带抗静电功能的阀的制作方法

[0001]
本发明涉及一种带抗静电功能的阀，其与在外表面具有导电性的管连接，该阀的驱动部由导电性塑料构成，仅通过施工就能可靠地防止阀带电。


背景技术：

[0002]
阀作为用于对流体的流通量、时机(日文：
タイミング
)进行控制的设备而能在所有的场合下使用。若流体在阀内的流路中流动，则有时由于流路内周面与流体之间的摩擦而产生静电。由于产生的静电，阀的构成零件成为蓄积电子而带电的状态，会导致各种问题。例如，在流路的内周面带电的情况下，有可能因静电感应而在流路内周面附着微粒等杂质从而污染流路。另外，例如，在阀的外表面带电的情况下，经由空气或对阀进行操作的人手，阀上带有的电子被放出到设于阀周边的电子设备，存在电子设备破损的危险性。另外，进一步在作为流体而处理可燃性流体(溶剂等)的情况下，存在因带有的静电而起火从而导致火灾这样的问题。
[0003]
因此，作为能够抑制构成零件带电的隔膜阀，本申请人提出了如下一种隔膜阀：通过使隔膜阀的阀盖(日文：
ボンネット
)接地或者利用由导电性材料形成的接地带等将隔膜阀的阀盖与同隔膜阀连接且具有导电性的配管连接起来，能够防止隔膜阀的带电(例如参照专利文献1)。
[0004]
以往技术文献
[0005]
专利文献
[0006]
专利文献1：日本特开2018－9667号公报


技术实现要素：

[0007]
发明要解决的问题
[0008]
然而，在上述隔膜阀中，由于利用接地带将隔膜阀和其前后的配管连接起来，因此存在施工时花费劳力和时间这样的问题。在专利文献1的方法中，例如如图5所示，在多个隔膜阀91串联或并联的情况下，仅在接地带92和接地线93的连接这个方面就花费大量的劳力和时间，而且施工后的外观并不漂亮。另外，在狭小的施工场所的情况下，接地带92的连接作业自不必说，还存在难以确保供接地线93放电的地方这样的问题。
[0009]
在将在内表面具有导电性的配管连接于由导电性材料形成的阀的情况下，虽然能够消除阀内的带电，但是存在管内表面的导电性物质因与流体之间的摩擦而被剥离的可能性，抗静电能力有可能降低。
[0010]
于是，本发明是鉴于以上那样的以往技术的问题而完成的，其目的在于提供一种带抗静电功能的阀，其仅通过与管进行连接施工就能够容易地防止阀的构成零件带电。
[0011]
用于解决问题的方案
[0012]
为了实现上述目的，根据技术方案1的发明，提供一种带抗静电功能的阀，其与在外表面具有导电性的管连接，该阀的特征在于，该带抗静电功能的阀包括：阀盖，其由导电
性材料构成；阀体，其由非导电性材料构成；接头部分，其设于该阀体，供所述管连接；盖形螺母，其由导电性材料构成，该盖形螺母与该接头部分螺纹结合，并且与所述管的外表面相接触；以及套体，其由导电性材料构成，且配设于该盖形螺母与所述阀体之间，在该套体设有朝向所述阀盖突出的凸部，该凸部与所述阀盖抵接。根据技术方案2的发明，提供一种带抗静电功能的阀，其与在外表面具有导电性的管连接，该阀的特征在于，该带抗静电功能的阀包括：阀盖，其由导电性材料构成；阀体；接头部分，其设于该阀体，供所述管连接；盖形螺母，其由导电性材料构成，该盖形螺母与该接头部分螺纹结合，并且与所述管的外表面相接触；以及套体，其由导电性材料构成，且配设于该盖形螺母与所述阀体之间，在该套体设有朝向所述阀盖突出的凸部，该凸部与所述阀盖抵接，所述阀体仅在与所述套体抵接的部位由导电性材料构成。根据技术方案3的发明，提供一种带抗静电功能的阀，其与在外表面具有导电性的管连接，该阀的特征在于，该带抗静电功能的阀包括：阀盖；阀体，其由非导电性材料构成；接头部分，其设于该阀体，供所述管连接；盖形螺母，其由导电性材料构成，该盖形螺母与该接头部分螺纹结合，并且与所述管的外表面相接触；以及套体，其由导电性材料构成，且配设于该盖形螺母与所述阀体之间，在该套体设有朝向所述阀盖突出的凸部，该凸部与所述阀盖抵接，该带抗静电功能的阀还包括具有阀体部的隔膜，所述阀体部仅在与形成于所述阀体的阀座抵接的部分由非导电性材料构成，剩余部分由导电性材料构成，所述阀体部与所述凸部抵接。
