TWI792095B - Fluid control valve - Google Patents
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Abstract
Description
本發明涉及一種流體控制閥,具有閥體、容納閥體的上游側的閥室、與閥室連通的下游側的閥孔、以及沿閥孔的外周從閥室的閥孔側內表面突出設置且在頂端具有閥座的環狀突出部,藉由閥體與閥座抵接分離來進行流體控制。The invention relates to a fluid control valve, which has a valve body, a valve chamber on the upstream side accommodating the valve body, a valve hole on the downstream side communicating with the valve chamber, and protruding from the inner surface of the valve hole side of the valve chamber along the outer periphery of the valve hole. And there is an annular protruding part of the valve seat at the top, and fluid control is performed by the valve body abutting and separating from the valve seat.
作為藉由閥體與閥座抵接分離來進行流體控制的流體控制裝置,例如日本特許公開2009-230259號公報中公開的流量控制閥、以及第4圖所示的調節閥50等被認為是這樣的裝置。調節閥50是對用於半導體製造工程中的諸如純水或藥液之類的控制流體進行壓力控制的裝置。調節閥50具有連通了輸入埠511、閥室513、下游側流體室516a和輸出埠512的流路,在閥主體51的內部,藉由被導入到壓力作用室516b的操作空氣,與薄膜構件55連接的閥體54的抵接面54a係與閥座515抵接分離,由此對從輸入埠511輸入並從輸出埠512輸出的控制流體進行壓力控制。As a fluid control device that performs fluid control by abutting and separating the valve body and the valve seat, for example, the flow control valve disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2009-230259 and the regulating
然而,上述習知技術存在如下問題。由於壓力控制,在輸入側與輸出側的控制流體壓力壓差大至例如200kPa左右,在此情況下,抵接面54a與閥座515分離的距離(即,閥開度)小至例如0.035mm左右,通過這樣小的間隙的控制流體的流速變快。由於流速的增加,在閥座515的下游側,控制流體的壓力減小(伯努利定理),產生負壓區域。於是,在控制流體中,產生由沸騰引起的冒泡現象(空蝕現象)。然後,由空蝕現象引起的氣泡破裂,並且氣泡破裂引起的衝擊波在調節閥50處引發振動。另外,因空蝕現象而氣化的控制流體的體積增加,但是增加的體積因氣泡破裂而回到原本的體積。控制流體的體積的這種增大減小使下游側流體室516a產生壓力振動。這些衝擊波導致的振動或壓力振動還傳遞到與調節閥50連接的管線,這可能成為雜訊的原因。However, the above conventional technology has the following problems. Due to pressure control, the control fluid pressure difference between the input side and the output side is as large as about 200kPa, in this case, the distance between the
另外,控制流體通過閥開度0.035mm左右的抵接面54a與閥座515的間隙時,由於控制流體的流速變快,因此在閥座515的下游側發生噴射流。此噴射流沿著抵接面54a流動,因此存在使閥體54振動的風險,並且此振動還傳遞到與調節閥50連接的管線,這可能成為雜訊的原因。In addition, when the control fluid passes through the gap between the
近年來,由於半導體製造裝置的小型化、高密度化,因此要求流體控制閥的小型化。習知的調節閥50被認為即使發生空蝕現象或噴射流導致的振動,也能藉由與閥體54連接的薄膜構件55來吸收,但是由於小型化,薄膜構件55與以往相比直徑減小,下游側流體室516a和壓力作用室516b的容積變小,因此被認為無法再吸收空蝕現象導致的振動,被認為容易發生振動。In recent years, in order to reduce the size and increase the density of semiconductor manufacturing equipment, the size reduction of fluid control valves is required. In the
本發明是鑒於上述問題而完成的,目的在於提供一種流體控制閥,能夠防止或抑制因控制流體的流動而產生的振動。The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a fluid control valve capable of preventing or suppressing vibration caused by controlling the flow of fluid.
為了解決上述課題,本發明的流體控制閥具有如下構造。In order to solve the above-mentioned problems, the fluid control valve of the present invention has the following structure.
該流體控制閥具有閥體、容納閥體的上游側的閥室、與閥室連通的下游側的閥孔、以及沿閥孔的外周從閥室的閥孔側內表面突出設置且在頂端具有閥座的環狀突出部,藉由閥體與閥座抵接分離來進行流體控制,其特徵在於:環狀突出部在環狀突出部的內徑側整個圓周具有使環狀突出部的內徑向閥孔縮徑的環狀縮徑面;閥體具有與閥座抵接的抵接面,在閥座的內周側具有從抵接面向閥孔側突出設置、具有比閥孔的內徑大的直徑、並且與閥孔同軸的圓柱狀的階梯部;階梯部的外周面與階梯部的閥孔之側的端面相交的環狀稜線位於環狀縮徑面附近,形成流路節流部。 The fluid control valve has a valve body, a valve chamber on the upstream side accommodating the valve body, a valve hole on the downstream side communicating with the valve chamber, and a The annular protruding part of the valve seat is used for fluid control by the abutment and separation of the valve body and the valve seat. The annular diameter reducing surface of the radial valve hole is reduced; the valve body has an abutting surface that abuts against the valve seat, and on the inner peripheral side of the valve seat, there is a protruding setting from the abutting surface to the valve hole side, and has an inner surface that is larger than the valve hole. The cylindrical stepped part with a large diameter and coaxial with the valve hole; the annular ridge line where the outer peripheral surface of the stepped part intersects with the end surface on the side of the valve hole of the stepped part is located near the annular shrinking surface, forming a flow path throttling department.
