CN104838240A - 垫片一体型陶瓷孔板 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种垫片一体型孔板，提高在配管管路、压力式流量控制装置等中使用的垫片一体型孔板的耐腐蚀性，并且实现密封程度的提高及密封性能稳定化，且能简单地进行垫片一体型孔板的制造成本的削减及垫片一体型孔板的分解、组合、更换等。本发明将具备嵌合用突部(2b)且在中心部设置有贯穿状的通路(2a)的第一孔座(2)与具备嵌合用凹部(3b)且在中心部设置有与所述第一孔座(2)的通路(2a)连通的贯穿状的通路(3a)的第二孔座(3)加以组合，将陶瓷制孔板(4)气密状地插接在两者(2、3)的端面间，并且以两孔座(2、3)的外侧端面作为垫片的密封面(2c、3c)。

Description

垫片一体型陶瓷孔板

技术领域

本发明涉及一种使用于流量控制装置等中的垫片一体型孔板的改良。更具体而言，涉及使用具有高精度孔径的陶瓷薄板制孔板的高耐腐蚀性的垫片一体型陶瓷孔板来取代金属薄板制孔板。

背景技术

以往，以孔板来说，大多使用如下的构造，即通过机械加工等在金属薄板贯穿设置流孔，并在配管管路的接头部、机器与管路的连接部等适当地方将贯穿设置有该流孔的金属薄板夹入管路内，而直接将其锁紧固定。

可是，如上述这样直接锁紧固定的形式的孔板，因为在锁紧时会有金属薄板变形的情况，所以不能大幅度缩小金属薄板的厚度。因此，使用容易获得所期望的形态及孔径的薄板，会有所谓不能容易地制造高精度的流量特性的孔板的问题。

本案申请人先开发了将厚度500～1000μm的极薄金属板气密状地夹在具有嵌合用突部的孔座与具有嵌合用凹部的孔座的内侧端面之间，并且以两孔座的外侧端面作为垫片的密封面的结构的垫片一体型孔板，并将其公开(日本专利特开2007-057474号，日本专利特开2010-151698号)。

图16至图18是表示使用上述极薄金属板的垫片一体型孔板38的一个示例，其是将具备嵌合用突部38a₁的孔座38a与具备嵌合用凹部38b₁的孔座38b组合，将金属薄板制的孔板38c气密状地夹在两者的内侧端面间，并且以两孔座38a、38b的两端面38a₃、38b₃或38a₄、38b₄作为垫片的密封面的部件。

另外，图18是使具备嵌合用凹部38b₁的孔座38b的外径形成为比具备嵌合用突部38a₁的孔座38a的外径更大，并且也以其外周部的内侧端面38d作为密封面的部件。

即，该垫片一体型孔板38例如如图18所示，被插入在阀体7的下游侧端面形成的流孔收纳用凹处7c内，通过将出口侧块体10向着阀体7按压固定，可通过各密封面38a₃、38b₃、38d保持垫片一体型孔板的气密性。

此外，在图18中，7d、7e、10d是用于卡入各密封面提高密封功能的环状突起。

上述图16及图18的垫片一体型孔板38因为是将孔板38c气密状地嵌合夹在两孔座38a、38b间的结构，所以即使是极薄的金属板或金属皮膜也能够不发生变形等地夹持在两孔座38a、38b之间。因此，具有高精度的流孔的孔板38c的使用成为可能，并且利用两孔座的外侧端作为密封面，由此可将垫片一体型孔板38自身作为垫片紧密地锁紧固定到管路等中，能够达到优异的实用的效用。

另外，图18的垫片一体型孔板38因为是分别以凸形的孔座38a的外侧端面38a₃与凹形的孔座38b的外侧端面38b₃以及内侧端面的外周部38d作为密封面，所以可将垫片一体型孔板紧密地锁住固定在流体通路中，并且通过三处密封面可获得更高的密封性，除此之外，可获得利用所述密封面38d能够完全防止从孔板38c的密封部向外部的泄漏等的优秀的效用。

如上述这样，图16～图18的垫片一体型孔板38虽可达到很多优秀的效用，可是直到现在还残留有许多必须解决的问题。其中，防止因金属制孔板38c的腐蚀使流孔的形态改变，从而造成流量特性变动成为紧急的课题。

即，在上述垫片一体型孔板38中，为了提高流孔的直径尺寸、孔形状的精度，使用厚度30～1000μm的极薄金属板(例如SUS316L-P(W熔解材料)、杂质少的NK清洁材料Z等)，形成内径10～500μm的圆形孔。

因此，孔板38c因流体的接触流动比较容易被腐蚀或被侵蚀，尤其在流体为含臭氧气体、含氯气体、含溴化氢气体等腐蚀性气体时，流孔的直径、形态大幅变化，由此在用于流量控制装置等的垫片一体型孔板38的情况下，产生流量控制装置的流量控制精度大幅下降等不合适的问题。

另外，垫片一体型孔板38的更换频率必然会增加，而会有所谓因其更换必须要费事的情况而造成修补成本高涨的问题。

专利文献1：日本专利特开2007-057474号公报

专利文献2：日本专利特开2010-151698号公报

发明内容

本发明是要解决现有的垫片一体型孔板的上述这类的问题的发明，即，解决(I)为了获得具有规定的孔径及形态的流量特性的稳定的流孔，而采用使用极薄金属板制孔板的结构。因此，在孔板的耐腐蚀性相对低，且在腐蚀性气体的情况下，垫片一体型孔板的更换频率大幅变高，而且在用于流量控制装置等的情况下，不能进行高精度的流量控制；(II)因垫片一体型孔板的更换频率增加而造成修补成本高涨等的问题的发明，本发明的主要目的是提供一种垫片一体型孔板，其通过使用陶瓷制孔板来取代金属薄板制孔板，能大幅提高孔板的耐腐蚀性，并以高精度获得稳定的流量特性，并且可面向流体通路内简单地密闭插接固定，而且能够便宜地制造。为了达成上述目的，本发明的垫片一体型陶瓷孔板，作为第一侧面，是将具备嵌合用突部且在中心部设置有贯穿状(也称之为贯通状)的通路的第一孔座与具备嵌合用凹部且在中心部设置有与上述第一孔座的通路连通的贯穿状的通路的第二孔座组合，将陶瓷制孔板气密状地插接在上述第一孔座与第二孔座的端面间，并且以上述第一孔座及第二孔座各自的外侧端面作为垫片的密封面。

