專利名稱：恒流量控制裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及恒流量控制裝置(恒流量閥)，特別涉及即使是在微小的流量范圍也能夠高精度地穩定地控制流體的流量的恒流量控制裝置。
背景技術：
以往，作為恒流量控制裝置(也稱作恒流量閥裝置)，已知如圖11示出原理圖那樣的、在隔出第一室6和第二室10的可動閥芯5 —體地形成有針型閥部42的恒流量閥裝置B (例如，參照專利文獻I)。另外，對于恒流量控制裝置，參照圖11所示的原理圖說明恒流量閥的流量與作為節流部(或者節流構件)的節流孔的尺寸(節流孔的通過截面積)的關系。如圖11所示，一般已知的是:設第一室6的流體壓力為P1、第二室10的流體壓力為P2、通過了閥座43的流體的壓力為P3、可動閥芯5的有效受壓面積為AD、螺旋彈簧的彈簧載荷為FS、節流孔44的通過截面積為S、出口通路12 (閥座43)的有效截面積為AN的話，則下述關系式成立。Pl.AD = P2.(AD — AN) + P3.AN + FS(Pl — P2).AD = FS — (P2 — P3).AN設Pl — P2 = ΔΡ 的話，則ΔΡ = Pl - P2 = (FS - (P2 — P3).AN) / AD= FS / AD — AN / AD.(P2 — P3)。在此，在AN比AD充分小的情況下，可以忽略AN/AD項。并且，對于FS，在位移微小的情況下可以說FS/AD=const。因而，Δ P N FS / AD = const 成立。因此,流量Q = kS ( ΔΡ) I / 2 = const k:比例常數得到流量QocS ( ΔΡ) I / 2 S0S卩，流量Q為恒流量(const)，是與節流孔44的通過截面積S成比例的關系。因此，在對微小流量進行定量控制的情況下，使節流孔44的通過截面積S為微小的截面積是可以理解的。現有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2008-232196號公報專利文獻2:日本特開平08-249069號公報
發明內容
發明要解決的課題在此，考察恒流量閥的吐出口向大氣敞開、流體為水，并向第一室6施加水壓來開始通水的狀況(下同)的話，可動閥芯5從第一室6向第二室10側動作，為了將從該恒流量閥裝置B吐出的瞬間流量控制在預定的流量，形成針型閥42在與閥座43之間適度地對水流進行節流的狀況。此時，由于可動閥芯42的動作是比較瞬間地進行的，因此存在著針型閥42勢頭過猛而與閥座部43碰撞的危險。特別是在第二室10存在氣泡的情況下，當對第一室6施加了比通過主彈性部件15的設定載荷而規定的第一室6與第二室10之間的預定壓力差大的壓力時，可動閥芯5動作至針型閥42與閥座部43碰撞，到第一室6與第二室10的壓力差(Λ P)達到預定壓力差為止針型閥42都處于閉閥狀態，在第一室6與第二室10的壓力差達到預定壓力差后，針型閥42被控制在適度的節流狀態的位置。其理由是，上述情況是由下述機械結構導致的。對于所述壓力差Λ P被控制為預定壓力差時的第二室10的壓力，最初存在的所述氣泡的尺寸(體積)應當是較小的(由于對恒流量閥裝置施加的水壓，按照波義耳查理定律，氣體的體積與壓力的上升成反比例地減小)，在施加水壓后，必須通過節流孔44從第一室6朝向第二室10供給與氣泡的尺寸的減小量相應的水。然而，為了控制微小流量，該恒流量閥的節流孔44是非常小的小孔等流量(Cv值)小的部件，因此在對第一室6施加水壓時，通過節流孔44從第一室6向第二室10進行的水供給容易延遲，在該延遲的期間，施加于第一室6的水壓由可動閥芯5承受，從而使得閥座部43通過針型閥42集中地承受水壓。根據上述理由，針型閥42每當開始通水時都會重復與閥座43的碰撞。而且，該碰撞的力是由施加于可動閥芯5的壓力差ΛΡ產生的且所述可動閥芯5具有比針型閥42的直徑大很多的受壓面積，因此對第一室6的供給壓力大的話，則相應大小的碰撞力集中作用于針型閥42和閥座部43。由此，在該現有技術的范圍中，容易發生下述問題:針型閥42陷入閥座部43并鎖定、或者針型閥42磨損、折斷、或者閥座部43磨損、變形，作為恒流量閥裝置的性能的穩定性和可靠性存在問題。對于上述問題，可以考慮將末端的針型閥42從可動閥芯5分離而使其可動針型化，不過如果不設計合理的部件配置的話，會使結構復雜化，使得成本升高。而且，例如，對于控制每分鐘I毫升水平的微小流量的恒流量閥裝置，相應地具備例如0.1mm以下的小節流孔。小直徑的節流孔無法使粒徑尺寸超過其直徑的異物通過，存在著發生堵塞而喪失功能的危險。因此，在專利文獻I中，公開了在恒流量閥內部形成有利用了長尺寸的管的節流孔，增大其節流孔直徑的技術。而且，由本申請人申請了下述技術:在恒流量閥內部緊湊地串聯連接大量的節流孔，從而增大節流孔直徑。但是，即使如此，根據水質不同，仍然存在著可能在節流孔堆積塵埃、水垢的問題對于上述問題，專利文獻2所示的清掃節流孔的清潔針的技術是有效的。然而，在專利文獻2的技術中，在要控制微小流量的情況下，由于節流孔與貫穿插入節流孔的清潔針的間隙變小，因此雖然是能夠有效地除去堆積物的結構，但是異物堵塞所述間隙部分的風險反而增大了。
