專利名稱：恒流量閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種即使閥上游側(cè)和下游側(cè)的流體壓力變化，流量也恒定的恒流量閥。更詳細(xì)地說，本發(fā)明涉及一種為了防止產(chǎn)生灰塵而沒有滑動部的、適應(yīng)性優(yōu)異的恒流量閥。
背景技術(shù)：
過去提出了各種恒流量閥方案，特開平5-99354號公報公開了其中一種方案。在這種恒流量閥中，如圖8所示，由設(shè)置在流路101中的閥座102、具有與其相對的閥體103的隔膜104劃定了隔膜室105。在隔膜104上形成了連通路107，以便在通過彈簧106將開閥方向的力作用在隔膜104的同時，使入口側(cè)流體流入隔膜室105內(nèi)。
由這種結(jié)構(gòu)，從恒流量閥入口側(cè)流入恒流量閥內(nèi)的流體沿閉閥方向?qū)Ω裟?04施壓，由連通路107減壓后流入隔膜室105內(nèi)。流入隔膜室105內(nèi)的流體沿開閥方向?qū)Ω裟?04施壓，在通過形成在閥座102和隔膜104的閥體103之間的流體控制部108時被進(jìn)一步減壓，向恒流量閥的出口側(cè)流出。
而且，作用在隔膜104上的閉閥方向的力和開閥方向的力的差值與沿開閥方向?qū)Ω裟?04施加作用力(偏壓)的彈簧106處于平衡狀態(tài)。
因而當(dāng)恒流量閥入口側(cè)的流體壓力增加或恒流量閥的出口側(cè)壓力減小時，則作用在隔膜104上的閉閥方向的力增加，流體控制部108的開口面積減小，使隔膜室105的流體壓力增加。由此，作用在隔膜104上的開閥方向的力也增加，作用在隔膜104上的閉閥方向的力和開閥方向的力的差值再次變得與彈簧106的力處于平衡狀態(tài)。
另一方面，當(dāng)恒流量閥入口側(cè)的流體壓力下降或恒流量閥的出口側(cè)壓力增加時，由于流體控制部108的開口面積增加，作用在隔膜104上的閉閥方向的力和開閥方向的力的差值仍然變得與彈簧106的力處于平衡狀態(tài)。
因而由于作用在隔膜104上的入口側(cè)流體壓力和隔膜室105內(nèi)流體壓力的差值保持恒定，因而連通路107前后壓差變得恒定，能夠保持流量恒定。
但是由于不能對恒流量閥進(jìn)行拆卸而不能改變彈簧106的強度，因而不能改變連通路107的前后壓差，不能在閥配管(布管)后改變流量設(shè)定。
而且由于彈簧106與液體接觸，擔(dān)心金屬在流體內(nèi)溶出或由藥液引起腐蝕。
而且由于不能完全關(guān)閉閥，所以為了切斷流體，需要連接其它閥。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種恒流量閥，其即使是在閥配管后也能夠簡單地改變流量設(shè)定，不用擔(dān)心金屬溶出或由藥液引起腐蝕，并能夠閉閥。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種恒流量閥，它包括具有流體的入口流路和出口流路以及與該入口流路和出口流路連通的腔室的本體部、設(shè)置在該腔室內(nèi)且具有閥體和第一隔膜部的閥部件，其特征在于，在上述腔室內(nèi)還具有夾持上述閥部件地位于其兩側(cè)且有效受壓面積比第一隔膜部小的第二隔膜部和第三隔膜部，上述閥部件和各個隔膜部通過將各個隔膜部的外周部固定在上述本體部上而安裝在上述腔室內(nèi)，上述腔室劃分為在上述腔室一端部和上述第二隔膜部之間形成的第一加壓室、在