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TWI770615B - 氟樹脂膜片閥 - Google Patents

氟樹脂膜片閥 Download PDF

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TWI770615B
TWI770615B TW109132798A TW109132798A TWI770615B TW I770615 B TWI770615 B TW I770615B TW 109132798 A TW109132798 A TW 109132798A TW 109132798 A TW109132798 A TW 109132798A TW I770615 B TWI770615 B TW I770615B
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annular
diaphragm
shaft
ring
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簡煥然
陳柏文
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和正豐科技股份有限公司
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Priority to DE102021124294.0A priority patent/DE102021124294B4/de
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Priority to KR1020210125770A priority patent/KR102630399B1/ko
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Abstract

一種全氟樹脂的膜片閥,包含閥部、密封機構與閥開度調整機構。閥部包含閥體、閥軸、閥上蓋;閥體包含方形部、環形部、閥室。密封機構包含有膜片、上閥體、迫緊環與閥體之環形部。閥開度調整機構裝設在閥上蓋的頂部。密封機構裝設在環形部及在環形部最小直徑處,具備環型複數格子狀水平開口肋板,來增加膜片密封的結構強度與增加散熱效果。膜片閥含熱傳限制結構與散熱結構,確保閥開度的精確度不受液體高溫與高壓的影響,達到高溫熱源隔離;熱傳限制結構是限制結構的截面積來減少熱傳,利用高強度格子狀水平開口肋板並增進外部自然散熱;散熱結構是膜片閥內部有氣體冷卻流道。

Description

氟樹脂膜片閥
本發明係有關於一種膜片閥構造,特別是使用PTFE、PFA等氟樹脂材質製造的膜片閥,具有耐高腐蝕且極低熱傳導係數約0.25W/(mK)。遠低於陶瓷氧化鋁Al2O3的熱傳導係數約30W/(mK),這樣的極低熱傳導特性讓這類材質能承受約250℃高溫的操作環境,但是氟樹脂的膜片閥使用在高溫條件時,所能操作的壓力與承受的結構強度會大幅降低,目前在使用者需求下,
Figure 109132798-A0305-02-0005-61
200℃高溫低壓力高純淨液體輸送的需求逐漸浮現,而高環境溫度與高可靠度的需求也一直不斷;顯示全氟樹脂的膜片閥要能在200℃時仍能高可靠的操作仍然是一大挑戰。
本文以下的氟樹脂膜片閥以氟樹脂閥稱呼,手動操作者稱呼手動閥,氣動操作者稱呼氣動閥,氟樹脂閥為手動閥與氣動閥的統稱;金屬膜片閥,含金屬膜片、氟樹脂閥座、氟樹脂裡襯、氟樹脂膜片等,以手動操作者以手動金屬閥稱呼,金屬閥為以上金屬膜片閥的統稱。
膜片閥的歷史十分悠久且應用十分廣泛,其驅動方式有手動、氣動、電動,其接液部分的零件或結構的材質有金屬、塑料、塑料裡襯、氟素料、氟塑料裡襯等。
習知金屬閥往往能以簡單結構就能輕易在高溫高壓下工作,能承受管路的壓力波,輸送輕腐蝕性液體時可以使用耐腐蝕金屬,而且無論氣動或 手動的耐壓結構或閥開度調整機構都可以充分運用金屬材質的高剛性,例如冷軋304不銹鋼鈑的抗拉強度520Mpa約40%的延伸率,例如全金屬閥座的操作液體溫度可高達300℃或350℃ @ 10kg/cm2且無須冷卻方案,改用PFA閥座操作液體溫度可達200℃ @ 10kg/cm2,高壓型金屬閥最高使用壓力可以達到出入口壓差100kg/cm2@80℃,閥座為PCTFE;習知金屬閥應用在高溫高腐蝕用途則會使用由金屬結構支撐的氟樹脂內襯結構,這時耐高溫的條件受限於氟樹脂耐溫特性,視結構而定只能達到200℃或<250℃。
常見手動金屬閥之閥開度調整機構,基本上是由一閥軸、一膜片、一手輪、一支撐盤、一閥上蓋與一螺牙孔組成;該支撐盤上設有一T形槽用來連結該閥軸的一T形端,且該支撐盤之複數徑向肋板與該閥上蓋內側的複數徑向肋板相耦合;該膜片安裝於該支撐盤下方側;依據該閥軸傳動方式可以分為二大類:
第一類,該閥軸轉動,該閥上蓋的軸孔為該螺牙孔並與該閥軸耦合,該手輪安裝於該閥軸的另一端,用來直接驅動該閥軸轉動,該手輪會隨該閥軸上下移動,該閥軸在該T形槽內可以相對轉動。
第二類,該閥軸不轉動,該螺牙孔裝設在一定位螺帽之內孔,該定位螺帽被定位裝設在該閥上蓋的軸心孔並與該閥軸耦合,該手輪與該定位螺帽結合來轉動,該閥軸在T形槽內不可以轉動,也就是該支撐盤提供止轉功能。
這二類傳動方式會各自具有以下幾個基本結構功能:
功能一:定位螺牙孔,專屬於第一類,被定位裝設在該手動金屬閥之靜止結構上,例如在該閥上蓋軸孔,讓該閥軸與該螺牙孔耦合達成該閥軸上下移動的功能。
功能二:定位螺帽,專屬於第二類,定位螺帽的中心孔為螺牙孔,其一端具有一凸緣另一端能結合手輪,被裝設在閥上蓋之軸心孔時,具有凸緣的一端位在閥上蓋內側而結合手輪的一端位於外側,且手輪軸孔下方側的滑動面可以跟閥上蓋中心孔外側面的滑動面耦合,達到軸向定位功能。
功能三:膜片止轉,專屬第一類,裝設有一個機構來隔離該閥軸的轉動或扭矩,例如該支撐盤設有一T形槽來連結該閥軸之該T形端且其下方裝設該膜片,該支撐盤與該閥上蓋做止轉不會讓該膜片承受扭矩。
功能四:閥軸止轉,專屬於第二類,閥軸止轉功能就可以同時提供膜片止轉功能,因為該定位螺帽由該手輪轉動,該閥軸不能轉動需要止轉上下滑動機構,例如該支撐盤的T形槽也可以提供該閥軸止轉。
也就是第一類傳動方式具有一對螺牙孔與一膜片止轉的二個功能,而第二類傳動方式具有一定位螺帽與一閥軸止轉的二個功能;要完成第二類傳動方式這樣的功能需要一手輪、一閥上蓋、一定位螺帽、複數個螺栓、一支撐盤,共計5種零件。
請參考第九圖,習知有裡襯的一手動金屬閥8其閥門開度是由一調整機構來操作,該閥軸傳動為第二類,該手動金屬閥8包含有一閥體80、一膜片81、一支撐盤82、一閥上蓋83、一閥軸84、一定位螺帽85、一位置指示器86、一手輪87、一組螺栓88;該閥體80為具有氟樹脂內襯的金屬閥體,具有一出口801、一入口802、一閥室803、一密封面804;該支撐盤82為金屬材質,具有一T形槽821、複數肋板822;該膜片81包含有一中央部811、一圓周部812、一橡膠墊813;該定位螺帽85具有一螺牙孔851、一旋轉環852、一固定環853、一法蘭854、一定位螺栓855;該手輪87具有一中心孔871、一方形孔872、一固 定螺栓孔873、一滑動面874;該閥軸84具有一T形軸端841、一調整螺牙842、一尾端843;該閥上蓋83具有一軸心孔831、複數個肋槽832、一滑動面833、複數螺栓孔834、一迫緊面835、一定位孔836;該閥軸84之該T形軸端841與該支撐盤82之該T形槽821結合,該支撐盤82的下方安裝有該膜片81及橡膠墊813;該定位螺帽85安裝在該閥上蓋83之軸心孔831,該法蘭854位於該閥上蓋83之內側,該手輪87之方形孔872與該方形環853經由一組固定螺栓875相結合,使該手輪87被固定於軸向位置上且位於該閥上蓋83的上方側,使二者的該滑動面833/874相耦合;該閥軸84會穿過該定位螺帽85,並穿過該手輪87之該中心孔871在該尾端843裝設該位置指示器86,且該支撐盤82之該複數肋板822與該閥上蓋83之該肋槽832耦合;經過上述組裝後,該閥上蓋83與該膜片81就可以安裝在該閥體80上,其中該膜片81之該圓周部812與該閥上蓋83的該迫緊面835需要安裝在該密封面804上,並用複數個螺栓88迫緊密合;當轉動該手輪87使該閥門開啟到需要高度時,該定位螺栓855會穿過該閥上蓋83之該定位孔836使該定位螺帽85無法轉動,也不會有該閥軸84位移的情形。
以上的習知金屬閥8之技術重點有二,一是密封機構、二是調整機構,其說明如下:密封機構:氟樹脂膜片81之圓周部812使用閥上蓋83的迫緊面835做環形迫緊,並藉由金屬高剛性閥體結構達成高壓密封效果且無須冷卻,其中的橡膠墊813無法耐高溫。
調整機構:第一類與第二類都是容易實施,因為來自金屬剛性可以容易達成調整功能,而且只要在定位孔836用該定位螺栓855迫緊該定位螺帽85與該閥上蓋83即可固定閥開度,金屬調整螺牙842也能承受管路壓力波。
由以上說明,該手動金屬閥具有結構簡單操作簡便的特點,但在輸送腐蝕液體時,高腐蝕分子容易微量滲透過膜片,長期下來導致金屬螺牙容易腐蝕而無法轉動,而且在高純淨製程會有金屬汙染的疑慮,這也是許多製程只能選擇氟樹脂閥的原因。
氟樹脂PFA的抗拉強度29Mpa有>300%的延伸率及熔點280℃,強度會隨溫度上升而明顯降低,習知氟樹脂膜片閥的工作壓力為5bar@90℃及1bar@150℃,另外類似具有容器結構的PTFE材質的過濾器外殼體,最高工作溫度為210℃,工作壓力為7bar@70℃。
氟樹脂膜片閥的結構在耐溫與耐壓特性無法跟金屬膜片閥相比,要滿足高溫高壓需求下,手動閥之技術重點有三:一是熱源隔離、二是密封機構、三是調整機構,其說明如下:熱源隔離:熱源隔離方法含熱傳限制結構與散熱結構,把來自高溫藥液的熱源區與需要結構強度的結構隔離,並提供適當冷卻含內部冷卻,能維持結構處於較低溫狀態來維持結構強度,並提高膜片閥的使用溫度。
密封機構:氟素料的高伸長率加上使用相同硬度的氟素料做環型迫緊,在膜片受壓拉伸變形下會造成材料的移動導致環型迫緊失效,在高溫下會更為嚴重,在熱源隔離下可以大幅減少這樣的狀況。
調整機構:閥開度調整機構無法直接使用閥軸螺牙來承受管路壓力波,必須有緊鎖機構與傳遞機構來傳遞壓力波到整體結構,有熱源隔離下會更能維持結構剛性與準確性。
目前耐高耐溫與高耐壓的仍然為使用者對氟樹脂閥的特性有持續性需求,在2018年以前,氟樹脂膜片閥多數中低溫用途,<120℃,特殊設計 者高溫用途,<150℃,常溫操作壓力耐壓3kg/cm2-5kg/cm2,在2018年以後,新的氟樹脂氣動膜片閥之解決方案被提出,2020年台灣專利TW202010966(A)Diaphragm Valve Structure,一種熱源隔離方法,在無氣體強制冷卻可以在160℃操作,及有氣體強制冷卻可以在200℃操作,常溫工作壓力5kg/cm2-7kg/cm2,也能避免高純度製程之金屬零件汙染。
以下問題1到問題5都是屬於手動閥應用在高溫時的核心問題;熱源隔離方法再提升與密封結構再加強,以達到新需求為操作溫度在無冷卻下液體溫度200℃,有強制冷卻下230℃的溫度需求,以及環境溫度
Figure 109132798-A0305-02-0010-46
100℃:
問題1.工作溫度:必須充分運用習知高溫熱源隔離方法並進一步提升,並再次強化其結構強度;熱傳限制結構是利用高強度格子狀水平開口肋板,需要再次強化其結構強度,強制冷卻氣體流經密封結構。
問題2.環境溫度:特別的環境溫度
Figure 109132798-A0305-02-0010-45
100℃,一般常見的環境溫度<60℃。
問題3.環形迫緊:膜片迫緊環會迫緊圓盤部,而圓盤部在承受壓力波時圓周部的材料會因膜片伸張而造成材料移動,尤其是圓周部的材料移動,高溫會加大材料移動狀況惡化造成圓周部迫緊失效而洩漏,若膜片迫緊環能制止圓周部的材料移動就可以提升密封機構的可靠性。