因此，在該專利文獻2的裝置中，形成為下述機構:在停止了通水時，利用彈簧的力將清潔針從節流孔拔出，在再次通水時利用水流的壓力差再次將清潔針貫穿插入節流孔來清掃節流孔。由此，在該專利文獻2的裝置中，雖然容易從異物的堵塞狀態擺脫出來，不過，正是由于這樣的機構，如該文獻所示地，在給水壓力低的階段到清潔針貫穿插入節流孔之前的階段，會造成恒流量功能受損的結果。而且，在一個節流孔的情況下，為了實現節流效果，有這樣的結構:將節流孔制作得較長，使節流孔與清潔針的間隙部分在流通方向獲得距離，并依賴于流體的粘性和流路的壁面阻力(現有文獻2的結構的情況)。不過，這樣的話，由于流體粘性的溫度特性而具有比節流孔的流量(Cv值)大的溫度特性，非常不適合用于恒流量閥裝置的節流孔。這樣會產生恒流量閥裝置的功能即恒流量性被流體的溫度大幅左右的結果。本發明正是鑒于上述的問題點而完成的，其目的在于提供一種具備性能的穩定性和高可靠性的微少流量范圍的恒流量控制裝置，進而提供一種能夠實現恒流量控制裝置的保養維護性的提高并實現免維護的恒流量控制裝置。用于解決課題的手段為了解決所述課題，第一發明的恒流量控制裝置為一種將流體的流量控制為預定流量的恒流量控制裝置，所述恒流量控制裝置具備:第一室，所述第一室由第一殼體、膜片和一體安裝于所述膜片的可動閥芯形成，所述第一殼體具有供流體從上游側流體通路流入的流入口 ；第二室，所述第二室由第二殼體、所述膜片和所述可動閥芯形成，所述第二殼體具有與下游側流體通路連通的吐出口 ；節流部，所述節流部將所述第一室與所述第二室連通，并通過使流體流過該節流部來使得在所述第一室與所述第二室之間產生壓力差；閥座，所述閥座與將所述第二室和下游側流體通路連通的通路相面對地設置，并且與所述可動閥芯所具備的針型閥對應地設置；以及主彈性部件，所述主彈性部件對所述可動閥芯向所述針型閥與所述閥座開閥的方向施加預定的彈力，所述恒流量控制裝置的特征在于，其構成為，所述針型閥以沿與所述可動閥芯的可動方向相同的方向進退自如的方式保持于所述可動閥芯，并且所述針型閥向所述閥座方向的前進在所述可動閥芯的預定的位置被限制，所述節流部設于所述可動閥芯，在所述可動閥芯設置的針型閥彈性部件對所述針型閥向所述閥座方向施力，在所述第一室與所述第二室的壓力差超過由所述主彈性部件的作用力規定的預定的壓力差的情況下，在所述針型閥緊貼地落座于所述閥座的狀態下，所述可動閥芯能夠向所述閥座方向移動至所述第二殼體所具備的可動閥芯承托部而由所述可動閥芯承托部承托，從而由所述可動閥芯承托部承托超過壓力差的部分的力，所述節流部是通過將與所述可動閥芯的主體分體的部件組裝到所述可動閥芯的主體而形成的，在所述可動閥芯設有與所述第二室連通的凹部，所述針型閥的基端側軸部以能夠滑動的方式組裝于在可動閥芯設置的所述凹部的底部，所述針型閥彈性部件的與所述針型閥相反的一側的端部由在所述凹部的靠第一室側一體固定于所述可動閥芯的所述節流部承托。在第一發明的恒流量控制裝置的基礎上，第二發明的特征在于，所述節流部的節流孔配置在作為所述針型閥的可動方向的軸線上，清潔針帶游隙地插入在所述節流孔中，該清潔針的一個端部在軸向的位置受到清潔針承托部限制，所述清潔針承托部設于所述針型閥。在第一參考發明中，在本申請的恒流量控制裝置中，清潔針帶游隙地插入在所述節流部的節流孔中，所述清潔針的軸向的端部通過所述第一殼體和/或所述第二殼體限制清潔針的軸向的位置。在第一發明或第二發明的恒流量控制裝置的基礎上，第三發明的特征在于，在所述節流部以在同軸上串聯排列的方式配置有多個直徑大致相同的節流孔，在所述多個節流孔之間設有由內徑比所述節流孔的內徑大的空間構成的渦流室，清潔針帶游隙地插入所述渦流室及其兩側的節流孔。在第二參考發明的恒流量控制裝置中，為將流體的流量控制為預定流量的恒流量控制裝置，所述恒流量控制裝置具備:第一室，所述第一室由第一殼體、膜片和一體安裝于所述膜片的可動閥芯形成，所述第一殼體具有供流體從上游側流體通路流入的流入口 ；第二室，所述第二室由第二殼體、所述膜片和所述可動閥芯形成，所述第二殼體具有與下游側流體通路連通的吐出口 ；節流部，所述節流部將所述第一室與所述第二室連通，并通過使流體流過該節流部來使得在所述第一室與所述第二室之間產生壓力差；閥座，所述閥座與將所述第二室和下游側流體通路連通的通路相面對地設置，并且與所述可動閥芯所具備的針型閥對應地設置；以及主彈性部件，所述主彈性部件對所述可動閥芯向所述針型閥與所述閥座開閥的方向施加預定的彈力，所述恒流量控制裝置的特征在于，清潔針帶游隙地插入在所述節流部的節流孔中，所述清潔針的軸向的端部通過所述第一殼體和/或所述第二殼體來限制清潔針的軸向的位置。