專(zhuān)利名稱(chēng)：閥座體以及閥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及密封高壓流體的閥座體以及具備該閥座體的閥裝置。
背景技術(shù)：
通常，閥裝置在外殼內(nèi)形成的閥室具有閥座和能夠在向閥座接近及與其遠(yuǎn)離的方向移動(dòng)的閥體。閥座形成為與外殼分開(kāi)的閥座體，可以配置于閥室內(nèi)。上述閥裝置與流體路徑通過(guò)閥室的流路(例如配管等)連接，用于利用閥的開(kāi)閉實(shí)現(xiàn)流路的開(kāi)閉，控制流體的流動(dòng)。圖16是示出已有的閥裝置的大概結(jié)構(gòu)的剖面圖。圖16所示的已有的一般的閥裝置100，在形成于外殼21的閥通路內(nèi)具備閥座體5和閥體4。閥通路由一次側(cè)通路32、二次側(cè)通路33以及在一次側(cè)通路32與二次側(cè)通路33之間設(shè)置的閥室31構(gòu)成。在與閥室31的二次側(cè)通路33的連接部分配置具有厚壁圓筒形狀的閥座體5。閥座體5的外周與閥室31的內(nèi)壁之間用密封構(gòu)件58密封。閥座體5的內(nèi)周是連通閥室31與二次側(cè)通路33的連通路50，在連通路50的一次側(cè)通路32側(cè)的開(kāi)口邊緣形成閥座部54。閥體4相對(duì)于閥座部54可進(jìn)退地配置于閥室31內(nèi)。在上述結(jié)構(gòu)的閥裝置100中，閥體4在閥座部54就座使閥關(guān)閉，閥體4從閥座部54離開(kāi)使閥打開(kāi)。在已有的閥裝置中，通常外殼及閥體是金屬制造的，具有高剛性。另一方面，與外殼分開(kāi)構(gòu)成的閥座體已知的有合成樹(shù)脂制造的閥座體(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)1)，或者金屬制成且在閥座部連接樹(shù)脂等軟質(zhì)材料制造的片狀構(gòu)件的閥座體(參照專(zhuān)利文獻(xiàn)2 )。這樣，由于在閥座體中至少閥座部是由樹(shù)脂構(gòu)成的，因此閥的氣密性好。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專(zhuān)利文獻(xiàn)I :日本特開(kāi)2005 — 307972號(hào)公報(bào)；
專(zhuān)利文獻(xiàn)2 :日本特開(kāi)2006 - 2861號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問(wèn)題
作為在閥座體上使用的樹(shù)脂之一，已知有被稱(chēng)為工程塑料的強(qiáng)度優(yōu)異的合成樹(shù)脂。工程塑料制造的閥座體通常在閥密封的流體的最大壓力在高壓(例如35MPa)以下范圍的閥裝置中使用。換言之，已有的工程塑料制造的閥座體不具備能夠耐受超過(guò)上述高壓的流體壓力的強(qiáng)度。對(duì)于圖16所示的已有的閥裝置100，在閉閥時(shí)的閥座體5中，在一次側(cè)通路32偵U的端面和從一次側(cè)通路32側(cè)的端部到與密封構(gòu)件58接觸的部分的外周面上，作用著一次側(cè)通路32內(nèi)的流體壓力(一次SP1X同樣地，在閥座體5中，在內(nèi)周面、二次側(cè)通路33側(cè)的端面以及從二次側(cè)通路33側(cè)的端部到與密封構(gòu)件58接觸的部分的外周面上，作用著二次側(cè)通路33內(nèi)的流體壓力(二次壓P2)。從而，在閥座體5上存在從內(nèi)周面?zhèn)认虬霃椒较蚴┘拥膲毫?內(nèi)壓)與從外周面?zhèn)认虬霃椒较蚴┘拥膲毫?外壓)不平衡的部位(圖16中涂黑的部位)。