JP7649276B2 - Fluid Control Valve - Google Patents
Fluid Control Valve Download PDFInfo
- Publication number
- JP7649276B2 JP7649276B2 JP2022099644A JP2022099644A JP7649276B2 JP 7649276 B2 JP7649276 B2 JP 7649276B2 JP 2022099644 A JP2022099644 A JP 2022099644A JP 2022099644 A JP2022099644 A JP 2022099644A JP 7649276 B2 JP7649276 B2 JP 7649276B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fluid control
- control valve
- valve
- actuator
- piston
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Fluid-Driven Valves (AREA)
Description
本発明は、弁体が弁座に当接または離間することにより流体を制御する流体制御バルブに関する。 The present invention relates to a fluid control valve that controls a fluid by moving a valve body into or out of contact with a valve seat.
弁体が弁座に当接または離間することにより流体を制御する流体制御バルブが知られている。流体制御バルブは、弁体に連結されるアクチュエータと、弁座が設けられたバルブボディとを備え、アクチュエータとバルブボディとが取付ボルトを用いて連結されている。流体制御バルブには、アクチュエータが動作しない場合に、弁体が弁座にシールして流路を遮断するノーマルクローズタイプのバルブがある。ノーマルクローズタイプの流体制御バルブは、アクチュエータが、弁体を弁座にシールさせるためのシール荷重を発生する圧縮バネを内蔵している。 Fluid control valves are known that control fluid by bringing a valve disc into contact with or away from a valve seat. The fluid control valve comprises an actuator connected to the valve disc, and a valve body with a valve seat, and the actuator and valve body are connected using a mounting bolt. Fluid control valves include normally closed type valves in which the valve disc seals against the valve seat to block the flow path when the actuator does not operate. In normally closed type fluid control valves, the actuator has a built-in compression spring that generates a sealing load to seal the valve disc against the valve seat.
流体制御バルブは、例えば、不純物の混入防止や衛生管理などのため、定期的に弁体の交換や流路の清掃などのメンテナンスが実施される。メンテナンス時には、バルブボディとアクチュエータとを分離するために取付ボルトを取り外したり、バルブボディとアクチュエータとを連結するために取付ボルトを締結したりする。ノーマルクローズタイプの流体制御バルブは、弁閉時に流路を完全に遮断できるように圧縮バネのバネ力が強く設定されている。取付ボルトの締結部分には、その圧縮バネの荷重が作用する。そのため、取付ボルトを取り外してバルブボディとアクチュエータとを分離する場合、取付ボルトの締結部分が圧縮バネの荷重によって焼き付いたり、破損したりすることがあった。また、取付ボルトを用いてバルブボディとアクチュエータとを連結する場合、圧縮バネに抗して取付ボルトを締結しなければならず、取付ボルトの締結に必要なトルクが大きくなってしまっていた。 For example, to prevent the intrusion of impurities and for sanitation management, fluid control valves undergo periodic maintenance such as replacing the valve body and cleaning the flow path. During maintenance, the mounting bolts are removed to separate the valve body from the actuator, and the mounting bolts are tightened to connect the valve body to the actuator. In normally closed type fluid control valves, the spring force of the compression spring is set strong so that the flow path is completely blocked when the valve is closed. The load of the compression spring acts on the fastening part of the mounting bolt. Therefore, when removing the mounting bolt to separate the valve body from the actuator, the fastening part of the mounting bolt may be burned or damaged by the load of the compression spring. In addition, when connecting the valve body and the actuator using the mounting bolt, the mounting bolt must be tightened against the compression spring, which increases the torque required to tighten the mounting bolt.
そこで、従来、ノーマルクローズタイプの流体制御バルブは、アクチュエータに弁開動作させた状態で、取付ボルトを着脱していた。これによれば、取付ボルトの締結部分に作用する圧縮バネの荷重を軽減できるが、取付ボルトを着脱する度にアクチュエータに弁開動作させなければならず、手間だった。 Conventionally, normally closed type fluid control valves have had their mounting bolts removed with the actuator in the valve open position. This reduces the load of the compression spring acting on the fastening portion of the mounting bolt, but it is time-consuming because the actuator must be made to open the valve every time the mounting bolt is removed or replaced.
上述した課題の解決を目的としてなされた流体制御バルブは、(1)弁座を備えるバルブボディと、前記弁座に当接または離間する弁体と、前記弁体と連結され、前記弁体を弁座方向に付勢する圧縮バネを内蔵するアクチュエータと、前記バルブボディを前記アクチュエータに取り付ける複数の取付ボルトと、を備える流体制御バルブにおいて、手動操作可能であって、前記複数の取付ボルトを着脱する場合に前記アクチュエータの動作を制限するストッパ機構を有する、ように構成されている。 The fluid control valve that has been developed to solve the above-mentioned problems is (1) a fluid control valve that includes a valve body with a valve seat, a valve element that abuts against or moves away from the valve seat, an actuator that is connected to the valve element and has a built-in compression spring that urges the valve element toward the valve seat, and a number of mounting bolts that attach the valve body to the actuator, and is configured to be manually operable and to have a stopper mechanism that limits the operation of the actuator when the number of mounting bolts are attached or detached.