[0013]
并且，根据技术方案1至3所述的带抗静电功能的阀，技术方案4的发明的特征在于，在所述套体与所述盖形螺母之间设有由导电性材料构成的拧紧限制件。
[0014]
在此所说的导电性材料是指，体积电阻率为10
10
ωcm以下的物质，将体积电阻率为10
11
ωcm以上的物质称作绝缘性材料。
[0015]
即，在技术方案1至4的发明中，由于导电性材料从驱动部物理性地接触至与阀相连接的管而构成通电路径，因此，即使不设置接地带，也能够使在阀的构成零件上带有的电子向管放电。并且，通过将接地线从管连接到配管之外，能够使配管内的电子进行放电。
[0016]
特别是，在技术方案4的发明中，拧紧构件限制盖形螺母的拧紧量，能够进行适当的管连接而提高流体的密封性。
[0017]
发明的效果
[0018]
根据技术方案1至4所记载的发明，能够提供能防止因阀的构成零件的带电所导致的阀的构成零件、在阀的周边配置的电子设备的破损的带抗静电功能的阀。另外，施工时，不需要进行新设置接地线等接地作业。
附图说明
[0019]
图1是表示本发明的第一实施方式的带抗静电功能的阀的纵截面立体图。
[0020]
图2是表示本发明的第一实施方式的套体的放大立体图，图2的(a)和图2的(b)是图1所示的套体的放大立体图，图2的(c)和图2的(d)是表示套体的其他例子的放大立体图。
[0021]
图3是表示本发明的第二实施方式的带抗静电功能的阀的纵截面立体图。
[0022]
图4是表示本发明的第二实施方式的拧紧限制件的放大立体图。
[0023]
图5是说明以往技术中的接地状态的立体图。
[0024]
图6是表示本发明的第三实施方式的带抗静电功能的阀的纵截面立体图。
[0025]
图7是表示本发明的第四实施方式的带抗静电功能的阀的纵截面立体图。
[0026]
图8是表示本发明的第五实施方式的带抗静电功能的阀的纵截面立体图。
[0027]
附图标记说明
[0028]
1、带抗静电功能的阀；2、阀体；3、阀盖；4、隔膜；5、驱动部；6、阀室；7、第一流路；8、第二流路；9、第一开口；10、第二开口；11、阀座；12、内部流路；13、第一阀盖；14、第二阀盖；15、凹部；16、阀杆；17、引导轴；19、活塞；20、螺旋弹簧；21、活塞主体；22、上部空间；23、下部空间；25、工作流体供给口；26、阀体部、27、膜部；28、第一盖形螺母；29、第二盖形螺母；30、第一套体；301、环部；302、凸部；303、嵌合部；31、第二套体；32、第一拧紧限制件；321、槽部；33、第二拧紧限制件；41、第一配管；42、第二配管；43、嵌合凹部；91、隔膜阀；92、接地带；93、接地线。
具体实施方式
[0029]
以下，参照附图所示的实施例来说明本发明的各实施方式，当然，本发明并不限定于各实施方式。
[0030]
[第一实施方式]
[0031]
参照图1和图2来说明作为本发明的第一实施方式的带抗静电功能的阀1。图1是表示第一实施方式的带抗静电功能的阀的纵截面立体图。图2是表示第一实施方式的套体的放大立体图，图2的(a)和图2的(b)是图1所示的套体的放大立体图，图2的(c)和图2的(d)是表示套体的另外的例子的放大立体图。在第一实施方式，阀的样式是所谓的隔膜阀。带抗静电功能的阀1包括阀体2、阀盖3、隔膜4，在阀盖3的内部配置有对隔膜4沿上下方向进行驱动的驱动部5。另外，在阀体2的上部安装有阀盖3。