作用于該部位的內(nèi)壓與外壓之差如果變大，則閥座體變形或破壞。這樣一來(lái)，已有的閥座體在密封大于對(duì)閥裝置設(shè)定的最大流體壓力的高壓流體時(shí)，會(huì)由于強(qiáng)度不足而變形或破壞。如上所述，在閥座體強(qiáng)度不足的情況下，如果取代樹(shù)脂制造的閥座體，使用如專(zhuān)利文獻(xiàn)2所示的金屬制造的閥座體，就能夠解決強(qiáng)度不足的問(wèn)題。但是，即使是金屬制造的閥座體，為了解決強(qiáng)度不足的問(wèn)題時(shí)，也有必要采取加大其壁厚等對(duì)策。鑒于上述存在問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于，提供能夠以簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)密封高壓流體的閥座體以及具備該閥座體的閥裝置。解決問(wèn)題的手段
根據(jù)本發(fā)明的閥座體是具有閥體就座的閥座部的厚壁圓筒狀的閥座體，具備設(shè)置于所述閥座體的外周上的第一密封構(gòu)件配置部、設(shè)置于所述閥座體的內(nèi)周上的大直徑部及小直徑部、設(shè)置于所述大直徑部與所述小直徑部之間的閥座部，所述大直徑部具有比進(jìn)入該大直徑部的所述閥體的外徑大的內(nèi)徑，使所述閥體能夠從軸線方向進(jìn)入，所述小直徑部具有比所述閥體的外徑小的內(nèi)徑，所述第一密封構(gòu)件配置部在所述軸線方向上的位置與所述閥座部在所述軸線方向上的位置重疊或比該重疊的位置更靠高壓側(cè)。另外，這里所謂“閥體的外徑”是指插入閥座體的內(nèi)周的閥體部分的最大外徑。在插入閥座體的內(nèi)周的閥體部分的外徑有變化的情況下，例如閥體的插入閥座體的內(nèi)周的部分具有大直徑部與其前端側(cè)的小直徑部，在該大直徑部與小直徑部之間設(shè)置就座于閥座體的閥座部的閥部的情況下，閥座體的大直徑部具有比閥體的大直徑部大的內(nèi)徑，閥座體的小直徑部具有比閥體的大直徑部小，而且比閥體的小直徑部大的內(nèi)徑。又，根據(jù)本發(fā)明的閥裝置具備外殼、收容于所述外殼中的所述閥座體、設(shè)置為能在所述閥座體的所述閥座部就座的關(guān)閉位置與從所述就座部離開(kāi)的打開(kāi)位置之間在所述軸線方向上移動(dòng)的閥體以及設(shè)置于所述閥座體的所述第一密封構(gòu)件配置部上并對(duì)所述外殼與所述閥座體之間進(jìn)行密封的第一密封構(gòu)件。在上面所述中，所謂“第一密封構(gòu)件配置部在軸線方向上的位置”是指利用在第一密封構(gòu)件配置部上配置的密封構(gòu)件密封閥座體與收容該閥座體的構(gòu)件的部分在軸線方向上的位置。又，所謂“在軸線方向上的位置”是指以Z軸為基準(zhǔn)軸線，以z軸上的某點(diǎn)為原點(diǎn)時(shí)的z坐標(biāo)。此外，所謂“高壓側(cè)”是指位于流體中的閥座體或閥裝置處于閉閥狀態(tài)時(shí)，閥座體的上游側(cè)或下游側(cè)中的高壓一側(cè)。在上述結(jié)構(gòu)的閥座體及閥裝置中，如果第一密封構(gòu)件配置部在軸線方向上的位置與閥座部在軸線方向上的位置重疊，則由配置于第一密封構(gòu)件配置部的第一密封構(gòu)件密封閥座體和配置于其外周的構(gòu)件(外殼)的位置，與由就座于閥座部的閥體密封閥座體和閥體的位置在軸線方向上重疊。從而，當(dāng)閥體在閥座體上就座而處于閉閥狀態(tài)時(shí)，從閥座體的內(nèi)周側(cè)向半徑方向作用的壓力(內(nèi)壓)與從外周側(cè)向半徑方向作用的壓力(外壓)在軸線方向上大致平衡。借助于此，使閥座體變形或破壞的大小的應(yīng)力不作用于閥座體，抑制閥座體的變形或破壞。