根據上述記載的流體控制閥,從閥室向閥孔流動的流體依序通過以下位置:流路面積被閥體和閥座節流的位置;流路面積被由環狀縮徑面、抵接面以及階梯部的外周面所包圍的空間擴大的位置;以及流路面積被流路節流部縮小的位置。申請人藉由實驗發現,由此減輕了閥座115a的下游側的負壓狀態。
According to the fluid control valve described above, the fluid flowing from the valve chamber to the valve hole passes through the following positions sequentially: the position where the flow path area is throttled by the valve body and the valve seat; The position where the space surrounded by the surface and the outer peripheral surface of the stepped portion expands; and the position where the flow path area is reduced by the flow path narrowing portion. The applicant found through experiments that the negative pressure state on the downstream side of the
由於減輕了負壓狀態,因此可以抑制空蝕現象的發生,並且即使發生了空蝕現象,也能縮短從氣泡發生到消失的時間。藉此能夠抑制空蝕現象導致的振動的發生,並且能夠抑制該振動導致的雜訊的產生。 Since the negative pressure state is reduced, the occurrence of cavitation phenomenon can be suppressed, and even if cavitation phenomenon occurs, the time from bubble generation to disappearance can be shortened. This can suppress the occurrence of vibration due to the cavitation phenomenon, and suppress the generation of noise due to the vibration.
進而,藉由從抵接面向閥孔側突出設置的階梯部,噴射流被引導至閥孔側,並從閥體剝離。藉由將噴射流從閥體剝離,能夠抑制噴射流導致的閥體振動的產生,並且使得能夠抑制雜訊的產生。 Furthermore, the jet flow is guided to the valve hole side by the stepped portion protruding from the abutting surface toward the valve hole side, and is separated from the valve body. By stripping the jet flow from the valve body, it is possible to suppress the generation of vibration of the valve body caused by the jet flow, and it becomes possible to suppress the generation of noise.
根據本發明的流體控制閥,能夠防止或抑制因控制流體的流動而產生的振動。 According to the fluid control valve of the present invention, it is possible to prevent or suppress vibration generated by controlling the flow of fluid.
參照附圖,對本發明的流體控制閥的實施方式進行詳細說明。 Embodiments of the fluid control valve of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
本實施方式的流體控制裝置是調節閥1,對用於半導體製造工程中的藥液或純水等控制流體進行壓力控制,如第1圖所示,調節閥1具備閥主體11、上蓋(蓋構件的一個示例)12和下蓋13,並且相對於閥主體11,上蓋12和下蓋13從與閥體14跟閥座115a(參照第2圖)抵接分離的方向平行的方向進行組裝。閥主體11處形成有輸入控制流體的輸入埠111和輸出控制流體的輸出埠112。作為與液體接觸的構件的閥主體11,例如由耐腐蝕性高的氟系合成樹脂成形,並且作為不與液體接觸的構件的上蓋12和下蓋13,例如由聚丙烯樹脂成形。The fluid control device of this embodiment is a regulating
在閥主體11的中央部,從閥主體11的下蓋13側的端面向上蓋12側,穿鑿設置有藉由輸入流路111a與輸入埠111連通的閥室113。而且,閥孔114與閥室113連通,並且在閥室113的閥孔側內表面113a上突出設置有沿閥孔114的外周的環狀突出部115。In the central portion of the
如第2圖所示,在環狀突出部115的頂端形成有與後述的閥體14抵接分離的閥座115a,並且在環狀突出部115的內徑側的整個圓周上形成有環狀縮徑面115b,其使環狀突出部115的內徑向著閥孔114的方向縮徑。而且,環狀縮徑面115b與閥孔114的內周面藉由環狀凹陷部117而連接,環狀凹陷部117從環狀縮徑面115b向閥孔114之側穿鑿設置,並且與閥孔114同軸。As shown in FIG. 2, a
進而,如第1圖所示,在閥主體11處,在上蓋12側的端面上穿鑿設置有與閥孔114連通的開口部116。開口部116被後述的薄膜構件15分割成藉由輸出流路112a與輸出埠112連通的下游側流體室116a、和壓力作用室116b。另外,輸入流路111a、閥室113、閥孔114、下游側流體室116a和輸出流路112a構成從輸入埠111到輸出埠112的流路。Furthermore, as shown in FIG. 1 , in the
在閥室113處容納有圓柱狀閥體14,其可在平行於上蓋12和下蓋13的組裝方向的方向上往復運動。在閥體14處,在其軸線方向的中央部形成有直徑比其他部分的直徑大的擴徑部141。如第2圖所示,擴徑部141的與閥座115a相對的端面成為與閥座115a抵接的抵接面141a。當閥體14移動到環狀突出部115側時,抵接面141a與閥座115a抵接,並且截斷從輸入埠111到輸出埠112的流路。另一方面,當閥體14移動到與環狀突出部115側相反的一側時,抵接面141a從閥座115a分離,並且從輸入埠111到輸出埠112的流路連通。A
另外,在抵接面141a上,在閥座115a的內周側、向著閥孔114側突出設置有圓柱狀的階梯部143。階梯部143具有比閥孔114的內徑大的直徑,並且位於與閥孔114同軸。In addition, on the
如第3圖所示,環狀凹陷部117的內周面與環狀縮徑面115b相交的第三環狀稜線118位於階梯部143的外周面與階梯部143的閥孔114側的端面(上端面)相交的第一環狀稜線145(環狀稜線的一個示例)附近,並且第一環狀稜線145和第三環狀稜線118形成流路節流部17。藉由抵接面141a和閥座115a而變窄的流路的橫截面積,在藉由由抵接面141a、階梯部143的外周面和環狀縮徑面115b包圍的空間(第一空間)而擴大一次之後,藉由流路節流部17再次變窄。As shown in FIG. 3, the third
進而,如第2圖所示,在階梯部143的上端面上,具有比階梯部143的外徑更小的直徑的圓柱狀第二階梯部144向閥孔114之側突出設置。第二階梯部144的位置與閥孔114同軸。Furthermore, as shown in FIG. 2 , on the upper end surface of the
