TW201638513A - 流體控制器 - Google Patents

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Ichiro Tokuda
Akihiro Harada
Hidenori Kiso
Tomohiro Nakata
Tsutomu Shinohara
Michio Yamaji
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Fujikin Kk
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Abstract

提供一種流體控制器，其可抑制因追加用於設定手段的零件及追加加工所造成之成本增加，且可消除閥桿上方移動量之設定值發生變化的問題。隔膜壓桿7之外周緣部的上面與壓桿適配器15之內周緣部的下面，係被形成為隔著第一間隙A而對向。藉由將第一間隙A設定為既定值，而設定隔膜壓桿7之朝上方的移動量。

Description

流體控制器
本發明係關於一種流體控制器，尤其是關於適宜在藉由限制閥桿之伴隨開閉的上下移動量而調整流量的用途中使用之流體控制器。
作為適宜在藉由限制閥桿之伴隨開閉的上下移動量而調整流量的用途中使用之流體控制器，已知有一種構成(專利文獻1)，其具備：本體，其設置有流體通道；套管，其設置於本體之上方；隔膜，其開閉流體通道；閥桿，其藉由上昇或下降使隔膜朝開或閉方向移動；隔膜壓桿，其固定於閥桿的下端部；壓桿適配器，其配置於隔膜壓桿之徑向外側且被固定於本體而保持隔膜的外周緣部；活塞，其與閥桿一體上下移動；驅動手段，其使活塞上下移動；及設定手段，其設定閥桿伴隨開閉之朝上方的移動量。
於專利文獻1之構成中，設定手段係被設為使手輪之陰螺紋部與設於套管的陽螺紋部螺合，藉由使手輪旋轉而調節擋止部的位置，對閥桿的伴隨開閉之上下移動量進行調整。
[先前技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：日本特開2003-14155號公報
於上述專利文獻1之流體控制器中，需要追加用於設定手段之零件及追加加工，存在有成本增高的問題。
此外，由於可自外部操作手輪，因此也存在有因作業者的誤操作而造成設定值變化、或者因物體或手碰觸而造成設定值變化的問題。
本發明之目的在於，提供一種流體控制器，其可抑制因追加用於設定手段的零件及追加加工而造成之成本增加，且可消除閥桿上方移動量之設定值發生變化的問題。
本發明之流體控制器，係具備：本體，其設置有流體通道；套管，其設置於本體之上方；隔膜，其開閉流體通道；閥桿，其藉由上昇或下降使隔膜朝開或閉方向移動；隔膜壓桿，其固定於閥桿之下端部；壓桿適配器，其配置於隔膜壓桿之徑向外側且被固定於本體而保持隔膜的外周緣部；活塞，其與閥桿一體上下移動；及驅動手段，其使活塞上下移動，該流體控制器之特徵在於：將隔膜壓桿之外周緣部的上面與壓桿適配器之內周緣部的下面之間設為第一間隙，且藉由上述第一間 隙來設定隔膜壓桿之朝上方的移動量。
於先前之流體控制器中，於隔膜壓桿之外周緣部與壓桿適配器的內周緣部之間設置有徑向的間隙，且隔膜壓桿之外周緣部的上面與壓桿適配器之內周緣部的下面並不對向，相對於此，於本流體控制器中，隔膜壓桿之外周緣部的上面與壓桿適配器的內周緣部之下面係隔著第一間隙而對向。因此，若閥桿及固定於此閥桿的隔膜壓桿朝上方移動既定量，則隔膜壓桿之外周緣部的上面與壓桿適配器之內周緣部的下面抵接(第一間隙為零)。藉此，可阻止此程度以上之隔膜壓桿之上方移動，伴隨此，可防止被隔膜壓桿按壓之隔膜的此程度以上之變形。