又，在上述結(jié)構(gòu)的閥座體及閥裝置中，如果第一密封構(gòu)件配置部在軸線方向上的位置比閥座部在軸線方向上的位置更靠高壓側(cè)，則從閥座體的第一密封構(gòu)件配置部在軸線方向上的位置到閥座部在軸線方向上的位置的區(qū)域，在閉閥狀態(tài)下作用著比外壓高的內(nèi)壓，形成內(nèi)壓負(fù)荷的條件。這樣，在閥座體中存在內(nèi)壓與外壓不平衡的區(qū)域成為內(nèi)壓負(fù)荷的條件，因此即使是作用于閥座體的內(nèi)壓與外壓之差顯著增大，也能抑制閥座體的變形或破壞。因此，根據(jù)本發(fā)明的閥座體及閥裝置，不必加大壁厚或采用高強(qiáng)度的材料，借助于閥座體的形狀就能夠提高閥座體的耐壓性。在所述閥座體中，可以形成為在所述第一密封構(gòu)件配置部上配置的第一密封構(gòu)件受到流體壓力而壓縮變形時(shí)，該第一密封構(gòu)件與所述閥座體的外周的接觸部在所述軸線方向上的位置與所述閥座部在所述軸線方向上的位置重疊的結(jié)構(gòu)。又，在所述閥座體中，可以形成為在所述第一密封構(gòu)件配置部上配置的第一密封構(gòu)件受到流體壓力而壓縮變形時(shí)，在該第一密封構(gòu)件在所述軸線方向上的高度范圍內(nèi)包含所述閥座部在所述軸線方向上的位置的結(jié)構(gòu)?；蛘撸谒鲩y座體中，可以形成為所述閥座體的所述第一密封構(gòu)件配置部在所述軸線方向上的位置處于所述閥座體的所述閥座部與所述閥座體的高壓側(cè)的端部之間的結(jié)構(gòu)。 另外，在所述閥裝置中，優(yōu)選地，所述外殼形成為厚壁圓筒形狀，具有在其內(nèi)周上設(shè)置的所述閥座體的收容部以及在其外周上在周向上連續(xù)設(shè)置的第二密封構(gòu)件配置部，所述第二密封構(gòu)件配置部在所述軸線方向上的位置與所述第一密封構(gòu)件配置部的所述軸線方向上的位置重疊或者比該重疊的位置更靠高壓側(cè)。在上述結(jié)構(gòu)的閥裝置中，如果第二密封構(gòu)件配置部在軸線方向上的位置與第一密封構(gòu)件在軸線方向上的位置重疊，則由配置于第二密封構(gòu)件配置部的第二密封構(gòu)件密封外殼與在其外周上配置的構(gòu)件的位置，與由配置于第一密封構(gòu)件配置部的第一密封構(gòu)件密封外殼與閥座體的位置在軸線方向上重疊。從而，閥體在閥座體就座而形成閉閥狀態(tài)時(shí)，從閥座體的內(nèi)周側(cè)向半徑方向作用的壓力(內(nèi)壓)與從外周側(cè)向半徑方向作用的壓力(外壓)在軸線方向上大致平衡。借助于此，使外殼變形或破壞的大小的應(yīng)力不作用于外殼，抑制外殼的變形或破壞。又，在上述結(jié)構(gòu)的閥裝置中，如果第二密封構(gòu)件配置部在軸線方向上的位置比第一密封構(gòu)件在軸線方向上的位置更靠高壓側(cè)，則從外殼的第二密封構(gòu)件配置部在軸線方向上的位置到第一密封構(gòu)件配置部在軸線方向上的位置的區(qū)域，在閉閥狀態(tài)下作用著比外壓高的內(nèi)壓，形成內(nèi)壓負(fù)荷的條件。這樣，在外殼上存在內(nèi)壓與外壓不平衡的區(qū)域成為內(nèi)壓負(fù)荷的條件，因此即使是作用于外殼的內(nèi)壓與外壓之差顯著增大，也能夠抑制外殼的變形或破壞。因此，根據(jù)本發(fā)明的閥裝置，不必加大壁厚或采用更高強(qiáng)度的材料，借助于外殼的形狀就能夠提高外殼的耐壓性。在所述閥裝置中，可以形成為在所述第二密封構(gòu)件受到流體壓力而壓縮變形時(shí)該第二密封構(gòu)件在所述軸線方向上的高度范圍與在所述第一密封構(gòu)件受到流體壓力而壓縮變形時(shí)該第一密封構(gòu)件在所述軸線方向上的高度范圍至少有一部分重疊的結(jié)構(gòu)。