TW200930927A - Flow control valve - Google Patents

Description

200930927 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是有關於一種對流經閥體内流體的流量進行 控制的流量控制閥，尤其有關於對流體的流量係數及流^ 進行測量的流量控制閥。 里 【先前技術】 在流量控制閥的流路内流動的流體的流量Q可透過 ❹

測里=次側（上游側）流路和二次側（下游侧）流路中流 -勺G差閥心的開度及流量係數（Cv值），由以下的方 程式（1)算出。 万 Q=A*Cv^~Δ P (1 ) 具中 △ P為流體上游側 A為閥芯節流部的截面積 和下游側之間的壓力差。 關於這種可對流_流動的流體的流量餘與流量 量控制閥’已知有例如下述專利文獻1〜3中 揭滅的控制閥。 補文件！中所記載的是一體型程序控制間，在 力；：匕路：分配置測量入口的流體壓力。的第-壓 二屢:側的流路部分配置測量流體動Ρ。的第 的) <△ρ紐，其中k為常數，Gf為流體 專利文件2中所記載的流量控制間，具有：檢測闕芯 200930927 的閥開度的閥開度檢測單元、檢測閥芯上游管路内流體壓 力的第一壓力檢測單元、檢測閥芯下游管路内流體壓力的 第二墨力檢測單元、根據第一及第二壓力檢測單元以及閥 開度檢測單元的電輸出信號計算出管路内流動的流體流量 的電氣單元。 專利文件3中所記載具有流量測量裝置的蝶形閥，在 其上游側、下游侧共四處形成有壓力取出口 ’在分別形成 於座環上游側及下游側内周上的沿周向延伸的環狀的空洞 ❹ 内’將取得的壓力平均化，來測量閥芯前後的壓差。 然而，在閥芯的節流部前後會產生擾流，壓力變動較 大’因此要高精度地測量流體的流量Q就必須將上游側的 流體壓力取出部和下游侧的流體壓力取出部設置在離閥芯 的節流部足夠遠的位置上。 此外，在謀求具有流量測量單元的流量控制閥的小巧 化的情況下，通常來講’將流量測量單元配置於驅動閥芯 的致動器内較為有利。因此，上述專利文件丨所記載的控 φ 制閥中，將具有流量測量單元的控制器與上游側的流體壓 力取出部、下游侧的流體壓力取出部之間透過另設的外部 配管分別連接，將流體壓力向控制器引導。 然而，上述專利文# 1、2巾記載的控制闕中具有如 下問題：從上游側的流體壓力取出部、下游側流體$力取 出部將流體壓力透過配管向控制器引導，因而配管繞裝於 閥體周圍，導致流體從配管的連接部漏出，或是配管所引 起的零件數目及組裝工時增加，導致昂貴。 200930927 j.y / u^jju..uuc 另外，上述專利文件3中所記載的蝶形閱以犧牲 精度為代價謀求小巧化，無論在上游側還是下游側，摩= 置均未距離閥芯足夠·’因此上游侧和下游“ 屢力k動較大，無法高精度地測量流量。 專利文件]:曰本特許第2772159號公報 專利文件2 :曰本特開昭60-168974號公報 專利文件3:曰本特公平7-103945號公報 > 【發明内容】 本發明即為解決上述現有技術中的問題而做出，其目 的在於提供一種不必將外部配管設置於閥體外部且小巧的 流量控制閥。 