上記構成の流体制御バルブは、取付ボルトを脱着する場合、圧縮バネの荷重を軽減するためにアクチュエータに弁開動作させなくても、ストッパ機構がアクチュエータの動作を制限する。これにより、取付ボルトを脱着する際に取付ボルトの締結部分に作用する圧縮バネの荷重が、軽減される。そのため、取付ボルトを取り外してバルブボディとアクチュエータとを分離する場合に、取付ボルトの締結部分が焼き付いたり、破損したりすることを回避できる。また、取付ボルトを用いてバルブボディとアクチュエータとを連結する場合に、圧縮バネに抗して取付ボルトを締結する必要がなく、取付ボルトの締結に必要なトルクを小さくできる。よって、上記構成によれば、取付ボルトを用いてバルブボディがアクチュエータに取り付けられるノーマルクローズタイプの流体制御バルブにおいて、アクチュエータを動作させなくても取付ボルトの着脱を容易に行うことがきる。 In the fluid control valve of the above configuration, when the mounting bolt is attached or detached, the stopper mechanism limits the operation of the actuator without the actuator being operated to open the valve in order to reduce the load of the compression spring. This reduces the load of the compression spring acting on the fastening part of the mounting bolt when the mounting bolt is attached or detached. Therefore, when the mounting bolt is removed to separate the valve body and the actuator, the fastening part of the mounting bolt can be prevented from burning or being damaged. In addition, when the valve body and the actuator are connected using the mounting bolt, there is no need to fasten the mounting bolt against the compression spring, and the torque required to fasten the mounting bolt can be reduced. Therefore, according to the above configuration, in a normally closed type fluid control valve in which the valve body is attached to the actuator using the mounting bolt, the mounting bolt can be easily attached and detached without operating the actuator.
(2)(1)に記載する流体制御バルブにおいて、前記アクチュエータの外部に露出し、前記アクチュエータの動作に応じて変位するインジケータを有し、前記ストッパ機構は、前記インジケータに取り付けられ、前記アクチュエータに係止されるストッパ部材と、前記ストッパ部材と前記インジケータとの間に設けられ、前記ストッパ部材の位置を調節するネジ部と、を有する、ことが好ましい。 (2) In the fluid control valve described in (1), it is preferable that the valve has an indicator that is exposed to the outside of the actuator and displaces in response to the operation of the actuator, and the stopper mechanism has a stopper member that is attached to the indicator and engages with the actuator, and a screw portion that is provided between the stopper member and the indicator and adjusts the position of the stopper member.
上記構成の流体制御バルブは、ストッパ部材がアクチュエータの動作を制限する位置をネジ部によって調節できるので、コンパクトな構造でネジ機構を設けることができる。 The fluid control valve with the above configuration allows the screw mechanism to be provided in a compact structure because the position at which the stopper member limits the actuator movement can be adjusted by the screw portion.
(3)(2)に記載する流体制御バルブにおいて、前記ストッパ機構は、前記ストッパ部材の位置を固定する固定部材を有する、ことが好ましい。 (3) In the fluid control valve described in (2), it is preferable that the stopper mechanism has a fixing member that fixes the position of the stopper member.
上記構成の流体制御バルブは、例えば、流体制御バルブの開閉動作時の振動によって、ストッパ部材の位置がずれることを抑制できる。 The fluid control valve of the above configuration can, for example, prevent the position of the stopper member from shifting due to vibrations that occur when the fluid control valve is opened or closed.
(4)(2)または(3)に記載する流体制御バルブにおいて、前記流体制御バルブの弁閉時に、前記ストッパ部材と前記アクチュエータとの間に隙間が形成されている、ことが好ましい。 (4) In the fluid control valve described in (2) or (3), it is preferable that a gap is formed between the stopper member and the actuator when the fluid control valve is closed.
上記構成の流体制御バルブは、弁閉時に、ストッパ部材とアクチュエータとの間に隙間が形成されているので、ストッパ機構が流体制御バルブの弁閉時のシール性能を損なうことがない。 When the fluid control valve of the above configuration is closed, a gap is formed between the stopper member and the actuator, so the stopper mechanism does not impair the sealing performance of the fluid control valve when the valve is closed.
(5)(4)に記載する流体制御バルブにおいて、前記隙間の間隔を管理する隙間管理機構を有する、ことが好ましい。 (5) In the fluid control valve described in (4), it is preferable to have a gap management mechanism that manages the gap size.
上記構成の流体制御バルブは、例えば流体制御バルブを組み立てる場合に、隙間の間隔を誰でも簡単に調整することができる。 The fluid control valve with the above configuration allows anyone to easily adjust the gap when assembling the fluid control valve, for example.
(6)(1)から(5)の何れか1つに記載する流体制御バルブにおいて、前記弁座は、前記バルブボディに形成された流路を横断するように設けられたシール面により設けられ、前記弁体は、前記アクチュエータの動作に応じて変形して前記シール面に当接または離間する変形部と、前記変形部の外縁部に沿って平坦に設けられ、前記取付ボルトが挿通される挿通穴を複数備えるフラット部と、を有するダイアフラムであり、前記アクチュエータは、前記フラット部の一方の面に面接触し、前記取付ボルトが締結される雌ねじ穴を複数備える第1フランジ部を有し、前記バルブボディは、前記フラット部の他方の面に面接触し、前記取付ボルトが貫通する貫通穴を複数備える第2フランジ部を有する、ことが好ましい。 (6) In the fluid control valve described in any one of (1) to (5), the valve seat is provided by a seal surface provided to cross the flow path formed in the valve body, and the valve body is a diaphragm having a deformation portion that deforms in response to the operation of the actuator to abut against or move away from the seal surface, and a flat portion that is provided flat along the outer edge of the deformation portion and has a plurality of insertion holes through which the mounting bolt is inserted, and the actuator has a first flange portion that is in surface contact with one surface of the flat portion and has a plurality of female threaded holes through which the mounting bolt is fastened, and the valve body has a second flange portion that is in surface contact with the other surface of the flat portion and has a plurality of through holes through which the mounting bolt passes.
