JP2011225906A - Wear-resistant member, rotary valve, wear-resistance treatment method, and repairing method of rotary valve - Google Patents

Wear-resistant member, rotary valve, wear-resistance treatment method, and repairing method of rotary valve Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a wear-resistant member which can be applied to a blade, can prolong a maintenance interval of a rotary valve, and by which a same member can be repeatedly used by repairing, and to provide the rotary valve, a wear-resistance treatment method, and a repairing method of the rotary valve.SOLUTION: A surfacing material for surface hardening, which is a surfacing layer formed by welding a surfacing material hardened by nitriding treatment, is formed on a wear-resistance requiring parts 25c, 25d of the wear-resistant member applicable to the blade 25. The surfacing layer is subjected to plasma nitriding treatment.

Description

本件発明は、耐摩耗性が要求される耐摩耗性部材、この耐摩耗性部材を羽根板として備えるロータリーバルブ、耐摩耗性部材の耐摩耗性処理方法及びロータリーバルブの補修方法に関する。   The present invention relates to a wear-resistant member that requires wear resistance, a rotary valve including the wear-resistant member as a blade, a wear-resistant treatment method for a wear-resistant member, and a rotary valve repair method.

従来、各種粉粒体のハンドリングにロータリーバルブが使用されている。ロータリーバルブは、粉粒体の供給口及び排出口が形成された略円筒状のケーシング内に、放射状に設けられた複数の羽根板（耐摩耗性部材）を有するローターを回転可能に収容したものである（例えば、特許文献１参照）。一般に、供給口はケーシングの上部に形成され、排出口はケーシングの下部に形成される。ケーシングの供給口から投入された粉粒体は、互いに隣接する二つの羽根板間に収容される。ローターの回転に伴い、供給口から投入された粉粒体は羽根板間に収容された状態で排出口まで運ばれる。そして、排出口において、粉粒体は慣性力と自重とによりケーシングの外部に排出される。ロータリーバルブは粉粒体の切り出しなどに用いられ、例えば、工場や発電所などで、石炭等をボイラー等に経時的に定量供給する際等に用いられる。   Conventionally, rotary valves have been used for handling various powders. The rotary valve rotatably accommodates a rotor having a plurality of radially provided blades (abrasion resistant members) in a substantially cylindrical casing in which a supply port and a discharge port for powder particles are formed. (For example, see Patent Document 1). Generally, the supply port is formed in the upper part of the casing, and the discharge port is formed in the lower part of the casing. The granular material thrown in from the supply port of the casing is accommodated between two blades adjacent to each other. Along with the rotation of the rotor, the granular material introduced from the supply port is conveyed to the discharge port while being accommodated between the blades. And in a discharge port, a granular material is discharged | emitted by the inertia force and dead weight to the exterior of a casing. The rotary valve is used for cutting out powder and the like, and is used, for example, when quantitatively supplying coal or the like over time to a boiler or the like in a factory or power plant.

上記のような粉粒体供給システムに適用される場合、ロータリーバルブには、粉粒体の定量供給機能と、例えばボイラー側からのガスの逆流を防止するなどのシール機能とが要求される。羽根板の回転外周側端部とケーシングの内周面とは、実用上許容される範囲の間隙（例えば、２．０ｍｍ以内）を空けて配置される。ローターを回転させると、この羽根板の回転外周側端部とケーシングの内周面との間に粉粒体が介在するため、羽根板の回転外周側端部とケーシングの内周面とは粉粒体を介して摺動する。ローターの回転に伴うこれらの摺動部の摩耗により、羽根板の回転外周側端部とケーシングの内周面との間隙が所定の許容範囲を超えると、粉粒体の定量供給機能やシール機能を維持することが困難になる。従って、羽根板の回転外周側端部は耐摩耗性が特に要求され、ロータリーバルブについては、定期的に保守点検を行い、必要に応じて羽根板等の補修を行う必要があった。   When applied to the granular material supply system as described above, the rotary valve is required to have a quantitative supply function of granular material and a sealing function to prevent, for example, a backflow of gas from the boiler side. The rotation outer peripheral side end of the vane and the inner peripheral surface of the casing are arranged with a gap (for example, within 2.0 mm) within a practically allowable range. When the rotor is rotated, powder particles are interposed between the rotating outer peripheral end of the blade and the inner peripheral surface of the casing, so the rotating outer peripheral end of the blade and the inner peripheral surface of the casing It slides through the granules. When the gap between the rotating outer peripheral side end of the vane and the inner peripheral surface of the casing exceeds a predetermined allowable range due to wear of these sliding parts due to the rotation of the rotor, the powder quantity quantitative supply function and sealing function It becomes difficult to maintain. Accordingly, the rotational outer peripheral end of the blade plate is particularly required to have wear resistance, and the rotary valve needs to be regularly inspected and repaired as necessary.

特開２００５−２００１２５号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2005-200125

そこで、本件発明は、耐摩耗性が高く、補修により同一部材を繰り返し使用可能な耐摩耗性部材、当該耐摩耗性部材をローターの羽根板として採用することにより、ロータリーバルブのメンテナンス間隔を長期化することができ、且つ、補修により同一部材を繰り返し使用可能なロータリーバルブ、部材の耐摩耗性を向上する耐摩耗性処理方法及びロータリーバルブの補修方法を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention increases the maintenance interval of the rotary valve by adopting a wear-resistant member that is highly wear-resistant and that can be used repeatedly for repair, and that the wear-resistant member is used as a rotor blade. It is an object of the present invention to provide a rotary valve that can be used repeatedly by repairing the same member, a wear resistance treatment method that improves the wear resistance of the member, and a repair method of the rotary valve.

上記目的を達成するために、本件発明に係る耐摩耗性部材は、耐摩耗性が要求される耐摩耗性部材であって、部材の耐摩耗性要求部位に、表面硬化用の肉盛材であって、且つ、窒化処理により硬化する肉盛材を溶着させた肉盛層が設けられており、当該肉盛層に対してプラズマ窒化処理が施されたことを特徴とする耐摩耗性部材を採用した。   In order to achieve the above object, the wear-resistant member according to the present invention is a wear-resistant member that requires wear resistance, and is made of a surfacing material for surface hardening at the wear-resistance-requiring portion of the member. A wear-resistant member characterized in that a build-up layer on which a build-up material cured by nitriding treatment is welded is provided, and plasma nitriding treatment is performed on the build-up layer. Adopted.

本件発明に係る耐摩耗性部材において、前記肉盛材は、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂから選択される少なくとも一種を前記窒化処理により硬化に寄与する元素として含む鉄鋼材料であることが好ましい。ここで、肉盛材としてより好ましくはＣｒを含む鉄鋼材料である。   In the wear resistant member according to the present invention, the build-up material is a steel material containing at least one selected from Cr, V, Mo, Ti, Al, and Nb as an element contributing to hardening by the nitriding treatment. Is preferred. Here, it is a steel material more preferably containing Cr as a build-up material.

本件発明に係る耐摩耗性部材において、前記肉盛材は、前記プラズマ窒化処理を施す際の処理温度よりも高い温度で焼鈍及び焼戻しが行われる材料であることが好ましい。   In the wear-resistant member according to the present invention, the build-up material is preferably a material that is annealed and tempered at a temperature higher than a processing temperature when performing the plasma nitriding treatment.

本件発明に係る耐摩耗性部材において、前記プラズマ窒化処理により前記肉盛層に形成された窒化層の深さが０．１ｍｍ〜１．５ｍｍであることが好ましい。ここで、窒化層の深さはより好ましくは０．２ｍｍ〜１．０ｍｍである。   In the wear-resistant member according to the present invention, it is preferable that the depth of the nitride layer formed on the build-up layer by the plasma nitriding treatment is 0.1 mm to 1.5 mm. Here, the depth of the nitride layer is more preferably 0.2 mm to 1.0 mm.

また、上記目的を達成するために本件発明に係るロータリーバルブは、ローターの回転により流動体又は粉粒体を排出するロータリーバルブであって、上記いずれかに記載の耐摩耗性部材を前記ローターの羽根板として備えたことを特徴とするロータリーバルブを採用した。   In order to achieve the above object, a rotary valve according to the present invention is a rotary valve that discharges a fluid or powder particles by rotation of a rotor, and the wear-resistant member according to any one of the above is attached to the rotor. A rotary valve characterized by being provided as a blade is adopted.

また、上記目的を達成するために本件発明に係る耐摩耗性処理方法は、耐摩耗性が要求される部材に対する耐摩耗性処理方法であって、部材の耐摩耗性要求部位に、表面硬化用の肉盛材であって、且つ、窒化処理により硬化する肉盛材を溶着させて肉盛層を形成し、前記肉盛層に対してプラズマ窒化処理を施すことを特徴とする耐摩耗性処理方法を採用した。   Further, in order to achieve the above object, the wear resistance treatment method according to the present invention is a wear resistance treatment method for a member that requires wear resistance, and is used for surface hardening at a portion of the member that requires wear resistance. A build-up layer is formed by welding a build-up material that is hardened by nitriding treatment, and plasma nitriding treatment is performed on the build-up layer. The method was adopted.

また、上記目的を達成するために本件発明に係るロータリーバルブの補修方法は、羽根板が取り付けられたローター本体と、ローター本体に取り付けられる回転軸とを備えたローターを回転させて流動体又は粉粒体を排出するロータリーバルブを補修するためのロータリーバルブの補修方法であって、前記羽根板の摺動部に、表面硬化用の肉盛材であって、且つ、窒化処理により硬化する肉盛材を溶着させて肉盛層を形成し、前記回転軸を被覆材により被覆し、前記肉盛層に対してプラズマ窒化処理を施すことを特徴とするロータリーバルブの補修方法を採用した。   In order to achieve the above object, a method for repairing a rotary valve according to the present invention comprises rotating a rotor including a rotor main body to which a blade plate is attached and a rotating shaft attached to the rotor main body. A method of repairing a rotary valve for repairing a rotary valve that discharges particles, wherein the sliding part of the blade plate is a surfacing material for surface hardening and cured by nitriding treatment The repairing method of the rotary valve characterized by forming a build-up layer by welding materials, covering the rotating shaft with a covering material, and subjecting the build-up layer to plasma nitriding treatment was adopted.

