JPH03113177A - Sealing device for needle valve - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To prevent the leak due to the sliding of a needle valve and permit the semipermanant use by setting the gap between the needle and a needle guide which are made of ceramics to a specific value or less, allowing the needle guide to be shifted in the radial direction and installing a packing for suppressing the shift in the radial direction on the side surface or an outside circumferential part. CONSTITUTION:A needle 1 and a needle guide 2 are made of ceramic material, and the gap is set to 10 mum or less, and the needle guide 2 can be shifted in the radial direction, and each O-ring 5 is arranged on the both sides of the needle guide 2, and formed integrally by packing pressings 3 and 6. Accordingly, the leak from the outer periphery of the needle 1 is prevented by the inside diameter of the needle guide 2, and the leak from the outer periphery of the needle guide 2 is prevented by the O-ring 5. Accordingly, the need of the contact of the O-ring 5 with the inside diameter of the needle 1 is obviated, and the influence of the shift of the needle 1 for abrasion is eliminated.

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、細径のニードル弁を外部に設けた操作部で作
動させる場合に、貫通部とニードル弁の外周から流体が
もれるのを防止するシール装置に関するもので、例えば
塗装用スプレーガン等で用いられ、塗料の如き粘性液体
の洩れを防止する装置に対して利用される。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention prevents fluid from leaking from the penetration part and the outer periphery of the needle valve when a small-diameter needle valve is operated by an operating section provided externally. It relates to a sealing device for preventing leakage of viscous liquids such as paint, and is used, for example, in spray guns for painting.

［従来の技術］ 通常ニードル弁は先端をシートとし、ノズル口に当接離
開して開閉を行うもので、弁自体は前後に進退を繰り返
す。また操作は外部より直接行うことが殆どであり、ニ
ードル弁が外部へ突出する部分には、洩れ防止のシール
装置が設けられている。[Prior Art] Normally, a needle valve has a seat at its tip and opens and closes by coming into contact with and separating from a nozzle opening, and the valve itself moves back and forth repeatedly. In most cases, the needle valve is operated directly from the outside, and the part where the needle valve projects to the outside is provided with a sealing device to prevent leakage.

これらのシール装置は、内部流体の種類、圧力等によっ
て種々のものが存在するが、塗料の如き液体の場合は、
耐溶剤性と繰返し作動に対する耐久性、また操作性から
摺動抵抗等において優れたものが選ばれる。There are various types of sealing devices depending on the type of internal fluid, pressure, etc., but in the case of liquids such as paint,
Those with excellent solvent resistance, durability against repeated operation, operability, and sliding resistance are selected.

第６図はその代表例であって、実開昭６２−１７６５５
５等に示されているものであるが、いずれにしても柔軟
性、なじみ性のある材質のシール材を用い、ニードル弁
の外周部と密着させることによって洩れを防止する構造
となっている。また、これらのシール材からなるパツキ
ンは、パツキンの外側と装置部との間から洩れるのを防
止するため、装着部とは緊密に固定されている。したが
ってその固定にあたっては、パツキン内径との芯出しに
注意をする必要がある。Figure 6 shows a typical example of this.
In any case, a sealing material made of a flexible and conformable material is used, and the structure is such that leakage is prevented by making close contact with the outer periphery of the needle valve. Further, the packing made of these sealing materials is tightly fixed to the mounting section in order to prevent leakage from between the outside of the packing and the device section. Therefore, when fixing it, care must be taken to align it with the inner diameter of the packing.

ニードル弁の外径は通常２〜３ｍが多く、ある程度の強
度と、背圧や周長さの減少を考慮したものとなっている
。また材質は、ステンレス等の鋼の他、特殊の場合には
樹脂が使われることもある。The outer diameter of the needle valve is usually 2 to 3 m, which takes into consideration a certain degree of strength, back pressure, and reduction in circumferential length. In addition to steel such as stainless steel, resin may also be used in special cases.

［発明が解決しようとする問題点］ この種のパツキンで洩れを押えるためには、ニードル弁
への装着を良くシ、シかも全周に均一な接触を行わせる
ことが必要である。このため、ある程度摺動抵抗を犠牲
にすることになり、摩擦に対する耐久性が問題となる。[Problems to be Solved by the Invention] In order to suppress leakage with this type of packing, it is necessary to attach it to the needle valve well and to make uniform contact all the way around the needle valve. For this reason, sliding resistance is sacrificed to some extent, and durability against friction becomes a problem.

