive means is connected to the electric drive unit disposed in the internal space of the bonnet, the electric drive unit and the main body, and a mounting base having a through-hole through which the drive shaft passes. The drive shaft is disposed between the electric drive unit and the main body and moves up and down by the operation of the electric drive unit, and the drive shaft is fixed to the shaft portion of the electric drive unit A first shaft portion and a second drive shaft connected to the first shaft portion so as not to be rotatable and vertically movable, the second drive shaft has a flange portion and a shaft portion; The flange portion is a mechanical unit that restricts movement of the valve body out of a predetermined operation range by interfering with components other than the flange portion, and guide means for restricting the operation of the second drive shaft to be unrotatable. The limiting means and the movement of the valve body outside the predetermined operation range or within the predetermined operation range. Sensor type limiting means for limiting the position of the collar by detecting the position of the buttock in at least two locations, each of the sensor type limiting means can independently adjust the mounting position, and in the horizontal direction. Having at least two sensors arranged in parallel, a gap is formed between the shaft portion and the through hole of the mounting base, and is sandwiched and fixed between the first diaphragm and the second drive shaft, A third diaphragm that encloses the tip of the second drive shaft and squeezes into the main body side and separates the main body and the electric drive unit; and the first diaphragm and the third diaphragm, A second feature is that an annular space extending in the radial direction is formed between the upper surface of the first diaphragm and the lower surface of the third diaphragm as a ceiling surface.
また、請求項1または請求項2に記載の流量調整弁と、流量計と、該流量計からの出力に応じて流量調整弁の制御を行う制御部とを備える流体制御装置を第三の特徴とする。
A third feature of the fluid control device comprising the flow rate adjusting valve according to
本発明によれば、流量を調整する弁室である第一弁室と圧力を調整する弁室である第二弁室が互いの中心軸線が平行になるように配置され、また、第一弁室と第二弁室が、第一弁室と第二弁室の中心軸線がそれぞれ第二ダイヤフラムと第一ダイヤフラムに交差するように配置されているので、一つの本体に二つの弁室が形成されているにも係らず、本体をコンパクトに形成することができる。また、第一開口と第一流路と連通流路と前記第二流路と第二開口のそれぞれの流路軸線が同一平面上に配置されているので、各種流路を単純なレイアウトで形成することができ、本体を簡単に形成することができる。 According to the present invention, the first valve chamber, which is a valve chamber for adjusting the flow rate, and the second valve chamber, which is a valve chamber for adjusting the pressure, are arranged such that their central axes are parallel to each other, and the first valve The chamber and the second valve chamber are arranged so that the central axes of the first valve chamber and the second valve chamber intersect the second diaphragm and the first diaphragm, respectively, so that two valve chambers are formed in one main body. In spite of this, the main body can be made compact. In addition, since the flow path axes of the first opening, the first flow path, the communication flow path, the second flow path, and the second opening are arranged on the same plane, various flow paths are formed with a simple layout. And the body can be easily formed.
以下、図面を参照して、本発明による流量調整弁の実施の形態を説明するが、本発明が本実施形態に限定されないことは言うまでもない。最初に、図1を参照して第一の実施形態の流量調整弁の全体構成を説明する。 Hereinafter, embodiments of a flow rate adjusting valve according to the present invention will be described with reference to the drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to the embodiments. Initially, the whole structure of the flow regulating valve of 1st embodiment is demonstrated with reference to FIG.