為達到上述目的，本發明具有：閥芯，以可轉動自如 j方式配設在閥體内，對通過閥體内的流體的流量進行調 即，士游側座環，被按壓在上述閥芯的就座部上 ;上游側 保j益，保持上述上游側座環；閥開度檢測單元，對上述 丨閥〜j閥開度進行檢測；壓差檢測單元，對上述閥體的上 ^侧s路内的流體壓力和下游側管路内的流體壓力之間的 壓差進1檢測；以及流量計算單元，根據上述壓差檢測單 几的測量值和上述閥開度檢測單元的測量值求出流量係 ^由°亥測里值和上述流量係數計算出上述流體的流量’ Ϊΐ述壓差檢測單元安裝在上述閥體的外周面上’設置有 貝牙上述上游侧保持器的上游側端部附近的内周面與外周 面之間的上斿側流體壓力取出部，在上述閥體的内周面和 上述上游側保持器的外周面之間形成有第一導通道，該第 9 200930927 -導通道社游側端與上述上游側流體㈣取 形二有連接上述第-導通道的下游側端ί上 述壓差檢測早兀的第二導通道。 响十工 另外，本發明還具有：下游側 芯的就座部上;以及τ游側保持器上述閥 的内周面及外周面之間的τ游側 = = 游側保_外周面二= 2出/連通在上賴體形成有連接上述第三導通道的 存側夕而和上述壓差檢測單元的第四導通道。 、 [發明的效果] 之間導tr的内周面和上游侧保持器的外周面 道，在闕體内設置第二導通道，經由ϋ 4通道祕上游側流體勤取出部和壓 。 必在閥體外部設置用於將上游側 ，元的流路配管，可使流量控制閥小巧ς力=壓= 7道形成於上游側保持器和閥體’ 必裝上其他零件，易於t造。 ㈣之間，所以不 器的::側置於上游側保持 足夠遠離閥/側流體壓力取出部 能夠以較高:力3為保持器管軸方向長度的距離， u顧力間的較大壓差，可高精度地進行流量ΐ量。 200930927 此外，本發明在閥體的内周面和下游側保持器的外周 面之間設置第三導通道，在閥體内設置第四導通道，經由 這些導通道連接著下游侧流體壓力取出部和壓差檢測單 元，所以不必在閥體外部設置用於將下游側流體壓力導向 壓差檢測單元的流路配管，可使流量控制閥更加小巧化。 另外，第三導通道形成於下游側保持器和閥體的内周面之 間，所以不必裝上其他零件，易於製造。 為讓本發明之上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特 ^ 舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。 【實施方式】 以下根據圖式顯示的實施方式對本發明進行詳細說 明。 圖1是表示本發明的流量控制閥的一種實施方式的橫 剖面圖，圖中，流量控制閥處於全開狀態。圖2是沿圖1 中Π - Π線剖切的剖面圖。圖3是沿圖1中IQ - Μ線剖切的 别面圖。圖4是沿圖1中IV-IV線剖切的剖面圖。圖5是沿 Φ 圖1中V-V線剖切的剖面圖。本實施方式中所示的是將本 發明適用於由浮動式雙向球閥構成的流量控制閥的一個例 子，浮動式雙向球閥是由配置於上游侧和下游侧的一對座 環來可轉動自如地支承閥芯（球形塞,ball plug)。浮動式 閥，在全閉時閥芯受上游側流體壓力的影響被推壓到下游 側座環上，是一種主要以閥芯與下游侧座環的接觸來實現 密封的閥。 在圖1中，元件符號1表示的是整個浮動式流量控制 200930927 2面括：内部形成流體2流路3的的释 3的球々:設 =體趙4:部，二::： 轉動的間車由7等。 [肢外部操作使該閥芯6 置有凸緣部8a m緣^兩广部外周面上一體突出設 行連接的連接 〇Λ '' a、8b構成與配管 ❹

