CN1217117C - 板簧阀 - Google Patents

Abstract

本发明板簧阀，是对流体的流路实施开闭、控制的阀，将盘簧47一端装于阀箱41的阀室42内，而将另一端安装于阀室42内的阀轴52上，将盘簧47侧面对着阀箱41的阀座42a推压配置，同时由上述作动器55使阀轴52转动，借助使盘簧47向阀轴52侧向心位移，使盘簧47侧面离开阀座42a而打开二次侧流路口44。这种阀由于阀体自身有蓄能力可以小力矩进行开闭操作，可靠稳定且成本低、紧凑、耐久性好、实用价值高，阀体本身有截水功能又有定流量功能，由阀轴转数可实现各种定流量功能。

Description

板簧阀

技术领域

本发明涉及开闭或调整流路且具有定流量阀功能的、并将阀体做成弹簧的板簧阀，具体地是涉及阀体自身内藏着具有蓄能力的驱动阀体、以此蓄能力驱动控制阀体、并且阀体自身具有定流量阀功能的板簧阀和使用该板簧阀的空调装置。

背景技术

通常，在用于开闭流路的代表性的阀中，已知的阀有：转动操作在基体中设置的具有贯穿孔的球阀体来开闭流路的球阀，以及在本体内操作做成楔形的阀体使其上下运动来开闭流路的闸门阀等。

另外，作为自动阀的一例，有电动阀，但这种电动阀是以电动马达对球阀等转动阀进行开闭或流路调整的阀构造；其中也有以马达完成开动作，并且利用与该马达开动作连动而卷绕的盘簧的开卷力来完成闭动作的弹簧回复式电动阀。

另外，作为其他特殊阀构造，也提出了由以形状记忆合金形成的螺线管状阀体来开闭筒状阀开口的构造的溢流阀(参照日专利特开平10-30420号公报)。

另一方面，定流量阀是控制设定流量的阀；通常是将根据设定流量选择的定流量筒装入基体内。

但是，迄今提出并实施了的各种阀构造有着下述的问题。

首先，作为一般阀的球阀，由于是一边对环状阀座施加适当的压缩力使球阀体一边滑动一边进行转动操作的构造，转动操作力一般较大，为保持强度，零件形状也要较大；而且由于阀体与球座边滑动边实施开闭，球座易生磨损，阀体处于中间开度时，由于担心球座在流体压力作用下进入流路内，球座在规定使用期间内要进行维护或更换球座，耐久性成了问题。

另一方面，弹簧回复式电动球阀，是以球阀体滑动开闭，而且由于与阀体分开地需要施加用于阀回复动作的力的弹簧，转动操作力矩变大，仅此即成了制品大型化与成本升高的主要原因(参照图22中线所示的符号C、D、E)。

另外，上述特开平10-30420号公报中的溢流阀，由于以形状记忆合金形成，因此是仅用于供给规定高温以上的流体进行开闭构造的阀，适用于特殊流体的场合；而且形状记忆合金材料，成品率低，是高价材料，不仅成本增加而且开闭操作可靠性差，实用价值低。

再有，一般的定流量阀，可仅对应于设定的流量，在改变设定流量的情况下，由于要将内藏的定流量筒换成相应的流量筒使用，需要很麻烦的作业。

本发明即是有鉴于现有各种阀形状存在的问题而开发的，其目的在于：可提供由于阀体自身具有蓄能力(蓄势力)而可以小的操作力矩进行开闭操作、同时可确实而稳定地进行开闭的、而且成本低、结构紧凑、耐久性优良、实用价值高的阀；另外可使具有截水功能的阀体自身并具有定流量功能、实现多功能化、并具有由阀轴转数可设定各种定流量的功能。

发明的公开

本发明是板簧阀，在这种开闭流体流路的阀中，由弯曲的板簧形成的阀体收纳于阀本体内，将板簧一端连结或固定于阀本体侧，而将其另一端连结或固定于阀轴，与端面弯曲的流路口可自由接离地相对地配置板簧的弯曲面，以阀轴的转动使板簧向阀室中心侧位移而敞开流路口。

