常闭型三通阀 |
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| 申请号 | CN201280076754.4 | 申请日 | 2012-10-30 | 公开(公告)号 | CN104781594B | 公开(公告)日 | 2016-12-21 |
| 申请人 | SMC株式会社; | 发明人 | 栗林昭; 山本齐; | ||||
| 摘要 | 常闭型三通 阀 ，阀部件形成为其结合构造中的部件利用能够简单地成型和组装的成型品就能够制造，降低阀部件的制造成本。具有相对 阀体 (1)内的主 阀座 (2)从供给口(P)侧向闭阀方向被施 力 、并用设有排出流路(6)的开阀用的杆(5)开放的阀部件(3)，用通气孔(9)将背压室(8)与输出口(A)侧的流路连通，使作用于阀部件的表背面的压力平衡，阀部件由阀部件主体(31)、由具有 橡胶 弹性的圆盘状的密封材料形成并设有主阀座面(32a)和排气阀座面(32b)以及在其之间开口形成通气孔(9)的通孔(32c)的阀座部件件(33)、和阀座部件周围的按压框(34)构成，阀部件的构成部件由成型品形成。(32)、将该阀座部件固定于阀部件主体的固定部 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种常闭型三通阀，具有阀部件，在开阀用的杆内设有排出流路，通过在所述阀部件中设置通气孔而具有平衡机构，所述阀部件相对于设置在阀体内的供给口和输出口之间的主阀座，由复位弹簧从所述供给口侧向闭阀方向被施力，所述开阀用的杆通过对所述阀部件施加开阀操作力来使主阀座开放，所述排出流路通过与所述阀部件上的排气阀座面抵接而被封闭，所述平衡机构使作用于所述阀部件的表面和背面的流体压力平衡，所述通气孔在所述阀部件位于开阀位置时将形成于所述阀部件背后的背压室与输出口侧的主流体的流路连通，所述常闭型三通阀的特征在于， |
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| 说明书全文 | 常闭型三通阀技术领域背景技术[0002] 以往，作为具有上述平衡机构的常闭型三通阀，已知一种常闭型三通阀，该常闭型三通阀具有与本发明的三通阀相同的基本结构的阀体，并在推压用于操作阀部件的杆而开阀时，使向输出口侧流出的流体的压力作为用于闭阀的背压力而作用于阀部件。 [0003] 在常闭型三通阀中，在不具备上述平衡机构的情况下，在用杆推压阀部件而开阀时向输出口侧流出的流体的压力会作为将阀部件保持在开阀位置的方向上的力而作用于阀部件，因此，即使作用于开阀用的杆上的、用于开阀的推压力消失，如果在上述阀部件上没有施加与向上述输出口侧流出的流体的压力相对抗的、使其闭阀的力，则不会闭阀，例如，需要利用阀部件用的复位弹簧来施加闭阀力，或者需要具备强制性地闭阀的机构。并且，如果利用复位弹簧对阀部件作用上述闭阀力，则在开阀时需要克服该复位弹簧的作用力和主流体的压力来开阀，为了开阀需要在杆上施加大的操作力。 [0004] 在上述平衡机构中，为了减轻上述用于开阀的操作力，在阀部件位于开阀位置时，使输出口侧的主流体的压力通过设置于阀部件的通气孔流入形成于该阀部件的背后的背压室，使作用于阀部件的表面和背面的流体压力平衡，在开阀时，在将通过杆内向外部开口的排出流路封闭的同时，需要利用阀部件开放主阀座，另外，需要将用于使输出口侧的主流体的压力流入上述背压室的阀部件的通气孔保持在向输 出口侧开放的状态。