以上三種問題都是會引發材料潛變造成膜片密封洩漏,除了上述熱源隔離方法以外,還需要增加密封結構之強度才能面對材料潛變所造成的洩漏問題;常見的環形迫緊多數是通過一C形迫緊結構來實施,在膜片上方有一施力件對膜片施壓於該環形部之一密封面形成一C形迫緊結構;該施力件係通 過螺牙緊鎖或經由螺栓緊鎖在該閥體者;該C形迫緊結構包含有一迫緊部、一支撐臂、一底座,該施力件為該迫緊部,支撐臂為該閥體,該底座為該閥體之一閥室的圓周部為該密封面,經由緊鎖迫緊把該施力件向下移動,使受迫緊的該膜片被夾住以防止洩漏;膜片上方的施力件與該閥體使用厚重結構來做環形迫緊會很有幫助,但是在高溫下,這樣厚重的結構若沒有熱源隔離容易造成變形,導致閥軸無法維持對心而減短使用壽命,其他無須對心的零件,例如管接頭,使用厚重結構在高溫下就不會有問題。以可接受的測試標準來回應以上三種問題,在受測的氟樹脂閥之該膜片與接觸液體之零件迫緊組合以後,烘烤溫度=200℃ @烘烤時間>=6小時,回到常溫下,且在不經任何調整下測試高壓洩漏,高壓>=10kg/cm2,只有通過這樣的測試不會洩漏,才能證明密封結構在高溫操作下仍然能維持高氣密的要求。
該調整機構創新的核心在能傳遞該壓力波到該閥體,以滿足下列問題:
問題4.閥軸受損:手動閥之該閥軸為獨立件,直接受上游傳來的壓力脈波會由閥入口直接衝擊該膜片並傳遞到閥軸上,並施加在該閥軸之螺牙上,當螺牙受損進而造成迫緊不實產生管路內部洩漏。
問題5.定位鎖止:手動閥的閥軸定位後無法被鎖止,其開度將會受壓力波的影響而改變並且造成調整容易受損,必須將調整機構在定位後能鎖止在結構上。
調整機構必要的附加功能,必須滿足下列問題:
問題6.位置指示:閥門開度指示器在氟樹脂閥是很常見裝置,氣動閥只有ON/OFF指示,但仍有許多產品沒有這樣的裝置,現在手動閥需要能進一步顯示調整後的閥門開度。
問題7.定位失真:手動閥之膜片位置會受耦合螺牙的背隙與結構變形,及膜片中央部與閥座變形而發生定位失真,必須要可以調整定位歸零,且能正確指示閥開度位置,氣動閥較少這樣的需求。
問題8.膜片過壓:手動閥必須要能有效控制密閉力量,但是在定位失真實,可能會造成緊鎖膜片過緊而傷害膜片與閥座,必須確保定位正確,氣動閥較少這樣的需求。
問題9.錯誤動作:手動閥在完成開度設定後,不希望有不相關操作者錯誤操作。
調整機構同時還須能提供洩漏警告,必須滿足下列問題:
問題10.洩漏警告:許多洩漏情況是來自腐蝕液體分子的滲透,例如氫氟酸、鹽酸等小分子液體會微量滲透過膜片,在閥軸必須裝設軸封裝置以延緩酸氣漫延,膜片有微漏時就需要洩漏警告,或進一步能收集洩漏液,在氣動閥相對普遍具備在手動閥較少,未來的氟樹脂閥都必須有這樣功能。
過去使用者都有部分的的類似這10種的需求,也都有使用部分的習知技術來滿足需求,但是在同一個手動閥上需要同時滿足以上10個問題,才能更方便有效高可靠度的使用手動閥,也就是同時滿足以上10個問題是現在手動閥的新需求,這些技術之密封機構實施在氣動閥也是十分有價值,但是氣動閥無須使用調整機構。習知技術的參考案:
參考案一
2020年美國專利,US2020072384A1 Diaphragm Valve Structure,同時也公開於2020年台灣專利,TW202010966(A)Diaphragm Valve Structure,實施例是氣動閥,有實施熱源隔離但其密封機構仍然無法滿足新需求,其中方案的核心在熱源隔離方法及其獨特結構,膜片閥的熱源區有閥室熱源區、流道熱源區、入口管熱源區、出口管熱源區、入口接頭熱源區、出口接頭熱源區;在閥體之高溫熱源隔離方法含熱傳限制結構與散熱結構,熱傳限制結構是裝設在閥體的方形部、環形部及在環形部最小直徑處,在方形部設有高強度格子狀水平開口肋板,讓熱傳截面積減少並增進外部散熱效果,在環形部設有複數個垂直散熱肋版,在最小直徑處有熱傳截面積限制,讓閥軸與氣缸結構能減少熱量傳遞而降溫;散熱結構之內部冷卻氣體經由閥體的冷卻氣孔與氣體環槽再經上閥體的冷卻導氣孔,再連接閥軸的導氣孔與軸心孔;在閥體之高溫熱源隔離方法下設計出獨特結構來解決高壓氣體驅動、排除液體靜電、金屬緊鎖閥體、無金屬緊鎖閥體、防止結構潛變、無顆粒釋出、洩漏偵測、閥軸位置指示等需求與方案,本參考案在無氣體強制冷卻可以在160℃操作,及有氣體強制冷卻可以在200℃操作,常溫工作壓力5kg/cm2-7kg/cm2,而且解決製程工程師需時時注意金屬螺栓腐蝕造成汙染的狀況;本參考案係以氣動閥為實施例,對工作溫度(問題1)與環境溫度(問題2)提出很好的基礎性方案,可惜仍然沒有滿足現在的需求,在200℃無氣體冷卻操作;本參考案有提到環形迫緊(問題3)的解決方案,無氣體強制冷卻可以在160℃操作,但仍無法滿足新的需求,無氣體強制冷卻可以在200℃操作,本參考案係以氣動閥為實施例,且開度只有ON/OFF,沒有關於膜片開度限位相關的方案,也沒有閥軸受損(問題4),在閥軸位置指示(問題6)只有ON/OFF指示,缺乏膜片開度指示;本參考案的定位鎖止(問題5)、 定位失真(問題7)、膜片過壓(問題8)與錯誤動作(問題9)等都不會在氣動閥高頻率發生;本參考案在洩漏警告(問題10)有完善方案; 本參考案有類似的C形迫緊結構,該C形迫緊結構包含有一迫緊部、一支撐臂、一底座,該施力件為一上閥體,支撐臂為該閥體之該環形部,該環形部設有複數個垂直肋板具有散熱功能與結構強化,該上閥體緊鎖在該環形部的內螺牙,在最小直徑處有熱傳截面積限制,該底座為該閥體之一閥室的圓周部為該密封面,經由該上閥體緊鎖迫緊向下移動,使受迫緊的該膜片被夾住以防止洩漏,本參考案的C形迫緊結構之支撐臂強度仍然不足以在200℃無氣體冷卻操作。
參考案二
2016年中國專利,CN205350538U Manual diaphragm valve,這是一類手動閥或手動金屬閥,包括閥體與首輪執行器,膜片的開閉是依賴手輪下方的閥套之螺牙與閥軸螺牙耦合,閥軸包含有一位置指示器穿過手輪中心可以顯示閥軸位置,其特點在一上鎖片連接手輪,一下鎖片連接閥上蓋,上鎖片與下鎖片各有一止鎖孔,可以用一插銷穿過止鎖孔而能固定鎖輪並確保閥軸不會再上下位移。
本參考案沒有提到工作溫度(問題1)、環境溫度(問題2)、環形迫緊(問題3)、閥軸受損(問題4)、膜片過壓(問題5)、位置失真(問題7)、錯誤動作(問題9)與洩漏警告(問題10),本參考案有提出定位鎖止(問題5)、位置指示(問題6)的解決方案,本參考案無法滿足所有的新需求。
參考案三
2012年中國專利,CN102758935A Diaphragm valve structure,這是第一類手動閥或手動金屬閥,本參考案目的在改善手動閥閥軸上的指示盤定位不清析問題,而提出與閥軸同動的直線位置指示(問題6),沒有提到工作溫度(問題1)、環境溫度(問題2)、環形迫緊(問題3)、閥軸受損(問題4)、定位鎖止(問題5)、定位失真(問題7)、膜片過壓(問題8)、錯誤動作(問題9)與洩漏警告(問題10)等問題,本參考案無法滿足所有的新需求。
參考案四
2015年中國專利,CN204114227U Novel fluorine lined diaphragm valve,這是第一類手動金屬閥,本參考案目的在改善閥軸上缺乏位置指示(問題6),會造成關閉時緊鎖壓力過大之膜片過壓(問題8),只有提出位置指示(問題6)解決方案,本參考案沒有提到工作溫度(問題1)、環境溫度(問題2)、環形迫緊(問題3)、閥軸受損(問題4)、定位鎖止(問題5)、定位失真(問題7)、膜片過壓(問題8)、錯誤動作(問題9)與洩漏警告(問題10)等問題,本參考案無法滿足所有的新需求。
參考案五
2015年中國專利,CN204344989U Diaphragm valve,這是第一類手動金屬閥或手動閥,本參考案目的有二,一是改善膜片需要承受瞬間壓力,二是高溫環境下膜片不會被破壞,本參考案的結構圖包含有位置指示(問題5);本參考案的解決方案為,在膜片的中心部的非接液側設有開孔,於該開孔內部置有彈性件,閥軸的底端與該彈性件接觸,這樣就解決閥軸受損(問題4)、定位失真(問題7)與膜片過壓(問題8),本參考案沒有提到工作溫度(問題1)、環境溫度(問題2)、環形迫緊(問題3)、定位鎖止(問題5)、錯誤動作(問題9)與洩漏警 告(問題10)等問題,本參考案習用的彈性件的圖示為金屬彈簧就位在膜片上方,在高溫高腐蝕用途中將會因酸氣對金屬腐蝕而汙染輸送液體,這樣的狀況將不會被製程使用者接受,另外文件中高溫用途的對策僅限於膜片圓周的保護,該方案並非環形迫緊(問題3)的完整方案,也缺乏因為高溫造成膜片與結構潛變問題,本參考案無法滿足所有的新需求;另一個類似的參考案,2017年台灣專利,TWI670439B Weir type manual opening-closing valve capable of providing good operability and stable sealing property in rotating the handle,金屬手動閥也是用彈簧來做以達到類似的功能。
參考案六
2018年中國專利,CN207648146U Diaphragm valve,無法判別為第一類或第二類的手動金屬閥,本參考案宣稱適用於不高於200℃用途的手動膜片閥,這個參考案的閥體裝設有限位器,並有傳感器連結外部的閃光珠,避免使用者在膜片關閉時不會繼續用力迫緊膜片造成膜片過壓(問題8),同時閥軸心設有位置指示(問題6),這二個功能方便使用者,其次,閥瓣裝設在閥軸底端,在閥瓣與氟素料膜片間裝設有彈性橡膠,這樣只能部分解決環形迫緊(問題3)、閥軸受損(問題4)、定位失真(問題7)、膜片過壓(問題8),因為高溫還會導致彈性橡膠失效,錯誤動作(問題9)與洩漏警告(問題10)沒有被提出,其限位器更減少膜片過壓(問題8);本參考案是金屬閥,其閥體氟素料裡襯有金屬結構支撐適用於200℃高工作溫度(問題1),且可以大幅減少氟素料結構體的潛變問題,也適用於高環境溫度(問題2),且金屬軸的高強度調整機構可以無須考慮定位鎖止(問題5),這是金屬結構氟素料裡襯膜片閥的優勢,無須針對冷卻進行結構設計 就可以達到200℃高工作溫度(問題1),但全氟素料膜片閥無法輕易達到這樣的功能,必須加入更多的考慮。
參考案七
2018年中國專利,CN207906557U High temperature that adopts movable sleeve loop to construct does not have leakage diaphragm valve,這是第一類手動金屬閥,這個參考案的結構是適用於高溫高壓用途的手動膜片閥,可以用調節桿調節膜片開度,但沒有說明其閥體是否為金屬結構,有提到一般膜片閥的工作壓力<10bar,這種情形多半是指金屬閥,而氟樹脂膜片閥因為材質限制是無法做到,本參考案的最高公稱壓力可達到PN63,最高設計溫度為<=200℃,比習知技術的耐壓高5倍,無任何冷卻設計,這也是金屬閥的特徵;本參考案的特徵在膜片上方與閥蓋內側裝設有複數個相環套的支撐套環,在承受高壓時支撐套環分別向上移動可以配合膜片變形的形狀用來改善膜片成壓能力,其支撐套環更適合使用耐熱耐腐蝕的塑料材質,本參考案並沒有指出上述的最高溫度與最高壓力是否為同時達到,因為若是要達到相同條件必須是金屬結構,氟樹脂結構無法同時達到這樣的操作條件;本參考案是金屬閥,其適用於200℃高工作溫度(問題1)的限制應該是膜片材質造成,且適用於高環境溫度(問題2),本參考案的支撐套環可以消除環形迫緊(問題3)、閥軸受損(問題4)、定位失真(問題7)及膜片過壓(問題8),但沒有提到定位鎖止(問題5),若是金屬閥這樣的問題可以忽略,本參考案有提出洩漏警告(問題10),位置指示(問題6)只能用調節桿代替,沒有防止錯誤動作(問題9)。
參考案八
