專利名稱:緩動作開閉閥的制作方法
技術領域:
本發明涉及一種緩動作開閉閥(常閉閥),開閥動作自身緩慢并且開閥信號(空氣壓力)發出之后到開閥動作的反應性優良。
背景技術:
先前以來,在用于高壓儲氣瓶中的空氣壓動作開閉閥中,雖然充分實現了自動開閉化,但是,不能充分滿足使其開閥速度緩慢這樣的要求。例如,在反應室中混合某種氣體時,會有要求將應當混合的氣體盡可能緩慢地供應至反應室。包含本申請人的申請人以及包含本發明人的發明人提出了能夠滿足這樣的要求的緩動作開閉閥的方案并獲得了專利 (專利文獻1、;3)。并且,不僅是包含本申請人的申請人,而且其他人也針對相同的課題提出了別的解決對策的方案(專利文獻2)。現有技術文獻專利文獻專利文獻1 日本專利第2784446號公報專利文獻2 日本特開平11-30399號公報專利文獻3 日本專利第3359953號公報
發明內容
(發明要解決的問題)但是,專利文獻1和3所基于的著眼點為設置具有如下構成的閥機構,其中當開閉流路的活塞體(動作構件)位于閉閥位置時,使閉閥壓力室與先導壓力源連通,當活塞體開始移動時,將該連通切斷,因此,不僅構成復雜,而且存在活塞體的位置與閥機構的連動關系的調整復雜這一問題。并且,專利文獻2也同樣,閥機構復雜。基于對以上問題的認識,本發明的目的在于提供一種開閥信號(空氣壓力)發出之后到開閥動作的反應性優良的簡易構成的緩動作開閉閥。(解決技術問題的技術方案)本發明是發現通過設置使動作構件沿開閥方向移動的開閥壓力室,與此獨立還形成歧管,并在該開閥壓力室與歧管之間設置調壓閥、流量控制閥以及排氣閥這三個閥的這樣極簡單的構成,從而達到目的而完成的。S卩,本發明的緩動作開閉閥的特征在于,包括動作構件,該動作構件與閥座接離而使開閉流路的閥體動作;彈簧機構,該彈簧機構沿閉閥方向施力所述動作構件;開閥壓力室,該開閥壓力室抵抗所述彈簧機構而使動作構件受到開閥方向的力;歧管,該歧管與所述開閥壓力室獨立而設置;調壓閥,該調壓閥在所述開閥壓力室內的壓力達到預定的儲備壓為止允許從歧管向開閥壓力室的空氣流,并且當開閥壓力室內的壓力達到儲備壓時關閉;流量調整閥,該流量調整閥在所述開閥壓力室內的壓力達到儲備壓之后,從所述歧管向開閥壓力室一點一點地供應空氣;以及排氣閥,該排氣閥在歧管的壓力比開閥壓力室的壓力降低時,將該開閥壓力室內的空氣向歧管排氣。優選的是,在該排氣閥上設置在快速開閥時使歧管與開閥壓力室連通的快速動作按鈕。(發明的效果)根據本發明,通過設置使動作構件向開閥方向移動的開閥壓力室,與此獨立還形成歧管,并在該開閥壓力室與歧管之間設置調壓閥、流量控制閥以及排氣閥這三個閥的這樣極簡單的構成,從而得到開閥信號(空氣壓力)發出之后到開閥動作的反應性優良并且使開閥動作緩慢進行的緩動作開閉閥。
圖1示出本發明涉及的緩動作開閉閥的一實施方式,是沿著圖2的I-I線的剖視圖。圖2是沿著圖1的II-II線的剖視圖。圖3是沿著圖2的III-III線的放大剖視圖。圖4是沿著圖2的IV-IV線的剖視圖。圖5是沿著圖1的V-V線的剖視圖。圖6是示出圖1、圖3的緩動作開閉閥的閥蓋的運動傳遞面、推桿的運動傳遞面、傳遞軸桿的縮徑部以及徑向移動體(鋼球)部分的詳細的放大剖視圖。圖7是示出本發明涉及的緩動作開閉閥的動作特性例的曲線圖。
符號說明
10開閉閥
20儲氣瓶頭
21旋入連接突起
22取出螺紋突起
2la、2 流路
23環狀閥座
對開閉閥體
24S開閥施力彈簧
25閥座
27金屬隔板
W護圈
29中間閥體
29A外力輸入端
30閥蓋(# >本^卜)(殼體)
32上閥蓋
33下閥蓋
33A運動傳遞面
33B硬質環狀體