在第三參考發明的恒流量控制裝置中，為將流體的流量控制為預定流量的恒流量控制裝置，所述恒流量控制裝置具備:第一室，所述第一室由第一殼體、膜片和一體安裝于所述膜片的可動閥芯形成，所述第一殼體具有供流體從上游側流體通路流入的流入口 ；第二室，所述第二室由第二殼體、所述膜片和所述可動閥芯形成，所述第二殼體具有與下游側流體通路連通的吐出口 ；節流部，所述節流部將所述第一室與所述第二室連通，并通過使流體流過該節流部來使得在所述第一室與所述第二室之間產生壓力差；閥座，所述閥座與將所述第二室和下游側流體通路連通的通路相面對地設置，并且與所述可動閥芯所具備的針型閥對應地設置；以及主彈性部件，所述主彈性部件對所述可動閥芯向所述針型閥與所述閥座開閥的方向施加預定的彈力，所述恒流量控制裝置的特征在于，在所述節流部以在同軸上串聯排列的方式配置有多個直徑大致相同的節流孔，在所述多個節流孔之間設有由內徑比所述節流孔的內徑大的空間構成的渦流室，清潔針帶游隙地插入所述渦流室及其兩側的節流孔。發明效果( I)在第一發明 第三發明或第一參考發明中，通過采用能夠進退移動的針型閥，從而具有下述(a) (c)的效果。(a)顯著地減少了由針型閥與閥座的反復碰撞導致的針型閥或閥座的磨損、變形、折損，使所述的重復動作耐久性能得到飛躍性的提高。(b)能夠消除針型閥陷入閥座的情況。(C)在第一室與第二室之間產生了大的壓力差ΛΡ的情況下，關于由“超出”的壓力差ΛΡ引起的、可動閥芯向閥座方向移動而使針型閥落座于閥座的情況下的由ΛΡ產生的應力，不會由針型閥部和閥座部集中承受該應力，而是能夠使針型閥部以后退的方式退避，通過第二殼體的可動閥芯承托部來以可動閥芯的結構上較強的部分且以較大的面積來分散地承受該應力。由此，閥部功能的可靠性改善。如第一發明那樣，在恒流量控制裝置中，節流部通過將與所述可動閥芯的主體分體的部件組裝于所述可動閥芯的主體而形成，所述針型閥彈性部件的與所述針型閥相反的一側的端部由一體地固定于所述可動閥芯的所述節流部承托，因此具有下述(a) (f)的效果。(a)由于能夠將作為獨立部件的節流部固定在可動閥芯，因此能夠將節流部固定在將能夠進退移動的針型閥保持成進退自如的可動閥芯的腔部的入口附近，從而能夠形成將所述節流部兼作為針型閥彈性部件的承托構件的結構。 即，僅通過將由與可動閥芯的主體分體的部件構成的節流部組裝于可動閥芯，就能夠利用組裝出來的節流部發揮承托針型閥彈性部件的一端側的部分和作為節流部的作用這兩種功能，從而能夠形成結構合理的恒流量控制裝置。而且，利用在可動閥芯設置的節流部支承針型閥彈性部件的與針型閥相反的一側的端部，能夠將針型閥支承成能夠后退移動。(b)能夠進退移動的針型閥被針型閥彈性部件向從可動閥芯突出的方向施力，不過對于這樣的能夠進退移動的針型閥，需要對作為施力構件的針型閥彈性部件的與能夠進退移動的針型閥相反的一側的端部進行承托的承托構件，而通過如上所述地構成，能夠提供結構簡單且緊湊的、并且低成本且能夠進退移動的針型閥式的恒流量閥裝置。(C)通過在共同的可動閥芯安裝各種類型的節流部，能夠低價地提供任意的流量的恒流量閥裝置，能夠具有成本方面的優點。(d)由于能夠將節流部形成為緊湊且簡單、沒有異向性的部件，因此即使是在通過塑料的注射成形等制作節流部的情況下，也能夠精度良好地制作出要求高精度的節流孔直徑尺寸等。(e)在將構成節流部等的構成部件排列在中心軸線的同軸上的情況下，能夠在相對于軸線成直角的方向上消除各部件的方向性，在組裝時不必注意方向，能夠實現組裝的
簡單化。(f)而且，在所述(e)的情況下，不會發生下述情況:由于組裝位置精度的失常而在動作中產生清潔針與節流部的節流孔(孔)的異常摩擦、蹭傷、鉤掛。在第一發明的基礎上，如第二發明那樣，所述節流部的節流孔配置在作為所述針型閥的可動方向的軸線上，清潔針帶游隙地插入在所述節流孔中，該清潔針的一個端部在軸向的位置受到清潔針承托部限制，所述清潔針承托部設于所述針型閥，即形成為由能夠進退移動的針型閥承托清潔針的結構，因此具有下述(a) (e)的效果。(a)當能夠進退移動的針型閥在與可動閥芯之間可動時，能夠引起使清潔針與節流部之間的相對位置發生變更的動作。(b)能夠進退移動的針型閥動作時，即為壓力差ΛΡ超過由主彈簧即主彈性部件所規定的預定壓力差時，此時若清潔針動作的話，由于壓力差較大，因而清潔針動作而擦除水垢等的力變大，能夠更有效地清掃節流孔內表面。