WO2020066727A1 - ダイヤフラムバルブ - Google Patents

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WO2020066727A1
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stem
bonnet
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valve
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薬師神 忠幸
石橋 圭介
山路 道雄
章弘 原田
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株式会社フジキン
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Definitions

  • the present invention relates to a diaphragm valve and a method for adjusting a Cv value of the diaphragm valve.
  • Valves such as ball valves are used in many product fields such as manufacturing equipment, plant equipment, and inspection equipment as equipment for controlling the flow of fluid.
  • the valve has a valve body having a communication part communicating the inlet flow path and the outlet flow path, and a valve element disposed in the communication part.
  • the valve body In the case of a manual valve, the valve body is driven by a handle provided at the top, in the case of an automatic valve, a motor or the like is driven, and a connecting member called a stem is interposed between the handle or the motor and the valve body.
  • the diaphragm valve 50 is called a direct-touch type metal diaphragm valve, and is provided with a fluid inflow passage 52a and a fluid outflow passage 52b.
  • a compression coil spring (biasing member) 61 a mechanism for introducing the operating air for driving the piston 59, 60 of upper and lower are provided.
  • each of the pistons 59 and 60 In order to move the stem 58 upward, the operating air is applied to each of the pistons 59 and 60.
  • an upper operation air introduction chamber 79 and a lower operation air introduction chamber 80 are formed below the respective pistons 59 and 60.
  • the upper and lower pistons 59, 60 are formed with axial passages 59a and radial passages 59b, 60b for sending the introduced operation air to the respective operation air introduction chambers 79, 80.
  • the pistons 59 and 60 receive an upward force.
  • a counter plate 76 is interposed between the pistons 59 and 60.
  • the diaphragm holder 57 moves to the uppermost position, and is in the maximum open state when the diaphragm 56 is not pressed.
  • the amount of fluid flowing at this time is related to a capacity coefficient of the valve called a Cv value.
  • the Cv value is a flow rate numerical value representing US gallon / min as a flow rate when flowing 60 ° F. fresh water flowing through a valve when a pressure difference is 1 Psi in a specific operation range. Since this Cv value is proportional to the opening area through which the fluid flows when the valve is fully opened, it is necessary to use an appropriate combination of components in order to minimize the variation of the Cv value in the same product.
  • components that affect the opening area through which fluid flows when the valve is fully opened include a valve body 52, an annular valve seat 55, a diaphragm 56, a holding adapter 65, a diaphragm holding 57, and the like.
  • a diaphragm valve having a small variation in the Cv value in consideration of the variation in the dimensions of these members is a very labor- and time-consuming operation.
  • An object of the present invention is to provide a diaphragm valve capable of adjusting a Cv value at the time of assembling the diaphragm valve, and a method of adjusting the Cv value.
  • the present invention (1) provides a valve body provided with a fluid flow path, a diaphragm for opening and closing the fluid flow path, an actuator for pressing the diaphragm, and a casing between the valve body and the casing of the actuator.
  • a diaphragm valve comprising: an interposed bonnet; a stem moved by the actuator; and a diaphragm holder having an outer edge having a diameter larger than an outer diameter of the stem disposed between the stem and the diaphragm.
  • the bonnet has a through-hole in which a female screw coaxial with the stem is engraved, and the through-hole has a cylindrical body in which a male screw that is screwed to the female screw is engraved on an outer surface.
  • the stem is inserted into the tubular body, and the end face of the tubular body on the diaphragm side is fitted with the diaphragm of the through hole. Projecting toward the diaphragm side from the opening side on the diaphragm side, the end surface on the stem side of the outer periphery of the diaphragm press contacts the diaphragm side end surface of the cylindrical body, and the position of the contact surface in the stem axial direction is determined. And a diaphragm valve that can be adjusted by screwing the male screw and the female screw.
  • a cylindrical body is provided as a Cv value adjusting member that is not provided in a conventional diaphragm valve.
  • a male screw to be screwed with a female screw formed in the hood is formed on the outer peripheral surface.
  • the stem is inserted into the tubular body, and a diaphragm retainer is arranged between the stem and the diaphragm.
  • the diaphragm end face of the cylindrical body is brought into contact with the end face on the stem side of the outer periphery of the diaphragm retainer, and the position of the contact face can be adjusted by adjusting the degree of screwing of the male screw and the female screw. By assembling, the Cv value can be precisely adjusted.
  • the bonnet is provided with a concave portion at an upper portion, and the cylindrical body has a cylindrical flange at an upper portion having a diameter larger than that of the male screw and smaller than an inner diameter of the concave portion.
  • the valve according to the present invention (1) wherein a portion is provided, and the cylindrical body flange portion is fixed to a bottom surface of the recess by screw means.
  • the Cv value is determined by the degree of screwing of the male screw and the female screw, the Cv value changes when the cylindrical body is rotated with respect to the bonnet. To prevent such a thing from occurring, the Cv value after assembly is prevented from being changed by fixing the cylindrical body flange portion provided on the cylindrical body to the bottom surface of the recess by a screw means. Can be.
  • the present invention (3) is characterized in that the diaphragm-side end face of the actuator presses the actuator-side end face of the cylindrical body, and the actuator is fixed to the bonnet or the valve body. This is the diaphragm valve of 1).
  • the present invention (3) is for preventing a change in the Cv value after assembling the diaphragm valve, similarly to the present invention (2).
  • the diaphragm-side end surface of the actuator presses the actuator-side end surface of the tubular body, and the actuator is fixed to the bonnet or the valve body so that the Cv value does not change after assembly. can do.
  • a diaphragm for opening and closing a fluid flow path is placed on a valve body provided with a fluid flow path, and a holding adapter for pressing and holding an outer peripheral portion of the diaphragm toward the valve body is mounted on the diaphragm.
  • the stem having the diaphragm retainer at the lower end is placed on the diaphragm without pressing the diaphragm, the stem is inserted through the inside of the tubular body, and the tubular body is bonnet. It is housed inside by screwing or the like.