这种情况下，将板簧做成为卷绕的盘簧，使盘簧外周与流路口相对。

本发明的板簧阀是：在阀箱内设开闭或控制流路的驱动阀体、该驱动阀体的阀体自身具有蓄能力、阀体自身以该蓄能力进行驱动控制的内藏驱动阀体的阀。

这时，驱动阀体的蓄能力，由作为外部驱动力的作动器的输出使驱动阀体自身蓄能，该蓄能力与该阀体自身的驱动控制力大致相等。

另外，将驱动阀体做为盘簧，将该盘簧的一端安装于阀箱的阀室内，其另一端安装于阀室内的阀轴上，使盘簧的侧面与阀箱的阀座相对地推压配置，同时由作动器或手动使阀轴转动，通过使盘簧向着阀轴侧向心位移，使盘簧侧面从阀座离开而敞开二次侧流路；将盘簧的阀室内的安装位置配设于一次侧流路口近旁。

另外，在盘簧的阀座密封位置一体设有由橡胶等弹性构件形成的密封构件。

再有，由作动器或手动使之转动的阀轴使得上述盘簧向阀轴侧适当向心位移，而使得盘簧自身具有定流量功能。这种情况下，由阀轴的转数设定任意定流量。

上述板簧阀特别适用于对配管流体具有开闭或控制或定流量功能的空调装置。

附图简要说明

图1是示出在本发明的板簧阀上搭载电动马达的例子的纵剖面图；图2是从图1取下阀盖所示部分的局部剖放大俯视图；图3是表示收纳于图1阀本体中的盘簧的放大正视图；图4是图1所示阀本体纵剖面图；图5是收纳于图1阀室中的筒状衬垫放大正视图；图6是图5的纵剖面图；图7是图5的向部剖平面图；图8是表示本发明的板簧阀的开状态之一例的概念说明图；图9是表示图8的闭状态的概念说明图；图10是表示本发明的板簧阀的开状态之另一例的概念说明图；图11是表示图10闭状态的概念说明图；图12是表示将本发明的板簧阀用于手动阀之一例的锁定机构局部剖面图；图13是表示图12之锁定状态的俯视剖面图；图14是表示内藏本发明的驱动阀体的板簧阀之一例的纵剖面图；图15是图14的横断放大剖面图；图16是将图14驱动阀体展开的局部剖展开图；图17是图16的A-A剖面图；图18是图16的B-B剖面图；图19是图14的概念说明图；图20是表示图14的驱动阀体离开的初动状态的局部放大图；图21是表示图20的驱动阀体离开状态的局部放大图；图22是与现有例的比较图；图23是表示向图14阀轴***盘簧方法的立体图；图24是图14所示阀局部剖侧视图；图25是将本发明板簧阀用于风扇·盘管部件的空调装置说明图；图26是表示板簧具有定流量阀功能剖面图；图27是表示图26阀中改变阀轴转数时的压差与流量的关系的图。

实施发明最佳形态

根据附图详细说明将本发明的一例板簧用于盘簧的各种实施例。

图1是表示在用电动马达驱动进行转动的阀轴上安装着盘簧的一例的纵剖面图。

图中，在具有配管连接部1a、1b的阀本体1内部形成圆筒形阀室2，在阀室2中，分别使端面弯曲地形成一次侧流路口3和二次侧流路口4，在该流路口3、4的上下部设有环状沟5、6。

在图5～7中，7是用橡胶等形成的筒状衬垫，在该筒状衬垫7的上下端部设有环状结合突部8、9；在该筒状衬垫7的左右形成圆形开口部10、11；在二次侧的开口部11外周侧设环状定位部12；在该部位内周侧开口位置设有厚壁的阀座部13。

在将筒状衬垫7安装于阀室2内的情况下，使该筒状衬垫7的结合突部8、9结合于阀室2内的环状沟5、6中，同时将筒状衬垫7上形成的环状定位部12配合于流路口4内周面而在使筒状衬垫7止转状态下安装于阀室2内。