第一間隙例如可藉由將隔膜壓桿的形狀設為既定的形狀而獲得，於產生變更閥桿上方移動量之需要的情況，藉由變更隔膜壓桿，可變更為適宣的值。
隔膜壓桿及壓桿適配器之形狀，係與先前不同，不再需要先前之設定手段中所必須之螺紋加工或追加零件，從而可抑制成本之增加。
隔膜壓桿及壓桿適配器，係於流體控制器之使用狀態下，被收容於流體控制器內(套管、閥蓋等之內部)而不露出，因此不會有因作業者的誤操作而造成設定值變化、或因物體或手碰觸而造成設定值變化之情況。
流體控制器可為平常時閉合的狀態者，也可為平常時開啟的狀態者。
較佳為，於設置在閥桿之下端部的凸緣部之 下面與壓桿適配器的上面之間，形成有用以設定閥桿之朝下方的移動量之第二間隙。
藉由如此構成，還可設定閥桿之朝下方的移動量。
第二間隙例如可藉由將隔膜壓桿的形狀設為既定的形狀而獲得。
如此，利用閥桿與壓桿適配器來設定閥桿之朝下方的移動量，因此無需螺紋加工以外的追加加工或手輪、擋止部等其他零件的追加，不僅可進行閥桿上方移動量的設定，而且還可進行閥桿下方移動量的設定，從而可抑制成本之增加，且可附加新的功能。
較佳為，閥桿與活塞被相互螺合而形成一體，且藉由調整閥桿與活塞之螺合量，可設定較藉由第一間隙而被設定之閥桿的朝上方的移動量小的閥桿之朝上方的移動量。
藉由如此地構成，不用變更隔膜壓桿，即可減小閥桿上方移動量。此外，即使於隔膜壓桿被損傷之情況，藉由調整閥桿與活塞之螺合量，仍可防止閥桿朝上方移動超過設定之閥桿的朝上方的移動量。再者，於不需要調整之情況，也可使用活塞與閥桿成為一體者。
根據本發明之流體控制器，利用隔膜壓桿與壓桿適配器來設定閥桿之朝上方的移動量，因此不用進行追加之加工、手或擋止部等其他零件的追加，可進行閥桿上方移動量之設定，從而可抑制成本之增加。此外 ，隔膜壓桿及壓桿適配器，係被收容於流體控制器內，因此不會有因作業者之誤操作而造成設定值變化、或因物體或手碰觸而造成設定值變化之情況。
1‧‧‧流體控制器
2‧‧‧本體
2a‧‧‧流體流入通道
2b‧‧‧流體流出通道
4‧‧‧套管
6‧‧‧隔膜
7‧‧‧隔膜壓桿
8‧‧‧閥桿
9、10‧‧‧活塞
13‧‧‧驅動手段
14‧‧‧設定手段
15‧‧‧壓桿適配器
28‧‧‧凸緣部
第1圖為顯示本發明之流體控制器的一實施形態之縱剖視圖。
第2圖為第1圖之主要部分即設定手段周邊之放大縱剖視圖。
下面，參照圖式對本發明之實施形態進行說明。於以下的說明中，將上下設為圖面的上下。
第1及第2圖顯示本發明之流體控制器的一實施形態。
流體控制器(1)係被稱為直接接觸型金屬隔膜閥，其具備：本體(2)，其設置有流體流入通道(2a)及流體流出通道(2b)；套管(casing)(4)，其經由閥蓋(bonnet)(3)被安裝於本體(2)之上方；環狀閥座(5)，其設置於流體流入通道(2a)之周緣；金屬製隔膜(6)，其被按壓於環狀閥座(5)或自環狀閥座(5)分離而對流體流入通道(2a)進行開閉；隔膜壓桿(7)，其將隔膜(6)朝下方按壓；閥桿(stem)(8)，其配置於套管(4)內，藉由上昇或下降使隔膜(6)朝開或閉方向移動；上側及下側之活塞(9)、(10)；上側及下側之壓縮螺旋彈簧(迫緊構件)(11)、(12)；驅動手段(13)，其驅動上側及下側的活塞(9)、(10)； 兩個設定手段(14)、(16)，其設定閥桿上方移動量；及一個設定手段(17)，其設定閥桿下方移動量。
隔膜(6)係被設為上凸之圓弧狀呈自然狀態的球殼狀。隔膜(6)例如由鎳合金薄板構成，且被裁切成圓形，形成為使中央部朝上方突起之球殼狀。隔膜(6)可由不鏽鋼薄板構成，也可由不鏽鋼薄板及鎳鈷合金薄板的層積體構成。
於閥蓋(3)之下端面與本體(2)的凹部(2c)底面之間配置有壓桿適配器(15)，隔膜(6)之外周緣部，係被保持於壓桿適配器(15)與本體(2)的凹部(2c)底面之間。
