TWI568961B - 逆止閥 - Google Patents

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TWI568961B TW101120583A TW101120583A TWI568961B TW I568961 B TWI568961 B TW I568961B TW 101120583 A TW101120583 A TW 101120583A TW 101120583 A TW101120583 A TW 101120583A TW I568961 B TWI568961 B TW I568961B
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    • Y10T137/7922—Spring biased
    • Y10T137/7924—Spring under tension

Description

逆止閥
本發明有關逆止閥，特別是有關可適合於超過200℃之高溫條件使用的逆止閥。
於專利文獻1揭示有逆止閥，其以藉偏壓(energization)構件所偏壓之塞體抵接於作為密封(seal)構件之O型環(O-ring)而使設置於本體之流體通路之開口呈阻斷狀態，並且於本體之流體通路內負荷既定值以上之流體壓力時，以塞體抵抗偏壓構件之偏壓力而移動的方式呈開放狀態。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本實公平3-597號公報
為防止流動於配管之氣體的液化等，在可維持高溫之裝置使用之逆止閥被要求耐熱性，惟上述專利文獻1之逆止閥之O型環的耐熱性並不足夠，因此存在有不適合於高溫條件下使用的問題。
高溫條件下的使用，可考慮使用耐熱性優良之襯墊以取代O型環而作為密封構件。然而，高溫條件下的使用，存在有伴隨高溫使用的「塞體貼在密封構件」的問題，僅僅是提升耐熱性的情況係無法獲得適合於超過200℃之高溫條件下使用的逆止閥。
本發明之目的在於提供一種逆止閥，係可提升耐熱性，並且解決伴隨高溫使用的「塞體貼在密封構件」的問題，而於高溫條件下也可使用的逆上閥。
依據本發明所構件之逆止閥，係以藉偏壓構件所偏壓之塞體抵接於密封構件而使設置於本體之流體通路的開口呈阻斷狀態，且於本體之流體通路內負荷既定值以上之流體壓力時，以塞體抵抗偏壓構件之偏壓力而移動的方式呈開放狀態，其特徵為密封構件設為經二次加硫之全氟化橡膠(perfluoroelastomer)製襯墊(packing)，且於塞體形成有線接觸密封構件之環狀的密封部。
為了可於高溫條件下使用，密封構件設為全氟化橡膠製襯墊。藉此可確保耐熱性。作為全氟化橡膠可舉例有Kalrez(登錄商標)。塞體為不銹鋼等適合的金屬製。
本發明著眼於塞體貼上密封構件並進行各種分析之結果，用以縮小此貼上力的構成而獲得上述構成。
二次加硫係將成形品在爐內以200℃程度的高溫加熱數小時至數十小時的狀態，通常係進行作為去除不純物用的步驟。全氟化橡膠具有優良的耐藥品性及耐熱性，更具有與橡膠同等的彈力。特別是具有耐熱性優良且在接近300℃的高溫亦能保持同等的彈力，並且脫氣少的優點。
依據本發明之逆止閥，係在形成有線接觸密封構件之環狀的密封部以作為密封構件的材料上更採用全氟化橡膠，且在升溫後自然冷卻的條件，針對將塞體對密封 構件的貼上力僅設為線接觸+全氟化橡膠係為不夠小的情況，乃將全氟化橡膠予以二次加硫而使其貼上力係降低至足夠的程度者。
塞體具有形成成為開放狀態之流體通路之流體脫離通路的圓柱部、以及連接圓柱部之前端側而設置阻塞本體之開口的小徑圓板部，塞體之環狀密封部係以藉著於圓柱部之前端側之面朝直徑方向外側延伸的第1傾斜面，及連接第1傾斜面並朝直徑方向外側延伸的第2傾斜面所形成者為佳。
如此一來，則容易製作具有線接觸之環狀密封部的塞體。
密封構件具有介設存在於本體之流通通路之開口緣部與塞體之環狀密封部之間的圓板部，環狀密封部所造成之圓板部之擠壓範圍為0.05mm至0.15mm為佳。
