JP2024157208A - Diaphragm Valve - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ダイアフラムが樹脂材で形成されるダイアフラムバルブに関する。 The present invention relates to a diaphragm valve in which the diaphragm is made of a resin material.
半導体製造プロセスは微細化を続けており、被制御流体の純度が上がっている。
被制御流体の純度が上がることに伴い、被制御流体と樹脂製バルブの流路部との間での摩擦で静電気が発生しやすくなっている。
静電気による帯電は、最終的にコロナ放電が発生し、樹脂製バルブが静電破壊される。
静電破壊が起きることで、樹脂製バルブから薬液が流出し、被制御流体が有機溶剤であれば、火花放電を起こして発火や火災などが生じるという問題も考慮しなければならない。
樹脂製バルブの中でも、ダイアフラムバルブは、薄いフッ素樹脂ダイアフラムを用いることが多いために静電破壊を起こしやすく、特に問題となる。ダイアフラムバルブ以外で帯電防止対策を行っても、ダイアフラムバルブ内部での静電破壊を防ぐことはできない。
なお、高純度薬液の分配システムに使用されるダイアフラムバルブは、発塵量低減と高清浄度化が求められているために、金属材を用いることができない。
例えば特許文献1は、配管材であるPFAチューブの非接液外周部に導電材料を一体で押出成形する方法が開示されている。
また、特許文献2は、バルブ弁箱(バルブボディ)に導電部材を挿入し、流体をアースすることで、意図的にコロナ放電を起こすものであり、静電破壊による外部リークを低減できる。
また、特許文献3は、バルブ弁箱(バルブボディ)の材料にカーボンナノチューブを添加した材料を用いることで、バルブでのコロナ放電による外部リークを防止することを提案している。
Semiconductor manufacturing processes continue to scale, increasing the purity of the controlled fluids.
As the purity of the controlled fluid increases, static electricity is more likely to be generated due to friction between the controlled fluid and the flow path of the resin valve.
Static electricity builds up and eventually causes corona discharge, resulting in electrostatic damage to the plastic valve.
Electrostatic breakdown can cause the chemical liquid to leak out of the resin valve, and if the controlled fluid is an organic solvent, it can cause spark discharge, resulting in ignition or fire, which must be taken into consideration.
Among resin valves, diaphragm valves are particularly problematic because they often use a thin fluororesin diaphragm, making them prone to electrostatic damage. Even if antistatic measures are taken outside the diaphragm valve, it is not possible to prevent electrostatic damage inside the diaphragm valve.
In addition, diaphragm valves used in distribution systems for high-purity chemicals cannot be made of metal because they are required to reduce dust generation and achieve high levels of cleanliness.
For example, Patent Document 1 discloses a method of extruding a conductive material integrally onto the non-liquid-contacting outer peripheral portion of a PFA tube, which is a piping material.
Moreover, in Patent Document 2, a conductive member is inserted into a valve box (valve body) and the fluid is earthed to intentionally cause corona discharge, thereby reducing external leakage due to electrostatic breakdown.
Moreover, Patent Document 3 proposes preventing external leakage due to corona discharge at the valve by using a material to which carbon nanotubes are added as the material for the valve box (valve body).
しかし、特許文献1では、配管材の帯電を低減できるが、バルブ内部での帯電を防ぐことができず、コロナ臨界電圧を超えると、フッ素樹脂ダイアフラムは、静電気放電起因による破壊が発生する。このように、ダイアフラムバルブ以外で帯電防止対策を行ったとしても静電破壊を防ぐことはできない。
また、特許文献2では、導電部材付近の材料がコロナ放電によりダメージを受け、微少な塵(パーティクル)を発生させることがある。
また、特許文献3では、コロナ放電による外部リークを防止できるが、被制御流体中にカーボンナノチューブや分散剤が溶出することで被制御流体を汚染してしまう。
However, although the method disclosed in Patent Document 1 can reduce the charge on the piping material, it cannot prevent the charge inside the valve, and when the corona critical voltage is exceeded, the fluororesin diaphragm is destroyed due to electrostatic discharge. Thus, even if antistatic measures are taken outside the diaphragm valve, electrostatic destruction cannot be prevented.
Furthermore, in Patent Document 2, materials near the conductive member may be damaged by corona discharge, which may result in the generation of minute dust (particles).
In addition, in the method disclosed in Patent Document 3, external leakage caused by corona discharge can be prevented, but the carbon nanotubes and dispersant are eluted into the controlled fluid, thereby contaminating the controlled fluid.
そこで本発明は、被制御流体が流れることによって発生するダイアフラムへの帯電を防止できるダイアフラムバルブを提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a diaphragm valve that can prevent the diaphragm from becoming electrically charged due to the flow of the controlled fluid.
請求項1記載の本発明のダイアフラムバルブは、被制御流体が流入する流入流路11と、前記被制御流体が流出する流出流路12と、前記流入流路11と前記流出流路12との間に位置する流量制御流路13と、前記流量制御流路13に配置される弁体21と、前記弁体21の変位とともに変形するダイアフラム22とを有し、前記ダイアフラム22が樹脂材で形成され、前記ダイアフラム22の一方には前記流入流路11が形成されるダイアフラムバルブであって、前記ダイアフラム22の他方には、前記ダイアフラム22に接して導電シート51を配置し、前記導電シート51をアース60接続したことを特徴とする。
請求項2記載の本発明のダイアフラムバルブは、被制御流体が流入する流入流路11と、前記被制御流体が流出する流出流路12と、前記流入流路11と前記流出流路12との間に位置する流量制御流路13と、前記流量制御流路13に配置される弁体21と、前記弁体を押圧する軸体31と、前記弁体21又は前記軸体31の変位とともに変形するダイアフラム32とを有し、前記ダイアフラム32として、前記弁体21の変位とともに変形する弁体側ダイアフラム22と、前記軸体31の変位とともに変形する軸体側ダイアフラム32とを有し、前記弁体側ダイアフラム22の一方には前記流入流路11が形成され、前記弁体側ダイアフラム22の他方には弁体側加圧室14が形成され、前記軸体側ダイアフラム32の一方には前記流出流路12が形成され、前記軸体側ダイアフラム32の他方には軸体側加圧室15が形成されるダイアフラムバルブであって、前記弁体側ダイアフラム22の前記他方、又は前記軸体側ダイアフラム32の前記他方には、前記弁体側ダイアフラム22又は前記軸体側ダイアフラム32に接して導電シート52を配置し、前記導電シート52をアース60接続したことを特徴とする。
請求項3記載の本発明は、請求項2に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記弁体側ダイアフラム22が、前記弁体21に繋がる薄肉部22aと、前記薄肉部22aの外周に形成される固定部22bとを有し、前記導電シート51を少なくとも前記薄肉部22aに配置したことを特徴とする。
請求項4記載の本発明は、請求項2に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記軸体側ダイアフラム32が、前記軸体31に繋がる肉厚部32aと、前記肉厚部32aの外周に形成される薄肉部32aと、前記薄肉部32aの更に外周に形成される固定部32cとを有し、前記導電シート52を少なくとも前記薄肉部32aに配置したことを特徴とする。
請求項5記載の本発明は、請求項2に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記軸体側ダイアフラム32が、前記軸体31に繋がる肉厚部32aと、前記肉厚部32aの外周に形成される薄肉部32aと、前記薄肉部32aの更に外周に形成される固定部32cとを有し、前記導電シート52を少なくとも前記薄肉部32aと前記固定部32cとに配置したことを特徴とする。
請求項6記載の本発明は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記ダイアフラム22、32と前記導電シート51、52とが溶着されていることを特徴とする。
請求項7記載の本発明は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記ダイアフラム22、32には小孔23が形成され、前記小孔23によって前記被制御流体が前記導電シート51、52に接触し、前記導電シート51、52によって前記小孔23からの前記被制御流体の流出が阻止されることを特徴とする。
請求項8記載の本発明は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記導電シート51、52を、カーボンナノ粒子、カーボンマイクロコイル、又は導電材を配合した樹脂シートとしたことを特徴とする。
請求項9記載の本発明は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記導電シート51の漏洩抵抗を104Ω~1011Ωとしたことを特徴とする。
請求項10記載の本発明は、請求項7に記載のダイアフラムバルブにおいて、前記導電シート52の漏洩抵抗を102Ω~109Ωとしたことを特徴とする。
The diaphragm valve of the present invention described in claim 1 has an inflow passage 11 through which a controlled fluid flows in, an outflow passage 12 through which the controlled fluid flows out, a flow rate control passage 13 located between the inflow passage 11 and the outflow passage 12, a valve body 21 arranged in the flow rate control passage 13, and a diaphragm 22 that deforms with the displacement of the valve body 21, wherein the diaphragm 22 is formed of a resin material, the inflow passage 11 is formed on one side of the diaphragm 22, and a conductive sheet 51 is arranged on the other side of the diaphragm 22 in contact with the diaphragm 22, and the conductive sheet 51 is connected to earth 60.
