JPH0583545U - Metal diaphragm valve - Google Patents
Metal diaphragm valveInfo
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- JPH0583545U JPH0583545U JP2402992U JP2402992U JPH0583545U JP H0583545 U JPH0583545 U JP H0583545U JP 2402992 U JP2402992 U JP 2402992U JP 2402992 U JP2402992 U JP 2402992U JP H0583545 U JPH0583545 U JP H0583545U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 メタルダイアフラムと金属製弁座という金属
同士の接触でありながら良好なシール特性を有するメタ
ルダイアフラム弁を提供すること。
【構成】 金属製の弁箱と、該弁箱と一体に形成された
弁座と、周縁部を前記弁箱に密封挾持すると共に中央部
が前記弁座に対し直接接離自在に対向するメタルダイア
フラムと、該メタルダイアフラムの中央部を前記弁座方
向に変位させる負荷手段とを有するメタルダイアフラム
弁において、前記弁座を凸状の環状弁座とし、該弁座の
内周面または外周面に径方向の凹溝を形成したメタルダ
イアフラム弁。
(57) [Summary] [Purpose] To provide a metal diaphragm valve having good sealing characteristics even though the metal diaphragm and the metal valve seat are in contact with each other. A metal valve box, a valve seat integrally formed with the valve box, and a metal having a peripheral portion hermetically sandwiched between the valve box and a central portion facing the valve seat so as to be directly contactable and separable. In a metal diaphragm valve having a diaphragm and a load means for displacing a central portion of the metal diaphragm in the valve seat direction, the valve seat is a convex annular valve seat, and an inner peripheral surface or an outer peripheral surface of the valve seat is provided. Metal diaphragm valve with a radial groove.
Description
【0001】[0001]
本考案はメタルダイアフラム弁に関し、特に金属製の弁座に対しメタルダイア フラムを直接着座あるいは離座させるオールメタル製のメタルダイアフラム弁に 関する。 The present invention relates to a metal diaphragm valve, and more particularly to an all-metal metal diaphragm valve that directly seats or separates a metal diaphragm on or from a metal valve seat.
【0002】[0002]
従来、半導体製造装置などの配管系に用いられる開閉弁としては、弁内部流路 に摩耗による微粒子を生じるような摺動部がなく、かつデッドスペースのない弁 が要求されていた。これを解決するものとして例えば特開昭63−285373号や実開 平2−29361 号等に開示されたメタルダイアフラム弁がある。このメタルダイア フラム弁は中央部が上方に膨出した金属製のメタルダイアフラムと樹脂製の弁座 を有するもので、このメタルダイアフラムを弾性変形範囲内で変形させて、弁座 に直接着座あるいは離座させて弁を開閉するようにしたものであった。 ところが、最近では半導体の高集積度化に伴ない原料ガス中の不純物濃度がpp b レベルを切るようなppt レベルであることが要求されるようになりつつある。 この要求に対しては、弁内部流路を形成する材料に吸着する及びここから放出さ れる水分や不純物を極少に抑えることが一つの解決策であり、また課題となって いる。ところが、上記した従来の樹脂製弁座を用いたメタルダイアフラム弁では 次のような問題がある。 A)樹脂材料は本質的に吸湿性であるため、樹脂製弁座に吸着、吸収された水分 や不純物を完全に放出除去することは困難である。 B)高温でのベーキングに限界がある。 C)高腐食性で多種にわたる原料ガスに対し耐食性に不安がある。 Conventionally, as an on-off valve used in a piping system of a semiconductor manufacturing apparatus or the like, there has been a demand for a valve that has no sliding portion that produces fine particles due to wear in a valve internal flow path and has no dead space. As a solution to this, for example, there is a metal diaphragm valve disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-285373 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-29361. This metal diaphragm valve has a metal diaphragm with a central portion that bulges upward and a valve seat made of resin.The metal diaphragm is deformed within the elastic deformation range and directly seated on or released from the valve seat. It was made to sit and open and close the valve. However, recently, as semiconductors have been highly integrated, it has been required that the impurity concentration in the raw material gas be at a ppt level below the ppb level. In order to meet this requirement, one solution and a challenge are to minimize the amount of water and impurities adsorbed on the material forming the valve internal flow path and released therefrom. However, the above-mentioned conventional metal diaphragm valve using the resin valve seat has the following problems. A) Since the resin material is essentially hygroscopic, it is difficult to completely release and remove the water and impurities adsorbed and absorbed by the resin valve seat. B) Baking at high temperature is limited. C) It is highly corrosive, and there is concern about its corrosion resistance against various raw material gases.