例えば塗装用のスプレーガンの場合、多い時は１分間に
数１０回の作動が繰り返されることもあり、しかも塗料
によっては硬い顔料粒子が含まれているため、シール部
の摩耗が進みやすく、しばしば問題となる。For example, in the case of a spray gun for painting, the operation may be repeated several dozen times per minute, and since some paints contain hard pigment particles, the seal part is prone to wear and tear. It becomes a problem.

また、シール材の材質そのものが柔らかい弾性材である
ため加工精度をあげることが難しく、したがって組み込
みにおいても調整が必要であり、それでもなお部分的に
不均一な接触はさけられず、洩れの原因となる。更にこ
の種の材質は、総じて温度、湿度あるいは経時変化によ
り、寸法、物性等が変化しやすく、シール効果に差が出
やすいものである。したがって、使用の都度確認調整を
するなど、保守の面においても改善の余地が残っている
。In addition, since the material of the sealing material itself is a soft elastic material, it is difficult to increase the processing accuracy, and therefore adjustment is required during assembly. Become. Furthermore, this type of material is generally susceptible to changes in dimensions, physical properties, etc. due to temperature, humidity, or changes over time, and differences in sealing effectiveness are likely to occur. Therefore, there is still room for improvement in terms of maintenance, such as checking and adjusting each time it is used.

［問題点を解決するための手段］ 以上の如き、従来の問題点を改善するために、ニードル
、ニードルガイドをセラミック材で作り、そのスキマを
１０１以下、望ましくは４１ｍ以下とするとともに、ニ
ードルガイドは加工・組立てによる芯ずれを許容するだ
け外周側にスキマをもたせて径方向への移動を可能とし
、かつ側面または外径部に、前記径方向の移動を防げな
いパツキンを設けたものである。[Means for Solving the Problems] In order to improve the above-mentioned conventional problems, the needle and the needle guide are made of ceramic material, the gap is set to 101 m or less, preferably 41 m or less, and the needle guide A gap is provided on the outer periphery side to allow for misalignment due to processing and assembly, allowing movement in the radial direction, and a packing is provided on the side surface or outer diameter portion that does not prevent movement in the radial direction. .

［作用コ ニードル弁とニードルガイドとを、いわゆるファインセ
ラミックで作ることにより、両部材の精度を数μｍのク
リアランスで加工することが可能となる６更に組み立て
た時、作動した時は、ニードルを軸心として、ニードル
ガイドは径方向への移動が可能のため作動が制限されず
にすむ。もちろんセラミックは公知の如く、耐久性につ
いては保証されているため、ニードルとニードルガイド
に偏心があり、部分的にニードル外径とニードルガイド
内径が接触しても摩耗は防止される。[By making the working co-needle valve and the needle guide from so-called fine ceramics, it is possible to machine both parts with a clearance of a few μm.6 Furthermore, when assembled and operated, the needle is aligned with the axis As a result, the needle guide can be moved in the radial direction, so its operation is not restricted. Of course, as is well known, the durability of ceramic is guaranteed, so wear is prevented even if the needle and needle guide are eccentric and the outer diameter of the needle partially contacts the inner diameter of the needle guide.

洩れについては、ニードルガイド外側からの洩れはパツ
キンで防止される。また内径からの洩れは、ニードルと
の円環状のスキマを通る流量によって洩れ量を規制する
ことができる。すなわち円環部を流れる量は、スキマ：
Ｓ、ニードル外径：ｒ、スキマ長さ：Ｑ、流体粘性係数
二μ、圧力差△Ｐによって決まり、Ｑ＝　（πｒ１ｓ３
ΔＰ）９８００００／６μ息で表され、スキマを１０ｐ
ｍ以下にすることによって、通常用いられるφ３ｎｍの
ニードルであればほとんど洩れに対して問題なく使用で
きる量まで減少させることができる。Regarding leakage, leakage from the outside of the needle guide is prevented by a seal. Further, the amount of leakage from the inner diameter can be regulated by the flow rate passing through the annular gap with the needle. In other words, the amount flowing through the annular portion is the gap:
Determined by S, needle outer diameter: r, clearance length: Q, fluid viscosity coefficient 2 μ, pressure difference △P, Q = (πr1s3
ΔP) 980000/6μ breath, the gap is 10p
By making the amount less than m, the amount can be reduced to a level where a commonly used needle with a diameter of 3 nm can be used without any problem with leakage.

