流量控制閥的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種流量控制閥,其在差壓平衡式的流量控制閥中,降低從閥部件流向閥口側(cè)的流體的流動(dòng)引起的壓力對(duì)背壓室的影響,確保壓力平衡。在閥體(41)形成沉孔部(10)。在沉孔部(10)內(nèi)設(shè)置作為遮蔽部件的突起部(42)。利用突起部(42)的均壓路(42a)和閥體(41)的均壓路(41a)及貫通路(41b)將閥口(21)側(cè)與背壓室(3A)導(dǎo)通。使從閥室(1A)流向閥口(21)側(cè)的流體在沉孔部(10)內(nèi)膨脹而成為均勻的壓力,不在均壓路(42a)的閥口(21)側(cè)的開口周圍產(chǎn)生高壓。
【專利說明】流量控制閥
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及制冷循環(huán)等所使用的流量控制閥,詳細(xì)而言,涉及壓力平衡式流量控制閥。
【背景技術(shù)】
[0002]為了抵消施加于閥體的差壓力,以往的差壓平衡式流量控制閥的設(shè)計(jì)思想是,使閥體上部的受壓面積與閥口的直徑相等,并且在閥體的中央設(shè)置均壓路,利用該均壓路將閥體下部(閥口側(cè))的壓力導(dǎo)入到閥體的上部而使上部與下部為相同壓力,從而使施加于閥體的實(shí)際的差壓力抵消。作為這種流量控制閥,例如有日本特開2000 - 320711號(hào)公報(bào)(專利文獻(xiàn)I)所公開的流量控制閥。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004]專利文獻(xiàn)1:日本特開2000 - 320711號(hào)公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]發(fā)明所要解決的課題
[0006]圖10是說明以往的差壓平衡式流量控制閥的主要部分概略結(jié)構(gòu)及其問題點(diǎn)的圖。在圖10中,閥體a以上下滑動(dòng)自如的方式配設(shè)在閥導(dǎo)向件b內(nèi)。在閥室c開有閥口 d,在該閥口 d的開口部的周圍形成有閥座面e。在閥體a的中央形成有均壓路fl、f2,相對(duì)于閥體a的背壓室g與閥口 d側(cè)通過均壓路f1、f2而導(dǎo)通。在該例中,閥體a的上部的均壓室g中的閥體a的受壓面積為密封圈h滑動(dòng)接觸的閥導(dǎo)向件b的內(nèi)徑的面積。另一方面,閥口 d側(cè)的受壓面積為閥體a與閥座面e抵接的密封部的內(nèi)徑的面積。并且,這兩受壓面積相等。從一次側(cè)流入的流體從作為閥座面e與閥體41之間的縫隙的節(jié)流部流向閥口 d的二次側(cè)。此時(shí),通過使閥口 d與背壓室g為大致相同的壓力,來使施加于閥體a的差壓平衡,以減小作用于閥體a的差壓力。
[0007]但是,就實(shí)際的閥體a的下部的壓力分布而言,流體集中于閥體a的下部中央部,密度變高而壓力變高。由于均壓路fl的開口部處于閥體a的下端中央,因此該高的壓力被導(dǎo)入閥體a的上部的背壓室g。另一方面,閥體a的下部中央部以外的大部分的壓力比下部中央部低。例如,如圖10所示,閥室c的流體雖然為高壓(高),但通過了節(jié)流部的流體的壓力下降。但是,流體集中于閥體a的下部中央部而密度增加,從而壓力增加。因此,該下部中央部的壓力比下部中央部附近以外的大部分的壓力高,而且,成為比從一次側(cè)流入的流體的壓力低的壓力的中壓(中)。由于背壓室g通過均壓路f 1、f2而與該下部中央附近導(dǎo)通,因此該背壓室g也成為與閥體a的下部中央部大致相同的中壓(中)。即閥體a的下部的大部分為低壓(低),但背壓室g也為與閥體a的下部中央部大致相同的中壓(中),因此在閥體a的上部和下部產(chǎn)生差壓,由此存在為了驅(qū)動(dòng)閥體a而需要大的驅(qū)動(dòng)力之類的問題。這樣,在以往的流量控制閥中,在無法充分地取得差壓平衡這點(diǎn)尚有改進(jìn)的余地。