上記構成の流体制御バルブは、ダイアフラムのフラット部がアクチュエータの第1フランジ部とバルブボディの第2フランジ部との間で押し潰されてシールし、流路を横切るように設けられたシール面にダイアフラムの変形部を当接または離間させるウエア形ダイアフラムバルブである。このような流体制御バルブは、ダイアフラムの交換を行いやすいようにストッパ機構を手動操作してアクチュエータの動作を制限することができ、便利である。 The fluid control valve of the above configuration is a wear-type diaphragm valve in which the flat portion of the diaphragm is crushed between the first flange portion of the actuator and the second flange portion of the valve body to form a seal, and the deformed portion of the diaphragm is brought into contact with or separated from a sealing surface provided across the flow path. This type of fluid control valve is convenient because the stopper mechanism can be manually operated to limit the operation of the actuator to make it easier to replace the diaphragm.
本明細書において開示する技術によれば、取付ボルトを用いてバルブボディがアクチュエータに取り付けられるノーマルクローズタイプの流体制御バルブにおいて、アクチュエータを動作させなくても取付ボルトの着脱を容易に行うことがきる。技術を実現することができる。 The technology disclosed in this specification makes it possible to easily attach and detach the mounting bolts in a normally closed type fluid control valve in which the valve body is attached to the actuator using the mounting bolts without operating the actuator.
以下、本明細書にて開示する技術について図面に基づいて説明する。本明細書において開示する技術は、取付ボルトを用いてバルブボディとアクチュエータとが連結されるノーマルクローズタイプの流体制御バルブに適用される。 The technology disclosed in this specification is explained below with reference to the drawings. The technology disclosed in this specification is applied to a normally closed type fluid control valve in which the valve body and the actuator are connected using a mounting bolt.
図1は、流体制御バルブ1の側面図である。本実施形態の流体制御バルブ1は、ノーマルクローズタイプのウエア形ダイアフラムバルブである。ウエア形ダイアフラムバルブは、流路を横断するように設けられたシール面にダイアフラムを当接または離間させることにより、流体を制御するバルブである。ウエア形ダイアフラムは、接液部に流体が残留しにくく、例えば、医薬品、食品、燃料電池などの製造装置に用いられている。流体制御バルブ1は、アクチュエータ2とバルブボディ3との間にダイアフラム4が配置され、アクチュエータ2とバルブボディ3とが複数の取付ボルト5を用いて連結されている。
Figure 1 is a side view of a
図2は、流体制御バルブ1の下面図である。本実施形態の流体制御バルブ1は、4本の取付ボルト5を用いてバルブボディ3がアクチュエータ2に取り付けられている。なお、取付ボルト5の数や配置は本実施形態に限定されない。
Figure 2 is a bottom view of the
図1に戻り、流体制御バルブ1は、流体制御バルブ1の動作状態を示すインジケータ73を備えている。インジケータ73には、ストッパ機構7が設けられている。ストッパ機構7は、手動操作可能であって、複数の取付ボルト5を着脱する場合にアクチュエータ2の動作を制限するものである。ストッパ機構7については後述する。
Returning to FIG. 1, the
図3は、図1のA-A断面図である。アクチュエータ2は、操作エアにより動作するエアオペレイト式の駆動装置である。アクチュエータ2は、シリンダ21と、ピストン23と、圧縮バネ26と、ピストンロッド27と、ロッドカバー28と、コンプレッサ29と、インジケータ73と、を含む。ピストン23は、シリンダ21に設けられたピストン室22に摺動可能に装填され、ピストン室22を第1室22Aと第2室22Bとに気密に区画している。
Figure 3 is a cross-sectional view taken along line A-A in Figure 1. The
図1に示すように、シリンダ21は、第1室22Aに連通するように操作ポート24が開設され、第2室22Bに連通するように呼吸穴25が開設されている。図示しない操作エア制御装置は、操作ポート24に接続され、第1室22Aに操作エアを給排気することによって第1室22Aの内圧を制御する。呼吸穴25は、大気開放され、空気が第2室22Bに自由に流出入するようにしている。
As shown in FIG. 1, the
図3に示すように、圧縮バネ26は、第2室22Bに縮設され、ピストン23をバルブボディ3側(図中下向き)に常時付勢している。アクチュエータ2は、第1室22Aの内圧と圧縮バネ26のバネ力とのバランスに応じて、ピストン23がシリンダ21内を図中上下方向に移動することができる。
As shown in FIG. 3, the
ピストン23には、ピストンロッド27とインジケータ73とが結合されている。ピストンロッド27の図中上端部には、結合ネジ20がインサート成形されている。ピストン23は、ピストンロッド27の結合ネジ20がバルブボディ3側から貫き通され、インジケータ73がバルブボディ3と反対側から結合ネジ20に螺合されることにより、ピストンロッド27とインジケータ73とが一体的に取り付けられている。
A
