JPH0426890Y2 - - Google Patents

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JPH0426890Y2
JPH0426890Y2 JP1985048873U JP4887385U JPH0426890Y2 JP H0426890 Y2 JPH0426890 Y2 JP H0426890Y2 JP 1985048873 U JP1985048873 U JP 1985048873U JP 4887385 U JP4887385 U JP 4887385U JP H0426890 Y2 JPH0426890 Y2 JP H0426890Y2
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bonnet
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pressure reducing
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は減圧弁に関し、一層詳細には、クリー
ンルーム内において、供給されるクリーンエア
ー、純水、溶剤等に不純物を混在させることなく
所定圧に減圧して導出するように構成した減圧弁
に関する。
コンピユーター技術の発展と相俟つてICある
いはLSI産業の躍進が著しい。LSIの製造では、
例えば、シリコンウエハからなる基板に回路パタ
ーンにより微少なサイズの回路を得る。このた
め、一個のチツプ上に形成される互いに相隣る回
路間隔は1μm乃至5μmと極めて小さい。従つて、
塵埃等がこのチツプ上に存在すれば、容易に回路
を短絡させてしまい、この結果、製品不良となら
ざるを得ない。このために、LSIの製造では塵埃
等の混入を回避すべくクリーンルームを活用し、
可及的にその内部では塵埃の発生を阻止すると共
にその除去に努めている。
また、前記クリーンルーム内で用いられるクリ
ーンエアー、薬品処理用溶剤、前記溶剤を洗浄す
るための純水の供給系にも塵埃等が含まれること
のないような配慮がなされることが望ましい。
そこで、係る認識に立脚して、クリーンルーム
内において従来から用いられている溶剤用減圧弁
を第1図に示す。
この従来技術に係る減圧弁はボデイ2とこのボ
デイ2の上部開孔部に嵌合するボンネツト4とか
ら基本的に構成される。ボデイ2には、一方の端
部に供給ポート6が画成され、また、その反対側
には排出ポート8が画成されている。そして、こ
の供給ポート6と排出ポート8との間には弁室1
0が形成され、この弁室10の内部にはコイルス
プリング12によつて上方へと押圧される減圧弁
14が設けられている。このコイルスプリング1
2は前記弁室10を閉塞する嵌合部材13によつ
て保持されている。なお、減圧弁14の本体部分
にはリング状にゴム部材16が嵌着される。この
ゴム部材16にはボデイ2に形成されたリング状
の突起部18が係合するように構成されている。
一方、前記減圧弁14の先端部に形成された砲弾
型の突部14aはボデイ2によつて画成される第
1の室20に臨み、且つこの第1の室20を閉塞
するように橋架されたダイヤフラム22の略中央
部を貫通する係合部材24の下端部に係合してい
る。なお、この場合、ダイヤフラム22は外周部
から中心部に至るまで略同等の厚さで構成されて
いる。
ところで、ボンネツト4とダイヤフラム22と
によつて画成される第2の室23の内部には、前
記係合部材24に係合するようにコイルスプリン
グ26が配設され、このコイルスプリング26は
前記ボンネツト4を貫通して下方に延在するロツ
ド25の回動作用のもとに上下するナツト27に
係合している。ロツド25の先端部分は前記ボン
ネツト4から外部へ露呈し、その先端部分にボル
ト28が係着され、さらに、前記ボルト28には
ハンドル30が係合している。
この場合、ボンネツト4には一般的にナイロン