上述腔室另一端部和上述第三隔膜部之間形成的第二加壓室、在上述第一隔膜部和上述第三隔膜部之間形成的第一閥室、在上述第一隔膜部和上述第二隔膜部之間形成的第二閥室，上述第一加壓室具有對上述第二隔膜部始終施加向內(nèi)的恒定力的裝置，上述第一閥室與上述入口流路連通，上述第二閥室具有與上述閥部件的閥體對應(yīng)的閥座，分開形成為相對于該閥座位于第一隔膜部側(cè)且通過設(shè)置在所述第一隔膜部上的連通孔與上述第一閥室連通的下部第二閥室、位于上述第二隔膜部側(cè)且與上述出口流路連通的上部第二閥室，上述閥體和上述閥座之間的空間形成流體控制部，該流體控制部通過上述閥部件的上下移動使上述閥體和閥座之間的開口面積變化，從而對上述下部第二閥室的流體壓力進(jìn)行控制，上述第二加壓室具有對上述第三隔膜部始終施加向內(nèi)的恒定力的裝置。
所述施加(向內(nèi)的)恒定力的裝置可以是彈簧裝置或加壓流體。
最好在上述第一加壓室內(nèi)設(shè)置第四隔膜部，通過該第四隔膜部，將恒定力施加在上述第二隔膜部上。


下文將參考附圖，根據(jù)本發(fā)明實施例，對本發(fā)明上述和其他目的、特征和優(yōu)點進(jìn)行詳細(xì)說明。其中圖1是示出本發(fā)明的恒流量閥的一個實施例的縱剖視圖；圖2是在圖1追加了其它顯示內(nèi)容的視圖；圖3是圖1的本體一部分的半切透視圖；圖4是圖1的本體另一部分的半切透視圖；圖5是各個隔膜部的半切透視圖；圖6是示出圖1中上游側(cè)壓力減小或下游側(cè)壓力增加狀態(tài)下的縱剖視圖；圖7是示出本發(fā)明的恒流量閥的其它實施例的縱剖視圖；圖8是現(xiàn)有恒流量閥的縱剖視圖。
具體實施例方式
下文將參考附圖對本發(fā)明實施例進(jìn)行說明，但是本發(fā)明并不局限于此。
參考圖1，恒流量閥本體部1從上開始分為本體C4、本體B3、本體A2、本體D5，由上述本體組裝在一起而構(gòu)成該恒流量閥本體部1。該本體部1具有在其內(nèi)部被劃分為第一加壓室11、第二閥室12、第一閥室13和第二加壓室18的腔室6；用于流體從外部向腔室6內(nèi)流入的入口流路23以及用于流體從腔室6向外部流出的出口流路30。
本體A2由聚氟乙烯(PTFE)形成，位于本體部1的中央部。如圖3所示，在本體A2的上部設(shè)置了圓形凹狀的上部臺階部19，在上部臺階部19的中央設(shè)置了直徑比上部臺階部19的直徑小并構(gòu)成下部第一閥室16的開孔部20。而且，直徑比開孔部20的直徑大的圓形凹狀下部臺階部21連續(xù)地設(shè)置在開孔部20下。在本體A2的上面部即在上部臺階部19的周緣部上設(shè)置了環(huán)狀凹槽22，而且還設(shè)置了從側(cè)面向本體A2的開孔部20延伸并使兩者之間連通的入口流路23。
本體B3由PTFE形成，結(jié)合固定在本體A2的上面。如圖4所示，在本體B3的上部設(shè)置了圓形凹狀的上部臺階部24，在上部臺階部24的中央設(shè)置了直徑比上部臺階部24的直徑小并構(gòu)成上部第二閥室15的開孔部25。而且，直徑比開孔部25的直徑小的開口部26、直徑與本體A2的上部臺階部19相同的圓形凹狀下部臺階部28連續(xù)地設(shè)置在開孔部25下。開口部26的下端面周緣部成為閥座27。在本體B3的下面部即下部臺階部28的周緣部上在與本體A2的環(huán)狀凹槽22相對的位置上設(shè)置了環(huán)狀凹槽29，而且還設(shè)置有從位于與本體A2的入口流路23相反側(cè)的本體B3的側(cè)面向開孔部25延伸并使兩者之間連通的出口流路30。