本体1はポリテトラフルオロエチレン(以下、PTFE)製であり、略四角柱形状に形成されている。本体1の上面(図1では上側)には、下部ボンネット3の凸部32を受容する第一凹部10が形成され、第一凹部10の底面外周縁には、第一ダイヤフラム7の断面L字形状の外周縁を受容する環状溝部16が形成されている。第一凹部10の中央部には第二凹部11が形成され、第二凹部11の内周面と第一ダイヤフラム7の下面とで形成される空間が第一弁室12となる。第一弁室12の底面中央から径方向に偏った位置には第一開口13に連通する第一流路14が形成されている。第一弁室12の底面中央には連通流路15が垂下して形成され、連通流路15は第二弁室17の底面(図1では上側)中央から径方向に偏った位置に連通している。第一弁室12では、連通流路15に第一ダイヤフラム7のニードル部31が挿入され、ニードル部31の位置の変化が連通流路15の開口面積を変化させることによって、第一弁室12を流れる流体の流量を調整している。
The
本体1の下面(図1では下側)には、第二ダイヤフラム押さえ9を受容する第三凹部18が形成され、第三凹部18の底面外周縁には、第二ダイヤフラム8の断面L字形状の外周縁を受容する環状溝部19が形成されている。第三凹部18の中央部には第四凹部20が形成され、第四凹部20の内周面と第二ダイヤフラム8の連通流路15側の面とで形成される空間が第二弁室17となる。第二ダイヤフラム8と第二ダイヤフラム押さえ9との間には、第二ダイヤフラム8を第二弁室側に付勢する付勢手段であるスプリング23が配置されている。ここで、第二弁室17は、第二弁室17の中心軸線が第一弁室12の中心軸線と平行になるように配置されている。また、第一弁室12と第二弁室17は、第一弁室12と第二弁室17の中心軸線がそれぞれ第二ダイヤフラム8と第一ダイヤフラム7に交差するように配置されている。第二弁室17の底面中央から第一弁室12側に偏った位置には第一弁室12と第二弁室17を連通する連通流路15が接続されている。第二弁室17の底面中央には第二開口21に連通する第二流路22が形成されている。第二弁室17では、第二ダイヤフラム8およびスプリング23が流体の圧力の変動を吸収することによって、第二弁室17を流れる流体の圧力を調整している。
A third recess 18 that receives the second diaphragm retainer 9 is formed on the lower surface (lower side in FIG. 1) of the
第一の実施形態では、第一弁室12が本体1上面に形成され、第二弁室17が本体1下面に形成されているが、第一弁室12と第二弁室17はそれぞれが本体1の対向する面に形成されていれば同様の効果を得ることができる。また、第一開口13と第二開口21はどちらからでも流体を流入させることができる。また、第一の実施形態では、連通流路15が第一弁室12底面中央から第二弁室17の底面中央から径方向に偏った位置に連通しているが、連通流路15の始点と終点はこれに限定されることはない。例えば、第一流路14が第一弁室12底面中央に連通している場合は、連通流路15が第一弁室12底面中央から第二弁室17側に偏った位置から第二弁室17の底面中央から第一弁室12側に偏った位置に連通するように形成されてもよい。また、第一の実施形態では、連通流路15は直線状に形成されているが、連通流路15のニードル弁体31が挿入される範囲以外は直線状に限定されることはなく、途中で屈曲させてもよい。また、例えば、第一流路14が第一弁室12底面中央に連通している場合は、連通流路15にニードル弁体31が挿入されないので、連通流路15が斜めに形成されてもよい。
In the first embodiment, the
電気式駆動部5は取り付け台4の上部にボルト・ナット(図示せず)で固定されている。電気式駆動部5の内部にはステッピングモータが備えられ、ステッピングモータの下部にはモータ軸部24が備えられている。電気式駆動部5のモータ軸部24には軸部6の第一駆動軸25が回動不能かつ上下動不能に固定されている。
The
軸部6は第一駆動軸25と第二駆動軸26を備える。第一駆動軸25はステンレススチール(以下、SUS)製であり、略円筒形状に形成されている。第一駆動軸25の内部にはモータ軸部24に嵌挿されるための貫通孔が形成され、下部には第二駆動軸26と螺合するための雄ネジ部が形成されている。
The