又，在所述閥裝置中，可以形成為所述外殼的所述第二密封構(gòu)件配置部在所述軸線方向上的位置處于所述閥體部的所述第一密封構(gòu)件配置部與所述外殼的高壓側(cè)的端部之間的結(jié)構(gòu)。發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明的閥座體或閥裝置，在閉閥狀態(tài)下，在閥座體在軸線方向上的整個(gè)區(qū)域內(nèi)作用于閥座體的內(nèi)壓與外壓相互平衡，或存在部分不平衡的部分，但是使閥座體變形或破壞的大小的應(yīng)力不作用于閥座體。即，不必加大壁厚或采用更高強(qiáng)度的材料，借助于閥座體的形狀就能夠提高閥座體的耐壓性。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的閥裝置(開(kāi)閥狀態(tài))的大概結(jié)構(gòu)的剖面 圖2是示出閥裝置(閉閥狀態(tài))的大概結(jié)構(gòu)的剖面 圖3是示出閥座體的密封構(gòu)件配置部的另一狀態(tài)的 圖4是示出閥體的閥部的另一狀態(tài)的 圖5是根據(jù)本發(fā)明的閥座體的數(shù)值計(jì)算模型的剖面 圖6是根據(jù)比較例的閥座體的數(shù)值計(jì)算模型的剖面圖；
圖7是說(shuō)明對(duì)厚壁圓筒施加內(nèi)壓和外壓時(shí)作用的應(yīng)力的 圖8是根據(jù)本發(fā)明的閥座體的變形例的數(shù)值計(jì)算模型的剖面 圖9是根據(jù)實(shí)施形態(tài)I的閥裝置的平行于基準(zhǔn)軸線的剖面 圖10是根據(jù)實(shí)施形態(tài)2是閥裝置(開(kāi)閥狀態(tài))的平行于基準(zhǔn)軸線的剖面 圖11是如圖10所示的閥裝置(閉閥狀態(tài))的平行于基準(zhǔn)軸線的剖面 圖12是示出如圖10所示的閥裝置的變形例的 圖13是根據(jù)實(shí)施形態(tài)3的閥裝置的平行于基準(zhǔn)軸線的剖面 圖14是示出如圖13所示的閥裝置的變形例I的 圖15是示出如圖13所示的閥裝置的變形例2的 圖16是示出已有的閥裝置的大概結(jié)構(gòu)的剖面圖。
具體實(shí)施例方式下面參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。另外，下面對(duì)全部附圖中相同或相當(dāng)?shù)囊貥?biāo)以相同的參照符號(hào)，省略其重復(fù)說(shuō)明。圖I及圖2都是根據(jù)本發(fā)明的閥裝置20的概略剖面圖，圖I表示開(kāi)閥狀態(tài)，圖2表示閉閥狀態(tài)。如圖I及圖2所示，閥裝置20具備含有閥部41的閥體4和含有閥座部54的閥座體5。閥裝置20設(shè)置于從一次側(cè)(供給側(cè))向二次側(cè)(排出側(cè))流動(dòng)的流體的流路上，使閥體4的閥部41就座于閥座體5的閥座部54，或使閥部41從閥座部54離開(kāi)，以此控制流體的流動(dòng)。閥裝置20具有基準(zhǔn)軸線L，閥體4與閥座體5配置為使其軸線與基準(zhǔn)軸線L一致。以下在沿著基準(zhǔn)軸線L的軸線方向Z上，將圖的上部側(cè)稱(chēng)為“Zi方向”或I1側(cè)”，將圖的下部側(cè)稱(chēng)為“ Z2方向”或“ Z2側(cè)”。閥座體5具有以基準(zhǔn)軸線L為中心線的厚壁圓筒形狀。閥座體5是工程塑料制造的整體制品。在這里，所謂工程塑料，通常是指耐熱溫度在100°c以上，抗拉強(qiáng)度在500kgf/cm2以上，而且彎曲彈性模量在20000kg/cm2以上的，機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性?xún)?yōu)異的合成樹(shù)脂。