專利名稱：恒壓調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種即使初級側(cè)(上游側(cè))液體壓力變化也可以保持二級側(cè)(下游側(cè))的流體壓力一定的恒壓調(diào)節(jié)器，更詳細(xì)地說，主要涉及一種在適用于超純水管線和各種化學(xué)藥液管線的緊湊的能獲得穩(wěn)定的流體壓力控制的恒壓調(diào)節(jié)器。
其結(jié)構(gòu)如圖6所示，包括具有第一閥室40和入口流路41的主體42、具有第二閥室43和出口流路44的蓋體45、固定在第一閥室40上部邊緣上的第一隔膜46、由主體42和蓋體45夾持的第二隔膜47、連接到與第一隔膜46的中央部接合的第二隔膜47的環(huán)形接合部50上的沿軸向方向自由移動的套筒49、在與固定在第一閥室40底部上的套筒49的下端部之間形成流體控制部51的塞柱52；具有被主體42的內(nèi)周面和第一及第二隔膜46、47包圍的氣室53，設(shè)置與氣室53連通的氣體供應(yīng)口54，使第二隔膜47的受壓面積比第一隔膜46的受壓面積大。
但是，在前述恒壓調(diào)節(jié)器中，第二隔膜47的材料若采用適于在腐蝕性流體管線中使用的聚四氟乙烯(以下稱為PTFE)這樣的易于引起蠕變的材料，則第二隔膜47的環(huán)形凸起部55產(chǎn)生蠕變，隨著時(shí)間的推移，第二閥室43的密封性能下降。并且，若使用橡膠彈性體，則會由于流體熱造成橡膠老化，同樣造成密封性能下降。并且，由于采用將塞柱52螺紋配合到主體42上的結(jié)構(gòu)，所以若在第一閥室40中長期存在壓力變化和溫度變化，則由于畸變或變形，造成接合部中的密封性能下降。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種恒壓調(diào)節(jié)器，具有主體、蓋體、夾持在主體和蓋體之間的氣室形成用環(huán)、上部和下部分別與蓋體和主體接合的隔膜，在主體上設(shè)有將隔膜的下部接合到上部上的接合部、具有從底面中央突出的圓柱形塞柱的第一閥室、與第一閥室連通的入口流路、與形成于隔膜和主體之間的氣室連通的通氣孔，在隔膜上設(shè)有在中央部由前述塞柱形成流體控制部且具有比塞柱外徑小的內(nèi)徑的圓筒部、設(shè)置在圓筒部的上部上的凸緣部、沿凸緣部的徑向方向延伸設(shè)置且在其周邊具有環(huán)形突起部的第一膜部、在圓筒部的下端面上沿徑向方向延伸設(shè)置的第二膜部、與連續(xù)設(shè)置到第二膜部上的主體接合部相接合的環(huán)形接合部，在蓋體上設(shè)有將隔膜的環(huán)形突起部配合到下端面周邊部上的環(huán)形槽、位于環(huán)形槽內(nèi)側(cè)允許隔膜上下運(yùn)動的第二閥室、與第二閥室連通的出口流路，并且，前述氣室形成用環(huán)具有與第二閥室的內(nèi)徑大致相同的內(nèi)徑，以密封前述氣室的方式夾持在主體和蓋體之間，在氣室形成用環(huán)的上面設(shè)有嵌插用于墊襯隔膜環(huán)形突起部的密封環(huán)第一凹部，在氣室形成用環(huán)的下面設(shè)有嵌插用于密封氣室的另一個(gè)密封環(huán)的第二凹部。
采用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，前述第一凹部為形成于氣室形成用環(huán)上表面上的環(huán)形槽，第二凹部為形成于氣室形成用環(huán)下表面上的環(huán)形槽。
并且，采用本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案，在與蓋體主體的接合部上設(shè)有內(nèi)含氣室形成用環(huán)的臺階部，嵌入插裝有一方密封環(huán)的第一凹部為形成于氣室形成用環(huán)外側(cè)周面和臺階部之間的環(huán)形凹口部，嵌入插裝另一方密封環(huán)的第二凹部為形成于氣室形成用環(huán)的外周面和臺階部之間的環(huán)形凹口部。
