专利名称：三重偏心蝶形阀及其阀体的制作方法
技术领域：
本发明涉及三重偏心蝶形阀及其阀体。
背景技术：
蝶形阀由阀本体和阀体构成。阀本体具有圆管状流体通路，阀体在阀本体的流体通路内以阀轴为中心可在约90度范围内转动。阀体在可转动的范围的一端时完全封闭流体通路，在可转动范围的另一端时完全打开流体通路。全闭时阀体必须与环绕阀体外圆周的流体通路的内表面紧密接触。为达到这个目的，流体通路的内表面上设置安装有密封圈，密封圈的内表面作成能够与阀体的外圆周面紧密接触的阀座面。因流体通路为圆管状，所以阀体通常作成圆板状。
蝶形阀中，因阀体以阀轴为中心转动，因此，大多穿过阀体中心而设置阀轴。然而，三重偏心蝶形阀一般作成如图1中剖面所示的结构，阀轴2相对阀体1则经一次、二次和三次偏心而被三重偏心地安装在阀体上。
图1中，三重偏心蝶形阀由阀体1和阀本体3构成。上述所谓的一次偏心是指阀轴2从连接阀体1外圆周面的平面偏离距离P而偏向圆板的其中一半一侧安装形成的偏心。所谓的二次偏心是指阀轴2偏离阀体1的中心线4距离Q而偏向阀体的一侧安装形成的偏心。
三次偏心是由于阀座面5的形状而产生的偏心。这里的所谓阀座面5是指必须与阀体1的外圆周面紧密接触的流体通路的内表面。即，所谓三次偏心是指阀座面5位于在流体通路壁面的延长线上拥有顶点6的圆锥面7上的偏心，圆锥面7的顶点6偏离阀体1的中心线而导致的偏心。因阀体1的外圆周面必须与阀座面5紧密接触，所以阀体1的外圆周面也作成倾斜的圆锥台面。圆锥的顶点6相对阀体1位于安装阀轴2一侧的相反侧。
这样的非一次而是三次偏心而成的蝶形阀，在例如特开平11-351417号公报中有所记载。
专利文献1特开平11-351417号公报三重偏心蝶形阀，具有阀体1的整个外圆周面能从阀座面5同时抽出，而且用很小的力即可抽出的优点。为此，三重偏心蝶形阀被用于控制高压流体特别是高温高压流体。
与三重偏心蝶形阀具有阀体的整个外圆周面能同时抽出的优点相反，这也是导致其缺点的原因。即，阀开始开启时，为了使阀体的整个圆周面能同时离开阀座面，一次流动大量的流体，所以将阀体从全闭状态开启使流体开始流动时，存在流体流动控制非常困难的问题。而且，因阀开始开启时高压流体从阀体外圆周与阀座面之间的狭小间隙向整个圆周面流出，故流体呈射流喷出，所以在阀体背面生成减压部分，导致蝶形阀内压力产生不均衡，其结果是阀体出现剧烈振动等缺陷产生。
特开平9-170665号公报为了改进上述缺陷，试图不让阀体同时离开阀座面，而使未安装阀轴的那半侧阀体外圆周面先离开阀座面，而后使离开阀座面的阀体外圆周面顺次扩展至另一半侧，为此，提出了将阀体厚度一端加大而另一端减小的方案。但是，按照该方案，阀体开度低时流体流量减小，当然流量调节仍不容易，而且，一旦流体通过阀体，就会产生射流，存在损伤阀体的问题。
专利文献2特开平9-170665号公报发明内容本发明的目的是解决以往的三重偏心蝶形阀所存在的上述问题和缺陷。即，本发明的目的是提供一种具有以下优点的三重偏心蝶形阀，在阀体开度很小的状态下能容易地调节流量，能纠正由流体的流动引起的阀内的压力不均衡，因而阀体振动得以降低。
三重偏心蝶形阀的阀体在迄今安装阀轴的相反一侧的表面实质上构成为平面。与此相应，该发明的核心是，在该表面设置有沿与阀轴延伸方向大约垂直的方向延伸的槽，通过使流体沿槽流动从而解决上述问题点和缺陷。
该发明一方面提供一种三重偏心蝶形阀的阀体，另一方面提供一种采用上述阀体的三重偏心蝶形阀。
该发明所要提供的三重偏心蝶形阀用的阀体，是表面实质上构成为平面的圆板状阀体，阀轴偏向圆板的其中一半一侧且被安装在靠向圆板背面一侧，阀体的外圆周面位于相对阀体在与阀轴相反侧具有顶点的倾斜圆锥面上，其特征在于在上述以往的三重偏心蝶形阀用的阀体中，在阀体的上述表面上设置有沿与阀轴延伸方向大致垂直的方向延伸的槽，以垂直于阀轴延伸的阀体直径为中心轴，上述槽以对称的形状配置在该中心轴的两侧。