33C中心筒狀部
33D L形環狀突起33L防脫環34活塞體(動作構件)34A 0 形環35閉閥施力彈簧36傳遞軸桿(7歹A )36A縮徑部370 形環39開閥壓力室41防脫環42 推桿42A輸出端42B運動傳遞面42C放射方向槽43鋼球(徑向移動體)50鎖定環51 下蓋52、530 形環54 歧管(7 二才、一卟 F )55切換閥5 供應端口55b 停止端口56先導("Μ 口 7卜)壓力源57壓力導入端口60調壓閥61連通路62 護圈630形環(閥座)64鋼球(閥體)65壓縮螺旋彈簧70針形閥(流量控制閥)71連通路72 螺紋73針形閥體73N針形部80排氣閥81連通路82 護圈83壓縮彈簧
84排氣閥體85快速動作按鈕860 形環。
具體實施例方式如圖1所示,本實施方式的緩動作開閉閥10包括裝卸于高壓罐(儲氣瓶)的儲氣瓶頭20和閥蓋(殼體、汽缸)30。在儲氣瓶頭20上設有向高壓罐旋入的旋入連接突起21、以及取出螺紋突起22,在該旋入連接突起21和取出螺紋突起22內,形成有以相互垂直的位置關系連通的流路21a 和流路22a。在儲氣瓶頭20上,與流路21a同心的環狀閥座23形成于該流路21a和22a的連通部分,與該環狀閥座23接離而開閉流路的開閉閥體M滑動自如地被支撐在與流路21a 同一軸線上。在開閉閥體M中埋入固定比環狀閥座23軟質且密封性高的環狀閥座25。閥座25由例如PCTFE (聚氯三氟乙烯)構成。在儲氣瓶頭20上,護圈觀夾持金屬隔板27而螺合固定于與流路21a以及開閉閥體M同一軸線上,相對于開閉閥體M接離移動的中間閥體四夾持金屬隔板27而以防脫的狀態滑動自如地嵌合于該護圈觀上。開閉閥體M被開閥施力彈簧(壓縮彈簧)24S向該開閉閥體以及中間閥體29)開閥的方向移動施力。中間閥體四的圖1的上端(與金屬隔板27相反側的端部)構成外力輸入端^A。閥蓋(殼體)30由通過鎖定環31結合的上閥蓋(上殼體)32和下閥蓋(下殼體)33構成,下閥蓋33螺合固定于護圈28上。下閥蓋33 (閥蓋30)相對于護圈28 (儲氣瓶頭20)能夠裝卸。活塞體(動作構件)34經由0形環34A滑動自如且氣密地嵌合于閥蓋30 (下閥蓋 33)上,該活塞體34被插入該活塞體34與上閥蓋32之間的閉閥施力彈簧(壓縮彈簧)35 向中間閥體四方向移動施力。閉閥施力彈簧35的力比開閥施力彈簧MS的力強。圖1的 32C為防止由于移動時等的振動而引起開閥的鎖定螺釘。在活塞體34中,其軸部上固定有傳遞軸桿36,該傳遞軸桿36經由0形環37滑動自如且氣密地被支撐于下閥蓋33的中心筒狀部33C上。在活塞體34與下閥蓋33之間區劃成開閥壓力室39。在活塞體34與下閥蓋33的中心筒狀部33C之間存在有間隙(圖1中上下分開描繪出的開閥壓力室39相互連通)。在閥蓋30 (下閥蓋33)上,推桿(推壓構件)42滑動自如地嵌合于圖1、圖3的下端部(中間閥體四側的端部)上。該推桿42的下端部構成抵接于中間閥體四的外力輸入端^A的輸出端42A。在傳遞軸桿36的下端部(推桿42側的端部)上,形成朝向推桿42側而縮徑的縮徑部36A,在推桿42和下閥蓋33上,形成位于該縮徑部36A的周圍并且相互隔離的運動傳遞面42B和運動傳遞面33A。下閥蓋33側的運動傳遞面33A為固定,推桿42側的運動傳遞面42B為可動。傳遞軸桿36的縮徑部36A在本實施方式中由球面的一部分(或者非球面)構成。 可動的運動傳遞面42B為與推桿42 (傳遞軸桿36)的軸線相互垂直的面,固定的運動傳遞面33A由圓錐面的一部分構成,所述圓錐面與運動傳遞面42B的間隔隨著向外周移動而變窄、并且以與運動傳遞面42B的同軸線為中心。