進(jìn)而，采用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，隔膜材料為PTFE。
并且，采用優(yōu)選實(shí)施至少設(shè)有兩個(gè)通氣孔。
并且，雖然蓋體材料優(yōu)選采用PTFE或PFA等含氟樹脂，但是，采用聚氯乙烯、聚丙烯等其它塑料或者金屬也可以，沒有特別的限制。并且，雖然氣室形成用環(huán)、加強(qiáng)主體的基板從強(qiáng)度和耐熱性的觀點(diǎn)出發(fā)優(yōu)選采用聚丙烯，但是同樣也可以采用其它塑料或金屬，沒有特別的限制。進(jìn)而，雖然隔膜的材料優(yōu)選采用PTFE等含氟樹脂，但是也可以采用橡膠和金屬，沒有特別的限制。
圖2是表示

圖1中初級側(cè)壓力下降的狀態(tài)的縱向剖視圖。
圖3是主體的平面圖。
圖4是隔膜的半剖透視圖。
圖5是本發(fā)明的恒壓調(diào)節(jié)器的另一個(gè)實(shí)施方案的縱向剖視圖。
圖6是現(xiàn)有的恒壓調(diào)節(jié)器的縱向剖視圖。
圖1是表示本發(fā)明的恒壓調(diào)節(jié)器的縱向剖視圖。圖2是表示本發(fā)明的恒壓調(diào)節(jié)器中初級壓力下降的狀態(tài)縱向剖視圖。圖3是圖1中的主體的平面圖。圖4是圖1中的隔膜的半剖透視圖。圖5是表示本發(fā)明的恒壓調(diào)節(jié)器的另一個(gè)實(shí)施方案的縱向剖視圖。
在圖中，1是由PTFE制成的主體，在內(nèi)部具有第一閥室7，在側(cè)面上設(shè)有與第一閥室7連通的入口流路8、和與氣室9連通的通氣孔10和11。在第一閥室7的上部設(shè)有與位于隔膜4下部的環(huán)形接合部18接合的接合部5，并且，在底面中央突出設(shè)置有圓柱形塞柱6。另外，通氣孔10和11用于排出氣體的用途，即使只設(shè)置一個(gè)也足夠，通氣孔的數(shù)量沒有特別的限定。主體1的平面形狀如圖3所示。
2是由PTFE制成的蓋體，在下端面的周邊部上設(shè)有與隔膜4的環(huán)形突起部15配合的環(huán)形槽19、位于該槽19內(nèi)側(cè)且允許隔膜4上下運(yùn)動的橫截面形狀為圓形的第二閥室20、與第二閥室20連通的側(cè)面出口流路21。
3是具有與第二閥室20的內(nèi)徑大致相同的內(nèi)徑的由聚丙烯制成的氣室形成用環(huán)，在上面設(shè)有嵌裝插入有密封環(huán)22的環(huán)形槽23，所述密封環(huán)22用于墊襯隔膜4的環(huán)形突起部15，是由橡膠彈性體構(gòu)成的；在下面設(shè)有嵌裝插入有另一個(gè)密封環(huán)24的環(huán)形槽25，所述密封環(huán)24用于密封氣室9，所述環(huán)3夾持在主體1和蓋體2之間。
隔膜4是由PTFE制成的，在中央部設(shè)有具有比前述塞柱6外徑小的內(nèi)徑的圓筒部13、設(shè)置在圓筒部13上部上的凸緣部14、沿凸緣部14的徑向方向延伸設(shè)置且在其周邊部上具有環(huán)形突起部15的第一膜部16、在圓筒部13的下端面上沿徑向方向延伸設(shè)置的第二膜部17、經(jīng)由O環(huán)螺紋配合到第二膜部17上連續(xù)設(shè)置的主體部1的接合部5上的環(huán)形接合部18。圓筒部13的下端部，在與設(shè)置在前述第一閥室7的中央部上的塞柱6的上表面之間形成流體控制部12。環(huán)形接合部18與主體1的接合部5的接合方法不限于螺紋配合，也可以采用其它接合方法。在隔膜4的環(huán)形突起部15配合到蓋體2的環(huán)形槽19上的同時(shí)，通過用密封環(huán)22進(jìn)行墊襯壓靠在環(huán)形槽19上。另外，隔膜4上表面的受壓面積必須設(shè)置得比下表面的受壓面積、即第二膜部17的受壓面積大。