【0003】 以上のようなことから最近では次のような構成のメタルダイアフラム弁が最適 であると考えられるようになってきた。 a)弁座と弁箱を一体に形成した金属製弁座とする。 b)流体との接触面全てを鏡面仕上げにすること。 c)なお、樹脂製弁座と同等あるいはそれ以上のシール特性(1×10-7〜10-9a tmcc/sec程度)を有すること。 従って、メタルダイアフラムと金属製弁座という金属同士の接触でありながら 従来と同等あるいはそれ以上のシール特性を要求されている。From the above reasons, it has recently been considered that the metal diaphragm valve having the following configuration is optimal. a) A metal valve seat in which the valve seat and the valve box are integrally formed. b) All surfaces that come into contact with the fluid should be mirror-finished. c) In addition, it has a resin valve seat equal to or more sealing properties (about 1 × 10- 7 ~10- 9 a tmcc / sec). Therefore, even if the metal diaphragm and the metal valve seat are in contact with each other, sealing characteristics equivalent to or better than those of the conventional ones are required.
【0004】[0004]
ところで、金属同士の接触の場合シール特性を上げる要素としては、メタルダ イアフラムと金属製弁座との接触面の表面状態、即ち表面粗さに依存するところ が大である。この接触面の表面粗さはRmax 0.1 μm程度までは通常可能である が、要求されるシール性能を達成するには、これよりもさらに1桁上のレベルに 仕上げなければならない。 以上のことより表面粗さのみについて考えると極めて高い精度の鏡面仕上げが 必要となり、設備の面及びコストの面などで問題がある。 本考案は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、金属同士の 接触でありながら弁座の形状を変更することで良好なシール特性を備えたメタル ダイアフラム弁を提供することを目的とする。 By the way, in the case of metal-to-metal contact, a major factor for improving the sealing property is that it depends on the surface condition of the contact surface between the metal diaphragm and the metal valve seat, that is, the surface roughness. The surface roughness of this contact surface is usually possible up to about Rmax 0.1 μm, but in order to achieve the required sealing performance, it must be finished to an order of magnitude higher than this. From the above, when considering only the surface roughness, mirror finishing with extremely high precision is required, which causes problems in terms of equipment and cost. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and provides a metal diaphragm valve having good sealing characteristics by changing the shape of the valve seat even when the metals are in contact with each other. With the goal.
【0005】[0005]
本考案は、金属製の弁箱と、該弁箱と一体に形成された弁座と、周縁部を前記 弁箱に密封挾持すると共に中央部が前記弁座に対し直接接離自在に対向するメタ ルダイアフラムと、該メタルダイアフラムの中央部を前記弁座方向に変位させる 負荷手段とを有するメタルダイアフラム弁において、前記弁座を凸状の環状弁座 とし、該弁座の内周面または外周面に径方向の凹溝を形成したものである。 According to the present invention, a metal valve box, a valve seat integrally formed with the valve box, and a peripheral edge portion hermetically sandwiched between the valve box and a central portion directly contact and separate from the valve seat. In a metal diaphragm valve having a metal diaphragm and a load means for displacing a central portion of the metal diaphragm in the valve seat direction, the valve seat is a convex annular valve seat, and an inner peripheral surface or an outer circumference of the valve seat is provided. A radial groove is formed on the surface.