如第3圖所示,環狀凹陷部117的閥孔114側的內表面與閥孔114的內周面相交的第四環狀稜線119位於第二階梯部144的外周面與第二階梯部144的閥孔114側的端面(上端面)相交的第二環狀稜線146附近,並且第二環狀稜線146和第四環狀稜線119形成第二流路節流部18。藉由流路節流部17而變窄的流路的橫截面積,在藉由圍在階梯部143的上端面、第二階梯部144的外周面和環狀凹陷部117圍成的空間(第二空間)而擴大之後,藉由第二流路節流部18而再次變窄。As shown in FIG. 3, the fourth
流路節流部17的第一環狀稜線145的直徑方向的間隙尺寸C1期望設定為使得間隙尺寸C1乘以在閥座115a的中心部(中心線CL11)處的環狀突出部115的直徑尺寸D1(參照第2圖)的值為0.6至1.2之間,例如在本實施方式中,使該乘積值為0.83。The gap dimension C1 in the diameter direction of the first
此外,第二流路節流部18的第二環狀稜線146的直徑方向的間隙尺寸C2期望設定為使得間隙尺寸C2乘以在閥座115a的中心部(中心部CL11)處的環狀突出部115的直徑尺寸D1的值在0.6至1.2之間,例如在本實施方式中,使該乘積值為0.83。In addition, the gap dimension C2 in the diameter direction of the second
從閥座115a的中心部(中心線CL11)到階梯部143的外周面的距離d1期望處於0.4mm到0.8mm的範圍內,例如在本實施方式中為0.5mm。另外,從階梯部143的外周面到第二階梯部144的外周面的距離d2期望處於0.4mm到0.8mm的範圍內,例如在本實施方式中為0.4mm。The distance d1 from the center portion (center line CL11 ) of the
從閥座115a到環狀凹陷部117的閥孔114側的內表面的距離d3期望比從抵接面141a到第二階梯部144的上端面的距離d4小0.03mm至0.13mm,例如在本實施方式中設定為小0.1mm。The distance d3 from the
進而,如第1圖所示,閥體14在下蓋13側的端部具有與閥體14一體成型的薄膜部142,同時在上蓋12側的端部處結合有具有薄膜部152的薄膜構件15。閥體14的薄膜部142和薄膜構件15的薄膜部152隨著閥體14與閥座115a抵接分離的運動而彈性變形。另外,作為與液體接觸的構件的閥體14和薄膜構件15的耐腐蝕性高,藉由例如氟系合成樹脂成形。Furthermore, as shown in FIG. 1 , the
薄膜構件15在與閥體14結合的中央部151的外周上具有薄膜部152,進而沿著薄膜部152的外周具有環狀固定部153。環狀固定部153具有環狀缺口部153c,除了上蓋12側的端部(上端面153b),該環狀缺口部153c沿著外周的整個圓周從外周面到閥主體11側的端面(下端面)進行開口。在環狀固定部153的下端面上設有壓入部153a,能夠壓入到閥主體11的開口部116中。上蓋12和閥主體11從閥體14與閥座115a抵接分離的方向的兩側夾持環狀固定部153,由此固定被壓入開口部116的薄膜構件15。在環狀固定部153的上端面153b與上蓋12之間配設有O形環19,以保持壓力作用室116b的氣密。The
藉由設有環狀缺口部153c,閥主體11的壁厚t11能夠與環狀缺口部153c將環狀固定部153開口的程度成比例地增厚,並且能夠保持閥主體11的強度。此外,由於環狀切口部153c從外周面至下端面開槽口而留下了環狀固定部153的上端面153b,因此在上端面153b處能夠確保被上蓋12壓住的面積。By providing the
在下蓋13處,在閥室113的相反側形成有彈簧容納室131,薄膜部142夾在其間。壓縮螺旋彈簧16容納在彈簧容納室131中。藉由此壓縮螺旋彈簧16的推壓力,閥體14通常被推壓向與閥座115a抵接的方向。藉此來保持閥體14的抵接面141a與閥座115a抵接的狀態。At the
在上蓋12處形成有與壓力作用室116b連通的導入埠121,並且操作空氣通過導入埠121導入到壓力作用室116b。藉由控制壓力作用室116b的操作空氣的壓力來調節閥體14的位置。An
以下對具有如上結構的調節閥1的閥體14的抵接面141a和閥座115a附近的控制流體的流動狀況進行說明。The flow of the control fluid in the vicinity of the
首先,使用第5圖至第8圖對習知技術中帶來問題的空蝕現象的發生進行說明。First, the generation of cavitation phenomenon which causes problems in the conventional technique will be described using FIGS. 5 to 8 .
第5圖和第6圖所示的是在調節閥1的輸入側和輸出側的控制流體壓力的壓差被控制為例如200kPa左右、並且閥開度為0.035mm左右時的抵接面141a與閥座115a附近的壓力分佈圖,其表示使用電腦的有限元素法進行解析的結果。此外,第7圖是在習知技術的調節閥50中在閥開度為0.035mm左右時的抵接面54a與閥座515附近的壓力分佈圖,其表示使用電腦的有限元素法進行解析的結果。在第5圖至第7圖中,點密度高的部分表示控制流體的壓力低的部分,點密度低的部分表示控制流體的壓力高的部分。Figures 5 and 6 show the pressure difference between the control fluid pressure on the input side and the output side of the regulating
另外,閥座115a的下游側的壓力越低,越易發生空蝕現象,例如,壓力值P11(參照第8圖)以下的狀態是易於發生空蝕現象的狀態。In addition, the lower the pressure on the downstream side of the
在閥開度為0.035mm左右時,通過這樣小的間隙的控制流體的流速變快。可知在控制流體的流速變快的情況下,例如,如第7圖所示,當在測定點A21、A22和A23這三個點處觀察壓力分佈圖中習知技術的調節閥50的閥座515的下游側處的控制流體的壓力時,可以看到它們全部處於負壓狀態。這是因為由於流速的增加,壓力降低(伯努利定理)。而且,如第8圖的圖表所示,可知測定點A21、A22和A23的壓力值全部為壓力值P11以下,處於易於發生空蝕現象的狀態。 When the valve opening is about 0.035 mm, the flow velocity of the control fluid passing through such a small gap increases. It can be seen that when the flow velocity of the control fluid becomes faster, for example, as shown in FIG. When the pressure of the control fluid at the downstream side of 515, it can be seen that they are all under negative pressure. This is because as the flow rate increases, the pressure decreases (Bernoulli's theorem). Furthermore, as shown in the graph of FIG. 8, it can be seen that the pressure values at the measurement points A21, A22, and A23 are all below the pressure value P11, and the cavitation phenomenon is likely to occur.