  • a fluid is caused to flow in a fully open state in which no pressing force is applied to the diaphragm, and the Cv value is measured. It is preferable that the Cv value at the first measurement be slightly larger than the target Cv value. After the diaphragm-side end surface of the cylindrical body is brought into contact with the stem-side end surface of the presser adapter, the measurement result of the Cv value is checked, and the female screw cut on the inner peripheral surface of the bonnet and the cylindrical cylindrical body are formed.
  • the diaphragm valve of the present invention it is possible to manufacture a diaphragm valve having a small Cv value variation without approaching the target Cv value without selecting the members at the time of assembly. Further, even when a problem occurs in the actuator, it is not necessary to remove the bonnet from the valve body, so that the fluid in the flow passage is not exposed to the outside air.
  • FIG. 1 shows a fully opened state of a diaphragm valve according to Embodiment 1 of the present invention.
  • 2 shows a fully closed state of the diaphragm valve according to the first embodiment.
  • 7 shows a state before the tubular body is set during the assembly of the diaphragm valve of the first embodiment. 7 shows a state after the tubular body has been set during the assembly of the diaphragm valve of the first embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of a tubular body used for the diaphragm valve of the first embodiment.
  • FIG. 3 shows a cross-sectional view of an adjustment jig for turning a cylindrical body. 7 shows a fully opened state of a diaphragm valve according to Embodiment 2 of the present invention.
  • FIG. 9 shows a fully closed state of the diaphragm valve of the second embodiment.
  • 9 shows a state before the stem is inserted into the tubular body during the assembly of the diaphragm valve of the second embodiment.
  • FIG. 14 shows a state after the holding adapter is fixed to the valve body and the stem is inserted into the tubular body during the assembly of the diaphragm valve of the second embodiment.
  • 7 shows a state before the actuator is connected to the bonnet when the Cv value of the diaphragm valve of the second embodiment is adjusted.
  • 1 shows a cross-sectional view of a conventional diaphragm valve described in Patent Document 1.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a conventional diaphragm valve described in Patent Document 1.
  • FIG. 1 shows a fully opened state of a diaphragm valve according to a first embodiment of the present invention.
  • the whole is composed of three components: a valve body 2, an actuator 4, and a bonnet 3 between them.
  • the diaphragm valve 1 is provided on a valve body 2 having a fluid inflow passage 2a and a fluid outflow passage 2b, an actuator 4 mounted above the valve body 2 via a bonnet 3, and a peripheral edge of the fluid inflow passage 2a.
  • the pressure is lowered by the pressing force of the compression coil spring 11, and is increased by supplying a working fluid (hereinafter simply referred to as "operation air") to the actuator 4 to move the diaphragm 2f in the closing or opening direction.
  • operation air a working fluid
  • a stem 8 upper and lower pistons 9, 10, and a drive for driving the upper and lower pistons 9, 10.
  • a means 13 In the fluid inflow passage 2a and the fluid outflow passage 2b, the inflow and outflow may be reversed.
  • the diaphragm 2f has an upwardly convex arc shape as a natural spherical shell shape.
  • the diaphragm 2f is made of, for example, a nickel alloy thin plate, cut out in a circular shape, and is formed in a spherical shell shape having a central portion bulging upward.
  • the diaphragm 2f may be made of a stainless steel sheet or a laminate of a stainless steel sheet and a nickel-cobalt alloy sheet.
  • a presser adapter 15 is disposed between the lower end surface of the bonnet 3 and the bottom surface of the valve body recess 2c of the valve body 2.
  • the outer peripheral edge of the diaphragm 2f is formed by the presser adapter 15 and the valve body recess of the valve body 2.
  • the bonnet 3 is held between the bottom surface of the bonnet 3c and fixed by screwing.
  • the upper piston 9 includes a disc-shaped piston main body 21 and a protruding shaft portion 22 extending upward from the upper surface of the central part of the piston main body 21.
  • the lower piston 10 includes a disc-shaped piston main body 23, an upper protruding shaft portion 24 extending upward from a central upper surface of the piston main body 23, and a lower protruding shaft portion 25 extending downward from a central lower surface of the piston main body 23. Consists of
  • the counter plate 26 is fixed so as to be located between the upper piston 9 and the lower piston 10, thereby forming a moving space for the pistons 9 and 10 above and below the counter plate 26, respectively. I have.
  • the upper end of the upper protruding shaft portion 24 of the lower piston 10 is fitted into a recess provided on the lower surface of the piston body 21 of the upper piston 9.
  • the compression coil spring 11 is provided so as to urge the upper piston 9 downward, whereby the upper and lower pistons 9 and 10 move up and down integrally.
  • the actuator 4 is mainly housed in the casing 4a and is connected to the driving means 13 via a one-touch joint 31.
  • the driving means 13 sends operation air to each of the pistons 9 to move the stem 8 upward.
  • the upper operation air introduction chamber 29 and the lower operation air introduction chamber 30 for this purpose are formed below the pistons 9 and 10, respectively.
  • the upper and lower pistons 9, 10 are formed with axial passages 9a, 10a and radial passages 9b, 10b for sending the operation air introduced through the one-touch joint 31 to the respective operation air introduction chambers 29, 30. ing.
  • exhaust ports 4b and 4c for bleeding air from the operation air introduction chambers 29 and 30 are provided in the casing 4a.
  • FIG. 1 shows a fully opened state.
  • a connecting member 6 is provided at a lower portion of the actuator 4 as a part of the actuator 4, and a connecting member recess 6c surrounded by a connecting member standing wall 6d is formed at an upper portion. It is housed in the member recess 6c.
  • a connecting member through hole 6a is formed in the center of the connecting member 6, and a lower protruding shaft portion 25 is inserted into the connecting member through hole 6a from above and a stem 8 is inserted from below into the lower member of the lower protruding shaft portion 25. The upper end of the stem 8 can be brought into contact with and separated from the connecting member through hole 6a.
  • the actuator 4 and the connecting member 6 are screwed together by forming a thread on the outer peripheral surface of the connecting member standing wall 6d and the inner peripheral surface of the lower portion of the actuator 4, and fixed from the side by a fastening member such as a bolt, and welding. Fix with such fixing means.
  • the actuator 4 presses the diaphragm 2f in a state where the operation air is not introduced, and the so-called normally closed type configuration in which the flow path is closed has been described.
