隔膜阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种隔膜阀，尤其是能够检测使用中的损伤状态的隔膜阀。
【背景技术】
[0002]众所周知，隔膜阀具备设置有流体流入通路、流体流出通路及向上开口的凹处的阀体、配置在阀体的凹处底面上的环状片材、以及通过按压/离开片材进行流体通路开闭的可弹性变形的隔膜。
[0003]在隔膜阀中，在隔膜断裂的情况下，阀内的流体可能向外部漏出，但是在使用毒性气体或腐蚀性气体作为流体的情况下，将伴随着危险。
[0004]为了在隔膜断裂之前进行更换，通常事先确认隔膜的耐久次数，并考虑偏差而设定直至断裂的次数，在到达该次数的时刻进行更换，但通过这种方法，有时早于设定次数而发生断裂。
[0005]因此，专利文献1中公开了设置用于监视隔膜磨损的相关状态的传感器。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1:日本专利公开2010-519488号公报
【发明内容】
[0009](一 )要解决的技术问题
[0010]检测隔膜在使用中的损伤状态时，优选检测隔膜断裂前的初期损伤状态。在上述专利文献1中，通过监视磨损，能够在早期确认损伤状态。
[0011]然而，在专利文献1的技术方案中，设定适当的信号参数，将其变化量与基线测量值比较，求出隔膜磨损的相关状态，根据这种系统结构，磨损监视系统变得复杂，存在数据处理繁琐且成本高的问题。而且，还有难以确定将哪个时刻判断为损伤的问题。
[0012]本发明的目的在于提供一种隔膜阀，其结构简单，并且能够在隔膜断裂之前切实地检测出隔膜损伤。
[0013](二)技术方案
[0014]本发明的隔膜阀具备设置有流体流入通路、流体流出通路及向上开口的凹处的阀体、配置在阀体的凹处底面上的环状片材、以及通过按压/离开片材进行流体通路开闭的可弹性变形的隔膜，其特征在于，隔膜由多层隔膜层形成，在多层隔膜层中的至少一层上施加有配线，通过检测该配线的切断来检测隔膜的异常。
[0015]隔膜通过其外周缘部被固定到阀体上，对设置于阀体上的向上的凹处的开口进行密封，并且隔膜的中央部分相对于外周缘部可弹性变形(可上下移动)，伴随阀杆的上下移动而弹性变形，有助于流体通路的开闭。隔膜可以为金属制，也可以为合成树脂制。
[0016]“多层”表示两层以上的任意皆可。“多层隔膜层中的至少一层”指可以在所有隔膜层上施加配线，但优选仅在一层上施加配线。在层叠结构的隔膜中，通常承受最大应力的隔膜层断裂，随之整体的强度降低，由此导致隔膜整体断裂。这里，在一层隔膜层断裂的状态下，阀内的流体泄露不会发生。即，通过检测出一片隔膜损伤，能够在流体泄漏发生之前避免伴随隔膜断裂而来的危险。
[0017]为了检测一层隔膜层断裂，检测配线是否切断了。S卩，只要检测有无通电即可，因此无需将连续变化的检测值与阈值比较来判定，能够使用于检测在隔膜整体断裂之前的损伤状态的结构简单。对于检测配线的切断，只要定期(例如1次/1日)通电，确认是否导通即可。
[0018]优选地，多层隔膜层均为金属制，在配线与隔膜层之间设置有绝缘层，配线被保护层覆盖。
[0019]在隔膜层为金属制的情况下，必须形成有绝缘层。绝缘层及保护层优选由具有耐久性及柔软性的合成树脂形成。作为这种合成树脂，例如玻璃环氧树脂、氟树脂(PTFE、PFA等)是适合的。
[0020]施加有配线的隔膜层的厚度有时小于其他隔膜层的厚度。
[0021]于是，施加有配线的隔膜层会切实地最先断裂，从而能够切实地检测出仅一层隔膜层断裂的时刻。
[0022](三)有益效果
[0023]根据本发明的隔膜阀，由于尚未发生流体泄漏的状态的一层隔膜层断裂的状态被检测出，因此能够在流体泄漏发生之前检测出隔膜的损伤。
【附图说明】
[0024]图1为表示本发明的隔膜阀的一个实施方式的剖面图。