【0006】[0006]
本考案のメタルダイアフラム弁は、金属同士の接触面に弾性的な反発力を発生 させてシールアップさせることに着目したもので、上記のような構成にしたこと により、閉弁時にメタルダイアフラムを押す力によって弁座自身が弾性的にたわ む。これによって、接触面の歪や傾斜を補正することができると共に、メタルダ イアフラム側に発生する弁座自身の反発力によってシール性能が向上する。 なお、弁座に形成する凹溝は内周面側に設け、メタルダイアフラムの変形に追 従して弁座を内径側にたわませる方が好ましい。 The metal diaphragm valve of the present invention focuses on generating elastic repulsive force on the contact surfaces of metals to seal up. With the configuration as described above, the metal diaphragm is pushed when the valve is closed. The valve seat flexes elastically due to the force. This makes it possible to correct the distortion and inclination of the contact surface and improve the sealing performance by the repulsive force of the valve seat itself generated on the metal diaphragm side. It is preferable that the groove formed in the valve seat is provided on the inner peripheral surface side and the valve seat is bent toward the inner diameter side following the deformation of the metal diaphragm.
【0006】[0006]
以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する。 図1は手動開閉型のメタルダイアフラム弁の全閉状態を示す縦断面図である。 1はメタルダイアフラム弁の弁箱で耐食性のあるステンレス材よりなる。左側 に流入流路2、右側に流出流路3がそれぞれ略L字状に形成され、これらの流路 は上部の開口部で互いに連通されるようになつている。流入流路2の上端部には 上方に突出する凸状の環状弁座4が弁箱1と一体に形成されている。弁箱1の上 部開口部の周縁には段差面を形成し、ここに後述するメタルダイアフラム5の周 縁部を載置し、ダイアフラム押え6を介してふた7を弁箱1に対し螺合すること により、メタルダイアフラム5の周縁部を弁箱1に密封挾持する。これによって 密封された流体室11が形成される。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a vertical sectional view showing a fully closed state of a manually openable / closable metal diaphragm valve. Reference numeral 1 is a valve box of a metal diaphragm valve, which is made of stainless steel having corrosion resistance. An inflow passage 2 is formed on the left side and an outflow passage 3 is formed on the right side in a substantially L-shape, and these passages are communicated with each other through an upper opening. A convex annular valve seat 4 protruding upward is integrally formed with the valve box 1 at the upper end of the inflow passage 2. A step surface is formed on the periphery of the upper opening of the valve box 1, a peripheral part of a metal diaphragm 5 to be described later is placed here, and a lid 7 is screwed onto the valve box 1 via a diaphragm retainer 6. By doing so, the peripheral portion of the metal diaphragm 5 is sandwiched and held in the valve box 1. As a result, the sealed fluid chamber 11 is formed.
【0008】 メタルダイアフラム5は、弾性変形可能な適宜の金属材料からなり、その中央 部が上方に膨出した形状で2乃至3枚を重ねて用いる。そして、中央部が上記弁 座と直接接離(着座あるいは離座)自在に対向して開閉作用をなし得るように上 記の通り配置される。 一方負荷手段10は、ふた7の中央の貫通孔に嵌合し、一部でねじ螺合する弁棒 8と、この弁棒8の外端部に設けられたハンドル9を備えている。ここで弁棒は 空圧等の流体圧や磁力などによって昇降させてもよい。また弁棒8の先端面は適 宜な曲面形状となっているが、この曲面状端面とメタルダイアフラム5との間に 軟質材からなる押圧部材を介在させてもよい。The metal diaphragm 5 is made of a suitable elastically deformable metal material, and is used by stacking two or three sheets of which the central portion is bulged upward. The central portion is arranged as described above so that it can directly open and close (seating or separating) the valve seat so as to open and close. On the other hand, the loading means 10 is equipped with a valve rod 8 that fits in a through hole in the center of the lid 7 and is screwed in part, and a handle 9 provided at the outer end of the valve rod 8. Here, the valve rod may be moved up and down by fluid pressure such as air pressure or magnetic force. Although the tip end surface of the valve rod 8 has an appropriate curved surface shape, a pressing member made of a soft material may be interposed between the curved end surface and the metal diaphragm 5.