  • the compression coil spring 11 is disposed on the diaphragm 2f side, and the operation air is disposed.
  • a so-called normally open type actuator configured to press the piston 23 toward the anti-diaphragm side and not to press the diaphragm 2f may be used.
  • a connecting member male screw 6b is engraved on the lower outer peripheral surface of the connecting member 6, and the connecting member male screw 6b is screwed with a bonnet upper female screw 3b carved on the side surface of the bonnet upper recess 3a at the upper part of the bonnet 3.
  • the bonnet 3 is connected to the valve body 2 by screwing the bonnet male screw 3c engraved on the outer peripheral surface of the bonnet 3 and the valve body female screw 2d.
  • the lower end of the stem 8 is provided with a diaphragm retainer 7 having a diameter larger than the outer diameter of the stem 8, and the lower end of the diaphragm retainer 7 is provided with a contact portion 7 b.
  • the amount of upward movement of the stem 8 has a correlation with the Cv value, and therefore, the amount of upward movement of the stem 8 needs to be adjusted to obtain a required Cv value.
  • a bonnet through hole 3e is formed in the center of the bonnet 3, and the cylindrical body 5 is inserted into the through hole 3e.
  • This cylindrical body 5 is a Cv value adjusting member that is the most important component of the present invention.
  • a cylindrical male screw 5a is engraved on the outer periphery of the lower part of the cylindrical body 5, and the cylindrical male screw 5a is screwed with the bonnet lower female screw 3d.
  • the cylindrical body 5 is provided with a cylindrical body through hole 5b, and the stem 8 is inserted into the cylindrical body through hole 5b.
  • a diaphragm holder 7 is attached to a lower end of the stem 8.
  • the diaphragm holder 7 may be integral with the stem 8.
  • the diaphragm retainer 7 is partially accommodated in the bonnet lower recess 3f.
  • the outer edge portion 7a of the diaphragm retainer 7 is in contact with the lower end surface of the tubular body 5 at the outer edge upper surface 7c. Therefore, the Cv value can be adjusted by the vertical position of the contact surface.
  • a cylindrical body flange 5c is formed on the upper part of the cylindrical body 5, and the cylindrical body flange 5c is fixed to the bottom surface of the upper hood recess 3a by a screw means. (See Figs. 3 and 5)
  • FIG. 2 shows a state in which the diaphragm valve of the first embodiment shown in FIG. 1 is changed from a fully closed state to a fully closed state. 2 and thereafter, the same description as in FIG. 1 is omitted.
  • the air in the operation air introduction chambers 29 and 30 is released, the pistons 9 and 10 are pushed downward by the urging force of the compression coil spring 11, and the stem 8 is also pushed downward, so that the diaphragm 2f is deformed as shown in FIG. It is brought into contact with the annular valve seat 2e and is in a fully closed state.
  • FIG. 3 shows a state before the cylindrical body 5 is set during the assembly of the diaphragm valve 1 of the first embodiment.
  • a female screw 5d is engraved on the cylindrical body flange portion 5c, and a set screw 5e screwed with the female screw 5d is shown.
  • the fluid flows from the fluid inflow passage 2a to the fluid outflow passage 2b to measure the Cv value.
  • the desired Cv value is 3.0, for example, adjust the dimensions of the parts so that the value is slightly larger than that value, for example, about 3.2. ing.
  • the cylindrical body 5 is set, and the screw is adjusted so that the outer edge upper surface 7c, which is the upper edge of the outer edge 7a of the diaphragm retainer 7, is moved downward at the lower end of the cylindrical body 5,
  • the Cv value is measured by flowing a fluid.
  • the adjustment is completed by setting the value to the target value of 3.0. Assuming that the value is 3.1, the Cv value is measured by adjusting again.
  • the set screw 5e may be screwed into the female screw 5d to fix the tubular body flange portion 5c to the bottom surface of the bonnet upper recess 3a so that the tubular body 5 does not rotate after assembly. it can.
  • a force is applied to the cylindrical body 5 on the side opposite to the diaphragm, so that the Cv value is slightly lowered. Therefore, in the above-described adjustment, it is preferable that the adjustment be made in consideration of the change in the Cv value due to the fixing of the set screw 5e.
  • the female screw 5d formed on the cylindrical body flange portion 5c shows an example in which four female threads are provided at equal intervals in the illustrated example, but two female threads may be provided.
  • FIG. 5 is a perspective view of the cylindrical body 5 used in the diaphragm valve of the first embodiment.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of an adjusting jig 40 for adjusting the Cv value by turning the tubular body 5.
  • the adjusting jig 40 has an adjusting jig recess 40a into which the upper portion of the stem 8 is inserted, and four projections 40b are formed on the lower end surface.
  • the protrusion 40b is inserted into the female screw 5d, and can be hooked to rotate the tubular body 5.
  • FIG. 7 shows a diaphragm valve according to a second embodiment of the present invention in a fully opened state.
  • the difference from the first embodiment in FIG. 1 lies in the shape of the tubular body 5 and the method of fixing the tubular body 5.
  • the tubular body 5 does not have the tubular body flange portion 5c of the first embodiment.
  • the upper surface of the tubular body 5 is pressed against the lower end surface of the connecting member 6 to prevent rotation.
  • the actuator 4 is fixed by the lower end surface of the connecting member 6 integrated with the actuator 4 abutting on the cylindrical body 5.
  • the lower end surface of the connecting member 6 is The actuator 4 abuts and is fixed to the upper end surface of the bonnet 3 without abutting on the body 5.
  • the connecting member 6 is formed by engraving such that the threads of the cylindrical male screw 5a and the bonnet lower female screw 3d and the connecting member male screw 6b and the bonnet upper female screw 3b of the connecting member 6 are reverse threads.
  • the tubular body 5 is prevented from rotating with the lower end face.
  • FIG. 8 shows a fully closed state of the diaphragm valve according to the second embodiment, and the operation of changing from fully open to fully closed is the same as that described in FIG.
  • FIG. 9 shows a state before the stem 8 is inserted into the tubular body 5 during the assembly of the diaphragm valve 1 according to the second embodiment. In this state, the fluid cannot flow because it leaks when the fluid flows.