但是閥座體5不限于采用工程塑料等合成樹(shù)脂制造，也可以用金屬制造。閥座體5被收容于具有與閥座體5的外周形狀一致的內(nèi)周形狀的收容部9。收容部9構(gòu)成例如形成于外殼的閥通路的一部分。在閥座體5的外周設(shè)置作為密封構(gòu)件配置部的密封槽59。密封槽59是在閥座體5的外周在周向上連續(xù)的環(huán)狀的凹部。在圖1、2中密封構(gòu)件配置部作為密封槽59設(shè)置于閥座體5的軸線方向Z的中間，但是也可以如圖3所示，作為在閥座體5的Z1側(cè)端部與Z2側(cè)端部之間設(shè)置的切口(階梯部)設(shè)置。在密封槽59內(nèi)配置環(huán)狀的密封構(gòu)件58，利用密封構(gòu)件58阻止收容部9的內(nèi)周與閥座體5的外周之間的流體的流通。將這樣利用密封構(gòu)件58密封的收容部9的內(nèi)周與閥座體5的外周之間稱(chēng)為“第二密封部S2”。在閥座體5的厚壁圓筒的內(nèi)周，設(shè)置Z1側(cè)的大直徑部51和Z2側(cè)的小直徑部52。大直徑部51內(nèi)形成收容閥體4的閥體室55的一部分，閥體室55與一次側(cè)連通。大直徑部
51具有比閥體4的外徑大的第一流路直徑D1,使閥體4能夠從Z1側(cè)進(jìn)入大直徑部51。又，小直徑部52內(nèi)部是連接閥體室55與二次側(cè)的連通路50。小直徑部52的直徑比第一流路直徑D1小，而且具有比閥體4的外徑小的第二流路直徑D2。大直徑部51與小直徑部52在軸線方向Z上相連，從大直徑部51到小直徑部52內(nèi)徑發(fā)生變化的Z1方向的階梯面53上設(shè)置閥座部54。閥座部54在軸線方向Z上的位置與密封槽59在軸線方向Z上的位置重疊。此外，這里所謂“在軸線方向Z上的位置”，是指以z軸為基準(zhǔn)軸線L，以z軸上的某點(diǎn)為原點(diǎn)時(shí)的z坐標(biāo)。又，這里所謂“閥體的外徑”，是指閥體4插入于閥座體5的內(nèi)周的部分的最大的外徑。在閥體4插入閥座體5的內(nèi)周的部分的外徑有變化的情況下，例如閥體4的插入閥座體5的內(nèi)周的部分具有大直徑部和其前端側(cè)的小直徑部，在該大直徑部與小直徑部之間設(shè)置就座于閥座體5的閥座部54上的閥部41那樣的情況下，閥座體5的大直徑部具有比閥體4的大直徑部大的內(nèi)徑，閥座體5的小直徑部具有比閥體4的大直徑部小，而且比閥體4的小直徑部大的內(nèi)徑。閥體4是在軸線方向Z上延伸的柱狀體。閥體4的Z2側(cè)的端部從Z1側(cè)插入閥座體5的大直徑部51內(nèi)。在閥體4上設(shè)置在閥座體5的閥座部54就座的閥部41。閥體4能夠在閥部41就座于閥座部54而閥通路被堵塞的閉閥位置與閥部41脫離閥座部54且閥通路打開(kāi)的開(kāi)閥位置之間，在閥體室55內(nèi)在軸線方向Z上往復(fù)移動(dòng)。閥體4處于閉閥位置時(shí)，將被就座于閥座部54的閥部41密封的閥座體5與閥體4之間稱(chēng)為“第一密封部S/’。閥座體5側(cè)的第一密封部S1是閥座部54，閥體4側(cè)的第一密封部S1是閥部41。另外，在圖1、2所示的閥裝置20中，在閥座體5的內(nèi)周的階梯面53的內(nèi)周邊緣設(shè)置閥座部54，在閥體4的Z2側(cè)的端面的倒角的邊緣上設(shè)置閥部41。但是，閥座部54與閥部41的形狀的組合不限于此，例如圖4所示，也可以在閥座體5的階梯面53上設(shè)置閥座部54，在閥體4的Z2側(cè)的端面上突出形成的圓環(huán)唇狀的前端上設(shè)置閥部41。在這種情況下，閥座體5的階梯面53的接觸閥部41的部分是閥座體5側(cè)的第一密封部S1,閥體4側(cè)的第一密封部S1是閥部41。 