CN1073678C - 基座安装型转换阀上安装的压力调节阀 - Google Patents

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Abstract

一种在转换阀3与基座2之间以直接夹特的状态安装的压力调节阀1，带有与上述转换阀3宽度基本相同的阀体15，在该阀体15内有与上述转换阀3和基座2相对的通孔相互连通的多条连通通路16、17A、17B、18A、18B，以横切该连通通路的方式设置的调压阀孔19，***该调压阀孔19内的调压阀杆20，以及通过与该调压阀杆协同作用而将空气压力调节为设定的压力的机构，导入调压用压力流体的流通通路由上述调压阀杆20内部的导压通孔23和该调压阀杆20外周的导压间隙24a、24b构成。

Description

基座安装型转换阀上安装的压力调节阀
本发明涉及一种基座安装型转换阀上安装的、将从该转换阀输出的液体压力调节为所需要压力的压力调节阀。
在通过经转换阀供给的压缩空气等压力流体驱动流体压力机器的情况下，根据机器的设定压力或者动作状态等，会出现必须调节供给该流体压力机器的流体压力的情况。在这种调节流体压力的场合，通常是在连接转换阀的输出口与流体压力机器的管路中安装减压阀等压力调节阀。
然而，由于公知的压力调节阀一般体积较大，在将这种压力调节阀通过管路连接到转换阀上时，不仅管路的作业非常麻烦，而且必须有较大的设置空间。这种问题在带有管路出口的连通器或底板这样的基座部件中设置多个转换阀而使用的情况下，由于必须将转换阀和相同数目的压力调节阀进行连接，而特别容易出现这种问题，转换阀的使用数目也会使压力调节阀的安装变得困难。而这些问题通过最近转换阀的小型化而变得更加显著。
本发明的发明人为了解决这些问题而在日本专利特愿平8-219405号公报中提出了一种小型化的转换阀。该阀将让转换阀与基座相对的通孔相互连通的多条连接通路和收容有调压阀杆的调压阀孔以在阀体内部重复的位置上功能性地相组合而配置，有效地利用了内部空间，其结果是使该阀体的横向宽度有效地减小到与转换阀相同的程度，从而获得了成功。
然而在上述改良型的转换阀中，在流通通路的安装方面还留有改善的余地，通过对其改善可以获得更为小型化及结构的简略化。
本发明的目的是通过对基座安装型转换阀的阀体内部的流通通路的安装进行改善，而实现更进一步的结构简略化和小型化。
为了实现上述目的，本发明提供一种小型压力调节阀，该调节阀可以直接夹持的状态设置在将压力流体的流动方向进行切换的转换阀和向该转换阀供给压力流体的基座之间。
上述压力调节阀的阀体带有与上述转换阀的横向宽度基本相同的宽度，从而使该转换阀与上述基座之间不从侧面伸出便可以安装。
在上述阀体内部同时设置有将上述转换阀与基座相对的一组通孔通过调压阀座相互连通的开闭连通通路和将其它相对的通孔相互直接连通的直通连通通路，同时，以将上述开闭连通通路及直通连通通路横向切换的方式设置有调压阀孔，在该调压阀孔内***有带调压阀部件的调压用阀杆。
上述调压阀孔与上述开闭连通通路相连通，而与直通连通通路则不连通，它不将该直通连通通路完全塞住，而是以周围留有必要的流通截面积的状态相贯通。
另外，在上述调压阀杆一端侧所设的调压室中设置有调压活塞和调压弹簧，在调压阀杆的另一端侧的回复室内设置有回复弹簧。
这样，将使上述调压室和回复室相互连通而向这些调压室及回复室中导入调压用压力流体的流通通路通过设置于上述调压阀杆内部的导压通孔和设置在调压阀杆外周与调压阀孔之间的导压间隙而构成。
具有上述结构的压力调节阀是将把转换阀和基座相对的通孔相互连通的多条连通通路与收容调压阀杆的调压阀孔在阀体内部重复的位置功能性地相组合而配置，并且，将上述调压室和回复室相互连通，将调压用流体导入这些调压室和回复室中的流通通路通过形成于上述调压阀杆内部的导压通孔和形成于调压阀外周与调压阀孔之间的导压间隙来构成，从而能够在宽度及高度小的阀体内非常合理而且紧凑地置入多条流通通路和部件，由此便能够实现转换阀的更进一步的简略化和小型化。