The diaphragm valve of the present invention as set forth in claim 2 comprises an inflow passage 11 through which a controlled fluid flows in, an outflow passage 12 through which the controlled fluid flows out, a flow rate control passage 13 located between the inflow passage 11 and the outflow passage 12, a valve body 21 disposed in the flow rate control passage 13, a shaft body 31 that presses the valve body, and a diaphragm 32 that deforms with the displacement of the valve body 21 or the shaft body 31, and the diaphragm 32 comprises a valve body side diaphragm 22 that deforms with the displacement of the valve body 21, and a shaft body side diaphragm 32 that deforms with the displacement of the shaft body 31, a valve body side pressure chamber 14 formed on the other side of the valve body side diaphragm 22, an outlet flow path 12 formed on one side of the shaft body side diaphragm 32, and a shaft body side pressure chamber 15 formed on the other side of the shaft body side diaphragm 32, wherein a conductive sheet 52 is arranged in contact with the valve body side diaphragm 22 or the shaft body side diaphragm 32 on the other side of the valve body side diaphragm 22 or the other side of the shaft body side diaphragm 32, and the conductive sheet 52 is connected to earth 60.
The present invention described in claim 3 is characterized in that, in the diaphragm valve described in claim 2, the valve body side diaphragm 22 has a thin-walled portion 22a connected to the valve body 21 and a fixing portion 22b formed on the outer periphery of the thin-walled portion 22a, and the conductive sheet 51 is arranged on at least the thin-walled portion 22a.
The present invention described in claim 4 is characterized in that, in the diaphragm valve described in claim 2, the shaft side diaphragm 32 has a thick portion 32a connected to the shaft 31, a thin portion 32a formed on the outer periphery of the thick portion 32a, and a fixing portion 32c formed further on the outer periphery of the thin portion 32a, and the conductive sheet 52 is arranged on at least the thin portion 32a.
The present invention described in claim 5 is characterized in that, in the diaphragm valve described in claim 2, the shaft side diaphragm 32 has a thick portion 32a connected to the shaft 31, a thin portion 32a formed on the outer periphery of the thick portion 32a, and a fixed portion 32c formed further on the outer periphery of the thin portion 32a, and the conductive sheet 52 is arranged at least on the thin portion 32a and the fixed portion 32c.
The present invention as set forth in claim 6 is characterized in that in the diaphragm valve as set forth in any one of claims 1 to 5, the diaphragms 22, 32 and the conductive sheets 51, 52 are welded together.
The present invention described in claim 7 is characterized in that, in the diaphragm valve described in any one of claims 1 to 5, small holes 23 are formed in the diaphragms 22, 32, the small holes 23 cause the controlled fluid to come into contact with the conductive sheets 51, 52, and the conductive sheets 51, 52 prevent the controlled fluid from flowing out of the small holes 23.
The present invention described in claim 8 is characterized in that, in the diaphragm valve described in any one of claims 1 to 5, the conductive sheets 51, 52 are resin sheets containing carbon nanoparticles, carbon microcoils, or conductive material.
The present invention as set forth in claim 9 is characterized in that, in the diaphragm valve as set forth in any one of claims 1 to 5, the leakage resistance of the conductive sheet 51 is set to 10 4 Ω to 10 11 Ω.
A tenth aspect of the present invention is the diaphragm valve according to the seventh aspect, wherein the leakage resistance of the conductive sheet 52 is set to 10 2 Ω to 10 9 Ω.
本発明のダイアフラムバルブによれば、被制御流体が流れることによって発生するダイアフラムへの帯電を導電シートによって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。 The diaphragm valve of the present invention uses a conductive sheet to prevent the diaphragm from becoming electrically charged due to the flow of the controlled fluid, eliminating corona discharge caused by charging.
本発明の第1の実施の形態によるダイアフラムバルブは、ダイアフラムの他方には、ダイアフラムに接して導電シートを配置し、導電シートをアース接続したものである。本実施の形態によれば、被制御流体が流れることによって発生するダイアフラムへの帯電を導電シートによって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。 The diaphragm valve according to the first embodiment of the present invention has a conductive sheet placed in contact with the other side of the diaphragm and connected to earth. According to this embodiment, the conductive sheet can prevent the diaphragm from becoming electrically charged due to the flow of the controlled fluid, and corona discharge caused by the charging can be eliminated.
本発明の第2の実施の形態によるダイアフラムバルブは、弁体側ダイアフラムの他方、又は軸体側ダイアフラムの他方には、弁体側ダイアフラム又は軸体側ダイアフラムに接して導電シートを配置し、導電シートをアース接続したものである。本実施の形態によれば、被制御流体が流れることによって発生する弁体側ダイアフラム及び軸体側ダイアフラムへの帯電を導電シートによって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。 The diaphragm valve according to the second embodiment of the present invention has a conductive sheet disposed on the other side of the valve body side diaphragm or the other side of the shaft body side diaphragm in contact with the valve body side diaphragm or the shaft body side diaphragm, and the conductive sheet is connected to earth. According to this embodiment, the conductive sheet can prevent the valve body side diaphragm and the shaft body side diaphragm from being charged by the flow of the controlled fluid, and corona discharge due to charging can be eliminated.
本発明の第3の実施の形態は、第2の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、弁体側ダイアフラムが、弁体に繋がる薄肉部と、薄肉部の外周に形成される固定部とを有し、導電シートを少なくとも薄肉部に配置したものである。本実施の形態によれば、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部での破壊を防止することができる。 The third embodiment of the present invention is a diaphragm valve according to the second embodiment, in which the valve body side diaphragm has a thin-walled portion connected to the valve body and a fixing portion formed on the outer periphery of the thin-walled portion, and a conductive sheet is disposed at least on the thin-walled portion. According to this embodiment, it is possible to prevent destruction of the thin-walled portion, which is susceptible to damage caused by electrostatic discharge.
本発明の第4の実施の形態は、第2の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、軸体側ダイアフラムが、軸体に繋がる肉厚部と、肉厚部の外周に形成される薄肉部と、薄肉部の更に外周に形成される固定部とを有し、導電シートを少なくとも薄肉部に配置したものである。本実施の形態によれば、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部での破壊を防止することができる。 The fourth embodiment of the present invention is a diaphragm valve according to the second embodiment, in which the shaft-side diaphragm has a thick portion connected to the shaft, a thin portion formed on the outer periphery of the thick portion, and a fixing portion formed on the outer periphery of the thin portion, and a conductive sheet is disposed on at least the thin portion. According to this embodiment, it is possible to prevent destruction of the thin portion, which is susceptible to damage caused by electrostatic discharge.
本発明の第5の実施の形態は、第2の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、軸体側ダイアフラムが、軸体に繋がる肉厚部と、肉厚部の外周に形成される薄肉部と、薄肉部の更に外周に形成される固定部とを有し、導電シートを少なくとも薄肉部と固定部とに配置したものである。本実施の形態によれば、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部での破壊を防止することができるとともにアース接続を固定部で行うことができる。 The fifth embodiment of the present invention is a diaphragm valve according to the second embodiment, in which the shaft-side diaphragm has a thick portion connected to the shaft, a thin portion formed on the outer periphery of the thick portion, and a fixed portion formed on the outer periphery of the thin portion, and a conductive sheet is disposed at least on the thin portion and the fixed portion. According to this embodiment, it is possible to prevent destruction of the thin portion, which is susceptible to damage caused by electrostatic discharge, and an earth connection can be made at the fixed portion.
本発明の第6の実施の形態は、第1から第5の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、ダイアフラムと導電シートとが溶着されているものである。本実施の形態によれば、溶着によって帯電を確実に防止できる。 The sixth embodiment of the present invention is a diaphragm valve according to the first to fifth embodiments, in which the diaphragm and the conductive sheet are welded together. According to this embodiment, the welding can reliably prevent static electricity.