(C)同時，在能夠進退移動的針型閥在與可動閥芯之間不可動時，S卩，在恒流量控制時，由于清潔針與節流部之間的相對位置變更不受強制，因此相對于可動閥芯的可動(恒流量控制)能夠消除作為擾亂精度的因素的清潔針與可動閥芯之間的摩擦、蹭傷、鉤掛等發生的危險，能夠進行高精度的控制。(d)在常見的使用條件下，實現了這樣的情況:在通水初期(施加給水壓力時)，一度經過上述(b)的狀態，接著轉移至恒流量控制狀態，在每次使用時，節流孔內表面都被清潔，然后轉移到如上述(C)所述的高精度的恒流量控制。(e)節流部的節流孔配置在作為針型閥的可動方向的軸線上，因此能夠將節流部、清潔針和針型閥彈性部件配置在相同軸線上，能夠形成緊湊的結構。根據第一參考發明，在本申請的恒流量裝置中，清潔針帶游隙地插入在節流部的節流孔中，所述清潔針的軸向的端部通過所述第一殼體和/或所述第二殼體限制清潔針的軸向的位置，即，清潔針的軸向移動由殼體部件限制，因此具有下述(a) (C)的效果。(a)由于清潔針的軸向的移動由殼體部件限制，因此在利用恒流量閥裝置的期間，通過固定有節流部的可動閥芯的伴隨給水壓力變動的可動，實現了使清潔針與節流部之間的相對位置發生變更的動作，能夠可靠并有效地發揮清潔針的清掃功能。(b)而且，清潔針在其徑向上的位置不受殼體部件限制。因此，清潔針能夠在節流孔內部在所有方向上游動。由此清潔針能夠有效地清掃節流孔內表面。(C)而且，清潔針移動到節流孔的偏心位置的話，能夠使節流孔內壁面與清潔針的間隙局部地增大，相應地能夠使大粒徑的異物不堵塞地流過。在第一發明或第二發明的恒流量裝置的基礎上，在第三發明中，在所述節流部以在同軸上串聯排列的方式配置有多個直徑大致相同的節流孔，在所述多個節流孔之間設有由內徑比所述節流孔的內徑大的空間構成的渦流室，清潔針帶游隙地插入在所述渦流室及其兩側的節流孔中，因此具有下述(a) (e)的效果。(a)由于清潔針是插入在渦流室及其兩側的節流孔中的，因此，能夠增大渦流室的軸向兩側的節流孔直徑，防止清潔針與節流孔的間隙處的異物的堵塞，清潔針能夠進行穩定的動作。(b)通過將多個節流孔串聯配置并將清潔針插入，與單獨的節流孔的情況相比，能夠增大為了控制微小流量而設定得非常小的節流孔與清潔針的間隙，因此能夠降低有一定粒徑的異物堵塞間隙部分的可能。(C)確認到:為了發揮與一個節流孔的情況相同的節流效果，可以在兩個節流孔的情況下使上述間隙部分的面積增大為大致萬倍，在三個節流孔的情況下可使上述間隙部
分的面積增大為大致#倍，在節流孔更多的情況下同樣可以使上述間隙部分的面積增大。
這樣，通過使節流孔直徑增大與如上所述的間隙部分的面積增加相當的量，或者使清潔針變細，能夠增大間隙尺寸。(d)而且，這樣的恒流量閥裝置大多是在上游側設有過濾器來使用的，但也可以增大應使用的過濾器的濾網尺寸。由此，能夠實現濾網本身的成本降低，并且與濾網尺寸小的情況相比不易引起過濾器的堵塞，能夠實現過濾器的保養維護性的改善。而且，能夠使濾網尺寸增大的話，也有利于減小使用這樣的恒流量閥的系統整體的壓力損失。(e)而且，根據本發明，通過使用多個節流孔而有效地實現了節流效果，因此不必使節流孔在長度方向伸長，能夠實現盡量抑制節流效果的粘性影響部分的設計。由此，能夠實現溫度特性小的恒流量閥裝置。
根據第二參考發明的恒流量控制裝置，具有與上述第一參考發明中所述的內容相同的效果。根據第三參考發明的恒流量控制裝置，具有與上述第二參考發明中所述的內容相同的效果。
圖1示出了本申請的第一參考方式的恒流量控制裝置，是示出針型閥從閥座浮起的狀態的縱剖主視圖。圖2示出了本申請的第一參考方式的恒流量控制裝置，Ca)是示出在針型閥的周向的一部分與閥座抵接滑動的同時控制成恒流量狀態的狀態的縱剖主視圖，(b)是將其一部分放大不出的圖。圖3示出了本申請的第一參考方式的恒流量控制裝置，是示出針型閥從可動閥芯浮起并且可動閥芯與第二殼體抵接的狀態的縱剖主視圖。圖4是將本申請的第一參考方式的恒流量控制裝置分解示出的局部縱剖立體圖。圖5示出了本發明的第一實施方式的恒流量控制裝置，是示出針型閥從閥座浮起的狀態的縱剖主視圖。圖6示出了本發明的第一實施方式的恒流量控制裝置，Ca)是示出在針型閥的周向的一部分與閥座抵接滑動的同時控制成恒流量狀態的狀態的縱剖主視圖，(b)是將其一部分放大不出的圖。圖7示出了本發明的第一實施方式的恒流量控制裝置，是示出針型閥從可動閥芯浮起并且可動閥芯與第二殼體抵接的狀態的縱剖主視圖。圖8是將本發明的第一實施方式的恒流量控制裝置分解示出的局部縱剖立體圖。圖9示出了本申請的第二參考方式的恒流量控制裝置，是示出針型閥從閥座浮起的狀態的縱剖主視圖。圖10示出了本申請的第三參考方式的恒流量控制裝置，是示出針型閥從閥座浮起的狀態的縱剖主視圖。圖11是示出現有的恒流量控制裝置的原理圖的縱剖主視圖。