部材が使われ、一方、ダイヤフラム22にはフツ
素ゴムが好適に用いられている。一方、ボデイ2
にはステンレススチールが活用されると共に、減
圧弁14本体にもこのボデイ2と同様にステンレ
ス製部材が用いられている。なお、シールリング
34には一般的にフツ素ゴムが採用されている。
なお、図中、参照符号32は排出ポート8と室2
3とを連通するための通路を示し、また、参照符
号34はボデイ2に対する嵌合部材13との液密
性を確保するためのシールリングを示す。
そこで、以上のような構成において、ハンドル
30をボルト28と一体的に所定方向に回転させ
れば、ロツド25が回転しナツト27は下降す
る。この結果、コイルスプリング26の弾発力が
増大して係合部材24を下降させる。このために
減圧弁14の突部14aが下降し、ゴム部材16
は突起部18から離間して供給ポート6と排出ポ
ート8の通路が開成される。すなわち、ハンドル
30の螺回範囲を制御することによつて突起部1
8に対するゴム部材16の離間距離を選択する。
前記離間距離によつて設定された圧力に対し、排
出ポート8側である二次側の圧力が高くなつた場
合には、排出ポート8と連通する通路32を介し
て二次側の圧力流体がダイヤフラム22を上方に
押し上げる。前記ダイヤフラム22はコイルスプ
リング26の弾発力と平衡するまで変位し、前記
変位に伴つて減圧弁14も上方に変位することに
より突起部18に対するゴム部材16の離間距離
を調節する。このようにして、供給ポート6と排
出ポート8との間の減圧範囲を任意に設定するこ
とが出来る。
ところで、このような構成からなる減圧弁に対
しては、従前から次のような不都合があることが
指摘されてきた。
すなわち、液密性を保持するために嵌合部材1
3とボデイ2との間に使用されているシールリン
グ34はフツ素ゴムで形成されているが、このフ
ツ素ゴムは減圧される対象流体によつては容易に
溶解、膨潤、脆化、亀裂等の品質上の劣化を促
す。また、ダイヤフラム22にもフツ素ゴムが多
用されているが、このダイヤフラム22に対して
も、例えば、溶剤がアセトンからなる場合、この
アセトンは通路32を通して第1室20に至り、
この結果、ダイヤフラム22に接するために長期
の使用によつてその品質自体を劣化させる不都合
がある。さらにまた、前記のような構成では、シ
ールリング34によつてのみ溶剤の漏洩を阻止し
ているために、当該シールリング34の品質の変
化によつては前記溶剤がクリーンルーム内に漏出
してしまう不都合がある。
次に、前記の通り、ダイヤフラム22は外周部
から中心部に至るまで同じ厚さの板体で構成され
ており、溶剤等の漏洩を阻止するためにその外周
縁部はしつかりと挟持されている。このために、
ダイヤフラム22が調圧作用を営むと、当該ダイ
ヤフラム22の中心部分が上下運動を行うため、
前記挟持された外周部は上下折り曲げの交番運動
と重なり、激しく疲労し、遂には円弧状の亀裂が
生じる難点がある。
さらにまた、前記ダイヤフラム22はボデイ2
とボンネツト4との間に介装され、しかも前記ダ
イヤフラムは、通常、図示しない一組のリング部
材によつて挟持される場合が多く、結局、シール
性が完全には達成されることはない。このため、
室20からボデイ2とボンネツト4との間の境界
部分を通つてクリーンルーム内に溶剤の漏出が起
こることがある。そして、一般的に、クリーンル
ーム内においては、ウエハー処理のために高価な
機器が配設されているために、前記のように溶剤
が外部に漏洩し、この種の機器に付着することは
到底容認されない。
本考案は、前記の不都合を一挙に解消するため
になされたものであつて、シール性をより一層向
上させると共に、溶剤に対しても極めて強い性質
を有する部材をダイヤフラムに用い、しかもこの
ダイヤフラムの応答性を一層向上させるように保
持部材の形状を選択すると共に小形化に適し、調
圧作用中であつても応力の集中を避け、従つて、
耐用性が一層向上し、さらにまた、製造コストも
低廉な減圧弁を提供することを目的とする。