也可使上述第一孔座及第二孔座中的一个孔座的外径形成为比另一个孔座的外径更大，并且以该一个孔座的内侧端面的外周缘部分作为密封面。

也可使上述陶瓷制孔板形成为：在中心具有与上述第一孔座的通路及上述第二孔座的通路连通的流孔，并将上述陶瓷制孔板气密状地插接在上述第一孔座的嵌合用突部与上述第二孔座的嵌合用凹部之间。

也可使上述陶瓷制孔板形成为含有氧化锆的陶瓷制品，使其厚度为500～1000μm，孔径为10～500μm，并且利用6kN～10kN的压入力将上述嵌合用突部压入上述嵌合用凹部内，将上述陶瓷制孔板气密状地插接在上述嵌合用突部与上述嵌合用凹部之间。

也可使圆形状的上述陶瓷制孔板的两面形成为研磨镜面，并且使与该陶瓷制孔板抵接的上述嵌合用突部及上述嵌合用凹部的接触面形成为研磨镜面。

另外，本发明的垫片一体型陶瓷孔板，作为第二侧面，具备：第一孔座，其在内侧端面具备嵌合用突部，且在中心部具有贯穿状的通路；第二孔座，其在内侧端面具备嵌合用凹部且在中心部具有贯穿状的通路；中间孔座，其在中心部具有与上述第一孔座及第二孔座的通路连通的贯穿状的通路，在一端面具备气密状地嵌合上述第一孔座的嵌合用突部的嵌合用凹部，并且在另一端面具备气密状地嵌合于上述第二孔座的嵌合用凹部的嵌合用突部；第一陶瓷制孔板，其气密状地插接在上述第一孔座与上述中间孔座之间，且在中心部形成有流孔；以及第二陶瓷制孔板，其气密状地插接在上述中间孔座与上述第二孔座之间，且在中心部形成有流孔，上述垫片一体型陶瓷孔板被配置在流体通路中并以上述第一孔座及第二孔座的外侧端面分别作为密封面，并且使上述第一孔座及第二孔座中的一个孔座的外径形成为比另一个孔座及上述中间孔座的外径更大径，以该一个孔座的内侧端面的外周缘部分作为密封面，并且在上述中间孔座形成与该中间孔座的上述通路连通的分流通路5d。

也可使上述第二陶瓷制孔板形成为在中心部形成与上述第一孔座的通路及上述中间孔座的通路连通的流孔，并气密状地插接在上述第一孔座的嵌合用突部与上述中间孔座的嵌合用凹部之间。

也可使上述第二陶瓷制孔板形成为在中心部形成与上述中间孔座的通路及上述第二孔座的通路连通的流孔，并气密状地插接在上述中间孔座的嵌合用突部与凹形的上述第二孔座的嵌合用凹部之间。

也可使上述第一陶瓷制孔板形成为含有氧化锆的陶瓷制品，使其厚度为500～1000μm，孔径为10～500μm，并且利用6～10kN的压入力将上述第一孔座的嵌合用突部压入上述第二孔座的嵌合用凹部内，将上述第一陶瓷制孔板气密状地插接在上述第一孔座的嵌合用突部与上述中间孔座的嵌合用凹部之间。

使上述第二陶瓷制孔板形成为含有氧化锆的陶瓷制品，使其厚度为500～1000μm，孔径为10～500μm，并且利用6～10kN的压入力将上述中间孔座的嵌合用突部压入上述第二孔座的嵌合用凹部内，将上述第二陶瓷制孔板气密状地插接在上述中间孔座的嵌合用突部与上述第二孔座的嵌合用凹部之间。

在本发明的上述第二侧面中，也可使上述第一孔板及第二孔板中位于上游侧的孔板的流孔的直径形成为比位于下游侧的孔板的流孔更小。

在本发明的上述第二侧面中，也可使圆形状的上述第一陶瓷制孔板及第二陶瓷制孔板各自的两面形成为研磨镜面，并且使与该第一陶瓷制孔板及第二陶瓷制孔板抵接的上述第一孔座的嵌合用突部及上述第二孔座的嵌合用凹部的接触面形成为研磨镜面。

再者，本发明的垫片一体型孔板，作为第三侧面，具备：第三孔座，其在两侧面具备嵌合用凹部，且在中心部具有贯穿状的通路；第四孔座及第五孔座，其具备嵌合用突部，且在中心部具有贯穿状的通路，并且相对状地插入到两个上述嵌合用凹部内；以及安装到上述第三孔座的通路内的陶瓷制孔板，在压入到上述嵌合用凹部内的上述第四孔座及第五孔座的前端面间，气密状地夹着安装到上述第三孔座的通路内的上述陶瓷制孔板，并且以上述第四孔座及第五孔座的外侧端面作为垫片的密封面。