[0008]本發(fā)明的課題在于,在差壓平衡式的流量控制閥中,降低從閥部件流向閥口側(cè)的流體的流動(dòng)引起的壓力對(duì)背壓室的影響,確保壓力平衡。
[0009]用于解決課題的方法
[0010]方案I的流量控制閥具備配設(shè)在閥殼內(nèi)的圓筒形狀的閥導(dǎo)向件、和以能夠滑動(dòng)的方式配設(shè)在上述閥導(dǎo)向件內(nèi)并且對(duì)由閥座劃定的閥口進(jìn)行開閉的閥部件,使上述閥部件沿軸線方向移動(dòng)而利用上述閥部件對(duì)上述閥口進(jìn)行開閉,并且利用均壓路將相對(duì)于上述閥部件的背壓室與上述閥口側(cè)導(dǎo)通,取得該背壓室的流體壓力與閥口的流體壓力的壓力平衡,上述流量控制閥的特征在于,在閥部件設(shè)置向上述閥口側(cè)開口的沉孔部,并且在沉孔部的中央設(shè)置與上述閥口對(duì)置的遮蔽部件。
[0011]方案2的流量控制閥根據(jù)方案I所述的流量控制閥,其特征在于,上述遮蔽部件為設(shè)置在上述沉孔部的圓柱狀的突起部,在該突起部的側(cè)面設(shè)有用于使上述均壓路與上述沉孔部導(dǎo)通的貫通孔。
[0012]方案3的流量控制閥根據(jù)方案I或2所述的流量控制閥,其特征在于,上述遮蔽部件為設(shè)置在上述沉孔部的圓柱狀的突起部,該突起的上述閥口側(cè)的端部在軸線方向上位于與上述閥部件的密封部相同程度的位置、或者位于比該密封部更靠上述閥口側(cè)的位置。
[0013]本發(fā)明的效果如下。
[0014]根據(jù)方案I的流量控制閥,從閥部件流向閥口側(cè)的流體在沉孔部膨脹而使流體的速度分布大致恒定。因此,沉孔部及閥口的流體壓力變得大致均勻,能夠充分確保與利用均壓路導(dǎo)通的背壓室的壓力的壓力平衡,并且在使流體從閥口向閥室側(cè)流動(dòng)時(shí),流體利用遮蔽部件流向避開沉孔部的方向,因此能夠確保流量。
[0015]根據(jù)方案2的流量控制閥,除了方案I的效果以外,由于閥口側(cè)的壓力經(jīng)由沉孔部、貫通孔及均壓路而導(dǎo)入背壓室,因此不需要在突起部的閥口側(cè)的端部設(shè)置均壓路的開口,能夠在該端部設(shè)置錐形面等,在使流體從閥口向閥室流動(dòng)時(shí),能夠利用錐形面進(jìn)一步促進(jìn)流體流向避開沉孔部的方向。
[0016]根據(jù)方案3的流量控制閥,除了方案I或2的效果以外,由于作為遮蔽部件的突起部的閥口側(cè)的端部在軸線方向上位于與閥部件的密封部相同程度的位置、或者位于比該密封部更靠上述閥口側(cè)的位置,因此在使流體從閥口向閥室流動(dòng)時(shí),流體進(jìn)一步流向避開沉孔部的方向。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明的實(shí)施方式的流量控制閥的閉閥狀態(tài)的縱向剖視圖。
[0018]圖2是說明實(shí)施方式中的沉孔部的作用效果的圖。
[0019]圖3是說明實(shí)施方式中的突起部(遮蔽部件)的作用效果的圖。
[0020]圖4是表示實(shí)施方式中的閥部件的第2實(shí)施例的圖。
[0021]圖5是表示實(shí)施方式中的閥部件的第3實(shí)施例的圖。
[0022]圖6是表示實(shí)施方式中的閥部件的第4實(shí)施例的圖。
[0023]圖7是表示實(shí)施方式中的閥座部件和閥體的第5實(shí)施例的圖。
[0024]圖8是表示實(shí)施方式中的閥座部件和閥體的第6實(shí)施例的圖。