擠壓範圍係藉偏壓構件所偏壓之前的厚度與藉偏壓構件所偏壓之後的厚度的差，擠壓範圍為0.05mm至0.15mm以擠壓範圍/偏壓之前的厚度所表示的比率為5.5%至17%。
如此一來，可確保適合的密封力並減低塞體對密封構件之貼上力。
依據本發明之逆止閥，密封構件係經二次加硫的全氟化橡膠製襯墊，並且於塞體形成有線接觸密封構件之環狀的密封部，因此，可避免升溫後自然冷卻時所發生塞體朝密封構件貼上，其結果可獲得適合於高溫條件下 使用的逆止閥。
[實施發明之形態]
以下參照圖式來說明本發明之實施樣態。於以下的說明中，左右係指第1圖的左右。
依據本發明所構成之逆止閥(1)如第1圖所示，具備有：具有成為流體通路之左側的小徑內周面(2a)及右側的大徑內周面(2b)之筒狀的第1主體(本體)(2)、具有左側的大徑內周面(3a)、右側的小徑內周面(3b)及位於此等之間中間徑的中間內周面(3c)且螺合於第1主體(2)之筒狀的第2主體(3)、藉著第1主體(2)之小徑內周面(2a)與大徑內周面(2b)之間的環狀階差部(2c)所承受之環狀的密封構件(4)、透過環狀的密封部(6)而從右側抵接於密封構件(4)的塞體(5)、將塞體(5)於左方(朝密封構件(4))偏壓的偏壓構件(7)、以及將第1主體(2)與第2主體(3)之間密封的壓蓋墊料(gland packing)(8)。
第1主體(2)與第2主體(3)係藉設置在第1主體(2)之右部外周的螺絲部，與設置在第2主體(3)之大徑內周面(3a)的螺絲部的螺合而結合。
密封構件(4)係經二次加硫的全氟化橡膠製襯墊，且係由介設存在於第1主體(2)之小徑內周面(2a)的開口緣部與塞體(5)的密封部(6)之間的圓板部(11)、及由圓板部(11)之外周緣部於右方延伸的圓筒部(12)所構成。密封構件(4)之外徑大致與第1主體(2)之大徑內周面(2b)的內徑相等，同內徑係比第1主體(2)之小徑內周面(2a)的內徑還 大。
塞體(5)係由形成流體脫離通路(13a)(13b)(13c)的圓柱部(13)、連接圓柱部(13)之左側(前端側)且外徑較圓柱部(13)小的小徑圓板部(14)、以及連接圓柱部(13)之右側(底端側)且外徑較圓柱部(13)大的大徑圓筒部(15)所構成。
塞體(5)以該小徑圓板部(14)的外周緣部的左面抵接於第1主體(2)之小徑內周面(2a)的右端開口緣部，並且設置於該圓柱部(13)之左端外周緣部環狀的密封部(6)按壓密封構件(4)之圓板部(11)右面的方式，將第1主體(2)之小徑內周面(流體通路)(2a)的右端開口設成阻斷狀態。
圓柱部(13)之流體脫離通路(13a)(13b)(13c)係以將於圓柱部(13)之外周面的流體導入大徑圓筒部(15)內的方式形成。
偏壓構件(7)係圓筒狀的壓縮線圈彈簧，其左端面係以塞體(5)的圓柱部(13)的右面來承受，其右端面係以形成在第2主體(3)之小徑內周面(3b)與中間內周面(3c)之間的階差部(3e)承受。
壓蓋墊料(8)係由圓筒部(16)、設置於圓筒部(16)左端開口緣部的內向凸緣部(17)、以及設置於圓筒部(16)之右端開口緣部的外向凸緣部(18)所構成。內向凸緣部(17)抵接於密封構件(4)之圓筒部(12)的右面。外向凸緣部(18)於軸方向為長的大致方形狀，且夾在第1主體(2)之左端面與第2主體(3)之大徑內周面(3a)和中間內周面(3c)之間的階差部(3d)之間，當第1主體(2)與第2主體(3) 螺合之際，以變形既定量的方式將第1主體(2)與第2主體(3)之間密封。
依據該逆止閥，在第1圖所示之狀態，藉偏壓構件(7)偏壓之塞體(5)之密封部(6)從右方抵接於密封構件(4)之圓板部(11)而藉此獲得阻斷狀態。流體被導入第1主體(2)的小徑內周面(2a)內，在該流體之壓力比偏壓構件(7)所造成的偏壓力還小的情況持續阻斷狀態。而，當流體壓變大時，藉著該流體壓成為塞體(5)抵抗偏壓構件(7)的偏壓力而於右方移動，而產生從第1主體(2)小徑內周面(2a)的開口通過塞體(5)與密封構件(4)之間，並從塞體(5)之流體脫離通路(13a)(13b)(13c)經過相同大徑圓筒部(15)內而流通於第2主體(3)之小徑內周面(3b)內的通路，以獲得開放狀態。