1995年美國專利,US5377956A Diaphragm valve,這是第一類手動金屬閥,這個參考案的結構是適用於可以調節膜片開度與防止膜片過壓(問題7)的手動裡襯金屬閥,有一個與手輪同動的螺帽被安裝閥軸外螺牙上,該螺帽的一軸孔部內側之頂部可以跟上閥體的上緣相砥,該螺帽的外緣有一軸向齒部(polygon teeth),可以跟一手輪下方軸向圓筒內側的齒部(polygon teeth)相耦合,也就是在轉動該手輪時該螺帽會同步在閥軸旋轉上下移動,手輪的中心部有方型孔耦合閥軸尾端,能把該手輪經由一緊鎖螺栓固定在閥軸尾端,當手動打開閥時,閥軸用手輪轉到需要開度位置,當手動閥全關時,轉動首輪直到該螺帽跟上閥體的上緣相砥,這樣可以防止膜片過壓(問題7),要設定膜片開度時,鬆開該緊鎖螺栓取下手輪重新調整閥軸位置,並把該螺帽位置下降到上閥體的上緣相砥位置再把手輪裝上,利用手輪與該螺帽的同步特性可以防止閥門被關閉而保持閥門開度,本參考案是裡襯金屬閥沒有提到工作溫度(問題1)、環境溫度(問題2)、環形迫緊(問題3)、閥軸受損(問題4)、位置指示(問題6)、位置失真(問題7)、錯誤動作(問題9)與洩漏警告(問題10),本參考案利用與手輪同動螺帽來處理定位鎖止(問題5)、膜片過壓(問題8),其定位鎖止(問題5)只有向下鎖止缺乏向上鎖止,若是金屬閥這樣的設計可以接受,若是手動閥承受管路壓力波時會有閥軸受損(問題4),而且在設定膜片開度時需要拆卸手輪有操作不方便問題。
參考案九
2012年美國專利,US2012056120A1 diaphragm valve,同時也公告於2014年中國專利,CN102388248B Membrane valve,這是第二類傳動方式 具有一定位螺帽與一閥軸止轉的二個功能,該閥軸傳動共計使用零件:一手輪、一定位螺帽、一支撐盤(壓力件)、一插梢、一連結螺帽,共計5個零件; 熱源隔離:缺乏熱源隔離也無法做內部冷卻,無法滿足高溫使用需求;密封機構:閥上蓋(殼體上部)之該外殼體可以緊鎖於該閥體(容納區域)之外環面,且該外殼體向下迫緊該內殼體,使該膜片被該內殼體之下緣迫緊於該容納區域的底部;本參考案有類似的C形迫緊結構,該C形迫緊結構包含有一迫緊部、一支撐臂、一底座,該施力件為一內殼體,該內殼體由一外殼體緊鎖在一殼體之一容納區域,該支撐臂為該閥體之該容納區域,該C形迫緊結構之該底座缺乏剛性支撐,而且屬於高厚度結構也沒有熱源隔離,無法在200℃無氣體冷卻操作。
調整機構:沒有說明如何定位鎖止(問題5)與閥軸受損(問題4)的對策,該手輪具有鍵槽軸套能與該定位螺帽相結合,其該閥軸止轉功能是來自作軸向動的支撐盤(壓力件)同時提供該膜片止轉,且該膜片背側具有橡膠墊可以由內殼體直接迫緊該膜片。
這個參考案的專利特點有三:主要特點,流道截面積平順,在入出口間流道包含有等面積的橢圓形截面並平順渡過到出入口圓形截面;其次,密封機構,其閥上蓋(殼體上部)由一外殼體與一內殼體構成,該外殼體可以緊鎖於該閥體(容納區域)之一的外環面,且該外殼體向下迫緊該內殼體,使該膜片被該內殼體之下緣迫緊於該容納區域的底部,該容納區域的內環面具有複數軸向凹槽,能確保該內殼體之外環面的複數軸向凸台相耦合,在旋緊該外殼體時該內殼體不會旋轉並給膜片作良好密封,在環形迫緊(問題3)是良好方案,但 是該C形迫緊結構之該底座缺乏剛性支撐,且具有厚實的結構也缺乏熱傳限制結構與散熱結構;其三,膜片過壓(問題8),該手輪連結該定位螺帽轉動,在該閥軸結合該膜片的一端,係用一插梢與一連接螺帽結合,而該膜片之一緊固螺帽安裝於該連接螺帽內側,且該緊固螺帽上有一軸向移動空間,當該閥軸迫緊該膜片時,該軸向移動空間可以減少膜片過壓(問題8),本參考案沒有提到工作溫度(問題1)、環境溫度(問題2)、閥軸受損(問題4)、定位鎖止(問題5)、位置指示(問題6)、位置失真(問題7)、錯誤動作(問題9)與洩漏警告(問題10),本參考案只能用在低溫而無法滿足所有的高溫新需求。
參考案十
2012年日本專利,JP2012189088A MANUAL VALVE,,這是第二類傳動方式具有一定位螺帽與一閥軸止轉的二個功能,該閥軸傳動共計使用零件:一手輪、一定位螺帽、一螺栓、一軸套筒、一個插銷,共計5個零件;熱源隔離:缺乏熱源隔離也無法做內部冷卻,無法滿足高溫使用需求;密封機構:閥上蓋(cover)內側包含有上下排列的一定位螺帽(slide nut)與一軸套筒(rod guide),該閥上蓋緊鎖於該閥體之開口側之內環面,該開口側的底部為該閥室,且向下迫緊該定位螺帽並迫緊該軸套筒,該軸套筒由插梢固定在該泵體上,且該膜片由該軸套筒之下緣直接迫緊於該閥體之閥室底部區域;本參考案有類似的C形迫緊結構,該C形迫緊結構包含有一迫緊部、一支撐臂、一底座,該施力件為空心的一引導柱,該引導柱由一外殼體緊鎖在一泵體之一容納區域,該支撐臂為該閥體之該容納區域,但是該C形迫緊結構 之該底座缺乏剛性支撐,且具有厚實的結構也缺乏熱傳限制結構與散熱結構,也沒有熱源隔離無法在200℃無氣體冷卻操作。
調整機構:具有定位鎖止(問題5),該手輪與該定位螺帽用螺栓相結合,但是在塑料結構這樣的作法容易鬆脫或零件受損,在長期使用仍有閥軸受損(問題4),其膜片止轉功能是來自軸套筒(rod guide),其專利特點有三:主要特點,膜片過壓(問題8),該手動機構安裝於該閥上蓋內,該閥軸結構上裝設一止動環,用來迫緊裝設在該軸套筒頂部的一受壓O型環,當閥軸向下移動關閉閥門時,該止動環會先壓迫到該O型環,這樣可以解決閥門施過大扭力而損毀之膜片過壓(問題8);其次,密封機構,該閥體開口側容納有該閥上蓋、該定位螺帽與該軸套筒,當閥上蓋緊鎖時可以迫緊該膜片,具有厚實的結構但缺乏熱傳限制結構與散熱結構;其三,本參考案的調整手輪用螺栓緊鎖在定位螺帽上可以轉動該定位螺帽,在調整到適當開度時,可以用一螺栓把該定位螺帽緊鎖在該閥上蓋,該閥軸尾端裝設有位置指示(問題6),閥軸可以達到定位鎖止(問題5)、不會有閥軸受損(問題4)、也不會有錯誤動作(問題9),但在長期使用上因為材質問題仍然會有定位鎖止(問題5)、閥軸受損(問題4),本參考案沒有提到工作溫度(問題1)、環境溫度(問題2)、位置失真(問題7)與洩漏警告(問題10),本參考案無法滿足所有的高溫新需求;2020年日本專利,JP2020037970A WRONG OPERATION PREVENTIVE COVER AND MANUAL VALVE WITH WRONG OPERATION PREVENTIVE COVER,該防止錯誤動作(問題9)的裝置有三個零件,一是固定環、一是保護罩與一個檢知部;本參考案沒有提到工作溫度(問題1)、環境溫度(問題2)、閥軸受損(問題4)、位置指示(問題6)、位置失真(問題7)與洩漏警告(問題10),本參考案無法滿足所有的高溫新需求。
由前面十個參考案的習知解決方案,除了參考案一有提出高溫隔離的方案以外,其餘的參考案只提出常溫下的部分解決方案,也就是沒有一個參考案有兼顧到問題1到問題5的手動閥核心需求;問題1到問題3也沒有解決,參考案一的C形迫緊結構之支撐臂強度不足,參考案九與參考案十的C形迫緊結構之該底座缺乏剛性支撐,有高厚度且沒有熱源隔離,這三個參考案都無法在200℃無氣體冷卻操作能滿足;位置標示(問題6)是常見的作法,參考案九與參考案十更缺乏發展更好的機構來同時滿足閥軸損壞(問題4)與定位鎖止(問題5),僅停留在用螺栓緊鎖的初步階段;雖然在閥軸裝設彈簧或在膜片非接液側增加橡膠件可以解決膜片過壓(問題8),但是沒有說明是用於高溫200℃是否適用,也沒有提供進一步更好的定位鎖止(問題5)與定位失真(問題7)的方案,因為橡膠材質無法使用在高溫200℃,而直接裝設在膜片非接液側的金屬類彈性材料用在高純淨製程會有金屬汙染的疑慮。
本發明的一密封結構,必須通過以下的測試條件才會滿足工作溫度(問題1)、環境溫度(問題2)、環形迫緊(問題3)等要求:測試組件只包含需要耐高溫耐高壓測試的組合件,包含一閥體、一膜片、一上閥體、一迫緊環、一閥軸等,其中不包含閥上蓋的支撐,烘烤溫度=200℃@烘烤時間>=6小時,在受測的氟樹脂閥回到常溫下,且在不經任何緊鎖調整下,只施以必要的出入口等密封進行高壓洩漏測試,測試壓力>=10kg/cm2,不會洩漏。
這樣的完全無散熱烘烤比實際使用條件嚴苛,完全在考驗該密封結構之環形迫緊(問題3),在高溫下的結構潛變是否造成密封面變形且迫緊力已 經降低;通過測試才能保證在沒有提供強制氣體冷卻下於
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200℃時正常運作,在提供強制氣體冷卻時可以於
Figure 109132798-A0305-02-0023-48
230℃高可靠度操作,工作溫度(問題1),且能在100℃環境溫度下運作,環境溫度(問題2),也代表該密封機構完全解決環形迫緊(問題3)。
本發明將延續參考案一,2020年台灣專利,TW202010966(A)Diaphragm Valve Structure,的技術內容進行創新,並運用習知高溫熱源隔離方法,包含熱傳限制方法與散熱方法,做出一密封機構的創新與一調整機構的創新,密封機構的創新在強化C形迫緊結構,也同時包含洩漏警告(問題10)的功能,適用於氣動閥與手動閥。
一種氟樹脂膜片閥,以一手動閥為例;該手動閥包含有一密封機構與一閥部等組成,提出創新內容來說明工作溫度(問題1)、環境溫度(問題2)、環形迫緊(問題3)等解決方案;一種氟樹脂膜片閥構造,係在無外部氣體強制冷卻下,供使用於200℃之流體輸送;該密封機構的構成零組件差異會區分為基本樣態、實施樣態一、實施樣態二、實施樣態三、實施樣態四。
基本樣態,該氟樹脂膜片閥之密封機構係由一閥部的相關零件與機構所構成;該閥部包含一閥體、一施力件、一閥上蓋、一膜片、一迫緊環等;該閥體包含一入口、一出口、一閥室、一環形部、一方形部等;該環形部包含有一密封面、一外環面、一最小直徑、一內環面、一肋板結構等;該環形部為一開口之深杯狀結構其底部為該閥室,該閥室的圓周,該開口由該閥上蓋來封閉,該閥上蓋包含有一內容室、一外環面、一頂部、一中心孔; 該膜片包含一圓周部、一彈性部、一中心部;該閥軸的一端有一固定端能緊鎖該膜片之該中心部;其專利特徵為:該密封機構包含有該環形部、該肋板結構、該密封面、該膜片、該迫緊環、該施力件與一迫緊面等;該迫緊面為該施力件的一個結構面,由該迫緊面連結該環形部到該密封面形成一C形迫緊結構;該C形迫緊結構的一迫緊部為包含有該施力件,且該施力件係緊鎖在該環形部者;該C形迫緊結構的一支撐臂為該環形部及該肋板結構提供整體結構強度;該C形迫緊結構的底座為該密封面,由該最小直徑、該閥室支流道側壁與該肋板結構所支撐;經由緊鎖迫緊把迫緊面向下移動,使受迫緊的該迫緊環與該膜片由該迫緊面與該密封面夾住以防止洩漏;該迫緊環其截面為近似長方形的環形結構,具有兩端包含有一受力端、一迫緊端;該迫緊端為一鈍角;該肋板結構位於該環形部之外環面,由複數個水平開口格子狀且成環狀結構;該肋板結構之軸向連結到該方形部,其軸向分布位置涵蓋該最小直徑、該迫緊環與該迫緊面之結構;當該膜片安裝在該閥室時,該圓周部貼合於該密封面;該迫緊環安裝於該施力件之迫緊槽;該迫緊面會有一施力F施加在該受力端,使具有一鈍角β的該迫緊端迫緊在該圓周部,最佳的該鈍角β的角度範圍,110°
Figure 109132798-A0305-02-0024-50
β
Figure 109132798-A0305-02-0024-51
150°;該密封面受力F時由該外環部之該肋板結構支撐,及該方形部與該閥室之流道側壁所支撐;該迫緊力F與該圓周部的受力面之法線N有一施力角ε,該施力角ε的角度範圍,0°<ε
Figure 109132798-A0305-02-0024-49
15°。
該肋板結構由複數個水平開口格子狀且成環狀結構;該肋板結構被設置在該環形部之該外環面且軸向的一側連結該方形部,分布位置涵蓋該最小直徑,該肋板結構其軸向另一側涵蓋該迫緊環,該最小直徑有熱傳截面積限制能並減少熱量傳遞。
該膜片受管道壓力膨脹變形時,該圓周部的材料會因受力拉扯而產生位移,該膜片之該圓周部的截面形狀為楔形,在外圓側有較大厚度,連結該彈性部的內圓側有較薄厚度。