在本发明的上述第三侧面中，在上述第四孔座及第五孔座的上述嵌合用突部的外周面设置环状突起，并且在上述嵌合用突部的前端面设置环状突起，构成为通过上述嵌合用凸部的外周面的环状突起提高上述嵌合用突部与上述嵌合用凹部之间的气密性，并且通过上述嵌合用突部的前端面的环状突起提高上述嵌合用突部与上述陶瓷制孔板之间的气密性。

在本发明的上述第三侧面中，使上述陶瓷制孔板形成为厚的圆盘状的含有氧化锆的陶瓷制品，并且利用6～10kN的压入力将两个上述嵌合用突部压入两个上述嵌合用凹部内，将上述陶瓷制孔板气密状地插接在两个上述嵌合用突部的前端面间。

发明效果

在本发明的第一侧面中，通过将陶瓷制孔板气密状地嵌合密接在第一孔座与第二孔座之间构成垫片一体型陶瓷孔板。其结果，大幅度提升了陶瓷制孔板的耐腐蚀性，而且即使是极薄的陶瓷制孔板，也能够不产生变形等地夹持在两孔座间，能够形成具有高精度的流孔的垫片一体型陶瓷孔板。

另外，通过利用上述第一孔座及第二孔座的外侧端面、或者将上述第一孔座及第二孔座的外侧端面与上述第一孔座及第二孔座中的一个孔座的内侧端面外周部作为密封面，能够将孔座作为垫片紧密地锁紧固定在管路等中。

另外，在本发明的第一侧面的一实施方式中，是将厚度500～1000μm、孔径10～500μm的陶瓷制孔板插接在第一孔座的嵌合用突部与第二孔座的嵌合用凹部之间，并利用6kN～10kN的压入力将上述嵌合用突部压入上述嵌合用凹部内，将陶瓷制孔板气密地夹持在两者之间，并且使该陶瓷制孔板的两面及与陶瓷制孔板抵接的嵌合用突部和嵌合用凹部的接触面分别形成为研磨镜面的结构。

其结果，能够容易地制作具有高精度的流孔的耐腐蚀性优良的垫片一体型陶瓷孔板，并且使几乎完全没有来自陶瓷制孔板与嵌合用突部及嵌合用凹部的接触面、嵌合用突部与嵌合用凹部的接触面的泄漏的垫片一体型陶瓷孔板的制作成为可能。

再者，在本发明的第二侧面中，是在第一孔座与第二孔座之间，设置分别在一端面具备能嵌合上述第一孔座的嵌合用突部的嵌合用凹部、且在另一端面具备能嵌合于上述第二孔座的嵌合用凹部的嵌合用突部的中间孔座，在上述第一孔座的嵌合用突部与上述中间孔座的嵌合用凹部之间设置第一陶瓷制孔板，又在上述第二孔座的嵌合用凹部与上述中间孔座的嵌合用突部之间设置第二陶瓷制孔板，并且形成有与上述中间孔座的通路连通的分流通路的结构。

其结果，使第一陶瓷制孔板与第二陶瓷制孔板各自的孔径不同，并且通过控制向上述通路的流体供给，能够形成具有多个流量特性的垫片一体型陶瓷孔板。

在本发明的第三侧面中，因为是由在两侧面具备嵌合用凹部且在中心部具有贯穿状的通路的第三孔座；具备嵌合用突部且在中心部具有贯穿状的通路，并且相对状地插入到两个上述嵌合用凹部内的第四孔座及第五孔座；以及安装在上述第三孔座的通路内的陶瓷制孔板形成垫片一体型陶瓷孔板，所以能够形成使用两种类的部件的使用比较厚的陶瓷板的垫片一体型陶瓷孔板，使得构造的简单化及制造成本的下降成为可能。

除此之外，本发明的垫片一体型陶瓷孔板，在其被使用于压力式流量控制装置等的时候，孔板的更换能极为容易地进行，而且能大致完全地进行孔板的安装的气密性的确保以及防止变形，并且因为陶瓷制孔板为高耐腐蚀性，所以能进行高精度的流量控制。