而且，该发明所要提供的三重偏心蝶形阀是安装了本发明的上述阀体的三重偏心蝶形阀。即，本发明的三重偏心蝶形阀，由具有圆管状流体通路的阀本体与以阀轴为中心可转动地安装在该流体通路内的阀体构成，阀体由表面实质上构成为平面的圆板构成，阀轴偏向圆板的其中一半一侧且被安装在靠向圆板背面一侧，阀体的外圆周面位于相对阀体在与阀轴相反侧具有顶点的倾斜圆锥面上，阀本体的阀座面也位于同样倾斜的圆锥面上，其特征在于在上述构成的三重偏心蝶形阀中使用了如下构成的阀体，即在阀体的上述表面上设置有沿与阀轴延伸方向大致垂直的方向延伸的槽，以垂直于阀轴延伸的阀体直径为中心轴，上述槽以对称的形状配置在该中心轴的两侧。
随着上述槽从阀体中心趋近未偏置安装阀轴的阀体半侧的边缘，槽深逐渐增加。
而且，随着上述槽趋近未偏置安装阀轴的阀体半侧的边缘，上述槽稍稍倾斜，逐渐向垂直于阀轴的阀体直径方向靠拢。
采用本发明，因阀体在表面上设置有沿与阀轴延伸方向垂直的方向延伸的槽，阀体从全闭状态开启而流体开始流动时，流体最初仅从槽流过，开始流动时的流体量的调节容易。
而且，该槽以垂直于阀轴延伸的阀体直径为中心轴被形状对称地配置在该中心轴的两侧，因此，通过槽流出的流体，相对于二等分垂直于阀轴的流体通路的平面对称流动，因此流体的流动被均等化。
而且，该槽从阀体中心趋近未偏置安装阀轴的阀体半侧的边缘时槽深逐渐增加，所以，通过阀体的流体向流体通路的中心轴方向流去。因此，能够减少阀体开始开启时流体流动的不均衡，所以能够减少阀体背面发生的负压，同时能够减小阀体的振动。
进一步地，槽趋近未偏置安装阀轴的阀体半侧的边缘时稍稍倾斜，逐渐向垂直于阀轴的阀体直径方向靠拢，所以，通过阀体的流体向流体通路的中心轴方向流去。通过采用这些措施，能够减少流体流动的不均衡，同时减少阀体背面发生的负压。这样，不仅减小了阀体的振动，而且抑制了噪音的产生，进而能够防止阀体损伤。
图1是以往的三重偏心蝶形阀的结构的说明图。
图2表示本发明的三重偏心蝶形阀用的阀体，(a)是阀体的正视图，(b)是阀体的侧视图。
图3表示本发明的另一个三重偏心蝶形阀用的阀体，(a)是阀体的正视图，(b)是阀体的侧视图。
图4表示本发明的又一个三重偏心蝶形阀用的阀体，(a)是阀体的正视图，(b)是阀体的侧视图。
图5是本发明的三重偏心蝶形阀的剖面图。
图6是表示本发明的三重偏心蝶形阀的流量特性曲线的曲线图。
图中1-阀体，2-阀轴，3-阀本体，4-阀体的中心线，5-阀座面，6-圆锥顶点，7-圆锥面，8-流体通路，11-阀体表面，12-阀体背面，13-阀体中心，14-垂直于阀轴的阀体直径，15-直径14的一端，16、17-槽，18-直径14的另一端，19-槽的底，21、22、23-突筋，30-槽的中心线，31、32-洼陷，X、Y、Z-本发明的阀体，S-圆锥面。
具体实施例方式
下面根据附图对本发明的阀体的一实施例进行说明。图2表示本发明的三重偏心蝶形阀的阀体，图3表示本发明的另一个三重偏心蝶形阀的阀体，图4表示本发明的又一个三重偏心蝶形阀的阀体。其中，(a)是阀体的正视图，(b)是阀体的侧视图。图5是安装有本发明的阀体的三重偏心蝶形阀的剖面图。
图2所示的本发明的阀体X，原是表面11实质作成了平面的圆板状阀体。阀体X上安装有阀轴2，阀轴2被偏置固定在阀体X的背面12侧，成一次偏心。而且，阀轴2偏离阀体X的中心13被固定在圆板的其中一半一侧，成二次偏心。
而且，阀体X的外圆周面位于圆锥面S上，而该圆锥面S位于相对阀体X在与阀轴2相反侧具有顶点的倾斜圆锥面上。详细地说，圆锥面S的顶点位于既包含垂直于阀轴2的直径14又垂直于阀轴2的平面上，而且位于距阀体的中心轴的距离等于阀体半径R的位置。而且，圆锥面的顶点在图2(a)中位于通过直径14的一端15并垂直于纸面的直线上。这样，阀体X拥有了三次偏心。
