专利名称：调压装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于调节压缩空气等压力流体的压力的调压装置。
这种调压装置从输入孔导入压力流体，并将其压力调整到设定的大小，然后从输出孔输出，其中一个例子公开于美国专利说明书第5,458,001号。该调压装置具有设于连接输入孔和输出孔的流路中的阀座、可自由变位地设置于该阀座的二级侧的膜片、连接于该膜片并可通过该膜片的变位从一级侧开闭上述阀座的提动阀、及朝该提动阀开放阀座的方向对上述膜片施加弹性力的调压弹簧。上述提动阀以与按相反方向作用于上述膜片的二级侧流体压力和调压弹簧的作用力的差相应的开度开闭上述阀座，使一级侧流体减压，将二级侧流体压力调整到设定压力。
在上述调压装置中，上述阀座通过盘形的座架安装到本体内，该盘形座架具有作为流路的中心孔和其周围的凹部。即，在将阀座嵌合到上述凹部内的状态下将该座架设置在本体上，从上方将盖安装到该本体上，由螺母状的紧固环紧固这些本体和盖，从而以强压状态将上述座架的外周部分固定到这些本体与盖之间，并在该座架与本体之间以压缩状态安装上述阀座。
然而，这样通过座架以压缩状态安装阀座的方法，在强力固定紧固环的场合由于用座架强有力地压缩阀座，所以该阀座的压缩反力易使座架变形，当其过度变形时，存在该阀座与座架或本体间的密封度下降的危险。
另外，在上述本体与盖之间同时以密封状态紧固上述座架的外周部和膜片的外周部，所以，为了不因介入座架使对膜片的紧固力被抵消，需要以高精度管理该座架的厚度，其加工很麻烦。
本发明的主要技术课题在于，在通过座架安装阀座的类型的调压装置中，通过消除上述阀座的压缩反力导致的座架的过度变形，从而在保证高密封性的状态下安装该阀座。
本发明的另一技术课题在于，在上述调压装置中，可在本体与盖之间不降低膜片的密封性地以紧固状态同时且确实地固定该膜片和座架双方。
为了解决上述课题，本发明的调压装置的特征在于具有座架和阀座，该座架通过在本体与盖之间紧固外周安装部而安装于压力室内，该阀座以压缩状态安装于该座架与本体之间，在该阀座的外周形成用于吸收上述座架的过度推压力的凹槽。
在具有上述构成的调压装置中，固定该紧固环时通过座架作用于阀座的压缩力由凹槽部分的该阀座的弹性变形吸收，所以该阀座的压缩反力不会使座架过度变形。因此，不会产生因座架的过度变形导致的阀座与座架或本体之间密封性的下降。
按照本发明的较好实施例，上述座架的安装部通过带弹性的垫圈夹在本体与盖之间。
通过设置这样的垫圈，固定该紧固环时作用于座架的紧固力可由该垫圈的弹性吸收和缓冲，所以，可更简单更确实而且精度良好地进行阀座的安装。此外，可在不降低膜片的密封性的情况下，同时且确实地以紧固状态在本体与盖之间固定膜片和座架。
按照本发明的另一较好实施例，在上述本体的阀座接触的面上形成用于提高与该阀座间的密封性的凸缘。
按照本发明的再另一较好实施例，上述提动阀的密封面呈圆锥面状，在该密封面靠中心部的嵌合于上述阀座孔内的部分，具有母线倾斜度大的流量限制部。
这样，当提动阀开放时，上述流量限制部从阀座孔缓缓脱出，由此防止该阀座孔急速开放，当提动阀关闭时，上述流量限制部缓缓嵌合到阀座孔内，由此防止该阀座孔急速闭锁，减轻二级侧的压力变动。
在该场合，除上述提动阀的流量限制部之外，作为提动阀的流量限制部的替代结构，也可在阀杆的位于阀座二级侧的部分形成流量限制部，该流量限制部通过在提动阀作最大开放时缩小流路来限制压力流体的流量。
按照本发明的较好具体实施例，在上述膜片的背面安装活塞，并在盖的内部安装导向用套筒，在该套筒内可自由滑动地插入上述活塞。
由该构成，膜片由活塞和套筒导向，正确地沿轴线方向变位，不会倾斜或横向偏移。因此，提动阀孔不会倾斜或横向偏移，所以，其开闭动作稳定，调压精度提高，而且也不会因接触阀座而产生偏磨损。
按照本发明的其它实施例，上述复位弹簧包含由螺旋弹簧构成的第1复位弹簧和由板簧构成的第2复位弹簧中至少任一方。