附图说明

图1是表示本发明的垫片一体型陶瓷孔板的一实施方式的截面图。

图2是表示图1的垫片一体型陶瓷孔板的组装前的结构的截面图。

图3是表示本发明的垫片一体型陶瓷孔板的第二实施方式的截面图。

图4是表示图2的垫片一体型陶瓷孔板的组装前的结构的截面图。

图5是使用图2的垫片一体型陶瓷孔板的压力式流量控制装置的截面图。

图6是图5的垫片一体型陶瓷孔板的安装部的局部截面图。

图7是泄漏试验用的垫片一体型陶瓷孔板的放大截面图。

图8是泄漏检查用治具的说明图。

图9是表示泄漏试验后分解了的孔座的嵌合用突部的端面的状态的放大照片。

图10是表示泄漏试验后分解了的孔座的嵌合用凹部的底面的状态的放大照片。

图11是表示泄漏试验后分解了的陶瓷孔板的表面状态的放大照片。

图12是表示使用前的陶瓷孔板的镜面研磨后的凹陷的状态的放大照片。

图13是使用前的镜面研磨后所挑选出的没有材料凹陷的陶瓷孔板的放大照片。

图14是表示本发明的垫片一体型陶瓷孔板的第三实施方式的截面图。

图15是表示本发明的垫片一体型陶瓷孔板的第三实施方式的组装前的结构的截面图。

图16是现有的垫片一体型孔板的截面图。

图17是现有的垫片一体型孔板的组装前的截面图。

图18是表示现有的垫片一体型孔板的其他示例的截面图。

符号说明

1：垫片一体型陶瓷孔板

2：第一孔座

2a：孔座的通路

2b：孔座的嵌合用突部

2c：孔座的密封面

2d：环状突起

2d′：环状突起

3：第二孔座

3a：孔座的通路

3b：孔座的嵌合用凹部

3c：孔座的密封面

3d：孔座的密封面

3e：凹部

3f：环状突起

4：陶瓷制孔板

4′：小流量用的第一陶瓷制孔板

4″：大流量用的第二陶瓷制孔板

5：中间孔座

5a：中间孔座的通路

5b：中间孔座的嵌合用凹部

5c：中间孔座的嵌合用突部

5d：中间孔座的分流通路

5e：环状突起

5e′：环状突起

5f：环状突起

6：控制阀

7：控制阀的主体

7a：流体通路

7b：流体通路

7c：流孔收纳凹处

7d：环状突起

7e：环状突起

8：入口块体

9：过滤器

10：出口块体

10a：通路

10b：流孔收纳用凹处

10c：垫片按压用突出部

10d：环状突起

11：压力传感器

12：控制电路

A：第三孔座

B1：第四孔座

B2：第五孔座

C：泄漏检测孔

D：泄漏检测孔

E：泄漏检测孔

L：泄漏检查治具

具体实施方式

以下，根据附图详细地说明本发明的实施方式。

图1及图2表示本发明的垫片一体型陶瓷孔板的第一实施方式。另外，图3及图4表示本发明的垫片一体型陶瓷孔板的第二实施方式。再者，图5表示使用图3的垫片一体型陶瓷孔板的压力式流量控制装置，图6为图5的垫片一体型陶瓷孔板的插接部的局部放大图。

此外，图1所示的第一实施方式的垫片一体型陶瓷孔板1、与图3所示的第二实施方式的垫片一体型陶瓷孔板1，只有下游侧的第二孔座3的形态稍微不同。另外，图1的第一实施方式的垫片一体型陶瓷孔板1及图3的垫片一体型陶瓷孔板1除了孔板4的材质不同这一点以外，其他的结构与现有的如图15及图17所示的垫片一体型孔板实质上相同。

因此，在此基于图3及图4记载的第二实施方式的垫片一体型陶瓷孔板1，说明本申请发明的实施方式。

垫片一体型陶瓷孔板1如图1至图4所示，由第一孔座2、第二孔座3和陶瓷制孔板4构成，第一孔座2是在中心部具有贯穿状的通路2a，在内侧端面具备嵌合用突部2b的凸形的孔座；第二孔座3是比第一孔座2的直径更大且在中心部具有贯穿状的通路3a，在内侧端面具备嵌合用凹部3b的凹形的孔座；陶瓷制孔板4是在中心部形成有流孔(图示省略)的孔板；将凸形的第一孔座2与凹形的第二孔座3组合，将陶瓷制孔板4气密地插接固定在两孔座2、3之间，并且将两孔座2、3的两外侧端面及一边的第二孔座3的内侧端面作为垫片一体型孔板1的密封面2c、3c、3d，而形成防止从陶瓷制孔板4的密封部往外部的泄漏的结构。

具体而言，凸形的第一孔座2是如图4所示，由不锈钢材料(SUS316L-P(W熔解材料))形成纵截面形状为凸形的短圆柱状，其中心部形成有内周面形成为带台阶的贯穿状的通路2a。

另外，在凸形的第一孔座2的内侧端面(与凹形的第二孔座3相对的端面)，外周面形成为带台阶的筒状的嵌合用突部(突出部分)2b与通路2a呈同心状地突出形成。在该嵌合用突部2b的大径侧的外周面及嵌合用突部2b的端面，分别形成有与凹形的第二孔座3组合时发挥密封功能的环状突起2d、2d′(参照图4)

再者，凸形的第一孔座2形成为，使得形成为环状的外侧端面可实现作为垫片一体型陶瓷孔板1的密封面2c的功能。

凹形的第二孔座3，如图4所示，由不锈钢材料(SUS316L-P(W熔解材料))形成纵截面形状呈凹形的厚壁圆盘状，其中心部形成有与凸形的第一孔座2的通路2a连通的贯穿状的通路3a。

另外，在凹形的第二孔座3的内侧端面(与凸形的孔座2相对的端面)，气密状地嵌合凸形的第一孔座2的嵌合用突部2b的嵌合用凹部3b与通路3a形成为同心状。该嵌合用凹部3b的内周面被形成为带台阶的内周面而气密状地嵌合凸形的第一孔座2的嵌合用突部2b。在该嵌合用凹部3b的端面形成有环状突起3f(参照图4)，该环状突起3f以与凸形的第一孔座2组合时，将陶瓷制孔板4夹持在其与第一孔座2的环状突起2d′之间来发挥密封功能的方式配置。

再者，在设置接受嵌合用突部2b的嵌合用凹部3b的第二孔座3的外侧端面，圆形的凹处3e与通路3a呈同心状地形成，可实现形成于凹形的第二孔座3的外侧端面的凹处3e的底面作为垫片一体型孔板1的密封面3c的功能。凹处3e用于容易进行垫片一体型孔板1的定位(定轴心)，而且保护密封面3c。

此外，抵接在后述的陶瓷制孔板4的嵌合用突部2b及嵌合用凹部3b的底面，通过电解研磨等被加工成所谓的研磨镜面。

另外，第二实施方式的情况是：在第一孔座2、第二孔座3中，位于下游侧的第二孔座3的外径形成为比位于上游侧的第一孔座2的外径更大，位于下游侧的第二孔座3的内侧端面的外周缘部分能实现作为垫片一体型孔板1的密封面3d的功能。

在上述第二实施方式中，虽将位于下游侧的凹形的第2孔座3的外径形成为比位于上游侧的凸形的第一孔座2的外径更大，而以凹形的第二孔座3的内侧端面的外周缘部分作为垫片一体型孔板1的密封面3d，但也能够将第2孔座3的外径形成为与第一孔座2的外径同径，省略密封面3d，采用该结构的为图1及图2所示的第一实施方式的垫片一体型陶瓷孔板。