  • FIG. 10 shows a state after the holding adapter 15 is fixed to the valve body 2 and the stem 8 is inserted into the tubular body 5 during the assembly of the diaphragm valve 1 of the second embodiment.
  • the fluid does not leak, so that the fluid can flow.
  • the Cv value is measured by flowing the fluid from the fluid inflow passage 2a to the fluid outflow passage 2b.
  • the parts are set to a value slightly larger than that value, for example, about 3.2. The dimensions are adjusted.
  • the cylindrical body 5 is screw-adjusted so that the lower end surface of the cylindrical body 5 moves the outer edge upper surface 7c, which is the upper end surface of the outer edge portion 7a of the diaphragm holder 7, downward.
  • Flow and measure the Cv value The adjustment is completed when the value is the target 3.0. Assuming that the value is 3.1, the Cv value is measured again by adjusting again.
  • the cylindrical body 5 can be gradually rotated and moved to a desired Cv value while the fluid is flowing. In this way, it is possible to put the Cv value within the allowable range of the target value.
  • the connecting member male screw 6b is screwed onto the bonnet upper female screw 3b, and the lower end surface of the connecting member 6 presses the upper end surface of the tubular body 5 so that the tubular body 5 is screwed so as not to move. . In this way, it is possible to prevent the cylindrical body 5 from rotating after the assembly of the diaphragm valve.

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Abstract

ダイヤフラムバルブの組み立て時にCv値を調整することができるダイヤフラムバルブを提供する。 バルブボディ(2)と、ダイヤフラム(2f)と、アクチュエータ(4)と、ボンネット(3)と、ステム(8)と、ダイヤフラム押さえ(7)と、を有し、ボンネット(3)は、ステム(8)と同軸の雌ねじ(3d)が刻設された貫通孔(3e)を備えており、貫通孔(3e)には、外面に雄ねじ(5a)が刻設された筒状体(5)が雌ねじ(3d)とねじ合わされて螺入され、筒状体(5)にはステム(8)が挿入されており、筒状体(5)のダイヤフラム(2f)側の端面は、貫通孔(5b)のダイヤフラム(2f)側の開口面よりダイヤフラム(2f)側に突出しており、ダイヤフラム押さえ(7)のステム(8)側の端面と筒状体(5)のダイヤフラム(2f)側端面が当接し、当接した面のステム軸方向の位置を、雄ねじ(5a)と雌ねじ(3d)とのねじ合わせによって調節する。

Description

ダイヤフラムバルブ
 この発明は、ダイヤフラムバルブ及びダイヤフラムバルブのCv値の調整方法に関する。
 ボール弁等のバルブは、流体の流れを制御するための機器として、製造装置、プラント装置、検査装置等の数多くの製品分野に利用されている。
 バルブは、入口流路、出口流路を連通する連通部を有するバルブボディと、この連通部に配設される弁体とを有している。手動バルブの場合は上部に備えられるハンドルによって、自動バルブの場合はモータ等によって弁体は駆動させられ、ハンドルまたはモータ等と弁体との間に、ステムと呼ばれる連結部材が介在している。
 例えば、特許文献1に記載の自動ダイヤフラムバルブ(図12参照)では、ダイヤフラムバルブ50は、ダイレクトタッチ型メタルダイヤフラム弁と称されているもので、流体流入通路52aおよび流体流出通路52bが設けられたバルブボディ52と、バルブボディ52の上方にボンネット53を介して取り付けられたケーシング54と、流体流入通路52aの周縁に設けられた環状弁座55と、環状弁座55に押圧または離間されて流体通路52aを開閉する金属製のダイヤフラム56と、ダイヤフラム56を固定する押えアダプタ65と、ダイヤフラム56を下方に押圧するダイヤフラム押さえ57と、ケーシング54内に配置されて上昇または下降することによりダイヤフラム56を開または閉方向に移動させるステム58と、上側および下側のピストン59、60と、圧縮コイルばね(付勢部材)61と、上側および下側のピストン59、60を駆動するための操作エアを導入する機構が備えられている。
 ステム58を上方に移動させるために、操作エアを各ピストン59、60に作用させる。そのための上側の操作エア導入室79および下側の操作エア導入室80が各ピストン59、60の下方に形成されている。上側および下側のピストン59、60には、導入された操作エアを各操作エア導入室79、80に送る軸方向通路59aおよび径方向通路59b、60bが形成されている。各操作エア導入室79、80に操作エアが導入されることで、各ピストン59,60は、上向きの力を受ける。各ピストン59、60の間にはカウンタプレート76が介在している。
