單向閥的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種單向閥。
【背景技術】
[0002] 用于供給液化溫度比液氮等的空氣低的流體的低溫流體用栗，大多被使用于液態(tài) 輸送飽和蒸汽壓（在大氣壓下約為77K)的流體，為了防止由于負壓等導致的氣化，大多采 用使栗的凈正吸入壓頭（required NPSH)較小的情況。因此，使用于栗的單向閥優(yōu)選使用 流量阻力較?。髁肯禂递^大）的部件。
[0003] 另一方面，如專利文獻1所示那樣，像隔膜栗那樣的容積式栗，由于栗沖程的高速 化，即一個沖程的時間較短的結構，能夠實現裝置的輕量小型化，尤其是栗支承部件或波紋 管動作軸的輕量化，由此能夠降低由驅動部產生的熱的影響。然而，為了實現栗沖程的高速 化，所使用的單向閥的動作，尤其是，如專利文獻2所示提升閥式的單向閥中，要求關閉沖 程時利用閥體的自重的返回動作的時間縮短。另外，關閉時機遲滯，關系到關閉時流體的逆 流，而不能夠無視因逆流導致的水錘作用的影響。
[0004] -般地，閥的關閉遲滯的解決方式，例如為，采用在閥體的恢復方向施加彈簧力， 或減小開啟時的閥體的打開量的方式等（帶彈簧的單向閥等）。另外，存在如專利文獻3中 所示，使用凸輪或螺線管等的外力實施強制關閉的方式。然而，在施加彈簧力或減小打開量 的情況下，會導致閥流量系數相對減小，為了得到所需的流量系數，需要使閥大型化，從而 導致栗自身也大型化。另外，在實施強制關閉的情況下，會使機構復雜化，而且隨之帶來的， 使在低溫的使用環(huán)境條件或絕熱性的必要設計變得困難。
[0005] 另一方面，提升閥式的單向閥的閥體動作，如圖12所示的模式可知，由流體的運 動量對閥體作用的力的影響較大。圖12是對作用于提升閥的閥體的力進行說明的示意圖。 對閥體施加的力，除了閥體的上游側壓力（P1)、下游側壓力（P2)的壓差ΔΡ(Ρ1 - P2 =) 的作用以外，還形成流體的運動量的作用。作用于提升閥的閥體的力如圖12所示的模式 中，以下式的方式實施。
[0008] 這里，A為管截面積（=31 · d2/4)，d為管徑，P為流體的密度，Q為流量（= VO ·Α)，VO為上游的流速，V為位于閥部的流速，C為流量系數，Θ為閥體錐面的軸線形成 的角度。
[0009] 式（1)的右邊的第一項為上游和下游的壓差ΔΡ作用的力，第二項為利用流體的 運動量作用的力。自重式閥結構中，閥體的升降量在相對于流量十分大時，由于V~V0,將 式（2)帶入并整理時，式（1)為：
[0012] 式（3)的右邊的第一項為由上游和下游的壓差ΔΡ作用的力，第二項為由流體的 運動量作用的力。在與假如僅作用壓差A P，且相對于升降量的流量系數為相同的閥比較的 情況下，第二項即使為作用程度相同的流量，也作用更多的推壓閥體的力。因此，提升閥利 用自重從最大升降量到閉閥位置的落下的時間增加，且關閉時機遲滯。
[0013] 現有技術文獻
[0014] 專利文獻
[0015] 專利文獻1:日本發(fā)明專利公開第2012 - 52617號公報
[0016] 專利文獻2:日本發(fā)明專利公開第2008 - 95820號公報
[0017] 專利文獻3:日本發(fā)明專利公開第昭62 - 228679號公報

【發(fā)明內容】

[0018] 發(fā)明要解決的技術課題
[0019] 本發(fā)明的目的在于，提供一種利用簡單的結構能夠實現閉閥動作的高速化的單向 閥。
[0020] 用于解決課題的手段
[0021] 為了達到上述目的，本發(fā)明的單向閥，其通過使閥體相對于閥座接合分離而進行 閥的開閉，控制流體從流入口流入從流出口流出的流動，其特征在于，具有：流入口，其設置 于下方；流出口，其設置于上方；閥座，其以包圍所述流入口的方式形成；閥體，其可相對于 所述閥座在上下方向接合分離；以及引導部，其在下方具有向水平方向引導從所述流入口 流入的流體的流體引導面，在側面具有沿上下方向引導閥體的閥體引導面。
[0022] 根據本發(fā)明，能夠降低對閥體作用的流體的運動量產生的力的大小。從流入口流 入的流體，利用引導部的流體引導面將流動方向變更為大致水平方向。由流體的運動量產 生的力對在上下方向移動的閥體沿水平方向作用，因此，使上述式（3)的右邊第二項降低。 由此，使對閥體推壓的力降低，而使閥體的升降量減小，因此，利用自重使從最大升降量到 閉閥位置落下的時間縮短，從而縮短關閉時機遲滯的時間。
[0023] 本發(fā)明的單向閥，優(yōu)選，還具有輔助閥體，其能夠在所述閥體著座于所述閥座時， 著座于所述閥體和所述引導部，以覆蓋所述閥體和所述閥體引導面之間的間隙。