在上述閥裝置20中，在第二密封部S2，用收容部9的內(nèi)周與密封構(gòu)件58的外周接觸的外周側(cè)接觸部和閥座體5的外周與密封構(gòu)件58的內(nèi)周接觸的內(nèi)周側(cè)接觸部，將收容部9與閥座體5之間實(shí)質(zhì)地密封。密封構(gòu)件58是橡膠制造的環(huán)，在閥裝置20的使用狀態(tài)下，受到流體壓力發(fā)生壓縮變形。因壓力變形的密封構(gòu)件58以比線寬的寬度與閥座體5的外周面及收容部9的內(nèi)周面接觸，又，外周側(cè)接觸部與內(nèi)周側(cè)接觸部可以在軸線方向Z上錯(cuò)開(kāi)。考慮到上述情況，將在密封槽59上配置的密封構(gòu)件58受流體壓力發(fā)生壓縮變形時(shí)的密封構(gòu)件58在軸線方向Z上的高度范圍稱(chēng)為“密封帯SL”，在該密封帯SL包含第一密封部S1在軸線方向Z上的位置時(shí)，稱(chēng)為“第一密封部S1與第二密封部S2在軸線方向Z上的位置重疊”。在閥裝置20中，第一密封部S1與第二密封部S2在軸線方向Z上的位置重疊。另夕卜，最理想地，第一密封部S1與第二密封部S2在軸線方向Z上的位置重疊，在密封槽59內(nèi)配置的密封構(gòu)件58受流體壓力壓縮發(fā)生變形時(shí)的密封構(gòu)件58在軸線方向Z上的中央位置與第一密封部S1在軸線方向Z上的位置重疊。圖2中，在閉閥狀態(tài)的閥裝置20中，作用于閥座體5的一次側(cè)壓力用一次壓P1的箭頭表示，作用于閥座體5的二次側(cè)壓力用二次壓P2的箭頭表示。在閉閥狀態(tài)的閥座體5的外周中，在第二密封部S2靠Z1側(cè)作用著一次壓P1，在第二密封部S2靠Z2側(cè)作用著二次壓P2O又，在閉閥狀態(tài)的閥座體5的內(nèi)周中,在第一密封部S1靠Z1側(cè)的大直徑部51作用著一次壓P1，在第一密封部S1靠Z2側(cè)的小直徑部52作用著二次壓P2。第一密封部S1與第二密封部S2在軸線方向Z上的位置重疊或極其接近，因此在閉閥狀態(tài)的閥座體5上，從內(nèi)周面向半徑方向施加的壓力(以下稱(chēng)為“內(nèi)壓”)與從外周面向半徑方向施加的壓力(以下稱(chēng)為“夕卜 壓”)在軸線方向Z上大致平衡。其結(jié)果是，使閥座體5變形或破壞的應(yīng)力不作用于閥座體5，或者即使產(chǎn)生，也達(dá)不到使閥座體5變形或破壞的大小。如上所述，閥座體5具有第一密封部S1與第二密封部S2在軸線方向Z上的位置重疊或接近的形狀，因此能夠提高閉閥狀態(tài)的耐壓性。即，閥座體5的耐壓性借助于閥座體5的形狀提高，而不必加大壁厚或不必使用高強(qiáng)度材料。而且，這樣的閥座體5的形狀是不需要特殊加工的單純的形狀，容易借助于已有的樹(shù)脂成型加工技術(shù)或切削加工技術(shù)制造。而且，具備具有這樣高的耐壓性的閥座體5的閥裝置20，可配置于壓力比以往都高的高壓流體中。例如可將具備工程塑料制造的閥座體5的閥裝置20使用于密封超過(guò)以往的高壓(35MPa左右)的超高壓(例如70MPa左右)的流體。下面說(shuō)明為例證上述結(jié)構(gòu)的閥裝置20的閥座體5的強(qiáng)度而進(jìn)行的數(shù)值計(jì)算1、2的結(jié)果。數(shù)值計(jì)算I