本発明の第7の実施の形態は、第1から第5の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、ダイアフラムには小孔が形成され、小孔によって被制御流体が導電シートに接触し、導電シートによって小孔からの被制御流体の流出が阻止されるものである。本実施の形態によれば、小孔によって被制御流体が導電シートに接触することで除電を行うことができ、小孔から被制御流体が流出することも導電シートによって阻止することができる。 In the seventh embodiment of the present invention, in the diaphragm valve according to the first to fifth embodiments, small holes are formed in the diaphragm, the controlled fluid comes into contact with the conductive sheet through the small holes, and the conductive sheet prevents the controlled fluid from flowing out through the small holes. According to this embodiment, the controlled fluid comes into contact with the conductive sheet through the small holes, thereby eliminating static electricity, and the conductive sheet also prevents the controlled fluid from flowing out through the small holes.
本発明の第8の実施の形態は、第1から第5の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、導電シートを、カーボンナノ粒子、カーボンマイクロコイル、又は導電材を配合した樹脂シートとしたものである。本実施の形態によれば、カーボンナノ粒子、カーボンマイクロコイル、又は導電材の配合比によって、導電シートの漏洩抵抗値を調整することができる。 The eighth embodiment of the present invention is a diaphragm valve according to the first to fifth embodiments, in which the conductive sheet is a resin sheet containing carbon nanoparticles, carbon microcoils, or a conductive material. According to this embodiment, the leakage resistance value of the conductive sheet can be adjusted by changing the compounding ratio of the carbon nanoparticles, carbon microcoils, or conductive material.
本発明の第9の実施の形態は、第1から第5の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、導電シートの漏洩抵抗を104Ω~1011Ωとしたものである。本実施の形態によれば、帯電を防止できる。 A ninth embodiment of the present invention is a diaphragm valve according to the first to fifth embodiments, in which the leakage resistance of the conductive sheet is set to 10 4 Ω to 10 11 Ω. According to this embodiment, charging can be prevented.
本発明の第10の実施の形態は、第7の実施の形態によるダイアフラムバルブにおいて、導電シートの漏洩抵抗を102Ω~109Ωとしたものである。本実施の形態によれば、除電を行いやすい。 A tenth embodiment of the present invention is such that in the diaphragm valve according to the seventh embodiment, the leakage resistance of the conductive sheet is set to 10 2 Ω to 10 9 Ω. According to this embodiment, static electricity can be easily removed.
以下本発明の一実施例によるダイアフラムバルブについて説明する。
図1は本実施例によるダイアフラムバルブを示し、図1(a)はダイアフラムバルブ全体の側面断面図、図1(b)は弁体及び弁体側ダイアフラムの側面断面図、図1(c)は導電シートの平面図を示している。
A diaphragm valve according to an embodiment of the present invention will now be described.
FIG. 1 shows a diaphragm valve according to this embodiment, with FIG. 1(a) being a side cross-sectional view of the entire diaphragm valve, FIG. 1(b) being a side cross-sectional view of a valve body and a valve body-side diaphragm, and FIG. 1(c) being a plan view of a conductive sheet.
本実施例によるダイアフラムバルブは、被制御流体が流入する流入流路11と、被制御流体が流出する流出流路12と、流入流路11と流出流路12との間に位置する流量制御流路13と、流量制御流路13に配置される弁体21と、弁体21を押圧する軸体31と、弁体21の変位とともに変形する弁体側ダイアフラム22と、軸体31の変位とともに変形する軸体側ダイアフラム32とを有している。
弁体21と弁体側ダイアフラム22とは、弁体側部材20として樹脂で一体に成型されている。軸体31と軸体側ダイアフラム32とは、軸体側部材30として樹脂で一体に成型されている。
弁体側部材20や軸体側部材30は、例えば、PTFE(四フッ化エチレン樹脂)や架橋PTFE、変性PTFE、PFA(四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂)、ETFE(四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂)によって形成することができる。
架橋PTFEは、独立していた分子同士を橋架けする反応で出来ているPTFEであり、例えば化学架橋や放射線架橋などの架橋方法によって製作される。架橋PTFEは、摺動特性において、PTFEに対して1,000倍以上の耐摩耗性があり、摺動相手の材料が損傷しにくい。また、架橋PTFEは、耐変性が高く荷重に対して変形しにくく、室温及び高温のいずれでもPTFEより耐変性に優れている。また、架橋PTFEは、切削、溶接、及び貼り付けなどの加工性、耐薬品性、非粘着性、電気特性はPTFEと同等である。
変性PTFEは、PTFEの主鎖を部分的変性させたもので、微量のパーフルオロアルキルビニルエーテルなどをコモノマーさせている。変性PTFEは、PTFEと比較して、屈曲特性やクリープ特性が改善され、ダイアフラムに使用する場合には屈曲寿命が数倍になる。
The diaphragm valve of this embodiment has an inlet flow passage 11 through which the controlled fluid flows in, an outlet flow passage 12 through which the controlled fluid flows out, a flow rate control flow passage 13 located between the inlet flow passage 11 and the outlet flow passage 12, a valve body 21 arranged in the flow rate control flow passage 13, a shaft body 31 that presses the valve body 21, a valve body side diaphragm 22 that deforms with the displacement of the valve body 21, and a shaft body side diaphragm 32 that deforms with the displacement of the shaft body 31.
The valve body 21 and the valve body side diaphragm 22 are integrally molded from resin as the valve body side member 20. The shaft body 31 and the shaft body side diaphragm 32 are integrally molded from resin as the shaft body side member 30.
The valve body side member 20 and the shaft body side member 30 can be formed, for example, from PTFE (polytetrafluoroethylene resin), cross-linked PTFE, modified PTFE, PFA (polytetrafluoroethylene-perfluoroalkoxyethylene copolymer resin), or ETFE (polytetrafluoroethylene-ethylene copolymer resin).
Crosslinked PTFE is PTFE made by a reaction that bridges independent molecules together, and is produced by crosslinking methods such as chemical crosslinking and radiation crosslinking. Crosslinked PTFE has abrasion resistance 1,000 times higher than PTFE in terms of sliding properties, and is less likely to damage the material it slides against. Crosslinked PTFE also has high resistance to denaturation and is less likely to deform under load, and is more resistant to denaturation than PTFE at both room temperature and high temperatures. Crosslinked PTFE also has the same processability as PTFE, such as cutting, welding, and pasting, as well as chemical resistance, non-adhesiveness, and electrical properties.
Modified PTFE is a material in which the main chain of PTFE is partially modified, with a small amount of perfluoroalkyl vinyl ether as a comonomer. Modified PTFE has improved flexural and creep properties compared to PTFE, and when used for diaphragms, the flexural life is several times longer.
本実施例によるダイアフラムバルブは、弁体側ダイアフラム22の一方には流入流路11が形成され、弁体側ダイアフラム22の他方には弁体側加圧室14が形成され、軸体側ダイアフラム32の一方には流出流路12が形成され、軸体側ダイアフラム32の他方には軸体側加圧室15が形成される。
弁体側加圧室14には、弁体側ダイアフラム22を押圧する押圧部材14aが配置される。押圧部材14aは、弾性部材14bによって弁体側ダイアフラム22の方向に付勢される。弾性部材14bの端部には座金14cを配置している。
軸体側加圧室15には、加圧気体が導入され、導入される加圧気体によって軸体側ダイアフラム32が押圧される。
なお、本実施例では、弁体側加圧室14には弾性部材14bを設けているが、弾性部材14bとともに、又は弾性部材14bに代えて流体により付勢してもよい。
また、本実施例では、軸体側加圧室15には加圧気体を導入するが、加圧気体とともに又は加圧気体に代えてバネ材を設けてもよい。
In the diaphragm valve of this embodiment, an inlet flow passage 11 is formed on one side of the valve body side diaphragm 22, a valve body side pressurized chamber 14 is formed on the other side of the valve body side diaphragm 22, an outlet flow passage 12 is formed on one side of the shaft body side diaphragm 32, and a shaft body side pressurized chamber 15 is formed on the other side of the shaft body side diaphragm 32.