該圓周部包含有上下二側面,一上側面為一受力面,一下側面為一密合面,該密合面與該受力面互為非平形之平面或圓錐面,該密合面會貼合該環形部之該密封面,該受力面會被該迫緊環之該迫緊端砥住迫緊;該密封面可以為圓錐面或水平面。
實施樣態一,該環形部之外環面設有一外螺牙,該肋板結構其軸向另一側連結該外螺牙;該閥上蓋包含有一內容室、一外環面、一內螺牙、一頂部、一軸毂部、一中心孔、一密封肋板等;該施力件為該密封肋板;該密封肋板位於該軸毂部與該內螺牙之間,形成一螺牙槽位於環形的該密封肋板與該內螺牙間,也形成型一軸毂槽位於該軸毂部與環形該密封肋板間;環形的該密封肋板的下端裝設有環形的一迫緊槽,其槽開口為向該內螺牙與向下開口,在該迫緊槽的上方底部設有該迫緊面;該迫緊環會被安裝在環形的該迫緊槽內;該軸毂部與環形該密封肋板間有複數徑向肋板連結,提供該密封肋板更高的剛性,並隔絕由該閥軸傳遞過來的熱量;該閥上蓋用該環形部緊鎖封閉時,該環形部之結構會嵌入該螺牙槽中,該密封肋板的外環面設有複數凸縱肋,該複數 凸縱肋會鄰接於該環形部的內環面,提供結構剛性並隔絕由該膜片之圓周部傳遞過來的熱量。
實施樣態二,該施力件為一上閥體,該上閥體包含有一緊鎖螺牙、一軸孔、一個或一個以上的環形槽、複數個槽肋板、一膜片室、一迫緊槽;該迫緊槽有一迫緊面;該環形部的內環面裝設有一內螺牙,該緊鎖螺牙緊鎖於該內螺牙;該上閥體緊鎖於該內螺牙,該迫緊環裝設於該迫緊槽;該肋板結構的軸向分布位置涵蓋該最小直徑與該內螺牙的複數個螺牙。
實施樣態三,繼承該實施樣態二,該施力件為一上閥體;該環形部之外環面設有一外螺牙,該內螺牙與該外螺牙有複數個螺牙在軸向位置相重疊,且該肋板結構連結該外螺牙;該閥上蓋設有一內螺牙用來與該環形部之該外螺牙緊鎖封閉;該環形部之該內螺牙的軸向位置分布是被該外螺牙與該肋板結構的軸向長度所涵蓋;該閥上蓋緊鎖在該外螺牙時,該閥上蓋之該內螺牙會跟該上閥體的緊鎖螺牙在軸向分布有複數螺牙相重疊。
實施樣態四,繼承該實施樣態二,該施力件為一上閥體,該肋板結構的軸向分布涵蓋該環形部的該內螺牙的軸向分布位置;該閥上蓋的該外環面設置有複數個相間隔的環形肋板。
該密封機構的效果,該迫緊環在受迫緊時,該迫緊環會受力變形並對該密封肋板、該環形部反向施予反作用力,該肋板結構承受前述的反作用力並提供環狀結構的支持,該肋板結構之該環形肋板是用大外徑來代替厚的該環形部的厚壁結構,也就是該C形迫緊結構的該支撐臂提供整體結構強度,而該迫緊環的施力F之施力角ε可以阻擋該膜片之該圓周部之材料移動;該迫緊環的位置都遠離該熱源區且受熱源隔離方法保護;在高溫環境與輸送高溫液體 時,該密封機構的結構將受到完整的支撐而能降低潛變風險而且能通過嚴苛測試。
該調整機構,創新內容包含該閥軸傳動只使用三個零件,比習知技術使用五個零件更少,可以大幅簡化結構與製造成本,還能更進一步解決有閥軸受損(問題4)與定位鎖止(問題5)等核心問題,並說明位置指示(問題6)、位置失真(問題7)、膜片過壓(問題8)與錯誤動作(問題9)等問題的解決方案及內容,適用於空心閥軸與實心閥軸。
該調整機構裝設在該閥上蓋的頂部,包含有該閥軸、一調整座、一調整輪環、一位移指示器、一定位螺帽組、一緊鎖螺帽組、一安全蓋等零件;該調整輪包含有一頂部、一外環面、一內環面、一輪轂;該C扣環包含有一外環面、一內徑孔、一開口部、一寬度B、一厚度T,該開口部的二端具有一對工具孔;該調整座可以跟該閥上蓋為一體或是分開用螺栓緊鎖,最佳時施例為分開者,可以經由一定位柱確保該調整座位於同心位置;該定位螺帽組與該緊鎖螺帽組都是由二個螺帽組成;該閥軸傳動的專利特徵為:該閥軸還包含有一滑動部、一調整螺牙、一緊鎖螺牙等;該調整座還包含有外環凹槽、一工具開口、一滑動孔;該調整輪還包含有一內環凹槽、一調整螺孔、一工具開口;該C扣環包含有該開口部的二端具有一對定位柱,其上各有一工具孔,該定位柱的內側面位於該內徑孔的內徑上,該定位柱的徑向後度不大於該調整座的該工具開口的深度; 該C扣環被安裝於該調整座之外環凹槽與該調整輪之該內環凹槽構成的槽中,該C扣環之外徑小於該內環凹槽之內徑,該C扣環之內徑大於該外環凹槽之內徑,該C扣環可以把該調整輪軸向定位在該調整座上的軸向固定位置;該C扣環的定位柱可以定位於該調整座的該工具開口內,確保該C扣環不會隨該調整輪旋轉而方便於維修;該閥軸的該滑動部與該調整座的滑動孔相耦合,可以防止該轉軸轉動;該閥軸的該調整螺牙與該輪轂的調整螺孔相耦合,可以轉動該手輪來升降該閥軸;達成之效果,該手輪之該輪轂上的該調整螺孔與經由該C扣環提供定位與轉動功能,該調整座的該滑動孔提供該閥軸止轉功能,只使用到三個零件就完成第二類閥軸傳動的功能。
該閥軸安全與緊鎖防止閥軸受損(問題4)與定位鎖止(問題5)的專利特徵為:門型長條狀之該位移指示器安裝於該調整之該頂部上,該位移指示器包含有一位移空間、二個固定孔、一中心孔;該內環凹槽與該外環凹槽有相同的槽寬W,且能與該C扣環的厚度T做滑動配合;該槽寬W-0.0mm>=T>=W-0.1mm,讓該調整輪可以跟該調整座做平順相對轉動;該閥軸的緊鎖螺牙穿過該調整輪之調整螺牙孔,並穿過該位移指示器的該中心孔; 在閥門的適當開度位置,使用該緊鎖螺帽組把該閥軸緊鎖在該位移指示器上,讓該閥軸承受的管路壓力波傳遞到該調整輪並透過該C扣環傳遞到該閥體結構,完全避免該閥軸之該調整螺牙受損與管路壓力波;該閥軸定位歸零防止位置失真(問題7)與膜片過壓(問題8)的專利特徵為:當該膜片被適當緊鎖在該閥室之一閥座上時,這時閥完全關閉也相當於閥開度的零點,該定位螺帽組的下方螺帽就會調整貼在該調整輪之該頂面上,並用上方的螺帽緊鎖把該定位螺帽組固定在閥軸上,可以用該定位螺帽組的二個螺帽中間成為位置指示的基準平面,會對應對該位移刻度的零點;當閥門關閉時該閥軸向下移動,該定位螺帽組就會貼在該調整輪的該頂部,阻止使該閥軸繼續向下移動造成該膜片過壓。
該閥軸位置指示(問題6)的專利特徵為:該位移指示器含包含有一刻度尺,用來讀取閥門開度位置,經過歸零的該定位螺帽組的二個螺帽之間的結合線就可以當作指標,對應到該刻度尺的讀數就是閥門開度;該閥軸位置指示(問題6)的另一專利特徵為:該位移指示器包含有一位移空間、二個固定孔、一中心孔、一限位螺栓、一緊鎖螺帽組;當該位移指示器安裝於該氣動閥之閥上蓋之頂部時;該閥軸的緊鎖螺牙穿過該閥上蓋之一中心孔,並位於該位移指示器的該位移空間,在該位移指示器之中心孔裝設一限位螺栓及該緊鎖螺帽組,當限位螺栓的尾端高度調整好並鎖緊該緊鎖螺帽組,該閥門開啟時這時該限位螺栓的尾端會抵住該 閥軸的尾端,當該氣動閥啟動時,該閥門的開度會被限制於該限位螺栓的位置。
該閥軸錯誤動作(問題9)的專利特徵為:該安全蓋包含有一內容室、一固定邊、一鎖固肋、一鎖固孔;該位移指示器還包含有一安全座、一鎖固肋、一鎖固孔,該安全蓋之該固定邊可以安裝在該位移指示器之安全座,該安全蓋之該內容室可以把該位移指示器整個涵蓋,使該安全蓋之該鎖固肋能與該位移指示器之該鎖固肋相配合,並可以在二個相通的該鎖固孔用一個鎖來所固,除非使用鑰匙才能打開,可以防止不相關人員誤操作,雖然該調整輪沒有被涵蓋,但該緊鎖螺帽組已把該閥軸與該位移指示器緊鎖一起,這時該調整輪是無法操作。
一種氟樹脂膜片閥構造,該氟樹脂膜片閥包含一氣體冷卻流道,該氣體冷卻流道的構成,包含有一閥體、一膜片、一迫緊環、一閥軸等,其專利特徵為:該閥軸為空心軸,包含有一固定端、空心軸桿、複數通氣孔等;該閥體具有一環形部設有一個或一個以上的冷卻氣孔,能直接由該冷卻氣孔直接引入冷卻空氣,或由一個或複數個管接頭引入外部強制冷卻氣體,連接該環形部內側設有一冷卻氣體環槽,再流經該迫緊環上設有複數個冷卻氣體導孔,再連接該膜片室之非接液側的膜片空間,再經由該閥軸之該固定端設有複數軸通氣孔進入軸心孔,由該管接頭或由該軸心出口排出氣體;在蒐集洩漏液體之蒸氣做為洩漏警告(問題10)的方法有,由該冷卻氣孔連接一蒐集管道偵測系統,或由該閥軸的尾端接一蒐集管道來偵測,也滿足工作溫度(問題1)等需求。
1a:手動閥,第一實施例
1b:手動閥,第三實施例
1c:手動閥,第四實施例
1d:氣動閥,第二實施例
1e:氣動閥,第五實施例
10a:閥部
10b:閥部
10c:閥部
10d:驅動汽缸
13:螺栓柱
14:氣體柱
141:驅動氣體
142:冷卻氣體
15:熱源區
151:熱傳限制
16:內部冷卻
162:冷卻氣孔
163:冷卻氣體環槽
164:冷卻氣孔
165:膜片空間
166:軸通氣孔
167:軸心孔
17:汽缸空間
171:氣體空間
172:彈簧空間
18:C形迫緊結構
180:施力件
181:迫緊部
182:支撐臂
183:底座
2a:閥體,第一實施例
2b:閥體,第二/三/四實施例
2c:閥體,第四實施例
21:入口
22:出口
23:閥室
231:閥座
232:流道
24a:環形部,第一實施例
24b:環形部,第二/三/四實施例
24c:環形部,第四實施例
240:密封面
241:最小直徑
242:內螺牙
243:外螺牙
244a:肋板結構,第一實施例
244b:肋板結構,第二/三/四實施例
244c:肋板結構,第四實施例
345:外環面
246:接合面
247:內環面
248:汽缸密封槽
249:冷卻氣體密封
249a:驅動氣體密封
25a:方形部,第一/二/三/四實施例
25b:方形部,第五實施例
3a:密封機構,第一實施例
3b:密封機構,第二/三/四/五實施例
30:膜片
301:圓周部
302:彈性部
303:中心部
304:受力面
305:密合面
N:法線
31:迫緊環
311:外環面
312:內環面
313:密封環槽
314:受力端
315:迫緊端
32:上閥體
321:緊鎖螺牙
322:迫緊槽
323:軸孔
324:環形槽
325:槽肋板
326:膜片室
327:迫緊面
E:施力角
F:施力
4a:閥軸,第一實施例
4b:閥軸,第二/五實施例
4c:閥軸,第三實施例
4d:閥軸,第四實施例
41:固定端
411:螺栓孔
412:螺帽
413:導氣孔
414:螺栓
42:軸桿
44:活塞
441:環形肋板
442:直肋板
45:滑動部
46:調整螺牙
47:緊鎖螺牙
6a:閥上蓋,第一實施例
6b:閥上蓋,第二/三/四實施例
6c:閥上蓋,第五實施例
61:內容室
611:內環面
62:外環面
621:環形肋板
63:頂部
64:中心孔
65:內螺牙
H:位移高度
66:密封肋板
661:迫緊槽
662:迫緊面
663:螺牙槽
664:軸毂槽
665:凸縱肋
67:接合面
68:軸轂部
682:滑軸孔
683:徑向肋
69:定位孔
7:調整機構
70:限位螺栓
701:定位輪
702:螺牙部
703:定位端
704:緊鎖螺帽
71:調整座
711:肩部
712:頸部
713:內部空間
714:定置座
715:定置螺牙
716:外環凹槽
717:工具開口
718:滑動孔
719:定位柱
72:定置環
721:凸緣
722:外環面
723:內長形孔
73:定置螺套
731:外螺牙
732:中心孔
733:扭緊部
74:調整輪
741:頂部
742:外環面
743:內環面
744:內環凹槽
745:輪轂
746:調整螺牙孔
747:工具開口
75:C扣環
751:外環
752:內徑孔
753:開口部
754:工具孔
755:定位柱
B:寬度
T:厚度T
76:位移指示器
761:位移空間
762:位移刻度
763:固定孔
764:中心孔
765:安全座
766:鎖固肋
767:鎖固孔
768:缺口槽
769:定位柱
77:定位螺帽組
78:緊鎖螺帽組
79:安全蓋
791:內容室
792:固定邊
793:鎖固肋
794:鎖固孔
8:金屬手動膜片閥
80:閥體
801:出口
802:入口
803:閥室
804:密封面
81:膜片
811:中央部
812:圓周部
813:橡膠墊
82:支撐盤
821:肋板
822:T形槽
83:閥上蓋
831:軸心孔
832:肋槽
833:滑動面
834:螺栓孔