本體C4由聚偏氟乙烯(ポリフツ化ビニリデン，PVDF)形成，嵌合固定在本體B3的上部上。在本體B3的上部中央設(shè)置了螺栓31進(jìn)行螺紋接合的陰螺紋部32。構(gòu)成第一加壓室11的開孔部(孔)33(圖2)連續(xù)地設(shè)置在陰螺紋部32下。在本體C4的側(cè)面上設(shè)置了從該側(cè)面向開孔部33延伸并使兩者之間連通的小徑通氣孔35(圖2)。而且在本體C4的下端面上以開孔部33為中心設(shè)置有要嵌合在本體B3的上部臺階部24內(nèi)的環(huán)狀突部34。
本體D5由PVDF形成，嵌合固定在本體A2的底部上。在本體D5的中央部設(shè)置了上面開口并構(gòu)成第二加壓室18的開孔部(孔)36(圖2)。在開孔部36的上面周圍設(shè)置有要嵌合固定在本體A2的下部臺階部21上的環(huán)狀突部37。而且在本體D5的側(cè)面上設(shè)置了從該側(cè)面向開孔部36延伸并使兩者之間連通的小徑通氣孔38。
上述構(gòu)成本體部1的4個本體A、B、C、D由螺栓·螺母(未示出)夾持固定。
PTFE制造的閥部件由符號7表示。閥部件7包括第一隔膜部8。第一隔膜部8包括在中央設(shè)置為凸緣狀的厚壁部39、貫通該厚壁部39設(shè)置的連通孔40、從厚壁部39的外周面沿徑向延伸設(shè)置的圓狀薄膜部41、上下突出地設(shè)置在薄膜部41的外周緣部上的環(huán)狀筋部42。閥部件7還包括設(shè)置在第一隔膜部8的上部中央且具有傾斜面的倒擂缽狀的閥體43、設(shè)置得從閥體43向上方突出且上端部形成為半球狀的上部桿44、設(shè)置得從厚壁部39的下端面中央部向下方突出且下端部形成為半球狀的下部桿45，而且這些部件與第一隔膜部一體形成。設(shè)置在第一隔膜部8外周緣部上的環(huán)狀筋部42嵌合在被設(shè)置于本體A2和本體B3上的兩個環(huán)狀凹槽22、29內(nèi)，被夾持固定在本體A2和本體B3之間。而且，形成在閥體43的傾斜面和本體B3的開口部26(圖4)的下端面周緣部之間的空間作為流體控制部46發(fā)揮功能。
在閥部件7的下方設(shè)置有PTFE制造的第二隔膜部9。第二隔膜部9包括設(shè)置在中央的圓柱狀厚壁部47、從厚壁部47的下端面向徑向延伸的圓形的薄膜部48、設(shè)置在薄膜部48外周緣部上的環(huán)狀密封部49，它們一體形成。而且，薄膜部48的外周緣部的環(huán)狀密封部49被夾持固定在本體B3的上部臺階部24和本體C4的環(huán)狀突部34之間。
此外，第二隔膜部9的受壓面積必須設(shè)計得比第一隔膜部8的受壓面積小。
在閥部件7的上方設(shè)置有PTFE制造的第三隔膜部10。第三隔膜部10包括設(shè)置在中央的圓柱狀厚壁部50、從厚壁部50的上端面向徑向延伸的圓形的薄膜部51、設(shè)置在薄膜部51外周緣部上的環(huán)狀密封部52，它們一體形成。第三隔膜部10的形狀與第二隔膜部9的形狀相同，上下相反地配置。厚壁部50的上端面與閥部件7的下部桿45接觸，而且薄膜部51的外周緣部的環(huán)狀密封部52被夾持固定在本體A2的下部臺階部21和本體D5的環(huán)狀突部37之間。
而且第三隔膜部10的受壓面積同樣地也必須設(shè)計得比第一隔膜部8的受壓面積小。