陶瓷制孔板4是由含有氧化锆的陶瓷材料形成为极薄的圆形板，在其中心部形成有与第一孔座2、第二孔座3的通路2a、3a连通的所期望内径的流孔(省略图示)。该陶瓷制孔板4的大小，设定成可收容于凹形的第二孔座3的嵌合用凹部3b的小径部分的大小。

而且，陶瓷制孔板4的形状可以是圆形，或者也可以是其他的形状。

此外，在本第一及第二实施方式中，将陶瓷制孔板4的厚度形成500～1000μm，将孔径(流孔径)形成10～500μm，并且，其两外表面是通过抛光研磨等研磨加工成镜面，且通过6kN～10kN的压入力将嵌合用突部2b压入嵌合用凹部3b内，将陶瓷制孔板4夹持在嵌合用突部2b与嵌合用凹部3b之间。

具体而言，将陶瓷制孔板4收容在凹形的第二孔座3的嵌合用凹部3b内，并通过推力约9kN的压机将凸形的第一孔座2的嵌合用突部2b压入凹形的第二孔座3的嵌合用凹部3b内而使两孔座2、3气密状地一体化，由此形成垫片一体型陶瓷孔板。

此时，嵌合用突部2b的外周面气密状地密接在嵌合用凹部3b的内周面，并且通过在第一孔座2的环状突起2d′与第二孔座3的环状突起3f之间夹持陶瓷制孔板4的两面，而将陶瓷制孔板4插接保持在两孔座2、3的内侧端面间，因此能确保更良好的密封性。另外，通过位于孔座2的外周面的环状突起2d能更气密状地插接保持。

图5表示将上述第二实施方式的垫片一体型陶瓷孔板1适用于压力式流量控制装置的示例，该压力式流量控制装置由下述部件等构成：压电元件驱动式的控制阀6；入口侧块体8，其利用螺栓(省略图示)锁紧固定在控制阀6的主体7的上游侧，并形成与主体7的上游侧的流体通路7a连通的入口侧流体通路8a；垫片型过滤器9，其介入设置在主体7与入口侧块体8之间，将两者之间密封；出口侧块体10，其利用螺栓(省略图示>锁紧固定在控制阀6的主体7的下游侧，并形成与主体7的下游侧的流体通路7b连通的出口侧流体通路10a；流量控制用的垫片一体型陶瓷孔板1，其介入设置在主体7与出口侧块体10之间，将两者之间密封；压力传感器11，其配设在控制阀6的主体7上，检测垫片一体型陶瓷孔板1的上游侧的压力；和，控制控制阀6的控制电路12等，且该压力式流量控制装置是一边根据垫片一体型陶瓷孔板1的上游侧压力运算通过流孔的流量一边进行控制阀6的开闭调整，来控制通过陶瓷孔板的流孔的流体流量的装置。

此外，图5所示的压力式流量控制装置自身为众所周知的装置，所以于此省略其详细的说明。

上述垫片一体型陶瓷孔板1被收容在形成于控制阀6的主体7的下游侧端面与出口侧块体10的上游侧端面的流孔收纳用凹处7c、10b内，通过锁紧固定主体7与出口侧块体10，垫片一体型陶瓷孔板1气密地收容固定在流孔收纳用凹处7c、10b内。

即，如图6所示，形成在主体7的下游侧端面的流孔收纳用凹处7c形成为内径在中途改变的带台阶的凹处，在流孔收纳用凹处7c的内径小的部分的底面形成有以密接状态卡入在第一孔座2的外侧端面形成的密封面2c进行密封的环状突起7d。另外，在流孔收纳凹处7c的内径大的部分的底面形成有以密接状态卡入在第二孔座3的内侧端面形成的密封面3d进行密封的环状突起7e。

另外，形成于出口侧块体10的上游侧端面的流孔收纳用凹处10b被形成为包围出口侧流体通路10a的入口侧的环状的凹处，在该流孔收纳用凹处10b的底面形成有环状的垫片按压用突出部10c。该环状的垫片按压用突出部10c被插入在形成于凹形的第二孔座3的圆形的凹处3e中。

此外，在该垫片按压用突出部10c的端面形成有，以密接状态卡入在凹形的第二孔座3的外侧端面形成的密封面3c，并进行密封的环状突起10d，通过将该垫片按压用突出部10c插入凹形的第二孔座3的凹处3e，使垫片一体型陶瓷孔板1的定位容易进行。

此外，在图6中，第一孔座2的密封面2c与第二孔座3的密封面3c的距离、第一孔座2的密封面2c与第二孔座3的密封面3d的距离、孔座3的密封面3c与密封面3d的距离、主体7的流孔收纳用凹处7c的小内径部的底面的深度以及大内径部的底面的深度、流孔收纳用凹处10b的底面的垫片按压用突出部10c的高度等，是当利用螺栓锁紧固定主体7与出口侧块体10时，图6中的A面首先抵接密封之后，B面也抵接密封的那样的距离，深度或高度等。

另外，分别设定A面与陶瓷制孔板4的密封部的泄漏量为1×10^-4Pa·m³/sec以下，成为外部泄漏的B面与C面的泄漏量为1×10^-10Pa·m³/sec以下。

(泄漏试验)