特開2016-161022号公報
 ダイヤフラム押さえ57が最も上方に移動し、ダイヤフラム56を押圧していない状態の時に最大の開状態になる。このときに流れる流体量は、Cv値と呼ばれるバルブの容量係数と関係する。Cv値は、JIS規格では、特定の動作範囲において、圧力差が1Psiの時、バルブを流れる華氏60度の清水を流した時の流量をUSガロン/minで表す流量数値となっている。このCv値は、バルブが全開の時の流体が流れる開口面積に比例するため、同一製品においてCv値のバラツキを出来るだけ小さくするためには適切な部品の組合せにする必要がある。
 図12に示す従来のダイヤフラムバルブ50では、バルブが全開の時に流体が流れる開口面積に影響を与える部品として、バルブボディ52、環状弁座55、ダイヤフラム56、押えアダプタ65、ダイヤフラム押さえ57等があり、これらの部材の寸法のバラツキを考慮に入れてCv値のバラツキの少ないダイヤフラムバルブを製造することは大変に手間と時間を要する作業である。しかも、Cv値を調整するためには実際に流体を流してみなければCv値を測定できないため、ダイヤフラムバルブ組み立て工程において、積極的にCv値を調整する工程を組み込むことは不可能であると思われ、従来から長く部材の寸法を考慮に入れて組み立てる方法がなされてきた。また、ケーシング54内のアクチュエータに不具合が発生した場合等においては、ボンネット53ごとバルブボディ52から取り外す必要が生じ、流路を流れる流体が外気に暴露されるという問題もあった。
 この発明の目的は、ダイヤフラムバルブの組み立て時にCv値を調整することができるダイヤフラムバルブおよびそのCv値調整方法を提供することである。
 本発明(1)は、流体流路が設けられたバルブボディと、前記流体流路を開閉するダイヤフラムと、前記ダイヤフラムを押圧するためのアクチュエータと、前記バルブボディと前記アクチュエータのケーシングとの間に介在させられたボンネットと、前記アクチュエータによって移動させられるステムと、前記ステムと前記ダイヤフラムとの間に配されたステムの外径よりも大径の外縁部を備えたダイヤフラム押さえと、を有するダイヤフラムバルブであって、前記ボンネットは、前記ステムと同軸の雌ねじが刻設された貫通孔を備えており、前記貫通孔には、前記雌ねじに螺合する雄ねじが外面に刻設された筒状体が螺入され、当該筒状体には前記ステムが挿入されており、前記筒状体のダイヤフラム側の端面は、前記貫通孔のダイヤフラム側の開口面よりダイヤフラム側に突出しており、前記ダイヤフラム押さえ外縁部のステム側の端面と、前記筒状体のダイヤフラム側端面とが当接し、当該当接した面のステム軸方向の位置を、前記雄ねじと前記雌ねじとのねじ合わせによって調節することができるダイヤフラムバルブである。
 本発明(1)には、従来のダイヤフラムバルブにはないCv値調整部材として筒状体が設けられている。この筒状体には、ボンネット内部に刻設された雌ねじとねじ合わされる雄ねじが外周面に刻設されている。ステムはこの筒状体に挿入されており、ステムとダイヤフラムとの間にはダイヤフラム押さえが配されている。ボンネットをバルブボディに固定すると、流体を流しても流体は外部に漏れださないようになされている。筒状体のダイヤフラム端面とダイヤフラム押さえ外縁部のステム側の端面とを当接させ、雄ねじと雌ねじとのねじ合わせ具合の調整によって当接面の位置を調整できるので、この調整を行ってダイヤフラムバルブを組み立てるとCv値を精密に調整することができる。
 本発明(2)は、前記ボンネットには上部に凹所が設けられており、前記筒状体には、上部に前記雄ねじよりも大径かつ前記凹所の内径よりも小径の筒状体フランジ部が設けられており、前記凹所の底面に前記筒状体フランジ部が、ねじ手段によって固定されることを特徴とする本発明(1)のバルブである。
 Cv値は、前記雄ねじと雌ねじのねじ合わせ具合によって決定されるので、筒状体がボンネットに対してねじ回転するとCv値が変化してしまう。そのようなことがおこらないように、筒状体に設けられた筒状体フランジ部を凹所の底面にねじ手段によって固定することで、組み立て後におけるCv値の変化が発生しないようにすることができる。
 本発明(3)は、アクチュエータのダイヤフラム側の端面が前記筒状体のアクチュエータ側の端面を押圧して、前記アクチュエータが、前記ボンネットまたは前記バルブボディに固定されることを特徴とする本発明(1)のダイヤフラムバルブである。
 本発明(3)は、本発明(2)と同じく、ダイヤフラムバルブの組み立て後におけるCv値の変化を防ぐためのものである。アクチュエータのダイヤフラム側の端面が前記筒状体のアクチュエータ側の端面を押圧して、前記アクチュエータが、前記ボンネットまたは前記バルブボディに固定されることで、組み立て後におけるCv値の変化が発生しないようにすることができる。
 本発明(4)は、流体流路が設けられたバルブボディに流体流路を開閉するダイヤフラムを載置し、当該ダイヤフラムの外周縁部をバルブボディ側に押圧保持する押えアダプタをダイヤフラム上に載置し、前記ダイヤフラムを開または閉方向に変形させるステムであって、当該ステムの外径よりも大径の外縁部を備えたダイヤフラム押さえを下端部に備えるステムをダイヤフラム上に載置するステップと、筒形状のボンネットの内周面に刻設された雌ねじに、筒形状の筒状体の外周面に刻設された雄ねじを螺合させて、前記ボンネット内部に前記筒状体を収容させるステップと、前記筒状体に前記ステムを挿通させ、前記筒状体が収容されたボンネットを前記バルブボディに取り付けて、前記ボンネットのダイヤフラム側の端面で前記押えアダプタを押圧して前記ダイヤフラムを前記バルブボディに固定するステップと、流体を前記流体通路に流してCv値を測定するステップと、前記筒状体のダイヤフラム側端面を前記ダイヤフラム押さえ外縁部のステム側の端面に当接させるステップと、前記雄ねじと前記雌ねじのねじ合わせを変化させた後に、流体を前記流体流路に流してCv値を測定することを繰り返して目標とするCv値とするステップと、目標とするCv値に調整されたのちに、前記筒状体を前記ボンネットに固定するステップと、を有するダイヤフラムバルブのCv値を調整する方法である。
 押えアダプタの上端面をボンネットの下端面が押圧して、バルブボディにダイヤフラムが固定される。これによって、流体流路に流体を流しても外部に流体が漏れ出すことがなくなる。