在數(shù)值計(jì)算I中，分別將根據(jù)本發(fā)明的閥座體5與根據(jù)比較例的閥座體105模型化，計(jì)算在閉閥狀態(tài)下作用于各閥座體的應(yīng)力的大小。圖5是根據(jù)本發(fā)明的閥座體的數(shù)值計(jì)算模型的剖面圖，圖6是根據(jù)比較例的閥座體的數(shù)值計(jì)算模型的剖面圖。如圖5所示，根據(jù)本發(fā)明的閥座體5的數(shù)值計(jì)算模型，是具有大小兩種內(nèi)徑的厚壁圓筒體，小直徑部52的內(nèi)徑(半徑)記為A,大直徑部51的內(nèi)徑(半徑)記為r/ ,與閥座體5接觸的密封構(gòu)件58的最小半徑記為r2。另一方面，如圖6所示，作為比較例的已有的閥座體105的數(shù)值計(jì)算模型，是厚壁圓筒體，內(nèi)徑(半徑)記為A,與閥座體105接觸的密封構(gòu)件58的最小半徑記為r2。在根據(jù)比較例的閥座體105中，閥座部54配置于閥座體105的Z1側(cè)的端部，密封槽59及密封構(gòu)件58配置于比閥座部54更靠Z2側(cè)。在根據(jù)該比較例的閥座體105中，第一密封部S1位于比第二密封部S2更靠Z1側(cè)的位置上。在閥座體5中，將從第一、二密封部Sp S2至Z1側(cè)的內(nèi)周面上的第一部位Ii1及外周面上的第二部位k2、在第一、二密封部Sp S2的Z2側(cè)的內(nèi)周面上的第三部位k3及外周面上的第四部位k4作為計(jì)算對(duì)象部位。另一方面，在根據(jù)比較例的閥座體105中，將在第一密封部S1的Z2側(cè)而且是第二密封部S2的Z1側(cè)的內(nèi)周面上的第一部位Ii1及外周面上的第二部位k2、在第一、二密封部Sp S2的Z2側(cè)的內(nèi)周面上的第三部位k3及外周面上的第四部位k4作為計(jì)算對(duì)象部位。閥座體5的各計(jì)算對(duì)象部位Hkyk4與根據(jù)比較例的閥座體105的各計(jì)算對(duì)象部位kp k2、k3、k4處于對(duì)應(yīng)關(guān)系,計(jì)算對(duì)象部位kp k2在軸線方向Z上的位置大致相同，計(jì)算對(duì)象部位k3、k4在軸線方向Z上的位置大致相同。而且,對(duì)于閥座體5、105的各計(jì)算對(duì)象部位kp k2、k3、k4,假定r2 = 2Xr1;在一次壓P1為P1, 二次壓P2為O的情況下(以下稱(chēng)為“情況I”)和一次壓P1為0，二次壓P2為P2的情況下(以下稱(chēng)為“情況2”)分別計(jì)算半徑方向的應(yīng)力\、周向的應(yīng)力O e及最大主剪切應(yīng)力τ。 在作用于閥座體5、105的數(shù)值計(jì)算模型的應(yīng)力的大小的計(jì)算中，利用一般的厚壁圓筒的應(yīng)力計(jì)算式。圖7是說(shuō)明在厚壁圓筒上施加內(nèi)壓和外壓時(shí)作用的應(yīng)力的圖。將閥座體5、105看作如圖7所示的內(nèi)周的半徑為T(mén)1、外周的半徑為r2的厚壁圓筒，假定在厚壁圓筒上作用著內(nèi)壓α 和外壓α 2，分別計(jì)算出作用于處于半徑r且角度Θ的位置上的部位的半徑方向的應(yīng)力周向的應(yīng)力σ e、最大主剪切應(yīng)力τ。作用于厚壁圓筒的半徑方向的應(yīng)力\可利用下面所示的公式I計(jì)算，周向的應(yīng)力σ e可利用下面所示的公式2計(jì)算，最大主剪切應(yīng)力τ可利用下面所示的公式3計(jì)算。[公式I]
2 2 2 2_ _ gIrI ~g2rirI r2、
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r2Cr22^rl2)[公式3]
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2r2K)[表I]
權(quán)利要求