示），上述t 表面中央形成有通孔（未Ϊ 内的上述二二隔亚可相對於其一 有貫通空體構成，其内部形成 開===流辑入側開口 和流出铡開口 貝逋机路9的流入侧開口部1〇 間在旋轉方向。(周壁上，該兩開口部之 面H有球•的就座部12Λ18Q。閥芯6的外周 端部向上述闕體閥:：上表面中央連接;上 器驅動，！万大出销始由省略圖示的致動 度範圍内;;l使上述閥芯6在箭頭θ方向上大致9。。的: 在上述閥體4内部，在卜诂η 間芯“Η尤座部】2緊密:上:广：6的上游側配置有與 側座環15進行保持且^座環…對該上游 游侧保持器]6、你轴線方向上移動自如的上 的彈性部件的彈箬^游側座環15向閥芯6推壓 !、對上游側座環15和上游側保持哭 200930927 zy /oz,pii.uuc lb之間進行密封的 環部的密封構造。 仵構成上游侧座 上述上游侧座環15被形成為兩端開放的筒體， 具有中心孔】5a’該中錢]5a和上述上游側保持哭丄 上游側開口部！ 6a形成上述流路3的上游側流路^勺 中心孔15a具有比上述上游侧開口部】如的内| j ❹ ❹ 成得較厚，藉此構成大徑部。該下游側端部 被推壓到閥芯6的就座部]2上。 汽17 上述上游側保持器16同樣被形 ”沿轴線方向移動自如地收納著上述二筒 21與上述閥體4的上游側開口部内周面卜螺紋 互树合。另外，上游側保持器丨6的上f累紋 形成從開口端面的内徑D起朝— 碭口部16a 孔，其最小徑部的内經與上述上游側=ff小的錐形 等。另外，上游侧保持器】 衣的孔包D]相 外周面之間形成有收納上述彈座環b的 該收納部23由形成於上座 j狀的收納部23。 说和形成於上游側保持器16二^ =上的階梯部 成。此外’在上游侧保持器】6的 、/1白梯部2犯構 〇形環18的環狀槽24。 °面上形成有裝嵌上述 上逑上游倒保持器]6的上游娜開 】6a的閉口端 200930927 面上升/成有構成旋轉操 即位於::：:：。上游 比上述上游側端部]6B長端部吨後方的 合部上，沿圓周方t=::與上游側㈣ ,,呆持态】6的内周面及外周而沾…出邛26由貫 在形成有該屋力取出部2 —=的项孔構成，此外， ❹ ΐ第沿:向等間隔地形成有四個第二I:，則的外周面 其上游側端與上逑各上^^ = 2方向形成的槽 通。此外，在上游側保持器】6的外周力取出部26連 壞狀槽28，該環狀槽28將上述四個勺下游側端形成有 側端連通起來。其中，上游側 導通道27的下游 取出部26具有外徑£>2，沪於’/° 、的上游側流體壓力 ❹ 距離L]的位置，該距離L二於、二f游側遠離上述閥芯6 面的内徑D的二倍(Li二於地，口部】5的開口端 此外，在閥體4中形成有望— 道29經由上述環狀槽以將上述^^29’該第二導通 差檢測單元的MJHMn 3]連接_。'^與作為塵 外相4通。因此，上述上游 ]土;子内以使内 由上游側罐力取出部26内的峨 第二導通⑽被引導至物 上述屋差傳感裔' 31用於檢測閥體4的上游側管路3α ❹ ❿ 200930927 内的流體壓力p】和下游侧瞢敗 的屢差^卜P「N，4定在 流_ P2之間 大致與上述闊芯6對應=上述闕體4外周面的、 在上述閥體4内部，上述闕芯6的下游 閥芯ό的就座部12緊密 配叹有與 游側座環4〇而使其可側絲40、保持該下 -π軸線方向移動自如的下游 "4ί甘作為彈性部件向上游侧彈堡上述下游側座i f 而將其推壓在就座部12上 座衣40從 下游側保持器41之間進行密封二=游側座環4〇和 游側座環部的密封構造。山、、3，藉此構成下 上述下游側座環4〇隔荽門料r t 對’與上游側座環15共同將/、上斿侧座環15相 下游側座環40財心孔4〇a ::轉動的狀態。 心孔化形成上述流路3的下^^^^4】的令 座環4。形成為與上游側 二其中，下游側 上述下游側保持器 f门的域。 充分長，除了在這—點上兩开者成^^上游側保持器16 是相同的。即，下游倒保:他方面兩者都 16的三至四倍，在' 、、度是上游側保持哭 ^物簧42及〇形環4 =游侧開口部内隔 有上述下游側座環4〇。 方向移動自如地收納 側座環4 0的外周面之間^保持益41白勺内周面和下游 納部5〇。此外，下游側保持3納上述彈簧42的環狀收 上述〇形環43的環狀槽5|寺。。』的内周面上形成有裝嵌 200930927 *c 下游側保持器& 1的後端上形 成外螺紋部Μ，該外螺紋部41a邀=螺歲Μ，由此構 ^部内周面上形成的内螺紋4 6旋：^間W的下游側 =上形成有構成旋轉操作部的多個I。外文部似的 ^上的上述外螺紋部4!A前方 ：53。