本件発明によれば、耐摩耗性部材の耐摩耗性要求部位に、表面硬化用の肉盛材であって、且つ、窒化処理により硬化する肉盛材を溶着させて肉盛層を形成し、この肉盛層に対して窒化処理を施しているため、耐摩耗性要求部位を硬化して、耐摩耗性を向上することができる。また、当該方法により、耐摩耗性部材の耐摩耗性要求部位が摩耗した場合であっても、肉盛材により肉盛して要求される寸法精度等を満たすことができるので、ロータリーバルブのメンテナンス間隔を長期化することができるとともに、補修により同一部材を繰り返し使用することができ、経済性に優れる。   According to the present invention, on the wear resistance required portion of the wear-resistant member, a build-up layer is formed by welding a build-up material for surface hardening and hardening by nitriding treatment, Since the nitriding treatment is applied to the build-up layer, it is possible to improve the wear resistance by curing the wear resistance required portion. In addition, even if the wear-resistant part of the wear-resistant member is worn by this method, it is possible to satisfy the required dimensional accuracy by overlaying with the overlay material, so that the maintenance of the rotary valve The interval can be lengthened, and the same member can be used repeatedly by repair, which is excellent in economic efficiency.

また、本件発明では、肉盛層に対して窒化処理を施す際にプラズマ窒化処理を採用しているため、ガス窒化や塩浴窒化等と異なり、窒化による変形や変寸を避けたい部分の防窒が容易である。すなわち、ガス窒化や塩浴窒化を採用した場合、防窒を要する部位については、薬品を塗布したり、めっき処理を施す必要があり、これらの手間を要する。一方、プラズマ窒化では、防窒を要する部位については、鋼材等の被覆材により被覆することにより、薬品塗布やめっき処理に比較して、簡易に、且つ、確実に防窒を図ることができる。したがって、ロータリーバルブのローターのように、羽根板等の耐摩耗性が要求される耐摩耗性部材と、ローターの回転軸等の窒化による変形や変寸を避けたい部材とを同時に備えるものであっても、防窒が要求される部位については防窒を簡易に、且つ、確実に行った上で、耐摩耗性が要求される耐摩耗性部材についてはプラズマ窒化処理を施して、耐摩耗性を向上することができる。すなわち、ローターの回転軸は、振れや曲がりを防止するため、窒化処理による変形や変寸等を避けたい部位であるが、当該防窒要求部位を簡易に、且つ、確実に防窒した上で、羽根板の肉盛層に対して窒化処理を施すことができるため、ローターの補修時においても本件発明に係る耐摩耗性処理及びロータリバルブの補修方法を適用することができる。   Further, in the present invention, since plasma nitriding is adopted when nitriding the overlay layer, unlike gas nitriding, salt bath nitriding, etc., it is possible to prevent a portion where deformation or deformation due to nitriding should be avoided. Nitrogen is easy. That is, when gas nitridation or salt bath nitridation is employed, it is necessary to apply chemicals or perform plating treatment on portions that require nitrogen prevention, which requires these steps. On the other hand, in plasma nitriding, a portion requiring nitrogen prevention is covered with a coating material such as a steel material, so that nitrogen prevention can be achieved easily and reliably as compared with chemical coating or plating treatment. Therefore, it is provided with a wear resistant member such as a blade that requires wear resistance, such as a rotor of a rotary valve, and a member that is desired to avoid deformation or size change due to nitriding of the rotor rotating shaft or the like. However, for parts that require anti-nitrogenation, nitrogen prevention should be performed easily and reliably, and wear-resistant parts that require wear resistance should be subjected to plasma nitriding treatment. Can be improved. In other words, the rotor's rotating shaft is a part where it is desired to avoid deformation or sizing due to nitriding treatment in order to prevent deflection and bending. In addition, since the nitriding treatment can be performed on the build-up layer of the blade, the wear resistance treatment and the rotary valve repair method according to the present invention can be applied even when the rotor is repaired.

以上のように、本件発明によれば、羽根板等の耐摩耗性部材の耐摩耗性を向上し、当該耐摩耗性部材を羽根板として採用することにより、ロータリーバルブのメンテナンス間隔を長期化することができる。また、羽根板等の耐摩耗性部材が摩耗した場合には、肉盛材により肉盛し、プラズマ窒化処理を施すことにより、その都度補修しながら同一部材を繰り返し使用することができるため、経済性にも優れる。   As described above, according to the present invention, the wear resistance of a wear-resistant member such as a blade plate is improved, and the maintenance interval of the rotary valve is extended by adopting the wear-resistant member as a blade plate. be able to. In addition, when a wear-resistant member such as a blade is worn, the same member can be used repeatedly while repairing each time by overlaying with a cladding material and applying a plasma nitriding treatment. Excellent in properties.

本件発明に係る実施の形態のロータリーバルブを用いた粉粒体供給システムを示す図である。It is a figure which shows the granular material supply system using the rotary valve of embodiment which concerns on this invention. 本件発明に係る実施の形態のロータリーバルブを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the rotary valve of embodiment which concerns on this invention. 本件発明に係る実施の形態のロータリーバルブを示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the rotary valve of embodiment which concerns on this invention. 本件発明に係るロータリーバルブの断面図である。It is sectional drawing of the rotary valve which concerns on this invention. 実施例において耐摩耗性を評価するために用いたスガ式摩耗試験機を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the suga type | mold abrasion tester used in order to evaluate abrasion resistance in an Example. 荷重を３．２５ｋｇｆとしたときの試験片の往復回数に対する摩耗深さの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the wear depth with respect to the frequency | count of reciprocation of a test piece when a load is 3.25 kgf. 荷重を１．０ｋｇｆとしたときの試験片の往復回数に対する摩耗深さの変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the wear depth with respect to the reciprocation number of a test piece when a load is 1.0 kgf. 荷重を１．０ｋｇｆとしたときの試験片の往復回数に対する摩耗減量の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of the abrasion loss with respect to the reciprocation number of a test piece when a load is 1.0 kgf. 羽板の摩耗の様子を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the mode of abrasion of a slat.

以下、本発明に係る耐摩耗性部材、ロータリーバルブ、耐摩耗性処理方法及びロータリーバルブの補修方法の実施の形態を図面を参照しながら説明する。本実施の形態では、耐摩耗性部材として、ローターの回転によりケーシングの供給口から供給された流動体又は粉粒体をケーシングの排出口から排出するロータリーバルブのローターに取り付けられる羽根板を例に挙げて以下説明する。但し、本発明に係る耐摩耗性部材は、他の部材に対して摺動する等により耐摩耗性が要求される部材であれば、いかなる部材でもよく、羽根板に限定されるものではない。   Embodiments of the wear-resistant member, rotary valve, wear-resistant treatment method, and rotary valve repair method according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, as an abrasion-resistant member, a blade plate attached to the rotor of a rotary valve that discharges the fluid or powder supplied from the supply port of the casing by the rotation of the rotor from the discharge port of the casing is taken as an example. A description will be given below. However, the wear-resistant member according to the present invention may be any member as long as the member is required to have wear resistance by sliding with respect to another member, and is not limited to the blade.

［ロータリーバルブ］
まず、ロータリーバルブについて説明する。本件発明に係るロータリーバルブは、粉粒体又は流動体のハンドリングに用いるものであるが、本実施の形態では、図１に示すように、粉粒体のハンドリングに用いるロータリーバルブ１を例に挙げて説明する。但し、本件発明において、粉粒体とは、鉱物（石炭を含む）等の粒状物質の他、セメント、小麦などの粉類等各種のものを含む。また、流動体とは、液体又は気体を指し、液体中又は気体中に固体が分散した状態のものも含む。 [Rotary valve]
First, the rotary valve will be described. The rotary valve according to the present invention is used for handling a granular material or a fluid, but in this embodiment, as shown in FIG. 1, the rotary valve 1 used for handling the granular material is taken as an example. I will explain. However, in the present invention, the granular material includes various materials such as powders such as cement and wheat, in addition to particulate materials such as minerals (including coal). The fluid refers to a liquid or a gas, and includes a liquid or a solid dispersed in the gas.

本実施の形態において例示するロータリーバルブ１は、図１に示すように、粉粒体が貯留された粉粒体貯留部２から粉粒体被供給部３に対して、粉粒体を経時的に定量供給する粉粒体供給システムに適用することができる。図１に示すロータリーバルブ１は、粉粒体貯留部２の側に接続される粉粒体貯留部側ラインＬ１と、粉粒体被供給部３の側に接続される粉粒体被供給部側ラインＬ２との間に配置される。但し、ロータリーバルブ１の使用例は当該粉粒体供給システムに限定されるものではないのは勿論である。   As shown in FIG. 1, the rotary valve 1 exemplified in the present embodiment allows the granular material to be gradually changed from the granular material storage unit 2 in which the granular material is stored to the granular material supply unit 3. The present invention can be applied to a granular material supply system that supplies a fixed amount to a powder. The rotary valve 1 shown in FIG. 1 includes a granular material storage unit side line L1 connected to the granular material storage unit 2 side and a granular material supply unit connected to the granular material supply unit 3 side. It arrange | positions between the side lines L2. However, it goes without saying that the use example of the rotary valve 1 is not limited to the granular material supply system.

本件発明に係るロータリーバルブ１は、種々の粉粒体をハンドリングする際に用いることができるが、本実施の形態では、粉粒体として石炭をハンドリングする場合を例に挙げて説明する。また、粉粒体被供給部３としては、工場や発電所などに設置されるボイラーを一例として説明する。図２〜図４に、本実施の形態の石炭定量供給用のロータリーバルブ１の具体的な構成例を示す。図２〜図４に示すように、ロータリーバルブ１は、ケーシング１０に、ローター２０を回転可能に収容したものである。ロータリーバルブ１は、ローター２０の回転により、粉粒体貯留部側ラインＬ１から供給された石炭を粉粒体被供給部側ラインＬ２に排出するために用いられる。以下、この石炭切出用のロータリーバルブ１の構成について、ケーシング１０、ローター２０の順に説明する。   The rotary valve 1 according to the present invention can be used when handling various powder particles, but in the present embodiment, a case where coal is handled as a powder material will be described as an example. Moreover, as the granular material supply part 3, the boiler installed in a factory, a power plant, etc. is demonstrated as an example. FIGS. 2 to 4 show specific configuration examples of the rotary valve 1 for supplying a fixed amount of coal according to the present embodiment. As shown in FIGS. 2 to 4, the rotary valve 1 is a casing 10 in which a rotor 20 is rotatably accommodated. The rotary valve 1 is used to discharge the coal supplied from the granular material storage unit side line L1 to the granular material supply unit side line L2 by the rotation of the rotor 20. Hereinafter, the configuration of the rotary valve 1 for cutting coal will be described in the order of the casing 10 and the rotor 20.