前記の目的を達成するために、本考案は供給ポ
ートと排出ポートとを画成したボデイと、 前記ボデイに係着されて前記ボデイと共にダイ
ヤフラム室を画成するボンネツトと、 前記ダイヤフラム室の内部に延在する調圧ねじ
を螺回するハンドルと、 前記ボデイとボンネツトにより係止されるダイ
ヤフラムと、 第1の保持部材と第2の保持部材と、 を備え、前記第1保持部材は前記ボンネツトの
軸線に沿つて一方から他方に指向するなだらかな
第1の湾曲面を有し、前記第2保持部材は前記他
方から一方側に指向するなだらかな第2の湾曲面
を有し、前記第1保持部材と第2保持部材で前記
ダイヤフラムの実質的に中央部を挟持し、さら
に、前記第1保持部材を調圧ねじの作用下に弾発
力を変えるコイルスプリングにより押圧し、一
方、第2保持部材に減圧弁本体の頭部を係合さ
せ、前記コイルスプリングおよびダイヤフラムを
介して減圧弁本体の開度を調節するように構成す
ることを特徴とする。
次に、本考案に係る減圧弁について好適な実施
例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に
説明する。
第2図において、参照符号50はステンレスス
チール等からなる金属製のボデイを示し、このボ
デイ50には一方の側壁部に供給ポート52が穿
設されると共に、その他方側に排出ポート54が
形成される。そして、供給ポート52と排出ポー
ト54との間には弁室56が画成され、この弁室
56は実質的には前記ボデイ50の下方から螺入
する嵌合部材58によつて閉塞されている。な
お、前記ボデイ50と嵌合部材58との間には第
1のシールリング60aと第2のシールリング6
0bとが介装される。嵌合部材58は、この場
合、上方に若干延在する円柱状の柱部58aを有
し、この柱部58aによつて画成されるリング状
の溝部にはコイルスプリング62の一端部が着座
し、前記コイルスプリング62の他端部は減圧弁
63の本体部分64に嵌合するキヤツプ部材65
に着座定着されている。この場合、減圧弁本体6
4はポリテトラフルオロエチレンで構成しておく
と塵埃等の発生が阻止され一層好適である。な
お、前記本体64にはリング状に突部64aが突
出形成される。
一方、図から容易に諒解されるように、ボデイ
50には前記弁室56方向に、すなわち、下方に
延在する円筒状の端部に弁座部66が形成され、
この弁座部66ではその内部に孔部68が画成さ
れる。減圧弁本体64から延在して、例えば、ス
テンレススチールによつて一体的に形成された砲
弾型の頭部70は前記コイルスプリング62の押
圧作用下に前記孔部68を貫通してボデイ50の
上部に画成された第1の室72に臨む。前記第1
の室72は、通路73を介して排出ポート54に
連通している。この場合、前記弁座部66から上
方に延在した円筒の端部には環状の凹部が形成さ
れ、この凹部にリング74を嵌着しておく。そし
て、ボデイ50の上部外周近傍には周回する大径
な突部76を形成し、ボデイ50はこの突部76
からさらに立ち上がつて最終的には平端な面部7
8で終端する。なお、面部78から下方に指向し
てボルト用挿通孔80が複数個穿設される。次
に、前記ボデイ50に一体的に接着されるボンネ
ツト82について説明する。ボンネツト82は、
好適には、ナイロン製であつて、前記面部78に
当接するようにその下端部にフランジ84を形成
している。前記フランジ84には複数個の孔部8
6が穿設され、これらの孔部86にボルト88を
挿通し、このボルト88の先端部が前記挿通口8
0に螺入してボンネツト82とボデイ50とが一
体化する。
ボンネツト82は、実質的にはフランジ84か
ら上方に狭径となつて立ち上がる第1の段部90
とそれに連設される第2の段部92とを含み、前
記第2段部92の周囲には周回する突部94が形
成される。第2段部92の上部は屈曲して頭部9
6となり、この頭部96には孔部98が画成され
る。なお、このボンネツト82において、参照符
号100は大気側へ連通するための孔部を示し、