下游側保持 ^主f部仙與上述外螺紋部4】/的^开^主體部· ❹ ^形成有四個下游側流體璧力取^圓周方向 侧〜體壓力取出部54 出#5心這些下游 :卜，間的徑向通孔構成，此外=器广的内周面及 那-部分的上游側的外=些星力取 成有四個第三導通道55 (圖5 )。 二周向荨間隔地形 ，游側保持器41軸線方向上的=導通道55由形成 义各下游側流體覆力取出部54連通」、下游側端與上 t器41的外周面的上游側端形成有連通了、十面’下游側保 、逼55的上游側端的環狀槽56。下 义四個第三導 ❿ 側開口部4lb的開^持器^的下游 中心孔他的内徑（D])。下^1Ϊ ^下游側座環价的 外徑A，被設置於技下^、1體壓力取出部54具有 置’該距離l2大於下游側===芯6距離L2的位 官路犯的下游側開口端面的^盘)^匕外’下游側 的開口端面的内徑D被設定為相;](3d=側開口部恤 此外，上述閥體4上形忐古楚，结 通道— 16 200930927 壓差傳感器3]相連接。兮 閥俨4辟厘日、鱼H 導通道57由沿控向形成於 =4且連通内外的通孔構成。目此，閥體4的下游 54、第-道m t 由下游側流體壓力取出部 卷俏、％狀槽56'第四導通道57被導向壓 差傳感器31。 *上述流置控制閥i還具有由檢測上述閥芯6閱開度的 ❹ ❹ IΓ十等構Ϊ的閥開度檢測單元6 °、計算閥體4内流動的 二-2的流㈣流量計算單元6]，該流量計算單元經 線Γη二分別與上_差傳感器31和上述閥開度 松測早7L 60連接。 對於這種構造的流量控制閥i，當使闕芯6轉動，將 八由ί閉狀態切換為圖1所示的全開狀態時，通過上游側 的配官供給職量控㈣】的流體2經由上_管路从 ^上游側保持益16和座環15的中心孔）、閥芯6的貫通 流路9、T游側管路3B (下游側座環4〇的中心孔術、、下 游侧保持41的中心孔4ia)流向下游側的配管。此時， 在閥體4内流動的流體2的上游侧壓力匕經由上游側壓力 =出邻26、第一導通道27、環狀槽28、第二導通道29被 ^向，差傳感器3卜另外’在閥體4内流動的流體2的下 ，側壓力P2也經由下游側壓力取出部54、第三導通道55、 環狀槽56、第四導通道57被導向壓差傳感器31。在導出 上游侧壓力P]和下游侧壓力p2後’壓差傳感器31檢測兩 者的壓差Δ1Ρ (=Ρι-Ρ2)，將其測量值傳送給流量計算單元 61。 200930927 另外’關度檢測單元6G檢测$ 6關轴7 首=度’將其測量值傳送給上述流量計算單元61。流量計 二早兀6j根據壓差傳感器3]的測量值和_度檢測單元 〜的測！值求出流量係數（CD，根據上述式⑴， 值和流量係數計算出在閥體4内流過的流體2 ㈣由:將連接流量控糊1的上游 出邻26和壓呈傳感器31的第一導通道27和第二 通迢29、以及連接下游側壓力取出部54和壓差 二t導通道55和第四導通道57分別形成在上游;丨; 髀，、下游側保持器41以及閥體4上，所以不必在閥 巧夕側附設流路配管，因而能够實現流量控制閱】的小 。另外、，第一、第三導通道27、55利用閥體4的内周 =上下游侧保持器16、41的外周面之間的空間，所以 級ίΪ:::内裝上其他部件’因而能夠防止零件數及 離二：C力取出部26設置在向上游側 ^ ^ ,，離L的位置，將下游側流體壓力取出部54 ί將四個批6麟L2馳置，並由環狀槽 狀槽56將:個27的扇端相互連通，同樣由環 受擾流的丨柄55的"^㈣相互連通。因此， 的流體壓^能夠高精出上游側及下游側 轉側L Lt 54附近的流體2的上麵力及下 句進仃精度較高的流量剛量，因而能夠提高 200930927 該流量控制閥1的測量精度及可靠性。 在上述實施方式中，例示了第_、第三導通道27、55 和環狀槽28、56分別形成於上游侧及下游側保持器16、 41的外周面上的情況，但也可以是分別形成在閥體4的上 游側和下游侧的内周面上。 另外，本發明的實施方式中，以浮動式的雙向球閥為 例對流量控制閥進行了說明，但本發明也可以適用於耳軸 ❹ 式(tnmnion type)的雙向球閥。這時，原本浮動式的雙向球 閥中所設的下游侧座環4 〇和下游側保持器4!就不是必要 此之外其他的構件完全可以。或者也可以只 邊去下游側座環4〇。 雖然本發明已以實施例揭露如上，鉄苴 i::;之以屬技術領域中具有通常知識者，在::: 發附，故本 【圖式簡單說明】 界定者為準。 剖面】，=制閥的-種實施方式的橫 μ里乜制閥處於全開狀態。 沿圖1中_線剖切的剖面圖。 圖3疋沿圖1中線剖切 圖4是；;儿闰1 ώπΓ „ 面圖。 、。圖ί帽-IV線剖切的剖 圍5疋沿圖1中V V妯 【主要开杜^ 線°彳切的剖面圖。