在图3中，14是以不锈钢等具有耐腐蚀性的金属形成的盘簧(阀体)，在该盘簧14中设有将其外端的上下延长成コ字形或圆形等形状的向外设置的结合部15、16和在内端上设有长方形的向内的弯折片17，将结合部15、16配合入阀室2上下设置的配合沟18、19；另一方面，将弯折片17配合于阀轴20上形成的缝隙21，在将盘簧14装于阀室2内的同时，并使阀轴20与盘簧14连动。这种情况下，盘簧14是以具有蓄能力的状态收纳于阀室2内。

如图8、图9所示，该配合沟18、19在阀室2内设置多个；最好是通过适当选择盘簧14外端安装位置，而将盘簧14可设定在确实开闭流路口的位置。

另外，在图1中，在支承上下并***阀本体1内的阀轴20的台阶部20a装配圆板状弹簧保持部33，以阻止盘簧14上下动。在阀本体1的上端螺合固定着阀盖22，在该阀盖22的上端固定着可单向或双向转动的作动器23。

本例中的固定装置，是以密封螺母25通过开口环24结合固定设在作动器23下部的连接构件23a；但也不限于此，可适当选择各种固定装置来实施。

在本例中，该作动器23设计成：电动马达(图中未示出)的驱动力通过齿轮机构传递到输出轴，该输出轴的驱动力传递至阀轴20使阀轴20自由转动。在该阀轴20的缝隙21中嵌入盘簧14的弯折片17，而且将盘簧14的结合部15、16配入阀室2的配合沟18、19，而使盘簧14与轴20连动。由作动器23带动轴20转动，而卷绕盘簧14，使盘簧14向阀室2的中心侧位移，打开流路口3、4。

另一方面，当在电动情况下断电时，以随着盘簧14的释放的推压力使盘簧14的弯曲面14a抵接于流路口3、4，特别是弯曲面1 4a借助流体压的推压力而密封地接触在筒状衬垫7的阀座部13上、关闭流路口4。

尚且，阀的功能由于是流路口4的开闭，所以不一定需要盘簧14的弯曲面14a抵接流路口3。

在上述例子中，示出了以作动器23的驱动力进行开闭的弹簧回复式电动阀之一例。但也不限于此，比如在手动场合也可在适当位置摘除锁定手柄或阀轴的锁定机构，以盘簧力开卷来关闭流路并实行自动闭止。

另外，在手动场合，如图12与图13之一例所示，在阀轴20的上端设手柄26，在设于阀本体1上端的多个结合沟27中通过弹簧28可推压配合地设置锁销29，一边推压锁销29一边转动手柄26，在止动位置当手离锁销29时，由弹簧28的弹力即锁定于结合沟27，可将开状态的盘簧14锁定固定于适当位置。另一方面，在闭止的情况下，解除锁定，靠盘簧反卷力盘簧弯曲面关闭流路口而自动闭止。该结合沟27，可在进行锁定的任意位置设置多个。

作为其他手动例子，如以手柄推压阀轴而可进行手动操作的手动场合，由该手柄的转动操作，盘簧向阀室中心侧位移而打开流路口；当解除手柄的推压，锁定构件在弹簧的弹簧力作用下进行锁定而被固定，将打开状态的盘簧14固定于适宜位置；或者比如通过采用以凹凸状的离合机构转动操作手柄，固定于适当位置的构造，可将本发明的板簧阀适用于手动阀。

下边，借图8、与图9的概念说明图来说明上述实施形态的作用。首先，在图9中，在自动阀中不驱动作动器23时，或在手动阀中将手柄设于关闭位置时，以盘簧14的反卷力，使作为盘簧14外周面的盘簧外周面14a压接于阀座部13，由盘簧14关闭流路口4。