ケーシング１０： ケーシング１０は、ローター２０を回転可能に収容するローター収容部１１を備えている。ローター収容部１１は略円筒形状に形成されており、その内径はローター２０の外径よりも僅かに大きく形成されている。また、ローター収容部１１の中心軸線方向は、ロータリーバルブ１の設置面に対して略平行になっており、ローター２０をいわゆる水平回転可能に収容する。このローター収容部１１の両側部１１ａ、１１ｂは開口しており、ローター２０をローター収容部１１の側方から挿入可能になっている。 Casing 10: The casing 10 includes a rotor accommodating portion 11 that accommodates the rotor 20 rotatably. The rotor accommodating portion 11 is formed in a substantially cylindrical shape, and its inner diameter is slightly larger than the outer diameter of the rotor 20. Further, the central axis direction of the rotor accommodating portion 11 is substantially parallel to the installation surface of the rotary valve 1, and accommodates the rotor 20 so as to be horizontally rotatable. Both side portions 11 a and 11 b of the rotor accommodating portion 11 are open, and the rotor 20 can be inserted from the side of the rotor accommodating portion 11.

ケーシング１０の上部１２は粉粒体の供給口となっており、図１に示す粉粒体貯留部側ラインＬ１に連結される。ケーシング１０の上部１２の内側は漏斗状に形成されている。粉粒体貯留部側ラインＬ１を介して粉粒体貯留部２からロータリーバルブ１に投入される粉粒体は、このケーシング１０の上部１２により滞留することなく、ローター収容部１１の内側に流入する。   The upper part 12 of the casing 10 serves as a supply port for the powder and is connected to the powder storage part side line L1 shown in FIG. The inside of the upper part 12 of the casing 10 is formed in a funnel shape. The granular material charged into the rotary valve 1 from the granular material storage unit 2 via the granular material storage unit side line L1 flows into the rotor accommodating unit 11 without staying in the upper part 12 of the casing 10. To do.

ケーシング１０の下部１３は粉粒体の排出口となっており、ケーシング１０の上部１２の天地を逆にしたような形状を呈する。すなわち、ケーシング１０の下部１３の内側は漏斗の天地を逆にしたような形状に形成されており、ケーシング１０の下方に向かって開口面積が拡大するように形成されている。このため、ローター収容部１１内の粉粒体は、ケーシング１０の下部１３に形成された開口（図示略）から速やかに排出される。ケーシング１０の下部１３は、図１に示す粉粒体被供給部側ラインＬ２に連結され、ロータリーバルブ１から排出された粉粒体を粉粒体被供給部側ラインＬ２側に排出する。   The lower portion 13 of the casing 10 serves as a discharge port for the granular material, and has a shape as if the top and bottom of the upper portion 12 of the casing 10 is reversed. That is, the inner side of the lower portion 13 of the casing 10 is formed in a shape that reverses the top of the funnel, and is formed so that the opening area increases toward the lower side of the casing 10. For this reason, the granular material in the rotor accommodating part 11 is rapidly discharged | emitted from the opening (not shown) formed in the lower part 13 of the casing 10. FIG. The lower part 13 of the casing 10 is connected to the granular material supply part side line L2 shown in FIG. 1, and discharges the granular material discharged from the rotary valve 1 to the granular material supply part side line L2.

ローター２０： ローター２０は、回転軸２１とローター本体２２とを備え、回転軸２１はローター本体２２に取り付けられている。ローター本体２２はローター収容部１１内に回転可能に収容される。ローター本体２２がローター収容部１１に収容された状態において、回転軸２１はローター収容部１１の一方の側部１１ａから突出し、図示しないモーターの回転軸に動力伝達可能に接続されている。回転軸２１は、ローター収容部１１の中心軸線と一致するようにして配置されている。従って、回転軸２１の軸線方向は、ロータリーバルブ１の設置面と略平行となっている。回転軸２１が回転すると、これに伴いローター本体２２は、上述の通り、いわゆる水平回転を行う。 Rotor 20: The rotor 20 includes a rotating shaft 21 and a rotor body 22, and the rotating shaft 21 is attached to the rotor body 22. The rotor body 22 is rotatably accommodated in the rotor accommodating portion 11. In a state where the rotor main body 22 is accommodated in the rotor accommodating portion 11, the rotating shaft 21 protrudes from one side portion 11a of the rotor accommodating portion 11, and is connected to a rotating shaft of a motor (not shown) so that power can be transmitted. The rotating shaft 21 is disposed so as to coincide with the central axis of the rotor accommodating portion 11. Therefore, the axial direction of the rotating shaft 21 is substantially parallel to the installation surface of the rotary valve 1. When the rotating shaft 21 rotates, the rotor body 22 performs so-called horizontal rotation as described above.

ローター本体２２は、その両側面を成すサイドカバー２３、２４と、これらのサイドカバー２３、２４の間に連設する複数の羽根板２５とを備えている。ローター本体２２の一方の側面を成すサイドカバー２３は略円形に形成されている。この略円形のサイドカバー２３の外径はローター収容部１１の内径よりも僅かに小さくなっている。そして、この略円形のサイドカバー２３の略中心位置に回転軸２１が取り付けられている。   The rotor main body 22 includes side covers 23 and 24 that form both side surfaces thereof, and a plurality of blade plates 25 that are connected between the side covers 23 and 24. The side cover 23 that forms one side surface of the rotor body 22 is formed in a substantially circular shape. The outer diameter of the substantially circular side cover 23 is slightly smaller than the inner diameter of the rotor accommodating portion 11. A rotating shaft 21 is attached to a substantially center position of the substantially circular side cover 23.

一方、ローター本体２２の他方の側面を成すサイドカバー２４は、中心部が略円形に開口した略リング状の形状を呈している。このリング状のサイドカバー２４の外径は、上述の略円形のサイドカバー２３の外径と略等しく形成される。また、当該リング状のサイドカバー２４のリング幅は、各羽根板２５の幅と略同一に形成されている。ここで、羽根板２５の長さとは、回転軸２１の軸線方向における両端部２５ａ、２５ｂ間の長さを指す。そして、羽根板２５の幅とは、回転軸２１の軸線方向に直交する方向における両端部２５ｃ、２５ｄ間の長さを指す。以下、羽根板２５の幅方向の端部２５ｃ、２５ｄのうち、ローター収容部１１の内周面と対向し、ローター本体２２が回転する際に回転外周側となる端部２５ｃを外端部２５ｃといい、回転内周側となる他方の端部２５ｄを内端部２５ｄという。   On the other hand, the side cover 24 that forms the other side surface of the rotor body 22 has a substantially ring shape with a central portion opened in a substantially circular shape. The outer diameter of the ring-shaped side cover 24 is formed to be substantially equal to the outer diameter of the substantially circular side cover 23 described above. Further, the ring width of the ring-shaped side cover 24 is formed substantially the same as the width of each blade 25. Here, the length of the blade plate 25 refers to the length between both end portions 25 a and 25 b in the axial direction of the rotating shaft 21. The width of the blade plate 25 refers to the length between both end portions 25 c and 25 d in the direction orthogonal to the axial direction of the rotating shaft 21. Hereinafter, of the end portions 25c and 25d in the width direction of the vane plate 25, the end portion 25c that faces the inner peripheral surface of the rotor accommodating portion 11 and becomes the rotating outer peripheral side when the rotor body 22 rotates is referred to as the outer end portion 25c. The other end portion 25d on the rotation inner peripheral side is referred to as an inner end portion 25d.

各羽根板２５は、回転軸２１の軸線方向に長尺な平板状に形成されている。ローター本体２２において、各羽根板２５は等間隔に回転軸２１の軸線周りに放射状に設けられており、各羽根板２５の一方の側端部２５ａは、略円形のサイドカバー２３に固定されている。また、羽根板２５の他方の側端部２５ｂは、リング状のサイドカバー２４に固定されている。このとき、各羽根板２５の外端部２５ｃは、各サイドカバー２３、２４の外周に沿って配置されており、各羽根板２５の回転内周側の内端部２５ｄは、リング状のサイドカバー２４の内周に沿って配置されている。すなわち、ローター本体２２の回転軸２１の軸線周りは空洞となっており、この空洞部分には内筒３０がリング状のサイドカバー２４の開口部分から挿入される。   Each blade 25 is formed in a flat plate shape that is long in the axial direction of the rotary shaft 21. In the rotor body 22, the blades 25 are provided radially around the axis of the rotary shaft 21 at equal intervals, and one side end 25 a of each blade 25 is fixed to a substantially circular side cover 23. Yes. Further, the other side end portion 25 b of the blade plate 25 is fixed to the ring-shaped side cover 24. At this time, the outer end portion 25c of each vane plate 25 is disposed along the outer periphery of each side cover 23, 24, and the inner end portion 25d on the rotating inner circumferential side of each vane plate 25 is a ring-shaped side. The cover 24 is disposed along the inner periphery. That is, the rotor body 22 has a hollow portion around the axis of the rotation shaft 21, and the inner cylinder 30 is inserted into the hollow portion from the opening portion of the ring-shaped side cover 24.

内筒３０は、ケーシング１０の一部品であり、ローター本体２２の内部の空洞部分に挿入される内筒体３１と、この内筒体３１の他側部に取り付けられるとともに、ケーシング１０に固定されるカバー体３２とを備えている。内筒体３１は、略円筒形状を呈している。内筒体３１の外周は、羽根板２５が回転時に描く内周よりも僅かに小さく形成されている。カバー体３２は、ローター収容部１１の内径よりも大きな外径を有する略円形に形成されており、ローター収容部１１の他側部１１ｂの開口を覆う。   The inner cylinder 30 is a part of the casing 10, and is attached to the inner cylinder 31 inserted into the hollow portion inside the rotor main body 22 and the other side of the inner cylinder 31, and is fixed to the casing 10. The cover body 32 is provided. The inner cylinder 31 has a substantially cylindrical shape. The outer periphery of the inner cylinder 31 is formed to be slightly smaller than the inner periphery drawn by the blade plate 25 during rotation. The cover body 32 is formed in a substantially circular shape having an outer diameter larger than the inner diameter of the rotor accommodating portion 11, and covers the opening of the other side portion 11 b of the rotor accommodating portion 11.