另一方面,在本實施方式的調節閥1中,如第5圖所示,儘管在閥體14與閥座115a之間的間隙附近為負壓狀態,但是在對應於測量點A21的位置的第一空間中的測量點A11處觀察壓力分佈圖,消除了負壓狀態,壓力值為正值。這在第8圖所示的圖表中也很清楚。
On the other hand, in the regulating
此外,在與測量點A22的位置相對應的第二空間中的測量點A12處觀察壓力分佈圖中,消除了負壓狀態,並且壓力值變為正值。這在第8圖所示的圖表中也很清楚。 Further, observing the pressure distribution diagram at the measurement point A12 in the second space corresponding to the position of the measurement point A22, the negative pressure state is eliminated, and the pressure value becomes a positive value. This is also clear in the graph shown in Figure 8.
在與測量點A23的位置相對應的測量點A13處,當觀察壓力分佈圖時,雖然可知為負壓狀態,但是如第8圖的圖表所示,該值超過壓力值P11,可以說容易發生空蝕現象的狀態已經消除。 At the measurement point A13 corresponding to the position of the measurement point A23, when looking at the pressure distribution diagram, it can be seen that it is a negative pressure state, but as shown in the graph of Fig. 8, the value exceeds the pressure value P11, and it can be said that it is easy to occur The state of cavitation phenomenon has been eliminated.
即,在本實施方式的調節閥1中,測量點A11、A12和A13全部都顯示出壓力值P11以上的壓力,並且處於不易發生空蝕現象的狀態。
That is, in the
在此,如上所述,對於流路節流部17的第一環狀稜線145的徑向的間隙尺寸C1,期望間隙尺寸C1乘以環狀突出部115的閥座115a的中心部(中心線CL11)的直徑尺寸D1值在0.6至1.2之間,對於第二流路節流部18的第二環狀稜線146的徑向方向上的間隙尺寸C2,期望間隙尺寸C2乘以環狀突出部115的閥座115a的中心部(中心線CL11)中的直徑尺寸D1的值在0.6至1.2之間。例如,在增大間隙尺寸C2,使間隙尺寸C2乘以環狀突出部115的閥座115a的中心部(中心線CL11)處的直徑尺寸D1的值脫離0.6至1.2的範圍的情況下,如第6圖所示,第一空間中的測量點A11和第二空間中的測量點A12分別處於負壓狀態。而且,如第8圖所示(放大的C2),測量點A11和測量點A12的壓力值低於P11,可知存在發生空蝕現象的風險。Here, as described above, for the gap dimension C1 in the radial direction of the first
另外,可以像第12圖所示的第一變型例的調節閥那樣,不在環狀縮徑面115b上設置環狀凹陷部117。在此情況下,儘管在第二空間中為負壓狀態,但是在第一空間和閥孔114附近,壓力值保持不發生空蝕現象的水準,這對於抑制空蝕現象的發生是有效的。In addition, like the regulator valve of the first modified example shown in FIG. 12 , the annular
接下來,將參照第9圖至第11圖說明在習知技術中帶來的問題的噴射流的發生。第9圖和第10圖示出了表示調節閥1的輸入側和輸出側的控制流體壓力的壓差被控制為例如大200kPa左右、並且閥開度為0.035mm左右的抵接面141a和閥座115a附近的控制流體的流速的分佈圖,表示使用電腦的有限元素法進行分析的結果。此外, 第11圖是習知技術的調節閥50中閥開度為035mm左右的抵接面54a和閥座515附近的控制流體的流速的分佈圖,表示使用電腦的有限元素法進行分析的結果。在第9圖至第11圖中,點密度高的部分表示控制流體的流速快的部分,點密度低的部分表示控制流體的流速慢的部分。Next, the generation of the jet stream, which is a problem caused in the conventional art, will be described with reference to FIGS. 9 to 11 . Figures 9 and 10 show the
當觀察第11圖所示的習知的調節閥50的分析結果時,可知控制流體中流速高的部分沿閥體54的抵接面54a延伸。這表示沿著抵接面54a發生了噴射流。沿抵接面54a發生的噴射流是使閥體54振動的原因。When looking at the analysis results of the
另一方面,可知在本實施方式的調節閥1中,如第9圖所示,控制流體的流速高的部分從抵接面141a與閥座115a之間的間隙沿著環狀縮徑面115b延伸,消除了習知技術中沿抵接面54a發生噴射流的狀態。這是因為階梯部143將噴射流引導向閥孔114並且將其從閥體14分離。藉由使噴射流從閥體14分離,能夠抑制噴射流引起的閥體14的振動的發生。On the other hand, in the
在此,如上所述,從閥座115a的中心部(中心線CL11)到階梯部143的外周面的距離d1期望在0.4至0.8mm的範圍內,並且從階梯部143的外周面到第二階梯部144的外周面的距離d2期望在0.4毫米至0.8mm的範圍內。例如,在距離d1擴大,使其脫離0.4mm至0.8mm的範圍的情況下,如第10圖所示,可知控制流體的流速高的部分沿著閥體14的抵接面141a延伸,並且噴射流不從閥體14分離。在這種狀態下,可能無法抑制由於噴射流引起的閥體14的振動的發生。