通常、この孔部100は盲栓(図示せず)によつ
て閉塞されている。
次に、前記ボンネツト82には前記突部94を
介してハンドル102が嵌合する。ハンドル10
2は、図から容易に諒解されるように、第1段部
90と略同じ径を有するように形成され、その中
空上の内部下端部には前記突部94に係合するた
めの周回する突部104が形成される。また、ハ
ンドル102はその内部頂部に突起部108を形
成し、この突起部108には四角柱状の孔部10
6が画成され、この孔部106に調圧ねじ110
が嵌合する。調圧ねじ110は、図から容易に諒
解されるように、その上部が前記四角柱状の孔部
106にしつかりと嵌合するために角柱状に形成
され、さらに、ボンネツト82の頭部96との間
でシールリング112を嵌合するために環状溝1
14を形成している。この調圧ねじ110は前記
環状溝114の下方で、且つボンネツト82の室
内においてフランジ116を有し、このフランジ
116の下方であつて前記調圧ねじ110に刻設
されたねじ118には六角ナツト120が螺合す
る。この六角ナツト120はコイルスプリング1
22の一端部を保持する。
次に、コイルスプリング122はステンレスス
チールからなる第1の保持部材124にその他端
部を係着する。第1保持部材124は下方から上
方に湾曲する面部124aを有し、また、その中
央部分で上方に突出する突部124bを含む。従
つて、コイルスプリング122は前記突部124
bの周囲を囲繞するように第1部保持部材124
に保持される。次いで、突部124bによつて形
成される第1保持部材124の円状の孔部にはポ
リテトラフルオロエチレンで形成されたダイヤフ
ラム128が嵌合する。ダイヤフラム128の周
回する端部には凹溝130が形成され、この凹溝
130に前記ボデイ50の突部76が嵌合する。
ダイヤフラム128は曲率中心を室72側に有す
るように一旦上方へと湾曲して立ち上がると共
に、その終端湾曲部分から中心部に指令して上方
に傾斜し、さらにその中心部には前記第1保持部
材124の円状孔部に嵌合する突部131が形成
される。なお、このダイヤフラム128は外周湾
曲部から中心部に指向して徐々にその肉厚を増す
ように形成し、前記突部131の内側には周回す
る環状突部132が形成される。
次に、前記突部131によつて画成される凹部
には第2の保持部材134が嵌合する。第2保持
部材134は下方に湾曲する面部134aを有
し、この面部134aと同心的にその中央部分に
は突部136が形成され、この突部136には、
上方に指向するなだらかに湾曲した凹溝138が
形成される。この場合、第1保持部材124は好
ましくはステンレススチールで構成し、一方、第
2保持部材134はポリテトラフルオロエチレン
で一体的に構成しておく。なお、図中、参照符号
140はボデイ50とボンネツト82との間に介
装されるシールリングを示し、また、参照符号1
42は環状突部132に嵌合する環状溝を示す。
本考案に係る減圧弁は基本的には以上のように
構成されるものであり、次に、その作用並びに効
果について説明する。
先ず、供給ポート52から排出ポート54に導
出される溶剤を所定の圧力以下に減圧するために
ハンドル102が矢印方向に回転される。ハンド
ル102は、前記の通り、その回転によつて調圧
ねじ110を回転させ、この結果、この調圧ねじ
110に螺合する六角ナツト120は下降するに
至る。このため、六角ナツト120と第1保持部
材124の間に介装されるコイルスプリング12
2は弾発力を増して若干ダイヤフラム128を撓
曲させながら第2保持部材134を押圧し、減圧
弁63の頭部70は下降することになる。この結
果、減圧弁本体64に形成された突部64aは弁
座部66から離間して前記弁座部66との間で弁
室56を開成する通路を画成する(第3図参照)。
そこで、供給ポート52から排出ポート54に
至る溶剤の流量がこの突部64aと弁座部66の
開度の差によつて調圧されることになり、この結
