断路阀制造技术

本发明专利技术提供了一种具有很高的气密可靠性、电源功耗小且同时实现稳定的操作性能、作动耐久性和经济性的断路阀。在本发明专利技术的断路阀中，金属隔断壁的内侧锅状部、设在金属板制成的盖体中的凹部、金属旋转轴上的前端细轴部及直径小一些的槽、和两组金属球分别构成两个径向／轴向共用滚珠轴承，保持住的转子的轴心。这样，由于旋转轴和其支撑部件一侧的线性膨胀系数几乎相等，因温度变化引发的锁死等现象的出现可能性将降低，径向间隙能够被设定成最小限度，转子的轴心精度可以提高，电源功耗减小，操作性能可以稳定。通过采用了滚珠转动，可以实现很高的操作耐久性，另外通过简单的结构就可以构成径向／轴向共用滚珠轴承，可以实现很高的经济性。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及根据外部状况执行相应的操作的安全阀(国际专利分类F16K17/36)中使用电动机作为操作装置的安全阀(国际专利分类F16K31/04)，具体地说是涉及在用于防止煤气事故的燃气断路装置中用作断路机构的断路阀，更具体地说，涉及一种使阀体相对于设在流路中的阀座发生前、后移动进行流路的断路/复原操作且动力源使用电机的断路阀。
技术介绍
为了防止发生燃气事故，长期以来采用过各种各样的安全装置。其中有一种燃气表称为微电脑表，它由电池电源驱动，装有微电脑、且内部设有燃气断路装置。这种表中的微电脑通过内置在燃气表中的流量传感器监视燃气流量，并且还监视地震传感器、燃气压力传感器、燃气警报器、一氧化碳传感器等传感器的状况。当微电脑判定燃气的使用状态出现异常时或者通过传感器感知到危险状态时，即通过设在燃气表内部的断路阀将燃气切断。这种微电脑表由于安全性很高、燃气配管也很容易进行、且价格低廉等原因得到了很大的普及。以日本为例，几乎所有的家庭中都安装了这种燃气表。另外，将流量传感器计测到的燃气流量信息利用电话线等进行集中监视/计量，具有所谓的“远程计量功能”的集中监视型微电脑燃气表的市场份额也在不断增加。同时，对其作为一个信息终端的使用方便性方面的要求也在不断提高。对于这样的集中监视型微电脑表等燃气表，也要求能够通过简单的电子开关操作或者通过电话线等进行的遥控操作就可以进行燃气的切断/复原，通过装在微电脑表中的电池的电能就可以切断和恢复燃气，并且在保持开阀状态和闭阀状态时无需消耗能量。这种断路阀的主流驱动方式以前一直使用电磁螺线管，但是近年来，以能够实现比较强的关闭力和恢复力且在不通电时也能保持住状态的PM型步进电机作为驱动源的断路阀倍受注目。特别是转子设在燃气流路内、定子设在燃气流路外、具有气密隔断壁的断路阀由于具有在燃气流路上容易安装的特点，是一种很有前途的产品。下面先描述一下现有的这种断路阀的结构。这种以PM型步进电机为驱动源的现有断路阀是众所周知的(具体可参照日本专利公开公报特开平11-2351号第4-5页及图1，特开平9-210237号公报第3-5页以及图4)。日本专利公开公报特开平11-2351号公报所述的断路阀如图5中所示，设有构成气密隔断壁的带有凸缘的杯状壳体6，该壳体6通过铝挤压等方式成形，其外围装有定子4。所述壳体6的开口部上嵌着由聚醛树脂等具有自我润滑性的合成树脂制成的径向滑动轴承外衬套3，与该外衬套3设成一个整体的凸柱5被设置在偏心位置并向前方突出。壳体6内插装有由聚醛树脂等具有自我润滑性的合成树脂制成的径向滑动轴承内衬套12，引导螺杆17支承在所述外衬套3及所述内衬套12中，且其前端的凸螺纹部17a从外衬套3中伸出，可以在正、反方向上自由旋转。引导螺杆17上与所述定子4相对应的位置上安装有转子16，在设置在转子16和所述外衬套3之间的2块垫板20、21之间夹入有第1轴向负荷用滚珠轴承18，该轴承18通过在圆周上设置3粒以上的滚珠19而构成。转子16和所述内衬套12之间也夹入了具有同样构成的第2轴向负荷用滚珠轴承24，第2轴向负荷用滚珠轴承24和内衬套12之间还设有弹簧垫圈状的弹性伸缩部件30。阀体25由阀片27、和与所述凸柱5进行凸柱-凹孔配合且与凸螺纹部分17a进行螺纹螺杆配合的阀片支承部件26所构成。另外，外衬套3的外围套有带有阶梯的圆盘状法兰盘2，同时，壳体6的外周还嵌合有供定子4焊接在其上的圆环状平板法兰盘7。上述阶梯状法兰盘2及平板法兰盘7相互固定在一起，并将外衬套3的凸缘和壳体6的凸缘同时夹入其中。并且，在阶梯状法兰盘2和平板法兰盘7之间以前后方向被压紧的状态安装有由弹性合成树脂制成的截面被圆形的弹性密封部件8。