參考圖1，PVDF制造的彈簧支架53設(shè)置在本體C4的開孔部33內(nèi)，與第二隔膜部9的厚壁部47嵌合。通過設(shè)置在彈簧支架53和螺紋接合在本體C4的陰螺紋部32上的螺栓31之間的彈簧54，該彈簧支架53始終向內(nèi)(在圖1中向下方向)對第二隔膜部9加壓。在本實施例中，雖然由彈簧54和彈簧支架53構(gòu)成加壓裝置，但是也可以采用將加壓空氣等流體導(dǎo)入本體C4的開孔部33(圖2)中的方式。
同樣，PVDF制造的彈簧支架55和SUS制造的彈簧56設(shè)置在本體D5的開孔部36內(nèi)，彈簧支架55嵌合在第三隔膜部10的厚壁部50上。兩者以與彈簧54和彈簧支架53相同的作用，向內(nèi)(在圖1中向上方向)對第三隔膜部10加壓。其它方面與上文相同而省略了說明。
由上述說明的各個結(jié)構(gòu)而形成在本體部1內(nèi)部的腔室6從上開始劃分為由第二隔膜部9和本體C4的開孔部33形成的第一加壓室11、由在第一隔膜部8和本體B3的下部臺階部28之間所形成的下部第二閥室14以及第二隔膜部9和本體B3的開孔部25所形成的上部第二閥室15兩者所組成的第二閥室12、由第三隔膜部10和本體A2的開孔部20所形成的下部第一閥室16以及第1隔膜部8和本體A2的臺階部19所形成的上部第一閥室17所組成的第1閥室13、由第三隔膜部10和本體D5的開孔部36所形成的第二加壓室18。
包括上述結(jié)構(gòu)的第一實施例的恒流量閥像下述那樣動作(工作)。
從本體A2的入口流路23流入第一閥室13內(nèi)的流體，通過閥部件7的連通孔40而被減壓并流入下部第二閥室14內(nèi)。然后流體從下部第二閥室14通過流體控制部46流入上述第二閥室15內(nèi)時，由在流體控制部46的壓力損失而再次被減壓，并從出口流路30流出。此時，由于連通孔40的直徑設(shè)置得充分小，流過閥的流量由連通孔40的前后的壓力差確定。
此時，對各個隔膜部8、9、10承受來自流體的力進(jìn)行研討，則第一隔膜部8承受由第一閥室13和下部第二閥室14內(nèi)的流體壓力差而導(dǎo)致的向上的力，第二隔膜部9承受由上部第二閥室15的流體壓力而導(dǎo)致的向上的力，第三隔膜部10承受由第一閥室13內(nèi)的流體壓力而導(dǎo)致的向下的力。此時由于第一隔膜部8的受壓面積設(shè)計得與第二隔膜部9和第三隔膜部10的受壓面積相比足夠大，因而與作用在第一隔膜部8上的力相比，作用在第二隔膜部9和第三隔膜部10上的力幾乎可以忽略不計。因而，閥部件7承受來自流體的力變成由第一閥室13和下部第二閥室14內(nèi)的流體壓力差而導(dǎo)致的向上的力。
而且閥部件7由第一加壓室11的加壓裝置而向下方施力，同時，由第二加壓室18的加壓裝置而向上方施力。如果將第一加壓室11的加壓裝置的力調(diào)整得比第二加壓室18的加壓裝置的力大，則閥部件7從各個加壓裝置承受的合力變成向下方向的力。
因而，閥部件7穩(wěn)定地處在由各個加壓裝置所引起的向下方向的合力與由第一閥室13內(nèi)和下部第二閥室14內(nèi)的流體壓力之差所引起的向上方向的力保持平衡的位置上。即下部第二閥室14的壓力由流體控制部16的開口面積自立地調(diào)整，以使由各個加壓裝置所引起的合力與流體壓力差所引起的力平衡。
因而如果在由各個加壓裝置所引起的向下方向的合力沒有變化，第一閥室13內(nèi)和下部第二閥室14內(nèi)的流體壓力之差變得恒定，連通孔40前后的壓差保持恒定。由此，流過閥的流量始終保持恒定。