这样仅通过一次、二次和三次偏心而构成的三重偏心蝶形阀的阀体是公知的。但是，阀体X在表面11上配置两条槽16和17这一点则与公知的三重偏心蝶形阀阀体不同。槽16和17都沿与阀轴2的延伸方向垂直的方向延伸。而且，槽16和17以垂直于阀轴2延伸的阀体直径14为中心轴，被形状对称地配置在该中心轴的两侧。
槽16和17从阀体中心13趋近未偏置安装阀轴的阀体半侧的边缘时，也即趋近图2中的以直径14的另一端18为中心的边缘时，槽深都逐渐增加。另一端18是离圆锥面S的顶点最远的阀体的边缘部分。而且，另一端18是着眼于表面11的中心线上来正视表面11时所能看到的周围幅面最大处的边缘部分。因此，槽16和17越向宽度最宽侧的边缘靠近深度越大。这就是本发明的阀体X。
槽16和17向以另一端18为中心的边缘靠近时，稍稍倾斜，以逐渐与直径14靠拢。即，槽16的中心线30若以双点划线表示，双点划线可以与直径14平行，但最好稍稍倾斜。该倾斜角度θ最好在4～6度。
图3所示的本发明的阀体Y，和图2所示的阀体X相同，是经一次、二次和三次偏心的三重偏心蝶形阀用的阀体。阀体Y与表面11上设置有槽16和17的阀体X相似，但也有不同之处。
阀体Y上的槽16和17都沿与阀轴延伸方向大约垂直的方向延伸。而且，槽16和17以大约垂直于阀轴2延伸的直径14为中心轴，被形状对称地配置在该中心轴的两侧。进一步地，槽16和17越向阀体的直径的另一端18侧的边缘靠近，槽深逐渐增加。在这些点，阀体Y与阀体X相同。
阀体Y与阀体X不同的是，阀体Y中的槽16和17看起来恰好象是由所设置的沿直径14延伸的3条突筋21、22、23形成的一样。突筋21至23的顶面作成平面且距背面12等高。若以槽16和17的底面为基准看突筋21至23的顶面，看起来顶面象是越向以另一端18为中心的边缘靠近高度越是增加，这是由于槽16和17的底面向上述边缘靠近时深度逐渐增加的缘故。即，阀体Y是在原来表面作成平面的圆板状阀体上设置槽16和17而成的。
阀体Y上除了槽16和17以外，还在突筋21的外侧与突筋23的外侧各自形成有洼陷31和32。洼陷31和32与槽16的底和槽17的底同深。洼陷31和32设置在阀轴2的附近，因此，对阀体开闭时特别是阀体开始打开时的流体的流动不产生大的影响。
图4中所示的本发明的阀体Z与图2及图3所示的阀体X和阀体Y相同，是三重偏心的蝶形阀用的阀体。仅在表面11上配备有唯一的一个槽16这一点，阀体Z与阀体X和阀体Y不同。
阀体Z的槽16垂直于阀轴2延伸，以垂直于阀轴2的直径14为中心轴形状对称地布置。而且，槽16的深度越向以另一端18为中心的边缘靠近深度越深。阀体Z与阀体X和阀体Y在这些点是相同的。虽然希望槽16的底最好在槽的宽度方向高度相同，但槽的宽度方向的断面作成圆弧状，越往宽度中央深度越深也是可以的。但是，必须使槽16在阀全闭时与阀本体的阀座面紧密接触而被堵塞，所以槽16的底的最深处通常最好位于从阀体表面11开始的阀体厚度的约三分之一以下的位置。
本发明的阀体可转动地安装在蝶形阀的阀本体上、作为三重偏心蝶形阀而被使用。图5表示如此作成的三重蝶形阀的剖面。
图5中，本发明的阀体，例如阀体X，以阀轴2为中心可转动地安装在阀本体3上所安装的圆管状流体通路8内，构成三重偏心蝶形阀。阀体X的表面11与背面12位于实线所示位置，阀体厚度相同。槽16和17的底位于虚线19所示位置。
使图5的三重偏心蝶形阀按箭头D所示方向转动，由全闭状态开始开启。图5中流体流动方向是从左至右的场合，阀体X的上侧被称为排泄口侧、阀体下侧被称为喷射口侧，阀体X的排泄口侧的外圆表面是从表面11开始垂直延伸的圆周面，喷射口侧的外圆表面是从表面11开始倾斜延伸的圆锥台面，圆锥台面从表面11伸向背面12时逐渐扩宽而倾斜。
阀体X如图5所示，除了阀轴2的安装部分，由厚度一样的圆板构成，其表面11侧配置有槽16和17。槽16和17未在图5的剖面中显示，槽底位于虚线19所示的位置，越靠近喷射口侧，槽16和17的深度越深。