第二駆動軸26はSUS製であり、略円筒形状に形成されている。第二駆動軸26の上部には第一駆動軸25と螺合するための雌ネジ部が形成されている。また、第二駆動軸26の上部には、平面視矩形状の鍔部27が形成されている。鍔部27の角には、取り付け台4に装着され、第二駆動軸26の回動を規制するガイド28が挿通する貫通孔が形成されている。第二駆動軸26の下部には第一ダイヤフラム7と螺合するための雌ネジ部が形成されている。第二駆動軸26は第一駆動軸25に対して回動不能かつ上下動自在に螺合されており、電気式駆動部5の駆動により上下動する。
The
第一ダイヤフラム7はPTFE製である。第一ダイヤフラム7の中央部は弁体部29である。弁体部29の上部には第二駆動軸26と連結するための雄ネジ部が形成され、下部には垂下に突出し本体1方向にすぼまる円錐台形状のニードル部31が形成されている。弁体部29の中部からは、膜部30が径方向に延設されている。膜部30の中央部はすり鉢状に形成されたすり鉢状膜部であり、すり鉢状膜部の外周縁には電気式駆動部5方向に凸状に湾曲する湾曲膜部が延設されている。湾曲膜部30の外周縁には平板状膜部が延設され、平板状膜部の外周縁には断面L字形状の円筒状膜部が延設されている。円筒状膜部の上面にはOリングが装着されている。第一ダイヤフラム7は湾曲膜部より外周の部分を下部ボンネット3と本体1とによって水密状態で挟持固定されている。第一ダイヤフラム7は第二駆動軸26、第一駆動軸25を介して電気式駆動部5に連結されており、電気式駆動部5によってニードル部31が上下動される。
The
ボンネットはポリ塩化ビニル(以後、PVC)製であり、略四角筒形状に形成され、上部ボンネット2と下部ボンネット3とを備える。下部ボンネット3は本体1の上面にボルト・ナット(図示せず)で固定される。下部ボンネット3の下面には下方向に突出する階段状の凸部32が形成され、凸部32の中央部には下部ボンネット3と第二駆動軸26が摺接することなく十分な隙間をもって挿通される貫通孔33が形成されている。凸部32の一部は本体1上面に形成された第一凹部10に嵌合され、凸部32の一部は本体1上面に当接している。上部ボンネット2は電気式駆動部5を覆い、下部ボンネット3の上面に水密状態で固定されている。上部ボンネット2の側面には導線(図示せず)を接続する配線孔が形成されている。
The bonnet is made of polyvinyl chloride (hereinafter referred to as PVC), is formed in a substantially rectangular tube shape, and includes an
取り付け台4はPVC製であり、略四角筒形状に形成されている。取り付け台4は本体1に固定され、電気式駆動部5と本体1とを連結している。取り付け台4の対向する二つの側面は開口されている。取り付け台4の上面中央部には貫通孔が形成され電気式駆動部5のモータ軸部24が貫通している。取り付け台4の下面中央部には貫通孔39が形成され軸部6の第二駆動軸26が隙間38を形成して貫通している。取り付け台4の内側には第二駆動軸26の回動を規制するガイド手段であるガイド28が配置されている。
The mounting
第二ダイヤフラム8はPTFE製である。第二の中央部には弁体部34が形成されている。弁体部34の中部からは、膜部35が径方向に延設されている。膜部35の中央部には本体1方向にすぼまるすり鉢状膜部が形成されている。すり鉢状膜部の外周縁には第二ダイヤフラム押さえ9方向に凸状に湾曲する湾曲膜部が延設されている。湾曲膜部の外周縁には平板状膜部が延設され、平板状膜部の外周縁には断面L字形状の円筒状膜部が延設されている。円筒状膜部の上面にはOリングが装着されている。第二ダイヤフラム8は湾曲膜部より外周側の部分を第二ダイヤフラム押さえ9と本体1とによって水密状態で挟持固定されている。
The
第二ダイヤフラム押さえ9はPTFE製である。第二ダイヤフラム押さえ9は略円板形状であり、上面には凹部36が形成されており、第二ダイヤフラム8の第二ダイヤフラム押さえ9側の面と凹部36の内周面とで空間37が形成されている。第二ダイヤフラム押さえ9の下面には空間37に連通する呼吸孔が形成されている。空間37には第二ダイヤフラム8を本体1方向に付勢する付勢手段であるスプリング23が配置され、スプリング23は第二ダイヤフラム8と第二ダイヤフラム押さえ9に挟持固定されている。
The second diaphragm retainer 9 is made of PTFE. The second diaphragm retainer 9 has a substantially disc shape, and a