由上述動作，即使本恒流量閥的前后流體壓發(fā)生變化，也可以保持流量恒定。
而且，由于本恒流量閥在作用于閥部件7上的各個加壓裝置的合力與由第一閥室13內(nèi)和下部第二閥室14內(nèi)的流體壓力之差所引起的力平衡的狀態(tài)下動作，因而如果對作用在閥部件7上的各個加壓裝置的合力進(jìn)行調(diào)整，則第一閥室13和下部第二閥室14的流體壓力差變?yōu)榕c其對應(yīng)的數(shù)值。因而，由于能夠調(diào)整連通孔40前后的壓差，不用拆卸閥就能改變調(diào)整流量。
此外，如果將由第一加壓室11的加壓裝置所引起的力調(diào)整得比第二加壓室18的加壓裝置所引起的力小，則作用在閥部件7上的合力僅是向上方向的力，變成將閥部件7的閥體43推壓在本體B3的開口部26的閥座27上的形態(tài)，能夠切斷流體。即恒流量閥變?yōu)殚]塞狀態(tài)。
圖7是示出本發(fā)明的恒流量閥的第二實施例的縱剖視圖。在本實施例中，替代彈簧，使用壓縮空氣作為加壓手段(加壓裝置)。
本體A2、本體B3、本體D5、閥部件7、第二隔膜部9、第三隔膜部10以及對第三隔膜部10加壓的裝置的結(jié)構(gòu)與第一實施例的恒流量閥相同，動作也相同，省略了對其的說明。
參考圖7，設(shè)置了嵌合固定在本體B3上部的本體E57。本體E57包括在中央貫穿本體E57上下端面并在延伸的上部擴(kuò)徑且斷面形狀為圓形的隔膜室60、將隔膜室60與外部連通的通氣孔61，在下端面上以隔膜室60為中心地設(shè)置有嵌合在本體B3的臺階部24內(nèi)的環(huán)狀突部62。
位于本體E57上部的本體F58包括設(shè)置在下部的氣室63、貫通氣室63和上端面設(shè)置并設(shè)置成用于從外部向氣室63導(dǎo)入壓縮空氣等的給氣孔64。
第四隔膜部59包括設(shè)置在周緣部上的外徑與本體E57的隔膜室60的直徑大致相同的圓筒形筋65、設(shè)置在中央的圓柱部66、連接圓筒形筋65的下端面內(nèi)周和圓柱部66上端面外周而設(shè)置的膜部67。圓筒形筋65嵌合固定在本體E57的隔膜室60內(nèi)，同時被夾持固定在本體B3和本體E57之間，圓柱部66在隔膜室60內(nèi)上下自由運動。而且，第二隔膜室9的厚壁部47(圖2)嵌合在圓柱部66的下部。
由上述結(jié)構(gòu)，由第二隔膜室9和本體E57的隔膜室60和本體F58的氣室63形成第一加壓室11(圖1)，由第四隔膜部59上面承受壓縮空氣等壓力，第二隔膜部9始終向內(nèi)(在圖6中向下)受壓。
對于動作來說，由于與第一實施例相同，省略了說明。通過作為加壓裝置而使用壓縮空氣的結(jié)構(gòu)，通過調(diào)整變更壓縮空氣的壓力，能夠改變在向內(nèi)方向(在圖6中向下)加壓于第二隔膜部9的力。因而，如果由電動氣壓調(diào)節(jié)器等對壓縮空氣的壓力進(jìn)行調(diào)整，則能夠由遠(yuǎn)距離(遙控)操作進(jìn)行流量變更、切斷。
具有上述結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的恒流量閥具有下述優(yōu)異特征。
(1)由于能夠通過變更由第一加壓室的加壓裝置所引起的向內(nèi)力而改變流量，無需對閥進(jìn)行拆卸，就能變更流量。
(2)由于彈簧等金屬不與液體接觸，能夠防止由金屬溶出而引起的流體污染。