对附图简单说明如下
图1为示出本发明调压装置第1实施例的断面图。
图2为图1的主要部分放大图。
图3为示出本发明调压装置第2实施例的断面图。
图4为示出本发明调压装置第3实施例的主要部分断面图。
下面，参照附图详细说明本发明的调压装置的几个较好的实施例。
图1和图2示出本发明的第1实施例，该第1实施例的调压装置1A包含呈短圆柱状的本体2、接合于该本体2上面的圆筒状盖3、及可自由分离地接合这些本体2和盖3的螺母形紧固环4。
在上述本体2的侧面设置有用于导入压力流体的输入孔P和用于输出调压后的压力流体的输出孔A，在该本体2的上面设置有这些孔P、A所开口的压力室7。在该压力室7内，于上述输入孔P开口的位置安装阀座8，通过该阀座8的中心的阀座孔9连通上述输入孔P与压力室7。
上述阀座8在俯视下为圆形，在其外周面具有用于使压缩变形容易进行的凹槽8a，并通过座架11安装。该座架11呈圆板形，在其中心部具有通往上述阀座孔9的中心孔11a和包围该中心孔11a的圆形凹部11b，在外周部具有环状的安装部11c。在上述本体2的紧固用台阶部2a和构成盖3一部分的隔板12的环状紧固部12a之间通过具有弹性的断面为U字形的金属垫圈13由上述紧固环4紧固该安装部11c，从而将其安装在这些本体2与盖3之间，与此同时，在该座架11的上述凹部11b与本体2之间以压缩状态安装上述阀座8。此时，为了提高与阀座8之间的密封性，在本体2最好设置环状凸缘14。
在安装上述阀座8的场合，当对紧固环4进行紧固操作时，通过座架11作用于该阀座8的压缩力由该阀座8在凹槽8a部分的弹性变形加以吸收，不会出现该阀座8的压缩反力使座架11过度变形的情况。
另外，由于座架11通过垫圈13夹持在本体2与盖3之间，所以对紧固环4进行紧固时作用于该座架11的紧固力由该垫圈13的弹性吸收和缓冲，因而可更简单更确实而且精度良好地安装阀座8。而且，可在不降低该膜片15的密封性的情况下同时而且确实地以紧固状态在本体2与盖3之间固定座架11与后述的膜片15双方。
上述凹槽8与垫圈13不一定非要同时设置，只要至少设置凹槽8即可解决本发明的课题。
在图中，符号11d为用于连通阀座8的二级侧即压力室7与上述输出孔A而设置于座架11的通孔。
在上述阀座8的二级侧可沿接近和离开阀座8的方向自由移动地安装围成上述压力室7上面侧的膜片15。该膜片15的安装通过以密封状态将其外周部分夹持在本体2的外周环状紧固部2b与隔板12外周的环状紧固部12a之间而进行，此时，为了提高紧固时的密封性，以形成于上述本体2与隔板12的紧固部2b、12a中的任何一方为平面，在另一方形成凸起16。在图示的例中，在本体2的紧固部2b形成凸起16。
在上述膜片15的背面侧中央部安装有活塞18，在盖3的台阶部3a与隔板12间固定套筒19，在该套筒19内可自由滑动地收容上述活塞18。在这些活塞18和套筒19分别形成小直径的前端部18a、19a和大直径的后端部18b、19b，这些前端部18a、19a与后端部18b、19b的2部分相互滑动接触，由此可被导向而不出现倾斜和横向偏移地仅沿其轴线方向正确移动。另外，在套筒19的内面形成当活塞18前进到最大限度时上述后端部18b接触的止挡，即台阶部19c。
在上述活塞18的前端中央部朝膜片15的前面凸出地安装阀杆21。该阀杆21贯通阀座8的阀座孔9延伸，在其前端部安装提动阀22。该提动阀22具有圆锥面状的密封面22a，膜片15的移动使该密封面22a从一级侧开闭阀座孔9。
在上述活塞18的背面与作为调节装置25一构件的弹簧座26之间设置朝提动阀22的开阀方向推压该活塞18的调压弹簧27，在上述套筒19内的于套筒19的内周面与上述活塞18的外周面之间设置朝提动阀22的闭阀方向推压该活塞18的第1复位弹簧28。该复位弹簧28的一端接合于套筒19的小直径前端部19a，另一端接合在活塞18的大直径后端部18b。这些调压弹簧27和复位弹簧28都由螺旋弹簧形成。