氣室9由隔膜4和氣室形成用環(huán)3圍繞而成。從前述通氣孔10將利用氣體用調(diào)節(jié)器等進(jìn)行了壓力調(diào)整的壓縮空氣或不活潑氣體等導(dǎo)入到氣室9的內(nèi)部，并且，以一邊從通氣孔11將導(dǎo)入的氣體微量排出一邊保持一定的壓力的方式進(jìn)行調(diào)整。并且，若空氣或氣體的壓力發(fā)生變化，則為了使恒壓調(diào)節(jié)器的初級側(cè)流體壓力保持與其相對應(yīng)的值，通過調(diào)整空氣或氣體壓力，可以將調(diào)節(jié)器的二級側(cè)壓力調(diào)整到所需的壓力。
26是加強(qiáng)用的由聚丙烯制成的基板，與蓋體2、氣室形成用環(huán)3和主體1一起由螺栓、螺母(圖中未示出)夾持固定。例如，在恒壓調(diào)節(jié)器由PTFE或聚乙烯等強(qiáng)度低易發(fā)生蠕變的材料制成的情況下，為了防止利用螺栓、螺母夾持時(shí)的主體變形和螺栓、螺母隨著時(shí)間推移而松脫，也可以用該基板26進(jìn)行加強(qiáng)，以防止變形和螺栓、螺母的松脫。該基板26在恒壓調(diào)節(jié)器的材料非常強(qiáng)韌的情況下并不是必需的。
按照上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的本實(shí)施方案的恒壓調(diào)節(jié)器的操作如下。
在圖1的狀態(tài)下，第二膜部17受到由第一閥室7內(nèi)部的壓力、即恒壓調(diào)節(jié)器上游側(cè)(初級側(cè))壓力產(chǎn)生的向上的力、和由于氣室9內(nèi)部的壓力造成的向下的力。另一方面，隔膜4的上表面受到由第二閥室20內(nèi)部的壓力、即調(diào)節(jié)器下游側(cè)(二次側(cè))的壓力造成的向下的力，對應(yīng)于隔膜4的上表面的第一膜部16和凸緣部14受到由氣室9內(nèi)部的壓力造成的向上的力，利用這四個(gè)力的平衡確定與隔膜4成一體設(shè)置的圓筒部13的位置。
在圖1的狀態(tài)下，在初級側(cè)壓力下降的情況下，暫時(shí)減小二次側(cè)的壓力和流量。因而，第二閥室20的壓力減小，隔膜4上表面受到的力也減小，但由于第一膜部16和凸緣部14受到的氣室9內(nèi)部的壓力不變，所以第一膜部16和凸緣部14受到的氣室9內(nèi)部壓力變大，要將圓筒部13向上方提起。并且，第一閥室7的壓力也減小，第二膜部17受到的由流體施加的力減小，但由于氣室9的壓力不變，所以第二膜部17要將圓筒部13拉下。這時(shí)，第一膜部16和凸緣部14的面積充分大于第二膜部17的面積，結(jié)果，將圓筒部13向上方提起(圖2的狀態(tài))。因此，流體控制部12的開口面積增加，二級側(cè)的流體壓力瞬間增加至原始壓力，再次保持由氣室9內(nèi)部的壓力和流體壓力形成的力的平衡。通常，在本發(fā)明的恒壓調(diào)節(jié)器的下游側(cè)安裝有圖中未示出的固定節(jié)流孔或閥。若固定節(jié)流孔或閥的下游側(cè)與大氣連通，則固定節(jié)流孔或閥前后的壓差總是保持一定，總是保持與固定節(jié)流孔或閥的流量系數(shù)相當(dāng)?shù)牧髁俊?br> 另一方面，在于圖2的狀態(tài)下增加初級側(cè)壓力的的情況下，二級側(cè)壓力和流量也暫時(shí)增加。因而，第二閥室20的壓力增加，將圓筒部13推下。并且，由于第一閥室7的壓力也增加，所以第二膜部17將圓筒部13推起。同樣，由于隔膜4上表面的面積充分地大于第二膜部17的面積，所以將圓筒部13推下。因而，流體控制部12的開口面積減小(圖1的狀態(tài))，二級側(cè)的流體壓力瞬間減小至原始壓力，再次保持氣室9內(nèi)部的壓力和流體壓力的力的平衡，并保持原始流量。
如上所述，初級壓力即使發(fā)生增減，隔膜4的圓筒部13的位置產(chǎn)生瞬間變化，二級側(cè)壓力總是保持恒定，因而，可以穩(wěn)定地保持設(shè)定的流量。