Here, as described above, the distance d1 from the center portion (center line CL11) of the
另外,作為本實施例的第二變型例,如第13圖和第14圖所示,可以使與設置在閥主體21的環狀突起215的頂端處的閥座215a抵接、且設置在閥體24的擴徑部241上的抵接面241a相對於閥體24的軸心傾斜。此外,也可以使環狀凹陷部217的閥孔214側的內表面、階梯部243及第二階梯部244的閥孔214側的端面(上端面)傾斜。
In addition, as a second modified example of this embodiment, as shown in FIGS. 13 and 14, the
此時,在階梯部243的外周面與階梯部243的上端面相交的第一環狀稜線245(環狀稜線的一個例子)附近,環狀凹陷部217的內周面與環狀縮徑面215b相交的第三環狀稜線218位於此處,第一環狀稜線245和第三環狀稜線218形成流路節流部27。進而,在第二階梯部244的外周面與第二階梯部244的上端面相交的第二環狀稜線246附近,環狀凹陷部217的閥孔214側的內表面與閥孔214的內周面相交的第四環狀稜線219位於此處,形成第二流路節流部28。
At this time, in the vicinity of the first annular ridgeline 245 (an example of an annular ridgeline) where the outer peripheral surface of the stepped
進而,作為第三變形例,如第15圖和第16圖所示,可以藉由設置第三階梯部345和第二環狀凹陷部318來設置第三流路節流部39。
Furthermore, as a third modified example, as shown in FIGS. 15 and 16 , the third
首先,對閥主體31進行說明,閥主體31具有環狀突出部315,在頂端具有閥座315a,且具有環狀縮徑面315b和環狀凹陷部317,這方面與上述的第一實施方式相同。閥主體31具有第二環狀凹陷部318,該第二環狀凹陷部318從環狀凹陷部317的閥孔314側的內表面至閥孔314側穿鑿設置。
First, the valve
接著,對閥體34進行說明,閥體34具有擴徑部341,擴徑部341具有與閥座315a抵接的抵接面341a,且階梯部343從該抵接面341a至閥孔314側突出設置,第二階梯部344從階梯部343的閥孔314側的端面(上端面)向閥孔314側突出設置,這方面與上述的第一實施方式相同。第三階梯部345從第二階梯部344的閥孔314側的端面(上端面)向閥孔314側突出設置,具有比第二階梯部344小的直徑,且位置與閥孔314同軸。Next, the
此時,在階梯部343的外周面與階梯部343的上端面相交的第一環狀稜線346(環狀稜線的一個例子)附近,環狀凹陷部317的內周面與環狀縮徑面315b相交的第三環狀稜線319位於此處,第一環狀稜線346和第三環狀稜線319形成流路節流部37。此外,在第二階梯部344的外周面與第二階梯部344的上端面相交的第二環狀稜線347附近,環狀凹陷部317的閥孔314側的內表面與第二環狀凹陷部318的內周面相交的第四環狀稜線320位於此處,並且第二環狀稜線347和第四環狀稜線320形成第二流路節流部38。進而,在第三階梯部345的外周面與第三階梯部345的閥孔314側的端面相交的第五環狀稜線348附近,第二環狀凹陷部318的閥孔314側的內表面與閥孔314的內周面相交的第六環狀稜線322位於此處,並且第五環狀稜線348和第六環狀稜線322形成第三流路節流部39。At this time, in the vicinity of the first annular ridgeline 346 (an example of an annular ridgeline) where the outer peripheral surface of the stepped
如上所述,根據本實施方式的調節閥1,(1)具有閥體14、容納閥體14的上游側的閥室113、與閥室113連通的下游側的閥孔114、以及沿閥孔114的外周從閥室113的閥孔114側內表面突出設置且在頂端具有閥座115a的環狀突出部115,閥體14與閥座115a抵接分離來進行流體控制的調節閥1,其特徵在於:環狀突出部115在環狀突出部115的內徑側整個圓周具有使環狀突出部115的內徑向閥孔114縮徑的環狀縮徑面115b;閥體14具有與閥座115a抵接的抵接面141a,在閥座115a的內周側具有從抵接面141a向閥孔114側突出設置、具有比閥孔114的內徑大的直徑、並且與閥孔114同軸的圓柱狀的階梯部143;階梯部143的外周面與階梯部143的閥孔114側的端面相交的第一環狀稜線145位於環狀縮徑面115b附近,形成流路節流部17。As described above, the regulating
根據(1)中所述的調節閥1,從閥室113向閥孔114流動的控制流體依序通過以下位置:流路面積被閥體14和閥座115a節流的位置、流路面積被由環狀縮徑面115b、抵接面141a和階梯部143的外周面所包圍的空間(第一空間)擴大的位置、流路面積被流路節流部17縮小的位置。申請人藉由實驗發現,由此減輕了閥座115a的下游側的負壓狀態。According to the regulating
由於減輕了負壓狀態,因此可以抑制空蝕現象的發生,並且即使發生了空蝕現象,也能縮短從氣泡發生到消失的時間。藉此能夠抑制空蝕現象導致的振動的發生,並且能夠抑制該振動導致的雜訊的產生。Since the negative pressure state is reduced, the occurrence of cavitation phenomenon can be suppressed, and even if cavitation phenomenon occurs, the time from bubble generation to disappearance can be shortened. This can suppress the occurrence of vibration due to the cavitation phenomenon, and suppress the generation of noise due to the vibration.