在本发明的一个具体实施例中，上述开闭连通通路是将基座和转换阀的供给通孔相互连接的供给用连通通路，由与基座的供给通孔相连通并开口于上述调压阀孔的第1部分和与转换阀的供给通孔相连通、并开口于与上述调压阀孔中第1部分不同位置的第2部分构成，上述第2部分通过上述导压通孔以及导压间隙与调压室及回复室相连通。
在本发明的另一个具体实施例中，上述开闭连通通路是将基座和转换阀的供给通孔相互连接的供给用连通通路，同时，直通连通通路带有与基座和转换阀的排出通孔相互连接的排出用连通通路和至少通到转换阀的输出通孔的输出用连通通路，该输出用直通连通通路通过上述导压通孔及导压间隙与调压室及回复室相连通。
在本发明中，上述导压通孔以与回复室相连通的方式设置，导压间隙以与调压室相连通的方式设置。
图1表示的是将第1实施例的压力调节阀安装在基座和转换阀之间的状态的纵向剖视图；
图2是第1实施例的压力调节阀的放大图；
图3是图2主要部分的放大图；
图4是沿图2中Ⅳ-Ⅳ线的剖视图；
图5是沿图2中Ⅴ-Ⅴ线的剖视图；
图6是沿图2中Ⅵ-Ⅵ线的剖视图；
图7是本发明第2实施例的剖视图；
图8是沿图7中Ⅷ-Ⅷ线的剖视图；
图9是本发明第3实施例的剖视图；
图10A～E是表示调压阀杆和调压活塞不同变形例的剖视图。
图1是将本发明的压力调整阀1直接安装在基座2和转换阀之间的状态，各部件1、2、3通过图中略去的安装螺钉等适宜的安装部件相互固定。
上述基座2是带有管路口的连通器或者底板等部件的总称，以能够安装一个或者多个转换阀的方式构成，图中所示的是安装有一个转换阀3而使用的单体形基座。该基座2一侧的侧面带有压缩空气供给口P和第1排出口EA及第2排出口EB，同时，在另一侧的侧面带有第1输出口A及第2输出口B。另外，上述基座2的上表面上设置有水平的调节阀用安装面2a，在该安装面2a上以成排并列的状态开有与上述各口分别连通的供给通孔5的开口、第1输出通孔6A及第2输出通孔6B的开口以及第1排出通孔7A及第2排出通孔7B的开口。
上述转换阀3是带有主阀部8和电磁操作式控制阀部9的单控制式转换阀。上述主阀部8在阀体下面带有平坦的调节阀用安装面3a，在该安装面3a上以成列并排的状态设置有供给通孔10、第1输出通孔11A及第2输出通孔11B、第2排出通孔12A及第2排出通孔12B的开口。另外，阀体的内部形成上述各通孔的开口的阀孔13，在该阀孔13内气密并可滑动地***有阀杆14。
上述转换阀3通过磁线圈励磁，一旦从控制阀部9向主阀部8输出控制流体，阀杆14便向图中右方运动，将供给通孔10与第1输出通孔11A相连通，同时，将第2输出通孔11B与第2排出通路12B相连通。另外，一旦电磁线圈解除励磁，由于主阀部8的控制流体排出，通过供给控制阀部和相反一侧室中的内部控制流体使阀杆14回复到图示的状态，将供给通孔10与第2输出通孔11B相连通，同时，将第1输出通孔11A与第1排出通孔12A相连通。
然而上述转换阀3并不限定于图中所示的那种单控制式转换阀，也可以是双控制式转换阀或直动型转换阀。
如图2所详细描述的第1实施例的压力调节阀1A，带有与上述转换阀3的阀体大致相同宽度的矩形断面的细长阀体15，该阀体15的上下面上形成安装上述基座2及转换阀3用的平坦的安装面15a、15b，通过这些安装面在基座2和转换阀之间以直接夹持的状态安装。
上述阀体15的内部在上下安装面15a、15b之间形成有将与上述转换阀3和基座2相对的通孔相互连接的多条连通通路16、17A、17B、18A、18B，同时，设置有横贯这些连通通路的调压阀孔19，在该调压阀孔19内可自由移动地***有调压阀杆20。
成一列并列设置的上述多条16、17A、17B、18A、18B中，连接基座2的供给通孔5和转换阀3的供给通孔10的供给用连通通路16是在中间带有调压阀座25的可自由开闭的连通通路，另外，连接输出通孔6A、6B和11A、11B的输出用连通通路17A、17B以及连接排出通孔7A、7B和12A、12B的排出用连通通路18A、18B任何一个均是将各自的通孔互相直接连接的直通连通通路。