A pressing member 14a that presses the valve body side diaphragm 22 is disposed in the valve body side pressurizing chamber 14. The pressing member 14a is biased by an elastic member 14b toward the valve body side diaphragm 22. A washer 14c is disposed on the end of the elastic member 14b.
Pressurized gas is introduced into the shaft side pressurizing chamber 15, and the shaft side diaphragm 32 is pressed by the introduced pressurized gas.
In this embodiment, the valve body side pressurizing chamber 14 is provided with the elastic member 14b, but it may be biased by a fluid together with the elastic member 14b or in place of the elastic member 14b.
In addition, in this embodiment, pressurized gas is introduced into the shaft side pressurizing chamber 15, but a spring material may be provided together with or instead of the pressurized gas.
ボディ40は、流路形成用ボディ41と、弁体側ボディ42と、軸体側ボディ43とを有している。
流路形成用ボディ41は、流入流路11と、流出流路12と、流量制御流路13とを形成する。
弁体側ボディ42は、弁体側加圧室14を形成する。弁体側加圧室14には呼吸孔を形成してもよい。
弁体側部材20は、弁体側ボディ42によって流路形成用ボディ41に固定される。
軸体側ボディ43は、軸体側加圧室15と、軸体側加圧室15に連通する設定エアポート15aとを形成する。
軸体側部材30は、軸体側ボディ43によって流路形成用ボディ41に固定される。
流路形成用ボディ41は、PTFE、架橋PTFE、変性PTFE、又はPFAなどのフッ素樹脂によって形成する。弁体側ボディ42及び軸体側ボディ43は、PP(ポリプロピレン)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)のようなエンプラ、 PTFE、変性PTFE、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、ETFEなどフッ素樹脂によって形成する。
The body 40 has a flow passage forming body 41 , a valve body side body 42 , and a shaft body side body 43 .
The flow passage forming body 41 forms an inflow passage 11 , an outflow passage 12 , and a flow rate control passage 13 .
The valve body 42 defines the valve pressurizing chamber 14. The valve pressurizing chamber 14 may be formed with a breathing hole.
The valve body side member 20 is fixed to the flow passage forming body 41 by the valve body side body 42 .
The shaft body side body 43 forms a shaft body side pressurizing chamber 15 and a set air port 15 a communicating with the shaft body side pressurizing chamber 15 .
The shaft side member 30 is fixed to the flow passage forming body 41 by the shaft side body 43 .
The flow passage forming body 41 is made of a fluororesin such as PTFE, crosslinked PTFE, modified PTFE, PFA, etc. The valve body side body 42 and the shaft body side body 43 are made of an engineering plastic such as PP (polypropylene) or PPS (polyphenylene sulfide), or a fluororesin such as PTFE, modified PTFE, PVDF (polyvinylidene fluoride), or ETFE.
弁体21は、弁体側ダイアフラム22に繋がる接続部21aと、軸体31によって押圧されるとともに弁座40aに当接する当接部21bとを有する。
接続部21aは、円柱形状をしており、一方が弁体側ダイアフラム22に繋がり、他方が当接部21bに繋がる。当接部21bは、円錐台形状をしている。
The valve body 21 has a connection portion 21a that is connected to the valve body side diaphragm 22, and a contact portion 21b that is pressed by the shaft body 31 and contacts the valve seat 40a.
The connecting portion 21a has a cylindrical shape, one end of which is connected to the valve body side diaphragm 22, and the other end of which is connected to the contact portion 21b. The contact portion 21b has a truncated cone shape.
弁体側ダイアフラム22は、弁体21に繋がる薄肉部22aと、薄肉部22aの外周に形成される固定部22bとを有する。弁体側ダイアフラム22は、薄肉部22aの中央部で接続部21aと繋がる。 The valve body side diaphragm 22 has a thin portion 22a connected to the valve body 21 and a fixing portion 22b formed on the outer periphery of the thin portion 22a. The valve body side diaphragm 22 is connected to the connection portion 21a at the center of the thin portion 22a.
流入流路11から流入する被制御流体は、流量制御流路13を通り、流出流路12から流出する。
軸体側ダイアフラム32は、軸体側加圧室15の気体圧力によって軸体31が弁体21を押圧する方向に変形する。設定エアポート15aから加圧気体を導入し又は加圧気体を排出することで、軸体側加圧室15の設定圧力を調整する。
弁体側ダイアフラム22は、弁体側加圧室14の押圧力によって弁体21が軸体31を押圧する方向に変形する。弁体側加圧室14の押圧力は、弾性部材14bによって設定される。
流量制御流路13に被制御流体が流れている状態では、軸体31は軸体側ダイアフラム32によって弁体21を押圧し、弁体21は弁体側ダイアフラム22によって軸体31を押圧するので、弁体21と軸体31は当接した状態である。
The controlled fluid flowing in from the inflow passage 11 passes through the flow rate control passage 13 and flows out from the outflow passage 12 .
The shaft-side diaphragm 32 is deformed by the gas pressure in the shaft-side pressurizing chamber 15 in a direction in which the shaft 31 presses the valve body 21. The set pressure of the shaft-side pressurizing chamber 15 is adjusted by introducing or discharging pressurized gas from the set air port 15a.
The valve element side diaphragm 22 is deformed by the pressing force of the valve element side pressurizing chamber 14 in a direction in which the valve element 21 presses the shaft body 31. The pressing force of the valve element side pressurizing chamber 14 is set by the elastic member 14b.
When a controlled fluid is flowing through the flow control passage 13, the shaft 31 presses against the valve body 21 via the shaft side diaphragm 32, and the valve body 21 presses against the shaft 31 via the valve body side diaphragm 22, so that the valve body 21 and the shaft 31 are in contact with each other.
流入流路11から流入する被制御流体による流入側圧力が上昇し、設定圧力に対して高くなると、軸体側ダイアフラム32は、流入側圧力によって軸体31が弁体21から離間する方向に変形する。
軸体31が弁体21から離間する方向に変位することで弁体21は軸体31とともに変位する。すなわち、弁体21は、弁座40aに近接する方向に変位するため、流量制御流路13が絞られる。
流量制御流路13が絞られることで、流出流路12から流出する被制御流体による流出側圧力が上昇することを防ぐことができる。
一方、流入流路11から流入する被制御流体による流入側圧力が低下し、設定圧力に対して低くなると、軸体側ダイアフラム32は、軸体31が弁体21を押圧する方向に変形する。
軸体31が弁体21を押圧する方向に変位することで弁体21は変位する。すなわち、弁体21は、弁座40aから離間する方向に変位するため、流量制御流路13が拡大する。
流量制御流路13が拡大することで、流出流路12から流出する被制御流体による流出側圧力が低下することを防ぐことができる。
このように本実施例によるダイアフラムバルブは、流入流路11から流入する被制御流体による流入側圧力が変動しても、軸体側ダイアフラム32が変形することによって、流出流路12から流出する被制御流体による流出側圧力を一定に維持することができる。なお、弁体21を軸体31とともに変位させるために、弁体側ダイアフラム22も、流入側圧力の変動とともに変形する。
When the inlet pressure due to the controlled fluid flowing in from the inlet passage 11 increases and becomes higher than the set pressure, the shaft side diaphragm 32 is deformed by the inlet pressure in a direction in which the shaft 31 moves away from the valve body 21 .
As the shaft body 31 is displaced in a direction away from the valve body 21, the valve body 21 is displaced together with the shaft body 31. That is, the valve body 21 is displaced in a direction approaching the valve seat 40a, so that the flow control flow passage 13 is narrowed.
By narrowing the flow rate control flow passage 13, it is possible to prevent an increase in the outflow side pressure caused by the controlled fluid flowing out from the outflow flow passage 12.
On the other hand, when the inlet pressure due to the controlled fluid flowing in from the inlet passage 11 decreases and becomes lower than the set pressure, the shaft-side diaphragm 32 deforms in the direction in which the shaft 31 presses the valve body 21 .
The shaft 31 is displaced in a direction pressing the valve element 21, thereby displacing the valve element 21. That is, the valve element 21 is displaced in a direction away from the valve seat 40a, so that the flow rate control flow passage 13 expands.
By expanding the flow rate control flow passage 13, it is possible to prevent a decrease in the outlet side pressure caused by the controlled fluid flowing out from the outlet flow passage 12.