[0025]图2为表示隔膜结构的分解立体图。
[0026]图3为表示最上层的隔膜层的俯视图。
[0027]图4为示意性表示隔膜层结构的一个实施方式的剖面图。
[0028]附图标记说明
[0029](1):隔膜阀；⑵:阀体；(2a):流体流入通路；(2b):流体流出通路；(2c):凹处；(5):隔膜；(21) (22):隔膜层；(23):最上层的隔膜层；(24):配线；(25):绝缘层；(26):保护层。
【具体实施方式】
[0030]参照以下附图对本发明的实施方式进行说明。在以下的说明中，上下是指图1的上下。
[0031]图1表示本发明的隔膜阀的一个实施方式，隔膜阀⑴具备:块状阀体(2)，其具有流体流入通路(2a)、流体流出通路(2b)及向上开口的凹处(2c);圆筒状阀盖(3)，其下端部拧合到阀体(2)的凹处(2c)上部，并向上方延伸；环状的片材(4)，其设置在流体流入通路(2a)的周缘上；隔膜(5)，其按压或离开片材(4)，从而开闭流体流入通路(2a);隔膜压具(6)，其推压隔膜(5)中央部；阀杆(7)，其上下移动自如地插入阀盖(3)内，通过隔膜压具(6)使隔膜(5)按压/离开片材(4);压紧适配器(8)，其配置在阀盖(3)下端面与阀体(2)的凹处(2c)底面之间，将隔膜(5)的外周缘部保持在与阀体(2)的凹处(2c)底面之间；外壳(9)，其具有顶壁(9a)，并与阀盖⑶拧合；活塞(10)，其与阀杆(7) —体化；压缩螺旋弹簧(加力部件)(11)，其对活塞(10)向下方加力；操作空气导入室(12)，其设置于活塞(10)下表面；操作空气导入通路(13)，其向操作空气导入室(12)内导入操作空气。
[0032]隔膜(5)为球壳状，向上凸起的圆弧状呈自然状态。如图2所示，隔膜(5)由多层(图示为3层)隔膜层(21) (22) (23)构成。
[0033]如图3所示，多层隔膜层(21) (22) (23)中，在最上层的隔膜层(23)上施加有配线(24)。该配线(24)与处于检测通电状态还是非通电状态的通电检测装置(省略图示)连接。因此，若最上层的隔膜层(23)的配线(24)有一处断裂，则由通电状态转变为非通电状态，该变化由通电检测装置检测出，从而检测出最上层的隔膜层(23)断裂。
[0034]最上层的隔膜层(23)在多层隔膜层(21) (22) (23)中承受最大应力，成为最先断裂的可能性高的隔膜层。因此，在最上层的隔膜层(23)断裂的阶段，除此以外的隔膜层
(21)(22)尚未断裂。因此，隔膜(5)整体断裂时成为问题的流体泄漏不会发生。由于最上层隔膜层(23)是否断裂能够仅通过有无通电来检测，因此，相较于例如将应变计等传感器安装到隔膜上，连续求出应变量，再与阈值比较来检测有无损伤的检测系统，既简单又能切实地进行检测。
[0035]对于检测配线(24)的切断，只要定期(例如1次/1日)通电，确认有无通电即可。在没有通电的情况下，判定为最上层的隔膜层(23)断裂，需要更换隔膜(5)的情况通过LED或1C标签发送到外部。
[0036]在上述中，各隔膜层(21) (22) (23)例如由镍合金薄板构成，切出圆形，形成为使中央部向上方凸出的球壳状。各隔膜层(21) (22) (23)可以由不锈钢薄板构成，也可以由合成树脂构成。各隔膜层(21) (22) (23)不必均由相同的材料形成，也可以例如由不锈钢薄板与镍/钴合金薄板交替层叠而成。
[0037]图4表示各隔膜层(21) (22) (23)为金属制时的优选实施方式。在该图中，配线
(24)设置在最上层的隔膜层(23)的上侧，在配线(24)与隔膜层(23)上表面之间设置有绝缘层(25)，配线(24)被保护层(26)覆盖。