[0032]
阀体2由作为非导电性(绝缘性)材料的聚四氟乙烯(以下称为ptfe)制成。在阀体2的上部中央形成有阀室6，并且形成有与阀室6连通的第一流路7和与阀室6连通的第二流路8。第一流路7从形成于阀体2的一个侧面的第一开口9延续，且从阀室6的底部中央与阀室6连通。在第一流路7的靠阀室6侧的开口的周围(阀室6的下方)形成有环状的阀座11，该阀座11供隔膜4接触、分离，并且能够将通过第一流路7的流体向阀室6导入。第二流路8从形成于阀体2的另一个侧面的第二开口10延续，且与阀室6的侧面连通。在本实施方式中，将从第一开口9经由第一流路7、阀室6和第二流路8而到达第二开口10的流路称作内部流路12。
[0033]
阀盖3由作为导电性材料的碳纤维强化聚丙烯(以下称为c－pp)制成。阀盖3由安装于阀体2的上部的第一阀盖13和安装于第一阀盖13的上部的第二阀盖14构成。第一阀盖13在其上表面形成有凹部15。另外，第一阀盖13在其底面形成有圆筒部，该圆筒部供阀杆16以能够沿上下方向滑动的方式插设。第二阀盖14在其上表面形成有通孔，该通孔供引导轴17能够滑动地插设。在由第一阀盖13的凹部15的内周面和第二阀盖14的下表面形成的空间配置有用于驱动隔膜4的驱动部5。此外，第一阀盖13和第二阀盖14通过作为连结构件的、由不锈钢(以下称为sus)制成的螺栓和螺母而一体地连结于阀体2(未图示)。
[0034]
驱动部5由聚偏氟乙烯(以下称为pvdf)制的活塞19和作为施力构件发挥功能的sus制的螺旋弹簧20构成。此时，阀盖3的内部空间(由第一阀盖13的凹部15的内周面和第二阀盖14的下表面形成的空间)作为缸室发挥功能，阀盖3作为驱动部5的壳体发挥功能。
[0035]
活塞19具有：凸缘状的活塞主体21，其以能够滑动的方式收容于阀盖3的内周面；
引导轴17，其从活塞主体21朝向上方延伸出来；以及阀杆16，其从活塞主体21朝向下方延伸出来，在阀杆16的下端插设有隔膜4。活塞19以引导轴17和阀杆16相对于阀座面垂直的方式配置。
[0036]
活塞主体21将阀盖3的内部空间划分为上部空间22和下部空间23，该上部空间22由活塞主体21的上表面(凸缘状上表面)、阀盖3的内周面和阀盖3的顶面围成，该下部空间23由活塞主体21的下表面(凸缘状下表面)、阀盖3的内周面和阀盖3的底面围成。在此，在第二阀盖14形成有与上部空间22连通的通气口(未图示)，能够通过通气口在上部空间22与外部之间进行通气。另外，在第一阀盖13形成有与下部空间23连通的工作流体供给口25，构成为能够从工作流体供给口25向下部空间23内供给工作流体。另外，在第二阀盖14的下表面与活塞主体21的上表面之间，以压缩状态配置有螺旋弹簧20。
[0037]
隔膜4由作为非导电性(绝缘性)材料的ptfe制成，包括阀体部26和膜部27。阀体部26形成于隔膜4的下表面中央部。阀体部26形成为大致圆锥形状，以底面(圆锥的顶部面)与阀座11分离、接触的方式配置。膜部27从阀体部26的基端部的外周向外径方向延伸设置。膜部27的外周部被阀体2和第一阀盖13夹持固定。
[0038]
在阀体2的第一开口9连接有第一配管41，在第二开口10连接有第二配管42，第一开口9和第二开口10作为所谓的接头部分发挥功能。对于第一配管41和第二配管42，使用其外表面由导电性材料构成的例如管、金属管等。通过使由导电性材料构成的筒状的第一盖形螺母28、第二盖形螺母29与阀体2的外周螺纹结合(未图示)，从而该接头部分被紧固。