上側活塞(9)具備：圓盤狀之活塞本體(21)；及自活塞本體(21)之中央部上面朝上方延伸的突出軸部(22)。下側活塞(10)具備：圓盤狀之活塞本體(23)；自活塞本體(23)之中央部上面朝上方延伸的上側突出軸部(24)、及自活塞本體(23)之中央部下面朝下方延伸的下側突出軸部(25)。
以位於上側活塞(9)與下側活塞(10)之間的方式，在套管(4)之靠近下端的部分固定有對面板(26)(count plate)，藉此，在對面板(26)之上方及下方分別形成有活塞(9)、(10)之移動空間。
下側之活塞(10)的上側突出軸部(24)之上端部，係被嵌入設置於上側的活塞(9)之活塞本體(21)的下面之凹部。上側之壓縮螺旋彈簧(11)，係被設為朝下方迫緊上側的活塞(9)，藉此，上側及下側之活塞(9)、(10)可一體地上下移動。
閥桿(8)具備：圓筒狀本體(27)，其在上部內周形成有陰螺紋(27a)；及凸緣部(28)，其設置於本體(27)的下端部。
於下側之活塞(10)的下側突出軸部(25)之下端部形成有陽螺紋(25a)，閥桿(8)及下側之活塞(10)係被相互螺合而可一體上下移動。
若閥桿(8)朝上方移動時的隔膜(6)之變形量大，則隔膜(6)之耐久性降低。此外，閥桿(8)之上方移動量，係與流量(Cv值)具有相關關係，因此，為了獲得所要的Cv值，需要調整閥桿上方移動量。各設定手段(14)、(16)、(17)，係被設為在無需使用追加的零件下設定閥桿移動量(行程)者。
驅動手段(13)係為了使閥桿(8)朝上方移動，而使操作氣體作用於各活塞(9)、(10)者，因此，用於此目的之上側的操作氣體導入室(29)及下側的操作氣體導入室(30)被形成於各活塞(9)、(10)之下方。驅動手段(13)還具有安裝於套管(4)之頂部的單觸式接頭(31)。於上側及下側的活塞(9)、(10)形成有將經由單觸式接頭(31)導入的操作氣體朝各操作氣體導入室(29)、(30)輸送之軸向通道(9a)、(10a)及徑向通道(9b)、(10b)。藉由朝各操作氣體導入室(29)、(30)導入操作氣體，各活塞(9)、(10)係承受向上的力。
於操作氣體未導入各操作氣體導入室(29)、(30)的狀態下，藉由壓縮螺旋彈簧(11)、(12)的迫緊力，閥桿(8)位於關閉位置(下方位置)，當操作氣體導入各操 作氣體導入室(29)、(30)時，使閥桿(8)反抗壓縮螺旋彈簧(11)、(12)的迫緊力而朝上方移動，藉此，隔膜壓桿(7)朝上方移動，可獲得隔膜(6)變形為上凸的開啟狀態。
以下，參照圖2對設定手段(14)、(16)、(17)的詳細構成進行說明。
隔膜壓桿(7)具備PCTFE製且抵接於隔膜(6)之抵接構件(41)、及設置有供抵接構件(41)嵌入之朝下開口的凹部之不鏽鋼製的保持構件(42)。
保持構件(42)係圓盤狀，其具備上側的小徑部(42a)、外徑大於小徑部(42a)之下側的大徑部(42b)、及位於小徑部(42a)與大徑部(42b)之間且外徑為兩者之中間大小之中間直徑部(42c)。
保持構件(42)，係將小徑部(42a)插入閥桿(8)之本體(27)下端部內而固定，中間直徑部(42c)之上面抵接於閥桿(8)之凸緣部(28)的下面。
下側之壓縮螺旋彈簧(12)，其上端由設於閥蓋(3)之彈簧支承面(3a)所支承，其下端被支承在閥桿(8)之凸緣部(28)的上面。於閥桿(8)之凸緣部(28)的上面之外周緣部(比支承壓縮螺旋彈簧(12)的面還靠近徑向外側的部分)設置有截面方形之環狀的上方突出部(28a)。
