JPH0454104B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0454104B2
JPH0454104B2 JP63092275A JP9227588A JPH0454104B2 JP H0454104 B2 JPH0454104 B2 JP H0454104B2 JP 63092275 A JP63092275 A JP 63092275A JP 9227588 A JP9227588 A JP 9227588A JP H0454104 B2 JPH0454104 B2 JP H0454104B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
diaphragm
valve
load
seat
valve seat
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP63092275A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS63285373A (ja
Inventor
Satoru Araki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Proterial Ltd
Original Assignee
Hitachi Metals Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Metals Ltd filed Critical Hitachi Metals Ltd
Priority to JP9227588A priority Critical patent/JPS63285373A/ja
Publication of JPS63285373A publication Critical patent/JPS63285373A/ja
Publication of JPH0454104B2 publication Critical patent/JPH0454104B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • F16K7/16Diaphragm 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 mechanically actuated, e.g. by screw-spindle or cam

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Lift Valve (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は各種ガス工業、分析、医療、生物工
学、計装などに用いられる比較的小口径のダイヤ
フラムシール弁に関し、特にリフトを大きくした
無発塵型のダイヤフラムシール弁に関する。
[従来の技術及び発明が解決しようとする問題
点] 従来、これらの分野には第5図に示すような金
属ダイヤフラムシール弁が使用されている。
第5図において、151は本体、152はふた
である。本体151内に弁シート153を予め装
着した弁体154とスプリング155とを挿入
し、弁体の上に金属ダイヤフラム156を置く。
ふた152は本体上部に設けるが、予め弁棒15
7を螺入し、本体151とふた152との間にダ
イヤフラム156を挟んで締め付ける。158は
弁を操作するための手動ハンドルであり、159
はハンドル158を弁棒157に固定するための
止めねじである。弁の本体とふたとの間および弁
棒ねじ160を伝つての外部に対する漏洩は、ダ
イヤフラムによつて密封されているので、生じな
い。弁体154は通常スプリング155によつて
押し上げられており、弁は開状態にある。ハンド
ル158を操作することによつて弁棒157は回
転しつつ下降する。これにより、ダイヤフラム1
56はたわみを生じ弁体154をスプリング15
5に逆らつて押し下げ、弁シート153を本体の
シート161に密着させて弁を閉状態にする。
上記ダイヤフラムシール弁の欠点は次のとおり
である。
弁内部に弁体およびスプリングが設置されてい
るため、流体を流して弁を開閉したときに、本体
内壁、スプリング、弁体、ダイヤフラムがたがい
に接触摩耗を引き起こす。この接触摩耗によつて
生じた金属粉は、シート面にかみ込んでシート漏
れの原因となつたり、清浄度を要求される配管で
はこの金属粉は絶対に許されない。また弁体が弁
棒と一体ではなく分断しているため弁開閉のとき
に偏心し易く、弁シートと本体シートの接触面が
定まらず、弁シートについた本体シートの圧痕が
漏れ止めを妨げる。
そこで特開昭61−244976号公報などに開示され
ているように、ダイヤフラムより下方にばねや摺
動部材を持たない無発塵型のダイヤフラムシール
弁が開発されている。この弁では、閉弁について
は、弁棒や空圧等による負荷手段をダイヤフラム
の上面に印加すれば閉弁できるが、開弁について
は、外力によつてではなくダイヤフラム自体の復
元力によつて開弁されるから、リフトすなわち弁