[0025]圖9是表示實(shí)施方式中的閥部件的第7實(shí)施例的圖。
[0026]圖10是說明以往的差壓平衡式的流量控制閥的主要部分概略結(jié)構(gòu)及其問題點(diǎn)的圖。
[0027]圖中:
[0028]I—閥殼,IA —閥室,11—接頭管,12—接頭管,2—閥座部件,21—閥口,22—落座面,3—閥導(dǎo)向件,3A—背壓室,4一閥部件,41—閥體,41a—均壓路,41b—貫通孔,41c—密封部,42—突起部(遮蔽部件),42a—均壓路,42b—錐形面,10—沉孔部,43—突起部,43a—均壓路,43c一貫通孔,44一突起部,44a—均壓路,44c一貫通路,44b一維形面,45—突起部,45a—均壓路,45c—貫通孔,45b—錐形面,8—閥座部件,82—落座面,46 —閥體,46a—均壓路,46b一維形面,47—突起部,47b—維形面,9一閥座部件,91一閥口,92一落座面,48—閥體,48a—均壓路,48c—密封部,50—遮蔽板,50b—遮蔽部件,50d—遮蔽部件。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下,參照附圖對(duì)本發(fā)明的流量控制閥的實(shí)施方式進(jìn)行說明。圖1是實(shí)施方式的流量控制閥的閉閥狀態(tài)的縱向剖視圖。此外,在以下的說明中的“上下”的概念與圖1的圖中的上下對(duì)應(yīng)。該實(shí)施方式的流量控制閥具有圓筒形狀的閥殼1,在閥殼I形成有圓筒狀的閥室1A。另外,在閥殼I安裝有從側(cè)面?zhèn)冗B通到閥室IA的接頭管11,并且在下端部安裝有閥座部件2。在閥座部件2的中央形成有圓形的閥口 21,并且在閥口 21的開口周圍形成有研缽狀的落座面22。另外,在閥座部件2,以與閥口 21連通的方式沿閥室IA的軸線L方向安裝有接頭管12。
[0030]在閥室IA內(nèi)配設(shè)有從閥殼I的上端的小徑部Ia內(nèi)插入的中空?qǐng)A筒狀的閥導(dǎo)向件3,在該閥導(dǎo)向件3內(nèi),以能夠沿軸線方向滑動(dòng)的方式配設(shè)有閥部件4。閥部件4容納在閥導(dǎo)向件3內(nèi),能夠以活塞狀移動(dòng),通過閥部件4容納在閥導(dǎo)向件3內(nèi),從而劃分了閥導(dǎo)向件3的內(nèi)空間,在閥導(dǎo)向件3內(nèi)形成相對(duì)于閥部件4的背壓室3A。
[0031]閥部件4具有閥體41和作為“遮蔽部件”的突起部42。閥體41包括:具有外徑與閥導(dǎo)向件3的內(nèi)徑相同的外徑的圓筒形狀的閥體主體部41A ;直徑比閥體主體部41A小的中徑凸臺(tái)部41B ;以及直徑比中徑凸臺(tái)部41B小的小徑凸臺(tái)部41C。
[0032]在閥體主體部41A形成有利用從閥座部件2側(cè)進(jìn)行的切削而形成有呈圓柱空間的沉孔部10。在閥體41和突起部42的中心分別形成有均壓路41a、42a。另外,閥體41的均壓路41a通過形成于小徑凸臺(tái)部41C的貫通孔41b而與背壓室3A導(dǎo)通。突起部42固定在沉孔部10的底部,其下端部比閥體主體部41A的下端的密封部41c更向閥口 21側(cè)突出。另夕卜,在突起部42的閥口 21側(cè)的端部形成有錐形面42b。在閥體41的中徑凸臺(tái)部41B裝配有作為密封部件的碗型密封圈4a,該密封圈4a對(duì)該閥部件4的周面與閥導(dǎo)向件3的導(dǎo)向面之間進(jìn)行密封,閥部件4在閥導(dǎo)向件3內(nèi)移動(dòng)時(shí),在閥導(dǎo)向件3內(nèi)滑動(dòng)。閥部件4的上部的背壓室3A中的閥部件4的受壓面積為密封圈4a的外徑的面積(背壓室3A的內(nèi)徑的面積),另一方面,閥口 21側(cè)的受壓面積為閥部件4的密封部41c的外徑的面積。并且,該背壓室3A的內(nèi)徑的面積與密封部41c的內(nèi)徑的面積相等。