於閥蓋(3)之下端部設置有較其而向上部的內周面凹陷的環狀凹部(43)。閥桿(8)係被設為能使凸緣部(28)之外周緣部被閥蓋(3)的凹部(43)之圓筒狀周面所導引而可上下移動。並且，藉由凸緣部(28)之上方突出部(28a)的上面抵接於凹部(43)之上面(形成於凹部(43)與 比凹部(43)還靠近上部的內周面之間的台階面)(43a)，阻止閥桿(8)超出此程度地朝上方移動。
壓桿適配器(15)包含：壓抵於閥蓋(3)之下端面的徑向外側部分(15a)、未壓抵於閥蓋(3)之下端面的徑向內側部分(15b)、及比徑向內側部分(15b)還薄壁之內周緣部(15c)。
壓桿適配器(15)之薄壁的內周緣部(15c)之下面，係自上側與保持構件(42)的大徑部(42b)之外周緣部上面對向，且於兩者之間形成具有既定大小的第一間隙A。
因此，當閥桿(8)及被固定於此閥桿(8)之隔膜壓桿(7)朝上方移動與第一間隙A同份量之距離時，則隔膜壓桿(7)之大徑部(42b)之外周緣部上面與壓桿適配器(15)的內周緣部(15c)的下面抵接(第一間隙A變為零)。藉此，可阻止隔膜壓桿(7)超出此程度地朝上方移動，伴隨的是，可防止被隔膜壓桿(7)按壓的隔膜(6)超過此程度的變形。
如此，隔膜壓桿(7)之外周緣部上面與壓桿適配器(15)的內周緣部之下面被形成為隔著第一間隙A而對向，設定閥桿上方移動量之第1設定手段(14)，係作成藉由將第一間隙A設定為既定值而設定閥桿(8)之朝上方的移動量。
壓桿適配器(15)之徑向內側部分(15b)及內周緣部(15c)的上面，係位於同一面且自下側與閥桿(8)之凸緣部(28)的下面對向，於兩者之間形成具有既定大小的第二間隙B。
因此，當閥桿(8)及隔膜壓桿(7)朝下方移動與第二間隙B同份量之距離時，則閥桿(8)之凸緣部(28)的下面抵接於壓桿適配器(15)之徑向內側部分(15b)及內周緣部(15c)的上面。藉此，停止隔膜壓桿(7)超出此程度地朝下方移動，不會有朝下的大力量施加於隔膜壓桿(7)。
如此，在設於閥桿(8)之下端部的凸緣部(28)的下面與壓桿適配器(15)的上面之間，形成有用以設定閥桿(8)之朝下方的移動量之第二間隙B，設定閥桿下方移動量之設定手段(17)，係作成藉由將第二間隙B設定為既定值而設定閥桿(8)之朝下方的移動量。
於上述中，藉由凸緣部(28)之上方突出部(28a)的上面抵接於凹部(43)之上面(43a)，阻止閥桿(8)超過此程度地朝上方移動，因而也可將形成於閥桿(8)之凸緣部(28)的上方突出部(28a)之上面與凹部(43)的上面(43a)之間的第三間隙C作為閥桿(8)之朝上方的可移動量的上限值來使用。這被作成設定閥桿上方移動量之第2設定手段(16)。於此第2設定手段(16)中，也可不設置上方突出部(28a)，使凸緣部(28)與凹部(43)之上面(43a)直接抵接。
本實施形態中，於初期設定時，設為C>A，且將設定閥桿上方移動量之第1設定手段(14)的第一間隙A設定作為閥桿上方移動量的上限值。
在此，於設定閥桿上方移動量之第2設定手段(16)中，預先將下側之活塞(10)固定，使閥桿(8)相對於下側之活塞(10)進行旋轉，藉此可調整第三間隙C。
因此，於需要較藉由第一間隙A所設定之閥桿(8)的朝上方之移動量還小的閥桿(8)之朝上方的移動量的上限值之情況，藉由變更閥桿(8)與下側之活塞(10)的螺合量，可變更成與初期設定值不同的設定值。
再者，作為閥桿的上昇量C，也可使用下側活塞(10)之上面與對面板(26)的下面之間隙，來取代使用閥桿(8)之凸緣部(28)的突出部(28a)之上面與凹部(43)之上面(43a)的間隙。
此外，關於設定閥桿上方移動量之第2設定手段(16)，也可於閥桿(8)之上端部形成陽螺紋，於下側的活塞(10)之下側突出軸部(25)的下端部形成陰螺紋。