次に、第一の実施形態に係る流量調整弁の主な作用について説明する。図1に示すように、流量調整弁の第一開口13から流入した流体は第一流路14を経て第一弁室12に流入する。第一弁室12では、ニードル弁体31の上下動による連通流路15の開口面積の変化によって、流量を調整することができる。ここで、電気式駆動部5のステッピングモータが作動しモータ軸部24および第一駆動軸25が駆動(正転)すると、第二駆動軸26がガイド28に沿って下降し、第二駆動軸26に伴って第一ダイヤフラム7のニードル部31が下降する。このとき、連通流路15の開口面積は小さくなるので、第一弁室12を流れる流体の流量が減少する。また、モータ軸部24および第二駆動軸26が駆動(反転)すると、第二駆動軸26が上昇し、第二駆動軸26に伴って第一ダイヤフラム7のニードル部31が上昇する。このとき、連通流路15の開口面積は大きくなるので、第一弁室12を流れる流体の流量が増加する。ここで、第二駆動軸26と取り付け台4との間には隙間38が形成されており、第二駆動軸26外周面と取り付け台4の貫通孔39、下部ボンネット2の貫通孔33の内周面が摺接しないので、第二駆動軸26の昇降に伴う摩擦抵抗を抑えることができ、電気式駆動部5の出力を小さくすることができる。電気式駆動部5の出力が小さくなると、電気式駆動部5の発熱量を抑えることができるので、樹脂製部品の寸法変化を抑え、寸法変化の流量制御に及ぼす影響を抑えることができる。第一の実施形態では、全閉状態は想定されていないが、全閉状態が必要な場合は、連通流路15の周縁部を弁座とし、弁座と第一ダイヤフラム7の弁体部29底面とを当接させてもよい。
Next, main actions of the flow rate adjusting valve according to the first embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the fluid flowing in from the
第一弁室12から流量を調整されて連通流路15に流入した流体は第二弁室17に流入し、さらに、第二流路22を流れ、第二開口21から流出する。このとき、第一弁室12よりも下流側で圧力変動が生じる場合がある。第二弁室17では、第二ダイヤフラム8の第二弁室17側の面が受ける流体の圧力の変動を第二ダイヤフラム8の空間37側の面が受けるスプリング23の付勢力によって吸収することができ、圧力を一定に保持することができる。従って、例えば、第一弁室12の下流側に生じた脈動などの圧力変動が第一ダイヤフラム7に伝わるのを防ぐことができる。このように、流量を調整する作用を有する第一弁室12の下流側に、圧力を調整する作用を有する第二弁室17を設けることによって、流量調整に及ぼす圧力変動の影響を小さくすることができ、正確かつ安定的に流量を調整することができる。
The fluid whose flow rate is adjusted from the
ここで、第一弁室12と第二弁室17は、互いの中心軸線が平行になるように配置されているので、一つの本体1に二つの弁室12、17が形成されているにも係らず、本体1を上下方向にコンパクトに形成することができる。また、第一弁室12と第二弁室17が、第一弁室12と第二弁室17の中心軸線がそれぞれ第二ダイヤフラム8と第一ダイヤフラム7に交差するように配置されているので、一つの本体1に二つの弁室12、17が形成されているにも係らず、本体1を水平方向にコンパクトに形成することができる。また、連通流路15を第一弁室12から第二弁室17に向けて垂下して形成すると、第一弁室12と第二弁室17とをより近接して配置することができる。また、前記第一開口13と前記第一流路14と前記連通流路15と前記第二流路22と前記第二開口21のそれぞれの流路軸線が同一平面上に配置されているので、各種流路14、15、22をコンパクトかつ単純な配置で形成することができ、本体1をコンパクトかつ簡単に形成することができる。
Here, since the
次に、図2、図3を参照して第二の実施形態の流量調整弁の全体構成を説明する。なお、第一の実施形態と同様の箇所には同一の符号を付し、以下では第一の実施の形態との相違点を主に説明する。 Next, the overall configuration of the flow rate adjusting valve of the second embodiment will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location similar to 1st embodiment, and the difference with 1st embodiment is mainly demonstrated below.