In this way, in the diaphragm valve according to this embodiment, even if the inlet pressure due to the controlled fluid flowing in from the inlet passage 11 fluctuates, the shaft-side diaphragm 32 deforms, so that the outlet pressure due to the controlled fluid flowing out from the outlet passage 12 can be maintained constant. Note that, in order to displace the valve element 21 together with the shaft 31, the valve element-side diaphragm 22 also deforms with the fluctuation in the inlet pressure.
流出側圧力が高くなると、軸体側ダイアフラム32は、流出側圧力によって軸体31が弁体21から離間する方向に変形する。
軸体31が弁体21から離間する方向に変位することで、弁体21は軸体31とともに変位し、弁体21は弁座40aに当接する。
弁体21が弁座40aに当接した状態でも、流出側圧力が設定圧力よりも高い場合には、軸体31は弁体21から離間する。
従って、流出側圧力が高くなり、弁体21が弁座40aに当接しても、弁体21には、弾性部材14bによる押圧力だけで、流出側圧力による負荷が加わることがない。
When the outlet side pressure increases, the shaft side diaphragm 32 is deformed by the outlet side pressure in a direction in which the shaft 31 moves away from the valve body 21 .
As the shaft body 31 is displaced in a direction away from the valve body 21, the valve body 21 is displaced together with the shaft body 31, and the valve body 21 comes into contact with the valve seat 40a.
Even when the valve body 21 is in contact with the valve seat 40 a, if the outflow side pressure is higher than the set pressure, the shaft body 31 moves away from the valve body 21 .
Therefore, even if the outflow pressure increases and the valve body 21 abuts against the valve seat 40a, the valve body 21 is subjected to only the pressing force of the elastic member 14b, and no load due to the outflow pressure is applied to the valve body 21.
弁体側ダイアフラム22の他方には、弁体側ダイアフラム22に接して導電シート51を配置している。
また、導電シート51は、金属材料からなる弾性部材14bや座金14cを介してアース60に接続されている。
本実施例では、導電シート51を薄肉部22aに配置している。このように、導電シート51を少なくとも薄肉部22aに配置することで、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部22aでの破壊を防止することができる。
本実施例によれば、弁体側ダイアフラム22に接して導電シート51を配置することで、被制御流体が流れることによって発生する弁体側ダイアフラム22及び軸体側ダイアフラム32への帯電を導電シート51によって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。
また、図示のように、弁体側ダイアフラム22に小孔23を形成し、小孔23によって被制御流体が導電シート51に接触するようにしてもよい。なお、導電シート51によって小孔23からの被制御流体の流出を阻止している。
このように、小孔23によって被制御流体が導電シート51に接触することで除電を行うことができ、小孔23から被制御流体が流出することも導電シート51によって阻止することができる。
A conductive sheet 51 is disposed on the other side of the valve body side diaphragm 22 in contact with the valve body side diaphragm 22 .
The conductive sheet 51 is connected to the earth 60 via an elastic member 14b and a washer 14c made of a metallic material.
In this embodiment, the conductive sheet 51 is disposed on the thin portion 22a. By disposing the conductive sheet 51 on at least the thin portion 22a in this manner, it is possible to prevent damage to the thin portion 22a, which is susceptible to damage caused by electrostatic discharge.
According to this embodiment, by placing the conductive sheet 51 in contact with the valve body side diaphragm 22, the conductive sheet 51 can prevent charging of the valve body side diaphragm 22 and the shaft side diaphragm 32 caused by the flow of the controlled fluid, and corona discharge caused by charging can be eliminated.
Also, as shown in the figure, small holes 23 may be formed in the valve body side diaphragm 22, and the small holes 23 may allow the controlled fluid to come into contact with the conductive sheet 51. The conductive sheet 51 prevents the controlled fluid from flowing out through the small holes 23.
In this manner, the controlled fluid can be brought into contact with the conductive sheet 51 through the small holes 23, thereby eliminating static electricity, and the conductive sheet 51 can also prevent the controlled fluid from flowing out through the small holes 23.
図2は本発明の他の実施例によるダイアフラムバルブを示し、図2(a)はダイアフラムバルブ全体の側面断面図、図2(b)は軸体側部材及び導電シートの側面断面図、図2(c)は軸体側部材の底面図、図2(d)は導電シートの平面図を示している。なお、図1と同一機能部材には同一符号を付して説明を省略する。 Figure 2 shows a diaphragm valve according to another embodiment of the present invention, where Figure 2(a) is a side cross-sectional view of the entire diaphragm valve, Figure 2(b) is a side cross-sectional view of the shaft side member and conductive sheet, Figure 2(c) is a bottom view of the shaft side member, and Figure 2(d) is a plan view of the conductive sheet. Note that the same functional members as those in Figure 1 are given the same reference numerals and their explanations are omitted.
軸体31は、円柱形状をしており、弁体21を押圧する当接部31aを有する。
軸体側ダイアフラム32は、軸体31に繋がる肉厚部32aと、肉厚部32aの外周に形成される薄肉部32bと、薄肉部32bの更に外周に形成される固定部32cとを有する。軸体側ダイアフラム32は、肉厚部32aの中央部で軸体31と繋がる。
The shaft body 31 has a cylindrical shape and has a contact portion 31 a that presses the valve body 21 .
The shaft-side diaphragm 32 has a thick portion 32a connected to the shaft 31, a thin portion 32b formed on the outer periphery of the thick portion 32a, and a fixing portion 32c formed on the further outer periphery of the thin portion 32b. The shaft-side diaphragm 32 is connected to the shaft 31 at the center of the thick portion 32a.
軸体側ダイアフラム32の他方には、軸体側ダイアフラム32に接して導電シート52を配置している。
また、導電シート52はアース60に接続されている。
本実施例では、導電シート52を肉厚部32aと、薄肉部32bと、固定部32cとに配置している。
このように、導電シート52を少なくとも薄肉部32bに配置することで、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部32bでの破壊を防止することができる。
また、導電シート52を少なくとも薄肉部32bと固定部32cとに配置することで、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部32bでの破壊を防止することができるとともにアース60への接続を固定部32cを利用して行うことができる。
本実施例によれば、軸体側ダイアフラム32に接して導電シート52を配置することで、被制御流体が流れることによって発生する弁体側ダイアフラム22及び軸体側ダイアフラム32への帯電を導電シート52によって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。
なお、弁体側ダイアフラム22と同様に、軸体側ダイアフラム32に小孔23を形成し、小孔23によって被制御流体が導電シート52に接触するようにしてもよい。なお、導電シート52によって小孔23からの被制御流体の流出を阻止している。
このように、小孔23によって被制御流体が導電シート52に接触することで除電を行うことができ、小孔23から被制御流体が流出することも導電シート52によって阻止することができる。
また、本実施例では、弁体側ダイアフラム22に接して導電シート51を配置し、軸体側ダイアフラム32に接して導電シート52を配置したものを示しているが、弁体側ダイアフラム22に接する導電シート51は設けず、軸体側ダイアフラム32に接する導電シート52だけでもよい。
A conductive sheet 52 is disposed on the other side of the shaft body side diaphragm 32 in contact with the shaft body side diaphragm 32 .
In addition, the conductive sheet 52 is connected to a ground 60 .
In this embodiment, the conductive sheet 52 is disposed on the thick portion 32a, the thin portion 32b, and the fixed portion 32c.
By disposing the conductive sheet 52 at least on the thin portion 32b in this manner, it is possible to prevent destruction of the thin portion 32b, which is susceptible to damage caused by electrostatic discharge.
Furthermore, by disposing the conductive sheet 52 at least on the thin portion 32b and the fixed portion 32c, it is possible to prevent destruction of the thin portion 32b, which is susceptible to damage caused by electrostatic discharge, and it is also possible to make a connection to earth 60 using the fixed portion 32c.
According to this embodiment, by placing the conductive sheet 52 in contact with the shaft side diaphragm 32, the conductive sheet 52 can prevent charging of the valve body side diaphragm 22 and the shaft side diaphragm 32 caused by the flow of the controlled fluid, and corona discharge caused by charging can be eliminated.
Similarly to the valve body side diaphragm 22, small holes 23 may be formed in the shaft body side diaphragm 32 so that the controlled fluid comes into contact with the conductive sheet 52 through the small holes 23. The conductive sheet 52 prevents the controlled fluid from flowing out through the small holes 23.
