JPH1061793A - ダイヤフラム弁のダイヤフラム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】１４０℃以上の高温域から−２０℃以下の低温
域までの広い温度範囲で使用可能なフッ素樹脂のみから
なるダイヤフラムであって、剛性が比較的小さく、弁開
閉の操作性が良好なものを提供する。 【解決手段】１枚以上の接液側フッ素樹脂製シール層14
と、そのシール層の上に積層した２枚以上のフッ素樹脂
製クッション層17とからなり、シール層14は中央上部に
突出する軸取付部15を一体に有し、クッション層17は中
央に貫通孔18を有し、各層14、17は相互に一体接着せず
に、相互の接触面がスリップしうるように重ねられたダ
イヤフラム弁のダイヤフラム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は化学薬品、医薬品、
バイオ、食品等の製造工程において使用されるダイヤフ
ラム弁のダイヤフラムに関する。

【０００２】

【従来の技術】医薬品、食品等の製造工程において使用
されるダイヤフラム弁のダイヤフラムは、化学薬品に対
する耐蝕性と、加熱殺菌に対する耐熱性が要求される。
このため、図４に示すように、従来のダイヤフラム１は
２層構造であり、接液側のシール層４は比較的薄いフッ
素樹脂製であるが、コンプレッサ側のクッション層７は
比較的厚いゴム製であった。そのシール層４は中央の軸
取付部１５と一体であり、クッション層７はシール層４
の上面に一体に接着され、コンプレッサ25の締付力を吸
収する役目を果たしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これまでのダイヤフラ
ム等に施される殺菌処理は１２０℃以下の温度であった
が、最近はこの温度を１４０℃以上にすることが要求さ
れるようになった。又、−２０℃以下の低温にも耐える
ことがダイヤフラムに要求されるようになった。しか
し、従来のダイヤフラムはゴム製クッション層の信頼で
きる使用温度範囲が−２０℃から１４０℃であり、１４
０℃以上の高温又は−２０℃以下の低温において使用さ
れると、急速に劣化するため、これらの要求に応えるこ
とができなかった。

【０００４】この要求に応えるため、１枚の厚いゴム製
クッション層をそのまま１枚の厚いフッ素樹脂製クッシ
ョン層に置換すると、硬質の厚いフッ素樹脂クッション
層のため、ダイヤフラム全体の剛性が著しく大きくな
り、ダイヤフラムの凹凸を弾性的に逆転させるために必
要な力、すなわち弁を開閉する力が非常に大きくなり実
用にはならなかった。

【０００５】本発明はこの問題を解決するためになされ
たものであり、その目的とするところは、−２０℃以下
の低温から１４０℃以上の高温までの広い温度範囲にお
いて使用可能なフッ素樹脂のみからなるダイヤフラムで
あって、ダイヤフラム全体の剛性が比較的小さいものを
提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明が採用する手段は、中央上部に軸取付部を有
する接液側の１枚以上のフッ素樹脂製シール層の上に、
２枚以上のフッ素樹脂製クッション層を一体接着せず
に、すなわち相互の接触面がスリップ可能に重ねてダイ
ヤフラムを構成したことにある。コンプレッサ側のクッ
ション層は中央に貫通孔を有し、その貫通孔は接液側の
シール層軸取付部及びその軸取付部に取り付けたコンプ
レッサの連結軸に遊嵌する。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明のダイヤフラムを図１及び
図２に示す実施例に基づいて説明する。図１に示すよう
に、上から見ると、ダイヤフラム10の外周は角の丸い正
方形であり、４隅にボルト孔11を有する。上面中央に凹
凸する球面部13が形成され、その中心からコンプレッサ
と結合するための連結軸12が突出する。

【０００８】図２に示すように、ダイヤフラム10は６枚
の薄いフッ素樹脂製層からなり、最下層は接液側シール
層14であり、その中央部分は肉厚の軸取付部15を形成す
る。軸取付部15には連結軸12の下端部が埋設される。シ
ール層14の下面には、図１に破線で示すように、１本の
直径部分と円周部分を描くシールバンド16が一体に形成
される。シールバンド16の直径部分は弁本体の弁座に、
円周部分は取付座にそれぞれ対応する。シール層14の上
に５枚の薄いコンプレッサ側クッション層17が重なる。
各クッション層17の中央には貫通孔18があけられ、その
貫通孔にシール層14の軸取付部15又はその軸取付部から
突出する連結軸12が遊嵌する。