以上のように構成されたロータリーバルブ１では、図示しないモーターの駆動により、回転軸２１に動力が伝達されると、ローター本体２２が回転する。このとき、ケーシング１０の供給口、即ち、ケーシング１０の上部１２を介してローター収容部１１の内部に導入された粉粒体は、互いに隣接する二つの羽根板２５と、内筒体３１の外周面とによって区画される収容空間に収容される。ローター本体２２の回転に伴って羽根板２５が回転すると、上記の収容空間に収容された粉粒体は、羽根板２５に押されるようにして、内筒体３１の外周面に沿ってローター収容部１１の下部に形成された開口まで運ばれる。このとき、羽根板２５の外端部２５ｃはローター収容部１１の内周よりも僅かに小さい外周を描いて回転する。このため、粉粒体がローター収容部１１の下部に形成された開口まで運ばれるまでの間、粉粒体は互いに隣接する２枚の羽根板２５と、内筒体３１の外周面と、ローター収容部１１の内周面とによって囲まれた収容空間内からケーシング１０の下部１３の側に漏出することが防止されている。そして、粉粒体がローター収容部１１の下部に形成された開口まで運ばれた粉粒体は、慣性力と自重とにより、ケーシング１０の下部１３を介してケーシング１０の外部に定量ずつ排出される。   In the rotary valve 1 configured as described above, when power is transmitted to the rotary shaft 21 by driving a motor (not shown), the rotor body 22 rotates. At this time, the granular material introduced into the interior of the rotor accommodating portion 11 via the supply port of the casing 10, that is, the upper portion 12 of the casing 10, has two blade plates 25 adjacent to each other and the outer periphery of the inner cylindrical body 31. It is accommodated in the accommodation space divided by the surface. When the vane plate 25 rotates with the rotation of the rotor body 22, the powder particles accommodated in the accommodation space are pushed by the vane plate 25 so that the rotor is accommodated along the outer peripheral surface of the inner cylinder 31. It is carried to the opening formed in the lower part of the part 11. At this time, the outer end portion 25 c of the blade plate 25 rotates while drawing an outer periphery slightly smaller than the inner periphery of the rotor accommodating portion 11. For this reason, until a granular material is conveyed to the opening formed in the lower part of the rotor accommodating part 11, a granular material is the blade blade 25 which adjoins mutually, the outer peripheral surface of the inner cylinder 31, and a rotor. Leakage from the housing space surrounded by the inner peripheral surface of the housing portion 11 to the lower portion 13 side of the casing 10 is prevented. And the granular material which the granular material was conveyed to the opening formed in the lower part of the rotor accommodating part 11 is discharged | emitted quantitatively outside the casing 10 through the lower part 13 of the casing 10 by inertia force and dead weight. The

このように、本実施の形態のロータリーバルブ１では、各羽根板２５の外端部２５ｃと、ローター収容部１１の内周面とは、ローター２０の回転を維持し、且つ、上記収容空間から粉粒体が漏出するのを防止するため、僅かな間隙（例えば、初期値として０．７ｍｍ）を空けて配置されている。同様に、各羽根板２５の内端部２５ｄと、内筒体３１の外周面とは僅かな間隙（例えば、初期値として０．７ｍｍ）を空けて配置されている。従って、ローター本体２２の内部に粉粒体が投入されると、羽根板２５の外端部２５ｃは、ローター収容部１１の内周面に対して粉粒体を介在させた状態で摺動する。同様に、羽根板２５の内端部２５ｄは、内筒体３１の外周面に対して粉粒体を介在させた状態で摺動する。本実施の形態では、粉粒体として比較的硬度の高い石炭を取り扱っているため、羽根板２５の摺動部、即ち、羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄは摩耗する。同様に、ローター収容部１１の内周面及び内筒体３１の外周面も、羽根板２５に対して相対的に摺動するため、ローター収容部１１の内周面及び内筒体３１の外周面も摩耗する。摩耗により、羽根板２５の外端部２５ｃとローター収容部１１の内周面との間隙や、羽根板２５の内端部２５ｄと内筒体３１の外周面との間隙が所定の許容範囲（例えば、本実施の形態では２．０ｍｍ）を超えると、ロータリーバルブ１に求められる定量供給機能及びシール機能が低下する。   Thus, in the rotary valve 1 of the present embodiment, the outer end portion 25c of each vane plate 25 and the inner peripheral surface of the rotor accommodating portion 11 maintain the rotation of the rotor 20 and from the accommodating space. In order to prevent the powder particles from leaking, they are arranged with a slight gap (for example, 0.7 mm as an initial value). Similarly, the inner end 25d of each blade 25 and the outer peripheral surface of the inner cylinder 31 are arranged with a slight gap (for example, 0.7 mm as an initial value). Therefore, when the granular material is introduced into the rotor main body 22, the outer end portion 25 c of the blade plate 25 slides with the granular material interposed on the inner peripheral surface of the rotor accommodating portion 11. . Similarly, the inner end portion 25 d of the blade plate 25 slides in a state in which the granular material is interposed with respect to the outer peripheral surface of the inner cylindrical body 31. In this embodiment, since the coal having a relatively high hardness is handled as the granular material, the sliding portion of the blade plate 25, that is, the outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the blade plate 25 are worn. Similarly, since the inner peripheral surface of the rotor accommodating portion 11 and the outer peripheral surface of the inner cylindrical body 31 also slide relative to the blades 25, the inner peripheral surface of the rotor accommodating portion 11 and the outer peripheral surface of the inner cylindrical body 31. The surface also wears. Due to wear, the gap between the outer end portion 25c of the blade plate 25 and the inner peripheral surface of the rotor accommodating portion 11 and the gap between the inner end portion 25d of the blade plate 25 and the outer peripheral surface of the inner cylindrical body 31 are within a predetermined allowable range ( For example, if it exceeds 2.0 mm in this embodiment, the quantitative supply function and the sealing function required for the rotary valve 1 are deteriorated.

そこで、本実施の形態のロータリーバルブ１では、以下に説明する耐摩耗性処理方法により、羽根板２５の摺動部、すなわち羽根板２５が粉粒体に対して摺動し、耐摩耗性が要求される耐摩耗性要求部位である羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄに耐摩耗性処理を施し、耐摩耗性を向上したものを用いている。但し、上述の羽根板２５の外端部２５ｃとローター収容部１１の内周面との間隙及び羽根板２５の内端部２５ｄと内筒体３１の内周面との間隙は、上記の値にそれぞれ限定されるものでなく、ロータリーバルブ１が取り扱う粉粒体の種類、粒径等に応じて適宜設定可能である。また、以下においては、羽根板２５の外端部２５ｃ及び２５ｄに対して耐摩耗性処理を施しているが、ローター収容部１１の内周面及び内筒体３１の外周面についても、下記の方法により耐摩耗性処理を行うことができるのは勿論である。   Therefore, in the rotary valve 1 of the present embodiment, the sliding portion of the blade plate 25, that is, the blade plate 25 slides with respect to the powder and the wear resistance by the wear resistance treatment method described below. The outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the blade plate 25, which are required wear resistance required portions, are subjected to wear resistance treatment to improve wear resistance. However, the gap between the outer end portion 25c of the vane plate 25 and the inner peripheral surface of the rotor accommodating portion 11 and the gap between the inner end portion 25d of the vane plate 25 and the inner peripheral surface of the inner cylinder 31 are the above values. It is not limited to each, and can be set as appropriate according to the type, particle size, etc. of the powder material handled by the rotary valve 1. In the following, the outer end portions 25c and 25d of the blade plate 25 are subjected to wear resistance treatment, but the inner peripheral surface of the rotor accommodating portion 11 and the outer peripheral surface of the inner cylindrical body 31 are also described below. Of course, the abrasion resistance treatment can be performed by the method.

［耐摩耗性処理方法］
次に、本件発明に係る耐摩耗性処理方法について説明する。本件発明に係る耐摩耗性処理方法は、耐摩耗性部材である羽根板２５の耐摩耗性要求部位である外端部２５ｃ及び内端部２５ｄに、表面硬化用の肉盛材であって、窒化処理より硬化する肉盛材を溶着させて肉盛層を形成する肉盛層形成工程と、この肉盛層形成工程により形成された肉盛層に対してプラズマ窒化処理を施すプラズマ窒化処理工程とを備えている。以下、各工程について説明する。 [Wear resistance treatment method]
Next, the wear resistance processing method according to the present invention will be described. The wear-resistant treatment method according to the present invention is a cladding material for surface hardening on the outer end portion 25c and the inner end portion 25d, which are wear-required portions of the blade 25 that is a wear-resistant member, A build-up layer forming step of forming a build-up layer by welding a build-up material hardened by nitriding treatment, and a plasma nitriding treatment step of performing plasma nitriding treatment on the build-up layer formed by this build-up layer forming step And. Hereinafter, each step will be described.