 バルブボディにダイヤフラムが固定される前に、ダイヤフラム押さえを下端部に備えるステムはダイヤフラムの上にダイヤフラムを押圧することなく載置され、ステムは筒状体の内部を挿通され、筒状体はボンネット内部にねじ合わせ等によって収納されている。
 流路の気密性が保たれた状態において、ダイヤフラムに押圧力が加わっていない状態である全開状態で流体を流してCv値を測定する。最初の測定時のCv値は、目標とするCv値よりも僅かに大きくなるようにしておくことが好ましい。筒状体のダイヤフラム側端面を前記押えアダプタのステム側端面に当接させた後、Cv値の測定結果を見て、ボンネットの内周面に刻設された雌ねじと筒形状の筒状体の外周面に刻設された雄ねじのねじ合わせを調整し、さらに、筒状体のダイヤフラム側端面と前記ダイヤフラム押さえのステム側端面との当接面の位置をダイヤフラム側に移動させると、ダイヤフラム押さえのダイヤフラムとの接触面の位置が下がってダイヤフラムが撓み、Cv値は小さくなり、この作業を繰り返すことによって目標のCv値に近づけることができる。
 この発明のダイヤフラムバルブによると、組み立て時に部材の選別することなく、目指すCv値に近づけ、Cv値のバラツキの小さなダイヤフラムバルブを製造することができる。また、アクチュエータに問題が生じた場合等においてもバルブボディからボンネットを取り外す必要がないから流路内の流体が外気に暴露されることはない。
この発明によるダイヤフラムバルブの実施例1の全開状態を示す。 実施例1のダイヤフラムバルブの全閉状態を示す。 実施例1のダイヤフラムバルブの組み立て途中において、筒状体がセットされる前の状態を示す。 実施例1のダイヤフラムバルブの組み立て途中において、筒状体がセットされた後の状態を示す。 実施例1のダイヤフラムバルブに用いられる筒状体の斜視図を示す。 筒状体を回すための調整治具の断面図を示す。 この発明によるダイヤフラムバルブの実施例2の全開状態を示す。 実施例2のダイヤフラムバルブの全閉状態を示す。 実施例2のダイヤフラムバルブの組み立て途中において、ステムが筒状体に挿入される前の状態を示す。 実施例2のダイヤフラムバルブの組み立て途中において、押えアダプタがバルブボディに固定され、ステムが筒状体に挿入された後の状態を示す。 実施例2のダイヤフラムバルブのCv値が調整され、アクチュエータがボンネットに接続される前の状態を示す。 特許文献1に記載の従来のダイヤフラムバルブの断面図を示す。
 以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但し、この実施例に記載されている構成部品の形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。また、便宜的に図面上での方向によって部材等の方向を上下左右と指称することがあるが、これらは本発明の範囲を限定するものではない。
<実施形態1>
 図1は、この発明による実施例1のダイヤフラムバルブの全開状態を示している。全体的に、バルブボディ2とアクチュエータ4とその間のボンネット3の3つの構成部分からなっている。
 ダイヤフラムバルブ1は、流体流入通路2aおよび流体流出通路2bが設けられたバルブボディ2と、バルブボディ2の上方にボンネット3を介して取り付けられたアクチュエータ4と、流体流入通路2aの周縁に設けられた環状弁座2eと、環状弁座2eに押圧または離間されて流体通路2aを開閉する金属製のダイヤフラム2fと、ダイヤフラム2fを下方に押圧するダイヤフラム押さえ7と、圧縮コイルばね(付勢部材)11と、圧縮コイルばね11の押圧力によって下降し、アクチュエータ4に作動用の流体(以下、単に「操作エア」という。)を供給することによって上昇してダイヤフラム2fを閉または開方向に移動させるステム8と、上側および下側のピストン9、10と、上側および下側のピストン9、10を駆動する駆動手段13とを備えている。なお、流体流入通路2aおよび流体流出通路2bは、流入と流出とが逆の場合もある。
 ダイヤフラム2fは、上に凸の円弧状が自然状態の球殻状とされている。ダイヤフラム2fは、例えば、ニッケル合金薄板からなるものとされ、円形に切り抜き、中央部を上方へ膨出させた球殻状に形成される。ダイヤフラム2fは、ステンレス鋼薄板からなるものや、ステンレス鋼薄板とニッケル・コバルト合金薄板との積層体よりなるものとされることがある。
 ボンネット3の下端面とバルブボディ2のバルブボディ凹所2c底面との間に、押えアダプタ15が配置されており、ダイヤフラム2fの外周縁部は、押えアダプタ15とバルブボディ2のバルブボディ凹所2cの底面との間で保持されボンネット3をねじ込むことによって固定される。
 上側のピストン9は、円盤状のピストン本体21と、ピストン本体21の中央部上面から上方に延びる突出軸部22とからなる。下側のピストン10は、円盤状のピストン本体23と、ピストン本体23の中央部上面から上方に延びる上側突出軸部24と、ピストン本体23の中央部下面から下方に延びる下側突出軸部25とからなる。
 上側ピストン9と下側ピストン10との間に位置するように、カウンタプレート26が固定されており、これにより、カウンタプレート26の上方および下方に、それぞれピストン9、10の移動空間が形成されている。
 下側のピストン10の上側突出軸部24の上端部が上側のピストン9のピストン本体21の下面に設けられた凹所に嵌め入れられている。圧縮コイルばね11は、上側のピストン9を下向きに付勢するように設けられており、これにより、上側および下側のピストン9,10が一体で上下移動するようになされている。
 アクチュエータ4は、ケーシング4a内に主に収められており、ワンタッチ継手31を介して駆動手段13と接続され、駆動手段13は、ステム8を上方に移動させるために、操作エアを各ピストン9,10に作用させるもので、そのための上側の操作エア導入室29および下側の操作エア導入室30が各ピストン9、10の下方に形成されている。上側および下側のピストン9、10には、ワンタッチ継手31を介して導入された操作エアを各操作エア導入室29、30に送る軸方向通路9a、10aおよび径方向通路9b、10bが形成されている。各操作エア導入室29、30に操作エアが導入されることで、各ピストン9、10は、上向きの力を受ける。また、各操作エア導入室29、30のエアを抜くための排気口4b、4cがケーシング4aに設けられている。