(3)由于當(dāng)將由第一加壓室的加壓裝置所引起的向內(nèi)力調(diào)整得比由第二加壓室的加壓裝置所引起的向內(nèi)力小時能夠切斷流體，無需連接其它的流體切斷用閥。
(4)如果采用由壓縮空氣實現(xiàn)的裝置作為第一加壓室的加壓裝置，則能使用電動氣壓調(diào)節(jié)器等由遠(yuǎn)距離(遙控)操作進(jìn)行流量變更、切斷。
權(quán)利要求
1.一種恒流量閥，包括具有流體的入口流路和出口流路以及與該入口流路和出口流路連通的腔室的本體部、設(shè)置在該腔室內(nèi)且具有閥體和第一隔膜部的閥部件，其特征在于，在所述腔室內(nèi)還具有夾持所述閥部件地位于其兩側(cè)且有效受壓面積比第一隔膜部小的第二隔膜部和第三隔膜部，所述閥部件和各個隔膜部通過將各個隔膜部的外周部固定在所述本體部上而安裝在所述腔室內(nèi)，所述腔室劃分為在所述腔室一端部和所述第二隔膜部之間形成的第一加壓室、在所述腔室另一端部和所述第三隔膜部之間形成的第二加壓室、在所述第一隔膜部和所述第三隔膜部之間形成的第一閥室、在所述第一隔膜部和所述第二隔膜部之間形成的第二閥室，所述第一加壓室具有對所述第二隔膜部始終向內(nèi)施加恒定力的裝置，所述第一閥室與所述入口流路連通，所述第二閥室具有與所述閥部件的閥體協(xié)動的閥座，分開形成為相對于該閥座位于第一隔膜部側(cè)且通過設(shè)置在所述第一隔膜部上的連通孔與所述第一閥室連通的下部第二閥室、位于所述第二隔膜部側(cè)且與所述出口流路連通的上部第二閥室，所述閥體和所述閥座之間的空間形成流體控制部，該流體控制部通過所述閥部件相對于所述閥座的變位使所述閥體和閥座之間的開口面積變化，對所述下部第二閥室的流體壓力進(jìn)行控制，所述第二加壓室具有對所述第三隔膜部始終向內(nèi)施加恒定力的裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流量閥，其特征在于，所述施加恒定力的裝置是彈簧裝置或加壓流體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的恒流量閥，其特征在于，在所述第一加壓室內(nèi)設(shè)置有第四隔膜部，通過該第四隔膜部將恒定力施加在所述第二隔膜部上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的恒流量閥，其特征在于，在所述第一加壓室內(nèi)設(shè)置有第四隔膜部，通過該第四隔膜部將恒定力施加在所述第二隔膜部上。
全文摘要
恒流量閥具有腔室(6)，在腔室內(nèi)設(shè)置了具有閥部件(7)的第一隔膜部(8)和第二隔膜部(9)和第三隔膜部(10)，將該腔室內(nèi)部劃分為第一加壓室(11)、第二閥室(12)、第一閥室(13)和第二加壓室(18)。第一加壓室具有對第二隔膜施加向內(nèi)的恒定力的裝置，第二加壓室具有對第三隔膜施加向內(nèi)的恒定力的裝置。第一閥室與入口流路連通，第二閥室具有對應(yīng)于閥部件的閥座(27)，由該閥座劃分為通過設(shè)置在第一隔膜部上的連通孔與第一閥室連通的下部閥室(14)以及與出口流路連通的上部閥室(15)。
文檔編號F16K17/22GK1886611SQ200380110919
公開日2006年12月27日 申請日期2003年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月25日
發(fā)明者吉野研郎, 續(xù)昭博 申請人:旭有機材工業(yè)株式會社