首先，因为是以陶瓷制孔板4与嵌合用突部2b等的金属端面间的泄漏特性为主进行调查，所以制作如图7(a)的垫片一体型陶瓷孔板作为供给泄漏试验的垫片一体型陶瓷孔板1。

即，该试验用的垫片一体型陶瓷孔板如图7(b)所示，通过将具有嵌合用突部2b的两个第四孔座B1及第五孔座B2、两侧面分别设置有嵌合用凹部3b的第三孔座A、和陶瓷制孔板4组合而一体地形成。具体而言，将第四、第五孔座B1、B2的嵌合用突部2b、2b压入第三孔座A的两侧面的嵌合用凹部3b、3b内，将陶瓷制孔板4的两侧面夹持在嵌合用突部2b、2b间，由此构成为：将陶瓷制孔板4气密地保持在嵌合用突部2b、2b间，并且气密地压接嵌合用突部2b的外周面与嵌合用凹部3b的内周面间。

此外，在图7中，C为泄漏检测孔，而试验用流孔的两外表面间的全长设定在8.8mm，孔座的直径设定在10mm，陶瓷制孔板4的直径设定在3.5mm，陶瓷制孔板4的厚度设定在1.5mm，流孔径设定在100μm。

另外，图7中的2d、2d′是设置在嵌合用突部2b的外周面的环状突起，将嵌合用突部2b压入嵌合用凹部3b内时，环状突起2d′发挥使嵌合用突部2b的外周面与嵌合用凹部3b的内周面间的气密性提高的作用，并且环状突起2d′发挥使嵌合用突部2b的端面与陶瓷制孔板4的侧面间的气密性提高的作用。

再者，在图7的泄漏试验用的垫片一体型陶瓷孔板的制作之际，第四、第五孔座B1、B2的嵌合用突部2b及第三孔座A的嵌合用凹部3b的形态是与图1至图4的情况相同，且制作了将嵌合用突部2b压入到嵌合用凹部3b内的推力为7kN、8kN、9kN的3种类的泄漏试验用垫片一体型陶瓷孔板。

接着，如图8所示，将泄漏试验用垫片一体型陶瓷孔板安装在泄漏检查治具L上，通过调整泄漏检查治具L的螺栓锁紧机构(省略图示)，使施加在泄漏试验用垫片一体型孔板上的螺栓锁紧扭距变化，测量来自在各螺栓锁紧扭距下的各泄漏检测孔的泄漏程度。

下述的表1表示泄漏试验的结果，即使使螺栓锁紧扭距(kgf·cm)增加，泄漏程度也均为10^-5Pa·m³/sec～10^-8Pa·m³/sec的程度，且泄漏试验用垫片一体型孔板的泄漏程度不稳定，判明不可能作为实际使用。

此外，孔座B的嵌合用突部2b、孔座A的嵌合用凹部3b的内、外表面、与陶瓷制孔板4抵接的端面，通过精密机械加工将表面粗糙度加工成镜面研磨的程度，且陶瓷制孔板4的外表面也通过精密研磨加工将表面粗糙度加工成镜面研磨的程度。

表1

接着，为了探讨泄漏程度高的原因，分解用作试验的垫片一体型陶瓷孔板，利用显微镜放大观察密封部分，并且也一并进行SEM观察，根据其结果找出了以下等情况为泄漏程度高的主要原因：第三孔座A的嵌合用突部2b、第四、第五孔座B1、B2的嵌合用凹部3b的研磨精度低；陶瓷制孔板4的外表面的研磨精度低；以及在陶瓷制孔板4的研磨面存在原材料凹陷等。

图9及图10表示与陶瓷制孔板4抵接的第三孔座A的嵌合用突部2b的端面及第四、第五孔座B1、B2的嵌合用凹部3b的底面，并且判明了均为端面的研磨不良成为高泄漏程度的原因。

另外，图11及图12表示陶瓷制孔板4的外表面的状态，并且判明了一开始就存在于陶瓷制孔板4的大的材料凹陷为高泄漏程度的原因。此外，该材料凹陷如图12也可明白，是相当深的凹陷，并且判明了存在大量即使提高陶瓷制孔板4的外表面的研磨精度也难以完全去除的凹陷。

因此，本发明的发明人通过电解研磨等将第一孔座2的嵌合用突部2b、第二孔座3的嵌合用凹部3b的内、外表面加工成镜面，并且在陶瓷制孔板4利用抛光研磨等将其外表面形成镜面之后，进一步利用显微镜等进行放大观察确认是否存在材料凹陷，并挑选使用无材料凹陷的陶瓷制孔板4。图13表示通过放大观察确认是否存在材料凹陷之后所挑选到的陶瓷制孔板4。

下述的表2表示针对使用如上述镜面研磨后的第一、第二孔座2、3及挑选镜面研磨与材料凹陷的有无之后的陶瓷制孔板4所制作的试验用垫片一体型陶瓷孔板进行泄漏试验的结果。

此外，用作试验的垫片一体型陶瓷孔板有三种，且为通过任一压入力将陶瓷制孔板4夹入固定的垫片一体型陶瓷孔板。

表2

从表2可明白，即使为任一试验用垫片一体型陶瓷孔板，泄漏程度也都稳定，且泄漏程度本身处于被容许的范围内，可作为实际使用。

[第三实施方式]

图14及图15表示本申请发明的垫片一体型陶瓷孔板的第三实施方式，且只有使用中间孔座5这一点与图1至图4所示的第一及第二实施方式的垫片一体型陶瓷孔板不同，而其他的结构几乎相同。

该第三实施方式的垫片一体型陶瓷孔板1由：第一孔座2，其中心部具有贯穿状的通路2a，且在内侧端面具备嵌合用突部2b；第二孔座3，其中心部具有贯穿状的通路3a，且在内侧端面具备嵌合用凹部3b；中间孔座5，其中心部具有贯穿状的通路5a，且在一端面具备嵌合用凹部5b，并且在另一端面具备嵌合用突部5c；以及在中心部形成有流孔(省略图示)的小流量用及大流量用的两片第一及第二陶瓷制孔板4′、4″所构成，将第一孔座2与中间孔座5以及第二孔座3组合，将第一孔板及第二孔板4′、4″分别气密状地插接在第一孔座2与中间孔座5之间及第二孔座3与中间孔座5之间，并且分别将两第一、第二孔座2、3的外侧端面及第二孔座3的内侧端面作为密封面2c、3c、3d，可防止从两第一、第二陶瓷制孔板4′、4″的密封部向外部的泄漏。此外，图15中，2d′、3f及5f为环状突起。