上述调节装置25包含可自由回转地安装于上述盖3的端部中央的调节螺钉29、安装于该调节螺钉29由该调节螺钉29的回转移动的上述弹簧座26、及从盖3的外部对上述调节螺钉29进行回转操作的膜片30，通过调节上述调压弹簧27的弹性力来设定二级侧的流体压力，与上述调压弹簧27和复位弹簧28一起形成压力设定机构。
接合上述本体2和盖3的紧固环4具有可自由回转地接合于盖3前端部外周的朝外凸缘32的环状接合部4a和螺旋接合于本体2外周的阳螺纹部33的阴螺纹部4b，在上述接合部4a与盖3的凸缘32之间设置由轴承等构成的滑动导向装置34。
在具有上述构成的调压装置1A中，当由调压弹簧27推压活塞18将膜片15移动到阀座8侧时，提动阀22从阀座8离开，使阀座孔9开放，一级侧(输入孔P)的压力流体通过阀座孔9流动到二级侧(输出孔A)。
二级侧的流体压力作用于上述膜片15，产生与调压弹簧27的作用力反向的作用力，提动阀22由与这些作用力差相应的开度开放阀座8。二级侧流体压力小于调压弹簧27的设定压力时，上述提动阀22开放，压力流体从一级侧流向二级侧，但当二级侧流体压力上升使与设定压力的差变小时，膜片15朝离开阀座8的方向移动，所以提动阀22的开度变小，当上述压力差为零、作用力平衡时，提动阀22关闭，设定二级侧压力。
在这里，与二级侧压力相应的上述膜片15的移动通过活塞18由套筒19导向，所以该膜片15仅沿轴线方向确实而且稳定地移动，不会出现其轴线倾斜、横向偏移的现象。特别是，活塞18与套筒19在前端部18a、19a及后端部18b、19b的多个部分相互滑动接触，所以其滑动稳定，可确实地防止轴线的倾斜。因此，安装于该膜片15的提动阀22也不会倾斜和横向偏移，可确实地仅沿轴线方向移动以开闭阀座8。为此，其开闭动作可稳定而且正确地进行，可提高调压精度，另外，不会因单侧接触产生偏磨损，寿命长。
另外，由形成于上述套筒19内面的台阶部19c规定活塞18的最大前进位置，所以即使在二级侧流体压力急剧下降、成为无加压状态或真空状态的场合，也可确实地避免上述膜片15和活塞18与阀座8或其它构件冲突而损伤、产生粉尘的问题。
图3示出本发明的第2实施例，该第2实施例的调压装置1B与上述第1实施例的调压装置1A的不同点在于，作为复位弹簧，除了螺旋弹簧构成的上述第1复位弹簧28以外，还设有板簧构成的第2复位弹簧36。
上述板簧形成为圆环状，在其中心孔36a内嵌合固定活塞18的前端部，并将其外周部接合在隔板12的内周面，从而在上述膜片15背面的靠近不妨碍该膜片15正常变形的位置进行安装。
该第2复位弹簧36同时具有以下功能与上述第1复位弹簧28协同动作，朝复位方向对活塞18施加弹性力；当由流体压力强有力地推压膜片15时，通过从背面侧支承该膜片15，防止过度变形。
在设置这样的板簧式第2复位弹簧36的场合，也可省略螺旋弹簧构成的上述第1复位弹簧28。
上述以外的构成与第1实施例的调压装置1A实质上相同，在主要的同一构成部分使用与第1实施例相同的符号，省略其说明。
图4示出本发明的第3实施例的主要部分，该第3实施例在上述各实施例的提动阀22设置流量限制部。即，在上述提动阀22的呈圆锥面状的密封面22a的靠中心(内侧)部分，即嵌合在阀座孔9内的部分，形成母线以大坡度倾斜的流量限制部22b。
在采用该流量限制部22b的场合，当开放提动阀22时，由上述流量限制部22b缓缓开放阀座孔9，所以可防止压力流体急速地流入压力室7，当关闭提动阀22时，由上述流量限制部22b缓缓关闭阀座孔9内，可防止急速隔断压力流体。结果，不仅可防止伴随提动阀22的开闭产生的急剧压力变化，而且可防止流量的急剧变化导致的灰尘卷入或紊流的产生导致的流动不均匀化等。
上述那样的流量限制部也可设置在阀座8的二级侧。即，如图4所示，在位于阀杆21基端侧的压力室7内的部分设置呈圆锥面状的流量限制部38，当提动阀22以最大限度开放时由该流量限制部38缩小座架11的中心孔11a的开口面积。