第二駆動軸26は先端部が本体1方向にすぼまる円錐台形状に形成されている。また、第二駆動軸26の鍔部27の側面には、上限位置センサ51a、下限位置センサ51bとなる透過型フォトセンサに対応する上限検出部52a、下限検出部52bが突出して形成されている。上限位置センサ51a、下限位置センサ51bは、第一ダイヤフラム7のニードル部31があらかじめ設定された動作範囲よりも本体1方向または電気式駆動部5方向に移動しすぎないように、第二駆動軸26の移動を規制するセンサ式制限手段である。また、鍔部27の中央部近傍には棒状のストッパ53が固定されている。ストッパ53は端部を取り付け台4の天井面または底面に衝突させて、第一ダイヤフラム7のニードル部31があらかじめ設定された動作範囲よりも本体1方向または電気式駆動部5方向に移動しすぎないように、第二駆動軸26の移動を規制する機械式制限手段である。第二の実施形態では、機械式制限手段はセンサ式制限手段が機能しなかったときに機能するように配置されている。第二駆動軸26の移動を規制する二つの制限手段は、主にニードル部31が本体1に衝突することを防ぐために設けられている。センサ式制限手段と機械式制限手段の複数の制限手段が設けられることによって、ニードル弁体31が本体1に衝突することを確実に防ぐことができる。また、第二駆動軸26に鍔部27を形成し、鍔部27に複数の制限手段を設けたによって、流量調整弁をコンパクトにすることができる。
The
第三ダイヤフラム54はPTFE製である。第三ダイヤフラム54の中央には貫通孔が形成されている。第三ダイヤフラム54の中央部はすり鉢状に形成されたすり鉢状膜部であり、すり鉢状膜部は第二駆動軸26の先端部を内包するように配置されているので、流量調整弁を上下方向にコンパクトに形成することができる。すり鉢状膜部の外周縁には平板状膜部が延設され、平板状膜部の外周縁には断面L字形状の円筒状膜部が延設されている。第三ダイヤフラム54はすり鉢状膜部より外周の部分を取り付け台4と下部ボンネット3とによって水密状態で挟持固定されている。また、第三ダイヤフラム54はすり鉢状膜部の貫通孔の周縁を第二駆動軸26と第一ダイヤフラム7とによって水密状態で挟持固定されている。第一ダイヤフラム7と第三ダイヤフラム54とを上下方向に並べて配置することによって、第一ダイヤフラム7を透過した流体の電気式駆動部5側への侵入を第三ダイヤフラム54で防ぐことができるので、電気式駆動部5側と第一弁室12とを効果的に隔離することができる。第三ダイヤフラム54と第一ダイヤフラム7との間には、第一ダイヤフラム7の上面を底面とし、第三ダイヤフラム54の下面を天井面とし、第一ダイヤフラム7と第三ダイヤフラム54との間に他の部材を介在せず、径方向に広がる環状空間37が形成されている。環状空間56が形成されることによって、第一ダイヤフラム7と第三ダイヤフラム54とを近接して配置することができるので、流量調整弁の高さを抑えることができる。
The
下部ボンネット3の凸部32の上面には階段状の凹部55が形成され、凹部55には取り付け台4の階段状の凸部32が受容される。また、下部ボンネット3の側面には貫通孔(図示せず)が形成され、第一ダイヤフラム7と第三ダイヤフラム54との間に形成される環状空間56と流量調整弁の外部とを連通している。
A stepped
取り付け台4の下面には、階段状の凸部59が形成され、凸部59は下部ボンネット3の凹部55に受容されている。また、取り付け台4には上限位置センサ51a、下限位置センサ51bの基板が固定されている。取り付け台4の内側に配置されたガイド28には、上限位置センサ51a、下限位置センサ51bを取り付ける支持具57が固定されている。支持具57には上限位置センサ51a、下限位置センサ51bをそれぞれ取り付ける支持板58a、58bが水平方向に平行に固定されている。すなわち、上限位置センサ51a、下限位置センサ51bはそれぞれ単独で位置を調整することができ、かつ水平方向に平行に配置されている。このように位置センサ51がそれぞれ単独で位置調整ができるように、位置センサ51を支持板58に固定することによって、位置センサ51の微調整が容易になる。また、上限位置センサ51a、下限位置センサ51bが水平方向に平行に配置されることによって、狭隘な空間でも複数の位置センサ51を取り付けることができる。
