蝶形阀的阀芯制造技术

本发明专利技术的课题在于提供一种提高阀芯的刚性、并且减小阀的操作转矩、使阀操作变得容易的蝶形阀的阀芯。该蝶形阀的阀芯的特征在于，将沿构成阀芯的圆板状基板的直径方向延伸的圆筒部以在基板表面和背面隆起的方式形成在该基板的中心处，在该圆筒部中穿设阀杆插入孔，并且将与该圆筒部相交且接触的多个圆形肋以呈同心圆状隆起的方式形成在基板的表面和背面上。该蝶形阀的阀芯的特征还在于，沿着基板的边缘设置最外周的肋，并将圆筒部的中央的外径设为大于端部的外径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于在配管系统中对供水、气体、油等流体流过的管路进行打开和关闭、调节的蝶形阀的阀芯。
技术介绍
以往，在圆筒状的阀盒内以使阀芯转动自由的方式轴支承圆板状的阀芯、通过安装在阀盒内周面上的由弹性构件构成的座环和阀芯外周面之间接触和分离来对管路进行打开和关闭的蝶形阀的构造简单，因此被广泛应用于各种流体的流量控制。通常，蝶形阀具有这样的功能通过利用电动机、压力缸等驱动器驱动阀杆旋转而使阀芯转动，使阀芯外周部相对于安装在阀盒内周的座环接触和分离来对管路进行打开和关闭，另外，利用阀芯外 周部与座环之间的间隙大小来改变流路面积，从而调整流体流量。阀关闭是通过阀芯外周部与作为弹性体的座环之间的压接来实现的，但在阀芯打开和关闭的过程中，因阀芯外周部与座环接触而产生的相互作用力是产生阀操作转矩的一个原因。因而，通过减小该相互作用力，阀的操作转矩降低，使阀操作变容易。而且，阀芯承受在管路中流动的流体的压力，在完全关闭了流路的位置处，管路内的全部流体压负载于阀芯表面，对阀芯施加的流体压力成为最大。因为承受流体压力的阀芯变形，因此，为了使管路完全闭塞，阀芯的变形下的阀芯和座环的阀座密封位置需要有最小限度重叠的部分(密封带)，为了维持阀座密封性，对阀芯要求较高的刚性。作为提高阀芯刚性的方法，通常能够通过增加阀芯的厚度来应对，但是由于阀芯的质量也增加，因此，在成本升高的同时重量变大，给操作带来不便。因此，为了解决该问题，提出了沿着流体的流过方向在阀芯表面设置肋的方法(专利文献I)、将阀芯内部设成空心而在结构力学上确保刚性的方法(专利文献2)等。然而，在阀芯上设置肋的方法中，虽然对于肋的配置方向的应力来说刚性较高，但是在相对于肋具有预定角度的方向上，阀芯的刚性变低。例如，在沿与流体的流过方向相同的方向在阀芯上配置有肋的情况下，若自与流过方向不同的方向(例如与肋成45度的方向)受到压力，则有可能导致阀芯挠曲、在阀芯外周部与座环之间的密封位置处产生错位，阀座密封性降低。另外，在蝶形阀较小的情况下，由于阀芯的大小受到限制，因此，有时无法将阀芯形成为在阀芯内部设置空洞部这样的结构力学上的形状。另一方面，因阀芯外周部压接并滑动于座环而产生的摩擦力影响使阀芯转动的阀杆的旋转转矩。特别是，在阀芯的刚性较低、阀芯容易变形的情况下，出于保持气密性的必要性，需要增大阀芯外周部与座环之间的接触面积，因此摩擦力增加，旋转转矩变大。因而，为了提高蝶形阀的操作性，减少使阀杆旋转的电动机的能量，重要的是提高阀芯刚性，并且改善阀芯外周部的形状，减少与座环之间的摩擦力从而抑制阀杆的旋转转矩。因此，提出了将供阀芯外周面抵接的设置在座环的内周面上的山形密封部的形状朝向供阀杆贯穿的毂部间的中央形成为以毂部为基点的余弦函数的曲线形状(专利文献3)。专利文献I :日本特开2004 - 239343号公报专利文献2 :日本特开平9 - 60751号公报专利文献3 :日本特开昭55 - 142169号公报
技术实现思路
本专利技术的课题在于提供一种提高阀芯的刚性、且减小阀的操作转矩、使阀操作变得容易的蝶形阀的阀芯。 第I技术方案是一种蝶形阀的阀芯，其特征在于，将沿构成阀芯的圆板状基板的直径方向延伸的圆筒部以在基板表面和背面隆起的方式形成在该基板的中心处，在该圆筒部中穿设阀杆插入孔，并且将与该圆筒部相交且接触的多个圆形肋以呈同心圆状隆起的方式形成在基板的表面和背面上。第2技术方案的特征在于，沿着基板的边缘设置最外周的肋。第3技术方案的特征在于，将圆筒部的中央的外径设为大于端部的外径。第4技术方案的特征在于，将基板的中心部的厚度设为最大，将基板的外周部的厚度设为最小，并且，将基板表面的被同心圆状的圆形肋分隔的部分的倾斜角度设为基板表面的与中心侧相邻接的部分的倾斜角度以下。