【0009】 そして、ハンドル9を回転することによって弁棒8が昇降し、メタルダイアフ ラムの中央部が弁座に接離して弁が開閉されるようになっている。すなわち、弁 棒8を下降させると曲面状の最下端面はメタルダイアフラム5を押圧し、メタル ダイアフラムは弾性変形し中央部は下方に移動するが、ここでメタルダイアフラ ムの弾性変形の範囲内で中央部が弁座4に圧接して弁が閉状態となるようにメタ ルダイアフラムと弁座との間隔すなわちリフトを定める。そして、この後弁棒8 を上昇させたときにはメタルダイアフラム5が弁棒8に追従して上昇し、元の形 状に弾性復起するようにする。即ちメタルダイアフラムを弾性変形範囲内で変形 させて弁を開閉するようになっている。 また、弁座4及びメタルダイアフラム5の接触面の表面粗さはRmax 0.2 μm と、それぞれ同程度の表面仕上げが施されており、その他の流体接触面にも適宜 の鏡面仕上げが施されている。Then, by rotating the handle 9, the valve rod 8 is moved up and down, the central portion of the metal diaphragm is brought into contact with and separated from the valve seat, and the valve is opened and closed. That is, when the valve rod 8 is lowered, the curved bottom end surface presses the metal diaphragm 5, and the metal diaphragm elastically deforms and the central portion moves downward, but within the elastic deformation range of the metal diaphragm. Then, the distance between the metal diaphragm and the valve seat, that is, the lift is determined so that the central portion is pressed against the valve seat 4 to close the valve. Then, after this, when the valve rod 8 is raised, the metal diaphragm 5 follows the valve rod 8 and is raised, so that the metal diaphragm 5 is elastically restored to its original shape. That is, the valve is opened and closed by deforming the metal diaphragm within the elastic deformation range. The surface roughness of the contact surfaces of the valve seat 4 and the metal diaphragm 5 is Rmax 0.2 μm, which are almost the same as each other, and the other fluid contact surfaces are also appropriately mirror-finished. .
【0010】 以上のように構成されたメタルダイアフラム弁において、図1に示すものは弁 座4の内径側から切込む環状の凹溝41を形成したものである。従って、閉弁時に 弁棒8の押圧力に対応して弁座4が内径方向にたわみやすく、その弾性効果によ って接触面の歪や傾斜を補正することができると共に弁座自身の反発力によって シール性能が向上する。またこの場合、弁棒先端の曲面に沿ってメタルダイアフ ラムと弁座が内径方向にくさび状に変形するので一層シール性能が高くなる方向 に作用する。 図2は本考案の別の実施例を示す弁座部分の拡大断面図である。この実施例で は弁座の外径側から切込む環状の凹溝42を形成したもので、上述と同様弁座の弾 性効果を利用してシール性能を向上できる。 図3は更に別の実施例を示すもので、弁座の内径側及び外径側に凹溝43、44を 形成したものである。なお他にも凹溝の形状などを変更した例も考えられる。In the metal diaphragm valve configured as described above, the one shown in FIG. 1 has an annular recessed groove 41 cut from the inner diameter side of the valve seat 4. Therefore, when the valve is closed, the valve seat 4 easily bends in the inner diameter direction in response to the pressing force of the valve rod 8, and the elastic effect thereof can correct the distortion and inclination of the contact surface and the repulsion of the valve seat itself. The force improves the sealing performance. Further, in this case, the metal diaphragm and the valve seat are deformed like a wedge along the curved surface of the tip of the valve rod, so that the sealing performance is further enhanced. FIG. 2 is an enlarged sectional view of a valve seat portion showing another embodiment of the present invention. In this embodiment, the annular recessed groove 42 cut from the outer diameter side of the valve seat is formed, and the sealing performance can be improved by utilizing the elasticity effect of the valve seat as described above. FIG. 3 shows still another embodiment, in which concave grooves 43 and 44 are formed on the inner diameter side and the outer diameter side of the valve seat. In addition, an example in which the shape of the groove is changed may be considered.