開時の弁座とダイヤフラムとの間隔を大きく取れ
ず、十分リフトを有する無発塵型のダイヤフラム
シール弁が得られたとする報告は見あたらなかつ
た。
したがつて本発明の目的は、リフトを大きくし
て流過抵抗を減らした無発塵型のダイヤフラムシ
ール弁を提供することを目的とする。
[問題点を解決するための手段] 本発明は、周縁を固定したダイヤフラムを弁座
に対向して配置し、該ダイヤフラムの中央部を弁
座方向に変位させる負荷手段をダイヤフラムに関
して弁座とは反対側に設け、該負荷手段の印加に
よつてダイヤフラムを弁座に当接させ、負荷手段
の解除によつてダイヤフラムを原形状に自己復帰
させて弁の開閉を行うダイヤフラムシール弁にお
いて、前記ダイヤフラムの荷重−変位特性は極大
値と極小値とを有し、且つ極小値は正の荷重であ
ることを特徴とするダイヤフラムシール弁であ
る。
[実施例] 本発明の一実施例を添付の図面によつて説明す
る。第1図は同実施例のダイヤフラムシール弁の
全開状態を示す縦断面図である。
このダイヤフラムシール弁の弁箱は、本体1に
ふた2を嵌合装着してふた押さえナツト10で固
定して形成されている。先ず本体1は次のように
構成されている。左側に流入口3、右側に流出口
4を形成し、中央部に流入口3とつながり流れ方
向を上向きにする上向き流路5を形成し、さらに
上向き流路5の流出口側に流出口4とつながり流
れ方向が下向きである下向き流路6を形成する。
また、上向き流路5の上端部には合成樹脂等の
シート7を装着して弁座とする。弁の本体上部は
開放されており、本体1の上部にはふた2を嵌合
装着し、嵌合したふた2のストツパーとして本体
1の嵌合部に段差12を形成する。本体1にふた
2を嵌合装着することによつて本体1の上部とふ
た2との間に流体室13が形成され、この流体室
13は上向き流路5と下向き流路6とを連通して
いる。
本体1とふた2とを嵌合装着するとき、本体1
のシート7の上方に、中央部が上方に膨出した薄
板金属製ダイヤフラム9を配設し、ダイヤフラム
9の周縁部を本体の段差12とふた2の外周部下
面とで挟持して密封保持する。この挟持をするに
は本体上部の外周におねじを切り、このおねじに
螺合するふた押さえナツト10を螺着、締め付け
ることによつて行う。ダイヤフラム9を本体1と
ふた2の間に挟持することによつて前記した流体
室13はこのダイヤフラム9によつて分断され
る。
ふた2の中央には弁棒8が貫通する貫通孔があ
つて、この貫通孔においてふた2と弁棒8とがね
じ接合、螺合している。この弁棒8は回転自在で
あり、弁棒8の上部にはハンドル11が着脱自在
に固定され、ハンドル11を回転することによつ
て弁棒8が昇降する。弁棒は空圧等の流体圧や磁
力などによつて昇降させてもよい。
弁棒8を下降させるとその最下端面はダイヤフ
ラム9を押圧し、ダイヤフラム9は弾性変形し更
に塑性変形して、ダイヤフラム9の中央部は下方
に移動するが、ダイヤフラム9の弾性変形の範囲
内でダイヤフラム9の中央部が本体1のシート7
に圧接して弁が閉状態となるように、ダイヤフラ
ム9とシート7との間隔すなわちリフトを定め
る。
この後弁棒8を上昇させたときに、ダイヤフラ
ム9が弁棒8に追随して上昇し、元の形状に弾性
によつて自己復帰するようにする。すなわちダイ
ヤフラム9を弾性変形範囲内で変形させて、弁を
開閉するようにすることである。このダイヤフラ
ム9を弁棒8によつて押し下げ全閉状態にして、
この後弁棒8を上昇してダイヤフラム9を上昇さ
せて弁を開にするとき、ダイヤフラム9が弁棒を
追随するようにしたダイヤフラム9の形状につい
て説明する。
第2図はダイヤフラム9の形状を大きな曲率を
持つた部分球殻形状としその縦断面図である。第
2図においてダイヤフラムの曲率半径をR、ダイ
ヤフラム板厚をt、ダイヤフラム曲率中心とダイ
ヤフラム両端を結んだ直線のなす角度を2βとす
る。この形状のダイヤフラム9を弁棒8によりP
Kgの荷重で押したときのダイヤフラムの変形量を
δmmとする(第3図)。α=Rβ2/tをパラメー
タとしたときのPとδとの関係の一例を第4図に
示す。
第4図において荷重Pの値が小さいときはダイ
ヤフラム変形はほぼ弾性域である。すなわち弾性
変形する範囲を例えばP<7Kgとすれば、α=
2.1のときは荷重−変位曲線は単調に増大するか
ら弾性変形の範囲は狭く、変位量δが約0.4mm以
下が弾性変形の範囲であり、したがつてリフトは
最大限約0.4mmしか取れない。しかるにαがほぼ
3.2よりも大きいときには、荷重−変位曲線は極
大値Aと極小値Bとを持ち、したがつて極小値B
に対応する変位よりもさらに大きな変位だけリフ
トを取ることができ、例えばα=3.2、5.34、5.37
のときにはリフトはそれぞれ最大限約0.6、0.8、
0.9mmまで取れることとなる。すなわちαの値が
大きいと弾性変形域内におけるダイヤフラムの変
形量δが大きい、したがつてαを大きくとると弁
として全開時の流量が大きくなり、流過抵抗が小
さい。
第4図に示した曲線は、弁棒8を貫通孔に螺合
させたときのように、変位量δを増大させたとき
の荷重Pの変化を表すが、同図に示した矢印は、
弁棒8に空圧等を作用させたときのように、荷重