[0039]
在第一盖形螺母28的靠阀体2侧的端面与阀体2的侧面之间配置有第一套体30，在第二盖形螺母29的靠阀体2侧的端面与阀体2的侧面之间配置有第二套体31。第一套体30、第二套体31由导电性橡胶、导电性树脂等导电性材料构成，它们利用材料自身所具有的排斥力来提高第一盖形螺母28、第二盖形螺母29这两者与阀体2之间的密封性。作为优选的材料，可举出：导电性树脂，其是向ptfe、pvdf、全氟烷氧基烷烃(以下称为pfa)、聚氯乙烯(以下称为pvc)、聚乙烯(以下称为pe)、聚丙烯(以下称为pp)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚合成树脂(以下称为abs)、聚苯硫醚(以下称为pps)等树脂添加由金属、碳等导电性材料形成的纤维、粉末等而成的；以及导电性橡胶，其是向三元乙丙橡胶(以下称为epdm)、苯乙烯丁二烯橡胶(以下称为sbr)、氯磺化聚乙烯(以下称为csm)和丙烯腈丁二烯橡胶(以下称为nbr)、作为一种氟橡胶的六氟丙烯－偏二氟乙烯共聚物(以下称为fkm)、硅橡胶等橡胶添加由金属、碳等导电性材料形成的纤维、粉末等而成的。如图2的(a)所示，第一套体30包括环部301和在该环部301的外周延伸的凸部302，如图2的(b)所示，第二套体31包括环部301和在该环部301的外周延伸的凸部302。凸部302构成为其至少一部分与驱动部5的外表面接触而使驱动部5的带电通电。因而，凸部302的延伸方向是朝向驱动部5去的方向，凸部302的长度最低到达驱动部5的底面或者到达驱动部5的侧面最下部。另外，作为第一套体30、第二套体31的变形例，例如，如图2的(c)所示，环部301可以是圆筒状，如图2的(d)所示，环部301也可以是大致c字状，第一套体30、第二套体31只要是能够经由驱动部5的外表面将驱动部5的带电导向第一盖形螺母28、第二盖形螺母29那样的形状即可，也可以是图示的形状以外的形状。并且，也可以是，在凸部302的顶端包括向驱动部5侧突出的嵌合部303，并且在阀体2或阀盖3形成供该嵌合部303嵌合的嵌合部，嵌合部303嵌合于阀盖3与阀体2之间而被夹持。
[0040]
如以上那样，在第一实施方式中，由导电性材料构成的驱动部5、第一套体30、第二
套体31、第一盖形螺母28、第二盖形螺母29构成为分别抵接，第一盖形螺母28与在外表面具有导电性的第一配管41相接触，第二盖形螺母29与在外表面具有导电性的第二配管42相接触，因此，从驱动部5到第一配管41、第二配管42构成通电路径，能够使蓄积于驱动部5的电子向第一配管41、第二配管42移动即进行放电。并且，在将多个阀并联或串联地设置的情况下，仅通过将阀连接于在外表面具有导电性的管，并将接地线93从第一配管41、第二配管42的任意位置、阀盖连接到配管之外(适当的接地部位)，就能够对配管内蓄积的电子简单地进行放电。
[0041]
[第二实施方式]
[0042]
接下来，参照图3和图4来说明作为本发明的第二实施方式的带抗静电功能的阀1。图3是表示第二实施方式的带抗静电功能的阀的纵截面立体图，图4是表示第二实施方式的拧紧限制件的放大立体图。此外，对具有与第一实施方式相同的功能的部位标注相同的附图标记，以下主要说明与第一实施方式的不同点。
[0043]