ピストンロッド27は、シリンダ21のバルブボディ3側に位置する端面(図中下端面)に摺動可能に挿通されている。ロッドカバー28は、筒状をなし、シリンダ21の図中下端面にネジ止めされている。ピストンロッド27の下端部は、ロッドカバー28の内部に配置されている。ロッドカバー28の内部には、コンプレッサ29が回り止めされた状態で図中上下方向に移動可能に配置されている。ピストンロッド27の下端部は、このコンプレッサ29に連結されている。コンプレッサ29のバルブボディ3側に位置する端面(図中下端面)は、バルブボディ3側に突出する球面形状をなし、ダイアフラム4と連結されている。
The
バルブボディ3は、ステンレスなどの金属により形成されている。バルブボディ3は、流路31が真っ直ぐに形成されている。バルブボディ3は、アクチュエータ2側から流路31に連通するように開口部34が設けられている。なお、流路31は真っ直ぐに形成されていなくてもよい。
The
バルブボディ3は、流路31の内部に堰部32が設けられている。堰部32は、開口部34に対応する位置に、流路31を横断するように設けられている。流路31は、堰部32によって、第1流路部31Aと第2流路部31Bとに分けられている。堰部32は、流路31内に残留する流体を減らすため、流路軸線方向に沿って切断した断面の形状が山形になるように設けられている。堰部32は、内部シール面33が頂部に設けられ、ダイアフラム4と内部シール面33との間に、第1流路部31Aと第2流路部31Bとを連通させるための空間を形成することができる。内部シール面33は、コンプレッサ29の下端面に対応して、中央部が両端部より低い位置となる円弧状に設けられている。
The
ダイアフラム4は、フッ素樹脂などの樹脂により形成され、シール性能を向上させるために、表面がゴムによってコーティングされている。ダイアフラム4は、変形部41とフラット部42とを備えている。
The
変形部41は、ドーム形をなし、バルブボディ3側に位置する頂部にシール部46が突設されている。シール部46は、直径方向に沿って真っ直ぐ設けられている。ダイアフラム4は、変形部41の中央部に、連結軸47がアクチュエータ2側に突出するようにインサート成形されている。連結軸47とコンプレッサ29は、ダイアフラム4を90°正方向に回転させることで連結され、ダイアフラム4を90°逆方向に回転させることで連結を解除されるように、構成されている。フラット部42は、変形部41の外縁部から外向きに延長して設けられ、変形部41の外縁部に沿って平坦に設けられている。
The
ダイアフラム4は、シール部46が内部シール面33と対向する状態で、フラット部42がアクチュエータ2とバルブボディ3との間で挟持されている。ダイアフラム4は、アクチュエータ2に内蔵される圧縮バネ26の荷重がコンプレッサ29、ピストンロッド27、ピストン23を介して伝達され、シール部46が内部シール面33に押し付けられてシールする。ダイアフラム4は、ピストン23の動作に応じて、変形部41が内部シール面33に当接または離間する。ダイアフラム4は弁体の一例である。内部シール面33は弁座の一例である。
The
図4および図5は、流体制御バルブ1の分解斜視図である。ダイアフラム4のフラット部42は、矩形状に設けられている。図4に示すように、フラット部42は、アクチュエータ2側に位置する面(図中上面)に、第1環状突起43が変形部41の外側に環状に設けられている。図5に示すように、フラット部42は、バルブボディ3側に位置する面(図中下面)に、第2環状突起44が変形部41の外側に環状に設けられている。フラット部42は、第1環状突起43と第2環状突起44より外側の四隅に、取付ボルト5が挿通される挿通穴45が形成されている。
Figures 4 and 5 are exploded perspective views of the
図5に示すように、アクチュエータ2のロッドカバー28は、シリンダ21と反対側に位置する端部(図中下端部)に、第1フランジ部28aが設けられている。第1フランジ部28aは、フラット部42の一方の面に面接触するように、フラット部42に対応する矩形状に設けられている。第1フランジ部28aは、バルブボディ3側に位置する面(図中下面)に、第1環状突起43が装着される第1環状溝28bが環状に形成されている。第1フランジ部28aは、第1環状溝28bより外側の四隅に、取付ボルト5が締結される雌ねじ穴28cが形成されている。
As shown in FIG. 5, the
図4に示すように、バルブボディ3は、アクチュエータ2と対向する部分に、第2フランジ部35が設けられている。第2フランジ部35の中央部には開口部34が円柱状に開設されている。第2フランジ部35は、フラット部42の他方の面に面接触するように、フラット部42に対応する矩形状に設けられている。第2フランジ部35は、アクチュエータ2側に位置する面(図中上面)に、第2環状突起44が装着される第2環状溝36が環状に形成されている。第2フランジ部35は、第2環状溝36より外側の四隅に、取付ボルト5が貫通する貫通穴37が形成されている。
As shown in FIG. 4, the
図4および図5に示すように、取付ボルト5は、それぞれ、座金6を介してバルブボディ3の貫通穴37からダイアフラム4の挿通穴45に挿通され、アクチュエータ2の雌ねじ穴28cに締結される。これにより、バルブボディ3がダイアフラム4を介してアクチュエータ2に取り付けられる。
As shown in Figures 4 and 5, the mounting
図3に示すように、流体制御バルブ1は、取付ボルト5の締め込みによって、第1フランジ部28aと第2フランジ部35との間でダイアフラム4のフラット部42を押し潰し、変形部41の外側にシール面を形成している。これにより、バルブボディ3の流路31に流通する流体が、アクチュエータ2とバルブボディ3との間から外部に漏れない。
As shown in FIG. 3, when the mounting
上述したストッパ機構7について説明する。図3および図4に示すように、ストッパ機構7は、ストッパナット71と、ロックナット72と、ネジ部74と、を含む。ストッパナット71はストッパ部材の一例である。ロックナット72は固定部材の一例である。
The above-mentioned
ネジ部74は、インジケータ73の外周面に設けられた雄ねじ部73aと、ストッパナット71の内周面に形成された雌ねじ部71aとによって構成されている。インジケータ73は、棒形状をなす。インジケータ73は、シリンダ21のバルブボディ3と反対側に位置する端面(図中上端面)に摺動可能に挿通され、上端部がアクチュエータ2の外部に露出している。インジケータ73は、下端部がピストン23に連結され、ピストン23の動作に応じて上端部の位置が変位する。つまり、インジケータ73はアクチュエータ2の動作に応じて変位する。
The threaded
図3に示すように、ストッパナット71は、ネジ部74を介して、インジケータ73に位置調節可能に取り付けられている。ストッパナット71は、インジケータ73を挿通するためにシリンダ21に形成した挿通穴より大きいサイズを有し、シリンダ21に係止されることによりアクチュエータ2の動作を制限する。