这种情况下，由于将阀座部13压按于本体1内侧，弯曲面14a被确实关闭。

其次，当将驱动作动器23或手柄向逆时针转动方向驱动而使阀轴20转动来卷绕盘簧14时，如图8所示，盘簧14的弯曲面14a离开阀座部13而打开流路口4。

若在这种状态下停止通电或解除手柄的锁定，盘簧14释放，阀轴20、弯曲面14a返回到图9的状态。

这种情况下，盘簧14与阀座部13不像球阀等转动阀那样沿周向进行滑动，是以无滑动式的接离状态离开，故不会产生磨损，耐久性极好；另外，当阀体是盘簧时，卷绕力矩小，操作性能良好。

在本例情况下，盘簧14的卷绕方向，如图8所示是逆时针转动方向，使之与通常阀的开闭方向相一致，但也可以做成相反方向。

图10与图11是表示板簧的其他例子的概念说明图。曼叶线形状弹簧(阀体)30的外端30a配合入阀本体1的配合沟31，其内端30b贯穿阀轴32的缝隙32a被安装，当自动或手动使阀轴32转动时，如图10所示，则流路口4敞开；如在弹簧30的反卷力作用下弹簧30的弯曲面34压贴于阀座部13，则可确实关闭流路口4。

本发明的板簧阀其他例子，也可以是：在阀本体1的阀室2内不设上述的筒状衬垫7，在盘簧等板簧的与流路口4相对的弯曲面14a外周位置以烧结或粘结橡胶等来固定衬垫(图中未示出)，由该衬垫与阀室的流路口之接离来实施开闭。这种情况下可使阀室形状更简单，板簧与阀室结合部可不像图3中15、16那样分开突出出来，而可以在弹簧的全宽或适当位置上设置。

另外，作为安装盘簧14外端与内端的构造，除上述例子之外，也可以是：将轴固设或支承于阀本体1内，在该轴上连结着盘簧外端，在阀轴上设置向外的销子，使该销子与开设于盘簧内端的孔相结合，这些根据实施需要可以是任意的。

下边，依照图14～24，来详细说明内藏驱动阀体的板簧阀实施例。

在本例的实施例中，由于与图1～13中说明的实施例具有大致相同的构成以及作用效果，故特别对不同部分为中心详细说明。

图14示出了内藏以电动马达驱动力使之转动的阀轴与盘簧为驱动阀体的阀之一例的纵剖面图。

在图14、15与图24中，41是具有配管连接部41a、41b的阀箱，在该阀箱41内设置具有断面为圆筒状的内周面的阀室42，在该阀室42内设有一次侧流路口43和二次侧流路口44，在阀箱41下部通过O形环46以固定螺钉45a覆盖着盖45。

即，如后所述，做成从阀箱41下方***盘簧47的构造，阀箱与阀盖做成一体，不需要弹簧保持部等的紧凑的密封性良好的构造。

图中，47是用于开闭或控制流路的设于阀箱41内的驱动阀体，该驱动阀体47，阀体自身具有蓄能力，阀体自身由该蓄能力驱动来闭塞阀口。

该驱动阀体47的蓄能力，由设于阀箱41上的内藏了作为外部驱动力的马达M的作动器55的输出或手动操作大致无滑动地对驱动阀体自身蓄能，该蓄能力与该驱动阀体47的驱动控制力大致相等。

在本例中，驱动阀体47，如图15～19所示，使用了盘簧47，该盘簧47由不锈钢等具有耐腐蚀性的金属形成。在盘簧47的外端向外地设有断面成コ字形或圆形等形状的结合部48；在其内端，于弯折片50a的前端设结合部50b。该结合部48，如图15与图19所示，最好结合于设在一次侧流路口43近旁位置的固定(结合)位置54。

其理由是，盘簧47的曲率是在以盘簧47的中心为对称阀箱41结合沟54相对侧较稳定，通过相对阀座56推压配置该稳定侧面，可望提高与阀座56的密封性能。

另外，如图15所示，由于结合沟54设在闭阀时与结合部48相连的部分的盘簧47侧面堵塞一次侧流路口43的位置，故在开阀时不会使流体卷入盘簧47的回旋部，可以平滑地流向二次侧流路口44。