【０００９】シール層14及び各クッション層17は上下に
密に重なるが、一体に接着しないから、中央の球面部13
の凹凸を逆転させるとき、各層相互の接触面には滑りが
生じ、各層は独立して弾性変形する。独立して弾性変形
する各層は硬質のフッ素樹脂製であるが、厚さが薄いか
ら、ダイヤフラム10全体としての剛性は、クッション層
がゴム製でシール層に一体接着していた従来のものと略
同程度である。

【００１０】

【実施例】本発明のダイヤフラムの弁開閉動作を図３に
示すダイヤフラム弁に基づいて説明する。図３の左半は
ダイヤフラム弁の全開時の状態を、右半は全閉時の状態
を示す。ダイヤフラム10は周辺部が弁本体20の取付座21
とボンネット22の取付座23の間に挟持され、図外のボル
ト・ナットを介して締め付け固定される。

【００１１】右半の全閉時には、コンプレッサ25がダイ
ヤフラム10の中央をクッション層17の上から押圧し、球
面部13を下方に凹ませ、シール層14を本体20の弁座24に
密着させる。その結果、弁本体20内の流路は閉塞する。
このとき、コンプレッサ25の押圧力をクッション層17が
吸収する。左半の全開時には、コンプレッサ25が軸取付
部15に植設した連結軸12を介してシール層14の中央を上
へ引き上げ、ダイヤフラム10の球面部13を上方へ凹ませ
る。その結果、弁本体20内の流路は開通する。

【００１２】弁が全閉から全開へ又はその逆に移行する
とき、ダイヤフラム10は弾性変形する。ダイヤフラム10
を構成する各層はフッ素樹脂製であるから、同じ厚さの
ゴム層に比較すると剛性は大きいが、各層は薄く、かつ
相互に一体接着されていないから、弾性変形するとき、
相互に滑ることができる。その結果、ダイヤフラム10の
全体としての剛性は比較的小さく、従来の薄いフッ素樹
脂製シール層と厚いゴム製クッション層を一体接着して
いたダイヤフラムと略同程度である。

【００１３】このように、ダイヤフラム10の剛性は従来
のものと同程度であるから、弁を開閉するために必要な
力も従来と同程度であり、弁開閉操作は比較的容易であ
る。ダイヤフラム10はフッ素樹脂のみから構成されるか
ら、使用温度が−７０℃から２００℃の範囲内であれ
ば、性能上の信頼性は保証される。したがって、使用可
能な最低温度は従来の−２０℃よりも低い−７０℃とな
り、１４０℃以上の高温加熱殺菌にも十分耐えることが
できる。

【００１４】

【発明の効果】上記のとおり、本発明のダイヤフラム
は、−７０℃から２００℃の温度範囲において信頼して
使用することができるフッ素樹脂製の積層体であるか
ら、最低使用可能温度を従来の−２０℃から−７０℃ま
で下げることも、殺菌処理温度を従来の１４０℃から２
００℃に上げることも可能であり、又、その積層体は薄
いフッ素樹脂層を相互に一体接着せずに重ねたものであ
るから、クッション性は良好であり、全体としての剛性
も比較的小さく、弁開閉に要する力も従来のものと同程
度であるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明の一実施例のダイヤフラムの平面図、

【図２】は図１のダイヤフラムの左半を断面で示す側面
図、

【図３】は図１のダイヤフラムを備えたダイヤフラム弁
の断面図であり、左半は全開時を、右半は全閉時をそれ
ぞれ示す。

【図４】は従来のダイヤフラムを備えたダイヤフラム弁
の右半を断面で示す正面図、

【符号の説明】

１，10：ダイヤフラム 11：ボルト孔 12：連結軸 13：球面部 ４，14：シール層 15：軸取付部 16：シールバンド ７，17：クッション層 18：貫通孔 20：弁本体 21：取付座 22：ボンネット 23：取付座 24：弁座 25：コンプレッサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 接液側の１枚以上のフッ素樹脂製シール
   層（14）と、前記シール層の上に積層した２枚以上のフ
   ッ素樹脂製クッション層（17）とからなり、中央に凹凸
   する球面部（13）を形成するダイヤフラムであって、前
   記シール層は中央上部に突出する軸取付部（15）を一体
   に有し、前記クッション層は中央に貫通孔（18）を有
   し、各層は相互の接触面がスリップ可能であることを特
   徴とするダイヤフラム弁のダイヤフラム。
2. 【請求項２】 シール層（14）の軸取付部（15）と、そ
   の軸取付部に取り付けられた連結軸（12）はクッション
   層（17）の貫通孔（18）に遊嵌することを特徴とする請
   求項１記載のダイヤフラム弁のダイヤフラム。