進而,噴射流被從抵接面141a向閥孔114側突出設置的階梯部143引導至閥孔114側,從閥體14分離。藉由將噴射流從閥體14分離,能夠抑制噴射流引起的閥體14的振動的發生,並且能夠抑制噪音的產生。Furthermore, the jet flow is guided to the
(2)根據(1)所述的調節閥1,其特徵在於,流路節流部17的第一環狀稜線145的徑向方向的間隙尺寸C1乘以環狀突出部115的閥座115a的中心部(中心線CL11)的直徑尺寸D1的值在0.6至1.2之間。(2) The regulating
申請人藉由實驗發現,根據(2)所述的調節閥1,能夠得到在抑制由空蝕現象引起的振動方面優異的調節閥1。The applicant found out through experiments that according to the regulating
(3)根據(1)或(2)所述的調節閥1,其特徵在於,從閥座115a的中心部(中心線CL11)到階梯部143的外周面的距離在0.4mm至0.8mm的範圍內。(3) The regulating
申請人藉由實驗發現,根據(3)所述的調節閥1,能夠得到在抑制噴射流引起的振動方面優異的調節閥1。The applicant found out through experiments that according to the regulating
(4)根據(1)至(3)中任一項所述的調節閥1,其特徵在於,閥體14具有從階梯部143的閥孔114側的端面向閥孔114側突出設置的、具有比階梯部143的外徑小的直徑、並且與閥孔114同軸的第二階梯部144;第二階梯部144的外周面與第二階梯部144的閥孔114側的端面相交的第二環狀稜線146位於閥孔114的內周面附近,形成第二流路節流部18。(4) The
根據(4)所述的調節閥1,從閥室113向閥孔114流動的控制流體依序通過以下位置:流路面積被閥體14和閥座115a節流的位置、流路面積被環狀縮徑面115b、抵接面141a和階梯部143的外周面所包圍的空間(第一空間)拓寬的位置、流路面積被流路節流部17節流的位置之後,進而依序通過以下位置:流路面積被階梯部143的閥孔114側的端面和第二階梯部144的外周面擴大的位置、流路面積被第二流路節流部18節流的位置。申請人藉由實驗發現,由此進一步減小了閥座115a的下游側的負壓狀態。According to the regulating
藉由降低負壓狀態,能夠抑制空蝕現象的發生。如果能夠抑制空蝕現象的發生,則可以抑制空蝕現象引起的振動的發生,並且能夠抑制該振動引起的雜訊的產生。By reducing the negative pressure state, the occurrence of cavitation can be suppressed. If the occurrence of the cavitation phenomenon can be suppressed, the occurrence of vibration due to the cavitation phenomenon can be suppressed, and the generation of noise due to the vibration can be suppressed.
(5)根據(4)所述的調節閥1,其特徵在於,第二流路節流部18的第二環狀稜線146的徑向方向的間隙尺寸C2乘以環狀突出部115的閥座115a的中心部(中心線CL11)的直徑尺寸D1的值在0.6至1.2之間。(5) The regulating
申請人藉由實驗發現,根據(5)所述的調節閥1,能夠得到在抑制空蝕現象引起的振動方面優異的流體控制閥。The applicant found through experiments that according to the regulating
(6)根據(4)或(5)所述的調節閥1,其特徵在於,環狀縮徑面115b與閥孔114的內周面,係藉由從環狀縮徑面115b向閥孔114側穿鑿設置、並且與閥孔114同軸的環狀凹陷部117而連接,環狀凹陷部117的內周面與環狀縮徑面115b相交的第三環狀稜線118位於第一環狀稜線145附近,與第一環狀稜線145共同形成流路節流部17;環狀凹陷部117的閥孔114側的內表面與閥孔114的內周面相交的第四環狀稜線119位於第二環狀稜線146附近,與第二環狀稜線146共同形成第二流路節流部18。(6) The regulating
申請人藉由實驗發現,根據(6)所述的調節閥1,環狀凹陷部117將流路節流部17與第二流路節流部18之間的空間(第二空間)擴大,抑制空蝕現象引起的振動,由此能夠得到優異的調節閥1。The applicant found through experiments that, according to the regulating
(7)根據(6)所述的調節閥1,其特徵在於,從閥座115a的中心部(中心線CL11)到環狀凹陷部117的閥孔114側的內表面的距離比從抵接面141a到第二階梯部144的閥孔114側的端面的距離小0.03mm至0.13mm。(7) The
根據(7)所述的調節閥1,在閥座115a的下游側,即使在容易產生負壓區域的閥開度(例如0.035mm左右),第四環狀稜線119也切實位於第二環狀稜線146附近,並且能夠形成第二流路節流部18,能夠得到在抑制空蝕現象導致的振動的方面優異的調節閥1。According to the regulating
(8)根據(4)至(7)中任一項所述的調節閥1,其特徵在於,從階梯部143的外周面到第二階梯部144的外周面的距離在0.4mm至0.8mm的範圍內。(8) The regulating
申請人藉由實驗發現,根據(8)所述的調節閥1,噴射流被可靠地引導到閥孔114側,並且噴射流引起的閥體14的振動的發生被抑制,由此能夠使調節閥1優異。The applicant found through experiments that, according to the regulating
(9)根據(1)至(8)中任一項所述的調節閥1,其特徵在於,其具有:在內部具有閥室113和閥孔114的閥主體11、從與閥體14的抵接分離方向平行的方向堆疊在閥主體11上的上蓋12、具有在中央部151與閥體14連接且在與中央部151的外周進行閥體14的抵接分離時彈性變形的薄膜部152的薄膜構件15;閥主體11在上蓋12側具有安裝薄膜構件15的開口部116,薄膜構件15沿薄膜部152的外周具有環狀固定部153,藉由將環狀固定部153壓入開口部116中而安裝在開口部116的薄膜構件15係藉由上蓋12和閥主體11從抵接分離方向的兩側夾持環狀固定部153來進行固定;環狀固定部153沿著外周的整個圓周,除了上蓋12側的端部,具有從外周面至閥主體11側的端面進行開口的環狀缺口部153c。
(9) The regulating
根據(9)所述的調節閥1,上蓋12和閥主體11從抵接分離方向的兩側夾持的環狀固定部153沿外周整個圓周,除了上蓋12側的端部,從外周面至閥主體11側的端面具有開口的環狀缺口部153c,因此環狀固定部153的上蓋12側的上端面153b能夠確保被上蓋12蓋住的面積。藉由在環狀固定部153確保藉由上蓋12蓋住的面積,能夠可靠地固定薄膜構件15,並且能夠抑制與薄膜構件15連接的閥體14發生的振動。此外,能夠隨著環狀固定部153在環狀缺口部153c進行開口的程度來確保閥主體11的壁厚,能夠提高閥主體11的強度。
According to the regulating
另外,上述的實施方式僅作為示例,並不對本發明進行任何限定。因此,理所當然地,本發明能夠在不脫離其要旨的範圍內進行各種改進、變形。 In addition, the above-mentioned embodiment is only an example, and does not limit the present invention in any way. Therefore, of course, various improvements and deformation|transformation are possible for this invention in the range which does not deviate from the summary.