另外，若改變氣室9內(nèi)部的壓力，則由于二級側(cè)壓力保持與其相對應(yīng)的值，所以如不改變設(shè)置在下游側(cè)的固定節(jié)流孔或閥，可改變設(shè)定流量。
并且，到達(dá)前述第二閥室20的流體借助其壓力的作用通過隔膜4的環(huán)形突起15和環(huán)形槽19的密封面要流出到恒壓調(diào)節(jié)器的外部，但是，由于環(huán)形突起部15被嵌入插裝在配置于氣室形成用環(huán)的上表面上的環(huán)形槽23中的密封環(huán)22壓靠在蓋體2的環(huán)形槽19上，所以阻止了流體向恒壓調(diào)節(jié)器外部的流出。
但是，由于流體壓力和溫度經(jīng)過很長時(shí)間發(fā)生變化，隔膜4的環(huán)形突起部15和蓋體2的環(huán)形槽19發(fā)生蠕變或畸變，并且，若流體溫度頻繁變化，則主體1、蓋體2、氣室形成用環(huán)3、夾持基板26的螺栓產(chǎn)生松動，將隔膜4的環(huán)形突起部15壓靠在蓋體2的環(huán)形槽19上的力要減小。
利用本發(fā)明的恒壓調(diào)節(jié)器，由于環(huán)形突起部15借助密封環(huán)22的彈性作用壓靠在蓋體2的環(huán)形槽19上，所以環(huán)形突起部15壓在環(huán)形槽19上的力不會下降，阻止了流體向恒壓調(diào)節(jié)器外部的流出。
進(jìn)而，即使密封環(huán)22由于流體溫度的影響而退化，利用嵌入插裝在處于流體溫度不易傳遞到的位置上的氣室形成用環(huán)3的下部的環(huán)形槽25中的密封環(huán)24的彈性作用，使隔膜4的環(huán)形突起部15壓靠在蓋體2的環(huán)形槽19上，阻止了流體向恒壓調(diào)節(jié)器外部的流出。
圖5是表示本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案的縱向剖視圖。
在圖中，主體1、隔膜4、密封環(huán)22、24、以及基板26與前述第一個(gè)實(shí)施方案是相同的，所示采用相同的標(biāo)號。
以下，對與圖1不同的地方進(jìn)行說明。
30是蓋體，在下部內(nèi)表面上設(shè)有內(nèi)含氣室形成用環(huán)31和密封環(huán)22及24的臺階部32、與設(shè)置在臺階部32的臺階面上的隔膜4的環(huán)形突起15配合的環(huán)形槽33、位于環(huán)形槽33內(nèi)側(cè)且允許隔膜4上下運(yùn)動的橫截面呈圓形的第二閥室34、與第二閥室34連通的側(cè)面出口流路35。
31是被主體1和蓋體30夾持的氣室形成用環(huán)，具有與第二閥室34大致相同的內(nèi)徑，設(shè)有在上表面外周側(cè)中嵌入插裝有密封環(huán)22的環(huán)形凹口部36、和在下表面外周側(cè)中嵌入插裝有密封環(huán)24的環(huán)形凹口部37。環(huán)形凹口部36是以將密封環(huán)22壓靠在臺階部32的內(nèi)周面和環(huán)形突起部15上的方式設(shè)計(jì)的。進(jìn)而，環(huán)形凹口部37是以將密封環(huán)24壓靠在臺階部32內(nèi)周面和主體1的上端面上的方式設(shè)計(jì)的，密封環(huán)22、24在對氣室9進(jìn)行密封的同時(shí)，還起墊襯隔膜4的環(huán)形突起部15的作用。
由上述結(jié)構(gòu)構(gòu)成的第二實(shí)施方案的恒壓調(diào)節(jié)器的動作與第一個(gè)實(shí)施方案相同，因而省略對其的說明，即使前述第二閥室34的流體從蓋體30的環(huán)形槽33和隔膜4的環(huán)形突起部15的密封面流出，由于密封環(huán)22以壓靠蓋體30的臺階部32內(nèi)周面和隔膜4的環(huán)形突起部15的方式配置，所以可以防止向外部的流出。
本發(fā)明的恒壓調(diào)節(jié)器采用如上所述的結(jié)構(gòu)，通過使用該恒壓調(diào)節(jié)器，可以獲得以下優(yōu)點(diǎn)。
