TW202030431A - 閥 - Google Patents

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TW202030431A
TW202030431A TW108133753A TW108133753A TW202030431A TW 202030431 A TW202030431 A TW 202030431A TW 108133753 A TW108133753 A TW 108133753A TW 108133753 A TW108133753 A TW 108133753A TW 202030431 A TW202030431 A TW 202030431A
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中村伸夫
近藤研太
中田知宏
中澤正彦
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日商富士金股份有限公司
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Abstract

本發明提供耐久性絕佳的閥。 膜片(8)具有：主膜片(8A)；及支承膜片(8B)，位於「面對主膜片(8A)之閥室(2a)側」的相反側，設成接觸於主膜片(8A)。主膜片(8A)之內周側的第1末端部(8E)固定於閥體部(6)，支承膜片(8B)之內周側的第2末端部(8F)，從主膜片(8A)之內周側的第1末端部(8E)分離。

Description

閥
本發明關於閥。
傳統以來，存在一種以膜片覆蓋閥主體的閥室，並藉由使膜片作動，而執行開閉(開啟與關閉)的閥(譬如，請參考專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1] 日本特開2006-162043號公報
[發明欲解決之問題]
但是，在傳統的閥中，對於「膜片的變形」及「因高壓流體而作用於膜片的壓力」的對策並不充分，因此在需要「較傳統更高的耐久性」的場合中，則呈現不足。
有鑑於此，本發明的目的是提供耐久性絕佳的閥。 [解決問題之手段]
為了解決上述目的，本發明其中一種樣態的閥，具備：閥主體，形成有流體通路及閥室，並具備閥座；和膜片，設成覆蓋前述閥室，並保持前述閥室的氣密；和桿，設成可相對於前述閥接近及分離移動；及閥體部，穿過前述膜片的中央部，並連結於前述桿，對前述閥座形成抵接及分離而開閉前述流體通路，前述膜片，具有主膜片、及「位於面對前述主膜片之前述閥室側的相反側，並設成接觸於前述主膜片」的支承膜片，前述主膜片之內周側的第1末端部固定於前述閥體部，前述支承膜片之內周側的第2末端部，從前述主膜片之內周側的第1末端部分離。
此外，也可以形成：前述閥體部，在面對前述膜片之前述閥室側的相反側，設有按壓環，前述按壓環的下表面，抵接於前述支承膜片的內側部。
此外，也可以形成：前述主膜片具有第1外周部、第1中間部、第1內周部，前述支承膜片具有第2外周部、第2中間部、第2內周部，前述第2外周部抵接於前述第1外周部，前述第2中間部抵接於前述第1中間部，前述第1內周部構成從前述第1中間部的內端朝向前述閥座彎折，前述第2內周部從前述主膜片分離。
此外，也可以形成：前述主膜片具有第1外周部、第1中間部、第1內周部，前述支承膜片具有第2外周部、第2中間部、第2內周部，前述第2外周部抵接於前述第1外周部，前述第2中間部抵接於前述第1中間部，前述第1內周部構成從前述第1中間部的內端朝向前述閥座彎折，前述第2內周部僅抵接於前述第1內周部的一部分。