如圖5、圖6所示,運動傳遞面42B形成有在推桿42上以等角度間隔形成三個的放射方向槽42C的底面,鋼球(徑向移動體、鋼球)43 轉動自如地嵌合于各放射方向槽42C上。放射方向槽42C能夠采用V字截面槽、圓弧截面槽等任意形狀。鋼球43同時接觸傳遞軸桿36的縮徑部36A、一對運動傳遞面33A、42B的全部。并且,運動傳遞面33A形成由與下閥蓋33不同構件構成的耐磨耗性優良的硬質環狀體(背面板)3!3B,該硬質環狀體33B固定于下閥蓋33上。傳遞軸桿36、推桿42以及硬質環狀體33B由例如可淬火的SUJ2、SUS440C等構成。在推桿42的軸部上,形成有傳遞軸桿 36的縮徑部36A進行進退的退出凹槽42D。以上的傳遞軸桿36和推桿42周圍的構成為,將閉閥施力彈簧35產生的閉閥力增力并傳遞至推桿42 (從中間閥體四至開閉閥體的增力機構,該增力機構本身是公知的。如圖6所示,由于該增力機構通過縮徑部36A、運動傳遞面33A以及運動傳遞面42B的作用,能夠相對于傳遞軸桿36的移動量D使推桿42僅移動小于移動量D的移動量d(D > d),因此,能夠經由中間閥體四以較強的力將開閉閥體M的閥座25按壓于環狀閥座23,并且進行閉閥。增力比D/d能夠通過運動傳遞面33A和運動傳遞面42B的角度、以及縮徑部 36A的角度而進行自由設定。在圖示實施方式中,經由活塞體34的傳遞軸桿36、鋼球43、硬質環狀體33B,在推桿42上產生閉閥施力彈簧35的力的大約10倍的力,并且移動量為大約 1/10。如圖1、圖3所示,下蓋51經由鎖定環50被旋轉自如地支撐于閥蓋30的下閥蓋 33的下端部上。下蓋51將大小的0形環52、53壓縮保持于下閥蓋33的下端面上,在0形環52與53之間形成環狀的歧管(壓力室)54。如圖3所示,在下蓋51上,將經由切換閥55 從先導壓力源56導入先導壓力的壓力導入端口 57 (僅在圖3中圖示)形成于歧管M內。 由于下蓋51被旋轉自如地支撐于下閥蓋33上,因此,能夠自由選定(設定)壓力導入端口 57的位置。在下閥蓋33上,設有控制該歧管M與開閥壓力室39的連通狀態的調壓閥60、針形閥(流量控制閥)70以及排氣閥80這三個閥。圖2示出這三個閥的平面位置關系的一例。如圖3所示,調壓閥60在使開閥壓力室39與歧管M連通的連通路61上,從歧管 54側順序地配置有護圈62、0形環(閥座)63、鋼球(閥體)64以及將該鋼球64按壓于0 形環63的壓縮螺旋彈簧65,為開閥壓力室39內的壓力達到預定的儲備壓為止允許從歧管 54向開閥壓力室39的空氣流、并且當開閥壓力室39內的壓力達到儲備壓時關閉的調壓閥 (減壓閥)。該調壓閥60的開閥壓力能夠通過彈簧力的設定而極其精密地進行設定。如圖4所示,針形閥70在使開閥壓力室39與歧管M連通的連通路71上通過螺紋72使針形閥體73螺合,并且具有在開閥壓力室39內的壓力達到儲備壓力而調壓閥60 關閉之后,一點一點地將歧管M內的壓縮空氣供應至開閥壓力室39內的功能。由于歧管 54內的空氣在螺紋72的螺紋齒間的間隙以及針形閥體73的前端的針形部73N和連通路 71之間的微小間隙流動,因此,通過調節針形閥體73的螺合位置(螺合量),從而能夠超微量地控制每單位時間的流量。如圖3所示,排氣閥80在使開閥壓力室39與歧管M連通的連通路81上,從歧管 M側順序地設有護圈82、壓縮彈簧83、以及通過壓縮彈簧83向關閉流路的方向施力的排氣閥體84。當歧管M的壓力比開閥壓力室39的壓力降低時,該排氣閥80打開,并將該開閥壓力室39內的空氣向歧管M排氣。