[0033]在閥導(dǎo)向件3的上部通過固定金屬零件51固定有支撐部件5。在支撐部件5形成有在軸L方向上較長(zhǎng)的導(dǎo)向孔52,圓筒狀的閥架6以能夠在軸L方向滑動(dòng)的方式插通于導(dǎo)向孔52。閥架6與閥室IA同軸安裝,在該閥架6的下端部固定有閥體41的小徑凸臺(tái)部41C。
[0034]另外,閥架6與步進(jìn)馬達(dá)7的轉(zhuǎn)子軸71配合。即、在轉(zhuǎn)子軸71的下端部一體形成有凸緣部71a,該凸緣部71a與閥架6的上端部一起夾住墊圈62,該轉(zhuǎn)子軸71的下端部在閥架6的上端部以能夠旋轉(zhuǎn)的方式配合。通過該配合,閥架6以通過轉(zhuǎn)子軸71能夠旋轉(zhuǎn)的懸掛狀態(tài)被支撐。另外,在閥架6內(nèi)以能夠沿軸L方向移動(dòng)的方式設(shè)有彈簧支架63,在彈簧支架63與閥體41的小徑凸臺(tái)部41C之間,以施加規(guī)定的載荷的狀態(tài)安裝有壓縮螺旋彈簧64。由此,彈簧支架63被施加向上側(cè)的力而與轉(zhuǎn)子軸71的下端部抵接配合。在轉(zhuǎn)子軸71形成有外螺紋部71b,該外螺紋部71b與形成于支撐部件5的內(nèi)螺紋部5a螺紋結(jié)合。由此,轉(zhuǎn)子軸71伴隨旋轉(zhuǎn)而在軸線L方向移動(dòng)。
[0035]在閥導(dǎo)向件3的上端,通過焊接等氣密性地固定有步進(jìn)馬達(dá)7的殼體72。在殼體72內(nèi)以能夠旋轉(zhuǎn)的方式安裝有將外周部磁化為多極的磁性轉(zhuǎn)子73,在該磁性轉(zhuǎn)子73上固定有轉(zhuǎn)子軸71。此外,在殼體72的頂部設(shè)有限制磁性轉(zhuǎn)子73的旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)限位機(jī)構(gòu)74。另外,在殼體72的外周配設(shè)有定子線圈75,通過向定子線圈75給與脈沖信號(hào)而步進(jìn)馬達(dá)7根據(jù)該脈沖數(shù)使磁性轉(zhuǎn)子73旋轉(zhuǎn)。并且,與磁性轉(zhuǎn)子73 —體的轉(zhuǎn)子軸71通過該磁性轉(zhuǎn)子73的旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn),借助于伴隨該旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子軸71在軸L方向的移動(dòng),閥部件4與閥架6 —起在軸L方向移動(dòng)。
[0036]根據(jù)以上的結(jié)構(gòu),利用步進(jìn)馬達(dá)7的驅(qū)動(dòng),閥部件4在軸L方向移動(dòng),閥部件4被閥導(dǎo)向件3引導(dǎo)而相對(duì)于閥座部件2的落座面22離座/落座。由此,對(duì)閥口 21進(jìn)行開閉。與由該閥部件4的密封部41c與閥座部件2的落座面22的距離決定的閥開度相應(yīng)地控制制冷劑流量。在流體(制冷劑)進(jìn)行從接頭管11流入并從接頭管12流出的第一流動(dòng)時(shí),閥口 21側(cè)的低壓經(jīng)由均壓路42a、41a及貫通孔41b被導(dǎo)入背壓室3A。另外,在流體(制冷劑)進(jìn)行從接頭管12流入并從接頭管11流出的第二流動(dòng)時(shí),閥口 21側(cè)的高壓經(jīng)由均壓路42a、41a及貫通孔41b被導(dǎo)入背壓室3A。