此外，也可以形成：前述主膜片是由金屬材料所構成，前述支承膜片是由橡膠或者樹脂材料所構成，前述主膜片之內周側的末端部，藉由焊接而固定於前述閥體部。 [發明的效果]
根據本發明，可藉由「與主膜片同步移動的支承膜片，總是支承著主膜片」，而提供耐久性絕佳的閥。
以下，針對本發明之第1實施形態的閥1，參考圖面進行說明。
第1圖，為第1實施形態中，處於開(啟)狀態之閥1的縱剖面圖。第2圖，為閥1之膜片8附近的放大剖面圖。
如第1圖所示，閥1具備：閥主體2、管帽3、桿4、連結構件5、閥體部6、按壓環7、膜片8、按壓接頭9、握把10、指示器(indicator)11。在以下的說明中，將閥1的握把10側作為上側、將閥主體2側作為下側進行說明。
閥主體2，形成有閥室2a、連通於閥室2a的流入通路2b及流出通路2c。閥主體2的流入通路2b與閥室2a連通之部位的周緣，構成圓環狀的閥座2d。
管帽3，形成略圓筒狀，藉由使「設於其下端部的公螺紋部」鎖合於「設在閥主體2之上端部的母螺紋部」，而以覆蓋閥室2a的方式固定於閥主體2。在管帽3形成有桿插入孔3a。此外，在管帽3內周的上端部，形成有母螺紋3B。
桿4插入管帽3的桿插入孔3a。在桿4的上側部形成有公螺紋部4A，公螺紋部4A鎖合於管帽3的母螺紋部3B。藉此，桿4可相對於管帽3而轉動，並且支承成可伴隨著轉動而移動於上下方向。構成當桿4位於上死點時，閥1呈現開(啟)狀態，當桿4位於下死點時，閥1成為(關)閉狀態。
在桿4的下側部，形成有：朝下方開口，且在內周面形成有母螺紋部的鎖合孔4b。此外，在桿4與管帽3之間，夾存著O型環4C。
連結構件5，設在桿4的下端，並具有圓柱部5A、半球狀部5B。在圓柱部5A的外周面形成有公螺紋部，該公螺紋部鎖合於鎖合孔4b。藉此，連結構件5固定於桿4。在圓柱部5A之公螺紋部的下側，設有從圓柱部5A之徑向的外側突出的第1凸緣部5C，第1凸緣部5C抵接於桿4的下表面。半球狀部5B，成為略半球狀(介於半球形與完整球形之間的形狀)，且設於圓柱部5A的下端。
閥體部6，具有閥體承座6A、閥體6B。閥體承座6A，具有閥體支承部6C、穿過部6D、嵌入部6E。閥體支承部6C，成為略圓盤狀，保持著由樹脂形成之環狀的閥體6B。藉由閥體6B抵接於閥主體2的閥座2d、以及從閥座2d分離，執行流體通路的開閉(開啟與關閉)。
穿過部6D，設在閥體保持部6C的上側，成為「朝向上側，前端尖細且具有階段」的圓柱形狀。在穿過部6D之第1段差部6F的外周面，遍及全周地形成有固定溝6g。嵌入部6E，設在穿過部6D的上側，並成為略圓筒狀，並且形成有朝上方開口的嵌入孔6h。嵌入孔6h，成為對應於半球狀部5B的略半球狀(介於半球形與完整球形之間的形狀)。連結構件5的半球狀部5B，嵌入至嵌入孔6h。藉此，閥體承座6A與連結構件5形成連結，閥體承座6A可沿著半球狀部5B的外表面滑動。此外，嵌入部6E構成較穿過部6D更小徑，由嵌入部6E與穿過部6D形成第2段差部6J。
按壓環7，設在「面對膜片8之閥室2a側」的相反側，並具有圓筒部7A、第2凸緣部7B。將閥體承座6A的嵌入部6E壓入圓筒部7A，按壓環7固定於閥體承座6A。圓筒部7A之下表面7C的內徑側，抵接於第2段差部6J，圓筒部7A之下表面7C的外徑側，較穿過部6D的外周面更位於外側。第2凸緣部7B，從圓筒部7A之上下方向的中間部分，朝圓筒部7A之徑向的外側突出。
膜片8，設成覆蓋閥主體2的閥室2a，並保持閥室2a的氣密。膜片8，具有主膜片8A、支承膜片8B。