例如,在本實施方式中,第一環狀稜線145,第二環狀稜線146,第三環狀稜線118和第四環狀稜線119以銳利形狀進行圖示,但是可以被作為圓角狀或倒角狀。
For example, in this embodiment, the first
1:調節閥(流體控制閥的一例) 1: Control valve (an example of a fluid control valve)
11:閥主體 11: Valve body
12:上蓋 12: Upper cover
13:下蓋 13: Lower cover
14:閥體 14: valve body
15:薄膜構件 15: Film component
16:壓縮螺旋彈簧 16: Compression coil spring
17:流路節流部17: Flow path throttling part
18:第二流路節流部18: The second flow path throttling part
19:O形環19: O-ring
21:閥主體21: Valve body
24:閥體24: valve body
27:節流部27: Throttling department
28:第二流路節流部28: The second flow path throttling part
31:閥主體31: Valve body
34:閥體34: valve body
37:節流部37: Throttling department
38:第二流路節流部38: The second flow path throttling part
39:第三流路節流部39: The throttling part of the third flow path
111:輸入埠111: input port
111a:輸入流路111a: input flow path
112:輸出埠112: output port
112a:輸出流路112a: output flow path
113:閥室113: valve chamber
113a:閥孔側內表面113a: Inner surface of valve hole side
114:閥孔114: valve hole
115:環狀突出部115: annular protrusion
115a:閥座115a: valve seat
115b:環狀縮徑面115b: Annular reducing surface
116:開口部116: opening
116a:下游側流體室116a: downstream side fluid chamber
116b:壓力作用室116b: Pressure application chamber
117:環狀凹陷部117: Annular depression
118:第三環狀稜線118: The third circular ridge
119:第四環狀稜線119: The fourth circular ridge
121:導入埠121: import port
131:彈簧容納室131: spring accommodation room
141:擴徑部141: Diameter expansion part
141a:抵接面141a: abutment surface
142:薄膜部142: film department
143:階梯部143: Ladder Department
144:第二階梯部144: The second step
145:第一環狀稜線(環狀稜線的一例)145: The first circular ridgeline (an example of a circular ridgeline)
146:第二環狀稜線146: Second circular ridge
151:中央部151: central part
152:薄膜部152: film department
153:環狀固定部153: Ring fixed part
153a:壓入部153a: Press-in part
153b:上端面153b: upper end face
153c:環狀缺口部153c: Annular notch
214:閥孔214: valve hole
215:環狀突起215: ring protrusion
215a:閥座215a: valve seat
215b:環狀縮徑面215b: Annular reducing surface
217:環狀凹陷部217: Annular depression
218:第三環狀稜線 218: The third circular ridge
219:第四環狀稜線 219: The fourth circular ridge
241:擴徑部 241: Expanding part
241a:抵接面 241a: abutment surface
243:階梯部 243: Ladder department
244:第二階梯部 244: The second step
245:第一環狀稜線(環狀稜線的一個例子) 245: The first circular ridgeline (an example of circular ridgeline)
246:第二環狀稜線 246: Second circular ridge
314:閥孔 314: valve hole
315:環狀突出部 315: ring protrusion
315a:閥座 315a: valve seat
315b:環狀縮徑面 315b: Annular reducing surface
317:環狀凹陷部 317: Annular depression
318:第二環狀凹陷部 318: the second annular depression
319:第三環狀稜線 319: The third circular ridge
320:第四環狀稜線 320: The fourth circular ridge
322:第六環狀稜線 322: The sixth circular ridge
341:擴徑部 341: expansion part
341a:抵接面 341a: abutment surface
343:階梯部 343: Ladder department
344:第二階梯部 344: The second step
345:第三階梯部 345: The third step
346:第一環狀稜線(環狀稜線的一個例子) 346: The first circular ridgeline (an example of a circular ridgeline)
347:第二環狀稜線 347: Second circular ridge
348:第五環狀稜線348: Fifth circular ridge
d1~d4:距離d1~d4: distance
t11:壁厚t11: wall thickness
CL11:中心線CL11: Centerline
C1,C2:間隙尺寸C1, C2: gap size
D1:直徑尺寸D1: diameter size
E11:部分E11: part
E12:部分E12: part
E21:部分E21: part
E31:部分E31: part
第1圖係示出了本實施方式的調節閥的剖視圖。 FIG. 1 is a cross-sectional view showing a regulating valve according to this embodiment.
第2圖係示出了第1圖的部分E11的局部放大圖。 FIG. 2 shows a partially enlarged view of part E11 of FIG. 1 .
第3圖係示出了第2圖的部分E12的局部放大圖。 FIG. 3 shows a partially enlarged view of part E12 of FIG. 2 .
第4圖係示出了習知技術的調節閥的剖視圖。 Fig. 4 is a sectional view showing a regulating valve of the prior art.
第5圖係表示本實施方式的調節閥的閥座附近的控制流體的壓力分佈圖。 Fig. 5 is a diagram showing the pressure distribution of the control fluid in the vicinity of the valve seat of the regulating valve according to the present embodiment.