该三通阀的闭阀通常利用作用在阀部件上的小作用力的复位弹簧来进行，通过在解除由上述杆进行的阀部件的推压的同时将通过杆内向外部开口的排出流路打开来进行。 [0005] 因此，在已知的常闭型三通阀中，通常采用如图8所示的结构的阀部件40。该阀部件40安装于具有与图1的常闭型三通阀大致相同的结构的阀体1而被使用，在阀部件主体41上具有主阀座面44和排气阀座面45，所述阀部件主体41与该阀体1的主阀座2相对地、在接触分离方向上气密地且滑动自如地被保持，所述主阀座面44与阀体1的主阀座2接触或分离，所述排气阀座面45通过与开阀用的杆5内的排气流路6的内端压接来封闭该排气流路6，该排气阀座面45原本优选地配置在主阀座面44的周围的非常邻接的位置，但是由于需要在上述两阀座面之间使与上述背压室8连通的通气孔开口，所以无法将上述主阀座面44和排气阀座面45设置在同一平面上，因此，通过在阀部件主体41的上部设置台阶部42，在下段设置主阀座面44，在上段设置排气阀座面45，从而能够使通气孔在上述台阶部42的部分开口，由上述两阀座面部44、45进行稳定的流体的流通和阻断。 [0006] 但是，如果采用这种结构，在制造该阀部件40时，想要在将上述主阀座面44和排气阀座面45作为独立的阀座部件成型了的基础上单独地稳定地固定在阀部件主体41上，这是很困难的，因此，针对阀部件主体41，为了将具有橡胶弹性的阀座部件作为单个的橡胶内衬，设置跨越上述台阶部42的上下段的一体的阀座部件43，并且使通气孔在上述台阶部42的侧面部分开口，需要贯穿设置从阀部件主体41的下表面开始未到达上表面的通气孔46、以及使其上部在侧面开口的分支通孔47，因此，该阀部件主体41难以利用成型品来制造，必须利用金属材料的切削加工来形成用于使上述阀座部件43内衬的结构，以及形成上述通气孔46和分支通孔47，另外，在该阀部件主体41上需要单独地进行橡胶内衬，结果就是阀部件的制造成本变得比较高。 发明内容[0007] 发明要解决的技术问题 [0008] 本发明的技术问题是，使阀部件形成为：阀部件所具有的结合构造中的部件利用能够简单地成型和组装的成型品制造出来，从而提供一种降低阀部件的制造成本的常闭型三通阀。 [0009] 用于解决问题的手段 [0010] 为了解决上述问题，根据本发明，提供一种常闭型三通阀，具有阀部件，在开阀用的杆内设有排出流路，并具有平衡机构，所述阀部件相对于设置在阀体内的供给口和输出口之间的主阀座，由复位弹簧从所述供给口侧向闭阀方向被施力，所述开阀用的杆通过对所述阀部件施加开阀操作力来使主阀座开放，所述排出流路通过与所述阀部件上的排气阀座面抵接而被封闭，所述平衡机构通过在所述阀部件中设置通气孔，从而使作用于所述阀部件的表面和背面的流体压力平衡，所述通气孔在所述阀部件位于开阀位置时将形成于所述阀部件背后的背压室与输出口侧的主流体的流路连通，所述常闭型三通阀的特征在于，所述阀部件由阀部件主体、阀座部件、固定部件、和按压框构成，所述阀部件主体相对于所述主阀座在接触分离方向上滑动自如地被保持，并在内部设有形成所述通气孔的贯通孔，所述阀座部件由具有橡胶弹性的圆盘状的密封材料形成，与所述阀部件主体的主阀座相对面抵接，并在与所述主阀座相对的部位形成主阀座面，并且，在与所述开阀用的杆的排出流路的端面相对的部位形成排气阀座面，此外，还设有使所述阀部件主体的贯通孔在所述主阀座面和排气阀座面之间开口的通孔，所述固定部件通过气密地嵌入所述阀座部件的中央部并将前端卡止于所述阀部件主体，从而将所述阀座部件固定在所述阀部件主体上，所述按压框将所述阀座部件的周围保持在所述阀部件主体上，另外，构成所述阀部件的各个部件都由成型品形成。 [0011] 在本发明的常闭型三通阀的优选实施方式中，将所述阀座部件的周围保持在所述阀部件主体上的按压框具有卡止缘部，并利用焊接或粘接将与阀部件主体的周缘抵接的所述按压框的周缘下部固定在所述阀部件主体上，所述卡止缘部卡止于阀座部件的周围并将所述阀座部件夹持在与阀部件主体的周围之间。 [0012] 另外，在本发明的其它优选实施方式中，能够构成为使对所述阀部件施加开阀操作力的所述开阀用的杆的前端从所述阀体向外部突出，并将所述杆的外端作为供阀操作机构机械地抵接的抵接端。 [0013] 另外，在本发明的优选实施方式中，在所述阀部件主体的主阀座相对面上，形成将通孔与所述阀部件主体的所述贯通孔连通的凹槽，所述通孔对应地设置在阀部件的阀座部件的主阀座面和排气阀座面之间，或者是，在所述阀部件主体的主阀座相对面上设置突起，所述突起插入通孔来定位阀座部件，并且用于抑制所述通孔由于变形而发生狭窄化，所述通孔对应地设置在阀部件的阀座部件的主阀座面和排气阀座面之间。 [0014] 发明的效果 [0016] 图1是表示本发明的常闭型三通阀的实施例的纵剖视图。 [0017] 图2是上述常闭型三通阀的阀部件的俯视图。 [0018] 图3是图2所示的阀部件的A－A位置的剖视图。 [0019] 图4是同一个阀部件的分解立体图。 [0020] 图5是表示上述阀部件的变形例的俯视图。 [0021] 图6是图5所示的阀部件的B－B位置的剖视图。 [0022] 图7是同一个阀部件的阀部件主体的立体图。 [0023] 图8是与本发明的常闭型三通阀的阀体相同种类的阀体所使用的、公知的阀部件的剖视图。 具体实施方式[0024] 图1表示本发明的常闭型三通阀的一个实施例。该常闭型三通阀 具有阀部件3，所述阀部件3与主阀座2相对，并利用复位弹簧4从供给口P侧向闭阀方向施力，所述主阀座2设置在阀体1内的供给口P和输出口A之间的流路中。另外，通过对该阀部件3施加开阀操作力而使主阀座2开放的、开阀用的杆5在其内部设置有排气流路6，并通过使杆5的内端与后述的阀部件3上的阀座部件32接触和分离，来将该排气流路6形成为能够开闭，所述排气流路6通过与该阀部件3抵接而被封闭。此外，在上述阀部件3中设置通气孔9，所述通气孔9在阀部件3位于开阀位置时，将其背后的背压室8与输出口A侧的主流体的流路连通，由此，构成使作用于阀部件3的表面和背面的流体压力平衡的平衡机构。 [0025] 此外，上述通气孔9经常是将背压室8与输出口A侧的主流体的流路连通，在如图1所示的闭阀时，输出口A侧的流路向大气开放，因此，压力空气不被导入背压室8中。 [0026] 上述阀部件3在其与主阀座2相对的位置上，以在与该主阀座2接触分离的方向上滑动自如的方式配设，该阀部件3的保持是通过嵌装保持部件12并将阀部件3经由密封部件13以在与主阀座2接触分离的方向上滑动自如的方式嵌插在该保持部件12内的缸体部12b来进行的，由此，在上述缸体部12b内的阀部件3的背后形成所述背压室8，所述保持部件12将爪部12a弹性地卡止固定在设置于阀体1内的阀孔10的内表面上。 [0027] 此外，上述阀部件3不一定必须由上述保持部件12保持，也可以在上述主阀座2的供给口P侧，以在与主阀座2接触分离的方向上滑动自如的方式配设于阀体1等。 [0028] 另外，上述开阀用的杆5相对于上述阀体1在阀部件3的轴线方向上滑动自如地被保持，如上所述地在其内部具有排气流路6，阀部件3侧的端面5a形成排气用阀部，通过与该阀部件3上的阀座部件32抵接来关闭排气流路6，另一端从上述阀体1向外部突出，将其外端作为供阀操作机构的相应操作元件机械地抵接的抵接端5b，上述排气流路6的外端在从阀体1向外部突出的部分，在该杆5的侧面作为 排气口R而开放。