於上述中，設定閥桿上方移動量A之第1設定手段(14)，係利用隔膜壓桿(7)與壓桿適配器(15)來設定閥桿之朝上方的移動量，因此藉由將隔膜壓桿(7)及壓桿適配器(15)設為所要的形狀，可在不進行追加之加工或追加手輪、擋止部等其他零件之下，設定閥桿上方移動量，從而可抑制成本之增加。
此外，設定閥桿下方移動量之設定手段(17)係藉由將壓桿適配器(15)之徑向內側部分(15b)及內周緣部(15c)設為所要的形狀，可在不進行追加之加工及追加手輪、擋止部等其他零件之下，設定閥桿下方移動量，可抑制成本之增加且可獲得新的功能。
此外，關於設定閥桿上方移動量C之第2設定手段(16)，也利用用於使閥桿(8)與下側活塞(10)一體地上下移動的螺合結合，因此可在不追加用於設定手段 (16)的零件或進行追加加工之下，進行閥桿上方移動量C之設定。
而且，各設定手段(14)、(16)、(17)係位於流體控制器(1)內，因此可防止在以手輪設定閥桿上方移動量之在以往的流體控制器(1)中會成為問題的誤操作、或因物體或因手碰觸而改變了設定值之情況。
再者，於上述中，活塞之數量為兩個，但也可配合要控制之流體或壓力等，設為一個或兩個以上之複數個。
此外，作為流體控制器(1)，例示了氣動驅動型的直接接觸型金屬隔膜閥，但上述設定手段(14)、(16)、(17)之適用對象不限於這些，可應用於需要調整閥桿上方移動量之各種閥等。於應用時，不需要設置全部之設定手段(14)、(16)、(17)，也可僅設置一或兩個設定手段(14)、(16)、(17)。
[產業上之可利用性]
根據本發明，於適宜在藉由限制閥桿之伴隨開閉的上下移動量而調整流量的用途中使用之流體控制器中，可抑制成本之增加，並且不會誤使設定值變化，因此可貢獻於在調整流量的用途中使用之流體控制器的性能提高。
3‧‧‧閥蓋
3a‧‧‧彈簧支承面
4‧‧‧套管
7‧‧‧隔膜壓桿
8‧‧‧閥桿
10‧‧‧活塞
10a‧‧‧軸向通道
10b‧‧‧徑向通道
12‧‧‧壓縮螺旋彈簧
14‧‧‧設定手段
15‧‧‧壓桿適配器
15a‧‧‧徑向外側部分
15b‧‧‧徑向內側部分
15c‧‧‧內周緣部
16、17‧‧‧設定手段
23‧‧‧活塞本體
24‧‧‧上側突出軸部
25‧‧‧下側突出軸部
25a‧‧‧陽螺紋
26‧‧‧對面板
27‧‧‧圓筒狀本體
27a‧‧‧陰螺紋
28‧‧‧凸緣部
28a‧‧‧上方突出部
30‧‧‧氣體導入室
41‧‧‧抵接構件
42‧‧‧保持構件
42a‧‧‧小徑部
42b‧‧‧大徑部
42c‧‧‧中間直徑部
43‧‧‧凹部
43a‧‧‧上面
B‧‧‧第二間隙
C‧‧‧第三間隙

Claims (3)

  1. 一種流體控制器，係具備：本體，其設置有流體通道；套管，其設置於本體之上方；隔膜，其開閉流體通道；閥桿，其藉由上昇或下降使隔膜朝開或閉方向移動；隔膜壓桿，其固定於閥桿之下端部；壓桿適配器，其配置於隔膜壓桿之徑向外側且被固定於本體而保持隔膜的外周緣部；活塞，其與閥桿一體上下移動；及驅動手段，其使活塞上下移動，該流體控制器之特徵在於：將隔膜壓桿之外周緣部的上面與壓桿適配器之內周緣部的下面之間設為第一間隙，且藉由上述第一間隙來設定隔膜壓桿之朝上方的移動量。
  2. 如請求項1之流體控制器，其中於設置在閥桿之下端部的凸緣部之下面與壓桿適配器的上面之間，形成有用以設定閥桿之朝下方的移動量之第二間隙。
  3. 如請求項1或2之流體控制器，其中閥桿與活塞被相互螺合而形成一體，且藉由調整閥桿與活塞之螺合量，可設定比藉由第一間隙所設定之閥桿的朝上方的移動量還小的閥桿之朝上方的移動量。
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