[0037]圖2是說明實(shí)施方式中的沉孔部10的作用效果的圖。圖2表示流體從接頭管11流入并從接頭管12流出的第一流動(dòng)的狀態(tài)。此時(shí)流入到閥室IA的流體如圖中箭頭所示,在閥體41的密封部41c與落座面22之間的縫隙被節(jié)流,該節(jié)流后的流體在沉孔部10內(nèi)膨脹而失去氣勢(shì)。因此,閥口 21及沉孔部10內(nèi)的壓力成為大致均勻的低壓,保持與經(jīng)由均壓路41a、42a及貫通孔41b而導(dǎo)通的背壓室3A的低壓的壓力平衡。
[0038]圖3是說明實(shí)施方式中的突起部42 (遮蔽部件)的作用效果的圖。圖23表示流體從接頭管12流入并從接頭管11流出的第二流動(dòng)的狀態(tài)。此時(shí)從閥口 21流入的流體如圖中箭頭所示,容易按照突起部42的錐形面42b流向密封部41c與落座面22的開放部分?;蛘撸黧w在突起部42的錐形面42b彈回,阻止了向沉孔部10內(nèi)的流動(dòng)。因此,沉孔部10不會(huì)阻礙流體的流動(dòng),能夠抑制壓力損失,得到充足的流量。
[0039]以上說明的閥部件4為第I實(shí)施例。以下對(duì)閥部件4的其他實(shí)施例進(jìn)行說明。此夕卜,對(duì)于各實(shí)施例中相同的部件、相同的要素標(biāo)注相同符號(hào)而省略重復(fù)的說明。
[0040]圖4是表示閥部件4的第2實(shí)施例的圖。在該第2實(shí)施例中,相對(duì)于閥體41,在沉孔部10的底部緊固有作為“遮蔽部件”的突起部43。突起部43的下端部比閥體主體部41A的下端的密封部41c更向閥口 21側(cè)突出。另外,在突起部43的閥口 21側(cè)的端部形成有錐形面43b。
[0041]在突起部43的中心形成有與閥體41的均壓路41a導(dǎo)通且延伸至該突起部43的中間的均壓路43a。另外,在突起部43的側(cè)面形成有將均壓路43a與沉孔部10導(dǎo)通的貫通孔43c。由此,沉孔部10經(jīng)由貫通孔43c、均壓路43a、均壓路41a以及貫通孔41b而與背壓室3A導(dǎo)通。
[0042]在該第2實(shí)施例中,在突起部43的閥口 21側(cè)的端部沒有均壓路的開口,因此相比上述圖3中說明的第二流動(dòng)時(shí)的第I實(shí)施例的錐形面42b的作用效果,該第2實(shí)施例的錐形面43b可得到更高的作用效果。
[0043]圖5是表示閥部件4的第3實(shí)施例的圖。該第3實(shí)施例與第2實(shí)施例的不同之處在于,為了將形成于突起部44的均壓路44a與沉孔部10導(dǎo)通而形成一個(gè)貫通路44c。錐形面44b的作用效果與第2實(shí)施例相同。
[0044]圖6是表示閥部件4的第4實(shí)施例的圖。該第4實(shí)施例與第I實(shí)施例的不同之處在于,相對(duì)于突起部45,形成將均壓路45a與沉孔部10直接導(dǎo)通的貫通孔45c。錐形面45b的作用效果與第I實(shí)施例相同。
[0045]圖7的第5實(shí)施例和圖8的第6實(shí)施例是閥座部件和閥體的變形例。在圖7的第
5實(shí)施例中,使閥座部件8的落座面82做成平坦?fàn)?,在閥體46的端部形成錐形面46b。通過閥體46的錐形面46b相對(duì)于閥口 81的開口邊緣接近或離開,來對(duì)閥口 81進(jìn)行關(guān)閉/打開。在該例中,閥口 81的直徑與閥體46的軸部46c的直徑、即與配設(shè)于閥導(dǎo)向件3內(nèi)的上述第I實(shí)施例相同的未圖示的密封圈的外徑相同,由此取得壓力平衡。在閥體46形成有沉孔部10,在該沉孔部10的底部固定有突起部47。在閥體46和突起部47分別形成有均壓路46a、47a。突起部47與第I實(shí)施例的突起部42的不同之處在于大小不同,閥口 81側(cè)的端部的錐形面47b的作用效果比第I實(shí)施例小。但是,閥體46的錐形面46b所起的作用將彌補(bǔ)其作用效果。