如第2圖放大所示，塞體(5)之密封部(6)(抵接於密封構件(4)之面)係由在圓柱部(13)前端部之面中從小徑圓板部(14)之交界於直徑方向外側延伸的第1傾斜面(6a)、及連接第1傾斜面(6a)並於直徑方向外側延伸的第2傾斜面(6b)所形成。
第3圖係顯示依據偏壓構件(7)偏壓前的密封構件(4)與塞體(5)之位置關係的圖，同圖中，塞體(5)之密封部(6)線接觸於密封構件(4)，有作為擠壓範圍的C1。此狀態下，當偏壓構件(7)之偏壓力作用時，塞體(5)於左方移動，如第1圖所示，塞體(5)之小徑圓板部(14)之左面(前端面)抵接於第1主體(2)之小徑內周面(2a)的開口緣部，而與密封構件(4)的左面成一面。密封構件(4)以僅被壓縮擠壓範 圍C1的狀態而達到密封功能。
第4圖係顯示作為比較例之塞體(21)的圖，該塞體(21)係由形成有流體脫離通路(23a)(23b)(23c)的圓柱部(23)、連接圓柱部(23)之左側(前端側)的小徑圓板部(24)、以及連接圓柱部(23)之右側(底端側)的大徑圓筒部(25)所構成(與第2圖所示者相同)，並且塞體(21)之密封部(22)設為圓柱部(23)之左面外周緣部的平坦面。
第5圖係顯示將與在第3圖使用之相同的密封構件(4)與第4圖所示之塞體(21)組合的情況，藉偏壓構件(7)偏壓前的密封構件(4)與塞體(21)的位置關係之圖，於同圖中，塞體(21)之環狀的密封部(22)面接觸密封構件(4)，有作為擠壓範圍的C2。
相對於第4圖及第5圖所示之比較例，第2圖及第3圖所示之實施樣態係成為適合在高溫使用條件下者。
為適合在高溫使用條件下，故本發明者著眼於塞體(5)(21)朝密封構件(4)的貼上力，在各種條件下，測定開啟開始的壓力(逆止閥(1)的流體脫離功能顯現時的壓力值)。「貼上力」係為密封構件(襯墊)密接於塞體(5)(21)，在此情形下，因塞體(5)(21)要藉由流體壓而移動就必須有相當於偏壓構件(7)之偏壓力+密接力的流體壓，而隨著密接力的增加，開啟開始的壓力增大。
將上述第3圖中的C1設為0.1mm，將第5圖中的C2設為0.3mm，且與圓板部(11)的厚度為0.9mm之密封構件(4)組合，關於此，開啟開始的壓力之測定結果的一例於第6圖顯示。所謂開啟開始的壓力係從第1圖所示之逆止閥 (1)右側負荷1Mpa後，從左側導入流體且其壓力慢慢上升，而測定在第1主體(2)的小徑內周面(2a)的開口開啟後且在壓力降低之瞬間前的流體壓。
第6圖顯示針對初始設定時(升溫前)、升溫後及自然冷卻後(升溫後自然冷卻)的三種條件，評價以第2圖及第3圖的形狀(線接觸型態)無二次加硫、以第2圖及第3圖的形狀(線接觸型態)有二次加硫、以第4圖及第5圖的形狀(面接觸型態)無二次加硫、及以第4圖及第5圖的形狀(面接觸型態)有二次加硫等四種情況的結果。
依據第6圖所示之測定結果，可分為貼上力係於升溫+自然冷卻後特別大，而面接觸型態的情況係於該冷卻後之貼上力大。藉著設成線接觸型態，冷卻後的貼上力變小，可降低至與面接觸型態的初始設定時同等的等級。如此一來，在設有二次加硫的情況，即使是面接觸型態或線接觸型態也能降低貼上力，特別是線接觸型態且有二次加硫者，則呈開啟開始的壓力小且因條件所造成的變動小者。
由此結果可得知若要降低貼上力(開啟開始的壓力)，則以塞體(5)與密封構件(4)線接觸的情況為佳，而以屬密封構件(4)之材料的全氟化橡膠加硫的情況更佳。
此外，第1圖中雖然顯示主體(2)(3)設成類似於管接頭的線逆止閥(1)，惟本發明之逆止閥非限定於此者，只要是以藉偏壓構件偏壓之塞體抵接於密封構件的方式使設置於本體之流體通路的開口呈阻斷狀態，而當本體之流體通路內負荷既定值以上的流體壓時，以塞體抵抗偏 壓構件之偏壓力而移動的方式呈開放狀態者。則本體的形狀、流體通路的形狀、偏壓構件的構成或其他構成可能有各種變更。