[0038]为做成这样，例如在最上层的隔膜层(23)的上表面设置有作为绝缘层(25)的玻璃环氧树脂层，在其上施加有配线(24)，并在配线(24)及绝缘层(25)的上表面设置作为保护层(26)的PTFE (聚四氟乙烯)层以覆盖配线(24)。可以使用PTFE等氟树脂来代替玻璃环氧树脂层，作为氟树脂，除PTFE以外，可以使用PFA(四氟乙烯-全氟烷氧基乙烯基醚共聚物)等。
[0039]在图4中，各隔膜层(21) (22) (23)的厚度当然可以全部相同，但是在本实施方式中，最上层的隔膜层(23)比其他隔膜层(21) (22)更薄。
[0040]由于施加有配线(24)的隔膜层(23)层叠有绝缘层(25)、配线(24)及保护层
(26)，因此包含这些的总厚度变大。因此，隔膜层(23)被补强，本来应该最先断裂的施加有配线(24)的隔膜层(23)之外的隔膜层(21) (22)有可能断裂。如图4所示，通过使施加有配线(24)的隔膜层(23)变薄，能够切实检测出最先断裂的隔膜层(23)的断裂。
[0041]根据上述的隔膜阀(1)，由于隔膜(5)为由3层隔膜层(21) (22) (23)构成的结构，因此在最上层的隔膜层(23)断裂的状态下，还能确保必要的密封性。因此，通过检测最上层的隔膜层(23)的断裂状态，能够不伴有危险地更换成新品。例如在半导体制造装置中，有可能导致半导体产品的损坏，但由此能够将半导体产品的损坏防止于未然。
[0042]这里，通过使全部隔膜层(21) (22) (23)全部带有配线，能够更加切实地检测一层断裂的状态，但是在层叠型的隔膜(5)中，通常最上层的隔膜层(23)的应力最大，最先断裂的是最上层的隔膜层(23)，因此通过仅在最上层的隔膜层(23)上施加配线(24)，能够更加简化结构。
[0043]另外，在上述中，示出隔膜(5)由三层隔膜层(21) (22) (23)构成的例子，但是隔膜层(21) (22) (23)也可以为两层，还可以为四层以上。
[0044]此外，隔膜(5)做成了球壳状，但也可以是平板状的隔膜。并且，除了在隔膜直接按压/离开环状片材的结构中使用以外，也可以在不直接接触片材的结构中同样地使用。
[0045]进而，对于确认配线的切断，除了通过定期通电来确认是否导通以外，也可以通过预先设为始终通电状态，由此能够即刻确认隔膜的损伤。
[0046]工业实用性
[0047]在隔膜阀中，在隔膜断裂的情况下，阀内的流体可能向外部漏出，但根据本发明，由于能够在隔膜断裂之前检测出损伤状态，因此，即使在使用毒性气体或腐蚀性气体作为流体的情况下，也能够避免伴随隔膜断裂而来的危险。因此，能够有助于提高隔膜阀的安全性。
【主权项】
1.一种隔膜阀，具备设置有流体流入通路、流体流出通路及向上开口的凹处的阀体、配置在阀体的凹处底面上的环状片材、以及通过按压或离开片材进行流体通路开闭的可弹性变形的隔膜，其特征在于， 隔膜由多层隔膜层形成，在多层隔膜层中的至少一层上施加有配线，通过检测该配线的切断来检测隔膜的异常。2.根据权利要求1所述的隔膜阀，其特征在于，配线仅在最上层的隔膜层上形成。3.根据权利要求1或2所述的隔膜阀，其特征在于，多层隔膜层均为金属制，在配线与隔膜层之间设置有绝缘层，配线被保护层覆盖。4.根据权利要求3所述的隔膜阀，其特征在于，施加有配线的隔膜层的厚度小于其他隔膜层的厚度。
【专利摘要】本发明提供一种隔膜阀，其结构简单，并且能够在隔膜断裂之前切实地检测出隔膜的损伤。隔膜(5)由多层隔膜层(21)(22)(23)形成。在最上层的隔膜层(23)上施加有配线(24)。通过检测配线(24)的切断来检测出隔膜(5)的异常。
【IPC分类】F16K7/12, F16K37/00, F16K7/17
【公开号】CN105393031
【申请号】CN201480031742
【发明人】篠原努, 山路道雄, 西野功二, 土肥亮介, 池田信一, 铜敏男
【申请人】株式会社富士金
【公开日】2016年3月9日
【申请日】2014年5月12日
【公告号】US20160123497, WO2014196313A1