在該排氣閥80上,附設有用于將歧管M內的空氣快速地供應至開閥壓力室39的快速動作按鈕85。該快速動作按鈕85通過從下閥蓋33的外部的推壓操作,而能夠將排氣閥體84傾動。在快速動作按鈕85沒有被推壓的狀態下,通過動作壓力以及壓縮彈簧83的力,排氣閥體84的0形環86將連通路81關閉,但是,當推壓快速動作按鈕85而使排氣閥體84傾動時,在0形環86與連通路81之間產生間隙,并且歧管M內的壓縮空氣快速地供應至開閥壓力室39內。并且,在下閥蓋33的下面,形成有以該下閥蓋33的軸線為中心的 L形環狀突起33D。該L形環狀突起33D在連通路61、71以及81部分被去除,在將調壓閥 60和排氣閥80分別嵌合于連通路61和81之后,在該L形環狀突起33D上嵌合防脫環33L 而防止脫落(參照圖3)。上述構成的本緩動作開閉閥10如下進行動作。當將切換閥55的供應端口 5 連接于流路時,來自先導壓力源56的高壓壓縮空氣被瞬間從壓力導入端口 57供應至歧管54。 在開閥壓力室39內的壓力低于儲備壓的狀態下,調壓閥60的鋼球64通過歧管M內的壓力一邊使壓縮螺旋彈簧65彎曲一邊從0形環63離開,將歧管M內的壓縮空氣導入開閥壓力室39內。并且,當開閥壓力室39內的壓力達到儲備壓力時,鋼球64通過壓縮螺旋彈簧 65的力落座于0形環63上,從歧管M向開閥壓力室39的壓縮空氣的供應停止。在該實施方式中,該儲備壓力被設定為通過開閥壓力室39內的壓力抵抗閉閥施力彈簧35的力而活塞體34即將開始向開閥方向移動之前的壓力。通過鋼球64的彈簧力的設定等,能夠嚴密地進行將調壓閥60的閉閥壓力設定為這樣的均衡壓力。重要的是,通過存在調壓閥60,能夠在將切換閥55的供應端口 5 連接于流路之后極短的時間t (圖7, 停頓時間)內,使開閥壓力室39內的壓力變為該均衡壓力。列舉具體例,該停頓時間t能夠設定為不到5秒。當然,儲備壓力與開閥(活塞上升)開始壓力的差越接近,能夠使停頓時間越短,理論上可以為零,但是實際上,考慮到閉閥施力彈簧35的反作用力、各部件的尺寸精度、閥座25隨時間變化等,實際上將儲備壓設定成略低于活塞上升開始壓力,并且設定一些停頓時間。調壓閥60關閉之后,來自先導壓力源56的壓縮空氣經由切換閥55的供應端口 5 供應至歧管M內。因此,這次從針形閥70向開閥壓力室39內極微量一點一點地供應壓縮空氣,根據該壓縮空氣的供應速度(每單位時間的供應量),而活塞體34向開閥方向移動。即,能夠使活塞體34開始移動之后的開閥速度緩慢(圖7)。開閥開始后的開閥速度 (圖7的曲線的斜率)能夠通過針形閥70的開口度進行調節。詳細的開閥動作如下。當開閥壓力室39內的壓縮空氣壓產生的力克服閉閥施力彈簧35的力時,由于活塞體34和傳遞軸桿36上升,閉閥力消失,因此,開閉閥體M利用儲氣瓶內的高壓氣體的壓力以及開閥施力彈簧MS的力向開閥方向移動,開閉閥體閥座 25)從環狀閥座23離開,其結果進行開閥,并且能夠將儲氣瓶內的壓縮氣體從流路21a取出至流路22a (螺合于取出螺紋突起22的高壓氣體使用設備)。具體來說,當使用圖示實施例的增力機構時,能夠將開閉閥體M (閥座25)從環狀閥座23離開0. Imm為止的時間設定為 10秒程度,離開0. 6mm為止的時間設定為20秒至30秒左右。并且,當想要快速開閥時,按壓排氣閥80的快速動作按鈕85。當按壓快速動作按鈕85時,排氣閥體84傾斜,而其0形環86打開連通路81,歧管M內的壓縮空氣被快速地供應至開閥壓力室39內。因此,抵抗閉閥施力彈簧35的力使活塞體34向開閥方向快速移動,能夠快速地進行開閥。