As shown in FIG. 3, the
ストッパナット71は、流体制御バルブ1の弁閉時に、シリンダ21との間に隙間Sを形成するように、位置が調節されている。隙間Sは、ストッパナット71が流体制御バルブ1の閉動作を妨げない範囲に設定されている。
The position of the
隙間Sは、ダイアフラム4やシール部46の変形を許容する範囲内で設定することが好ましい。隙間Sの間隔が、ダイアフラム4やシール部46の変形を許容する範囲の下限値より小さい値に設定された場合、圧縮バネ26による弁閉止力が十分に得られない可能性があるからである。隙間Sの間隔が、ダイアフラム4やシール部46の変形を許容する範囲の上限値を大きく超えた値に設定された場合、取付ボルト5を着脱する場合に、圧縮バネ26の荷重が取付ボルト5の締結部分に作用する範囲が広くなり、バルブの分解および組立の作業性が悪くなるからである。
It is preferable that the gap S be set within a range that allows for deformation of the
ロックナット72は、インジケータ73の雄ねじ部73aに螺合されている。ロックナット72は、ストッパナット71に当接するようにシリンダ21と反対側から雄ねじ部73aに締め込まれ、ストッパナット71が緩むことを防いでいる。つまり、ストッパナット71の位置は、ロックナット72によって固定されている。
The
図4に示すように、スペーサ8は、U字形をなす。スペーサ8は、隙間Sの間隔に応じた厚さを有し、ストッパナット71を雄ねじ部73aに締め込む際に隙間Sの間隔を管理する。なお、スペーサ8は、流体制御バルブ1の組立時にストッパナット71とシリンダ21との間に配設され、組立完了後に流体制御バルブ1から取り除く。スペーサ8は隙間管理機構の一例である。
As shown in FIG. 4, the
続いて、流体制御バルブ1の動作について説明する。本実施形態では、第1流路部31Aから第2流路部31Bへ流体が流れるものとする。図3に示すように、流体制御バルブ1は、操作エアが第1室22Aに供給されない場合、ピストン23が圧縮バネ26に付勢されてダイアフラム4のシール部46を内部シール面33にシールさせる。流路31は、第1流路部31Aと第2流路部31Bとの間で遮断され、第1流路部31Aから第2流路部31Bへ流体が流れない。
Next, the operation of the
流体制御バルブ1は、第1室22Aが操作エアを供給されると、第1室22Aの内圧と圧縮バネ26のバネ力とがバランスする位置までピストン23が上昇する。ダイアフラム4は、変形部41がコンプレッサ29、ピストンロッド27を介してピストン23に引き上げられて変形し、シール部46を内部シール面33から離間させる。流体は、シール部46と内部シール面33との間の空間を介して第1流路部31Aから第2流路部31Bへ流れる。
When the
その後、流体制御バルブ1は、第1室22Aから操作エアが排出されると、ピストン23が圧縮バネ26に付勢されて下降する。ダイアフラム4は、変形部41がコンプレッサ29、ピストンロッド27を介してピストン23に引き下げられて変形し、内部シール面33に当接する。圧縮バネ26のバネ力は、ピストン23、ピストンロッド27、コンプレッサ29を介してダイアフラム4に伝達され、シール部46が内部シール面33にシールする。これにより、流体が第1流路部31Aから第2流路部31Bへ流れなくなる。
After that, when the operating air is discharged from the
流体制御バルブ1は、上記のようにして開閉動作を繰り返すことができる。この場合、インジケータ73は、ピストン23と一体的に上下動する。つまり、インジケータ73は、アクチュエータ2のストロークに応じて、上端部の位置が変位する。よって、流体制御バルブ1の動作状態は、インジケータ73の上端部の位置に基づいて確認できる。
The
ストッパナット71は、シリンダ21との間に隙間Sを形成する位置に配置されている。そのため、ストッパナット71は、流体制御バルブ1の弁閉時のシール性能を損なわない。
The
ストッパナット71は、流体制御バルブ1が開閉動作する際に発生する振動によって移動することがある。しかし、ロックナット72が、ストッパナット71の移動を制限する。よって、流体制御バルブ1は、開閉動作を繰り返しても、ストッパナット71が初期位置からずれることなく、隙間Sの間隔を維持することができる。
The
続いて、ダイアフラム4を交換する手順について説明する。本実施形態の流体制御バルブ1について説明する前に、ストッパ機構7を備えない流体制御バルブ1Xの取付ボルト5について説明する。
Next, the procedure for replacing the
図6は、流体制御バルブ1Xの断面図である。流体制御バルブ1Xは、インジケータ73Xが雄ねじ部73aを備えず、ストッパナット71とロックナット72がインジケータ73に螺合されていない。この点が、インジケータ73に形成した雄ねじ部73aにストッパナット71とロックナット72とが螺合する本実施形態の流体制御バルブ1と相違している。なお、流体制御バルブ1Xの構成のうち、流体制御バルブ1と共通する構成については、流体制御バルブ1と同じ符号を使用する。
Figure 6 is a cross-sectional view of the
図7は、図6に示す流体制御バルブ1Xの取付ボルト5を緩めた状態を示す。流体制御バルブ1Xは、アクチュエータ2が動作せず、ダイアフラム4が内部シール面33に当接している弁閉状態において、取付ボルト5を緩める場合、圧縮バネ26が取付ボルト5の緩みに従って伸張する。流体制御バルブ1Xは、ストッパ機構7を備えないため、ピストン23がシリンダ21の内壁に係止されるまで、圧縮バネ26は伸張することができる。
Figure 7 shows the
流体制御バルブ1Xは、取付ボルト5を緩める間、圧縮バネ26のバネ力によって、ダイアフラム4が内部シール面33に押し付けられる。そのため、アクチュエータ2は、圧縮バネ26の伸張に従って、バルブボディ3から離れる方向に押し上げられる。よって、図中P1に示す取付ボルト5と雌ねじ穴28cとの締結部分には、取付ボルト5を緩める方向と逆向きに、圧縮バネ26の荷重が作用する。
In the
ノーマルクローズタイプの流体制御バルブ1Xは、弁閉時のシール荷重を得るために、圧縮バネ26のバネ力が強く設定されている。そのため、取付ボルト5の締結部分に作用する圧縮バネ26の荷重が大きい。この状態で、取付ボルト5を無理矢理回転させると、図中P1に示す螺合部分が焼き付いたり、破損したりする虞がある。
In a normally closed type
そこで、流体制御バルブ1Xは、取付ボルト5を取り外す前に、第1室22Aに操作エアを供給して、アクチュエータ2に弁開動作させる。これにより、取付ボルト5と雌ねじ穴28cとの螺合部分に圧縮バネ26の荷重が作用しなくなる。そのため、取付ボルト5は、雌ねじ穴28cとの締結部分を破損させることなく、取り外すことができる。