本专利技术的特征在于，由球面的一部分构成阀芯的外周部，利用相对于外周部的最外圆周端的切线具有30度 50度角度的直线连结最外周的圆形肋和由球面构成的阀芯外周部。根据本专利技术，由于将沿构成阀芯的圆板状基板的直径方向延伸的圆筒部以在基板表面和背面隆起的方式形成在该基板的中心处，因此，该圆筒部成为负担阀芯强度的骨架，并且，由于将以同心圆状延伸的多个圆形肋以与该圆筒部相交并接触且隆起的方式形成在基板的表面和背面，因此，在阀芯的相对于阀芯中心线成任何角度的截面中，都能够获得大致均匀的截面系数，阀芯的刚性在整个阀芯中大致均匀，从而能够获得刚性较高的阀芯。由于圆筒部针对承受的压力成为圆形肋的支点，因此止于极小的变形。另外，通过使圆筒部与阀芯外周部的圆形肋相交且接触，能够提高阀杆孔附近的阀芯外周部的刚性，因此能够改善阀杆周围的座环的密封稳定性。通过将基板的中心部的厚度设为最大，将该基板的外周部的厚度设为最小，并且使基板表面的被同心圆状的圆形肋分隔的部分的倾斜角度设为小于基板表面的与中心侧相邻接的部分的倾斜角度，使阀芯的平坦部的倾斜在各肋之间从阀芯中心朝向外周部去成为圆锥形状，而且，由于该倾斜在中心最大且朝向外周部去而逐渐变小，因此，使针对压力的截面强度均等化，并且能够轻量化。通过利用相对于外周部的最外圆周端的切线具有30度 50度角度的直线连结最外周的圆形肋和由球面构成的阀芯外周部，在阀芯从打开到关闭或者从关闭到打开地运动时，抑制构成座环的弹性体，从而能够消除因弹性体表面的隆起而产生的阀芯的阻力，减小由阀芯和座环的相互作用引起的转矩阻力。另外，使因阀芯的缘部对弹性体拖拽所产生的弹性体的疲劳成为最小限度，能够谋求提高阀的开闭耐久性。而且，由于能够增大阀芯与座环之间的接触面积，因此，即使在因时间流逝与阀芯接触而在座环中产生了变形的情况下，也能够维持密闭性。附图说明图I是蝶形阀的主视图(A)和Y — Y剖视图(B)。图2是第I实施例的阀芯立体图。图3是圆筒部沿着中心线的中心剖视图。图4是第I实施例的阀芯的主视图。图5是第I实施例的阀芯的与中心线成90度的中心剖视图。图6是第I实施例的阀芯的与中心线成45度的中心剖视图。图7是第I实施例的阀芯的与中心线成30度的中心剖视图。 图8是用于减小阀芯转动转矩的原理图。图9是阀芯外周部的放大剖视图。图10是第2实施例的阀芯立体图。具体实施例方式下面，使用附图说明本专利技术的实施方式。图I中附图标记(I)为蝶形阀主体，其具有空心圆筒状的流路，利用被阀杆(3)、(4)轴支承为转动自由的圆板状的阀芯(2)对空心圆筒状的流路进行打开和关闭。在阀主体(I)的空心圆筒部内周面安装有由弾性体构成的座环(5)，使阀芯(2)的外周面接触该座环(5)以及离开该座环(5)，对阀进行打开和关闭。參照图2，阀芯(2)由圆板状的基板(6)构成，在基板(6)的中心具有供阀杆插入的圆筒部(7)。圆筒部(7)为自基板(6)的表面和背面鼓起的形状。这种圆筒部(7)的形状能够增大阀芯中心线(8)方向上的截面系数，从而能够提高阀芯针对来自与阀芯中心线(8)垂直的方向的压カ的刚性。圆筒部(7)设为从一端到另一端空心，或者设为两端部空心。无论哪种情况，该圆筒部的中央在鋳造方面易于成型。另外，能够利用最少量的材料获得充分的刚性，从而能够使阀芯轻量化。而且，图2是在基板(6)的中心具有供阀杆插入的圆筒部(7)的形状，但并不限于该形状，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种蝶形阀的阀芯，其特征在于， 将沿构成阀芯的圆板状基板的直径方向延伸的圆筒部以在基板表面和背面隆起的方式形成在该基板的中心处，在该圆筒部中穿设阀杆插入孔，并且将与该圆筒部相交且接触的多个圆形肋以呈同心圆状隆起的方式形成在基板的表面和背面上。2.根据权利要求I所述的蝶形阀的阀芯，其特征在于， 沿着基板的边缘设置最外周的肋。3.根据权利要求I或2所述的蝶形阀的阀芯，其特征在于， 将圆筒部的中央的外径设为大于端部的外径。4...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁剑刚，
申请(专利权)人：株式会社巴技术研究所，
类型：
国别省市：