 各操作エア導入室29、30に操作エアが導入されていない状態では、ステム8は、圧縮コイルばね11の付勢力によって、閉位置(図2参照)にあり、各操作エア導入室29、30に操作エアが導入されると、ステム8が圧縮コイルばね11の付勢力に抗して上方に移動させられることによって、ダイヤフラム押さえ7が上方に移動し、ダイヤフラム2fが上に凸に変形する開状態が得られる。図1は全開状態を示している。
 アクチュエータ4の下部には、アクチュエータ4の一部として、連結部材6が備えられており、上部は連結部材立設壁6dで囲まれた連結部材凹所6cが形成され、ピストン本体23は、連結部材凹所6c内に収められている。連結部材6の中央には連結部材貫通孔6aがあけられ、下側突出軸部25が上から、ステム8が下からこの連結部材貫通孔6aに挿入させられ、下側突出軸部25の下端とステム8の上端は連結部材貫通孔6a内で接離可能状態となっている。アクチュエータ4と連結部材6とは、連結部材立設壁6dの外周面とアクチュエータ4下部の内周面にねじ山を形成して螺合し、側面からボルト等の締結部材で固定する他、溶接などの固定手段で固定する。
 アクチュエータ4は、操作エアが導入されていない状態ではダイヤフラム2fを押圧し、流路を閉鎖する所謂ノーマルクローズタイプの構成を説明したが、圧縮コイルばね11をダイヤフラム2f側に配設し、操作エアが導入されていない状態ではピストン23を反ダイヤフラム側に押圧し、ダイヤフラム2fを押圧しないように構成する所謂ノーマルオープンタイプのアクチュエータであっても構わない。
 連結部材6の下部外周面には、連結部材雄ねじ6bが刻設され、この連結部材雄ねじ6bがボンネット3の上部のボンネット上側凹所3aの側面に刻設されたボンネット上部雌ねじ3bと螺合して、アクチュエータ4とボンネット3とは接続される。ボンネット3の外周面に刻設されたボンネット雄ねじ3cとバルブボディ雌ねじ2dとが螺合することによって、ボンネット3はバルブボディ2と接続される。
 ステム8の下端には、ステム8の外径よりも大径のダイヤフラム押さえ7が備えられ、ダイヤフラム押さえ7の下端部には当接部7bが備えられている。ステム8の上方移動量は、Cv値と相関関係があり、したがって、所要のCv値を得るためには、ステム上方移動量の調整が必要となる。
 ボンネット3の中央にはボンネット貫通孔3eがあけられ、その貫通孔3eに筒状体5が挿入させられている。この筒状体5が本発明の最も重要な構成部材であるCv値調整部材となる。筒状体5の下部外周には筒状体雄ねじ5aが刻設され、この筒状体雄ねじ5aがボンネット下部雌ねじ3dと螺合している。
 筒状体5には、筒状体貫通孔5bがあけられており、この筒状体貫通孔5bの内部にステム8が挿通している。ステム8の下端部にはダイヤフラム押さえ7が取り付けられている。ダイヤフラム押さえ7は、ステム8と一体でも良い。ダイヤフラム押さえ7は、ボンネット下側凹所3f内に一部納められている。ダイヤフラム押さえ7の外縁部7aは、その外縁部上面7cで筒状体5の下端面と当接している。よって、この当接面の上下方向の位置によってCv値を調整することができる。
 筒状体5の上部には筒状体フランジ部5cが形成されており、この筒状体フランジ部5cはねじ手段によってボンネット上側凹所3aの底面に固定されている。(図3、5参照)
 図2は、図1に示す実施例1のダイヤフラムバルブの全閉状態から全閉状態に変化した状態を示す。図2以下、図1と同じ説明は省略する。操作エア導入室29、30のエアが抜かれて、圧縮コイルばね11による付勢力でピストン9、10が下方に押され、ステム8も下方に押されてダイヤフラム2fは、図2に示すように変形させられ、環状弁座2eと当接して全閉状態となっている。
 図3は、実施例1のダイヤフラムバルブ1の組み立て途中において、筒状体5がセットされる前の状態を示す。筒状体フランジ部5cには雌ねじ5dが刻設されており、この雌ねじ5dと螺合する止めねじ5eが示されている。図3の状態、つまりダイヤフラム2fに何等押圧力が負荷されていない状態で流体を流体流入通路2aから流体流出通路2bに流してCv値を測定する。この状態では、例えば所望のCv値が3.0となるように出荷する必要がある場合、その値よりも若干大きい値、例えば、3.2程度となるように部品の寸法を調整するようにしている。
 次に、図4に示すように筒状体5をセットし、筒状体5の下端面でダイヤフラム押さえ7の外縁部7a上端面である外縁上面7cを下方に移動するようにねじ調整し、流体を流してCv値を測定する。その値が目標とする3.0となるようにすることで調整が完了する。その値が3.1とすると再度調整してCv値を測定する。また、流体を流した状態で筒状体5を徐々に回転移動させ所望のCv値に調整することもできる。このようにして、Cv値を目標とする値の許容範囲に入れることが可能となる。Cv値を調整後に、止めねじ5eを雌ねじ5dに螺入して筒状体フランジ部5cをボンネット上側凹所3aの底面に固定して、筒状体5が組み立て後に回転しないようにすることができる。止めねじ5eを螺入することで筒状体5は反ダイヤフラム側に力が加わるため、若干Cv値が低くなる。そのため上述した調整では止めねじ5e螺入固定によるCv値変化を加味して調整することが好ましい。なお、筒状体フランジ部5cに形成する雌ねじ5dは図例では等間隔4箇所に設けた例を示すが2箇所であっても構わない。
 図5は、実施例1のダイヤフラムバルブに用いられる筒状体5の斜視図を示している。
 図6は、筒状体5を回してCv値を調整するための調整治具40の断面図を示している。調整治具40にはステム8の上部が挿入される調整治具凹部40aが形成され、下端面には4つの突起部40bが形成されている。この突起部40bが雌ねじ5dに挿入され、引っ掛かりとなって筒状体5を回すことができる。
<実施形態2>
 図7は、この発明によるダイヤフラムバルブの実施例2の全開状態を示している。図1の実施例1と異なっている点は、筒状体5の形状と筒状体5の固定方法である。この実施例では、筒状体5には実施例1にある筒状体フランジ部5cがない。筒状体5の上面が連結部材6の下端面に押されて回転防止がなされている。本実施例ではアクチュエータ4は、アクチュエータ4と一体となっている連結部材6の下端面が筒状体5に当接することで固定されているが、実施例1では連結部材6の下端面は筒状体5に当接することなくアクチュエータ4がボンネット3の上端面に当接して固定される。また、本実施例では、筒状体雄ねじ5a及びボンネット下部雌ねじ3dと連結部材6の連結部材雄ねじ6b及びボンネット上部雌ねじ3bのねじ山が逆ねじとなるように刻設することで連結部材6の下端面に伴って筒状体5が回転することを防止する。