835:迫緊面
836:定位孔
84:閥軸
841:T形軸端
842:調整螺牙
843:尾端
85:定位螺帽
851:螺牙孔
852:旋轉環
853:方形環
854:法蘭
855:定位螺栓
86:位置指示器
87:手輪
871:中心孔
872:方形孔
873:固定螺栓
874:滑動面
88:螺栓
[第一A圖]係為本發明實施例之膜片閥的密封機構細部示意圖。
[第一B圖]係為本發明實施例之膜片閥的膜片示意圖。
[第一C圖]係為本發明實施例之膜片閥的迫緊環示意圖。
[第一D圖]係為本發明實施例之膜片閥的密封面與施力角示意圖。
[第一E圖]係為本發明實施例之膜片閥的C形迫緊機構示意圖。
[第二A圖]係為本發明實施例之膜片閥的手動調整裝置細部圖(調整機構為獨立件)示意圖。
[第二B圖]係為本發明實施例之膜片閥的閥軸示意圖之一。
[第二B’圖]係為本發明實施例之膜片閥的閥軸示意圖之一。
[第二C圖]係為本發明實施例之膜片閥的調整座示意圖之一。
[第二C’圖]係為本發明實施例之膜片閥的調整座示意圖之二。
[第二D圖]係為本發明實施例之膜片閥的調整輪示意圖之一。
[第二D’圖]係為本發明實施例之膜片閥的調整輪示意圖之二。
[第二E圖]係為本發明實施例之膜片閥的C扣環示意圖之一。
[第二E’圖]係為本發明實施例之膜片閥的C扣環示意圖之二。
[第二F圖]係為本發明實施例之膜片閥的位移指示器示意圖。
[第二G圖]係為本發明實施例之膜片閥的安全蓋示意圖。
[第三A圖]係為本發明第一實施例之加強熱源隔離之手動閥1a示意圖。
[第三B圖]係為本發明實施例之手動閥1a的閥體及環形部示意圖。
[第三C圖]係為本發明實施例之手動閥1a的閥上蓋示意圖之一。
[第三C’圖]係為本發明實施例之手動閥1a的閥上蓋示意圖之二。
[第四A圖]係為本發明第二實施例之常閉氣動閥1d示意圖。
[第四B圖]係為本發明實施例之常閉氣動閥1d的閥體立體剖面示意圖。
[第四C圖]係為本發明實施例之常閉氣動閥1d的上閥體示意圖之一。
[第四C’圖]係為本發明實施例之常閉氣動閥1d的上閥體示意圖之二。
[第四D圖]係為本發明實施例之常閉氣動閥1d的閥軸組示意圖之一。
[第四D’圖]係為本發明實施例之常閉氣動閥1d的閥軸組示意圖之二。
[第四E圖]係為本發明實施例之常閉氣動閥1d的具有凹槽的迫緊環示意圖。
[第五A圖]係為本發明第三實施例之具有上閥體之手動膜片閥1b結構示意圖。
[第五B圖]係為本發明第四實施例之具有上閥體之手動膜片閥1c結構示意圖。
[第五C圖]係為本發明實施例之具有上閥體之手動膜片閥的閥上蓋與調整座示意圖之一。
[第五C’圖]係為本發明實施例之具有上閥體之手動膜片閥的閥上蓋與調整座示意圖之二。
[第五D圖]係為本發明實施例之具有上閥體之手動膜片閥的定置環示意圖。
[第五E圖]係為本發明實施例之具有上閥體之手動膜片閥的定置螺套示意圖。
[第五F圖]係為本發明實施例之常閉氣動閥1d的閥軸組示意圖之一。
[第五F’圖]係為本發明實施例之常閉氣動閥1d的閥軸組示意圖之二。
[第五F”圖]係為本發明實施例之常閉氣動閥1d的閥軸組示意圖之三。
[第六圖]係為本發明實施例之膜片閥的閥門全部開啟示意圖。
[第七A圖]係為本發明第五實施例之加強熱源隔離之常開氣動閥1e示意圖。
[第七B圖]係為本發明實施例之加強熱源隔離之常開氣動閥1e的閥本體示意圖。
[第七C圖]係為本發明實施例之加強熱源隔離之常開氣動閥1e的閥上蓋示意圖。
[第七D圖]係為本發明實施例之加強熱源隔離之常開氣動閥1e的閥等角剖面示意圖。
[第八圖]係為本發明實施例之加強熱源隔離之常開氣動閥1e的冷卻氣體流道示意圖。
[第九圖]係為習知手動金屬閥示意圖。
本發明以手動膜片閥為例:說明手動閥1a之該密封機構3(請參考第一A圖)與該調整機構7(請參考第二A圖)。第一實施例請參考第三A圖,說明手動閥1a有一閥上蓋6a,該閥上蓋6a具有一密封肋板66,該密封肋板66為該施力件,且具有該密封機構3a。第二實施例請參考第四A圖,說明該調整機構7修改為一限位機構且應用在常閉氣動閥1d,該常閉氣動閥1d有密封機構3b並且具有一上閥體32,該上閥體32為該施力件,該限位機構包含有一位移指示器76、一限位螺栓70與一安全蓋79。第三實施例請參考第五A圖,為一獨立的該調整機構7應用在常閉氣動閥1b,該常閉氣動閥1b有密封機構3b,而具有一上閥體32,該上閥體32為該施力件。第四實施例請參考第五B圖,本實施例進一步說明該調整機構7與該閥上蓋為一體裝設,為該常閉氣動閥1c。第五實施例說明常開氣動閥1e之加強熱源隔離機構,該常開氣動閥1e有實施密封機構3b具有一上閥體32,該上閥體32為該施力件。第六實施例說明該冷卻氣體流道16。以下的實施方法將進一步詳細說明:所有的說明圖式請參考第一A圖、第一B圖、第一C圖、第一D圖、第一E圖、第二A圖、第二B圖、第二B’圖、第二C圖、第二C’圖、第二D圖、第 二D’圖、第二E圖、第二E’圖、第二F圖、第二G圖、第三A圖、第三B圖、第三C圖、第三C’圖、第四A圖、第四B圖、第四C圖、第四C’圖、第四D圖、第四D’圖、第四E圖、第五A圖、第五B圖、第五C圖、第五C’圖、第五D圖、第五E圖、第五F圖、第五F’圖、第五F”圖、第六圖、第七A圖、第七B圖、第七C圖、第七D圖、第八圖、第九圖。
以下以基本樣態與實施樣態一為主軸,並包含實施樣態二、實施樣態三、實施樣態四之不同的實施例,不同編號代表結構調整,例如肋板結構244a/244b/244c是指一肋板結構244有三種實施樣態分別以244a、244b、244c三個符號來標示,都有達到相同的效果。
一密封機構3a/3b,以下以基本樣態與實施樣態一為主軸;請參考第一A圖,該密封機構3a/3b包含有一膜片30、一迫緊環31、一迫緊面327/662、一密封面240、一環形部24a/24b/24c、一肋板結構244a/244b/244c等;該密封機構3a/3b係以一閥體2a/2b/2c為主要結構,該閥體2a/2b/2c包含一入口21、一出口22、一閥室23、該環形部24a/24b/24c、一方形部25a/25b等。
該環形部24a/24b/24c為一開口杯狀結構由一閥上蓋6a/6b/6c來密封,包含有該密封面240、一外環面245、一最小直徑241、該閥室23、該肋板結構244a/244b/244c,在該閥室23的外緣設有該密封面240,其下方還有一方形部25a/25b與相結合來提供支撐,其中,該肋板結構244a/244b/244c位於該環形部24a/24b/24c的外環面245;該環形部24a/24b/24c還包含有一個或一個以上的冷卻氣孔162、一氣體冷卻環槽163。
該閥上蓋6a/6b/6c包含有一內容室61、一外環面62、一頂部63、一中心孔64、一密封肋板66;該迫緊面662/327係來自該施力件,其他閥結構之零件或結構,例如該施力件為該密封肋板66或一上閥體32,這些零件或結構都會與該環形部24a/24b/24c相緊鎖。
該肋板結構244a/244b/244c由複數個水平開口格子狀且成環狀結構,軸向的一側連結該方形部25a/25b,分布位置涵蓋該最小直徑241,軸向的另一側涵蓋該迫緊環31。
該肋板結構244a/244b/244c由一個或一個以上相間隔的環狀肋板與複數相間隔的垂直肋板組成,且該複數垂直肋板係由該方形部25a/25b軸向連結到全部的該環狀肋板。
請參考第一B圖,該膜片30包含一圓周部301、一彈性部302、一中心部303,該圓周部301包含有上下二側面,一上側面為一受力面304,一下側面為一密合面305。
請參考第一C圖,該迫緊環31其截面為近似長方形的環形結構,具有兩端包含有一受力端314、一迫緊端315,該迫緊端315為一鈍角β,最佳實施例,110°
Figure 109132798-A0305-02-0035-52
β
Figure 109132798-A0305-02-0035-53
150°。
請參考第一D圖,該膜片30受管道壓力膨脹變形時,該圓周部301的材料會因受力拉扯而產生位移,該圓周部301的截面形狀為楔形,在外圓側有較大厚度,連結該彈性部的內圓側有較薄厚度;該圓周部301包含有上下二側面,該上側面為該受力面304,該下側面為該密合面305,該密合面305與該受力面304互為非平形之平面或圓錐面,該密合面305會貼合該環形部 24a/24b/24c之該密封面240,該受力面304會被該迫緊環31之該迫緊端315砥住迫緊;該密封面240可以為圓錐面或水平面。
請參考第一A圖與第二B圖,該閥軸4a/4b/4c為一空心軸,包含有一固定端41、一軸桿42等,該固定端41具有複數導氣孔413與一螺栓孔411,該固定端41可以安裝一螺栓414與一螺帽412來緊鎖該膜片30,該閥軸4a/4b/4c與該膜片30可以做相對轉動;把該迫緊環31安裝在該膜片的該圓周部301;把該膜片30連同該軸心一起安裝在該環形部24a/24b/24c的該密封面240上。
請參考第一D圖,緊鎖時,該迫緊面327/662與該受力端314產生滑動並有一迫緊力F施加在該受力端314,使具有鈍角β(請參考第一C圖)的該迫緊端315能靜止並迫緊在該圓周部301;該密封面240受力F迫緊時,由該環形部24a/24b/24c之該肋板結構244a/244b/244c支撐,及該方形部25a/25b與該閥室23之流道側壁所支撐;該迫緊力F與該圓周部301的之法線N有一施力角ε,該施力角ε的角度範圍,0°<ε
Figure 109132798-A0305-02-0036-54
15°;該迫緊環31受力會產生變形並施力在該膜片30之該圓周部301上,同時該圓周部301貼合的該密封面240也同時受力,該密封面240下方的該最小直徑241及該方形部25a/25b的結構也提供支撐,該最小直徑241有熱傳截面積限制能並減少熱量傳遞。
請參考第一E圖,該迫緊面327/662連結該環形部24a/24b/24c到該密封面240形成一C形迫緊結構18;該C形迫緊結構18的一迫緊部181為包含有該施力件66,圖上的該施力件為一閥上蓋6a之一密封肋板66,且該施力件66係緊鎖在該環形部24a/24b/24c者;該C形迫緊結構18的一支撐臂182為該環形部24a/24b/24c及該肋板結構244a/244b/244c提供整體結構強度;該C形迫緊結構18的一底座183為該密封面240,由該最小直徑241、該閥室23之流道側壁與該肋 板結構244a/244b/244c所支撐;經由緊鎖迫緊把迫緊面327/662向下移動,使受迫緊的該迫緊環31與該膜片30由該迫緊面327/662與該密封面240夾住以防止洩漏。
請參考第二A圖,一調整機構7,將實施在不同的實施例,這裡的不同編號代表不同的結構調整,都達到相同的閥門開度調整效果。該調整機構7可以用螺栓緊鎖在一閥上蓋6a/6b/6c之該頂部63,包含有該閥軸4a/4b/4c/4d、一調整座71、一調整輪74、一位移指示器76、一定位螺帽組77、一緊鎖螺帽組78、一安全蓋79等零件;該定位螺帽組77與該緊鎖螺帽組78都是由二個螺帽組成。
請參考第二B圖及第二B’圖,該閥軸4a/4b/4c/4d,其中該閥軸4a還包含有一滑動部45、一調整螺牙46、一緊鎖螺牙47,該滑動部45是平行切邊軸。
請參考第二C圖及第二C’圖,該調整座71包含有一肩部711、一頸部712、一內部空間713、外環凹槽716、一工具開口717、一滑動孔718;該調整座71可以跟該閥上蓋6a/6b/6c為一體或是分開用螺栓緊鎖,最佳時施例為分開者,該調整座71包含有一定位柱719可以跟該閥上蓋6a/6b/6c之一定位孔69(第二A圖)相結合,來確保該閥軸4a/4b/4c的同心定位,該調整座71設有複數螺栓孔(未標示),可以緊鎖在該閥上蓋的複數螺牙孔(未標示)。
請參考第二D圖及第二D’圖,該調整輪74包含有一頂部741、一外環面742、一內環面743、一內環凹槽744、一輪轂745、一調整螺孔746、一工具開口747。