[0046]在圖8的第6實(shí)施例中,在閥座部件9的閥口 91的外周面形成圓錐臺(tái)狀的落座面92,通過使閥體48的閥座部件9側(cè)的端部的密封部48c相對(duì)于落座面92接近或離開,來對(duì)閥口 91進(jìn)行關(guān)閉/打開。在該例中,密封部48c的直徑與閥體48的軸部48b的直徑、即與配設(shè)于閥導(dǎo)向件3內(nèi)的上述第I實(shí)施例相同的未圖示密封圈的外徑相同,由此取得壓力平衡。在閥體48形成有沉孔部10,在該沉孔部10的底部固定有與第4實(shí)施例相同的突起部45。錐形面45b的作用效果與第4實(shí)施例相同。另外,在閥體48形成有與突起部45的均壓路45a導(dǎo)通的均壓路48a。
[0047]圖9是表示閥部件4的第7實(shí)施例的圖。在第I實(shí)施例中說明了“遮蔽部件”為突起部42的例子,但在該第7實(shí)施例中,閥部件4具備遮蔽板50。遮蔽板50在閥體41的沉孔部10內(nèi)嵌入閥體41的閥口 21側(cè)的端部。如圖9 (B)所示,該遮蔽板30在四個(gè)部位形成有扇形的開口 50a,在中央形成有遮蔽部件50b。另外,如圖9 (C)所示,同樣的遮蔽板也可以在四個(gè)部位形成圓形的開口 50c。該情況下,也在中央形成遮蔽部件50d。在第二流動(dòng)時(shí),這些遮蔽部件50b、50d都使從閥口 21流入的流體容易流向密封部41c與落座面22的開放部分,可得到與上述圖3中說明的錐形面42b大致相同的作用效果。作為該第7實(shí)施例的變形例,也可以在遮蔽部件50b、50d設(shè)置如實(shí)施例1至第6實(shí)施例那樣的、閥口 21側(cè)的端部處于比密封部41c更向閥口 21側(cè)突出的位置的突起。
[0048]此外,在以上的第2至第7實(shí)施例中,第一流動(dòng)時(shí)的沉孔部10的作用效果都與第I實(shí)施例相同。
【權(quán)利要求】
1.一種流量控制閥,具備配設(shè)在閥殼內(nèi)的圓筒形狀的閥導(dǎo)向件、和以能夠滑動(dòng)的方式配設(shè)在上述閥導(dǎo)向件內(nèi)并且對(duì)由閥座劃定的閥口進(jìn)行開閉的閥部件,使上述閥部件沿軸線方向移動(dòng)而利用上述閥部件對(duì)上述閥口進(jìn)行開閉,并且利用均壓路將相對(duì)于上述閥部件的背壓室與上述閥口側(cè)導(dǎo)通,取得該背壓室的流體壓力與閥口的流體壓力的壓力平衡, 上述流量控制閥的特征在于, 在閥部件設(shè)置向上述閥口側(cè)開口的沉孔部,并且在沉孔部的中央設(shè)置與上述閥口對(duì)置的遮蔽部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的流量控制閥,其特征在于, 上述遮蔽部件為設(shè)置在上述沉孔部的圓柱狀的突起部,在該突起部的側(cè)面設(shè)有用于使上述均壓路與上述沉孔部導(dǎo)通的貫通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的流量控制閥,其特征在于, 上述遮蔽部件為設(shè)置在上述沉孔部的圓柱狀的突起部,該突起的上述閥口側(cè)的端部在軸線方向上位于與上述閥部件的密封部相同程度的位置、或者位于比該密封部更靠上述閥口側(cè)的位置。
【文檔編號(hào)】F16K1/36GK104074990SQ201410126487
【公開日】2014年10月1日 申請(qǐng)日期:2014年3月31日 優(yōu)先權(quán)日:2013年3月29日
【發(fā)明者】日下直樹, 牛木康文 申請(qǐng)人:株式會(huì)社鷺宮制作所