主膜片8A是由一片薄板(譬如，厚度：0.1 mm~0.2mm)所構成，該一片薄板譬如是由鎳合金、不鏽鋼形成皿狀。主膜片8A，直接面向閥室2a，且直接接觸處理氣體(process gas)之類的流體。主膜片8A，從其徑向的外側朝向內側，具有第1外周部8A1、第1中間部8A2、第1內周部8A3。
第1外周部8A1，與支承膜片8B的第2外周部8B1一起設在「形成於閥主體2的固定部2E」與「圓環狀的按壓接頭9」之間，藉由將管帽3鎖緊，而由按壓接頭9與閥主體2以氣密狀態挾壓並保持。第1中間部8A2，被包含軸的平面所切斷的剖面形狀，成為圓弧狀。
第1內周部8A3形成：從第1中間部8A2的內端朝向下方折彎。第1內周部8A3的內周面，抵接於穿過部6D的外周面。由第1內周部8A3的內周面，在主膜片8A的中央部，形成可供閥體承座6A的穿過部6D穿過的第1貫穿孔8c。在第1內周部8A3的第1末端部8E設有凸部，在該凸部已嵌合於穿過部6D之固定溝6g的狀態下，藉由電子束焊接(electron beam welding)、雷射焊接等遍及全周地對該部分實施焊接W，藉此將第1內周部8A3的第1末端部8E固定於穿過部6D。
支承膜片8B，設在主膜片8A的上側，亦即面對閥室2a的相反側。支承膜片8B，僅放置於主膜片8A上，並未施以黏接等。支承膜片8B，是由一片薄板(譬如，厚度：0.1mm~0.2mm)所構成，該一片薄板譬如是由金屬、橡膠、樹脂等形成皿狀。雖然在本實施形態中，支承膜片8B是由與「構成主膜片8A之材料」不同的材料所構成，但支承膜片8B與主膜片8A亦可由相同的材料構成。支承膜片8B，從其徑向的外側朝向內側，具有第2外周部8B1、第2中間部8B2、第2內周部8B3。
第2外周部8B1，如以上所述，與主膜片8A的第1外周部8A1一起設在「形成於閥主體2的固定部2E」與「圓環狀的按壓接頭9」之間，藉由將管帽3鎖緊，而由按壓接頭9與閥主體2所挾壓並保持。第2中間部8B2，被包含軸的平面所切斷的剖面形狀，成為圓弧狀，其下表面抵接於第1中間部8A2。此外，第2中間部8B2構成：徑向的長度較第1中間部8A2更短。
第2內周部8B3，為了從第2中間部8B2的內端折彎，而從主膜片8A分離，並朝向閥體承座6A的第2段差部6J延伸。第2內周部8B3，抵接於按壓環7的下表面7C。亦即，支承膜片8B內周側的第2末端部8F，從主膜片8A內周側的第1末端部8E分離。支承膜片8B，亦可藉由第2內周部8B3從按壓環7承受按壓力，而對主膜片8A施加按壓力，並同時形成抵接。此外，由第2內周部8B3的內周面，在支承膜片8B的中央部，形成可供閥體承座6A的穿過部6D穿過的第2貫穿孔8d。
握把10，安裝於桿4的上端，藉由作業者以手動使握把10轉動而產生驅動力，桿4承受轉動驅動力而轉動並沿著上下方向移動。在握把10形成有貫穿孔10a。
指示器11固定於管帽3的上端。在指示器11的上表面印刷有「開」及「閉」的文字。使握把10轉動，而構成當閥1處於開(啟)狀態時，「開」的文字可透過握把10的貫穿孔10a而被辨識，當閥1處於(關)閉狀態時，「閉」的文字可透過握把10的貫穿孔10a而被辨識。
在本實施形態的閥1中，一旦藉由握把10的轉動操作使桿4上下移動，閥體部6將上下移動，同時主膜片8A的內周部8A3及支承膜片8B的內周部8B3也伴隨著該移動而上下移動，膜片8形成彈性變形，使閥體6B抵接於閥座2d及從閥座2d分離，而將流入通路2b與流出通路2c之間予以開閉(開啟與關閉)。
根據本實施形態的閥1，膜片8具有：主膜片8A；及位於「面對主膜片8A之閥室2a側」的相反側，設成接觸於主膜片8A的支承膜片8B。主膜片8A之內周側的第1末端部8E固定於閥體部6，支承膜片8B之內周側的第2末端部8F，從主膜片8A之內周側的第1末端部8E分離，主膜片8A與支承膜片8B是由不同的材料所構成。