請參考第二E圖及第二E’圖,一C扣環75包含有一外環751、一內徑孔752、一開口部753、二個工具孔754、一寬度B、一厚度T,該開口部753的二端具有該工具孔754,一定位柱755的內側面位於該內徑孔752的內徑上,該定位柱755的徑向厚度不大於該調整座71的該工具開口717的深度。
請參考第二F圖,門型長條狀之該位移指示器76安裝於該調整輪74之該頂部741上,門型長條狀之該位移指示器76包含有一位移空間761、一位置刻度762、二個固定孔763、中心孔764。
請參考第二F圖、第二G圖,該調整機構7還可以裝設該安全蓋79包含有一內容室791、一固定邊792、一鎖固肋793、一鎖固孔794;該位移指示器76還包含有一安全座765、一鎖固肋766、一鎖固孔767,該安全蓋79之該固定邊792可以安裝在該位移指示器76之具有一缺口槽768之安全座765,該安全蓋79之該內容室791可以把該位移指示器76整個涵蓋,使該安全蓋79之該鎖固肋793能與該位移指示器76之該鎖固肋766相配合,並可以在二個相通的該鎖固孔767與鎖固孔794用一個鎖來鎖固,除非使用鑰匙才能打開,可以防止不相關人員誤操作,雖然該調整輪74沒有被涵蓋,但該緊鎖螺帽組78已把該閥軸4a與該位移指示器76緊鎖一起(第二A圖),這時該調整輪74是無法操作。
請參考第二A圖,該閥軸4a/4b/4c/4d的該滑動部45與該調整座71的滑動孔718相耦合,可以防止該轉軸4a/4b/4c/4d轉動;該閥軸4a/4b/4c/4d的該調整螺牙46與該輪轂745的調整螺孔746相耦合,可以轉動該調整輪74來升降該閥軸4a/4b/4c/4d;該閥軸4a/4b/4c/4d的緊鎖螺牙46穿過該調整輪74之調整螺牙孔746,並穿過該位移指示器76的該中心孔764。
請參考第一A圖與第二A圖,當該膜片30被適當緊鎖在該閥室23之一閥座231上時,這時閥完全關閉也相當於閥開度的零點,該定位螺帽組77的下方螺帽就會調整貼在該調整輪74之該頂部741上,並用上方的螺帽緊鎖把該定位螺帽組77固定在該閥軸4a/4b/4c/4d上,可以用該定位螺帽組77的二個螺帽中間成為位置指示的基準平面,會對應對該位移指示器76之一位移刻度762的零點;當閥門關閉時該閥軸4a/4b/4c/4d向下移動,該定位螺帽組77就會貼在該調整輪74的該頂部741,阻止使該閥軸4a/4b/4c/4d繼續向下移動造成該膜片30過壓。
在閥門的適當開度位置,使用該緊鎖螺帽組78把該閥軸4a/4b/4c/4d緊鎖在該位移指示器76上,讓該閥軸4a/4b/4c/4d承受的管路壓力波傳遞到該調整輪74並透過該C扣環傳遞到該閥體結構,完全避免該閥軸4a/4b/4c/4d之該調整螺牙46受損於管路壓力波;該位移指示器76含包含有該位移刻度762,用來讀取閥門開度位置,經過歸零的該定位螺帽組77的二個螺帽之間的結合線就可以當作指標,對應到該位移刻度762的讀數就是閥門開度。
該C扣環75被安裝於一凹槽中,由該調整座71之外環凹槽716與該調整輪74之該內環凹槽744構成,該C扣環75之外徑小於該內環凹槽744之內徑,該C扣環75之內徑大於該外環凹槽716之內徑,該C扣環75可以把該調整輪74軸向定位在該調整座71上的軸向固定位置。
該內環凹槽744與該外環凹槽716有相同的槽寬W,且能與該C扣環75的厚度T做滑動配合;該槽寬W-0.0mm>=T>=W-0.1mm,讓該調整輪74可 以跟該調整座71做平順相對轉動,並管路壓力波經由該閥軸4a/4b/4c/4d傳遞到該環形部24a/24b/24c;該C扣環75的定位柱755可以定位於該調整座71的該工具開口717內,確保該C扣環75不會隨該調整輪74而旋轉以方便於維修,配合參閱第二E圖及第二E’圖。
達成之效果,該調整輪74之該輪轂745上的該調整螺孔746與經由該C扣環75提供定位與轉動功能,該調整座71的該滑動孔718提供該閥軸4a/4b/4c/4d止轉功能,只使用到三個零件就完成第二類閥軸傳動的功能。
第一實施例,請參考第三A圖,該手動閥1a包含有一密封機構3a、一調整機構7與一閥部10a等組成,該密封機構3a以實施樣態一來說明;該閥部10a包含有一閥體2a、一閥上蓋6a、該膜片30、該迫緊環31、一閥軸4a等。
請參考第三A圖、第三B圖,該閥體2a包含該入口21、該出口22、該閥室23、一環形部24a、一方形部25a等;該出口22、該入口21、該閥室23為輸送液體流動空間為熱源區15;該環形部24a與該方形部25a均有熱傳限制151之結構;該環形部24a還包含有一外螺牙243、一內環面247等;把該閥軸4a穿過閥上蓋6a的該輪鼓部68之一中心孔64,就可以把該閥上蓋6a緊鎖在該環形部24a的外螺牙243。
請參考第三A圖、第三C圖及第三C’圖,該閥上蓋6a還包含有一軸轂部68、一中心孔64;該閥上蓋6a還設有軸向環形的該密封肋板66,位於該軸毂部68與該內螺牙65之間,形成一螺牙槽663位於環形的該密封肋板66與該內螺牙65間,也形成一軸轂槽664位於該軸轂部68與環形該密封肋板66間,環形的該密封肋板66的下端裝設有環形的一迫緊槽661,其槽開口為該螺牙槽663 側與向下開口,在該迫緊槽661的上方底部設有一迫緊面662;該迫緊環31會被安裝在環形的該迫緊槽661內;有複數徑向肋板683連結該密封封肋板66與該輪轂部68;該軸毂部68與環形該密封肋板66間有複數徑向肋板683連結,提供該密封肋板66更高的剛性,並隔絕由該閥軸4a傳遞過來的熱量;該密封肋板66的外環面設有複數凸縱肋665,該複數凸縱肋665會鄰接於該環形部24a的內環面247,提供結構剛性並隔絕由該膜片30之圓周部301傳遞過來的熱量。
第三A圖,該密封機構3a的結構支撐包含有該環形部24a、該膜片30、該迫緊環31、該肋板結構244a與該閥上蓋6a,該肋板結構244a的軸向另一側連結該外螺牙243;該閥上蓋6a用與該環形部24a做迫緊封閉時,該環形部24a之結構會嵌入該螺牙槽663中。
第三A圖,該調整機構7裝設在該閥上蓋6a的該頂部63,並經由該調整座71的定位柱719與該閥上蓋6a之該定位孔69耦合,該調整機構7包含有該閥軸4a、該調整座71、該調整輪74、該位移指示器76、該定位螺帽組77、該緊鎖螺帽組78、該安全蓋79等零件。
第二實施例,請參考第四A圖、第四D圖及第四D’圖,說明該位移指示器76應用在具有實施密封機構3b的一常閉氣動閥1d,該密封機構3b以實施樣態二與實施樣態三來說明,且該位移指示器76具有開度限位之功能;該常閉氣動閥1d包含有一閥部10b、一驅動汽缸10d、該密封機構3b、該位移指示器76等組成;該閥部10b包含有一閥體2b、該膜片30、該迫緊環31、該上閥體32、該閥軸4b等;該驅動汽缸10d係由該上閥體32到該閥上蓋6b所氣密的一汽缸空間17,並由該閥軸4b之該活塞44把該空間分隔成一氣體空間171、一彈簧空間172,在上方的該彈簧空間172裝設一組彈簧保持該膜片30 常閉,在下方的該氣體空間171可以導入高壓空氣來打開該膜片30,而閥門的開度可以經由該調整機構7來設定;該閥上蓋6b還包含有一內螺牙65、一位移高度H(該位移高度H可參閱第五A圖)、一定位孔69。
請參考第四B圖,該閥體2b包含該入口21、該出口22、該閥室23、一環形部24b、一方形部25a等;該環形部24b還包含有一內螺牙242、一外螺牙243、該肋板結構244b、一內環面247等。
請參考第四C圖及第四C’圖,該上閥體32包含有一緊鎖螺牙321、一迫緊槽322、一軸孔323、一個或一個以上的環形槽324、複數個槽肋板325、一膜片室326、該迫緊面327。
請參考第四D圖及第四D’圖,該閥軸4b為空心軸,包含有該固定端41、該空心軸桿42、該複數通氣孔413、該活塞44;該活塞44位於該閥軸4b的中間,該活塞部44為盤形包含有複數個直肋板442、一個或一個以上的環形肋板441,該環形肋板441可以跟該上閥體32之該環形槽324相耦合,該直肋板442用來施扭力以緊鎖該上閥體32。
請參考第四D圖、第四D’圖、第四E圖,該迫緊環31安裝於該上閥體32之迫緊槽322,該受力端314接合於迫緊面327且該受力端的外環側設有一O形環槽313,該迫緊端315接合於該受力面304,當該上閥體32之該緊鎖螺牙321緊鎖於該環形部24b之該內螺牙242時(參閱第四A圖),該迫緊環槽324的迫緊面327會有一施力F施加在該受力端314,使具有鈍角β的該迫緊端315能迫緊在該受力面304。
請參考第四A圖,該密封機構3b包含有該環形部24b、該膜片30、該迫緊環31、該肋板結構244b與該上閥體32;該上閥體32緊鎖於該內螺牙242 而迫緊於該迫緊環31時,該密封機構3b的支撐由該密封面240的外環側由該肋板結構244b支撐,該密封面240的下方側由該方形部25a與該閥室23之流道232的側壁所支撐,也包含該最小直徑241附近的結構。
該密封機構3b與該外螺牙裝設在該環形部24b之外環面245,且該密封機構3b位於該外螺牙243下方;該肋板結構244b之軸向分布位置涵蓋該最小直徑241與該內螺牙242的複數個螺牙,並在軸向另一側連接該外螺牙243,來增加密封機構3b的結構強度與散熱效果;該環形部24b之該內螺牙242與該外螺牙243有複數個螺牙在軸向位置相重疊,也就是該內螺牙242的軸向位置分布是被該外螺牙243與該肋板結構244的軸向長度所涵蓋;該閥上蓋6b與該環形部24b之該外螺牙243緊鎖時,該閥上蓋6b也會同時為該上閥體32提供額外的結構支撐。
請參考第四A圖,該位移指示器76裝設在該閥上蓋6b的該頂部63,該位移指示器76的底部裝設有二個定位柱769與該閥上蓋6b之該定位孔69耦合,該位移指示器76還包含一限位螺栓70、該緊鎖螺帽組78、該安全蓋79等零件。
該限位螺栓70先裝上該緊鎖螺帽組78,並穿過該位移指示器76之中心孔764,並用該緊鎖螺帽78由該限位螺栓之尾端裝上,直到該限位螺栓70的尾端達到所需要的一高度,該高度也是符合該閥軸4b升起的高度,這時把該限位螺栓70用該緊鎖螺帽組78緊鎖,當高壓氣體被導入該驅動汽缸10d時,該閥軸4b的尾端將被該限位螺栓70所阻擋;該安全蓋79可以保護該位移指示器76。
第三實施例,請參考第五A圖,本實施例係由第二實施例改為一手動閥1b,該密封機構3b以實施樣態二與實施樣態三來說明,該手動閥1b不再具有該驅動汽缸10d,但仍然繼續使用該密封機構3b與該調整機構7,該手動閥1b係由該閥部10b、該密封機構3b與該調整機構7組成;該閥部10b包含該閥體2b、該閥軸4c、該上閥體32、該膜片30、該迫緊環31、該閥上蓋6b等;該閥上蓋6b還包含有一位移高度H;該調整機構7裝設在該閥上蓋6b的頂部63,該調整座71之該肩部711具有複數圓孔方便把該調整機構7緊鎖,因為該密封機構3b緊鎖後之該閥軸4c不會再轉動,請參考第五F圖,該閥軸4c不必具有該滑動部45,該調整座71也不必具有該滑動孔718,就可以把該閥軸4c穿過該閥上蓋6b之中心孔64,就可以封閉該環形部24b,因為該閥軸4c與該中心孔64不會產生轉動上的干涉,並經由該調整座71的定位柱719與該閥上蓋6b之該定位孔69耦合,使該調整機構7安裝在該閥軸4c上,當轉動該調整輪74來開啟該膜片時,該閥軸4c會向上旋轉直到該活塞44上方側之直肋板442走完行程H就會牴觸到該閥上蓋6b之內容室61之頂部。
第四實施例,請參考第五B圖,本實施例係由第三實施例進行修改為一手動閥1c,該手動閥1c之該調整機構7之該調整座71與該閥上蓋6b為一體者,但仍然繼續使用該密封機構3b之其餘零組件,由於本實施例之該調整座71與該閥上蓋6b為一體,,在該閥部10b把該密封機構3b組裝好以後,無法把該閥軸4d穿過該閥上蓋6b之中心孔64再穿過該滑動孔718,因為這樣會遭成該閥軸4d轉動而帶動該活塞44之該環形肋板441(參閱第五F圖、第五F’圖及第五F”圖)轉動已經緊鎖的該上閥體32,造成一種轉軸之轉動干涉。