［実施例］ 第１図は１本発明を実施したニードル弁とニードルガイ
ド部分の断面図である。この装置を利用した例としては
、第２図に示すスプレーガン等があり、塗装用スプレー
ガンの如き多種多様の液材を使用するものには最適なも
のである。[Embodiment] FIG. 1 is a sectional view of a needle valve and a needle guide portion in which the present invention is implemented. An example of using this device is a spray gun shown in FIG. 2, which is most suitable for a spray gun for painting that uses a wide variety of liquid materials.

第２図のスプレーガンについては周知であるので詳細は
省略し、本発明の要点を詳しく説明する。Since the spray gun shown in FIG. 2 is well known, details thereof will be omitted, and the main points of the present invention will be explained in detail.

ニードル１は３ｍの外径でセラミック製、同じくニード
ルガイド２もセラミック製で、その内径はニードル１に
合わせ、最小限のスキマ寸法に維持している。スキマは
１０μｍ以下望ましくは４μｍ以下とし、極力真円に近
づけ、前後の摺動に支障ないよう製作される。パツキン
押し３は前記二ドルガイド２を内側に保持し、スプレー
ガン本体４に装着されるもので、ニードルガイド２の両
側にＯ′リング５を配し、パツキン押え６によって一体
化されている。ニードルガイド２の外径と挿入部の内径
とは、ニードルガイド２が径方向に移動した時にも十分
なスキマを維持できるよう構成されている。○リング５
は片側のみでも可であるが、確実性をもたせる意味で両
側にしている。またニードルガイド２は一体化されたも
のでも良い。The needle 1 has an outer diameter of 3 m and is made of ceramic, and the needle guide 2 is also made of ceramic, and its inner diameter matches the needle 1 and is maintained at the minimum clearance dimension. The gap is 10 μm or less, preferably 4 μm or less, and is manufactured to be as close to a perfect circle as possible so as not to hinder front-back sliding. The seal presser 3 holds the needle guide 2 inside and is attached to the spray gun body 4.O' rings 5 are arranged on both sides of the needle guide 2, and the needle guide 2 is integrated with a seal presser 6. The outer diameter of the needle guide 2 and the inner diameter of the insertion portion are configured so that a sufficient clearance can be maintained even when the needle guide 2 moves in the radial direction. ○Ring 5
Although it is possible to have only one side, it is set on both sides for certainty. Further, the needle guide 2 may be integrated.

これにより、ニードル外周からの洩れはニードルガイド
２の内径によって防止し、ニードルガイド２の外周から
の洩れはＯリング５によって防止される。したがってＯ
リング５は、ニードル１の内径と接する必要はなく、ニ
ードル１の移動による摩耗への影響はない。しかもほと
んど固定的に使われ摺動しないため、摩耗、損障、変質
の可能性も極めて少ない。As a result, leakage from the outer periphery of the needle is prevented by the inner diameter of the needle guide 2, and leakage from the outer periphery of the needle guide 2 is prevented by the O-ring 5. Therefore O
The ring 5 does not need to be in contact with the inner diameter of the needle 1, and movement of the needle 1 does not affect wear. Moreover, since it is used in a stationary manner and does not slide, the possibility of wear, damage, or deterioration is extremely low.