Therefore, before removing the mounting
バルブボディ3がアクチュエータ2から取り外されたら、流体制御バルブ1Xは、第1室22Aから操作エアが排出される。これにより、ダイアフラム4が第1フランジ部28aに押し付けられなくなる。ダイアフラム4は、90°逆方向に回転されることにより連結軸47とコンプレッサ29との連結が解除され、コンプレッサ29から取り外される。
When the
流体制御バルブ1Xは、新しいダイアフラム4が90°正方向に回転させて連結軸47をコンプレッサ29に連結させたら、アクチュエータ2の第1室22Aに操作エアを供給し、アクチュエータ2に弁開動作させる。これにより、取付ボルト5は、圧縮バネ26に抗して雌ねじ穴28cに締結する必要がなくなり、小さいトルクで雌ねじ穴28cに締結することができる。
When the
流体制御バルブ1Xは、取付ボルト5を取り外す前、あるいは、取付ボルト5を締結する前に、第1室22Aに操作エアを供給してアクチュエータ2に弁開動作させることにより、取付ボルト5の着脱を容易にしている。しかし、この方法では、取付ボルト5を着脱する度に、アクチュエータ2に操作エアを供給して弁開動作させなければならず、手間である。
The
これに対して、流体制御バルブ1は、ストッパ機構7を備えることにより、アクチュエータ2を動作させなくても、取付ボルト5の着脱を容易にしている。図8を参照して、流体制御バルブ1のダイアフラム4を交換する手順について説明する。図8は、ストッパ機構7を備える流体制御バルブ1において取付ボルト5を緩めた状態を示す。
In contrast, the
流体制御バルブ1は、取付ボルト5を緩める。取付ボルト5を緩め始めると、圧縮バネ26が伸張しようとする。しかし、ピストン23が圧縮バネ26に付勢されて隙間Sだけバルブボディ3側へ移動すると、ストッパナット71がシリンダ21に係止される。アクチュエータ2のピストン23は、インジケータ73、ストッパナット71を介してシリンダ21に係止され、バルブボディ3側へそれ以上移動できなくなる。つまり、アクチュエータ2の動作が制限される。
The
アクチュエータ2の動作が制限されると、第1室22Aに操作エアを供給しなくても、図中P2に示す取付ボルト5と雌ねじ穴28cとの螺合部分に圧縮バネ26の荷重が作用しなくなる。よって、流体制御バルブ1は、流体制御バルブ1Xのようにアクチュエータ2が操作エアを供給されて弁開動作しなくても、取付ボルト5を緩める際に、図中P2に示す取付ボルト5と雌ねじ穴28cとの螺合部分が焼き付いたり、破損したりすることを回避できる。
When the operation of the
ストッパナット71とシリンダ21との間の隙間Sの分だけ取付ボルト5を緩める間、圧縮バネ26の荷重が取付ボルト5の締結部分に作用する。しかし、隙間Sは、ダイアフラム4やシール部46の変形を許容する範囲内で設定される僅かな隙間である。そのため、取付ボルト5の締結部分は、取付ボルト5を緩め始める一瞬だけ、圧縮バネ26の荷重が作用し、取付ボルト5を緩める大半は、圧縮バネ26の荷重が作用しない。よって、流体制御バルブ1は、流体制御バルブ1Xと比べ、取付ボルト5を緩める際のトルクが小さくて済む。
While the mounting
アクチュエータ2は、取付ボルト5を緩める場合、隙間Sの分だけ、圧縮バネ26がピストン23、ピストンロッド27、コンプレッサ29を介してダイアフラム4をバルブボディ3側へ押し出す。これにより、ダイアフラム4のフラット部42とアクチュエータ2の第1フランジ部28aとの間に自動的に隙間S2が形成される。流体制御バルブ1は、隙間S2を維持した状態で、つまり、ダイアフラム4がシリンダ21の下面から突出し過ぎない状態で、取付ボルト5が取り外される。
When the mounting
流体制御バルブ1は、取付ボルト5を取り外してバルブボディ3をアクチュエータ2から分離させた後、既存のダイアフラム4をコンプレッサ29から取り外す場合、ダイアフラム4が隙間S2を介して第1フランジ部28aから分離している。よって、流体制御バルブ1は、アクチュエータ2が操作エアを排気して弁閉動作しなくても、既存のダイアフラム4を90°逆方向に回転させてコンプレッサ29から簡単に取り外し、さらに、新しいダイアフラム4を90°正方向に回転させてコンプレッサ29に簡単に取り付けることができる。
When the existing
流体制御バルブ1は、新しいダイアフラム4が取り付けられたら、新しいダイアフラム4を介してバルブボディ3の第2フランジ部35をアクチュエータ2の第1フランジ部28aに重ね合わせ、取付ボルト5をそれぞれ第2フランジ部35の貫通穴37、ダイアフラム4の挿通穴45に挿通して第1フランジ部28aの雌ねじ穴28cに締結する。
When the
流体制御バルブ1は、アクチュエータ2が操作エアを供給されて弁開動作しなくても、取付ボルト5を取り外す場合と同様に、ストッパ機構7によってアクチュエータ2の動作が制限されている。つまり、ピストン23の移動が制限され、圧縮バネ26の荷重がダイアフラム4に作用しない。取付ボルト5を雌ねじ穴28cに締結する場合に、圧縮バネ26の荷重が取付ボルト5の締結部分に作用しないので、取付ボルト5を小さいトルクで締結できる。新しいダイアフラム4は、流体制御バルブ1の組立時にシリンダ21の下面から突出し過ぎないため、バルブの組立時に別の部材に擦れるなどして傷付きにくい。これにより、ダイアフラム4の交換が完了する。
Even if the
以上説明したように、本実施形態の流体制御バルブ1は、取付ボルト5を脱着する場合、圧縮バネ26の荷重を軽減するためにアクチュエータ2に操作エアを供給して弁開動作させなくても、ストッパ機構7がアクチュエータ2の動作を制限する。これにより、取付ボルト5を脱着する際に取付ボルト5の締結部分に作用する圧縮バネ26の荷重が、軽減される。そのため、取付ボルト5を取り外してバルブボディ3とアクチュエータ2とを分離する場合に、取付ボルト5の締結部分が焼き付いたり、破損したりすることを回避できる。また、取付ボルト5を用いてバルブボディ3とアクチュエータ2とを連結する場合に、圧縮バネ26に抗して取付ボルト5を締結する必要がなく、取付ボルト5の締結に必要なトルクを小さくできる。よって、本実施形態によれば、取付ボルト5を用いてバルブボディ3がアクチュエータ2に取り付けられるノーマルクローズタイプの流体制御バルブ1において、アクチュエータ2を動作させなくても取付ボルト5の着脱を容易に行うことがきる。その結果、流体制御バルブ1の分解および組立の作業性が向上する。
As described above, in the
尚、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、色々な応用が可能である。例えば、アクチュエータ2は、エアオペレイトタイプの駆動装置に限らず、ソレノイドタイプの駆動装置であってもよい。各部材の材質は、上記実施形態に限定されず、用途等に応じて適宜変更してもよい。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be applied in various ways. For example, the