〈肉盛層形成工程〉
肉盛層形成工程は、肉盛材により羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄの表面にそれぞれ肉盛層を形成して、羽根板２５のこれらの粉粒体との摺動部の表面に対して表面処理を行う工程である。羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄは、それぞれローター収容部１１の内周面及び内筒体３１の外周面と直接摺動するのではなく、粉粒体を介して摺動している。このため、羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄの表面の硬度が粉粒体の硬度に対してより高くなれば、羽根板２５の摺動時における外端部２５ｃ及び内端部２５ｄ側の摩耗を防止し、羽根板２５の耐摩耗性を向上することができる。また、羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄがローター収容部１１の内周面及び内筒体３１の外周面に直接摺接しないため、羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄの表面のみ硬化させた場合でも、これによりローター収容部１１の内周面側及び内筒体３１の外周面側の摩耗の程度が進行することはない。また、羽根板２５の外端部２５ｃ側及び内端部２５ｄ側に対して肉盛層を形成することにより、羽根板２５の外端部２５ｃとローター収容部１１の内周面との間隙、羽根板２５の内端部２５ｄと内筒体３１の外周面との間隙を調整することができる。すなわち、ローター収容部１１の内周面及び内筒体３１の外周面が摩耗した場合でも、羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄに形成する肉盛層の厚みを調整することにより、これらの間隙を好ましい値に調整することができる。そして、当該耐摩耗性処理方法を用いて、羽根板２５を定期的に補修することにより、羽根板２５やローター２０を交換することなく、同一の部材を繰り返し使用することができ、ロータリーバルブ１を長期に渡って使用することができ、経済性にも優れている。 <Building layer formation process>
In the build-up layer forming step, a build-up layer is formed on the surfaces of the outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the blade plate 25 by the build-up material, and the sliding portion of the blade plate 25 with these powder particles. This is a step of performing a surface treatment on the surface. The outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the vane plate 25 do not slide directly on the inner peripheral surface of the rotor accommodating portion 11 and the outer peripheral surface of the inner cylindrical body 31, but slide through the granular material. ing. For this reason, if the hardness of the surface of the outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the blade plate 25 is higher than the hardness of the granular material, the outer end portion 25c and the inner end portion when the blade plate 25 slides. The wear on the 25d side can be prevented, and the wear resistance of the vane plate 25 can be improved. Further, since the outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the vane plate 25 do not slide directly on the inner peripheral surface of the rotor accommodating portion 11 and the outer peripheral surface of the inner cylindrical body 31, the outer end portion 25c and the inner end of the vane plate 25 are eliminated. Even when only the surface of the portion 25d is cured, the degree of wear on the inner peripheral surface side of the rotor accommodating portion 11 and the outer peripheral surface side of the inner cylinder 31 does not proceed. Further, by forming a built-up layer on the outer end portion 25c side and the inner end portion 25d side of the blade plate 25, a gap between the outer end portion 25c of the blade plate 25 and the inner peripheral surface of the rotor housing portion 11, The gap between the inner end portion 25d of the blade 25 and the outer peripheral surface of the inner cylinder 31 can be adjusted. That is, even when the inner peripheral surface of the rotor accommodating portion 11 and the outer peripheral surface of the inner cylindrical body 31 are worn, by adjusting the thickness of the overlay layer formed on the outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the blade plate 25, These gaps can be adjusted to preferred values. Then, by periodically repairing the blade plate 25 using the wear-resistant treatment method, the same member can be used repeatedly without replacing the blade plate 25 and the rotor 20. Can be used over a long period of time, and is also economical.

肉盛材： 肉盛層形成工程において、本件発明では、上記肉盛材として、肉盛硬化用の肉盛材を用いることが好ましい。肉盛硬化用の肉盛材を用いて羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄの表面に肉盛層を形成することにより、羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄの表面を硬化することができ、これらの摺動部の耐摩耗性を向上することができる。 Build-up material: In the build-up layer forming step, in the present invention, it is preferable to use a build-up material for build-up hardening as the build-up material. By forming a build-up layer on the surface of the outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the blade plate 25 using a build-up material for buildup hardening, the outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the blade plate 25 are formed. The surface can be cured, and the wear resistance of these sliding portions can be improved.

更に、本件発明では、肉盛材として、上述の肉盛硬化用の肉盛材であって、窒化処理により硬化する肉盛材を用いることを特徴としている。ここで、窒化処理により硬化する肉盛材とは、窒化処理により窒化物を形成し、あるいは窒素とのクラスターを形成することにより、硬化する材料を指す。このような肉盛材として、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂから選択される少なくとも一種を添加元素として含む鉄鋼材料を用いることが好ましい。このような添加元素を含む鉄鋼材料を用いることにより、肉盛層の表面に窒化物を形成し、あるいは窒素とのクラスターが形成され、肉盛層の表面を硬化することができる。このような肉盛材として、特に、Ｃｒを含む鉄鋼材料であることが好ましい。Ｃｒを含む鉄鋼材料は、窒化処理を施すことにより窒化物を形成し、耐摩耗性を向上させる点において優れているからである。また、Ｃｒを含む鉄鋼材料は、入手が容易であり、経済性にも優れている。   Furthermore, in the present invention, as the build-up material, the build-up material for build-up hardening described above, which is hardened by nitriding treatment, is used. Here, the build-up material cured by nitriding refers to a material that cures by forming a nitride by nitriding or forming a cluster with nitrogen. As such a build-up material, it is preferable to use a steel material containing at least one selected from Cr, V, Mo, Ti, Al, and Nb as an additive element. By using a steel material containing such an additive element, a nitride is formed on the surface of the built-up layer, or a cluster with nitrogen is formed, and the surface of the built-up layer can be cured. As such a build-up material, a steel material containing Cr is particularly preferable. This is because a steel material containing Cr is excellent in terms of forming a nitride by performing a nitriding treatment and improving wear resistance. Moreover, the steel material containing Cr is easy to obtain and is excellent in economy.

また、肉盛材は、前記プラズマ窒化処理を施す際の処理温度よりも高い温度で焼鈍及び焼戻しが行われる材料であり、且つ、当該処理温度で軟化しない材料であることが好ましい。窒化処理時に加わる熱により、母材としての肉盛層が焼鈍、焼戻し、軟化によりその硬さが低下するのを防止するためである。   Further, the build-up material is preferably a material that is annealed and tempered at a temperature higher than the processing temperature at the time of performing the plasma nitriding treatment, and that is not softened at the processing temperature. This is to prevent the build-up layer as a base material from being reduced in hardness by annealing, tempering, and softening due to heat applied during nitriding.

また、本件発明では、ローターの回転に伴う摺動部の耐摩耗性を向上することを目的としているため、肉盛材としては、回転などによる高応力摩耗部の肉盛溶接に適した肉盛材を用いることが好ましい。   In addition, since the present invention aims to improve the wear resistance of the sliding portion accompanying the rotation of the rotor, the overlay material is suitable for overlay welding of high stress wear portions due to rotation or the like. It is preferable to use a material.

肉盛層形成方法： 母材の表面に肉盛層を形成する方法として、一般に、肉盛溶接又は肉盛溶射を採用することができるが、本件発明では肉盛溶接により粉粒体との摺動部の表面に肉盛層を形成することが好ましい。一般に、母材の表面に形成された溶射被膜には気孔が存在する。従って、肉盛溶射により肉盛層を形成した場合、当該肉盛層内に気泡が含まれる可能性が高い。本件発明では、羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄ等の粉粒体との摺動部の表面に肉盛層を設ける構成としているため、当該肉盛層内に気泡が存在していると、摺動時に加わる負荷応力により当該肉盛層にクラックが生じやすく、且つ、剥離しやすくなる。一方、肉盛溶接により肉盛層を形成した場合、当該肉盛層内に気泡が含まれる可能性は低い。従って、肉盛溶接により肉盛材を溶着して羽根板２５の外端部２５ｃ及び２５ｄの表面に肉盛層を形成することにより、摺動により負荷が継続的に溶接部に加わる場合でも、肉盛層にクラックが生じ、羽根板２５の表面から剥離するのを防止することができる。また、肉盛層を形成する際に、羽根板２５の外端部２５ｃとローター収容部１１の内周面との間隙、羽根板２５の内端部２５ｄと内筒体３１の外周面との間隙が所定の値となるように、その層厚を適宜調整してもよいのは勿論である。 Build-up layer forming method: As a method for forming the build-up layer on the surface of the base material, generally, build-up welding or build-up spraying can be adopted. It is preferable to form a build-up layer on the surface of the moving part. Generally, pores exist in the sprayed coating formed on the surface of the base material. Therefore, when a build-up layer is formed by build-up spraying, there is a high possibility that bubbles are included in the build-up layer. In this invention, since it is set as the structure which provides a buildup layer in the surface of sliding parts with granular materials, such as the outer end part 25c of the blade 25, and the inner end part 25d, a bubble exists in the said buildup layer. If it is, it will become easy to produce a crack in the said build-up layer by the load stress added at the time of sliding, and will become easy to peel. On the other hand, when a build-up layer is formed by build-up welding, the possibility that bubbles are included in the build-up layer is low. Therefore, even when a load is continuously applied to the welded portion by sliding by welding the overlaying material by overlay welding and forming the overlay layer on the outer end portions 25c and 25d of the blade plate 25, It is possible to prevent the build-up layer from cracking and peeling from the surface of the blade 25. Further, when forming the built-up layer, the gap between the outer end portion 25c of the blade plate 25 and the inner peripheral surface of the rotor accommodating portion 11, and the inner end portion 25d of the blade plate 25 and the outer peripheral surface of the inner cylinder 31 are formed. Of course, the layer thickness may be appropriately adjusted so that the gap has a predetermined value.

〈プラズマ窒化処理工程〉
次に、本件発明に係るプラズマ窒化処理工程について説明する。本件発明では、肉盛層形成工程において形成した肉盛層に対してプラズマ窒化処理を施し、肉盛層の表面を更に硬化している。本件発明では、肉盛層に対して窒化処理を行う際に、ガス窒化処理方法や塩浴窒化処理方法ではなくプラズマ窒化処理方法を採用しているのは主として次の理由による。まずプラズマ窒化処理方法を採用する理由として、プラズマ窒化処理方法によれば母材の一部に対して部分的に窒化処理を施すことが容易であることが挙げられる。 <Plasma nitriding process>
Next, the plasma nitriding process according to the present invention will be described. In the present invention, plasma nitriding treatment is performed on the built-up layer formed in the built-up layer forming step to further harden the surface of the built-up layer. In the present invention, when the nitriding treatment is performed on the built-up layer, the plasma nitriding treatment method is adopted instead of the gas nitriding treatment method or the salt bath nitriding treatment method mainly for the following reason. First, the reason why the plasma nitriding method is employed is that, according to the plasma nitriding method, it is easy to perform nitriding treatment partially on a part of the base material.