スキマからの洩れは、前述の如き式で表され、今ｒ１＝
Ｑ、　１５ａｎ　　ΔＰ＝３．５ｋｇｆ／ａｉ？　　μ
＝２．５ｃｐ（センチポイズ）　　ｆｆ＝０．３ａｍと
すると、流量（ｃｃ／ｍｍ）は２．１６Ｘ１０’ＸＳ”
で表され、クリアランスＳが１０ｊＩｌで０．２２ｃｃ
／ｍｍ、ＩＰｔ＋で２．１６　Ｘ　１０’　ｃｃ／ｍｕ
となる。例えばこの洩れ量がφ３の球部となって落下す
ると考えると、１０声目の場合約４秒で１滴、１μでは
６５分で１滴となる。同様に１分間１滴を目安とすると
、クリアランスは、４．０３Ｐｉとなる。これらの条件
は、塗料の加圧力をスプレーガンとしては最大に見込み
、また粘度は溶剤と等しい値を使っているため、実際に
おいては洩れ量はこれらの１１５程度と見るのが妥当で
ある。Leakage from the gap is expressed by the formula described above, and now r1=
Q. 15an ΔP=3.5kgf/ai? μ
=2.5cp (centipoise) If ff=0.3am, the flow rate (cc/mm) is 2.16X10'XS"
It is expressed as 0.22cc when the clearance S is 10jIl.
/mm, 2.16 X 10' cc/mu in IPt+
becomes. For example, if we consider that this amount of leakage becomes a ball of diameter 3 and falls, one drop will be produced in about 4 seconds for the 10th tone, and one drop will be produced in 65 minutes for 1μ. Similarly, if one drop per minute is used as a guideline, the clearance will be 4.03 Pi. These conditions assume that the applied pressure of the paint is at its maximum for a spray gun, and the viscosity is the same as that of the solvent, so in reality, it is reasonable to assume that the amount of leakage is about 115 of these.

第３図〜第５図の例は他の実施例を示している。The examples in FIGS. 3 to 5 show other embodiments.

第４図のニードルガイドは、ガイドケース７に圧入され
外周が押えられているが、ガイドケース７の外周に０リ
ング８をセットし、径方向の移動を０リングの弾性変形
で維持し、外周からの洩れを゛防止している。The needle guide shown in Fig. 4 is press-fitted into a guide case 7 and its outer periphery is held down, but an O-ring 8 is set on the outer periphery of the guide case 7, and radial movement is maintained by elastic deformation of the O-ring. This prevents leakage from occurring.

また第５図のパツキン９は、塗料中の顔料粒子が、クリ
アランスに入り込み易い場合にその進入を１次的におさ
え、カジリを防止するために設けられている。特にエマ
ルジョンタイプの塗料等には有効である。Further, the gasket 9 shown in FIG. 5 is provided to primarily prevent pigment particles in the paint from entering the clearance when they tend to enter the clearance, thereby preventing galling. It is particularly effective for emulsion type paints.

［発明の効果］ 本発明の大きな効果は、ニードル弁の摺動による洩れ防
止に対し、半永久的に使用が可能であり、使用時の温度
、湿度、使用塗料等の違いに影響されないシール装置が
得られることである。したがって、加温塗料や化学的に
強い液剤にも使用できる化１組み込みにおいても従来の
如き同芯度の配慮、調整が必要ない等の効果が得られる
ものである。[Effects of the Invention] A major effect of the present invention is that it provides a sealing device that can be used semi-permanently and is not affected by differences in temperature, humidity, paint used, etc. during use, in preventing leakage due to sliding of the needle valve. That's what you get. Therefore, even when incorporating chemical formula 1, which can be used for heating paints and chemically strong liquids, effects such as the need for consideration and adjustment of concentricity as in the past can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１図は本考案の１実施例を示すシール装置の断面図で
、第２図はそれを用いたスプレーガンの１例である。第
３図から第５図は、他のシール装置の実施例を示す断面
図である。 １・・・ニードル ２・・・ニードルガイド ３・・・パツキン押し ４・・・スプレーガン本体 ５・・・０リング ６・・・パツキン押えFIG. 1 is a sectional view of a sealing device showing one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an example of a spray gun using the same. 3 to 5 are cross-sectional views showing other embodiments of the sealing device. 1... Needle 2... Needle guide 3... Packing holder 4... Spray gun body 5... 0 ring 6... Packing holder

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 弁孔に対し前後に進退して弁孔の開閉を行うニードル弁
のニードルと、ニードルが貫通するニードルガイドを共
にセラミックで製作し、互いのスキマを１０μｍ以下と
するとともに、ニードルガイドは径方向への移動が可能
とし、かつ側面または外径部に、前記径方向の移動を防
げないパッキンを設けたニードル弁シール装置。The needle of the needle valve, which moves back and forth to open and close the valve hole, and the needle guide through which the needle passes are both made of ceramic, with a gap of 10 μm or less between them, and the needle guide extends in the radial direction. A needle valve sealing device that allows movement in the radial direction and is provided with a packing on the side surface or outer diameter portion that does not prevent movement in the radial direction.