また、ストッパ機構7の手動操作方法はネジ構造に限定されない。例えば、ストッパ機構7は、トグルハンドルなどによって手動操作される構造であってもよい。トグルハンドルによりストッパ機構7を手動操作する場合、圧縮バネ26の伸張を制限する第1の位置、または、圧縮バネ26の伸張を制限しない第2の位置に、ストッパ機構7を簡単に配置することができる。ただし、ストッパ機構7がネジ構造により手動操作するようにすれば、トグルハンドルで手動操作する場合より、ストッパ機構7の構造をコンパクトにでき、さらに、アクチュエータ2の動作を制限する際に強い力を発揮しやすい。
In addition, the method of manually operating the
また、ロックナット72に代えて、ストッパナット71とインジケータ73とに固定ピンを挿通し、ストッパナット71の位置を固定してもよい。ストッパナット71の位置を固定してもよい。この場合、固定ピンが固定部材の一例となる。ストッパナット71は、ロックナット72などで位置を固定されなくてもよい。ただし、ストッパナット71の位置がロックナット72などにより固定されると、例えば、流体制御バルブ1の開閉動作時の振動によって、ストッパナット71の位置がずれることを抑制できる。
In addition, instead of the
また、隙間Sを省略し、弁閉時にストッパナット71がシリンダ21に接触するように配置されてもよい。ただし、弁閉時にストッパナット71とシリンダ21との間に隙間Sが形成されていることにより、ストッパ機構7が流体制御バルブの弁閉時のシール性能を損なうことがない。
Alternatively, the gap S may be omitted and the
また、スペーサ8に代えて、ストッパナット71の締め込み位置を示す目印をインジケータ73に設け、隙間Sの間隔を管理してもよい。これによれば、部品点数が減り、部品管理が容易になる。
Instead of the
また、スペーサ8を配置したり、インジケータ73に目印を設けたりすることにより、隙間Sの間隔を管理する隙間管理機構は、省略してもよい。ただし、スペーサ8や目印などを含む隙間管理機構を備えることにより、例えば、流体制御バルブ1を組み立てる際に隙間Sの間隔を誰でも簡単に調整することができる。
The gap management mechanism that manages the size of the gap S by placing the
また、流体制御バルブ1は、ウエア形ダイアフラムバルブに限らず、ポペット弁を内蔵するバルブや、環状に設けられた弁座にダイアフラムを当接または離間させるダイアフラムバルブであってもよい。ただし、流体制御バルブ1が、ウエア形ダイアフラムバルブである場合、ダイアフラム4の交換を行いやすいようにストッパ機構7を手動操作してアクチュエータ2の動作を制限することができ、便利である。
Furthermore, the
また、流体制御バルブ1の構造や、動作や、ダイアフラム交換などのメンテナンス作業などは、本明細書で開示する技術の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更可能であることはいうまでもない。
It goes without saying that the structure, operation, and maintenance work such as diaphragm replacement of the
1……流体制御バルブ、2……アクチュエータ、3……バルブボディ、4……ダイアフラム、5……取付ボルト、7……ストッパ機構、8……スペーサ、26……圧縮バネ、33……内部シール面、71……ストッパナット、72……ダブルナット、73……インジケータ、74……ネジ部、S……隙間 1... Fluid control valve, 2... Actuator, 3... Valve body, 4... Diaphragm, 5... Mounting bolt, 7... Stopper mechanism, 8... Spacer, 26... Compression spring, 33... Internal seal surface, 71... Stopper nut, 72... Double nut, 73... Indicator, 74... Threaded portion, S... Gap
Claims (6)
前記シリンダの外部に露出し、前記ピストンの動作に応じて変位するインジケータと、
前記インジケータに取り付けられ、前記複数の取付ボルトを着脱する場合に前記シリンダに係止され、前記ピストンの動作を制限するストッパ部材と、
前記ストッパ部材の位置を調節する位置調節機構と、
を有する、
ように構成されている流体制御バルブ。 A fluid control valve comprising: a valve body having a valve seat; a valve element abutting or separating from the valve seat ; a cylinder; a piston slidably mounted in the cylinder; a piston rod applying a driving force to the valve element in response to an operation of the piston; a compression spring urging the piston toward the valve seat; and a plurality of mounting bolts for mounting the valve body to the cylinder ,
an indicator that is exposed to the outside of the cylinder and displaces in response to the movement of the piston;
a stopper member attached to the indicator and engaged with the cylinder when the mounting bolts are being attached or detached, thereby limiting the movement of the piston ;
a position adjustment mechanism for adjusting the position of the stopper member;
having
A fluid control valve configured as follows.