本件発明に係る耐摩耗性処理は、上述したように羽根板２５の粉粒体との摺動部に対して行う。また、本件発明に係る耐摩耗性処理は、ロータリーバルブ１の製造時だけではなく、ロータリーバルブ１の補修時においても行われる。特に、補修時においては、ローター本体２２に取り付けられた状態で、羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄに形成された肉盛層の窒化処理を行う必要がある。ローター本体２２には、例えば、変形、変寸を回避する等の理由から窒化処理が施されるのを避けたい部材もある。このような部材として、具体的には、回転軸２１を挙げることができる。回転軸２１、すなわちローター２０の回転軸部は、振れや曲がりが生じないように所定の仕上げ精度を保つ必要があり、窒化による変形や変寸を防止する必要がある。そこで、本件発明に係る耐摩耗性処理では、プラズマ窒化処理方法を採用することにより、回転軸２１等の防窒を要する部位については、鋼材等の被覆材により被覆することで、簡易、且つ、確実に防窒することができ、その一方で、耐摩耗性が要求される耐摩耗性要求部位、すなわち、羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄに形成された肉盛層に対しては窒化処理を施して、耐摩耗性を向上すしている。これに対して、ガス窒化処理方法や塩浴窒化処理方法を採用した場合、例えば、回転軸２１等の防窒を要する部位については、窒化を避けるための薬品を塗布したり、めっき処理を施すなどの処理が必要であり、確実に防窒を行うには手間を要するため、例えば、ローター２０の様に、羽根板２５等の耐摩耗性の向上が要求される部材と、回転軸２１等の変形や変寸等を防止するために防窒が要求される部材とを共に備える部品であっても、羽根板２５と回転軸２１とがそれぞれローター本体２２に取り付けられた状態で、羽根板２５に対しては窒化処理を施して、羽根板２５の耐摩耗性を向上することができる。但し、本件発明において、窒化処理を施す際に、肉盛層が形成された耐摩耗性要求部位、すなわち、本実施の形態では羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄが少なくとも窒化処理が施されていればよく、肉盛層以外の羽根板２５の板面部分についても窒化処理が施されていてもよい。羽根板２５の板面部分についても窒化処理を施すことにより、粉粒体との接触面の表面硬化を行うことができる。また、肉盛層については上述した様に、窒化処理により硬化する肉盛材を用いて形成しているため、窒化処理を施すことにより確実に羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄを硬化することができる。   As described above, the wear resistance treatment according to the present invention is performed on the sliding portion of the blade plate 25 with the granular material. Further, the wear resistance treatment according to the present invention is performed not only when the rotary valve 1 is manufactured but also when the rotary valve 1 is repaired. In particular, at the time of repair, it is necessary to perform nitriding treatment of the built-up layer formed on the outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the vane plate 25 while being attached to the rotor body 22. There is also a member in the rotor body 22 that is desired to avoid nitriding for reasons such as avoiding deformation and size change. Specifically, the rotating shaft 21 can be mentioned as such a member. The rotating shaft 21, that is, the rotating shaft portion of the rotor 20, needs to maintain a predetermined finishing accuracy so as not to be shaken or bent, and it is necessary to prevent deformation and size change due to nitriding. Therefore, in the wear resistance treatment according to the present invention, by adopting the plasma nitriding treatment method, the part that needs to be prevented from nitriding such as the rotating shaft 21 is simply covered by coating with a coating material such as a steel material, and On the other hand, it is possible to surely prevent nitriding, and on the other hand, against the wear resistance requirement portion where the wear resistance is required, that is, the cladding layer formed on the outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the blade plate 25. In particular, nitriding treatment is applied to improve wear resistance. On the other hand, when a gas nitriding method or a salt bath nitriding method is adopted, for example, a chemical for avoiding nitriding is applied or a plating process is performed on a portion that needs to be prevented from nitriding such as the rotating shaft 21. For example, a member such as a rotor plate 25 that requires improved wear resistance, a rotating shaft 21, and the like are required. Even if the component includes both members that are required to prevent nitriding in order to prevent deformation, change in size, etc., the blade plate 25 and the rotary shaft 21 are attached to the rotor body 22 respectively. Nitriding treatment can be applied to 25 to improve the wear resistance of the vane plate 25. However, in the present invention, when performing the nitriding treatment, at least the nitriding treatment is performed on the wear-required portion where the overlay layer is formed, that is, the outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the vane plate 25 in this embodiment. The nitriding treatment may be applied to the plate surface portion of the blade plate 25 other than the overlay layer. By subjecting the plate surface portion of the vane plate 25 to nitriding treatment, the surface of the contact surface with the granular material can be hardened. Further, as described above, since the cladding layer is formed using a cladding material that is hardened by nitriding treatment, the outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the blade plate 25 are surely provided by performing nitriding treatment. Can be cured.

また、プラズマ窒化処理を採用する他の理由として、プラズマ窒化処理方法により窒化処理を行うことにより、ガス窒化処理方法を採用した場合に比して、短時間で深い窒化層が得られる点を挙げることができる。したがって、肉盛層の表面を硬化するために要する窒化処理時間を短縮し、その他の窒化処理に係る管理コスト等も削減することができる。   Another reason for adopting plasma nitriding is that a deep nitrided layer can be obtained in a shorter time by performing nitriding by a plasma nitriding method than when a gas nitriding method is adopted. be able to. Therefore, the nitriding time required for curing the surface of the build-up layer can be shortened, and management costs and the like related to other nitriding processes can be reduced.

窒化層の深さ： 以上のプラズマ窒化処理により肉盛層に、０．１ｍｍ〜１．５ｍｍの深さの窒化層を形成することが好ましい。窒化層の深さが０．１ｍｍ未満の場合は、窒化層が薄く耐摩耗性を向上するという観点から所望の効果が得られにくく、好ましくない。一方、肉盛層において窒化層の深さが深くなるほど、窒化層内部の硬さが高くなり、耐摩耗性が向上する。このため、窒化層の深さが深いほど好ましい。しかし、窒化層を著しく深くしようとすると、窒化処理時間を長時間にする必要があり、十分な費用対効果が得られない他、窒化処理に伴い長時間の熱処理を行うことで部材の変形量が大きくなるなどの不具合が発生する可能性がある。従って、経験的にみて、肉盛層に形成する窒化層の深さの上限値は上述の１．５ｍｍ程度とすることが好ましい。ここで、窒化層の深さは、０．２ｍｍ〜１．０ｍｍであることがより好ましい。 Depth of nitride layer: It is preferable to form a nitride layer having a depth of 0.1 mm to 1.5 mm on the build-up layer by the above plasma nitriding treatment. When the depth of the nitrided layer is less than 0.1 mm, it is difficult to obtain a desired effect from the viewpoint that the nitrided layer is thin and wear resistance is improved. On the other hand, the greater the depth of the nitride layer in the build-up layer, the higher the hardness inside the nitride layer and the higher the wear resistance. For this reason, the deeper the nitride layer, the better. However, if the nitrided layer is to be made extremely deep, the nitriding time needs to be long, and it is not possible to obtain a sufficient cost-effectiveness. There is a possibility that a problem such as an increase will occur. Therefore, from an empirical viewpoint, it is preferable that the upper limit value of the depth of the nitride layer formed on the overlay layer is about 1.5 mm. Here, the depth of the nitride layer is more preferably 0.2 mm to 1.0 mm.

処理時間： ここで、窒化層の深さを上述の範囲とする際に、プラズマ窒化処理を施す時間は、１時間〜１００時間の範囲とすることができる。処理時間が１時間未満の場合、肉盛層に形成される窒化層の深さが、０．１ｍｍ未満となる場合があり、上述と同様の理由から好ましくない。また、処理時間が１００時間を超える場合、費用対効果の点から好ましくない。 Treatment time: Here, when the depth of the nitride layer is set to the above range, the time for performing the plasma nitridation treatment can be in the range of 1 hour to 100 hours. When the treatment time is less than 1 hour, the depth of the nitride layer formed on the build-up layer may be less than 0.1 mm, which is not preferable for the same reason as described above. Moreover, when processing time exceeds 100 hours, it is unpreferable from the point of cost effectiveness.

処理温度： プラズマ窒化処理を行う際の処理温度は、３５０℃〜５９０℃の範囲で行うことができる。処理温度が３５０℃未満である場合は、窒化反応が起こらず、肉盛層を窒化して表面硬度を向上することができない。処理温度が５９０℃を超えると、肉盛材の種類によっては焼戻しされて母材としての肉盛層の硬度が低下する恐れがあるため好ましくない。また、５９０℃は、鉄−窒素共析変態点であり、この温度を超えると、肉盛材の種類によっては異常組織とされる鉄と窒化鉄の共析組織（ブラウナイト相）が化合物層直下に形成される恐れがあるため、好ましくない。但し、この処理温度は、上述した温度範囲内で肉盛層を形成する際に用いる肉盛材の材質に応じて、適宜適切な処理温度とすることができる。 Process temperature: The process temperature at the time of performing plasma nitriding can be performed in the range of 350 to 590 ° C. When the treatment temperature is less than 350 ° C., the nitriding reaction does not occur, and the built-up layer cannot be nitrided to improve the surface hardness. When the treatment temperature exceeds 590 ° C., it is not preferable because it may be tempered depending on the type of the build-up material and the hardness of the build-up layer as the base material may be lowered. Further, 590 ° C. is an iron-nitrogen eutectoid transformation point, and when this temperature is exceeded, an eutectoid structure (brownite phase) of iron and iron nitride, which is considered to be an abnormal structure depending on the type of cladding material, is a compound layer. Since it may be formed immediately below, it is not preferable. However, this processing temperature can be appropriately set to an appropriate processing temperature depending on the material of the build-up material used when forming the built-up layer within the temperature range described above.

昇温と冷却： ここで、羽根板２５を常温から上述の処理温度まで昇温させる際に、３時間以上かけることが好ましい。この昇温時間が３時間未満である場合、母材である肉盛層等の温度変化が急激であり、オーバーヒートを生じるため好ましくない。一方、プラズマ窒化処理後に羽根板２５を常温まで冷却する際には、ガスを導入して冷却するなど、必要に応じて、適宜、従来公知の方法を採用することができる。 Temperature rise and cooling: Here, when raising the blade 25 from room temperature to the above-mentioned treatment temperature, it is preferable to take 3 hours or more. When this temperature rising time is less than 3 hours, the temperature change of the built-up layer, which is a base material, is abrupt and is not preferable because overheating occurs. On the other hand, when the blade plate 25 is cooled to room temperature after the plasma nitriding treatment, a conventionally known method can be appropriately employed as necessary, for example, by introducing a gas and cooling.