果、所定の減圧作用が施されて溶剤を排気ポート
側54へと導出する。すなわち、ハンドル102
の回転動作を調整することにより、突部64aと
弁座部66との間の離間距離を調整して排出ポー
ト54側に二次側圧力を所望の圧力に設定する。
そして、二次側の圧力が設定した圧力より高くな
り過剰圧になつた場合、前記過剰圧は通路73を
介して室72に導入され、ダイヤフラム128を
押圧する。前記ダイヤフラム128は、コイルス
プリング122の弾発力とのバランスのもとに上
方に変位し、それに伴つて減圧弁本体66との間
の離間距離が調整される。このようにして、好適
に所望の減圧作用が達成される。勿論、弁室56
内ではコイルスプリング62が常時本体64を押
圧するが、一方において、減圧弁63は前記コイ
ルスプリング122の作用下に頭部70を押圧す
るためにこのコイルスプリング62をキヤツプ部
材65を介して下方へと押圧している。結局、こ
れによつて減圧効果が損なわれることはない。
次に、以上のような構成において、供給ポート
52から排出ポート54へと導かれる溶剤がこの
減圧弁から外部へ漏洩することは好適に阻止され
る。すなわち、嵌合部材58とボデイ50との間
にはシールリング60a,60bが二重に介装さ
れると共に、ボンネツト82とボデイ50との間
には一体的にポリテトラフルオロエチレンからな
るダイヤフラム128が配設されている。従つ
て、ボデイ50側とボンネツト82側とでは完全
に遮断されることになる。しかも、ダイヤフラム
128には周縁部に凹溝130が画成され、一
方、ボデイ50にはリング状の突部76が形成さ
れ、この凹溝130に前記突部76が嵌合するこ
とによつてより一層シール性を高めている。この
ために、溶剤の漏洩が好適に阻止される。
さらに、第2の保持部材134に形成された凹
溝138には前記ダイヤフラム128の内方に突
出する突部132が嵌合し、これによつて一層充
分な液密性が確保されている。
さらにまた、ボンネツト82とボデイ50との
間にはシールリング140が介装されている。こ
の場合、前記のようにダイヤフラム128は第1
保持部材124と第2保持部材134によつて挟
持されるだけであるから、従来技術に示すよう
に、ダイヤフラム128自体にはボンネツト82
側へ突出する突部を貫通する孔部が形成されては
いない。従つて、耐液密性はここでも十分に達成
される。
しかも、ダイヤフラム128はポリテトラフル
オロエチレンから構成されているため、圧力変動
に対して極めて鋭敏に応答することが可能であ
る。また、前記ダイヤフラム128は外周部から
中心部に指向して肉厚を増すように構成されてい
るために、調圧作用時の応力を蒙ることが回避さ
れ、一層耐用性が増す。
なお、このダイヤフラム128の撓曲に際して
は第1保持部材124の面部124a、第2保持
部材134の面部134aが互いに離反するよう
に湾曲形成されているために、これらの保持部材
124,134に阻害されることなく前記ダイヤ
フラム128は撓曲可能である。
次に、第4図並びに第5図に本考案に係る減圧
弁の別の実施例を示す。この場合、前記実施例と
同一の参照符号は同一の構成要素を示すものとす
る。
この別途案出された実施例においては、特に、
第1保持部材124、第2保持部材134、ダイ
ヤフラム128およびボンネツト82とボデイ5
0との嵌合形状に工夫が施されている。すなわ
ち、図から諒解されるように、第1保持部材12
4、第2保持部材134には夫々突部124b、
突部136が形成されておらず、また、これらの
形状に対応してダイヤフラム128にも同様に突
部131の膨出形状は選択されてはいない。従つ
て、ダイヤフラム128は第1保持部材124と
第2保持部材134とにより単に挟持されている
に過ぎない。一方、ボデイ50の上部には周回す
る溝150を形成し、この溝150にボンネツト
82の突出する環状突部152が嵌合している。
なお、この場合、溝150と突部152との間に