具體實施例方式下面，基于圖示的實施方式詳細地說明本發明。圖1 圖4示出了本申請的第一參考方式的恒流量控制裝置A。通過第一殼體3、膜片4和一體地安裝于所述膜片4的可動閥芯5形成了第一室6，所述第一殼體3具有供流體從上游側流體通路I流入的流入口 2。通過第二殼體9、所述膜片4和所述可動閥芯5形成了第二室10，所述第二殼體9具有與下游側流體通路7連通的吐出口 8。圖1所示的狀態為第一室6與第二室10的壓力差小于由主彈性部件15的作用力規定的預定的壓力差、在可動閥芯5借助主彈性部件15向第一殼體3側移動了的狀態，是示出針型閥13從閥座14浮起的狀態的縱剖主視圖。圖2的(a)和(b)是控制成流過微小流量的恒流量狀態的狀態，該圖2的(a)是示出在針型閥13的周向的一部分與閥座14抵接滑動的同時控制成恒流量狀態的狀態的縱剖主視圖，該圖2的(b)是將其一部分放大示出的圖。圖3是示出下述狀態的縱剖主視圖:第一室6側的壓力急劇升高，針型閥13緊貼并落座于閥座14，而且針型閥13從可動閥芯浮起并且可動閥芯抵接于第二殼體的可動閥芯承托部。第一參考方式的恒流量控制裝置A具備周緣部被夾持在第一殼體3與第二殼體9的周壁端部之間的膜片4，并且具備一體地安裝于所述膜片4的可動閥芯5。所述可動閥芯5形成為以能夠在由第一殼體3和第二殼體9形成的殼體內從第一室6側朝向第二室10側前進或者后退的方式能夠被殼體內周壁引導著滑動移動。第一殼體3的流入口 2、設于可動閥芯5的針型閥13、設于第二殼體9的閥座14以及與所述閥座14連接的通路12和吐出孔8配置成處于同一中心軸線。在可動閥芯5的中央部設有與第二室10側連通的凹部18，在該凹部18的底部19設有貫通孔20，針型閥13的基端側軸部以能夠滑動的方式配合于所述貫通孔20。在所述凹部18，在配置有針型閥13的狀態下，收納配置有由螺旋彈簧構成的針型閥彈性部件16并且固定有蓋部件21，通過所述針型閥彈性部件16對針型閥13朝向凹部18的底部19施力，因此，針型閥13的末端部以從可動閥芯5的所述凹部18的底部19向軸向外側突出的狀態朝向閥座14側配置。作為所述蓋部件21相對于可動閥芯5的固定方法，可以將所述蓋部件21焊接在可動閥芯5的凹部18，也可以在凹部18設置內螺紋孔并在蓋部件21的外周部設置外螺紋部，將蓋部件21擰入凹部18來進行固定，也可以采用卡扣固定或者壓入。所述蓋部件21和可動閥芯5的材質例如可以采用金屬制或者合成樹脂制。在可動閥芯5與第二殼體9之間設有由螺旋彈簧構成的主彈性部件15，由主彈性部件15對可動閥芯5向第一室6側進行按壓,使可動閥芯5移動至第一殼體3所具備的未圖示的止動件為止，對針型閥13向離開閥座14的開閥方向施力。并且，具備節流部11，所述節流部11將所述第一室6與所述第二室10連通，并通過使流體流過來使得所述第一室6與所述第二室10之間產生壓力差。所述節流部11與針型閥13平行地設于可動閥芯5。所述節流部11具備:筒狀蓋部件24，其固定于小直徑凹部22的端部并具有第一室側節流孔23，所述小直徑凹部22設于可動閥芯5的第二室6側；第二室側節流孔25，其設于小直徑凹部22的底部；以及清潔針27，其以帶游隙的狀態貫通這些節流孔，并具有這樣的長度:接近第一殼體3的頂板26內表面，且與清潔針承托部17A抵接，所述清潔針承托部17A在與第二殼體9的設于閥座14周圍的可動閥芯承托部17相同的面上設于可動閥芯承托部17外側。S卩，清潔針27的軸向的長度形成為比從頂板26內表面到第二殼體9側的清潔針承托部17A為止的距離稍短的長度。而且，在第一室側節流孔23與第二室側節流孔25之間具備環狀的渦流室28。所述閥座14與將所述第二室10和下游側流體通路7連通的通路12相面對地設置，并且與所述可動閥芯5所具備的針型閥13對應地設置。以與第二殼體9和可動閥芯5卡合的方式設置的由螺旋彈簧構成的主彈性部件15是對所述可動閥芯5向使所述針型閥13和所述閥座14開閥的方向施加預定的彈力的部件。所述針型閥13以沿與所述可動閥芯5的可動方向相同的方向進退自如的方式保持在所述可動閥芯5。具體來說，利用針型閥彈性部件16以能夠前進的方式推壓針型閥13，通過針型閥彈性部件16被按壓而縮短來使針型閥13能夠后退。通過針型閥13的凸緣29被所述可動閥芯5的凹部18的底部19支承，所述針型閥13向所述閥座14的方向的前進被阻止，從而形成為所述前進被限制在預定的位置的結構。所述節流部11固定于所述可動閥芯5，針型閥彈性部件16對所述針型閥13向所述閥座方向施力，所述針型閥彈性部件16的與所述針型閥13相反的一側的端部由所述蓋部件21承托。在如上所述的恒流量控制裝置A中，如圖2所示，當第一室6與第二室10的壓力差超過由主彈性部件15的作用力規定的預定的壓力差時，針型閥13與可動閥芯5 —起被朝向第二室側推壓而朝向閥座14移動，在針型閥13的周向的一部分與閥座14抵接地滑動移動來使流量節流的同時，控制成使第一室6與第二室10的壓力差成為由主彈性部件15的作用力規定的預定的壓力差，即控制成恒流量狀態。