請參考第五C圖及第五C’圖,解決方案是在一調整座71之一內部空間713內裝設一定置座714與一定置螺牙715並增加一定置環72與一定置螺套73(參閱第五B圖),用來取代原有該調整座71的滑動孔718。
請參考第五D圖,該定置環72包含有一凸緣721、一外環面722、一長形孔723等。
請參考第五E圖,該定置螺套73包含有一外螺牙731、一中心孔732、一扭緊部733等。
請參考第五B圖、第五C圖、第五C’圖、第五D圖、第五E圖,該閥軸4d的一端穿過該閥上蓋6b之中心孔64,該閥上蓋6b就可以緊鎖在該環形部24b之該外螺牙243,接著該定置環72就可以安裝在該定置座714上;該定置環72之凸緣721的外徑大於該中心孔64,該外環面722可以跟該中心孔64滑配達到軸心定位的功能,該長形孔723可以跟該閥軸4d之滑動部45配合;該定置螺套73經由該扭緊部733在該定置螺牙孔715緊鎖後,就可以把該定置環72固定並確保該閥軸4d不會轉動;接著就可以用工具把C扣環75安裝到該外環凹槽716並裝上該調整輪74。
請參考第六圖,為第四實施例之手動閥1c之閥門全開/全閉對照圖。
第五實施例,請參考第七A圖,本實施例係由第二實施例改為一常開氣動閥1e,該密封機構3b以實施樣態二與實施樣態四來說明,說明散熱能力進一步增進的結構,該常開氣動閥1e包含有一驅動汽缸10d、一閥部10c與一密封機構3b等組成,該驅動汽缸10d為具有散熱增進的結構,係以用四根金屬螺栓通過四個螺栓柱13緊鎖該驅動汽缸10d與該閥部10c做氣密。
請參考第七D圖,該驅動汽缸10d係由該上閥體32到該閥上蓋6c所氣密的一汽缸空間17,並由該閥軸4b之該活塞44把該空間分隔成一氣體空間171、一彈簧空間172,在下方的該彈簧空間172裝設一組彈簧保持該膜片30常開,在上方的該氣體空間171可以導入高壓空氣來關閉該膜片30;該閥部10c包含有一閥體2c、該上閥體32、一膜片30、該閥軸4b、一迫緊環31等;請參考第七B圖、第七D圖,該閥體2c還包含一環形部24c、一方形部25b等;該環形部24c還包含有一內螺牙242、一肋板結構244c、一接合面246、四個該螺栓柱13、一氣體柱14等;該環形部24c與該閥上蓋6c用金屬螺栓穿過該螺栓柱13緊鎖,且該接合面246與該接合面67迫緊密封,在該閥上蓋6c的該螺栓柱13有一螺栓孔,該環形部24c的該螺栓柱13內部有一金屬螺帽,一螺栓能穿過該螺栓孔在該螺帽緊鎖達到迫緊密封。
請參考第七C圖、第七D圖,該閥上蓋6c還包含有複數個環形肋板621、複數該螺栓柱13、一內環面611、複數氣體柱14,該內環面611用來作為該活塞44的密封滑動面,該閥上蓋6c的內部為該氣體空間171;該環形肋板621軸向分布該閥上蓋的軸向長度,也涵蓋該內內環面611的軸向長度,並且結合該螺栓柱13與該氣體柱14;當在高溫環境又追求高可靠度時,該閥上蓋6c的複數個環形肋板621可以由該肋板結構244c取代(未圖示),確保該汽缸空間17的結構剛性。
請參考第七D圖,該閥上蓋6c與該環形部24c的四個角落都分別留有該螺栓柱13,而且裝設在環形部24c最小直徑處的上方且隔空位於該方形部25b上方,也就是位於該熱源區15與該最小直徑241的上方,避免螺栓柱13的厚 實結構成為大的熱傳面積而造成熱源隔離失效,在該接合面246與該接合面67有密封來確保金屬螺栓不受腐蝕。
在該上蓋6c有入口管連接高壓驅動氣體,該驅動氣體可以直通該氣體空間171;在該上蓋6c有入口管連接冷卻氣體,經由該氣體柱連接該環形部24c,且該在環形部24c設有冷卻氣孔可以進行內部冷卻;冷卻氣孔裝設在該最小直徑241的上方且隔空位於方形部25b上方,也就是位於熱傳限制區與該最小直徑241的上方,避免厚實結構成為大的熱傳面積而造成熱源隔離失效,該氣體柱13與該冷卻氣孔162都有O形環做氣密。
請參考第七D圖,該密封機構3b包含有該環形部24c、該膜片30、該迫緊環31與該上閥體32且位於熱傳限制區上方;該密封機構3b之該肋板結構244c,由一個以上的環狀肋板與複數垂直肋板組成,且該複數垂直肋板係由該方形部軸向連結到全部的該環狀肋板;該肋板結構244c之軸向分布位置涵蓋該最小直徑241與該外環面245且在軸向位置也涵蓋該內螺牙242的軸向長度,並且結合該螺栓柱13與該氣體柱14;該閥上蓋6c緊鎖時,該環形肋板621與該密封機構3b都可以增加該汽缸空間17的結構強度與散熱效果,尤其當環境溫度為100℃時,可以大幅增加散熱面積。
第六實施例,請參考第八圖,說明該氣體冷卻流道16,該環形部24之外環面設有一個或一個以上的冷卻氣孔162,能由管接頭引入外部冷卻氣體,且該管接頭位於該最小直徑241的上方,連接該環形部24內側設有一冷卻氣體環槽163,再流經該迫緊環31上設有複數個冷卻氣體導孔164,再連接該膜片室326之非接液側的膜片空間165,再經由該閥軸4b之該固定端41設有複數軸通氣孔166進入軸心孔167,由該管接頭或由該軸心出口排出氣體;在該環形部 24設有冷卻氣孔可以連接外部強制冷卻氣體;該冷卻氣孔裝設在環形部24最小直徑處的上方且隔空位於該方形部25上方,也就是位於熱傳限制區與熱源區15的上方,避免厚實結構成為大的熱傳面積而造成熱源隔離失效;在蒐集洩漏液體之蒸氣做為洩漏警告(問題9)的方法有,由該冷卻氣孔162連接一蒐集管道偵測系統,或由該閥軸4的尾端經由該軸心孔167接一蒐集管來偵測。
162:冷卻氣孔
163:冷卻氣體環槽
180:施力件
2a:閥體,第一實施例
2b:閥體,第二/三/四實施例
2c:閥體,第四實施例
21:入口
22:出口
23:閥室
24a:環形部,第一實施例
24b:環形部,第二/三/四實施例
24c:環形部,第四實施例
240:密封面
241:最小直徑
244a:肋板結構,第一實施例
244b:肋板結構,第二/三/四實施例
244c:肋板結構,第四實施例
245:外環面
25a:方形部,第一/二/三/四實施例
25b:方形部,第五實施例
3a:密封機構,第一實施例
3b:密封機構,第二/三/四/五實施例
30:膜片
301:圓周部
302:彈性部
303:中心部
304:受力面
305:密合面
31:迫緊環
327:迫緊面
4a:閥軸,第一實施例
4b:閥軸,第二/五實施例
4c:閥軸,第三實施例
4d:閥軸,第四實施例
412:螺帽
6a:閥上蓋,第一實施例
6b:閥上蓋,第二/三/四實施例
6c:閥上蓋,第五實施例
61:內容室
62:外環面
63:頂部
64:中心孔
66:密封肋板
662:迫緊面
68:軸轂部

Claims (30)

  1. 一種氟樹脂膜片閥之密封機構,係在無外部氣體強制冷卻下,供使用於200℃之流體輸送,有氣體強制冷卻下也適用於230℃液體輸送,該氟樹脂膜片閥之密封機構包含一閥部的相關零件與機構;該閥部包含有一閥體、一施力件、一閥上蓋、一膜片、一閥軸;該閥體包含一入口、一出口、一閥室、一環形部、一方形部;該閥軸為空心軸,包含有一固定端、軸桿、複數導氣孔;該環形部為開口深杯狀結構其底部為該閥室,該環形部包含有一密封面、一外環面、一最小直徑、一個或一個以上的冷卻氣孔、一氣體冷卻環槽、一內環面等,該開口由該閥上蓋來封閉;該閥上蓋包含有一內容室、一外環面、一頂部、一中心孔;該膜片包含一圓周部、一彈性部、一中心部;該閥軸的一端有一固定端能緊鎖該膜片之該中心部;其特徵為:該閥部還包含有一迫緊環;該環形部還包含有一肋板結構;該密封機構包含有該環形部、該肋板結構、該膜片、該迫緊環、該施力件;該施力件具有一迫緊面,該迫緊面為一個結構面;該環形部具有該密封面,該密封面為一個結構面;由該迫緊面連結該環形部到該密封面形成一C形結構;該C形結構的一迫緊部為包含有該施力件,且該施力件係緊鎖在該環形部者;該C形結構的一支撐臂為該環形部及該肋板結構提供整體結構強度;該C形結構的底座為該密封面,由該最小直徑、該閥室支流道側壁與該肋板結構所支撐;經由緊 鎖迫緊把該迫緊面向下移動,使受迫緊的該迫緊環與該膜片由該迫緊面與該密封面夾住以防止洩漏;該迫緊環其截面為近似長方形的環形結構,具有兩端包含有一受力端、一迫緊端,也具有複數冷卻氣孔;該迫緊端為一鈍角β,110°
    Figure 109132798-A0305-02-0059-55
    β
    Figure 109132798-A0305-02-0059-56
    150°;當該膜片安裝在該閥室時,該圓周部貼合於該密封面;該迫緊環安裝於該施力件之迫緊槽;該迫緊面會有一施力F施加在該受力端,使具有鈍角β的該迫緊端迫緊在該圓周部;該密封面受力F時由該外環部之該肋板結構支撐,及該方形部與該閥室之流道側壁所支撐;該迫緊力F與該圓周部的受力面之法線N有一施力角ε,該施力角ε的角度範圍,0°<ε
    Figure 109132798-A0305-02-0059-57
    15°。
  2. 如請求項1所述氟樹脂膜片閥之密封機構,其中,該肋板結構位於該環形部之外環面,由複數個水平開口格子狀且成環狀結構;該肋板結構之軸向連結到該方形部,其軸向分布位置涵蓋該最小直徑、該迫緊環與該迫緊面之結構;該肋板結構由一個以上的環狀肋板與複數垂直肋板組成,且該複數垂直肋板係由該方形部軸向連結到全部的該環狀肋板。
  3. 如請求項1所述氟樹脂膜片閥之密封機構,其中,該施力件為一上閥體,該上閥體包含有一緊鎖螺牙、一軸孔、一個或一個以上的環形槽、複數個槽肋板、一膜片室、一迫緊槽;該迫緊槽有一迫緊面;該環形部的內環面裝設有一內螺牙,該緊鎖螺牙緊鎖於該內螺牙;該上閥體緊鎖於該內螺牙,該迫緊環裝設於該迫緊槽;該肋板結構的軸向分布位置涵蓋該最小直徑與該內螺牙的複數個螺牙。
  4. 如請求項3所述氟樹脂膜片閥之密封機構,其中,該環形部之外環面設有一外螺牙,該內螺牙與該外螺牙有複數個螺牙在軸向位置相重疊, 且該肋板結構連結該外螺牙;該閥上蓋設有一內螺牙用來與該環形部之該外螺牙緊鎖封閉;該環形部之該內螺牙的軸向位置分布是被該外螺牙與該肋板結構的軸向長度所涵蓋;該閥上蓋緊鎖在該外螺牙時,該閥上蓋之該內螺牙會跟該上閥體的緊鎖螺牙在軸向分布有複數螺牙相重疊。
  5. 如請求項3所述氟樹脂膜片閥之密封機構,其中,該環形部之外環面裝設有相間隔複數環狀肋板,該肋板結構的軸向分部涵蓋該環形部的該內螺牙。
  6. 如請求項1所述氟樹脂膜片閥之密封機構,其中,該閥上蓋的該外環面設置有複數個相間隔的環形肋板。
  7. 如請求項1所述氟樹脂膜片閥之密封機構,其中,該閥上蓋的該外環面設置有該肋板結構。
  8. 如請求項3所述氟樹脂膜片閥之密封機構,其中,該迫緊環之該受力端的外環側設有一O形環槽。
  9. 如請求項3所述氟樹脂膜片閥之密封機構,其中,該閥軸穿過該上閥體之軸孔,把該迫緊環裝設在該迫緊槽,該膜片裝設在該閥軸之該固定端,該膜片在裝設後能與該閥軸作相對轉動。
  10. 如請求項1所述氟樹脂膜片閥之密封機構,其中,該環形部之外環面設有一外螺牙;該閥上蓋包含有一內容室、一外環面、一內螺牙、一頂部、一軸毂部、一中心孔、一密封肋板等;該施力件為該閥上蓋之該密封肋板;該密封肋板位於該軸毂部與該內螺牙之間,形成一螺牙槽位於環形的該密封肋板與該內螺牙間,也形成型一軸毂槽位於該軸毂部與環形該密封肋板間;環形的該密封肋板的下端裝設有環形的一迫緊槽,其槽開口為向該內螺牙與向下開 口,在該迫緊槽的上方底部設有該迫緊面;該迫緊環會被安裝在環形的該迫緊槽內;該軸毂部與環形該密封肋板間有複數徑向肋板連結,提供該密封肋板更高的剛性,並隔絕由該閥軸傳遞過來的熱量;該閥上蓋用該環形部緊鎖封閉時,該環形部之結構會嵌入該螺牙槽中,該密封肋板的外環面設有複數凸縱肋,該複數凸縱肋會鄰接於該環形部的內環面,提供結構剛性並隔絕由該膜片之圓周部傳遞過來的熱量。
  11. 如請求項1所述氟樹脂膜片閥之密封機構,其中,該膜片閥之該圓周部的截面形狀為楔形,在外圓側有較大厚度,連結該彈性部的內圓側有較薄厚度如申請專利範圍第13項所述,其中,該圓周部包含有上下二側面,一上側面為一受力面,一下側面為一密合面,該密合面與該受力面互為非平形之平面或圓錐面,該密合面會貼合該密封面,該受力面會被該迫緊環之該迫緊端砥住迫緊。