前記位置調節機構は、前記ストッパ部材と前記インジケータとの間に設けられ、前記ストッパ部材の位置を調節するネジ部である、
ように構成されている流体制御バルブ。 2. The fluid control valve according to claim 1,
The position adjustment mechanism is a screw portion provided between the stopper member and the indicator and adapted to adjust the position of the stopper member .
A fluid control valve configured as follows.
前記ストッパ部材の位置を固定する固定部材を有する、
ように構成されている流体制御バルブ。 2. The fluid control valve according to claim 1 ,
A fixing member for fixing the position of the stopper member.
A fluid control valve configured as follows.
前記流体制御バルブの弁閉時に、前記ストッパ部材と前記シリンダとの間に隙間が形成されている、
ように構成されている流体制御バルブ。 2. The fluid control valve according to claim 1 ,
When the fluid control valve is closed, a gap is formed between the stopper member and the cylinder .
A fluid control valve configured as follows.
前記隙間の間隔を管理する隙間管理機構を有する、
ように構成されている流体制御バルブ。 5. The fluid control valve according to claim 4,
A gap control mechanism for controlling the gap is provided.
A fluid control valve configured as follows.
前記弁座は、前記バルブボディに形成された流路を横断するように設けられたシール面により設けられ、
前記弁体は、前記ピストンの動作に応じて変形して前記シール面に当接または離間する変形部と、前記変形部の外縁部に沿って平坦に設けられ、前記取付ボルトが挿通される挿通穴を複数備えるフラット部と、を有するダイアフラムであり、
前記シリンダは、前記フラット部の一方の面に面接触し、前記取付ボルトが締結される雌ねじ穴を複数備える第1フランジ部を有し、
前記バルブボディは、前記フラット部の他方の面に面接触し、前記取付ボルトが貫通する貫通穴を複数備える第2フランジ部を有する、
ように構成されている流体制御バルブ。 The fluid control valve according to any one of claims 1 to 5 ,
the valve seat is provided by a sealing surface provided across a flow passage formed in the valve body,
the valve body is a diaphragm having a deformable portion that deforms in response to the movement of the piston to come into contact with or separate from the seal surface, and a flat portion that is provided flat along an outer edge of the deformable portion and has a plurality of insertion holes through which the mounting bolts are inserted,
the cylinder has a first flange portion that is in surface contact with one surface of the flat portion and has a plurality of female threaded holes into which the mounting bolts are fastened;
The valve body has a second flange portion that is in surface contact with the other surface of the flat portion and has a plurality of through holes through which the mounting bolts pass.
A fluid control valve configured as follows.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022099644A JP7649276B2 (en) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | Fluid Control Valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022099644A JP7649276B2 (en) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | Fluid Control Valve |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024000756A JP2024000756A (en) | 2024-01-09 |
JP7649276B2 true JP7649276B2 (en) | 2025-03-19 |
Family
ID=89451583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2022099644A Active JP7649276B2 (en) | 2022-06-21 | 2022-06-21 | Fluid Control Valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7649276B2 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019023816A (en) | 2017-07-24 | 2019-02-14 | Ckd株式会社 | Cylinder control device and piston actuator device |
US20200378523A1 (en) | 2019-05-30 | 2020-12-03 | Trinity Industrial Corporation | Valve device |
CN113661349A (en) | 2018-04-10 | 2021-11-16 | 旭有机材株式会社 | Diaphragm valve |
-
2022
- 2022-06-21 JP JP2022099644A patent/JP7649276B2/en active Active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019023816A (en) | 2017-07-24 | 2019-02-14 | Ckd株式会社 | Cylinder control device and piston actuator device |
CN113661349A (en) | 2018-04-10 | 2021-11-16 | 旭有机材株式会社 | Diaphragm valve |
US20200378523A1 (en) | 2019-05-30 | 2020-12-03 | Trinity Industrial Corporation | Valve device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2024000756A (en) | 2024-01-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
AU2007337157B2 (en) | Apparatus to seal a shaft to a diaphragm actuator | |
US7401760B2 (en) | Vacuum regulating valve | |
EP0620391B1 (en) | High pressure diaphragm valve | |
US4763690A (en) | Leak-proof valve for gas cylinders | |
AU740396B2 (en) | Improved spring diaphragm for shut-off valves and regulators | |
KR20060007373A (en) | Valve with adjustable stop | |
RU2706868C2 (en) | Membrane actuator with adjustable actuation force | |
KR101105858B1 (en) | Vacuum valve | |
WO2012112845A1 (en) | Control valve assembly | |
US11346451B2 (en) | Nut locking coupling for actuated valve | |
JP7649276B2 (en) | Fluid Control Valve | |
US20040129907A1 (en) | Retainer lock nut for fluid pressure control device | |
US10480676B2 (en) | Valve | |
US5125622A (en) | Cylinder valve connection | |
JP2010250438A (en) | Pressure reducing valve | |
US11976733B2 (en) | Poppet and seat cartridge valve subassembly | |
US20050258390A1 (en) | Valve system | |
JP4625026B2 (en) | Integrated post-guide valve seat ring assembly | |
JP3476552B2 (en) | Valve plug |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240327 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20241017 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20241022 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241206 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250225 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250307 |