如圖2的(b)放大示出的那樣，在針型閥13的周向，在針型閥13與閥座14之間形成有微小間隙G，由該微小間隙G進行流量控制，從而成為恒流量控制狀態。在該狀態下，若可動閥芯5進一步朝向閥座14側移動的話，針型閥13的基端側使針型閥彈性部件16縮短，從而針型閥13后退移動，如圖3所示，可動閥芯5的底部19的底面(第二殼體9側的面)能夠前進移動至與在第二殼體9設置的可動閥芯承托部17抵接。S卩，構成為:即使針型閥進行了關閉動作而所述第一室6與所述第二室10的壓力差仍超過由所述主彈性部件15的作用力規定的預定的壓力差的情況下，在所述針型閥13緊貼地落座于所述閥座14后，所述可動閥芯5可向所述閥座方向移動至所述第二殼體9所具備的可動閥芯承托部17為止，從而由所述可動閥芯承托部17承受超過壓力差的部分的力。因此，不存在針型閥13陷入閥座14而無法脫離的情況，形成為進行穩定的動作的恒流量控制裝置A。在第一參考方式的恒流量裝置A中，清潔針27的端部由第一殼體3和第二殼體9所夾，清潔針27的軸向的位置被限制，清潔針27形成為能夠相對于節流孔23、25沿其半徑方向移動。圖5 圖8示出了本發明的第一實施方式的恒流量控制裝置A。圖5 圖7分別為與第一參考方式中的圖1 圖3對應的狀態的圖。該方式的節流部11為多個直徑大致相同的節流孔23、25配置成在同軸上串聯排列的形態，是在同軸上串聯配置的多個節流孔23、25之間設有由內徑比所述節流孔23、25的內徑大的空間構成的渦流室28，并且清潔針27經過該渦流室28及其兩側的節流孔23、25插入的形態。更為具體地說，在可動閥芯5的中央部形成有從第一室6側朝向第二室10側凹進的多級(圖示的情況為兩級)的帶階梯的凹部30，所述帶階梯的凹部30在第一室6側附近具備大直徑凹部31，并且以與所述大直徑凹部31連接的方式具備小直徑凹部32，并且具備與所述小直徑凹部32連接的環狀槽33。關于在可動閥芯5的大直徑凹部31的部分固定的大直徑帽部36和固定于所述大直徑帽部36的小直徑帽部39，與所述實施方式中的蓋部件21與可動閥芯5的固定關系一樣，通過焊接、凹部側的內螺紋部與擰入所述內螺紋部的外螺紋部的螺紋接合、或者卡扣固定等固定，例如在螺紋接合時如下進行即可。在所述大直徑凹部31的內周壁面形成內螺紋34。在所述環狀槽33嵌合配置O型圈35。具有按壓所述O型圈35的底部的大直徑帽部36的外螺紋部擰入固定于所述大直徑凹部31。在所述大直徑帽部36的內側形成有大直徑凹部37和與所述大直徑凹部37連接的小直徑凹部38a，在大直徑帽部36的大直徑凹部37的內周壁面形成有內螺紋38。小直徑帽部39的外螺紋部擰入固定于所述大直徑帽部36的內螺紋38。在所述小直徑帽部39的底部40，在靠第一室6側形成有節流孔23，在具備所述節流孔23的底部40的背面(靠第二室10側的背面)形成有直徑比所述節流孔23的直徑大的凹部41，通過小直徑帽部39的底部40的靠第二室10側的面(與所述底部40的背面相同的面)抵接于大直徑帽部36的底部50的靠第一室6側的面，從而形成由所述凹部41構成的渦流室28。在大直徑帽部36的底部50與在小直徑帽部39的底部40的靠第二室10側的面的周緣部設置的環狀階梯部51的靠第二室側的面之間，以被按壓的方式夾設有O型圈。在所述小直徑帽部39的底部40中央形成有靠第一室側的節流孔23，清潔針27經過大直徑帽部36的節流孔25和小直徑帽部39的節流孔23地進行配置，所述清潔針27的一端部以帶游隙的配合狀態配合于在針型閥13設置的錐狀凹部中，所述清潔針27的另一端部設定成:在圖5所示的狀態(第一室6與第二室10的壓力差比由主彈性部件15的作用力規定的預定的壓力差小，使主彈性部件15向第一室6側移動了的狀態)下位于接近以從第一殼體3的頂板26向第一室側突出的方式設置的支承凸部45的位置。所述大直徑帽部36、小直徑帽部39、針型閥13以及清潔針27呈同軸狀地進行配置。在所述大直徑帽部36與針型閥13的凸緣29之間夾設有由螺旋彈簧構成的針型閥彈性部件16，所述針型閥13始終被朝向可動閥芯5的凹部18的底部19的上表面側按壓。在該方式中，由小直徑帽部39的節流孔23、大直徑帽部36的節流孔25、形成于所述節流孔23和節流孔25之間的渦流室28以及經過所述部件地插入配置的清潔針27，形成節流部11。在該方式中，具有節流孔25的大直徑帽部36和具有節流孔23的小直徑帽部39為與可動閥芯5分體的獨立的部件，通過進行改變大直徑帽部36的節流孔25的直徑和長度、小直徑帽部39的節流孔23的直徑和長度、清潔針的直徑等的各種設定能夠構成由節流孔和清潔針形成的各種各樣的節流部11，通過替換所述各種類型的節流部11，能夠提供任意的流量的恒流量閥裝置，能夠低價地應對各種各樣的流量設定等的要求，能夠顯現出成本方面的優點。