根據這樣的構造，膜片8是由主膜片8A及支承膜片8B所構成。藉此，確保膜片8的肉厚(材料厚度)，並維持對流體壓力的耐壓性。此外，在各膜片8A、8B，由於能縮小因上下表面之曲率的差異所衍生之變形量的差異，因此能降低當膜片8位移時對膜片8的負荷。此外，與主膜片8A同步移動的支承膜片8B，不受制於閥開閉的狀態，總是支承著主膜片8A。據此，能提高膜片8的耐久性。
此外，主膜片8A採用對處理氣體等具有絕佳耐腐蝕性的材料，而不會接觸處理氣體等故不必考慮腐蝕性的支承膜片8B，採用可抑制「因流體對主膜片8A的內壓而產生的變形」的絕佳材料，藉此可提高膜片8的耐久性。支承膜片8B設成接觸主膜片8A，支承膜片8B之內周側的第2末端部8F，從主膜片8A之內周側的第1末端部8E分離。藉此，即使因為主膜片8A與支承膜片8B之上下表面的曲率差異而使位移時的變形量不同，由於第1末端部8E與第2末端部8F並未固定在相同的位置，因此支承膜片8B可追隨主膜片8A的變形而形成變形。據此，可抑制在主膜片8A與支承膜片8B產生間隙，由於支承膜片8B對主膜片8A形成支承，故能提高膜片8的耐壓性及耐久性。因此，可提供耐壓性、耐腐蝕性及耐久性絕佳的閥1。
此外，由於設在閥體部6之按壓環7的下表面7C，抵接於支承膜片8B的第2內周部8B3(內側部)，故能抑制「支承膜片8B從主膜片8A分離，進而在主膜片8A與支承膜片8B之間產生間隙」的情形。據此，可由支承膜片8B，抑制主膜片8A因流體的內壓所產生的變形。
此外，第2外周部8B1抵接於第1外周部8A1，第2中間部8B2抵接於第1中間部8A2，第1內周部8A3構成從第1中間部8A2的內端朝向閥座2d彎折，第2內周部8B3從主膜片8A分離。藉由這樣的構造，支承膜片8B可追隨於主膜片8A的變形而形成變形。據此，由於主膜片8A因流體的內壓所產生的變形可受到支承膜片8B抑制，故能提高膜片8的耐久性。
此外，主膜片8A是由金屬材料所構成，支承膜片8B是由橡膠或者樹脂材料所構成，主膜片8A內周側的第1末端部8E，藉由焊接而固定於閥體部6。藉由這樣的構造，能提高膜片8的耐久性，而提供耐久性絕佳的閥1。
針對本發明之第2實施形態的閥21，參考圖面進行說明。
第3圖，為第2實施形態中，處於開(啟)狀態之閥21的縱剖面圖。第4圖，為閥21之膜片28附近的放大剖面圖。對於與第1實施形態之閥1相同的構件，標示相同的參考圖號並省略其說明，僅對不同的部分進行說明。
在閥體部26之閥體承座26A的穿過部26D，形成有第3段差部26K。
在按壓環27之圓筒部27A的內周側，形成有抵接於第2段差部6J的第4段差部27D。此外，圓筒部27A的下表面27C，成為曲面狀。
膜片28之支承膜片28B的第2中間部28B2，其徑向的長度構成與第1中間部8A2相等。支承膜片28B的第2內周部28B3，形成從第2中間部28B2的內端朝下方彎折，僅抵接於第1內周部8A3的上側部分。據此，支承膜片28B內周側的第2末端部28F，從主膜片8A內周側的第1末端部8E分離。此外，由第2內周部28B3的內端，在支承膜片28B的中央部，形成可供閥體承座26A的穿過部26D穿過的第2貫穿孔28d。圓筒部27A的下表面27C抵接於：相當於支承膜片28B之內側部的第2中間部28B2與第2內周部28B3之間的邊界部分。
即使在本實施形態的閥21中，也和第1實施形態相同，能提高膜片28的耐久性，而提供耐久性絕佳的閥21。
然而，本發明並不侷限於上述的實施例。只要是該業者，能在本發明的範圍內，執行各種的追加和變更等。