[0024] 利用閥體和引導部之間的間隙在閥體著座后被輔助閥體關閉的兩段閥結構，能夠 降低逆流發(fā)生時水錘作用的威力。即，利用第1段的閥（閥體）對逆流量節(jié)流后，由最終的 第二段的閥（輔助閥體）關閉的結構。由此，能夠減小作為水錘作用作用的大小的標識的 關閉時的逆流流速。
[0025] 本發(fā)明的單向閥，優(yōu)選，以可相對于所述閥體在規(guī)定范圍內上下移動的方式安裝 所述輔助閥體，在所述閥體著座于所述閥座時，所述閥體中所述輔助閥體所著座的座面，和 所述引導部中所述輔助閥體所著座的座面高度相同。
[0026] 在使閥體著座于閥座時，隨著輔助閥體擠壓閥體和引導部之間的間隙而關閉，由 此能夠進一步地有效降低水錘作用的影響。
[0027] 本發(fā)明的單向閥，優(yōu)選，還具有施力部件，其朝向所述閥體和所述引導部對所述輔 助閥體向下方施力。
[0028] 由此，能夠由施力部件借助輔助閥體對閥體作用沿閉閥方向的加載力，且實現閉 閥動作的高速化。另外，通過適當設定加載力，使單向閥的設置方向為重力方向的反方向， SP，也可使用使流體從上方朝下方的一個方向流通的單向閥。
[0029] 本發(fā)明的單向閥，優(yōu)選，所述閥體具有從被所述閥體引導面引導的內側側面的下 端向外側沿水平方向延伸，而與所述閥座相對置的受壓面，或者，所述閥體具有從被所述閥 體引導面引導的內側側面的下端向外側以與所述閥座的距離逐漸變窄的方式延伸的受壓 面。
[0030] 由上所述，將大致沿著利用流體引導面引導的流體的流動方向延伸的受壓面設置 于閥體，由此，基本不會生成利用該流體的運動量對閥體作用的力，作用于閥體的力，基本 上是由流入口側的壓力（上游側壓力Pl)和流出口側的壓力（下游側壓力P2)的壓差（ΔΡ) 產生的力。由此，能夠大幅降低上述式（3)的右邊第二項。
[0031] 本發(fā)明的單向閥，優(yōu)選，所述閥體和所述引導部之間間隙的位置，在上下方向觀察 位于比所述流入口靠外側。
[0032] 如上述那樣，閥體和引導部之間的間隙在上下方向以與流入口不重合的方式構 成，由此，從流入口流入的流體改變?yōu)樗椒较虻牧鲃臃较蚝罅魅肷鲜鲩g隙。因此，能夠降 低通過間隙對輔助閥體作用的流體的運動量的影響，從而能夠更有效地降低水錘作用的影 響。
[0033] 本發(fā)明的單向閥，優(yōu)選，所述閥座具有，在閥開啟時從上游向下游流動的流體的通 過方向在水平方向相為反方向的第1閥座和第2閥座，所述閥體具有：著座于所述第1閥座 的第1閥部；著座于所述第2閥座的第2閥部；和從所述第2閥部向所述第1閥部以與所述 第1閥座的距離逐漸變窄的方式在所述第1閥部和所述第2閥部之間延伸的受壓面。
[0034] 根據上述，在閥開啟時，第1閥部及第1閥座中流體流動的方向和第2閥部及第2 閥座中流體流動的方向相為反方向，從而能夠降低對閥體作用的由流體運動量產生的力的 大小。
[0035] 發(fā)明的效果
[0036] 根據本發(fā)明，能夠通過簡單的結構，實現使閉閥動作高速化的目的。
【附圖說明】
[0037] 圖1是本發(fā)明的實施例1的單向閥的截面示意圖。
[0038] 圖2是圖1的局部放大圖。
[0039] 圖3是液體供給系統(tǒng)的的大致結構圖。
[0040] 圖4是本發(fā)明的實施例1的單向閥的變形例的截面示意圖。
[0041] 圖5是本發(fā)明的實施例2的單向閥的截面示意圖。
[0042] 圖6是本發(fā)明的實施例2的單向閥的關閉響應時間的測定結果。
[0043] 圖7是現有技術例的單向閥的關閉響應時間的測定結果。
[0044] 圖8是本發(fā)明的實施例2的單向閥的水錘作用力的測定結果。
[0045] 圖9是現有技術例的單向閥的水錘作用力的大小的測定結果。
[0046] 圖10是本發(fā)明的實施例3的單向閥的截面示意圖。
[0047] 圖11是圖10的局部放大圖。
[0048] 圖12是用于說明對提升閥的閥體作用的力的示意圖。
【具體實施方式】
[0049] 以下，參照附圖，基于實施例對用于實施本發(fā)明的實施方式例示進行詳細說明。但 是，除非有特定記載，否則本發(fā)明的范圍不限于該實施例中所記載的構成部件的尺寸、材 質、形狀、及其相對配置等。
[0050] 實施例1
[0051] 下面參照圖3對具有本發(fā)明實施例的單向閥的液體供給系統(tǒng)進行說明。圖3是具 有本發(fā)明實施例的單向閥的液體供給系統(tǒng)的大致結構圖。
[0052] <液體供給系統(tǒng)>
[0053] 液體供給系統(tǒng)10是低溫流體用的栗裝置，在樹脂制的容器31的內部具有超導電 線圈32的被冷卻裝置30,是為了使超導電線圈32維持可超導電