【王要7C件符號說明】 U ].流量控制閥 200930927 ►c 2 :流體 3:流體流路 3A :上游侧管路 3B :下游側管路 4 :閥體 6 :閥芯 8a, 8b :凸緣部 9:貫通流路 ® 10:流入侧開口部 11 :流出侧開口部 12 :就座部

15 :上游側座環 15a :中心孑L 16 :上游侧保持器 16a :上游側開口部 16B :上游側端部 〇 16C :主體部 18 : Ο形環 21 :外螺紋 22 :内螺紋 23A, 23B :階梯部 24 :環狀槽 25 :凹部 26 :上游側流體壓力取出部 20 200930927 27 :第一導通道 28 :環狀槽 29 :第二導通道 31 :壓差傳感器

40 :下游侧座環 40a :中心孑L 41 :下游侧保持器 41A :外螺紋部 w 41B :主體部 41 a :中心孔 41b :下游側開口部 42 :彈簧 43 : 0形環 45 :外螺紋 46 :内螺紋 50 :收納部 Φ 51 :環狀槽 53 :凹部 54 :下游侧流體壓力取出部 55 :第三導通道 56 :環狀槽 57 :第四導通道 60 ··閥開度檢測單元 61 :流量計算單元 21 200930927 62, 63 :信號線

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Claims (1)

1. 200930927 七、申請專利範圍： 種流量控制閥，其特徵在於具有： 體内枝峰㈣如，對通過閥 士 = 座環’侧在上述閥芯的就座部上； 上游側保持器，保持上述上游側座環； ❹ 早7^對對上述閥芯的閥開度進行檢測； 力和下、游= 述閥體的上游側管路内的流體壓 = 力之間的壓差進行娜以及 述閥開声檢、根據上述壓差檢測單元的測量值和上 和= 絲出流量係數，由該些測量值 /里係數计具出上述流體的流量， ϊϋϊΐ檢測單元安裝在上述閥體的外周 面上， 面盘相述上游側保持11的上游_近的内周 内周間的上游侧流體壓力取出部，在上述闕體的 。 圮上游側保持器的外周面之間形成有第一導-甬 道，該第-導通道的上 成有弟導通 部連通，在上㈣〜 與述子側流體壓力取出 側端和上述ϋ形成有連接上述第—導通道的下游 上边壓差檢測皁元的第二導通道。 有:利t圍第1項所述的流量控制閥，還具 下、、I 按壓在上述閥芯的就座部上；以及 上If保持器，保持上述下游侧座環， 机里控制閥中還設置有貫穿上述下游側伴拣哭Μ 下_端部_的内周面及外周面之間的下：:= 200930927

   取出部，在上述閥體的内周面和上述下游側保持器的外周 面之間形成有第三導通道，該第三導通道的下游侧端與上 述下游侧流體壓力取出部連通，在上述閥體形成有連接上 述第三導通道的上游側端和上述壓差檢測單元的第四導通 道。 24