此外，上述杆5的外端能够根据构成相应阀操作机构的执行器来进行动作。 [0029] 关于相对于阀体1的该杆5的保持，嵌装杆保持部件15，使该杆5滑动自如地嵌插于该杆保持部件15内的内侧筒状部15b，并且，为了将向输出口A侧的流路开口的上述杆保持孔14气密性地封闭，利用密封部件16、17将上述杆5和阀体1之间密封，所述杆保持部件15将爪部15a弹性地卡止固定于设置在阀体1内的杆保持孔14的内表面，所述密封部件16、17被保持部件15保持。另外，在形成于杆5的外周的弹簧接受部5c和阀体1的内表面之间，压缩地设置有杆用复位弹簧18。 [0030] 接下来，参照图1～图4，详细说明上述阀部件3的结构。 [0031] 首先，上述阀部件3由阀部件主体31、阀座部件32、固定部件33、和按压框34构成，所述阀部件主体31相对于上述主阀座2在接触分离方向上滑动自如地被保持，并在内部设有用于形成上述通气孔9的贯通孔31a，所述阀座部件32由具有橡胶弹性的圆盘状的密封材料形成，并与上述阀部件主体31的主阀座相对面31b抵接并被保持，所述固定部件33气密地嵌入该阀座部件32的中央部，将前端部卡止于上述阀部件主体31的贯通孔31a内，从而将该阀座部件32固定在阀部件主体31上，所述按压框34将上述阀座部件32的周围保持在上述阀部件主体31上。 [0032] 构成上述阀部件3的部件即上述阀部件主体31、固定部件33和按压框34是由金属或合成树脂的成型品形成的，另外，上述阀座部件32是将具有橡胶弹性的密封材料成型为圆盘状而做成的部件，在成型后不需要对各个部件进行加工，因此，与单独地进行机械加工的情况相比，能够以低成本进行这些部件的成型，另外，从以下说明的上述各个部件的结构可知，能够机械地进行这些各个部件的组装，因此在这一点上也能够降低制造成本。 [0033] 下面更加具体地说明上述阀部件3的结构，成为圆盘状的上述阀座部件32在与上述主阀座2相对的部位形成与该主阀座2接触分离的 主阀座面32a，并且，在与上述开阀用的杆5的排出流路6的端面5a相对的部位形成供该端面5a接触或分离的排气阀座面32b，此外，设置了通孔32c，所述通孔32c使上述阀部件主体31的贯通孔31a在上述主阀座面32a和排气阀座面32b之间开口，该通孔32c以位于成为同心圆状的主阀座2、和杆5的排出流路6的端面5a之间的方式，形成为在俯视时的圆弧状。 [0034] 上述阀座部件32与上述阀部件主体31的主阀座相对面31b抵接并固定，在该阀部件主体31的主阀座相对面31b上设有突起31c，所述突起31c插入通孔32c来定位阀座部件32，并且用于抑制该通孔32c由于变形而狭窄化，所述通孔32c对应地设置在阀座部件32的上述主阀座面32a和排气阀座面32b之间。上述突起31c是与阀座部件32的通孔32c相同的俯视时的圆弧状，优选的形态是，通过将其两外表面侧的形状做成与通孔32c的内表面外周侧接触的圆弧面31d，从而进行稳定的阀座部件32的定位，另外，以在与通孔32c的内壁面之间产生间隙的方式将凸部31e形成于该突起31c的内侧面侧，抑制该通孔32c的狭窄化。 [0035] 此外，在上述阀部件主体31的主阀座相对面31b上，形成用于将上述通孔32c与贯通孔31a连通的凹槽31f。 [0036] 上述阀座部件32如上所述地与上述阀部件主体31的主阀座相对面31b抵接，在此基础上，将具有与圆锥孔32d大致相同形状的头部的固定部件33气密地嵌入圆锥孔32d中，并通过将其前端侧勾部33a压入卡止于阀部件主体31的贯通孔31a内的台阶部，从而将该阀座部件32的中央部固定于阀部件主体31，关于所述圆锥孔32d，设置于阀座部件32的中央部的阀部件主体31侧的直径小。 [0037] 另外，将上述阀座部件32的周围保持在上述阀部件主体31上的按压框34具有卡止缘部34a，并将与阀部件主体31的周缘抵接的该按压框34的周缘下部34b通过焊接或粘接固定于该阀部件主体31的周缘，所述卡止缘部34a卡止于阀座部件32的周围，并将该阀座部件32夹持在与阀部件主体31的周围之间。 [0038] 另一方面，图5～图7表示阀部件3的其它的结构例，与上述图1～图4的阀部件相比，省略了突出设置于阀部件主体31的主阀座相对面31b上的突起31c，并将通孔32c和凹槽31f形成于该阀部件主体31上，所述通孔32c对应地设置在阀座部件32的主阀座面32a和排气阀座面32b之间，所述凹槽31f与该阀部件主体31的上述贯通孔31a连通。 [0039] 在该情况下，利用固定部件33和按压框34将阀座部件32更可靠地固定在阀部件主体31上即可。 [0040] 此外，该结构例的其它结构和作用与参照图1～图4说明的阀部件的情况相同，因此，在此对主要部分附以相同的附图标记并省略其说明。 [0041] 在具有上述结构的常闭型三通阀中，在为了开阀而推压杆5的前端时，该杆5的排气流路6的端面5a与阀部件3的排气阀座面32b压接，将杆内的排出流路6封闭，并且利用该杆5克服阀部件用复位弹簧4的作用力，阀部件3被推压，阀座被打开。其结果是，压力空气从供给口P流向输出口A，另外，在该开阀时，输出口A侧的流体压力通过设置于阀部件3的通气孔9导入形成于阀部件3的背后的背压室8中，作用于阀部件3的表面和背面的流体压力平衡。只要上述杆5的内端面5a与阀部件3的排气用阀座部压接，则通过杆5内向外部开口的排出流路6就是封闭的。 [0042] 在相对于杆5的用于开阀的推压力消失时，由于杆用复位弹簧18的作用力，杆5复位，如上所述作用于阀部件3的表面和背面的流体压力平衡，因此能够用阀部件用复位弹簧4的小的作用力使阀部件3复位，即使阀部件用复位弹簧4的作用力小，也能够使阀部件3的主阀座面32a与主阀座2抵接并使其封闭。推压杆5并开阀时的推压力只要克服杆用复位弹簧18和阀部件用复位弹簧4的作用力即可。 [0043] 在相对于杆5的用于开阀的推压力消失时，杆5由于杆用复位弹簧18的作用力恢复到原来的闭阀位置，因此，杆5的端面5a从阀部件3的排气阀座面32b离开，输出口A侧的压力空气通过杆5内的排 出流路6从杆5的前端排出。与此同时，流入形成于阀部件3的背后的背压室8内的流体压力也从阀部件3的通气孔9经过杆5内的排出流路6向外部排出，背压室8内变成大气压力。 [0044] 附图标记的说明 [0045] 1 阀体 [0046] 2 主阀座 [0047] 3 阀部件 [0048] 4 复位弹簧 [0049] 5 杆 [0050] 6 排气流路 [0051] 8 背压室 [0052] 9 通气孔 [0053] 31 阀部件主体 [0054] 31a 贯通孔 [0055] 31b 主阀座相对面 [0056] 32 阀座部件 [0057] 32a 主阀座面 [0058] 32b 排气阀座面 [0059] 32c 通孔 [0060] 33 固定部件 [0061] 34 按压框 [0062] P 供给口 [0063] A 输出口 [0064] R 排气口 |
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