另外，该垫片一体型陶瓷孔板1是在中间孔座5形成有分歧状连通于该中间孔座5的通路5a的分流通路5d，将小流量用的第一陶瓷制孔板4′气密状地插接在第一孔座2与中间孔座5之间，并且将大流量用的第二陶瓷制孔板4″插接在第二孔座3与中间孔座5之间，由此形成具有多个流量调整范围的结构。

具体而言，第一孔座2如图15所示，由不锈钢材料(SUS316L-P(W熔解材料))形成纵截面形状为短圆柱状，在其中心部形成有内周面形成为带台阶的贯穿状的通路2a。

另外，在第一孔座2的内侧端面(与中间孔座5相对的端面)，外周面形成为带台阶的筒状的嵌合用突部2b与通路2a呈同心状地突出形成。在该嵌合用突部2b的大径侧的外周面及嵌合用突部2b的端面，分别形成有与中间孔座5组合时发挥密封功能的环状突起2d、2d′。再者，第一孔座2的形成为环状的外侧端面可实现作为垫片一体型陶瓷孔板1的密封面2c的功能。

第二孔座3如图15所示，由不锈钢材料(SUS316L-P(W熔解材料))形成纵截面形状为凹形的厚壁圆盘状，其中心部形成有贯穿状的通路3a。

另外，在凹形的第二孔座3的内侧端面，中间孔座5的嵌合用突部5c气密状地嵌合的嵌合用凹部3b与通路3a形成同心状。该嵌合用凹部3b的内周面形成有带台阶的内周面而气密状地嵌合中间孔座5的嵌合用突部5c。

再者，在凹形的第二孔座3的外侧端面，圆形的凹处3e与通路3a形成同心状，可实现形成于凹形的第二孔座3的外侧端面的凹处3e的底面作为垫片一体型陶瓷孔板1的密封面3c的功能。上述凹处3e用于使垫片一体型陶瓷孔板1的定位(定轴心)容易进行，而且保护密封面3c。

上述中间孔座5如图15所示，由不锈钢材料(SUS316L-P(W熔解材料))形成与第一孔座2的外径相同直径的圆柱状，在其中心部形成有与第一孔座2的通路2a及第二孔座3的通路3a连通的贯穿状的通路5a。

另外，在中间孔座5的一端面，第一孔座2的嵌合用突部2b气密状地嵌合的嵌合用凹部5b与通路5a形成同心状。该嵌合用凹部5b的内周面形成为带台阶的内周面而气密状地嵌合第一孔座2的嵌合用突部2b。

再者，在中间孔座5的另一端面，气密状地嵌合于第二孔座3的嵌合用凹部3b的外周面形成为带台阶的筒状的嵌合用突部5c，该嵌合用突部5c与通路5a呈同心状地突出形成。在该嵌合用突部5c的大径侧的外周面及嵌合用突部5c的端面，分别形成有与第二孔座3组合时发挥密封功能的环状突起5e、5e′。

除此之外，在中间孔座5的周壁部分形成有分歧状连通中间孔座5的通路5a的分流通路5d。

上述小流量用及大流量用的第一、第二陶瓷制孔板4′、4″使用与第一及第二实施方式的情况同样的材质，当然形成为同样的形态，但两第一、第二孔板4′、4″的外观形状可以为圆形、或者也可以为其他的形状。

上述本发明的垫片一体型陶瓷孔板，因为使用陶瓷制孔板所以耐腐蚀性优良，即使在使用于腐蚀性气体管路等的情况下，除了可发挥稳定的流量控制特性等之外，还可以确保陶瓷制孔板与金属端面间的气密性，达到在实用上充分可承受的密封程度，具有优秀的实用效果。

(产业上的可利用性)

本申请发明不仅使用于压力式流量控制装置，也可使用于处理腐蚀性流体的所有管路、机器类中。

Claims (15)

1.一种垫片一体型陶瓷孔板，其特征在于：

将具备嵌合用突部且在中心部设置有贯穿状的通路的第一孔座与具备嵌合用凹部且在中心部设置有与所述第一孔座的通路连通的贯穿状的通路的第二孔座加以组合，将陶瓷制孔板气密状地插接在所述第一孔座与所述第二孔座的端面间，并且以所述第一孔座及所述第二孔座各自的外侧端面作为垫片的密封面。

2.根据权利要求1所述的垫片一体型陶瓷孔板，其特征在于：

使所述第一孔座及第二孔座中的一个孔座的外径形成为比另一个孔座的外径更大，并且以该一个孔座的内侧端面的外周缘部分作为密封面。

3.根据权利要求1所述的垫片一体型陶瓷孔板，其特征在于：

使所述陶瓷制孔板形成为：在中心具有与所述第一孔座的通路及所述第二孔座的通路连通的流孔，并使所述陶瓷制孔板气密状地插接在所述第一孔座的嵌合用突部与所述第二孔座的嵌合用凹部之间。

4.根据权利要求3所述的垫片一体型陶瓷孔板，其特征在于：

使所述陶瓷制孔板形成为含有氧化锆的陶瓷制品，使所述陶瓷制孔板的厚度为500～1000μm，孔径为10～500μm，并且利用6～10kN的压入力将所述嵌合用突部压入所述嵌合用凹部内，使所述陶瓷制孔板气密状地插接在所述嵌合用突部与所述嵌合用凹部之间。