脱スケール処理： 上記のプラズマ窒化処理を行う際に、プラズマ窒化部位、すなわち、羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄに形成された肉盛層については、酸で洗浄するか、もしくは、機械加工によって、肉盛層の表面に形成された酸化被膜を取り除くことが好ましい。 Descaling treatment: When performing the above-described plasma nitriding treatment, the plasma nitriding portion, that is, the cladding layer formed on the outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the blade plate 25 is washed with an acid, or The oxide film formed on the surface of the overlay layer is preferably removed by machining.

以上説明した耐摩耗性処理方法を適用して、羽根板２５の外端部２５ｃ及び内端部２５ｄに対して、肉盛層を形成し、更にプラズマ窒化処理を施すことにより、羽根板２５の粉粒体との摺動部の耐摩耗性を向上して、ロータリーバルブ１のメンテナンス間隔を長期化することができる。また、以上説明した耐摩耗性処理方法を用いてロータリーバルブ１の補修を行うことにより、羽根板２５及び回転軸２１がローター本体２２に取り付けられた状態で、回転軸２１の防窒を簡易に、且つ、確実に防止して、回転軸２１の振れや曲がりを防止するとともに、羽根板２５の外端部２５ｃや内端部２５ｄが摩耗した場合には、肉盛材により肉盛することで、羽根板２５に対して要求される寸法精度等を満たすことができ、羽根板２５やローター２０の交換を行うことなく、同一部材を繰り返し使用することができ、経済性にも優れる。次に、実施例および比較例を示して本件発明を具体的に説明する。但し、本件発明は以下の実施例に限定されるものではない。   By applying the abrasion resistance treatment method described above, a cladding layer is formed on the outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the blade plate 25, and further plasma nitriding is performed, whereby the blade plate 25 The wear resistance of the sliding part with the granular material can be improved, and the maintenance interval of the rotary valve 1 can be extended. Further, by repairing the rotary valve 1 using the wear resistance processing method described above, it is possible to easily prevent the rotation shaft 21 from being denitrified in a state where the blade plate 25 and the rotation shaft 21 are attached to the rotor body 22. In addition, it reliably prevents the rotating shaft 21 from swinging and bending, and when the outer end portion 25c and the inner end portion 25d of the blade plate 25 are worn, they are built up with a cladding material. The dimensional accuracy required for the vane plate 25 can be satisfied, the same member can be used repeatedly without exchanging the vane plate 25 and the rotor 20, and the economy is excellent. Next, the present invention will be specifically described with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

〈肉盛層形成工程〉
実施例１では、上記羽根板２５のサンプルとしてＪＩＳ規格 ＳＳ４００の一般構造用圧延鋼材から成る厚み５０ｍｍの試験片の表面に、Ｃ（炭素）０．１６％、Ｓｉ（ケイ素）０．４３％、Ｍｎ（マンガン）１．３２％、Ｃｒ（クロム）１．５５％を含む鉄鋼材である日鐵住金溶接工業株式会社製の溶接棒（Ｈ−３５０Ｃ）を用いて肉盛溶接を行い、厚さ約２．５ｍｍの肉盛層を形成した。 <Building layer formation process>
In Example 1, as a sample of the blade plate 25, C (carbon) 0.16%, Si (silicon) 0.43%, on the surface of a test piece having a thickness of 50 mm made of a general structural rolled steel material of JIS standard SS400, Overlay welding is performed using a welding rod (H-350C) manufactured by Nippon Steel & Sumikin Welding Co., Ltd., which is a steel material containing Mn (manganese) 1.32% and Cr (chromium) 1.55%. An overlay layer of about 2.5 mm was formed.

〈プラズマ窒化処理工程〉
次に、羽根板２５の外端部２５ｃに形成された肉盛層に対して、下記の条件でプラズマ窒化処理を施し、実施例１の試験片とした。
（１）電源 ： 直流電源
（２）窒化処理温度： ５００℃
（３）窒化処理時間： ８時間
（４）昇温時間 ： ７．５時間
（５）冷却時間 ： １７時間 <Plasma nitriding process>
Next, the build-up layer formed on the outer end portion 25c of the blade plate 25 was subjected to plasma nitriding treatment under the following conditions to obtain a test piece of Example 1.
(1) Power source: DC power source (2) Nitriding temperature: 500 ° C
(3) Nitriding time: 8 hours (4) Temperature rising time: 7.5 hours (5) Cooling time: 17 hours

プラズマ窒化処理時間を２０時間とした以外は、実施例１と同様にして実施例２の試験片を得た。   A test piece of Example 2 was obtained in the same manner as Example 1 except that the plasma nitriding time was 20 hours.

比較例Comparative example

プラズマ窒化処理工程を行わなかったこと以外は、実施例１と同様にして比較例の試験片を得た。   A comparative test piece was obtained in the same manner as in Example 1 except that the plasma nitriding treatment step was not performed.

［評価］
１．表面硬度
実施例１、実施例２及び比較例で得た各試験片について、それぞれの表面硬度を測定し、各試験片の表面硬度を評価した。表面硬度の測定には、ビッカース硬さ試験機を用いて、試験荷重を０．１Ｋｇｆとし、各試験片の表面のビッカース硬さ（ＨＶ）を３箇所ずつ測定し、各試験片の平均硬さを表１に示す。 [Evaluation]
1. Surface hardness About each test piece obtained in Example 1, Example 2, and the comparative example, each surface hardness was measured and the surface hardness of each test piece was evaluated. The surface hardness is measured using a Vickers hardness tester with a test load of 0.1 kgf, the surface Vickers hardness (HV) of each specimen is measured at three locations, and the average hardness of each specimen is measured. Is shown in Table 1.

Figure 2011225906
Figure 2011225906

表１に示すように、肉盛層に対してプラズマ窒化処理を行った実施例１、実施例２で得た試験片のビッカース硬さの平均値は、それぞれ７９２、８４８であった。これに対して、肉盛層に対してプラズマ窒化処理を施していない比較例１の試験片のビッカース硬さの平均値は２８０であった。従って、当該結果から、肉盛層に対してプラズマ窒化処理を施すことにより、表面硬度が著しく向上していることが分かる。また、プラズマ窒化処理時間が８時間の実施例１に比して、プラズマ窒化処理時間が２０時間の実施例２の方が表面硬度が高いことから、プラズマ窒化処理時間が長い方が肉盛層の表面硬度が向上することが分かる。   As shown in Table 1, the average values of Vickers hardness of the test pieces obtained in Example 1 and Example 2 in which the plasma nitriding treatment was performed on the build-up layer were 792 and 848, respectively. On the other hand, the average value of the Vickers hardness of the test piece of Comparative Example 1 in which the plasma nitriding treatment was not performed on the built-up layer was 280. Therefore, it can be seen from the results that the surface hardness is remarkably improved by performing the plasma nitriding treatment on the build-up layer. Further, since the surface hardness is higher in Example 2 in which the plasma nitriding time is 20 hours than in Example 1 in which the plasma nitriding time is 8 hours, the cladding layer is longer in the plasma nitriding time. It can be seen that the surface hardness is improved.

２．硬化層（窒化層）の深さ
上記表面硬度の評価に伴い、実施例１及び実施例２で得た試験片の硬化層の深さを測定した。実施例１及び実施例２の試験片はそれぞれ、表面からの距離が大きくなるにつれて徐々にその硬度は低下した。実施例１の試験片は、表面からの距離が０．３５ｍｍを超えると、それ以後は表面からの距離が増加しても硬度は略同じ値を示した。一方、実施例２の試験片は、表面からの距離が０．５ｍｍを超えると、それ以後は表面からの距離の増加によらず硬度は略同じ値を示した。以上の結果から、実施例１では肉盛層に対して８時間プラズマ窒化処理を８時間施すことにより、表面から０．３５ｍｍの深さまの硬化層（窒化層）を得ることができ、実施例２では肉盛層に対してプラズマ窒化処理を２０時間施すことにより表面から０．５ｍｍの深さの硬化層（窒化層）を得ることができた。このように、プラズマ窒化処理を施す時間を長くすることにより、表面硬度が増加するだけではなく、より深くまで硬化層を形成することができることが確認できた。 2. Depth of hardened layer (nitrided layer) With the evaluation of the surface hardness, the depth of the hardened layer of the test pieces obtained in Example 1 and Example 2 was measured. The specimens of Example 1 and Example 2 each gradually decreased in hardness as the distance from the surface increased. When the distance from the surface of the test piece of Example 1 exceeded 0.35 mm, the hardness showed substantially the same value even if the distance from the surface thereafter increased. On the other hand, when the distance from the surface of the test piece of Example 2 exceeded 0.5 mm, the hardness showed substantially the same value thereafter regardless of the increase in the distance from the surface. From the above results, in Example 1, a hardened layer (nitrided layer) having a depth of 0.35 mm from the surface can be obtained by performing plasma nitriding for 8 hours on the build-up layer. In No. 2, a hardened layer (nitrided layer) having a depth of 0.5 mm from the surface could be obtained by subjecting the cladding layer to plasma nitriding for 20 hours. Thus, it was confirmed that by increasing the time for performing the plasma nitriding treatment, not only the surface hardness increases, but also a hardened layer can be formed deeper.

３．耐摩耗性評価
次に、実施例１、実施例２及び比較例で得た各試験片の耐摩耗性を評価するために、図５に示すスガ式摩耗試験機１００を用いて、ＳｉＣ研磨紙１１０（ＳｉＣ研磨紙＃３２０）を巻き付けた回転体１２０（φ５０×５ｍｍ）に試験片１３０（羽根板２５に相当）を密着させ、それぞれ３．２５ｋｇｆ（荷重条件（１））及び１．００ｋｇｆ（荷重条件（２））の荷重をかけて往復させた。回転体１２０は、４００往復の間に１回転する。また、試験片１３０とＳｉＣ研磨紙１１０が接触する接触面積、すなわち摩耗範囲は１２ｍｍ×３０ｍｍとした。但し、本評価においては、試験片１３０として、実施例２及び比較例で得た各試験片を用いた。 3. Wear Resistance Evaluation Next, in order to evaluate the wear resistance of each test piece obtained in Example 1, Example 2 and Comparative Example, a SiC abrasive paper was used using a Suga type abrasion tester 100 shown in FIG. A test piece 130 (corresponding to the vane plate 25) is brought into close contact with a rotating body 120 (φ50 × 5 mm) wound with 110 (SiC abrasive paper # 320), and 3.25 kgf (load condition (1)) and 1.00 kgf ( It was made to reciprocate under the load of load condition (2)). The rotating body 120 rotates once during 400 reciprocations. Further, the contact area where the test piece 130 and the SiC abrasive paper 110 contact each other, that is, the wear range was set to 12 mm × 30 mm. However, in this evaluation, each test piece obtained in Example 2 and the comparative example was used as the test piece 130.