在第二实施方式中，接头部分和盖形螺母这两者的形状与第一实施方式不同，设有限制盖形螺母的拧紧量的所谓的第一拧紧限制件32和第二拧紧限制件33。如图4所示，第一拧紧限制件32和第二拧紧限制件33构成为，当将盖形螺母28、29拧进至适当的拧进位置时，利用自身的弹性力使得能够以明确的触感来判断出拧进达到了适量。因此，第一拧紧限制件32和第二拧紧限制件33优选为具有导电性且具有一定的弹性力的材料。作为这样的材料，例如，可举出向ptfe、pvdf、pfa、pvc、pe、pp等树脂添加由金属、碳等导电性材料形成的纤维、粉末等而成的导电性树脂、向epdm、fkm、硅橡胶等橡胶添加由金属、碳等导电性材料形成的纤维、粉末等而成的导电性橡胶等。如图4所示，第一拧紧限制件32和第二拧紧限制件33形成为在外周设有槽部321的环状体。通过设置槽部321，除了材料本身的弹性力之外，还在两个面之间附加有一定的弹性力。
[0044]
第一开口9、第二开口10这两者的端部形状与第一实施方式不同，如图3所示，端部膨胀。在本实施方式中使用的第一配管41、第二配管42是管，并且第1配管41插入到膨胀的第一开口9，第二配管42插入到膨胀的第二开口10。通过使由导电性材料构成的筒状的第一盖形螺母28、第二盖形螺母29与阀体2的外周螺纹结合(未图示)，从而接头部分(第一开口9、第二开口10)被紧固。
[0045]
[第三实施方式]
[0046]
接着，参照图6，对作为本发明的第三实施方式的带抗静电功能的阀1进行说明。图6是表示第三实施方式的带抗静电功能的阀的纵截面立体图。此外，对具有与第一实施方式相同的功能的部位标注相同的附图标记，但未对表示截面部分的斜线进行图示。以下主要说明与第一实施方式的不同点。
[0047]
第三实施方式中的带抗静电功能的阀1的阀体2的局部由导电性材料构成。阀体2仅在由图6进行剖面线图示的部分是导电性材料，剩余的部分与第一实施方式同样地由非导电性材料构成。另外，对于阀体2，在图6中利用单点划线划分出导电性材料和非导电性材料地进行图示。导电性材料部分是与阀盖3、第一盖形螺母28和第二盖形螺母29抵接的部分。因此，与第一实施方式同样地，从驱动部5到第一配管41、第二配管42构成通电路径，能够使蓄积于驱动部5的电子向第一配管41、第二配管42移动即进行放电。
[0048]
[第四实施方式]
[0049]
接着，参照图7，对作为本发明的第四实施方式的带抗静电功能的阀1进行说明。图7是表示第四实施方式的带抗静电功能的阀的纵截面立体图。此外，对具有与第一实施方式相同的功能的部位标注相同的附图标记，但未对表示截面部分的斜线进行图示。以下主要说明与第三实施方式的不同点。
[0050]
与第三实施方式同样地，第四实施方式中的带抗静电功能的阀1的阀体2的局部由导电性材料构成。与第三实施方式的不同点在于，利用导电性材料来构成阀体2的进一步限定的部分。第四实施方式中的阀体2仅在与阀盖3、第一套体30和第二套体31抵接的部分由导电性材料构成，与第三实施方式相比，例如在嵌入成形阀体2之际容易进行制造。在第三实施方式的情况下，通常通过成形或加工等来制造由导电性材料构成的外侧部分，将外侧部分向模具设置，并注射成形内侧的由非导电性材料构成的部分。在第四实施方式的情况下，无论先制造由导电性材料构成的部分和由非导电性材料构成的部分中的哪一者，由于容易进行向模具的固定，因此都能够进行嵌入成形。在本实施方式中，经由第一套体30和第二套体31到第一配管41、第二配管42构成通电路径，能够使蓄积于驱动部5的电子向第一配管41、第二配管42移动即进行放电。
[0051]
即，在第一实施方式中，阀体2整体由非导电性材料构成，但在第三实施方式和第四实施方式中，设为阀体2的液体接触部以外的部分由导电性材料构成的两层构造。因此，在第三实施方式和第四实施方式中，阀盖3也可以由非导电性材料构成，在阀盖3内带有的电荷使阀体2的导电性材料部分通电并向外部放电。