In this manner, the small holes 23 allow the controlled fluid to come into contact with the conductive sheet 52, thereby eliminating static electricity, and the conductive sheet 52 can also prevent the controlled fluid from flowing out through the small holes 23.
In addition, in this embodiment, the conductive sheet 51 is arranged in contact with the valve body side diaphragm 22, and the conductive sheet 52 is arranged in contact with the shaft body side diaphragm 32, but it is also possible to not provide the conductive sheet 51 in contact with the valve body side diaphragm 22, and to only have the conductive sheet 52 in contact with the shaft body side diaphragm 32.
図3は本発明の更に他の実施例によるダイアフラムバルブを示している。
図3はダイアフラムバルブの断面図であり、本実施例によるダイアフラムバルブ1は、流路側ボディ44と駆動側ボディ45とでボディ40を形成している。
流路側ボディ44は、被制御流体が流入する流入流路11と、被制御流体が流出する流出流路12と、流入流路11と流出流路12との間に位置する流量制御流路13と、流量制御流路13に配置される弁体21と、弁体21の変位とともに変形するダイアフラム22とを有している。
FIG. 3 shows a diaphragm valve according to yet another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the diaphragm valve. In the diaphragm valve 1 according to this embodiment, a flow path side body 44 and a drive side body 45 form a body 40 .
The flow path side body 44 has an inlet flow path 11 through which the controlled fluid flows, an outlet flow path 12 through which the controlled fluid flows out, a flow rate control flow path 13 located between the inlet flow path 11 and the outlet flow path 12, a valve body 21 arranged in the flow rate control flow path 13, and a diaphragm 22 that deforms with the displacement of the valve body 21.
弁体21と弁体側ダイアフラム22とは、弁体側部材20として樹脂で一体に成型されている。
弁体側部材20は、例えば、PTFEや架橋PTFE、変性PTFE、PFA、ETFEによって形成することができる。
架橋PTFEは、独立していた分子同士を橋架けする反応で出来ているPTFEであり、例えば化学架橋や放射線架橋などの架橋方法によって製作される。架橋PTFEは、摺動特性において、PTFEに対して1,000倍以上の耐摩耗性があり、摺動相手の材料が損傷しにくい。また、架橋PTFEは、耐変性が高く荷重に対して変形しにくく、室温及び高温のいずれでもPTFEより耐変性に優れている。また、架橋PTFEは、切削、溶接、及び貼り付けなどの加工性、耐薬品性、非粘着性、電気特性はPTFEと同等である。
変性PTFEは、PTFEの主鎖を部分的変性させたもので、微量のパーフルオロアルキルビニルエーテルなどをコモノマーさせている。変性PTFEは、PTFEと比較して、屈曲特性やクリープ特性が改善され、ダイアフラムに使用する場合には屈曲寿命が数倍になる。
The valve body 21 and the valve body side diaphragm 22 are integrally molded from resin as the valve body side member 20 .
The valve body side member 20 can be formed from, for example, PTFE, cross-linked PTFE, modified PTFE, PFA, or ETFE.
Crosslinked PTFE is PTFE made by a reaction that bridges independent molecules together, and is produced by crosslinking methods such as chemical crosslinking and radiation crosslinking. Crosslinked PTFE has abrasion resistance 1,000 times higher than PTFE in terms of sliding properties, and is less likely to damage the material it slides against. Crosslinked PTFE also has high resistance to denaturation and is less likely to deform under load, and is more resistant to denaturation than PTFE at both room temperature and high temperatures. Crosslinked PTFE also has the same processability as PTFE, such as cutting, welding, and pasting, as well as chemical resistance, non-adhesiveness, and electrical properties.
Modified PTFE is a material in which the main chain of PTFE is partially modified, with a small amount of perfluoroalkyl vinyl ether as a comonomer. Modified PTFE has improved flexural and creep properties compared to PTFE, and when used for diaphragms, the flexural life is several times longer.
駆動側ボディ45は、ピストン70を配置するピストン用筒状空間46を内部に形成する。ピストン70の一端には弁体21が配置される。
ピストン用筒状空間46には、ピストン70を付勢するピストン付勢手段71を有している。ピストン付勢手段71は、弁体21が弁座40aに当接する方向にピストン70を付勢する。
ピストン70には、ピストン拡大部72を形成している。ピストン付勢手段71は、ピストン拡大部72を押圧することで、ピストン70を付勢する。ピストン付勢手段71には例えばコイルばねを用いることができる。
ダイアフラム22は、流路側ボディ44とダイアフラム押え73とによって保持されている。ピストン70は、ダイアフラム押え73の中心部で変位する。
駆動側ボディ45には、エアー流通路47a、47bを形成している。
エアー流通路47aは、ダイアフラム押え73とピストン拡大部72との間のピストン用筒状空間46aに連通し、エアー流通路47bは、ピストン付勢手段71が配置されるピストン用筒状空間46bに連通している。
ダイアフラム押え73とダイアフラム22との間にはピストン用筒状空間46cを形成している。ピストン用筒状空間46cは、連通路46dによってダイアフラムバルブの外部に連通している。
ダイアフラム22は、流量制御流路13とピストン用筒状空間46とを仕切っている。従って、ダイアフラム22の一方には流入流路11が形成されている。
なお、ダイアフラム22は、ダイアフラム押え73を設けることなく、流路側ボディ44と駆動側ボディ45とによって保持されてもよい。また、本実施例では、ダイアフラム押え73がピストン70を支持する機能を備えているが、ダイアフラム押え73はピストン70を支持する機能を備えていなくてもよい。
The driving side body 45 defines therein a piston cylindrical space 46 in which a piston 70 is disposed. The piston 70 has a valve body 21 disposed at one end thereof.
The piston cylindrical space 46 includes a piston biasing means 71 that biases the piston 70. The piston biasing means 71 biases the piston 70 in a direction in which the valve body 21 abuts against the valve seat 40a.
The piston 70 is formed with a piston enlarged portion 72. The piston biasing means 71 biases the piston 70 by pressing the piston enlarged portion 72. The piston biasing means 71 can be, for example, a coil spring.
The diaphragm 22 is held by the flow path side body 44 and a diaphragm holder 73. The piston 70 is displaced at the center of the diaphragm holder 73.
The driving side body 45 has air flow passages 47a and 47b formed therein.
The air flow passage 47a communicates with the piston cylindrical space 46a between the diaphragm holder 73 and the piston enlarged portion 72, and the air flow passage 47b communicates with the piston cylindrical space 46b in which the piston biasing means 71 is disposed.
A piston cylindrical space 46c is formed between the diaphragm holder 73 and the diaphragm 22. The piston cylindrical space 46c communicates with the outside of the diaphragm valve through a communication passage 46d.
The diaphragm 22 separates the flow control passage 13 from the piston cylindrical space 46. Therefore, the inflow passage 11 is formed on one side of the diaphragm 22.
The diaphragm 22 may be held by the flow path side body 44 and the drive side body 45 without providing the diaphragm holder 73. In the present embodiment, the diaphragm holder 73 has a function of supporting the piston 70, but the diaphragm holder 73 does not have to have a function of supporting the piston 70.
弁体21はピストン30の移動に伴って変位し、ダイアフラム22は、弁体21の変位とともに変形する。
ダイアフラム22は、弁体21に繋がる薄肉部22aと、薄肉部22aの外周に形成される固定部22bとを有する。
ダイアフラム22の他方には、ダイアフラム22に接して導電シート53を配置している。
また、導電シート53はアース60に接続されている。
本実施例では、導電シート53を、薄肉部22aと固定部22bとに配置している。
このように、導電シート53を少なくとも薄肉部22aに配置することで、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部22aでの破壊を防止することができる。
また、導電シート53を少なくとも薄肉部22aと固定部22bとに配置することで、静電気放電起因によるダメージを受けやすい薄肉部22aでの破壊を防止することができるとともにアース60への接続を、固定部22bを利用して行うことができる。
本実施例によれば、ダイアフラム22に接して導電シート53を配置することで、被制御流体が流れることによって発生するダイアフラム22への帯電を導電シート53によって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。
なお、図1に示す弁体側ダイアフラム22と同様に、ダイアフラム22に小孔23を形成し、小孔23によって被制御流体が導電シート53に接触するようにしてもよい。なお、小孔23からの被制御流体の流出は、導電シート53によって阻止する。
このように、小孔23によって被制御流体が導電シート53に接触することで除電を行うことができ、小孔23から被制御流体が流出することも導電シート53によって阻止することができる。
The valve body 21 is displaced in accordance with the movement of the piston 30 , and the diaphragm 22 is deformed in accordance with the displacement of the valve body 21 .