第6圖係表示在第二流路節流部的間隙尺寸擴大的情況下閥座附近的控制流體的壓力分佈圖。 FIG. 6 is a graph showing the pressure distribution of the control fluid in the vicinity of the valve seat when the gap size of the second flow path narrowing portion is enlarged.
第7圖係表示習知技術的調節閥的閥座附近的控制流體的壓力分佈圖。 Fig. 7 is a graph showing the pressure distribution of the control fluid in the vicinity of the valve seat of the conventional control valve.
第8圖係示出比較閥座附近的控制流體的壓力值的圖表。 FIG. 8 is a graph showing the comparison of the pressure values of the control fluid in the vicinity of the valve seat.
第9圖係表示本實施方式的調節閥的閥座附近的控制流體的流速的分佈圖。 Fig. 9 is a distribution diagram showing the flow velocity distribution of the control fluid in the vicinity of the valve seat of the regulating valve according to the present embodiment.
第10圖係表示在閥座與階梯部的距離擴大的情況下閥座附近的控制流體的流速的分佈圖。 FIG. 10 is a distribution diagram showing the flow velocity of the control fluid in the vicinity of the valve seat when the distance between the valve seat and the stepped portion increases.
第11圖係表示習知技術的調節閥的閥座附近的控制流體的流速的分佈圖。 Fig. 11 is a diagram showing the distribution of the flow velocity of the control fluid in the vicinity of the valve seat of the conventional control valve.
第12圖係表示本實施方式的調節閥的第一變型示例中的閥座附近的控制流體的壓力分佈圖。 FIG. 12 is a pressure distribution diagram of the control fluid in the vicinity of the valve seat in the first modified example of the regulating valve of the present embodiment.
第13圖是本實施方式的調節閥的第二變型示例中的局部放大圖。 Fig. 13 is a partially enlarged view of a second modified example of the regulating valve of the present embodiment.
第14圖係示出了第13圖的部分E21的局部放大圖。 FIG. 14 shows a partially enlarged view of part E21 of FIG. 13 .
第15圖是本實施方式的調節閥的第三變型示例中的局部放大圖。 Fig. 15 is a partially enlarged view of a third modified example of the regulating valve of the present embodiment.
第16圖係示出了第15圖的部分E31的局部放大圖。 FIG. 16 shows a partially enlarged view of part E31 of FIG. 15 .
11:閥主體 11: Valve body
14:閥體 14: valve body
113a:閥孔側內表面 113a: Inner surface of valve hole side
113:閥室 113: valve chamber
114:閥孔 114: valve hole
115:環狀突出部 115: annular protrusion
115a:閥座 115a: valve seat
115b:環狀縮徑面 115b: Annular reducing surface
117:環狀凹陷部 117: Annular depression
141:擴徑部 141: Diameter expansion part
141a:抵接面 141a: abutment surface
143:階梯部 143: Ladder Department
144:第二階梯部 144: The second step
d1~d4:距離 d1~d4: distance
CL11:中心線 CL11: Centerline
C1,C2:間隙尺寸 C1, C2: gap size
E11:部分 E11: part
E12:部分 E12: part
D1:直徑尺寸 D1: diameter size
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Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR102699335B1 (en) * | 2021-07-08 | 2024-08-27 | 주식회사 유연 | Safety valve with function of rapid releasing abnormal pressure |
JP2024075534A (en) * | 2022-11-23 | 2024-06-04 | Ckd株式会社 | regulator |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1594854A (en) * | 2003-09-09 | 2005-03-16 | 三菱扶桑卡客车株式会社 | Liquid valve device |
US7905247B2 (en) * | 2008-06-20 | 2011-03-15 | Praxair Technology, Inc. | Vacuum actuated valve for high capacity storage and delivery systems |
US20140034155A1 (en) * | 2012-07-31 | 2014-02-06 | Fairchild Industrial Products Company | Valve Seat For A Pressure Regulator |
US8794588B1 (en) * | 2011-08-04 | 2014-08-05 | Metrex Valve Corp. | High pressure actuator regulating valve |
US9388773B2 (en) * | 2013-11-14 | 2016-07-12 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas recirculation valve |
CN110005828A (en) * | 2018-01-05 | 2019-07-12 | 费希尔控制产品国际有限公司 | Trim device for control valve |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4237781B2 (en) | 2006-06-29 | 2009-03-11 | シーケーディ株式会社 | Flow control valve |
JP5041427B2 (en) | 2008-03-19 | 2012-10-03 | Ckd株式会社 | Flow control device |
JP5409290B2 (en) | 2009-11-18 | 2014-02-05 | Ckd株式会社 | Fluid control valve |
JP5693120B2 (en) | 2010-09-30 | 2015-04-01 | 旭有機材工業株式会社 | Base plate |
-
2020
- 2020-11-12 JP JP2020188673A patent/JP7472000B2/en active Active
- 2020-11-17 TW TW109140053A patent/TWI792095B/en active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1594854A (en) * | 2003-09-09 | 2005-03-16 | 三菱扶桑卡客车株式会社 | Liquid valve device |
US7905247B2 (en) * | 2008-06-20 | 2011-03-15 | Praxair Technology, Inc. | Vacuum actuated valve for high capacity storage and delivery systems |
US8794588B1 (en) * | 2011-08-04 | 2014-08-05 | Metrex Valve Corp. | High pressure actuator regulating valve |
US20140034155A1 (en) * | 2012-07-31 | 2014-02-06 | Fairchild Industrial Products Company | Valve Seat For A Pressure Regulator |
US9388773B2 (en) * | 2013-11-14 | 2016-07-12 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Exhaust gas recirculation valve |
CN110005828A (en) * | 2018-01-05 | 2019-07-12 | 费希尔控制产品国际有限公司 | Trim device for control valve |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP7472000B2 (en) | 2024-04-22 |
TW202129180A (en) | 2021-08-01 |
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