[0052]
[第五实施方式]
[0053]
接着，参照图8，对作为本发明的第五实施方式的带抗静电功能的阀1进行说明。图8是表示第五实施方式的带抗静电功能的阀的纵截面立体图。此外，对具有与第一实施方式相同的功能的部位标注相同的附图标记，但未对表示截面部分的斜线进行图示。在图8中，利用单点划线划分出导电性材料和非导电性材料地进行图示。以下主要说明与第一实施方式的不同点。
[0054]
第五实施方式中的带抗静电功能的阀1的由阀体部26和膜部27构成的隔膜4全部或其大部分由导电性材料构成。更优选的是，如图8所示，阀体部26的与阀座11抵接的部分由非导电性材料构成，且被设为两层构造。即，优选的是，阀体部26的与阀座11抵接的部分由非导电性氟树脂材料形成，隔膜4的剩余的部分由导电性氟树脂材料形成。若隔膜4由导电性氟树脂材料形成，则容易使在隔膜4产生的静电进一步向驱动部5的壳体逸出，能够提高带电抑制效果。另外，若与阀座11抵接的抵接部分由非导电性氟树脂材料形成，则即使由于与阀座11之间的摩擦而从隔膜4产生微粒并放出到流体中，由于非导电性氟树脂材料中不包含导电性氟树脂材料所包含的炭黑、碳纳米管那样的导电性材料，因此能够防止从隔膜4向流体中放出导电性材料，能够防止半导体制造领域那样的用途中导电性材料所带来的不良影响。另外，在本实施方式中，通过第一套体30和第二套体31分别与膜部27抵接，从而形成通电路径。在本实施方式中，阀盖3可以由导电性材料、非导电性材料中的任一种材料构成。
[0055]
在本发明中，用于阀体2的非导电性(绝缘性)材料若为具有与使用的条件、环境相匹配的物理性质的非导电性(绝缘性)材料，则都能够使用。作为这样的材料，例如，可举出ptfe、pvdf、pfa、pctfe、pvc、pe、pp、abs、pps等树脂作为优选的绝缘性材料。并且，对于用于
隔膜4的非导电性(绝缘性)材料，可举出pvdf、ptfe、pfa、聚氯三氟乙烯(pctfe)、fkm等氟橡胶等的树脂、橡胶作为优选的绝缘性材料。
[0056]
在本发明中，阀盖3只要是导电性材料即可，若为具有与使用的条件、环境相匹配的物理性质的导电性材料，则都能够使用。例如，可举出不锈钢(sus)、铝、铁等金属、向ptfe、pvdf、pfa、pvc、pe、pp、abs、pps等树脂添加由金属、碳等导电性材料形成的纤维、粉末等而成的导电性树脂作为优选的导电性材料。另外，在本发明中，作为驱动部的构成零件的活塞19、螺旋弹簧20、连结轴、弹簧座的材质没有特别限定，若为具有与使用的条件、环境相匹配的物理性质的材料，则都能够使用。例如，可举出不锈钢(sus)、铝、铁等金属、ptfe、pvdf、pfa、pvc、pe、pp、abs、聚缩醛(pom)、pps等树脂、向树脂添加导电性材料而成的导电性树脂作为优选的材料。
[0057]
在本发明中，第一配管41、第二配管42只要是在外表面具有导电性的配管即可，没有特别限定，若为与使用的条件、环境相匹配的配管，则都可以使用。例如，可举出仅由导电性材料形成的配管、或在配管外部添加由导电性材料构成的引线而成的配管等。
[0058]
此外，在本发明的实施方式中，作为阀的形态采用了隔膜阀，但并不限定于此，只要包括由导电性材料构成的驱动部和由非导电性材料构成的阀体即可，能够应用于与使用的条件、环境相匹配的各种阀。另外，对于驱动部，在本实施方式中采用了逆动作的驱动器，但只要由导电性材料构成，则也能够应用正动作的驱动器、复动的驱动器、手动驱动部。即，要说的是，只要能够实现本发明的特征、功能，本发明就不限定于实施方式的阀样式。