另一方面,當將切換閥55的停止端口 5 連接于流路而將動作壓排出時,由于歧管M的壓力比開閥壓力室39的壓力降低(成為大氣壓),因此,開閥壓力室39內的空氣經由排氣閥80(排氣閥體84)向歧管M排出,其結果是通過閉閥施力彈簧35的力,活塞體 34迅速地返回到閉閥位置而將流路關閉。以上實施方式中的調壓閥60、針形閥(流量控制閥)70以及排氣閥80的具體構成只不過示出了一例。對于調壓閥60,只要是開閥壓力室39內的壓力達到預定的儲備壓為止允許從歧管M向開閥壓力室39的空氣流、并且當開閥壓力室39內的壓力達到儲備壓時關閉的閥,其具體的構成沒有限定。同樣,針形閥(流量控制閥)70只要是開閥壓力室39內的壓力達到儲備壓之后能夠從歧管M向開閥壓力室39 —點一點地供應空氣的閥即可,排氣閥80只要是能夠從開閥壓力室39向歧管M排氣的閥即可。并且,通過開閥壓力室39的壓力進行開閥的閥機構,圖示實施方式也只不過示出了一例。此外,在以上的實施方式中,作為利用供應至開閥壓力室39的空氣壓力進行開閥動作的動作構件,雖然示出了活塞體34,但是也可以通過隔板組裝體構成動作構件。本發明能夠通過滿足用于將供應先導壓力至開閥壓力室39的歧管M與開閥壓力室39獨立(分別)形成,以及利用調壓閥60、流量調整閥70以及排氣閥80這三個閥使該歧管M與開閥壓力室39之間連通,從而成立。在以上的實施方式中,雖然在排氣閥80上附設有快速動作按鈕85,而能夠進行從歧管M向開閥壓力室39的快速供氣,但是,在排氣閥80上附設快速動作按鈕85不是必須的。即,快速動作閥也可以與排氣閥80分別設置,但是只要利用排氣閥80,構成就變得簡單。產業上的可利用性根據本發明的緩動作開閉閥能夠利用于在例如高壓儲氣瓶中使用的空氣壓動作開閉閥。
權利要求
1.一種緩動作開閉閥,其特征在于,包括動作構件,該動作構件使與閥座接離而開閉流路的閥體進行動作; 彈簧機構,該彈簧機構沿閉閥方向施力所述動作構件;開閥壓力室,該開閥壓力室抵抗所述彈簧機構而使動作構件受到開閥方向的力; 歧管,該歧管與所述開閥壓力室獨立而設置;調壓閥,該調壓閥在所述開閥壓力室內的壓力達到預定的儲備壓為止允許從歧管向開閥壓力室的空氣流,并且當開閥壓力室內的壓力達到儲備壓時關閉;流量調整閥,該流量調整閥在所述開閥壓力室內的壓力達到儲備壓之后,從所述歧管向開閥壓力室一點一點地供應空氣;以及排氣閥,該排氣閥在歧管的壓力比開閥壓力室的壓力降低時,將該開閥壓力室內的空氣向歧管排氣。
2.根據權利要求1所述的緩動作開閉閥,其特征在于,所述排氣閥包括使歧管與開閥壓力室連通的快速動作按鈕。
全文摘要
本發明提供一種緩動作開閉閥,該緩動作開閉閥具有開閥壓力室,并且經由流量調整閥一點一點地將空氣供應至該開閥壓力室,其中該開閥壓力室抵抗向其閉閥方向的彈簧施力,而使動作構件向開閥方向移動,該動作構件使與閥座接離而開閉流路的閥體進行動作,而得到開閥信號發出之后到開始開閥動作為止的停頓時間較短的緩動作開閉閥。與開閥壓力室獨立而設置歧管,在該開閥壓力室與歧管之間設有調壓閥、流量調整閥、以及排氣閥這三個閥。其中,該調壓閥在該開閥壓力室內的壓力達到預定的儲備壓為止允許從歧管向開閥壓力室的空氣流,并且當開閥壓力室內的壓力達到儲備壓時關閉,該流量調整閥在開閥壓力室內的壓力達到儲備壓之后,從歧管向開閥壓力室一點一點地供應空氣,該排氣閥在歧管的壓力比開閥壓力室的壓力降低時,將該開閥壓力室內的空氣向歧管迅速排氣并關停閥。
文檔編號F16K24/04GK102510965SQ201080040839
公開日2012年6月20日 申請日期2010年7月9日 優先權日2009年9月24日
發明者江尻隆 申請人:藤倉橡膠工業株式會社