用于组装该盘簧47的其他实施例示于图23。在该图23中，将盘簧47在缩径到比阀室42内径还小的状态下以环或壳体等束缚构件58束缚着，将其从阀箱41下方***，在使结合部48结合于结合沟54的同时，将弯折片50a与结合部50b装入阀轴52的缝隙52b与配合沟52a；而后，解开束缚构件58，缩径的盘簧47以其稍成缩径状态的盘簧47之侧面推压于阀箱41的阀座56，成封闭状态。这样，盘簧47即以具有蓄能力状态收纳于阀室42内。该盘簧47具有不受流过阀内流体能量影响而振动的规定厚度以上的厚度与刚性，在本例中为0.2mm左右。

另外，在阀室42二次侧的流路口44设有阀座56，而将推压于该阀座56密封位置的密封构件49一体设于盘簧47的阀座密封位置47a。具体而言，如图16～18所示，该密封构件49由橡胶等弹性构件形成，一体烧结固定于盘簧47上，该密封构件49为环状椭圆并是突部形状，阀座密封面压提高，可确实密封。再者，在该密封构件49的环状对称位置设突状部49a，当盘簧47从阀座56离开时，容易从密封构件49的突状部49a剥离，确实可使盘簧47从阀座56上离开。

还有，该密封构件49，成形为具有可吸收盘簧47的微妙的曲率变化而可确保规定的阀座密封性能的厚度。

另外，在图20与图21中，当将盘簧47向开的方向操作时，在阀体47的密封点作用着和一般球阀的球同样的圆周方向力F1，由于另外还作用着阀体47的向心方向力F2，在开阀初动作时，该密封点由于在和阀座56分开状态沿圆周方向移动，结果是几乎不产生滑动阻力。

从而，如图22所示，从与现有的弹簧回复阀的比较表可以看出，可实现作动器55内的马达M的小型化。

即，如该图所示，现有的阀力矩E与现有的弹簧力矩D合并，故需要现有的作动器力矩C。相对于这一点，由于本例中仅仅是盘簧力矩B即可，故本例中仅需要作动器力矩A，可以实现作动器小型化和降低成本。

图15与图19所示符号53是形成于阀轴52上的贯穿孔，在该贯穿孔53中***盘簧47的内端部分并固定于阀轴52上。

其次，本例的作用，与上述第一实施例大致相同。当由作动器55的输出通过传递构件55a将作为驱动阀体的盘簧47卷入时，盘簧47大致无滑动地蓄能的同时，固定于盘簧47的密封构件49离开阀座56打开二次侧流路口44而成为开状态，这时，盘簧47的蓄能力大致等于盘簧47自身的驱动控制力。

其次，当将盘簧47的卷入状态由手动或自动解除时，由于盘簧47的蓄能力，密封构件49推压密封阀座56，可将二次侧流路口44确实封闭。

另外，如图26所示，用由作动器55或手动转动的阀轴52使盘簧47向阀轴52一侧适当做向心位移，可由盘簧47自身发挥定流量功能，这时，可由阀轴52的转数设定任意的定流量。

图27是表示将一次压一定并改变阀轴52的转数时的压差与流量之间的关系的曲线图。这时板簧阀的公称直径尺寸是1B。

其结果是，在将阀轴52转过6转的状态下固定下来的情况下，即使在不同的压差下，也分别为54.2、52.8、53.2L/min大致一定的流量。这种倾向在使阀轴52转过5.5转、5转、4.5转的情况下也一样，即使压差变动，流量变化最大也在10％以内。

下边，对将本发明的板簧阀或内藏驱动阀体阀(以下称阀等60)用于风扇·盘管部件或气动操作部件等空调装置的例子进行说明。这种场合，板簧阀兼有截水功能与定流量功能。

图25是将上述阀等60用于风扇·盘管式空调机61的例子。这种风扇·盘管式空调机61是在盘管62内部流动着冷水或温水，而用风扇63对盘管62表面送风，借此来调整一定空间的室温。