Pを増大させたときの変位量δの変化を表す。す
なわちα=5.34などでは、極大値Aから一気に変
位量δが増大して、極大値Aに対応するもう一つ
の変位に飛び移る。
しかしα=6.27では極小値Bが負となり、すな
わちP<0の領域を持つ。これは、この領域では
ダイヤフラムを上方に引つ張り上げる力を加えな
ければダイヤフラム9を元の形状に復帰できない
ことを意味し、弁棒8の下面とダイヤフラム9の
上面とを接着し、あるいはダイヤフラム9の下面
にスプリング等を介在させない限り、弁として利
用し難い。本発明は弁棒とダイヤフラムとを接着
する構成とはしておらず、またスプリングを介在
させるのでは無発塵型の弁とはならない。したが
つてリフトを大きく取るために極大値Aと極小値
Bとを持ち、しかも原形状に自己復帰させるため
に極小値Bが正となる必要があり、図4の例では
α=3.2、5.34、5.37が好ましいことが解る。
なお本実施例では上向き流路5の上端部に合樹
脂等のシート7を装着して弁座としている。しか
しダイヤフラム9の合成樹脂等のコーテイングを
行い、上向き流路5の上端部は本体金属のまま突
起弁座形状としてもよい。またダイヤフラム9の
形状は上方に膨出した台形状とすることもでき、
また複数枚を重ねて使用することもできる。
[発明の効果] 本発明の効果は次のとおりである。
a ダイヤフラムに関して弁座側には、ダイヤフ
ラムを駆動するスプリングが弁体などの摩擦摺
動部が配置されていないので、接触摩耗による
金属粉が全く発生せず、発生金属粉のシート面
かみ込みによるシート漏れや配管系の金属粉汚
染がない。
b ダイヤフラムの荷重−変位特性が極大値と極
小値とを有するので、極大値の荷重を印加した
ときにダイヤフラムは該極大値及び極小値に対
応する変位よりも一層大きな変位にまで変形し
てリフトを大きくとることができ、したがつて
流過抵抗の小さい弁を得ることができる。
c 極小値が正なので、負荷手段を解除すればダ
イヤフラムは自己の保有する弾性力によつて原
形状に自己復帰し、したがつて支障なく開弁す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す弁開時の縦断
面図、第2図はダイヤフラム縦断面図、第3図は
弁棒でダイヤフラムを押し下げているときの縦断
面図、第4図はダイヤフラムにかかる荷重と変形
量の関係を表わす図、第5図は従来のダイヤフラ
ムシール弁の縦断面図である。 1…本体、2…ふた、7…シート、8…弁棒、
9…ダイヤフラム。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 周縁を固定したダイヤフラムを弁座に対向し
    て配置し、該ダイヤフラムの中央部を弁座方向に
    変位させる負荷手段をダイヤフラムに関して弁座
    とは反対側に設け、該負荷手段の印加によつてダ
    イヤフラムを弁座に当接させ、負荷手段の解除に
    よつてダイヤフラムを原形状に自己復帰させて弁
    の開閉を行うダイヤフラムシール弁において、 前記ダイヤフラムの荷重−変位特性は極大値と
    極小値とを有し、且つ極小値は正の荷重であるこ
    とを特徴とするダイヤフラムシール弁。 2 前記ダイヤフラムは、中央部が前記負荷手段
    側に膨出した薄板の金属によつて形成されている
    特許請求の範囲第1項記載のダイヤフラムシール
    弁。 3 前記負荷手段は、弁箱と螺合してダイヤフラ
    ムを弁座側に押圧する弁棒である特許請求の範囲
    第1項又は第2項記載のダイヤフラムシール弁。
JP9227588A 1988-04-13 1988-04-13 ダイヤフラムシール弁 Granted JPS63285373A (ja)

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Families Citing this family (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3928678C1 (ja) * 1989-08-30 1990-12-20 Messer Griesheim Gmbh, 6000 Frankfurt, De
US5131627A (en) * 1990-10-17 1992-07-21 Nupro Company Diaphragm valve
JP3472650B2 (ja) * 1995-07-24 2003-12-02 株式会社フジキン 流体制御器

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1323887A (en) * 1970-05-26 1973-07-18 Brychta O Logic gates

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GB1323887A (en) * 1970-05-26 1973-07-18 Brychta O Logic gates

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