上述开闭连通通路16如图3部分所示，由与基座2的供给通孔5相连通的、开口于上述调压阀孔19中的第1部分16a和与转换阀3的供给通孔10相连通的、开口于与上述调压阀孔19上的第1部分16a不同的位置的第2部分16b构成，在该第1部分16a和第2部分16b之间的调压阀孔19的部分上设置有上述调压阀座25，通过设置于上述调压阀杆20上的调压阀部件21使第1部分16a的一侧开闭。
上述调压阀孔19如图4、图5、图6部分所示，与开闭连通通路16的第1部分16a及第2部分16b相互连通，而与其它直通连通通路17A、17B、18A、18B则不连通，在绕着圆筒形筒壁19a状态的这些直通连通通路的大致中央部分保持两侧上压缩空气流动必要的间隙22地贯通。另外，如图6所示，通过将筒壁19a的两侧面切为平面，从而能够确保使两侧的间隙较宽。
因此，上述各连通通路16、17A、17B、18A、18B和调压孔19通过在阀体中交叉设置，从而能够将它们在窄的空间中有效地进行配置，能够将上述阀体15做成小型的、合理的设计结构。
上述阀体15一侧的端部形成有压力调节部29。该压力调节部29带有在阀体15和调压侧罩30之间与上述调压阀孔19相连通而形成的调压室38、可自由滑动地收容于该调压室38内的调压活塞33、在弹簧室34内设置有该调压活塞33和其背后的弹簧座32之间的调压弹簧35，通过该调压弹簧35将上述调压活塞33压向调压阀杆20一侧。该调压弹簧35的弹力能够通过调节螺钉31的进退而进行调节。36是将上述调节螺钉31锁定的紧固螺母。
上述调压活塞33上设置有通过弹簧室34和呼吸孔40与大气相连通的排出孔39，同时，还安装有使该排出孔39开口于调压室38上的由弹性部件制成的降压阀部件37，该降压阀部件37上的排出孔39由安装在上述调压阀杆20的前端的钢制滚珠41进行开闭的方式构成。
另外，上述阀体15的另一侧端部上形成有在阀体15和回复侧罩42之间与上述调压阀孔19相通的回复室45，在该回复室45内设置有将上述调压阀杆20压向调压活塞33一侧的回复弹簧44。该回复弹簧44的弹力比调压弹簧35的弹力要小。
上述回复室45通过通孔与回复侧罩42上所设的检测孔43相连通，通过该检测孔43上安装的压力计(图中未示)能够检测出调节空气压力。
上述调压阀杆20的内部形成有沿其轴线方向贯通的导压通孔23，该导压通孔23的调压室38一侧的端部通过上述滚珠41封闭住。另外，在该调压阀杆20的外周与调压阀孔19之间跨过该调压阀杆20的整个长度形成有可让压缩空气流通的导压间隙，从上述开闭连通通路的第1部分16a到回复室45的一侧间隙部分24a通过调压阀杆20上所设的第1密封部件26密封，从第2部分16b到调压室38的另一侧间隙部分24b则通过第2密封部件27密封。
另外，上述调压阀杆20的导压通孔23与开闭连通通路16的第2部分16b通过调压阀杆20上所设的第1导孔47相互连通，导压通孔23和间隙部分24b通过比上述第2密封部件27更靠近调压室38一侧的调压阀杆20上所设的第2导孔48相互连通。
上述第1密封部件26是带有密封方向性的Y型或者V型断面的唇形密封部件，它以阻止从开闭连通通路16的第1部分16a向回复室45一侧的压缩空气流动，而允许其反方向流动的方式安装。
在具有上述结构的第1实施例的压力调节阀1A中，在将来自基座2的供给口P的压缩空气供给到开闭连通通路16中时，通过调压弹簧35的弹力使调压活塞33和调压阀杆20向图中的左方移动，调压阀部件21开放调压阀座25。这样，上述开闭连通通路16的第1部分16a与第2部分16b相互连通，基座2的供给口P与转换阀3的供给通孔10处于连通的状态。
向上述供给口P中供给压缩空气时，该压缩空气在通过上述开闭连通通路16流入转换阀3的供给孔10的同时，通过第1导孔47流入上述导压通孔23中，与从该导压通孔23流入回复室45的同时，从第2导孔48通过间隙部分24b流入调压室38中。