其他的結構與所述參考方式相同，因此對相同的要素標以相同的標號。在該第一實施方式中，示出了將具有節流孔23的小直徑帽部39和具有節流孔25的大直徑帽部36呈同軸狀地串聯配置的方式，不過也可以適當地在大直徑帽部36和小直徑帽部39之間夾設具有節流孔的中等直徑帽部。圖9示出了本申請的第二參考方式的恒流量控制裝置A。圖9所示的第二參考方式與圖1所示的第一參考方式不同的部分為，在圖9的方式中，省略了圖1的方式中的蓋部件21和針型閥彈性部件16，而且，采用將針型閥13—體地設置于可動閥芯5的方式，并且是在底部19未設開口部的方式。
而且，在可動閥芯5設置的節流部11省略了筒狀蓋部件24和第二室側節流孔25，在可動閥芯5設有向第二室10側開口的凹部46，在所述凹部46的軸向的第一室側端部附近，與可動閥芯5 —體地設有上側面板47，在所述上側面板47設有第一室側節流孔23。清潔針27以帶游隙的配合狀態插入于所述第一室側節流孔23，與所述第一實施方式一樣，所述清潔針27的長度比第一殼體3的頂板26內表面與第二殼體9的在閥座14周圍設置的為錐狀凹部的清潔針承托部17A之間的距離稍短。除上述以外的部分與第一參考方式相同，因此對相同的部分標以相同的標號。在該方式中，主彈性部件15經可動閥芯5對針型閥13向開閥方向施力。當第一室6與第二室10的壓力差超過由主彈性部件15的作用力規定的預定的壓力差時，針型閥13與可動閥芯5 —起被朝向第二室側推壓而朝向閥座14移動，在針型閥13的周向的一部分與閥座14抵接并滑動移動來使流量節流的同時，控制成使第一室6與第二室10的壓力差成為由主彈性部件15的作用力規定的預定的壓力差，即控制成恒流量狀態。與圖2的(b)示出的狀態相同，在針型閥13的周向，在閥座14與針型閥13之間形成有微小間隙，通過該微小間隙進行流量控制，從而成為恒流量控制狀態。圖9所示的狀態為在第一室6與第二室10的壓力差小于由主彈性部件15的作用力規定的預定的壓力差的情況下，通過主彈性部件15使可動閥芯5向第一室6側移動了的狀態。在流過微小流量的同時控制成恒流量狀態的狀態與圖2的(b)或者圖6的(b)所示的狀態相同。該形態能夠適用于給水壓力急劇上升的頻度小、流體從第一室6向第二室10的流通(Cv值)比較大的情況(即，流體從第一室6向第二室10的供給比較順暢且較快的情況)，與結構簡單的程度相應地減少了部件數量，能夠低價地進行制造。除上述以外的部分與第一參考方式相同，因此對相同的部分標以相同的標號。圖10示出了本申請的第三參考方式的恒流量控制裝置A。圖10所示的第三參考方式與圖5所示的第一參考方式不同的部分為，在圖10的方式中，省略了圖5的方式中的針型閥彈性部件16，采用將針型閥13—體地設置于可動閥芯5的方式。而且，縮短了清潔針27，所述清潔針27的一端側通過壓入或者擰入或者焊接等固定于在支承凸部45設置的凹部或者內螺紋孔等中，其中所述支承凸部45設于第一殼體3，所述清潔針27的另一端部位于可動閥芯5的凹部18內而成為自由端，通過省略針型閥彈性部件16，從大直徑帽部36除去了為了支承該針型閥彈性部件16的端部而設于大直徑帽部36的截頭圓錐狀的凸部，將大直徑帽部36形成為平坦面。在該方式中，與上述各方式相同，主彈性部件15經可動閥芯5對針型閥13向開閥方向施力。當第一室6與第二室10的壓力差超過由主彈性部件15的作用力規定的預定的壓力差時，針型閥13與可動閥芯5 —起被朝向第二室側推壓而朝向閥座14移動，在針型閥13的周向的一部分與閥座14抵接并滑動移動來使流量節流的同時，控制成使第一室6與第二室10的壓力差成為由主彈性部件15的作用力規定的預定的壓力差，即控制成恒流量狀態。與圖6的(b)示出的狀態相同，在針型閥13的周向，在閥座14與針型閥13之間形成有微小間隙，通過該微小間隙進行流量控制，從而成為恒流量控制狀態。除上述以外的部分與第一實施方式相同，因此對相同的部分標以相同的標號。
圖10所示的狀態為在第一室6與第二室10的壓力差小于由主彈性部件15的作用力規定的預定的壓力差的情況下，通過主彈性部件15使可動閥芯5向第一室6側移動了的狀態。在流過微小流量的同時控制成恒流量狀態的狀態與圖2的(b)或者圖6的(b)所示的狀態相同。該形態能夠適用于給水壓力急劇上升的頻度小、流體從第一室6向第二室10的流通(Cv值)比較大的情況(即，流體從第一室6向第二室10的供給比較順暢且較快的情況)，與結構簡單的程度相應地減少了部件數量，能夠低價地進行制造。