 図8は、実施例2のダイヤフラムバルブの全閉状態を示しており、全開から全閉に変化する動きは図2で説明した内容と同じである。
 図9は、実施例2のダイヤフラムバルブ1の組み立て途中において、ステム8が筒状体5に挿入される前の状態を示している。この状態では、流体を流すと漏れ出るために流体を流すことはできない。
 図10は、実施例2のダイヤフラムバルブ1の組み立て途中において、押えアダプタ15がバルブボディ2に固定され、ステム8が筒状体5に挿入された後の状態を示している。この状態になると、流体は漏れ出ることがなくなるので、流体を流すことができる。図10の状態で流体を流体流入通路2aから流体流出通路2bに流してCv値を測定する。この状態では、実施例1と同様、例えば所望のCv値が3.0となるように出荷する必要がある場合、その値よりも若干大きい値、例えば、3.2程度となるように部品の寸法を調整するようにしている。
 次に、図11に示すように筒状体5を、筒状体5の下端面でダイヤフラム押さえ7の外縁部7a上端面である外縁上面7cを下方に移動するようにねじ調整し、流体を流してCv値を測定する。その値が目標とする3.0であると調整が完了する。その値が3.1とすると再度調整してCv値を計測する。この場合も、実施例1と同様に、流体を流した状態で筒状体5を徐々に回転移動させ所望のCv値に調整することもできる。このようにして、Cv値を目標とする値の許容範囲に入れることが可能となる。Cv値を調整後に、連結部材雄ねじ6bをボンネット上部雌ねじ3bにねじ合わせ、連結部材6の下端面が筒状体5の上端面を押圧して、筒状体5が動かなくなるように螺入する。このようにして、筒状体5がダイヤフラムバルブの組み立て後に回転しないようにすることができる。
1 ;ダイヤフラムバルブ
2 ;バルブボディ
2a;流体流入通路
2b;流体流出通路
2c;バルブボディ凹所
2d;バルブボディ雌ねじ
2e;環状弁座
2f;ダイヤフラム
3 ;ボンネット
3a;ボンネット上側凹所
3b;ボンネット上部雌ねじ
3c;ボンネット雄ねじ
3e;ボンネット貫通孔
3d;ボンネット下部雌ねじ
3f;ボンネット下側凹所
4 ;アクチュエータ
4a:ケーシング
4b;排気口
4c;排気口
5 ;筒状体
5a;筒状体雄ねじ
5b;筒状体貫通孔
5c;筒状体ブランジ部
6 ;連結部材
6a;連結部材貫通孔
6b;連結部材雄ねじ
6c;連結部材凹所
6d;連結部材立設壁
7 ;ダイヤフラム押え
7a;外縁部
7b;当接部
7c;外縁部上面
8 ;ステム
9 ;ピストン
9a;軸方向通路
9b;径方向通路
10;ピストン
10a;軸方向通路
10b;径方向通路
11;圧縮コイルばね
13;駆動手段
15;押えアダプタ
21;ピストン本体
22;突出軸部
23;ピストン本体
24;上側突出軸部
25;下側突出軸部
26;カウンタプレート
29;操作エア導入室
30;操作エア導入室
31; ワンタッチ継手
 

Claims (4)

  1.  流体流路が設けられたバルブボディと、
     前記流体流路を開閉するダイヤフラムと、
     前記ダイヤフラムを押圧するためのアクチュエータと、
     前記バルブボディと前記アクチュエータのケーシングとの間に介在させられたボンネットと、
     前記アクチュエータによって移動させられるステムと、
     前記ステムと前記ダイヤフラムとの間に配されたステムの外径よりも大径の外縁部を備えたダイヤフラム押さえと、を有するダイヤフラムバルブであって、
     前記ボンネットは、前記ステムと同軸の雌ねじが刻設された貫通孔を備えており、
     前記貫通孔には、前記雌ネジに螺合する雄ねじが外面に刻設された筒状体が螺入され、当該筒状体には前記ステムが挿入されており、
     前記筒状体のダイヤフラム側の端面は、前記貫通孔のダイヤフラム側の開口面よりダイヤフラム側に突出しており、
     前記ダイヤフラム押さえ外縁部のステム側の端面と、前記筒状体のダイヤフラム側端面とが当接し、当該当接した面のステム軸方向の位置を、前記雄ねじと前記雌ねじとのねじ合わせによって調節することができるダイヤフラムバルブ。
  2.  前記ボンネットは、上部に凹所が設けられており、
     前記筒状体には、上部に前記雄ねじよりも大径かつ前記凹所の内径よりも小径の筒状体フランジ部が設けられており、
     前記凹所の底面に前記筒状体フランジ部が、ねじ手段によって固定されることを特徴とする請求項1に記載のダイヤフラムバルブ。
  3.  前記アクチュエータは、当該アクチュエータのダイヤフラム側の端面が前記筒状体のアクチュエータ側の端面を押圧して、前記ボンネットまたは前記バルブボディに固定されることを特徴とする請求項1に記載のダイヤフラムバルブ。
  4.  流体流路が設けられたバルブボディに流体流路を開閉するダイヤフラムを載置し、当該ダイヤフラムの外周縁部をバルブボディ側に押圧保持する押さえアダプタをダイヤフラム上に載置し、前記ダイヤフラムを開または閉方向に変形させるステムであって、当該ステムの外径よりも大径の外縁部を備えたダイヤフラム押さえを下端部に備えるステムをダイヤフラム上に載置するステップと、
     筒形状のボンネットの内周面に刻設された雌ねじに、筒状体の外周面に刻設された雄ねじを螺合させて、前記ボンネット内部に前記筒状体を収容させるステップと、
     前記筒状体に前記ステムを挿通させ、前記筒状体が収容されたボンネットを前記バルブボディに取り付けて、前記ボンネットのダイヤフラム側の端面で前記押えアダプタを押圧して前記ダイヤフラムを前記バルブボディに固定するステップと、
     流体を前記流体通路に流してCv値を測定するステップと、
     前記筒状体のダイヤフラム側端面を前記ダイヤフラム押さえ外縁部のステム側の端面に当接させるステップと、
     前記雄ねじと前記雌ねじのねじ合わせを変化させた後に、流体を前記流体流路に流してCv値を測定することを繰り返して目標とするCv値とするステップと、
     目標とするCv値に調整されたのちに、前記筒状体を前記ボンネットに固定するステップと、を有するダイヤフラムバルブのCv値を調整する方法。
     
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