5.根据权利要求4所述的垫片一体型陶瓷孔板，其特征在于：

使圆形状的所述陶瓷制孔板的两面形成为研磨镜面，并且使与该陶瓷制孔板抵接的所述嵌合用突部及所述嵌合用凹部的接触面形成为研磨镜面。

6.一种垫片一体型陶瓷孔板，其特征在于，具备：

第一孔座，该第一孔座在内侧端面具备嵌合用突部，并且在中心部具有贯穿状的通路；

第二孔座，该第二孔座在内侧端面具备嵌合用凹部，并且在中心部具有贯穿状的通路；

中间孔座，该中间孔座在中心部具有与所述第一孔座及第二孔座的通路连通的贯穿状的通路，在一端面具备气密状地嵌合所述第一孔座的嵌合用突部的嵌合用凹部，并且在另一端面具备气密状地嵌合于所述第二孔座的嵌合用凹部的嵌合用突部；

第一陶瓷制孔板，该第一陶瓷制孔板气密状地插接在所述第一孔座与所述中间孔座之间，且在中心部形成有流孔；和

第二陶瓷制孔板，该第二陶瓷制孔板气密状地插接在所述中间孔座与所述第二孔座之间，且在中心部形成有流孔，

所述垫片一体型陶瓷孔板被配置在流体通路中并以所述第一孔座及第二孔座的外侧端面分别作为密封面，并且将所述第一孔座及第二孔座中的一个孔座的外径形成为比另一个孔座及所述中间孔座的外径更大，以该一个孔座的内侧端面的外周缘部分作为密封面，并且在所述中间孔座形成有与该中间孔座的通路连通的分流通路。

7.根据权利要求6所述的垫片一体型陶瓷孔板，其特征在于：

使所述第一陶瓷制孔板形成为在中心部具有与所述第一孔座的通路及所述中间孔座的通路连通的流孔，并使所述第一陶瓷制孔板气密状地插接在所述第一孔座的嵌合用突部与所述中间孔座的嵌合用凹部之间。

8.根据权利要求6所述的垫片一体型陶瓷孔板，其特征在于：

使所述第二陶瓷制孔板形成为在中心部具有与所述中间孔座的通路及凹形的所述第二孔座的通路连通的流孔，并使所述第二陶瓷制孔板气密状地插接在所述中间孔座的嵌合用突部与凹形的所述第二孔座的嵌合用凹部之间。

9.根据权利要求7所述的垫片一体型陶瓷孔板，其特征在于：

使所述第一陶瓷制孔板形成为含有氧化锆的陶瓷制品，使其厚度为500～1000μm，孔径为10～500μm，并且利用6～10kN的压入力将所述第一孔座的嵌合用突部压入所述中间孔座的嵌合用凹部内，使所述第一陶瓷制孔板气密状地插接在所述第一孔座的嵌合用突部与所述中间孔座的嵌合用凹部之间。

10.根据权利要求8所述的垫片一体型陶瓷孔板，其特征在于：

使所述第二陶瓷制孔板形成为含有氧化锆的陶瓷制品，使其厚度为500～1000μm，孔径为10～500μm，并且利用6～10kN的压入力将所述中间孔座的嵌合用突部压入所述第二孔座的嵌合用凹部内，使所述第二陶瓷制孔板气密状地插接在所述中间孔座的嵌合用突部与所述第二孔座的嵌合用凹部之间。

11.根据权利要求6所述的垫片一体型陶瓷孔板，其特征在于：

使所述第一孔板及第二孔板中，位于上游侧的孔板的流孔的直径形成为比位于下游侧的孔板的流孔更小。

12.根据权利要求6所述的垫片一体型陶瓷孔板，其特征在于：

使圆形状的所述第一陶瓷制孔板及第二陶瓷制孔板各自的两面形成为研磨镜面，并且使与该第一陶瓷制孔板及第二陶瓷制孔板抵接的所述第一孔座的嵌合用突部及所述第二孔座的嵌合用凹部的接触面形成为研磨镜面。

13.一种垫片一体型陶瓷孔板，其特征在于，具备：

第三孔座，该第三孔座在两侧面具备嵌合用凹部，且在中心部具有贯穿状的通路；

第四孔座及第五孔座，该第四孔座及第五孔座具备嵌合用突部，且在中心部具有贯穿状的通路，并且相对向地插入到两个所述嵌合用凹部内；和

陶瓷制孔板，该陶瓷制孔板安装到所述第三孔座的通路内，

在压入到所述嵌合用凹部内的所述第四孔座及第五孔座的前端面间，气密状地夹着安装到所述第三孔座的通路内的所述陶瓷制孔板，并且以所述第四孔座及第五孔座的外侧端面作为垫片的密封面。

14.根据权利要求13所述的垫片一体型陶瓷孔板，其特征在于：

在所述第四孔座及第五孔座的所述嵌合用突部的外周面设置环状突起，并且在该嵌合用突部的前端面设置环状突起，构成为通过所述嵌合用突部的外周面的环状突起提高所述嵌合用突部与所述嵌合用凹部之间的气密性，并且通过所述嵌合用突部的前端面的环状突起提高所述嵌合用突部与所述陶瓷制孔板之间的气密性。

15.根据权利要求13所述的垫片一体型陶瓷孔板，其特征在于：

将所述陶瓷制孔板形成为厚的圆盘状的含有氧化锆的陶瓷制品，并且利用6～10kN的压入力将两个所述嵌合用突部压入两个所述嵌合用凹部内，将所述陶瓷制孔板气密状地插接在两个所述嵌合用突部的前端面间。