The diaphragm 22 has a thin portion 22a connected to the valve body 21, and a fixing portion 22b formed on the outer periphery of the thin portion 22a.
A conductive sheet 53 is disposed on the other side of the diaphragm 22 in contact with the diaphragm 22 .
In addition, the conductive sheet 53 is connected to the earth 60 .
In this embodiment, the conductive sheet 53 is disposed on the thin portion 22a and the fixed portion 22b.
By disposing the conductive sheet 53 at least on the thin portion 22a in this manner, it is possible to prevent destruction of the thin portion 22a, which is susceptible to damage caused by electrostatic discharge.
Furthermore, by disposing the conductive sheet 53 at least on the thin portion 22a and the fixed portion 22b, it is possible to prevent destruction of the thin portion 22a, which is susceptible to damage caused by electrostatic discharge, and connection to earth 60 can be made using the fixed portion 22b.
According to this embodiment, by disposing the conductive sheet 53 in contact with the diaphragm 22, the conductive sheet 53 can prevent the diaphragm 22 from becoming electrically charged due to the flow of the controlled fluid, and corona discharge due to charging can be eliminated.
1, small holes 23 may be formed in the diaphragm 22 so that the controlled fluid comes into contact with the conductive sheet 53 through the small holes 23. The conductive sheet 53 prevents the controlled fluid from flowing out through the small holes 23.
In this manner, the controlled fluid can be brought into contact with the conductive sheet 53 through the small holes 23, thereby eliminating static electricity, and the conductive sheet 53 can also prevent the controlled fluid from flowing out through the small holes 23.
流路側ボディ44は、PTFE、架橋PTFE、変性PTFE、又はPFAなどのフッ素樹脂によって形成する。駆動側ボディ45は、PP(ポリプロピレン)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)のようなエンプラ、 PTFE、変性PTFE、PVDF(ポリフッ化ビニリデン)、ETFEなどフッ素樹脂によって形成する。 The flow path side body 44 is made of fluororesin such as PTFE, cross-linked PTFE, modified PTFE, or PFA. The drive side body 45 is made of engineering plastics such as PP (polypropylene) and PPS (polyphenylene sulfide), or fluororesins such as PTFE, modified PTFE, PVDF (polyvinylidene fluoride), and ETFE.
図3は、弁体21が全閉状態を示している。
エアー流通路47aからガスをピストン用筒状空間46aに供給することで、ピストン付勢手段71の付勢に対向する方向に圧力をピストン70に加える。従って、ピストン70は、弁体21を弁座40aから離間させる方向に移動する。
弁体21が弁座40aから離間することで、被制御流体が流入流路11から流入し、ダイアフラム22には被制御流体の圧力が加わる。ピストン用筒状空間46bのガスは、エアー流通路47bから排出される。
また、弁体21を全開状態から閉状態とするには、ピストン用筒状空間46aにあるガスを、エアー流通路47aから排出する。ガスをピストン用筒状空間46aから排出することで、ピストン用筒状空間46aの圧力は低下し、ピストン70はピストン付勢手段71の付勢によって弁座40aに近接する方向に移動する。ピストン用筒状空間46bには、エアー流通路47aからガスが吸入される。
弁体21が閉状態では、ピストン付勢手段71の付勢によって弁体21が弁座40aに当接する。
FIG. 3 shows the valve body 21 in a fully closed state.
By supplying gas from the air flow passage 47a to the piston cylindrical space 46a, pressure is applied to the piston 70 in a direction opposite to the bias of the piston biasing means 71. Therefore, the piston 70 moves in a direction that separates the valve body 21 from the valve seat 40a.
When the valve body 21 separates from the valve seat 40a, the controlled fluid flows in from the inflow passage 11, and the pressure of the controlled fluid is applied to the diaphragm 22. The gas in the piston cylindrical space 46b is exhausted from the air flow passage 47b.
To change the valve body 21 from the fully open state to the closed state, gas in the piston cylindrical space 46a is discharged from the air flow passage 47a. By discharging the gas from the piston cylindrical space 46a, the pressure in the piston cylindrical space 46a decreases, and the piston 70 moves in a direction approaching the valve seat 40a due to the biasing force of the piston biasing means 71. Gas is drawn into the piston cylindrical space 46b from the air flow passage 47a.
When the valve body 21 is in the closed state, the piston biasing means 71 biases the valve body 21 to abut against the valve seat 40 a.
弁体側ダイアフラム22と導電シート51とは、少なくとも一部が溶着されていることが好ましく、全面で溶着されていることが更に好ましい。
また、軸体側ダイアフラム32と導電シート52についても、少なくとも一部が溶着されていることが好ましく、全面で溶着されていることが更に好ましい。
また、ダイアフラム22と導電シート53についても、少なくとも一部が溶着されていることが好ましく、全面で溶着されていることが更に好ましい。
ダイアフラム22、32と導電シート51、52、53とを溶着することで帯電を確実に防止できる。
導電シート51、52、53は、カーボンナノ粒子、カーボンマイクロコイル、又は導電材を配合した樹脂シートとすることで、カーボンナノ粒子、カーボンマイクロコイル、又は導電材の配合比によって、導電シート51、52、53の漏洩抵抗値を調整することができる。なお、導電シート51、52、53には、フッ素樹脂(PTFE、変性PTFE、PFA、ETFE、フッ素ゴム等)が適している。
It is preferable that the valve body side diaphragm 22 and the conductive sheet 51 are at least partially welded together, and it is more preferable that they are welded together over the entire surface.
It is also preferable that the shaft-side diaphragm 32 and the conductive sheet 52 are at least partially welded together, and it is even more preferable that they are welded together over the entire surface.
Also, it is preferable that the diaphragm 22 and the conductive sheet 53 are at least partially welded together, and it is more preferable that they are welded together over the entire surface.
By welding the diaphragms 22, 32 and the conductive sheets 51, 52, 53, static electricity can be reliably prevented.
The conductive sheets 51, 52, and 53 are resin sheets containing carbon nanoparticles, carbon microcoils, or a conductive material, and the leakage resistance value of the conductive sheets 51, 52, and 53 can be adjusted by adjusting the compounding ratio of the carbon nanoparticles, carbon microcoils, or the conductive material. For the conductive sheets 51, 52, and 53, fluororesins (PTFE, modified PTFE, PFA, ETFE, fluororubber, etc.) are suitable.
ダイアフラム22、32に小孔23を設けない場合には、導電シート51、52、53の漏洩抵抗を104Ω~1011Ωとすることで、帯電を防止できる。
また、ダイアフラム22、32に小孔23を設ける場合には、導電シート51、52、53の漏洩抵抗を102Ω~109Ωとすることで、除電を行いやすい。
When the diaphragms 22 and 32 are not provided with the small holes 23, the leakage resistance of the conductive sheets 51, 52, and 53 is set to 10 4 Ω to 10 11 Ω, thereby making it possible to prevent charging.
Furthermore, when the small holes 23 are provided in the diaphragms 22 and 32, the leakage resistance of the conductive sheets 51, 52, and 53 is set to 10 2 Ω to 10 9 Ω, so that static electricity can be easily removed.
以上のように、ダイアフラム22、32の他方には、ダイアフラム22、32に接して導電シート51、52、53を配置し、導電シート51、52、53をアース60に接続することで、被制御流体が流れることによって発生するダイアフラム22、32への帯電を導電シート51、52、53によって防止でき、帯電によるコロナ放電をなくすことができる。
なお、アース60は、接地に限られるものではなく、金属筐体、導電性の排水管、又は導電性部材など、導電シート51、52、53より静電容量が大きい部材に導電シート51、52、53が接続されていればよい。
As described above, conductive sheets 51, 52, 53 are arranged on the other side of diaphragms 22, 32 in contact with diaphragms 22, 32, and the conductive sheets 51, 52, 53 are connected to earth 60, thereby preventing the conductive sheets 51, 52, 53 from charging the diaphragms 22, 32 due to the flow of the controlled fluid, and eliminating corona discharge due to charging.