A step-like
第二の実施形態では、センサ式制限手段として透過型フォトセンサを用いているが、センサはリミットスイッチやマグネットセンサでもよく、第二駆動軸26の位置を検出することができるものであれば特に限定されない。また、第二の実施形態では、第二駆動軸26の上限位置と下限位置に位置センサ51を設けたが、あらかじめ設定された動作範囲内の位置、例えば、第二駆動軸26の基準位置となる原点位置に位置センサを設けてもよい。また、第二の実施形態では上限位置センサ51a、下限位置センサ51bをそれぞれ異なる支持板58a、58bに取り付けたが、さらに位置センサ51を加える場合は一つの支持板58に二つの位置センサ51を取り付けてもよい。第二の実施形態の他の構成は第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
In the second embodiment, a transmissive photosensor is used as the sensor-type limiting means. However, the sensor may be a limit switch or a magnet sensor, and in particular as long as it can detect the position of the
次に、図2、図3を用いて本発明の第二の実施形態に係る流量調整弁の作用について説明する。 Next, the operation of the flow regulating valve according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
図2に示す流量調整弁において、電気式駆動部5のステッピングモータが作動しモータ軸部24および第二駆動軸26が駆動(正転)すると、第二駆動軸26が下降し、第二駆動軸26に伴って第一ダイヤフラム7のニードル部31が下降する。このとき、第二駆動軸26に設けられた下限検出部52bが下限位置センサ51bに検出されると、第二駆動軸26は下限位置で停止する。もし、下限位置センサ51bが機能しなかった場合は、第二駆動軸26がさらに下降するが、ストッパ53が取り付け台4の底面に衝突することによって、第二駆動軸26は機械的に停止する。また、モータ軸部24および第二駆動軸26が駆動(反転)すると、第二駆動軸26が上昇し、第二駆動軸26に伴って第一ダイヤフラム7のニードル部31が上昇する。このとき、第二駆動軸26に設けられた上限検出部52aが上限位置センサ52aに検出されると、第二駆動軸26は上限位置で停止する。もし、上限位置センサ52aが機能しなかった場合は、第二駆動軸26がさらに上昇するが、ストッパ53が取り付け台4の天井面に衝突することによって、第二駆動軸26は機械的に停止する。このように、第二駆動軸26の位置を検出し第二駆動軸26の移動を制限する制限手段が複数設けられることによって、第二駆動軸26が、あらかじめ設定された動作範囲よりも本体1方向または電気式駆動部5方向に移動するのを確実に防ぐことができる。第二の実施形態の他の作用は第一の実施形態と同様なので説明を省略する。
In the flow rate adjusting valve shown in FIG. 2, when the stepping motor of the
次に、図4を参照して第一の実施形態の流量調整弁を用いた流体制御装置について説明する。なお、第一の実施形態と同一の箇所には同一の符号を付す。 Next, the fluid control apparatus using the flow rate adjusting valve of the first embodiment will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the location same as 1st embodiment.