0137] 標號說明 0138] I: 上游側流體通路; 0139] 2: 流入口 ； 0140] 3: 第一殼體； 0141] 4: 膜片； 0142] 5: 可動閥芯； 0143] 6: 第一室; 0144] 7: 下游側流體通路; 0145] 8: 吐出口 ； 0146] 9: 第二殼體； 0147] 10:第二室； 0148] 11:節流部； 0149] 12:通路； 0150] 13:針型閥； 0151] 14:閥座； 0152] 15:主彈性部件； 0153] 16:針型閥彈性部件 0154] 17:可動閥芯承托部 0155] 17A:清潔針承托部; 0156] 18:凹部; 0157] 19:底部; 0158] 20:貫通孔； 0159] 21:蓋部件； 0160] 22:小直徑凹部； 0161] 23:第一室側節流孔 0162] 24:筒狀蓋部件； 0163] 25:第二室側節流孔 0164] 26:頂板; 0165] 27:清潔針； 0166] 28:渦流室； 0167] 29:凸緣部; 0168] 30:帶階梯的凹部；
31:大直徑凹部；32:小直徑凹部；33:環狀槽；34:內螺紋；35:0 型圈；36:大直徑帽部；37:大直徑凹部；38:內螺紋；38a:小直徑凹部；39:小直徑帽部；40:底部；41:凹部；45:支承凸部；46:凹部；47:上側面板；50:底部；51:環狀階梯部。
權利要求
1.一種恒流量控制裝置，其為將流體的流量控制為預定流量的恒流量控制裝置，所述恒流量控制裝置具備: 第一室，所述第一室由第一殼體、膜片和一體安裝于所述膜片的可動閥芯形成，所述第一殼體具有供流體從上游側流體通路流入的流入口； 第二室，所述第二室由第二殼體、所述膜片和所述可動閥芯形成，所述第二殼體具有與下游側流體通路連通的吐出口； 節流部，所述節流部將所述第一室與所述第二室連通，并通過使流體流過該節流部來使得在所述第一室與所述第二室之間產生壓力差； 閥座，所述閥座與將所述第二室和下游側流體通路連通的通路相面對地設置，并且與所述可動閥芯所具備的針型閥對應地設置；以及 主彈性部件，所述主彈性部件對所述可動閥芯向所述針型閥與所述閥座開閥的方向施加預定的彈力， 所述恒流量控制裝置的特征在于， 其構成為，所述針型閥以沿與所述可動閥芯的可動方向相同的方向進退自如的方式保持于所述可動閥芯，并且所述針型閥向所述閥座方向的前進在所述可動閥芯的預定的位置被限制， 所述節流部設于所述可動閥芯， 在所述可動閥芯設置的針型閥彈性部件對所述針型閥向所述閥座方向施力， 在所述第一室與所述第二室的壓力差超過由所述主彈性部件的作用力規定的預定的壓力差的情況下，在所述針型閥緊貼地落座于所述閥座的狀態下，所述可動閥芯能夠向所述閥座方向移動至所述第二殼體所具備的可動閥芯承托部而由所述可動閥芯承托部承托，從而由所述可動閥芯承托部承托超過壓力差的部分的力， 所述節流部是通過將與所述可動閥芯的主體分體的部件組裝到所述可動閥芯的主體而形成的， 在所述可動閥芯設有與所述第二室連通的凹部， 所述針型閥的基端側軸部以能夠滑動的方式組裝于在可動閥芯設置的所述凹部的底部， 所述針型閥彈性部件的與所述針型閥相反的一側的端部由在所述凹部的靠第一室側一體固定于所述可動閥芯的所述節流部承托。
2.根據權利要求1所述的恒流量控制裝置，其特征在于， 所述節流部的節流孔配置在作為所述針型閥的可動方向的軸線上， 清潔針帶游隙地插入在所述節流孔中， 該清潔針的一個端部在軸向的位置受到清潔針承托部限制，所述清潔針承托部設于所述針型閥。
3.根據權利要求1或2所述的恒流量控制裝置，其特征在于， 在所述節流部以在同軸上串聯排列的方式配置有多個直徑大致相同的節流孔， 在所述多個節流孔之間設有由內徑比所述節流孔的內徑大的空間構成的渦流室，清潔針帶游隙地插入在所述渦流室及其兩側的節流孔中。
全文摘要
本發明提供一種具有性能的穩定性和高可靠性的微小流量范圍的恒流量控制裝置。在具備對可動閥芯(5)向開閥方向施力的主彈性部件(15)的恒流量控制裝置中，針型閥(13)被進退自如地保持于可動閥芯(5)，針型閥(13)向閥座方向的前進被限制在可動閥芯(5)的預定位置，節流部(11)設于可動閥芯(5)，在所述可動閥芯(5)設置的針型閥彈性部件(16)對針型閥(13)向閥座方向施力，在第一室(6)與第二室(10)的壓力差超過由主彈性部件(15)的作用力規定的預定的壓力差的情況下，在針型閥(13)緊貼地落座于閥座的狀態下可動閥芯(5)能夠向閥座方向移動至第二殼體(9)具備的可動閥芯承托部(17)，從而可動閥芯承托部(17)承受超過壓力差部分的力。
文檔編號F16K17/30GK103201546SQ20108007002
公開日2013年7月10日 申請日期2010年11月10日 優先權日2010年11月10日
發明者小島博樹, 大栗健男, 中村貴信, 鈴木高智 申請人:富士精工株式會社