In addition, earth 60 is not limited to earth, but may be any member having a larger electrostatic capacitance than conductive sheets 51, 52, and 53, such as a metal casing, a conductive drain pipe, or a conductive member.
本発明は、半導体製造分野において精密な流量制御及び高清浄度が要求されるダイアフラムバルブに適している。 The present invention is suitable for diaphragm valves in the semiconductor manufacturing field, where precise flow control and high cleanliness are required.
11 流入流路
12 流出流路
13 流量制御流路
14 弁体側加圧室
14a 押圧部材
14b 弾性部材
14c 座金
15 軸体側加圧室
15a 設定エアポート
20 弁体側部材
21 弁体
21a 接続部
21b 当接部
22 弁体側ダイアフラム(ダイアフラム)
22a 薄肉部
22b 固定部
23 小孔
30 軸体側部材
31 軸体
31a 当接部
32 軸体側ダイアフラム(ダイアフラム)
32a 肉厚部
32b 薄肉部
32c 固定部
40 ボディ
40a 弁座
41 流路形成用ボディ
42 弁体側ボディ
43 軸体側ボディ
44 流路側ボディ
45 駆動側ボディ
46、46a、46b、46c ピストン用筒状空間
46d 連通路
47a、47b エアー流通路
51、52、53 導電シート
60 アース
70 ピストン
71 ピストン付勢手段
72 ピストン拡大部
73 ダイアフラム押え
REFERENCE SIGNS LIST 11 inflow flow passage 12 outflow flow passage 13 flow rate control flow passage 14 valve body side pressurizing chamber 14a pressing member 14b elastic member 14c washer 15 shaft body side pressurizing chamber 15a set air port 20 valve body side member 21 valve body 21a connection portion 21b contact portion 22 valve body side diaphragm (diaphragm)
22a Thin wall portion 22b Fixed portion 23 Small hole 30 Shaft side member 31 Shaft 31a Contact portion 32 Shaft side diaphragm (diaphragm)
32a: thick portion 32b: thin portion 32c: fixed portion 40: body 40a: valve seat 41: flow passage forming body 42: valve body side body 43: shaft body side body 44: flow passage side body 45: drive side body 46, 46a, 46b, 46c: piston cylindrical space 46d: communication passage 47a, 47b: air flow passage 51, 52, 53: conductive sheet 60: earth 70: piston 71: piston biasing means 72: piston enlarged portion 73: diaphragm holder
Claims (10)
前記被制御流体が流出する流出流路と、
前記流入流路と前記流出流路との間に位置する流量制御流路と、
前記流量制御流路に配置される弁体と、
前記弁体の変位とともに変形するダイアフラムと
を有し、
前記ダイアフラムが樹脂材で形成され、
前記ダイアフラムの一方には前記流入流路が形成されるダイアフラムバルブであって、
前記ダイアフラムの他方には、前記ダイアフラムに接して導電シートを配置し、
前記導電シートをアース接続した
ことを特徴とするダイアフラムバルブ。 an inflow flow path into which a controlled fluid flows;
an outlet flow path through which the controlled fluid flows;
a flow control flow passage located between the inlet flow passage and the outlet flow passage;
A valve body disposed in the flow rate control flow path;
a diaphragm that deforms with the displacement of the valve body,
The diaphragm is formed of a resin material,
A diaphragm valve in which the inlet flow passage is formed on one side of the diaphragm,
a conductive sheet is disposed on the other side of the diaphragm in contact with the diaphragm;
A diaphragm valve characterized in that the conductive sheet is connected to earth.
前記被制御流体が流出する流出流路と、
前記流入流路と前記流出流路との間に位置する流量制御流路と、
前記流量制御流路に配置される弁体と、
前記弁体を押圧する軸体と、
前記弁体又は前記軸体の変位とともに変形するダイアフラムと
を有し、
前記ダイアフラムとして、
前記弁体の変位とともに変形する弁体側ダイアフラムと、
前記軸体の変位とともに変形する軸体側ダイアフラムと
を有し、
前記弁体側ダイアフラムの一方には前記流入流路が形成され、前記弁体側ダイアフラムの他方には弁体側加圧室が形成され、
前記軸体側ダイアフラムの一方には前記流出流路が形成され、前記軸体側ダイアフラムの他方には軸体側加圧室が形成されるダイアフラムバルブであって、
前記弁体側ダイアフラムの前記他方、又は前記軸体側ダイアフラムの前記他方には、前記弁体側ダイアフラム又は前記軸体側ダイアフラムに接して導電シートを配置し、
前記導電シートをアース接続した
ことを特徴とするダイアフラムバルブ。 an inflow flow path into which a controlled fluid flows;
an outlet flow path through which the controlled fluid flows;
a flow control flow passage located between the inlet flow passage and the outlet flow passage;
A valve body disposed in the flow rate control flow path;
A shaft body that presses the valve body;
a diaphragm that deforms with the displacement of the valve body or the shaft body,
The diaphragm may include
a valve body side diaphragm that deforms with the displacement of the valve body;
a shaft-side diaphragm that deforms with the displacement of the shaft;
the inlet flow passage is formed on one side of the valve body side diaphragm, and a valve body side pressurizing chamber is formed on the other side of the valve body side diaphragm,
a diaphragm valve in which the outflow passage is formed on one side of the shaft-side diaphragm and a shaft-side pressure chamber is formed on the other side of the shaft-side diaphragm,
a conductive sheet is disposed on the other one of the valve body side diaphragms or the other one of the shaft body side diaphragms in contact with the valve body side diaphragm or the shaft body side diaphragm,
A diaphragm valve characterized in that the conductive sheet is connected to earth.
前記弁体に繋がる薄肉部と、前記薄肉部の外周に形成される固定部とを有し、
前記導電シートを少なくとも前記薄肉部に配置した
ことを特徴とする請求項2に記載のダイアフラムバルブ。 The valve body side diaphragm is
A thin-walled portion connected to the valve body and a fixing portion formed on an outer periphery of the thin-walled portion,
3. The diaphragm valve according to claim 2, wherein the conductive sheet is disposed at least in the thin portion.
前記軸体に繋がる肉厚部と、前記肉厚部の外周に形成される薄肉部と、前記薄肉部の更に外周に形成される固定部とを有し、
前記導電シートを少なくとも前記薄肉部に配置した
ことを特徴とする請求項2に記載のダイアフラムバルブ。 The shaft side diaphragm is
a thick portion connected to the shaft body, a thin portion formed on an outer periphery of the thick portion, and a fixing portion formed on an outer periphery of the thin portion,
3. The diaphragm valve according to claim 2, wherein the conductive sheet is disposed at least in the thin portion.
前記軸体に繋がる肉厚部と、前記肉厚部の外周に形成される薄肉部と、前記薄肉部の更に外周に形成される固定部とを有し、
前記導電シートを少なくとも前記薄肉部と前記固定部とに配置した
ことを特徴とする請求項2に記載のダイアフラムバルブ。 The shaft side diaphragm is
a thick portion connected to the shaft body, a thin portion formed on an outer periphery of the thick portion, and a fixing portion formed on an outer periphery of the thin portion,
3. The diaphragm valve according to claim 2, wherein the conductive sheet is disposed at least on the thin portion and the fixed portion.
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のダイアフラムバルブ。 6. The diaphragm valve according to claim 1, wherein the diaphragm and the conductive sheet are welded together.
前記小孔によって前記被制御流体が前記導電シートに接触し、
前記導電シートによって前記小孔からの前記被制御流体の流出が阻止される
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のダイアフラムバルブ。 The diaphragm is provided with a small hole,
the small holes allow the controlled fluid to contact the conductive sheet;
6. The diaphragm valve according to claim 1, wherein the conductive sheet prevents the controlled fluid from flowing out of the small hole.
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のダイアフラムバルブ。 6. The diaphragm valve according to claim 1, wherein the conductive sheet is a resin sheet containing carbon nanoparticles, carbon microcoils, or a conductive material.
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載のダイアフラムバルブ。 6. The diaphragm valve according to claim 1, wherein the conductive sheet has a leakage resistance of 10 4 Ω to 10 11 Ω.
ことを特徴とする請求項7に記載のダイアフラムバルブ。 8. The diaphragm valve according to claim 7, wherein the conductive sheet has a leakage resistance of 10 2 Ω to 10 9 Ω.
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