通过这样地在阀座8的二级侧设置流量限制部38，可限制提动阀22在最大开放时的流量，更有效地防止急剧的压力变化。即，当二级侧的流体压力大幅度下降时，上述提动阀22最大限度地开放，供给最大流量，此时易于产生流量的急剧变化导致的粉尘卷入或紊流的发生导致的流动不均匀化，但通过由上述流量限制部38缩小中心孔11a的开口面积，可限制流量，所以压力可平稳地上升。
上述流量限制部38可与提动阀22的流量限制部22b并用，也可代替该流量限制部22b。
这样按照本发明，安装阀座时通过座架作用于该阀座的压缩力由该阀座上形成的凹槽吸收，所以该阀座的压缩反力不会使座架过度变形。
另外，由于通过垫圈在本体与盖之间夹持上述座架，所以可由该垫圈的弹性吸收和缓冲紧固环作用于该座架的紧固力，可更简单更确实地以良好的精度安装阀座。而且，可在不降低该膜片的密封性的情况下同时地以紧固状态确实地于本体与盖之间固定座架和膜片双方。
权利要求
1.一种调压装置，其特征在于具有本体、盖、输入孔、输出孔、压力室、圆形座架、阀座、凹槽、膜片、阀杆、提动阀、及压力设定机构；该本体和盖由螺母状的紧固环以紧固状态相互接合，该输入孔和输出孔形成于上述本体，该压力室连通输入孔和输出孔，该圆形座架具有中心孔、围绕该中心孔的凹部及外周安装部并通过将该安装部紧固在上述本体与盖之间而安装于上述压力室内，该阀座在上述压力室内的输入孔所开口的位置在嵌合于上述座架凹部内的状态下以压缩状态安装于该座架与本体之间，该凹槽形成在上述阀座外周以吸收上述座架的过度推压力，该膜片通过将外周部分以密封状态紧固于本体与盖之间而安装于上述阀座的二级侧并可沿接近和远离该阀座的方向自由变位，该阀杆从上述膜片朝前方延伸出并贯通上述阀座的阀座孔进行延伸，该提动阀设于上述阀杆的前端部并通过膜片的变位从一级侧开闭上述阀座孔，该压力设定机构包含对上述膜片朝提动阀的开阀方向施加弹性力的调压弹簧和朝闭阀方向施加弹性力的复位弹簧及用于调节上述调压弹簧的弹性力的调节装置。
2.如权利要求1所述的调压装置，其特征在于在上述本体的阀座接触面形成用于提高与该阀座间的密封性的凸缘。
3.如权利要求1所述的调压装置，其特征在于上述提动阀的密封面呈圆锥面状，在该密封面的靠中心部的嵌合到上述阀座孔内的部分具有母线倾斜度大的流量限制部。
4.如权利要求1所述的调压装置，其特征在于在上述阀杆的位于阀座二级侧的部分形成流量限制部，该流量限制部在提动阀作最大开放时通过缩小流路来限制压力流体的流量。
5.如权利要求1所述的调压装置，其特征在于在上述膜片的背面安装活塞，并在盖的内部安装导向用的套筒，在该套筒内可自由滑动地插入上述活塞。
6.如权利要求1所述的调压装置，其特征在于上述复位弹簧包含螺旋弹簧构成的第1复位弹簧和板簧构成的第2复位弹簧中的至少任何一方。
7.如权利要求1所述的调压装置，其特征在于上述座架通过具有弹性的垫圈紧固在本体与盖之间。
8.如权利要求1所述的调压装置，其特征在于在上述本体的阀座接触面形成用于提高与该阀座间的密封性的凸缘，上述提动阀的密封面呈圆锥面状，在该密封面的靠中心部的嵌合到上述阀座孔内的部分具有母线倾斜度大的流量限制部，在上述阀杆的位于阀座二级侧的部分设置流量限制部，该流量限制部在提动阀作最大开放时通过缩小流路来限制压力流体的流量，在上述膜片的背面安装活塞，并在盖的内部安装导向用的套筒，在该套筒内可自由滑动地插入上述活塞。
9.如权利要求8所述的调压装置，其特征在于上述座架通过具有弹性的垫圈紧固在本体与盖之间。
全文摘要
一种调压装置,在阀座8的外周形成凹槽8a,在该凹槽8a的部分通过使阀座8产生压缩变形来吸收座架11的推压力。这样,当通过座架以压缩状态安装阀座时,可消除该阀座的压缩反力导致的座架的过度变形。
文档编号G05D16/02GK1266183SQ0010261
公开日2000年9月13日 申请日期2000年2月24日 优先权日1999年2月26日
发明者宫添真司, 胜田博行, 田岛正道 申请人:速睦喜股份有限公司