図4は、本発明に係る流量調整弁71を用いた流体制御装置の一例を示す図である。図では、流体制御装置は、第一の実施形態の流量調整弁71と、流量調整弁71を流れる流量を計測し、計測値を電気信号に変換して出力する流量計72と、流量計72からの電気信号に基づいて流量調整弁71の開度をフィードバック制御する制御部73とを備えている。なお、図4では、流量調整弁71と流量計72と制御部73とをひとつのケーシングに収納している。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a fluid control device using the flow
次に、図4を用いて本発明に係る流量調整弁71を用いた流体制御装置の作用について説明する。図4に示すように、流体制御装置に流入した流体は流量計72に流入し、流量計72を通過した流体は、流量調整弁71に流入する。流量計72では流体の流量が計測される。計測された流量は電気信号に変換されて制御部73内の演算部へ出力される。演算部で演算された流量は電気信号に変換されて制御部73内のコントロール部に出力される。制御部73内のコントロール部では任意の設定流量と計測器72で計測された実流量との偏差を算出し、その偏差に応じた制御信号を流量調整弁71の電気式駆動部5に出力し、流量調整弁71の開度を制御(フィードバック制御)する。このとき、流量調整弁71は流量を調整する第一弁室12と圧力を調整する第二弁室17とを備えているので、第一弁室12の下流側における圧力変動の影響を小さくすることができる。また、本発明に係る流量調整弁71を流体制御装置に組み込むことで、流量調整および圧力調整の二つの作用を有する流体制御装置をコンパクトにすることができる。
Next, the operation of the fluid control apparatus using the flow
本発明に係る流量調整弁の本体1、上部ボンネット2、下部ボンネット3、取り付け台4、軸部6、第二ダイヤフラム押さえ9などの各部品の材質は、PVC、PTFE、ポリプロピレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエチレン、テトラフルオロ・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂などの樹脂、SUS、鉄、アルミニウムなどの金属または合金、ガラスなど、各部品に要求される物性を有していればいずれでもよく、特に限定されない。また、本発明に係る流量調整弁の第一ダイヤフラム7、第二ダイヤフラム8、第三ダイヤフラム54などの各部品の材質は、PVC、PTFE、ポリプロピレン、ポリビニリデンフルオライド、ポリエチレン、テトラフルオロ・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合樹脂などの樹脂、フッ素ゴム、シリコンゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンジエンゴムなどのエラストマーなど、各部品に要求される物性を有していればいずれでもよく、特に限定されない。
The material of the parts such as the
なお、上記の第一の実施形態と第二の実施形態を任意に組み合わせて流量調整弁を構成してもよく、また、その流量調整弁を用いて流体制御装置を構成してもよい。すなわち、本発明の特徴および機能を実現できる限り、本発明は実施形態の流量調整弁および流体制御装置に限定されない。 In addition, you may comprise a flow regulating valve combining arbitrarily said 1st embodiment and 2nd embodiment, and you may comprise a fluid control apparatus using the flow regulating valve. That is, as long as the features and functions of the present invention can be realized, the present invention is not limited to the flow regulating valve and the fluid control device of the embodiment.
1 本体
3 下部ボンネット
4 取り付け台
5 電気式駆動部
7 第一ダイヤフラム
8 第二ダイヤフラム
12 第一弁室
15 連通流路
17 第二弁室
26 第二駆動部
28 ガイド
31 ニードル部
51 位置センサ
52 検出部
53 ストッパ
54 第三ダイヤフラム
56 環状空間
71 流量調整弁
72 流量計
73 制御部
DESCRIPTION OF
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