1.一種閥座體，是具有閥體就座的閥座部的厚壁圓筒狀的閥座體，其特征在于，具備 設(shè)置于所述閥座體的外周上的第一密封構(gòu)件配置部； 設(shè)置于所述閥座體的內(nèi)周上的大直徑部及小直徑部；以及 設(shè)置于所述大直徑部與所述小直徑部之間的閥座部， 所述大直徑部具有比從軸線方向進(jìn)入該大直徑部的所述閥體的外徑大的內(nèi)徑， 所述小直徑部具有比所述閥體的外徑小的內(nèi)徑， 所述第一密封構(gòu)件配置部在所述軸線方向上的位置與所述閥座部在所述軸線方向上的位置重疊或比該重疊的位置更靠高壓側(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥座體，其特征在于， 在所述第一密封構(gòu)件配置部上配置的第一密封構(gòu)件受到流體壓力而壓縮變形時(shí)，該第一密封構(gòu)件與所述閥座體的外周的接觸部在所述軸線方向上的位置與所述閥座部在所述軸線方向上的位置重疊。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥座體，其特征在于， 在所述第一密封構(gòu)件配置部上配置的第一密封構(gòu)件受到流體壓力而壓縮變形時(shí)，在該第一密封構(gòu)件在所述軸線方向上的高度范圍內(nèi)包含所述閥座部在所述軸線方向上的位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的閥座體，其特征在于， 所述閥座體的所述第一密封構(gòu)件配置部在所述軸線方向上的位置處于所述閥座體的所述閥座部與所述閥座體的高壓側(cè)的端部之間。
5.一種閥裝置，其特征在于，具備 夕卜殼; 收容于所述外殼中的如權(quán)利要求I 4中的任一項(xiàng)所述的閥座體； 設(shè)置為能在所述閥座體的所述閥座部就座的關(guān)閉位置與從所述閥座部離開(kāi)的打開(kāi)位置之間在所述軸線方向上移動(dòng)的閥體；以及 設(shè)置于所述閥座體的所述第一密封構(gòu)件配置部上并對(duì)所述外殼與所述閥座體之間進(jìn)行密封的第一密封構(gòu)件。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的閥裝置，其特征在于， 所述外殼形成為厚壁圓筒形狀，具有在其內(nèi)周上設(shè)置的所述閥座體的收容部以及在其外周上在周向上連續(xù)設(shè)置的第二密封構(gòu)件配置部， 所述第二密封構(gòu)件配置部在所述軸線方向上的位置與所述第一密封構(gòu)件配置部在所述軸線方向上的位置重疊或比該重疊的位置更靠高壓側(cè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的閥裝置，其特征在于， 所述第二密封構(gòu)件受到流體壓力而壓縮變形時(shí)該第二密封構(gòu)件在所述軸線方向上的高度范圍與所述第一密封構(gòu)件受到流體壓力而壓縮變形時(shí)該第一密封構(gòu)件在所述軸線方向上的高度范圍至少有一部分重疊。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的閥裝置，其特征在于， 所述外殼的所述第二密封構(gòu)件配置部在所述軸線方向上的位置在所述閥體部的所述第一密封構(gòu)件配置部與所述外殼的高壓側(cè)的端部之間。
全文摘要
閥裝置(20)具備閥體(4)和閥座體(5)。閥座體(5)形成為在軸線方向(Z)上延伸的厚壁圓筒形狀，在其外周上具有在周向上連續(xù)的密封槽(59)，在其內(nèi)周上具有在軸線方向(Z)上連續(xù)的大直徑部(51)及小直徑部(52)，大直徑部(51)與小直徑部(52)之間具有閥體(4)就座的閥座部(54)。密封槽(59)在軸線方向(Z)上的位置與閥座部(54)在軸線方向(Z)上的位置相同或比其更靠高壓側(cè)。
文檔編號(hào)F16K1/38GK102959290SQ201180031270
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月6日
發(fā)明者鈴木豐, 野道薰, 二宮誠(chéng) 申請(qǐng)人:川崎重工業(yè)株式會(huì)社