はシールリング154が介装されている。
このような構成からすれば、第1保持部材12
4と第2保持部材134により湾曲して挟持され
るダイヤフラム128は押圧力により容易に撓
み、その応答性も鋭敏である。一方、ボンネツト
82とボデイ50との嵌合状態がより緊密化し、
従つて、シール効果も一段と向上する利点があ
る。
本考案によれば、以上のようにシール効果を一
段と向上させると共に、溶剤に対しての耐性を向
上させ、曲率中心をボデイ側に有するダイヤフラ
ムの形状で応答性を向上させると共に、ボンネツ
ト側とボデイ側との間に施されたシール部材によ
つて完全に密閉状態を確保することが出来るた
め、溶剤ばかりでなくクリーンエアー、純水等の
減圧作用を塵埃を生じさせることなく導通するこ
とが可能となる効果が得られた。
以上、本考案について好適な実施例を挙げて説
明したが、本考案はこの実施例に限定されるもの
ではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の改良並びに設計の変更が可能なことは勿
論である。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来技術に係る溶剤用減圧弁の概略縦
断説明図、第2図は本考案に係る減圧弁の縦断説
明図、第3図は第2図に示す減圧弁の開弁状態を
示す説明図、第4図は本考案に係る減圧弁のダイ
ヤフラムと第1保持部材と第2保持部材の相関関
係を示す斜視図、第5図は本考案の別の実施例を
示す縦断説明図、第6図は第5図に示す減圧弁の
開弁状態を示す説明図、第7図は第5図並びに第
6図に示す減圧弁のダイヤフラムと第1保持部材
と第2保持部材の相関関係を示す斜視図である。 50……ボデイ、52……供給ポート、54…
…排出ポート、56……弁室、58……嵌合部
材、62……コイルスプリング、63……減圧
弁、64……本体、65……キヤツプ部材、72
……室、74……リング、78……面部、82…
…ボンネツト、84……フランジ、102……ハ
ンドル、110……調圧ねじ、112……シール
リング、116……フランジ、118……ねじ、
120……六角ナツト、122……コイルスプリ
ング、124……保持部材、128……ダイヤフ
ラム、134……保持部材、140……シールリ
ング、154……シールリング。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 供給ポートと排出ポートとを画成したボデイ
    と、 前記ボデイに係着されて前記ボデイと共にダ
    イヤフラム室を画成するボンネツトと、 前記ダイヤフラム室の内部に延在する調圧ね
    じを螺回するハンドルと、 前記ボデイとボンネツトにより係止されるダ
    イヤフラムと、 第1の保持部材と第2の保持部材と、 を備え、前記第1保持部材は前記ボンネツトの
    軸線に沿つて一方から他方に指向するなだらか
    な第1の湾曲面を有し、前記第2保持部材は前
    記他方から一方側に指向するなだらかな第2の
    湾曲面を有し、前記第1保持部材と第2保持部
    材で前記ダイヤフラムの実質的に中央部を挟持
    し、さらに、前記第1保持部材を調圧ねじの作
    用下に弾発力を変えるコイルスプリングにより
    押圧し、一方、第2保持部材に減圧弁本体の頭
    部を係合させ、前記コイルスプリングおよびダ
    イヤフラムを介して減圧弁本体の開度を調節す
    るように構成することを特徴とする減圧弁。 (2) 実用新案登録請求の範囲第1項記載の減圧弁
    において、ボデイに形成された周回溝にボンネ
    ツトの周回する突部を係着してダイヤフラムの
    端部を保持してなる減圧弁。
JP1985048873U 1985-04-02 1985-04-02 Expired JPH0426890Y2 (ja)

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