【0011】[0011]
本考案によれば、金属同士の接触でありながら良好なシール特性を備えたメタ ルダイアフラム弁を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a metal diaphragm valve having good sealing characteristics while being in contact with each other.
【図1】 本考案の一実施例を示すメタルダイアフラム
弁の縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view of a metal diaphragm valve according to an embodiment of the present invention.
【図2】 本考案の他の実施例を示す弁座部分の断面図
である。FIG. 2 is a sectional view of a valve seat portion showing another embodiment of the present invention.
【図3】 本考案の更に別の実施例を示す弁座部分の断
面図である。FIG. 3 is a sectional view of a valve seat portion showing still another embodiment of the present invention.
1…弁箱 2…流入流路 3…流出流路 4…弁座 5…メタルダイアフラム 6…ダイアフラム押え 7…ふた 8…弁棒 9…ハンドル 10…負荷手段 11…流体室 41,42,43,44,凹溝 1 ... Valve box 2 ... Inflow channel 3 ... Outflow channel 4 ... Valve seat 5 ... Metal diaphragm 6 ... Diaphragm retainer 7 ... Lid 8 ... Valve rod 9 ... Handle 10 ... Loading means 11 ... Fluid chamber 41, 42, 43, 44, groove
Claims (1)
れた弁座と、周縁部を前記弁箱に密封挾持すると共に中
央部が前記弁座に対し直接接離自在に対向するメタルダ
イアフラムと、該メタルダイアフラムの中央部を前記弁
座方向に変位させる負荷手段とを有するメタルダイアフ
ラム弁において、前記弁座を凸状の環状弁座とし、該弁
座の内周面または外周面に径方向の凹溝を形成したこと
を特徴とするメタルダイアフラム弁。1. A valve box made of metal, a valve seat integrally formed with the valve box, a peripheral edge portion hermetically sandwiched between the valve box and a central portion facing the valve seat so as to be directly contactable and separable. In a metal diaphragm valve having a metal diaphragm and a load means for displacing a central portion of the metal diaphragm in the valve seat direction, the valve seat is a convex annular valve seat, and an inner peripheral surface or an outer circumference of the valve seat is provided. A metal diaphragm valve having a radial groove formed on its surface.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2402992U JPH0583545U (en) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | Metal diaphragm valve |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2402992U JPH0583545U (en) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | Metal diaphragm valve |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0583545U true JPH0583545U (en) | 1993-11-12 |
Family
ID=12127097
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2402992U Pending JPH0583545U (en) | 1992-04-15 | 1992-04-15 | Metal diaphragm valve |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0583545U (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101017283B1 (en) * | 2006-06-29 | 2011-02-28 | 씨케이디 가부시키 가이샤 | Flow control valve |
JP2011247407A (en) * | 2010-04-28 | 2011-12-08 | Central Glass Co Ltd | Valve for filling container for halogen gas or halogen compound gas |
-
1992
- 1992-04-15 JP JP2402992U patent/JPH0583545U/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101017283B1 (en) * | 2006-06-29 | 2011-02-28 | 씨케이디 가부시키 가이샤 | Flow control valve |
JP2011247407A (en) * | 2010-04-28 | 2011-12-08 | Central Glass Co Ltd | Valve for filling container for halogen gas or halogen compound gas |
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