在图25中，是将阀等60设在冷温水装置64的外侧配管65上的示例；当然也不局限于此，也可以设在内侧配管66上。

本发明阀等60具有：阀开时要花较多时间才达到全开状态、而在闭阀时可以在短时间达到全闭状态的动作特性。从而，像风扇·盘管式空调机61这样，最适合用于不一定需要迅速达到全开状态的场合。

本发明的阀等60即如上述，由于具有紧凑可降低成本经济性优越，最适合用于风扇·盘管式空调机等单件空调装置那样需要多个阀的用途。

在本例中，作为空调装置是以风扇·盘管式空调机举例，但本发明的阀等60也不限定于此，它也适用于气动操作部件等装置。

另外，本发明的阀等60，也不限于用于空调装置，可用于各种装置。具体而言，可利用其短时间内达到全闭状态的动作特性，也可用于遮断气体的紧急遮断阀等。还有，作为适用流体，适用低压流体，比如压差0.2～0.3MPa(2～3kgf/cm²)左右的冷温水、气体等。

工业上利用可能性

从上述可以清楚，由于可以板簧的复元力封闭阀体，故可确实封闭且可稳定动作；而且由于阀体封闭时靠盘簧等的反卷力返回，仅靠弹簧回复力且轻柔的操作力可以完成操作，另外由于仅克服弹簧卷绕力进行开阀操作，力矩也可以小些。

还有，如做成弹簧回复构造，回复用弹簧和阀体可兼用，这样可以提供紧凑、成本低、经济性优良的阀。

再者，由于盘簧等弹簧与阀座部不是滑动开闭，而可无滑动性进行接离开闭，故可提供无磨损、耐久性优良、实用价值高的阀。

另外，阀座在中间动作时由于无滑动，阀座磨损少，尤其是由于不受由流体压力引起的对操作力矩变动的影响，对于阀座的粘合现象有剥离作用，不必担心操作力矩上升，盘簧的弹簧特性良好、操作力矩小，且不需超过需要的加工精度，可望实现作动器与阀的小型化。

本发明的板簧阀具有作为定流量阀的功能，流量的设定可根据阀轴的转数在规定范围内任意设定。即不需像现有的定流量阀那样，需要内藏对应于目的流量的专用定流量器，而仅改变阀轴的转数即可进行对应规定流量的流量设定。

另外，本发明的板簧阀也特别适合于风扇·盘管式部件或气动操作部件等的空调装置。

Claims (7)

1.一种板簧阀，其特征在于，该阀的开闭或控制阀箱内流路的驱动阀体是盘簧，该盘簧的一端安装于阀箱的阀室内，另一端安装于阀室内的阀轴，将盘簧侧面与阀箱的阀座相对地推压配置，同时由作动器或手动输出使阀轴转动，借使盘簧向阀轴侧向心位移，使盘簧侧面离开阀座而打开流路口；另一方面，借蓄能的盘簧自身开卷力使盘簧侧面压接在二次侧阀座上而封闭流路口。

2.按权利要求1所记述的板簧阀，其特征在于，将上述盘簧在阀室内的安装位置设在一次侧流路口近旁。

3.按权利要求1或2所记述的板簧阀，其特征在于，在盘簧的二次侧阀座密封位置一体设有橡胶等弹性构件形成的密封构件。

4.板簧阀，其特征在于，由作动器或手动使之转动的阀轴使权利要求1所记述的盘簧向阀轴侧适当向心位移而使得盘簧自身具有定流量功能。

5.按权利要求4所记述的板簧阀，其特征在于，由阀轴的转数设定任意的定流量。

6.按权利要求1～5所记述的板簧阀，其特征在于，蓄能的盘簧自身蓄能力与盘簧自身的驱动控制力大致相等。

7.板簧阀的使用方法，其特征在于，将权利要求1～6所记述的板簧阀用于对配管的流体开闭或控制或有定流量功能的空调装置。

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