这样，调压活塞33由作用于该活塞上的空气作用力和通过调压阀杆20而作用的回复弹簧44的弹力的合力推挤，使该弹簧35压缩后退，直到该合力与调压弹簧35的弹力达到均衡的位置为止。这样，在上述均衡的时刻起，调压阀部件21关闭调压阀座25，使开闭连通通路16的第1部分16a与第2部分16b相互切断。
上述调压活塞33上作用的空气压力的作用力在比调压弹簧35弹力要大的情况下，上述调压活塞33进一步后退，使降压阀部件37从滚珠41上离开，从而开放排出孔39，通过将调压室38的压缩空气排到外部来维持上述空气压力的作用力与调压弹簧35的弹力之间的平衡。
因此，开闭连通通路的第2部分16b一侧的空气压力(称为输出空气压)，被调节到调压弹簧35所设定的压力。该空气压力可以被检测口43上安装的压力计检测出来。
上述空气压力的设定可以通过调压螺钉31进退来调节调压弹簧35的弹力而进行变更。
一旦将基座2的供给口P与外部开放，回复室45内的空气将第1密封部件26推挤开放，流出到第1部分16a中，由于这样使调压阀杆20的两侧所作用的力的平衡崩溃，从而使该调压阀杆20移动，将调压阀座25开放，通过该调压阀座25将残余压力排出。
可以在该第1实施例中，省略上述第2密封部件27，将开闭连通通路16的第2部分16b直接与间隙部分24b相连通。在这种情况下，第2导孔48最好也省略。
图7表示的是压力调节阀的第2实施例，该第2实施例的压力调节阀1B在将调压用压缩空气从输出用直通连通通路17A上获得这一点上与上述第1实施例不同。即，该压力调节阀1B如图8所示是在将基座2的第1输出通孔6a与转换阀的第1输出通孔11A相连接的第1输出用直通连通通孔17A中设置与调压阀孔19相通的通孔52A，从该导压孔52A与调压阀杆20外周的间隙部分24a、回复室45、导压通孔23、第2导孔48、间隙部分24b相通，将来自上述第1输出用直通连通通路17A的调压用压缩空气导入调压室38中。这样，在该第2实施例中，调压阀杆20中不形成第1实施例那种第1导孔47。
再有，该第2实施例仅在上述调压用压缩空气导入路径上与第1实施例不同，其调压时的动作由于与第1实施例基本相同，上述以外的主要相同的组成部分用与第1实施例相同的符号表示，在此省略其说明。
图9表示的是压力调节阀的第3实施例，该第3实施例的压力调整阀1C与上述第2实施例的压力调整阀1B在调压用压缩空气导入路径上不同。即，该压力调节阀1C是在基座2的第2输出通孔6B和转换阀3的第2输出通孔11B相连接的第2输出用直通连通通路17B中设置与调压阀孔19相通的通孔52B，从该通孔52B将第2输出用直通连通通路17B的压缩空气通过调压阀杆20的外周间隙部分24b导入调压室38中，同时，通过第2导孔48及导压通孔23也导入回复室45中。这样，在该第3实施例中，在调压阀20上不形成如第1实施例那样的第1导孔47。
再有，在该第3实施例中，也仅在上述调压用压缩空气导入路径上与第1实施例不同，调压时的动作则基本与第1实施例相同，上述以外的主要相同的结构部分采用了与第1实施例相同的符号表示，在此省略其说明。
在上述各实施例中，以在基座2上设置输出口P的关系而在该基座2和转换阀3上分别形成输出通孔6A、6B及11A、11B，在压力调节阀1A、1B、1C上设置将其输出通孔相互连接的输出用直通连通通路17A、17B。然而，也会有不将输出口P设置在基座2上，而是设置在转换阀3上的情况。在这种情况下，即使不将输出通孔设置在基座2上，转换阀3的输出通孔6A、6B和压力调节阀1A、1B、1C的输出用直通连通通路17A、17B也不会被省略，可以利用该输出用直通连通通路17A、17B而吸入调压用压缩空气。在这种情况下，该连通通路基座2一侧的通路由垫片封住。
另外，图示实施例的转换阀3是5孔阀，与此对应，压力调节阀1A、1B、1C具有5条连通通路，转换阀也可以是3孔阀，在这种情况下压力调节阀则设有3条连通通路。
图10A～E表示的是调压阀20和调压活塞33的各种变形。