(1)利用密封環(huán)對閥室的密封部分進(jìn)行墊襯，進(jìn)而對溫度不易傳遞到的部分進(jìn)行墊襯，因而，在長期使用中可以保持可靠的密封性能。
(2)由于第一閥室的塞柱設(shè)為與主體一體成形，所以與現(xiàn)有產(chǎn)品相比，完全不必?fù)?dān)心從第一閥室向外部泄漏流體。
(3)結(jié)構(gòu)緊湊，并且能得到穩(wěn)定的流體壓力控制。
(4)由于接觸液體的構(gòu)件全部可以采用PTFE等抗藥品性能良好的材料，所以在這種情況下雜質(zhì)的溶解和藥液的污染非常少。
權(quán)利要求
1.一種恒壓調(diào)節(jié)器，具有主體、蓋體、夾持在主體和蓋體之間的氣室形成用環(huán)、及上部和下部分別與蓋體和主體接合的隔膜，在主體上設(shè)有將隔膜的下部接合到上部上的接合部、具有從底面中央突出的圓柱形塞柱的第一閥室、與第一閥室連通的入口流路、及形成于隔膜和主體之間的氣室連通的通氣孔，在隔膜上設(shè)有在中央部由前述塞柱形成流體控制部且具有比塞柱外徑小的內(nèi)徑的圓筒部、設(shè)置在圓筒部的上部上的凸緣部、沿凸緣部的徑向方向延伸設(shè)置且在其周邊具有環(huán)形突起部的第一膜部、在圓筒部的下端面上沿徑向方向延伸設(shè)置的第二膜部、在第二膜部上連續(xù)設(shè)置與主體接合部相接合的環(huán)形接合部，在蓋體上設(shè)有將隔膜的環(huán)形突起部配合到下端面周邊部上的環(huán)形槽、位于環(huán)形槽內(nèi)側(cè)允許隔膜上下運(yùn)動的第二閥室、與第二閥室連通的出口流路，并且，前述氣室形成用環(huán)具有與第二閥室的內(nèi)徑大致相同的內(nèi)徑，以密封前述氣室的方式夾持在主體和蓋體之間，在氣室形成用環(huán)的上面設(shè)有嵌插墊襯隔膜環(huán)形突起部的第一密封環(huán)的第一凹部，在氣室形成用環(huán)的下面設(shè)有嵌插密封氣室的第二密封環(huán)的第二凹部。
2.如權(quán)利要求1所述的恒壓調(diào)節(jié)器，其中嵌入插裝有第一密封環(huán)的前述第一凹部為形成于氣室形成用環(huán)上表面上的環(huán)形槽，嵌裝插入有第二密封環(huán)的前述第二凹部為形成于氣室形成用環(huán)下表面上的環(huán)形槽。
3.如權(quán)利要求1所述的恒壓調(diào)節(jié)器，其中在與蓋體主體的接合部上設(shè)有內(nèi)含氣室形成用環(huán)的臺階部，嵌入插裝第一密封環(huán)的前述第一凹部為形成于氣室形成用環(huán)的外側(cè)周面和臺階部之間的環(huán)形凹口部，嵌入插裝第二密封環(huán)的前述第二凹部為形成于氣室形成用環(huán)的外周面和臺階部之間的環(huán)形凹口部。
4.如權(quán)利要求1所述的恒壓調(diào)節(jié)器，其中隔膜材料為聚四氟乙烯。
5.如權(quán)利要求1所述的恒壓調(diào)節(jié)器，其中至少設(shè)有兩個(gè)通氣孔。
全文摘要
本發(fā)明的恒壓調(diào)節(jié)器，在主體和蓋體之間夾持著與主體形成氣室的隔膜，在氣室周圍設(shè)置由主體和蓋夾持的氣室形成環(huán)，在氣室形成環(huán)的上面和下面分別設(shè)置嵌入插裝用于墊襯隔膜的環(huán)形突起部的密封環(huán)的第一凹部、和嵌入插裝有用于密封氣室的密封環(huán)的第二凹部。隔膜具有與形成于主體上的塞柱一起形成流體控制部的中央圓筒部，在隔膜和蓋體之間形成第二閥室，在主體上形成第一閥室和入口流路，并且，在第二閥室中形成出口流路。
文檔編號F16K7/12GK1465000SQ02802397
公開日2003年12月31日 申請日期2002年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年7月18日
發(fā)明者吉野研郎, 花田敏廣 申請人:旭有機(jī)材工業(yè)株式會社