舉例來說，雖然在上述的實施形態中，使桿4上下移動的驅動手段，為手動式的握把10，但也可以是自動式的驅動手段。作為自動式的驅動手段，可以是流體式的驅動手段。即使是具有這種構造的閥，也能達成與上述實施形態的閥1、21相同的效果。
此外，雖然主膜片8A及支承膜片8B、28B分別為一片，但亦可為複數片。
1,21:閥 2:閥主體 2a:閥室 2b:流入通路 2c:流出通路 2d:閥座 4:桿(stem) 6,26:閥體部 7,27:按壓環 7C,27C:下表面 8,28:膜片(diaphragm) 8A:主膜片 8A1:第1外周部 8A2:第1中間部 8A3:第1內周部 8B,28B:支承膜片(support diaphragm) 8B1:第2外周部 8B2,28B2:第2中間部 8B3,28B3:第2內周部 8E:第1末端部 8F,28F:第2末端部
[第1圖]：為第1實施形態中，處於開(啟)狀態之閥的縱剖面圖。 [第2圖]：為第1實施形態中，閥之膜片附近的放大剖面圖。 [第3圖]：為第2實施形態中，處於開(啟)狀態之閥的縱剖面圖。 [第4圖]：為第2實施形態中，閥之膜片附近的放大剖面圖。
3:管帽
5:連結構件
5B:半球狀部
6C:閥體支承部
6D:穿過部
6E:嵌入部
6F:第1段差部
6g:固定溝
6h:嵌入孔
6J:第2段差部
7:按壓環
7A:圓筒部
7B:第2凸緣部
7C:下表面
8:膜片
8A:主膜片
8A1:第1外周部
8A2:第1中間部
8A3:第1內周部
8B:支承膜片
8B1:第2外周部
8B2:第2中間部
8B3:第2內周部
8c:第1貫穿孔
8d:第2貫穿孔
8E:第1末端部
8F:第2末端部
9:按壓接頭
W:焊接

Claims (5)

  1. 一種閥，具備： 閥主體，形成有流體通路及閥室，並具備閥座；和 膜片，設成覆蓋前述閥室，並保持前述閥室的氣密；和 桿，對前述閥座形成接近及分離移動；及 閥體部，穿過前述膜片的中央部，連結於前述桿，抵接前述閥座以及從前述閥座分離而開閉前述流體通路， 前述膜片具有主膜片及支承膜片，該支承膜片位於面對前述主膜片之前述閥室側的相反側，並設成接觸於前述主膜片， 前述主膜片之內周側的第1末端部，固定於前述閥體部， 前述支承膜片之內周側的第2末端部，從前述主膜片之內周側的前述第1末端部分離。
  2. 如請求項1所記載的閥，其中前述閥體部，在面對前述膜片之前述閥室側的相反側，設有按壓環， 前述按壓環的下表面，抵接於前述支承膜片的內側部。
  3. 如請求項2所記載的閥，其中前述主膜片，具有第1外周部、第1中間部、第1內周部， 前述支承膜片，具有第2外周部、第2中間部、第2內周部， 前述第2外周部抵接於前述第1外周部，前述第2中間部抵接於前述第1中間部，前述第1內周部構成從前述第1中間部的內端朝向前述閥座彎折，前述第2內周部從前述主膜片分離。
  4. 如請求項2所記載的閥，其中前述主膜片，具有第1外周部、第1中間部、第1內周部， 前述支承膜片，具有第2外周部、第2中間部、第2內周部， 前述第2外周部抵接於前述第1外周部，前述第2中間部抵接於前述第1中間部，前述第1內周部構成從前述第1中間部的內端朝向前述閥座彎折，前述第2內周部僅抵接於前述第1內周部的一部分。
  5. 如請求項1至請求項4之其中任一項所記載的閥，其中前述主膜片是由金屬材料所構成，前述支承膜片是由橡膠或者樹脂材料所構成， 前述主膜片之內周側的末端部，藉由焊接而固定於前述閥體部。
TW108133753A 2018-09-25 2019-09-19 閥 TWI712757B (zh)

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