如图10A所示的第1变形，是形成于调压阀杆20上的导压通孔23不能贯通到调压室38而终结于第2导孔48附近，在调压阀杆20的端部安装有与该导压通路23无关的孔27，在这一点上与上述各实施例不同。
图10B所示的第2变形是在调压活塞33的排出孔39的前端形成降压阀座54，在调压阀杆20的前端通过帽56安装着由弹性部件组成的降压阀部件55。
图10C所示的第3变形是在调压阀杆20的前端凹部20a内通过压入或者粘合直接安装降压阀部件55，图10D所示的第4变形是在调压阀杆20的前端安装部20b中，将降压阀部件55从外侧通过嵌合或者粘接而安装。
另外，图10E所示的第5变形是将贯通调压阀杆20的导压通孔23的端部扩径，在该扩径部23a上形成直径方向的槽58。开闭调压活塞33的降压阀座54的降压阀部件55由***到槽58中的销59沿图中左右方向可以有若干运动的方式安装在扩径部23a上，并通过弹簧60向着降压阀座54施压。
在本发明中，将与转换阀和基座相对的通孔相互连通的多条连通通路和收容调压阀杆的调压阀孔在阀体内部的重复的位置上功能性地组合配置，向上述调压室和回复室中导入调压用压力流体的流通通路由形成于上述调压阀棒内部的导压通孔和调压阀杆外周的导压间隙来构成，从而能够在横向宽度及高度小的阀体内合理并且紧凑地设置多条流通通路及部件，由此，能够实现转换阀的更进一步的简略化和小型化。

Claims (5)

1、一种调节流体压力的压力调节阀，安装在将压力流体的流动方向进行切换的转换阀和向该转换阀供给压力流体的基座之间，其特征在于上述压力调节阀带有：
具有与上述转换阀的横向宽度基本相同的宽度、从而在该转换阀与上述基座之间以直接夹持的状态进行安装的阀体；
以贯通上述阀体的方式并列设置的、将上述转换阀与基座相对的一组通孔通过调压阀座相互连通的开闭连通通路和可将其它相对的通孔相互直接连通的1条以上直通连通通路；
以将上述开闭连通通路及直通连通通路横向切换的方式设置在上述阀体内、与上述开闭连通通路相连通、与直通连通通路则不连通、而是一种以使该直通连通通路留有必要的流通截面积的方式相贯通、在一部分上带有上述调压阀座的调压阀孔；
可自由移动地设置在上述调压阀孔内的调压阀杆；
设置于上述调压阀杆中、开闭上述调压阀座的调压阀部件；
设置于上述调压阀杆一端侧的调压室，可自由移动地设置在该调压室内的调压活塞以及将该调压活塞向调压阀杆一侧施压的调压弹簧；
设置于上述调压阀杆另一端侧的回复室和将该回复室内的调压阀杆向着调压活塞一侧施压的回复弹簧；
将上述调压室和回复室相互连通、构成从上述任一连通通路向上述各室导入调压用压力流体的流通通路的、形成于上述调压阀杆内部的导压通孔，以及在上述调压阀杆外周与调压阀孔之间形成连通此导压通孔的导压间隙。
2、如权利要求1所述的压力调节阀，其特征在于：上述开闭连通通路是将基座和转换阀的供给通孔相互连接的供给用连通通路，由与基座的供给通孔相连通并开口于上述调压阀孔的第1部分和与转换阀的供给通孔相连通并开口于与上述调压阀孔中第1部分不同位置的第2部分构成，在这些第1部分和第2部分之间设有上述调节阀座，上述第2部分通过上述导压通孔以及导压间隙与调压室及回复室相连通。
3、如权利要求1所述的压力调节阀，其特征在于：上述开闭连通通路是将基座和转换阀的供给通孔相互连接的供给用连通通路，同时，直通连通通路带有与基座和转换阀的排出通孔相互连接的排出用连通通路和至少通到转换阀的输出通孔的输出用连通通路，该输出用直通连通通路通过上述导压通孔及导压间隙与调压室及回复室相连通。
4、如权利要求1～3中任意一项所述的压力调节阀，其特征在于：上述导压通孔以与回复室相连通的方式设置，导压间隙以与调压室相连通的方式设置。
5、如权利要求1～3中任意一项所述的压力调节阀，其特征在于：上述调压活塞带有将调压室向外部开放的排出孔，在上述调压阀杆的端部设置有开闭该排出孔的部件。
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