以下描述具有上述构成的断路阀中的操作情况。在燃气的使用状态出现异常等情况时，转子16中会在图中未示出的控制部的控制下通电，发生正转，使引导螺杆17也发生正向旋转，阀体25从引导螺杆17一侧向阀座28一侧前进，顶住阀座28，关闭流路，将流体切断。另外，在进行复原操作时，在所述控制部的通电控制下，引导螺杆17发生反向旋转，使阀体25从阀座26一侧向引导螺杆17一侧后退，使流路打开，重新开始供应流体。这种断路阀在设置在流路中时，燃气等的流体压力将对其施加上朝向闭阀方向的推力，因此在开阀的瞬间需要比其他时间更强的推量，在与轴向垂直的方向上加到转子16和外衬套3上的力量也会变大。但是，第1轴向负荷用滚珠轴承18能够承受该负荷，由摩擦力产生的转矩损失能够减轻。另一篇先有技术文献特开平9-210237号公报中所述的断路阀如图6中所示。这种断路阀的构成与图5中的断路阀几乎相同，其不同点在于没有设置径向滑动轴承的内衬套和外衬套；且设置在转子42的引导螺杆50上的滚珠轴承44、45是一般常用的径向滚珠轴承，并由焊接在定子41的两端的金属板即法兰盘46、后盖47进行定位；气密隔断壁不是杯状的壳体而是两端开口的管体43，管体43的两端和法兰盘46、后盖47之间设置密封部件48、49；凸柱53为头部经过加工的金属棒，且被插入(固定)到法兰盘46中。滚珠轴承44、45能够承受轴向负荷，从而可以减轻开阀等时等的摩擦力引起的转矩损失。这种断路阀的操作与图5中的断路阀相同，故在此省略对其的说明。这种以PM型步进电机为驱动源的断路阀操作性能稳定，电源功耗较小，因此需要保持转子的轴心以及确保与气密隔断壁的同轴度。另外，一般来说燃气表被设置在户外，暴露在从夏日的直射阳光下超过50℃的温度到严冬期低于-20℃的温度的严酷环境中，同时位于流路一侧的部件则是在低分子碳化氢燃料气体以及燃气中所含的微量水分、硫化氢、二氧化硫等的精制过程中的杂质(活性气体)等的有机物环境下经受上述的严酷温度变化。另外，大气一侧是接近于屋外的饱和湿度的高温高湿环境，而在燃气表内部则是可能发生结露等的严酷条件。另外，在燃气表的使用期间(一般为10年)内，还要求具有无燃气泄漏等极高的气密可靠性。换句话说，既要实现转子轴心的保持精度，又要实现极高的气密可靠性。但是，在图5中所示的现有断路阀中，旋转轴(引导螺杆)17的径向定位通过合成树脂制成的径向滑动轴承亦即外衬套3和内衬套12来进行，由于合成树脂与金属制成的引导螺杆17之间的线性膨张系数差很大，需要将孔径设置得大一些，以免低温时使引导螺杆17被抱死。然而这样一来，外衬套3、内衬套12和引导螺杆17的径向误差必将增大，而且聚醛树脂等具有自我润滑性的合成树脂在成形时的收缩率很高，成型时的尺寸精度很难提高，从而存在旋转轴即引导螺杆17的轴心保持精度很低的问题。同时，图5中的断路阀中的径向滑动轴承即外衬套3、内衬套12是合成树脂制成的，故比较容易发生磨损。磨损产生的粉末上还容易附上静电，特别是滚珠19与外衬套3、转子16的凹状内腔面接触时产生的磨损粉末会混入垫板20、21和滚珠19之间，附着在滚珠19的外表面上，阻碍滚珠19的顺畅旋转，引发第1轴向负荷用滚珠轴承18、第2轴向负荷用滚珠轴承24功能下降、工作不稳定的问题。另外，在图6中所示的现有断路阀中，转子16的轴心保持由于是由金属板法兰盘46、后盖47及径向滚珠轴承44、45来进行，故与引导轴17之间不存在线性膨张系数差，可以减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种断路阀，其特征在于包括：定子；同轴地设置在所述定子的内侧、且设置成不带贯通孔的锅状的金属隔断壁；将所述隔断壁的内外加以密封的密封部件；在所述隔断壁的内侧设置成与所述定子对向的转子；设在转子中的金属 制成的旋转轴；同轴地设置在所述隔断壁的开口端上、中央设有可让所述旋转轴穿过的孔的金属盖体；同轴地设置在所述盖体与所述转子之间、用于支撑住所述转子的轴心、同时用于支承所述盖体和所述转子之间的轴向负荷的径向／轴向共用滚珠轴承；　 　设置在从所述盖体的孔中伸入流路侧中的所述旋转轴上的直线运动机构；以及设置在所述直线运动机构上的阀机构。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山口正树，笠岛伸正，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]