  12. 如請求項1所述氟樹脂膜片閥之密封機構,其中,該密封面可以為圓錐面或平面。
  13. 一種氟樹脂膜片手動閥構造,係由一調整機構能提供手動調整閥門開度,該調整機構安裝於一閥上蓋,該閥上蓋具有一中心孔與一個或一個以上定位孔,其特徵在於:該調整機構包含有一閥軸、一調整座、一C扣環、一調整輪、一位移指示器、一定位螺帽組、一緊鎖螺帽組;該閥軸為空心軸包含有一固定端、一軸桿、複數個導氣孔、一滑動部、一調整螺牙、一緊鎖螺牙;該滑動部是平行切邊軸;該調整座包含有一肩部、一頸部、一內部空間、一滑動孔、外環凹槽、一工具 開口、一定位柱;以該定位柱與該定位孔結合維持該閥軸同心;該C扣環包含有一外環、一內徑孔、一開口部、二個工具孔、一寬度B、一厚度T;該定位螺帽組與該緊鎖螺帽組都是由二個螺帽組成;該調整輪包含有一頂部、一外環面、一內環面、一內環凹槽、一輪轂、一調整螺孔、一工具開口;門型長條狀之該位移指示器包含有一位移空間、一位置刻度、二個固定孔、中心孔;該C扣環能完全張開在該內凹環槽與該外環凹槽;該內環凹槽與該外環凹槽有相同的槽寬W,且能與該C扣環的厚度T做滑動配合;該調整輪可以跟該調整座做平順相對轉動,該滑動孔將與該閥軸之該滑動部相耦合,該閥軸之調整螺牙與該調整輪之調整螺孔相耦合。
  14. 如請求項13所述氟樹脂膜片手動閥構造,其中,用工具經由工具開口利用該二個工具孔把C扣環縮緊,再把該調整輪安裝到該調整座上,該C扣環的內徑孔之直徑小於該外環凹槽的外環直徑,該C扣環的外環之直徑小於該內環凹槽的內徑。
  15. 如請求項13所述氟樹脂膜片手動閥構造,其中,該槽寬W-0.0mm>=T>=W-0.1mm,該閥軸在承受壓力波時會把壓力波的力量直接傳遞到該調整輪並透過該C扣環傳遞到閥體結構。
  16. 如請求項13所述氟樹脂膜片手動閥構造,其中,該調整機構的位置指示功能與指示歸零功能及該閥軸的鎖止功能,該位移指示器安裝到該調整輪的該頂部,該閥軸穿過該位移指示器之該中心孔並安裝緊鎖螺帽組,把該緊鎖螺帽組緊鎖該閥軸在該位移指示器;該定位螺帽組裝在該緊鎖螺牙上, 當閥關閉時,該定位螺帽組的下方螺帽會貼合在該調整輪之該頂部,並用上方的螺帽緊鎖把該定位螺帽組固定在該閥軸上;該定位螺帽組的二個螺帽中間線成為位置指示的基準,會對應對該位移刻度的零點;需要再次調整該閥開度時,需要鬆開該緊鎖螺帽組,再用該調整輪調整到所需的位置,並再次鎖緊該緊鎖螺帽組。
  17. 如請求項13所述氟樹脂膜片手動閥構造,其中,該調整座可以跟該閥上蓋為一體者。
  18. 如請求項13所述氟樹脂膜片手動閥構造,其中,該閥軸為空心軸包含有一固定端、一軸桿、複數個導氣孔、一調整螺牙、一緊鎖螺牙、一活塞等;該調整座包含有一肩部、一頸部、一內部空間、外環凹槽、一工具開口、一定位柱等;而且該活塞可以耦合一上閥體時,該上閥體提供該閥軸止轉功能。
  19. 如請求項18所述氟樹脂膜片手動閥構造,其中,該閥軸為空心軸包含有一固定端、一軸桿、複數個導氣孔、一調整螺牙、一緊鎖螺牙、一活塞、一滑動部等,該調整座包含有一肩部、一頸部、一內部空間、外環凹槽、一工具開口、一定位柱、一定置座、一定置螺牙;該調整座可以用來安裝一定置環,並用一定置螺套來僅鎖該定置環,該定置環包含有一凸緣、一外環面、一內長形孔;該定置螺套包含有一外螺牙、一中心孔、一扭緊部,該內長形孔與該閥軸之該滑動部耦合,該閥軸的止轉功能由該定置環提供。
  20. 一種氟樹脂膜片手動閥構造,有一保護裝置可以防止錯誤動作,有一閥軸連結一調整裝置及其一位移指示器,透過該閥軸與該調整裝置調節該手動閥的開度,該閥軸設有一緊鎖螺牙等,且包含有一定位螺帽組、一緊 鎖螺帽組,該保護裝置確保不會有誤動作,其特徵在於:該保護裝置包含有該位移指示器、一安全蓋;該門型長條狀之該位移指示器包含有一位移空間、一位置刻度、二個固定孔、中心孔、一安全做、一鎖固肋、一鎖固孔等;在該調整裝置完成閥門開度調整後,該定位螺帽組會互相緊鎖在該閥軸,該緊鎖螺帽組會緊鎖在該位移指示器;該安全蓋包含有一內容室、一固定邊、一鎖固肋、一鎖固孔;該安全蓋之該固定邊安裝在該位移指示器之安全座,該安全蓋之該鎖固肋能與該位移指示器之該鎖固肋相配合,並使二個該鎖固孔相通並用一個鎖來所鎖固;該安全蓋之該內容室可以涵蓋該位移指示器及該閥軸等零件。
  21. 如請求項20所述氟樹脂膜片手動閥構造,其中,在常閉氣動閥的該閥上蓋的該頂部裝設有一位移指示器,該位移指示器的底部裝設有一定位柱與該閥上蓋之該定位孔耦合,該位移指示器還包含一限位螺栓、該緊鎖螺帽組、該安全蓋等零件;該限位螺栓先裝上該緊鎖螺帽,並穿過該位移指示器之中心孔,並用該緊鎖螺帽由該限位螺栓之尾端裝上,直到該限位螺栓的尾端達到所需要的高度,這時把該限位螺栓用該緊鎖螺帽組緊鎖,當高壓氣體被導入該驅動汽缸時,該閥軸的尾端將被該限位螺栓所阻擋;該安全蓋可以保護該位移指示器。
  22. 一種氟樹脂膜片氣動閥構造,係一氣動閥具有散熱能力進一步增進的結構,在無氣體強制冷卻下可應用於200℃液體輸送,有氣體強制冷卻下也適用於230℃液體輸送,該氣動閥包含有一驅動汽缸、一閥部與一密封機構等組成,該驅動汽缸與該閥部分別各設有四個螺栓柱,並用四根金屬螺栓做氣密; 該驅動氣缸包含有一上閥體、一閥上蓋、一閥軸、一汽缸空間及部分該閥部之結構等零件;該閥軸為空心軸,包含有一固定端、軸桿、複數導氣孔、一活塞等;該汽缸空間係由該閥上蓋到該上閥體的密閉空間,該活塞分隔該汽缸空間成一氣體空間與一彈簧空間;該閥部包含有一閥體、該上閥體、一膜片、該閥軸等;該閥體包含一入口、一出口、一閥室、一環形部、一方形部等;該膜片包含一圓周部、一彈性部、一中心部;該環形部為開口深杯狀結構其底部為該閥室,該環形部包含有一密封面、一外環面、一最小直徑、一內螺牙、一個或一個以上的冷卻氣孔、一氣體冷卻環槽、一接合面、一內環面、四個該螺栓柱等;該膜片包含一圓周部、一彈性部、一中心部;該閥上蓋的內部為該氣缸室;其特徵在於:該閥部還包含有一迫緊環;該環形部還包含有一肋板結構、二個氣體柱;該密封機構包該環形部、該肋板結構、該膜片、該迫緊環與該上閥體等;該閥上蓋包含有一內容室、一內環面、一外環面、一頂部、一中心孔、複數個環形肋板、四個該螺栓柱、二個氣體柱;該環形肋板相間隔的分佈在該閥上蓋之該外環面;該上閥體包含有一緊鎖螺牙、一迫緊槽、一軸孔、一個或一個以上的環形槽、複數個槽肋板、一膜片室、一迫緊面; 該圓周部包含有上下二側面,一上側面為一受力面,一下側面為一密合面,該密合面與該受力面互為非平形之平面或圓錐面,該密合面會貼合該密封面,該受力面會被該迫緊環之該迫緊端砥住迫緊;該迫緊環的截面為近似長方形,具有兩端包含有一受力端、一迫緊端等;該迫緊環的該受力端承受該迫緊面施壓,該迫緊環的迫緊端在壓迫該膜片之該環形部於該密封面,形成一施力角ε與一迫緊力F,該施力角為該環形部的法線N之夾角,該施力角ε的角度範圍,0°<ε
    Figure 109132798-A0305-02-0066-58
    15°,該迫緊端為一鈍角β,110°
    Figure 109132798-A0305-02-0066-59
    β
    Figure 109132798-A0305-02-0066-60
    150°。
  23. 如請求項22所述氟樹脂膜片氣動閥構造,其中,該肋板結構設置於該環形部之外環面,由一個或一個以上的環狀肋板與複數垂直肋板組成,且該複數垂直肋板係由該方形部軸向連結到全部的該環狀肋板,該肋板結構之軸向分布位置涵蓋該最小直徑與該外環面,也涵蓋該內螺牙的軸向長度。
  24. 如請求項22所述氟樹脂膜片氣動閥構造,其中,該環形肋板與該密封機構都可以增加該汽缸空間的結構強度與散熱效果;該環型肋板與該環形部的四個角落都分別留有該螺栓柱,而且裝設在環形部最小直徑處的上方且隔空位於該方形部上方。
  25. 如請求項22所述氟樹脂膜片氣動閥構造,其中,該閥上蓋裝設的二個氣體柱與該環形部的二個氣體柱,一個用來導通高壓氣體已進入該氣體空間,一個用來導通冷卻氣體,導通冷卻氣體的該氣體柱有連結到該環形部的冷卻氣體環槽,這些氣體柱都設有冷卻氣孔可以連接外部強制冷卻氣體;該氣體柱都裝設在該最小直徑的上方。
  26. 一種氟樹脂膜片閥構造,係具有氣體冷卻流道可以經由外部氣體強制冷卻下,供使用於<230℃之流體輸送,該氟樹脂膜片閥之氣體冷卻流道 係包含有一閥體之一環形部、一上閥體之一膜片室、一膜片、一迫緊環與一閥軸等構成;該閥軸為空心軸,包含有一固定端、空心軸桿、複數通氣孔等,該氟樹脂膜片閥之氣體冷卻流道,其特徵在於:該氣體冷卻流道包含有該環形部設有一個或一個以上的冷卻氣孔,能由一管接頭引入外部冷卻氣體,連接該環形部內側設有一冷卻氣體環槽,再流經該迫緊環上設有複數個冷卻氣體導孔,再連接該膜片室之非接液側的膜片空間,再經由該閥軸之該固定端設有複數軸通氣孔進入軸心孔再由另一端排出氣體。
  27. 如請求項26所述氟樹脂膜片閥構造,其中,洩漏警告的方法可以蒐集經由該管接頭或由該軸心出口的洩漏液體之蒸氣,並連結洩漏偵測系統。
  28. 一種氟樹脂膜片閥之外殼散熱構造,係一氣動閥具有散熱能力進一步增進的結構,在無氣體強制冷卻下可應用於200℃液體輸送,有氣體強制冷卻下也適用於230℃液體輸送,該氣動閥包含有一驅動汽缸、一閥部與一密封機構等組成,該驅動汽缸與該閥部分別各設有四個螺栓柱,並用四根金屬螺栓做氣密;該驅動氣缸包含有一上閥體、一閥上蓋、一閥軸、一汽缸空間及部分該閥部之結構等零件;該閥軸為空心軸,包含有一固定端、軸桿、複數導氣孔、一活塞等;該汽缸空間係由該閥上蓋到該上閥體的密閉空間,該活塞分隔該汽缸空間成一氣體空間與一彈簧空間;該閥部包含有一閥體、該上閥體、一膜片、該閥軸等;該閥體包含一入口、一出口、一閥室、一環形部、一方形部等;該膜片包含一圓周部、一彈性部、一中心部; 該環形部為開口深杯狀結構其底部為該閥室,該環形部包含有一密封面、一外環面、一最小直徑、一內螺牙、一個或一個以上的冷卻氣孔、一氣體冷卻環槽、一接合面、一內環面、四個該螺栓柱等;該膜片包含一圓周部、一彈性部、一中心部;該閥上蓋的內部為該氣缸室;其特徵在於:該閥上蓋包含有一內容室、一內環面、一外環面、一頂部、一中心孔、複數個環形肋板、四個該螺栓柱、二個氣體柱;該環形肋板相間隔的分佈在該閥上蓋之該外環面;該環形部還裝設有二個氣體柱、一肋板結構;該肋板結構設置於該環形部之外環面,由一個或一個以上的環狀肋板與複數垂直肋板組成,且該複數垂直肋板係由該方形部軸向連結到全部的該環狀肋板,該肋板結構之軸向分布位置涵蓋該最小直徑與該外環面,也涵蓋該內螺牙的軸向長度。
  29. 如請求項28所述氟樹脂膜片閥之外殼散熱構造,其中,該閥上蓋包含有一內容室、一內環面、一外環面、一頂部、一中心孔、一肋板結構、四個該螺栓柱、二個氣體柱;該肋板結構分佈在該閥上蓋之該外環面,由複數個相間隔的環狀肋板與複數垂直肋板組成,該環狀肋板以等間隔平均分布於該外環面,且該複數垂直肋板係涵蓋該外環面的軸向長度,連結到全部的該環狀肋板。
  30. 一種氟樹脂膜片閥構造,包括一閥部的相關零件與機構;該閥部包含一閥體、一施力件、一閥上蓋、一膜片、一迫緊環、一閥軸;該閥 體包含一入口、一出口、一閥室;該閥軸為空心軸,包含有一固定端、軸桿、複數導氣孔;該閥上蓋包含有一內容室、一外環面、一頂部、一中心孔;該膜片包含一圓周部、一彈性部、一中心部;該閥軸的一端有一固定端能緊鎖該膜片之該中心部;其特徵為:該閥體包含一環形部、一方形部;該環形部為開口深杯狀結構其底部為該閥室,該環形部包含有一密封面、一外環面、一最小直徑、一肋板結構、一個或一個以上的冷卻氣孔、一氣體冷卻環槽、一內環面,該開口由該閥上蓋來封閉;該肋板結構由一個以上的環狀肋板與複數垂直肋板組成,且該複數垂直肋板係由該方形部軸向連結到全部的該環狀肋板。
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