又，在實施例的塞體(5)的密封部(6)係以於圓柱部(13)之前端側的面中從與小徑圓板部(14)之交界於直徑方向外側延伸的第1傾斜面(6a)、及連接第1傾斜面(6a)並於直徑方向外側延伸的第2傾斜面(6b)所形成，惟第1傾斜面(6a)亦可從比與小徑圓板部(14)之交界還靠外側的位置於直徑方向外側延伸的方式設置，主要密封部(6)的形狀只要是對密封構件(4)的接觸呈線接觸的形狀的話，可為任何的構成，例如可為在第4圖之密封部(平坦面)(22)的直徑方向中間部形成環狀突起的構造，或是僅在密封部(平坦面)(22)的外周部分形成突起的構造。
[產業上之可利用性]
本發明之逆止閥適合在超過200℃之高溫條件使用。依據本發明之逆止閥，可提升耐熱性且可解決隨著高溫使用所造成的「塞體朝密封構件貼上」的課題，因此為適合於高溫條件下使用的逆止閥。
1‧‧‧逆止閥
2‧‧‧第1主體(本體)
2a‧‧‧左側的小徑內周面
2b‧‧‧右側的大徑內周面
2c‧‧‧環狀階差部
3‧‧‧第2主體
3a‧‧‧左側的大徑內周面
3b‧‧‧右側的大徑內周面
3c‧‧‧中間內周面
3d‧‧‧階差部
3e‧‧‧階差部
4‧‧‧密封構件
5‧‧‧塞體
6‧‧‧密封部
6a‧‧‧第1傾斜面
6b‧‧‧第2傾斜面
7‧‧‧偏壓構件
8‧‧‧壓蓋墊料
11‧‧‧圓板部
12‧‧‧圓筒部
13‧‧‧圓柱部
13a、13b、13c‧‧‧流體脫離通路
14‧‧‧小徑圓板部
15‧‧‧大徑圓筒部
16‧‧‧圓筒部
17‧‧‧內向凸緣部
18‧‧‧外向凸緣部
21‧‧‧塞體
22‧‧‧密封部
23‧‧‧圓柱部
23a、23b、23c‧‧‧流體脫離通路
24‧‧‧小徑圓板部
25‧‧‧大徑圓筒部
C1‧‧‧擠壓範圍
第1圖係顯示依據本發明所構成之逆止閥之實施樣態的縱剖面圖。
第2圖係顯示依據本發明所構成之逆止閥的縱剖面圖，圖(b)係放大圖(a)之重要部分即環狀密封部的圖。
第3圖係顯示依據本發明所構成之逆止閥的塞體與密封構件之位置關係的放大縱剖面圖。
第4圖係顯示逆止閥之比較例之塞體的縱剖面圖，圖(b)係放大圖(a)之重要部分即環狀密封部的圖。
第5圖係顯示逆止閥之比較例的塞體與密封構件之位置關係的縱剖面圖。
第6圖係顯示依據本發明所構成之逆止閥的「開始開啟之壓」之測定結果的曲線圖。
1‧‧‧逆止閥
2‧‧‧第1主體(本體)
2a‧‧‧左側的小徑內周面
2b‧‧‧右側的大徑內周面
2c‧‧‧環狀階差部
3‧‧‧第2主體
3a‧‧‧左側的大徑內周面
3b‧‧‧右側的大徑內周面
3c‧‧‧中間內周面
3d‧‧‧階差部
3e‧‧‧階差部
4‧‧‧密封構件
5‧‧‧塞體
6‧‧‧密封部
7‧‧‧偏壓構件
8‧‧‧壓蓋墊料
11‧‧‧圓板部
12‧‧‧圓筒部
13‧‧‧圓柱部
13a、13b、13c‧‧‧流體脫離通路
14‧‧‧小徑圓板部
15‧‧‧大徑圓筒部
16‧‧‧圓筒部
17‧‧‧內向凸緣部
18‧‧‧外向凸緣部

Claims (2)

  1. 一種逆止閥，係以藉偏壓構件所偏壓之塞體抵接於密封構件的方式使設置於本體之流體通路之開口呈阻斷狀態，且於該本體之該流體通路內負荷既定值以上之流體壓力時，以該塞體抵抗該偏壓構件之偏壓力而移動的方式呈開放狀態，其特徵在於：該密封構件為經二次加硫之全氟化橡膠製襯墊，且於該塞體形成有線接觸該密封構件之環狀密封部，該塞體具有：形成成為開放狀態之該流體通路之流體脫離通路的圓柱部、以及連接該圓柱部之前端側而設置且阻塞該本體之該開口的小徑圓板部，該塞體之該環狀密封部係以藉在該圓柱部之該前端側之面中於直徑方向外側延伸的第1傾斜面，及連接該第1傾斜面並於直徑方向外側延伸的第2傾斜面所形成者。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之逆止閥，其中，該密封構件具有介設存在於該本體之該流通通路之開口緣部與該塞體之該環狀密封部之間的圓板部，因該環狀密封部造成之該圓板部之擠壓範圍為0.05mm至0.15mm。
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