这里，若阀体X向箭头D所示方向转动，开始转动时阀体X在排泄口侧与阀本体3的阀座面5之间不立即形成间隙，而在喷射口侧与阀座面5之间产生间隙。这时，因为阀体X的表面11侧设置有槽16和17，且槽深度逐渐增加呈开口状，位于表面11一侧的流体主要仅通过槽16和17流动。这个时期流动的流体量小。但是，阀体X与未设置槽的以往的阀体相比，流体开始流动的时间比以往的阀体早，而且流出流体的量多。所以，图5的三重偏心蝶形阀中阀体X从全闭状态开始开启时，初期的流量控制变得容易。
而且，由于在阀体X中以垂直于阀轴延伸的直径为中心轴，在中心轴两侧形状对称地设置槽16和17，所以通过槽16和17流动的流体相对于二等分垂直于阀轴的流体通路的平面对称流动。即，流动的不均衡减少，流体流动均衡。
进一步地，因为槽16和17越靠近喷射口侧槽深度越深，所以通过槽16和17流动的流体向流体通路的中心轴方向汇集流动，即减少了在阀体X背面侧产生的背压。
这样，槽16和17不仅减小了流过阀体X后的流体流动的不均衡，而且也减少了在阀体X背面侧产生的背压，所以，阀体的振动减小，噪音减小，进而防止了阀的损伤。
实际上，本发明的三重偏心蝶形阀的流量特性曲线如图6所示。图6的横轴取表示阀体开度的角度(％)，纵轴取流量(％)，表示了蝶形阀的流量特性曲线。图中的曲线A是本发明的蝶形阀的特性曲线，曲线B是上述的特开平9-170665号公报中记载的蝶形阀的特性曲线。与曲线B相比，曲线A直至阀的开度角达到40度为止流量(％)都很大，阀从开始开启流量就很多，所以可以判明流量的调节容易。但是，在开度角度40度以上流量(％)没有差别。即，采用本发明，仅在阀体开始开启时比以往的阀流量调节容易。
权利要求
1.一种三重偏心蝶形阀的阀体，是表面实质上构成为平面的圆板状阀体，阀轴偏向圆板的其中一半一侧且被安装在靠向圆板背面一侧，阀体的外圆周面位于相对阀体在与阀轴相反侧具有顶点的倾斜圆锥面上，其特征在于在阀体的上述表面上设置有沿与阀轴延伸方向大致垂直的方向延伸的槽，以垂直于阀轴延伸的阀体直径为中心轴，上述槽以对称的形状配置在该中心轴的两侧。
2.根据权利要求1所述的三重偏心蝶形阀的阀体，其特征在于随着槽从阀体中心趋近未偏置安装阀轴的阀体半侧的边缘，槽深逐渐增加。
3.根据权利要求1或2所述的三重偏心蝶形阀的阀体，其特征在于随着槽趋近未偏置安装阀轴的阀体半侧的边缘，槽稍稍倾斜，逐渐向垂直于阀轴的阀体直径方向靠拢。
4.一种三重偏心蝶形阀，由具有圆管状流体通路的阀本体与以阀轴为中心可转动地安装在该流体通路内的阀体构成，阀体由表面实质上构成为平面的圆板构成，阀轴偏向圆板的其中一半一侧且被安装在靠向圆板背面一侧，阀体的外圆周面位于相对阀体在与阀轴相反侧具有顶点的倾斜圆锥面上，阀本体的阀座面也位于同样倾斜的圆锥面上，其特征在于使用了如下构成的阀体，即在阀体的上述表面上设置有沿与阀轴延伸方向大致垂直的方向延伸的槽，以垂直于阀轴延伸的阀体直径为中心轴，上述槽以对称的形状配置在该中心轴的两侧。
全文摘要
本发明提供一种三重偏心蝶形阀，改进了三重偏心蝶形阀的阀体，将迄今安装阀轴的相反一侧的表面构成为平面，并在阀体表面上设置沿与阀轴延伸方向大约垂直的方向延伸的槽，而且，该槽以垂直于阀轴延伸的阀体直径为中心轴，在该中心轴的两侧形成对称形状。由此，能够解决三重偏心蝶形阀以往所存在的问题，即在阀开始开启时，在阀体开度很小的状态下难以控制流体的流量，而且，通过阀体后的流体呈射流喷出，在阀体背面生成减压部分，导致蝶形阀内压力不均衡，出现阀体振动等问题。
文档编号F16K1/22GK1696557SQ200510052139
公开日2005年11月16日 申请日期2005年2月25日 优先权日2004年5月10日
发明者万木义则 申请人:株式会社巴技术研究所