そして、各試験片を４００回往復させる毎に、マイクロメーターを用いて各試験片の厚みを測定するとともに、電子天秤を用いて各試験片の重さを測定した。各試験片の全往復回数は１００００回とした。そして、往復回数の増加に伴う各試験片の厚みの変化に基づいて、荷重条件（１）、（２）における摩耗深さの変化を求めた。また、荷重条件（１）における結果を図６に示す。また、荷重条件（２）における結果を図７に示す。さらに、往復回数の増加に伴う試験片の重さの変化に基づいて、荷重条件（１）における摩耗減量の変化を求めた。この結果を図８に示す。以下、各結果毎に評価する。   Each time the test pieces were reciprocated 400 times, the thickness of each test piece was measured using a micrometer, and the weight of each test piece was measured using an electronic balance. The total number of reciprocations for each test piece was 10,000. And the change of the wear depth in load conditions (1) and (2) was calculated | required based on the change of the thickness of each test piece accompanying the increase in the number of reciprocations. Moreover, the result in load conditions (1) is shown in FIG. Moreover, the result in load condition (2) is shown in FIG. Furthermore, the change in wear loss under the load condition (1) was determined based on the change in the weight of the test piece with the increase in the number of reciprocations. The result is shown in FIG. Hereinafter, evaluation is made for each result.

図６に示すように、荷重条件（１）（荷重３．２５ｋｇｆ）において、各試験片を１００００回往復させるまでの間、各試験片の摩耗深さは往復回数にほぼ比例して増加することが分かる。また、実施例２で得た試験片を１００００回往復させたときの摩耗深さは２４１μｍであった。当該結果より、実施例２の試験片の摩耗速度は、０．０２４１μｍ／回となる。一方、比較例で得た試験片を１００００回往復させたときの摩耗深さは４９８μｍであった。従って、当該結果より、比較例で得た試験片の摩耗速度は０．０４９８μｍ／回であった。実施例２で得た試験片では、硬化層が５００μｍの深さで形成されている。実施例２で得た試験片を１００００回往復させたときの摩耗深さは２４１μｍであるから、当該結果より得られた実施例２の摩耗速度は、肉盛層に対してプラズマ窒化処理を施すことにより得られた硬化層の摩耗速度であることが分かる。一方、比較例で得た試験片についてはプラズマ窒化処理を施していないことから、当該結果から得られた比較例の摩耗速度は、肉盛層自体の摩耗速度であるといえる。   As shown in FIG. 6, under the load condition (1) (load 3.25 kgf), the wear depth of each test piece increases in proportion to the number of reciprocations until the test piece is reciprocated 10,000 times. I understand. Moreover, the wear depth when the test piece obtained in Example 2 was reciprocated 10,000 times was 241 μm. From the result, the wear rate of the test piece of Example 2 is 0.0241 μm / time. On the other hand, the wear depth when the test piece obtained in the comparative example was reciprocated 10,000 times was 498 μm. Therefore, from the result, the wear rate of the test piece obtained in the comparative example was 0.0498 μm / time. In the test piece obtained in Example 2, the hardened layer is formed with a depth of 500 μm. Since the wear depth when the specimen obtained in Example 2 is reciprocated 10,000 times is 241 μm, the wear rate of Example 2 obtained from the result is subjected to plasma nitriding treatment on the build-up layer. It turns out that it is the abrasion rate of the hardened layer obtained by this. On the other hand, since the plasma nitriding treatment was not performed on the test piece obtained in the comparative example, it can be said that the wear rate of the comparative example obtained from the result is the wear rate of the built-up layer itself.

以上のようにして求めた硬化層の摩耗速度と、肉盛層の摩耗速度から、羽根板に本件発明に係る耐摩耗性処理を施した際のロータリーバルブの寿命予測を行った。ここでいう寿命とは、実施の形態で説明したロータリーバルブ１において、例えば、図９に示すように、羽根板２５の外端部２５ｃ（又は内端部２５ｄ）とローター収容部１１の内周面（又は内筒体３１の外周面）との間隙が、予め設定された初期間隙から、摩耗により許容間隙になるまでに要する期間をいう。本寿命予測においては、初期間隙を０．７ｍｍとし、許容間隙を２．０ｍｍとした。このとき、実施例１、実施例２及び比較例で得た各試験片の許容摩耗深さは、１．３ｍｍ（１３００μｍ）となる。まず、上述した摩耗試験結果から、各試験片の摩耗深さがこの許容摩耗深さに達するまでに要する往復回数を算出した。図６には、当該算出結果を上記の測定結果と共に示している。図６に示すように、摩耗深さが許容摩耗深さに達するまでに要する各試験片の往復回数は、実施例１の試験片が３３５９９回、実施例２の試験片が３６８１１回、比較例の試験片が２６１０４回と算出された。図９（ａ）〜（ｄ）に示すように、実施例１及び実施例２で得た試験片は、硬化層が先ず摩耗により削り取られ、その後肉盛層が摩耗する。従って、当該寿命予測の算出に際しては、実施例１では摩耗深さが３５０μｍに達するまでは上述の硬化層の摩耗速度（０．０２４１μｍ／回）で摩耗が進行するものとし、硬化層が削り取られた後は、上述の肉盛層の摩耗速度（０．０４９８μｍ／回）で摩耗が進行するものとして、摩耗深さが許容摩耗深さに達するまでに要する試験片の往復回数を求めた。実施例２で得た試験片についても、同様に、摩耗深さが５００μｍに達するまでは上述の硬化層の摩耗速度で摩耗が進行するものとし、硬化層が削り取られた後は、上述の肉盛層の摩耗即で摩耗が進行するものとして算出した。その結果、実施例１で得た試験片の摩耗深さが許容摩耗深さに達するには、試験片を比較例の１．２８７倍往復させる必要がある。また、実施例２の試験片が許容摩耗深さに達するには、試験片を、比較例の試験片に対して、１．４１０倍往復させる必要がある。この結果から、荷重条件（１）の場合、羽根板２５の粉粒体との摺動部に対して肉盛層のみを形成したときに比して、実施例１と同様の条件で羽根板２５の粉粒体との摺動部に対して耐摩耗性処理を施した場合は１．２８７倍、実施例２と同様の条件で羽根板２５の粉粒体との摺動部に対して耐摩耗性処理を施した場合は１．４１０倍、ロータリーバルブ１の寿命を延長することができ、ロータリーバルブ１のメンテナンス間隔を長期化することができることが確認できた。   From the wear rate of the hardened layer and the wear rate of the built-up layer determined as described above, the lifetime of the rotary valve was estimated when the blade plate was subjected to the wear resistance treatment according to the present invention. In the rotary valve 1 described in the embodiment, for example, the life here refers to the outer end 25c (or inner end 25d) of the blade plate 25 and the inner periphery of the rotor accommodating portion 11 as shown in FIG. This is the period of time required for the gap with the surface (or the outer peripheral surface of the inner cylinder 31) to become an allowable gap due to wear from a preset initial gap. In this life prediction, the initial gap was 0.7 mm and the allowable gap was 2.0 mm. At this time, the allowable wear depth of each test piece obtained in Example 1, Example 2, and Comparative Example is 1.3 mm (1300 μm). First, from the above-described wear test results, the number of reciprocations required for the wear depth of each test piece to reach this allowable wear depth was calculated. FIG. 6 shows the calculation result together with the measurement result. As shown in FIG. 6, the number of reciprocations of each test piece required until the wear depth reaches the allowable wear depth is 33599 times for the test piece of Example 1, 36811 times for the test piece of Example 2, and Comparative Example The test piece was calculated as 26104 times. As shown to Fig.9 (a)-(d), as for the test piece obtained in Example 1 and Example 2, a hardened layer is first scraped off by abrasion, and a built-up layer wears after that. Therefore, when calculating the life prediction, in Example 1, it is assumed that the wear proceeds at the above-mentioned hardened layer wear rate (0.0241 μm / time) until the wear depth reaches 350 μm, and the hardened layer is scraped off. After that, the number of reciprocations of the test piece required for the wear depth to reach the allowable wear depth was determined on the assumption that the wear proceeds at the wear rate (0.0498 μm / time) of the above-described built-up layer. Similarly, for the test piece obtained in Example 2, the wear proceeds at the wear rate of the hardened layer until the wear depth reaches 500 μm. After the hardened layer is scraped off, It was calculated that the wear progressed immediately after the buildup. As a result, in order for the wear depth of the test piece obtained in Example 1 to reach the allowable wear depth, it is necessary to reciprocate the test piece 1.287 times that of the comparative example. Further, in order for the test piece of Example 2 to reach the allowable wear depth, it is necessary to reciprocate the test piece by 1.410 times with respect to the test piece of the comparative example. From this result, in the case of the load condition (1), the blades are used under the same conditions as in Example 1 as compared with the case where only the overlay layer is formed on the sliding portion of the blades 25 with the powder particles. When the wear-resistant treatment is applied to the sliding portion with the 25 granular material, 1.287 times, with respect to the sliding portion with the granular material of the blade 25 under the same conditions as in Example 2. It was confirmed that when the wear resistance treatment was performed, the life of the rotary valve 1 could be extended by 1.410 times, and the maintenance interval of the rotary valve 1 could be extended.

次に、図７に基づいて、荷重条件（２）（荷重１．０ｋｇｆ）における各試験片の往復回数の増加に対する摩耗深さの変化について検討する。図７に示すように、荷重条件（２）においても、各試験片の摩耗深さは各試験片の往復回数にほぼ比例して増加することが分かる。また、荷重条件（２）において、実施例２で得た試験片を１００００回往復させたときの摩耗深さは１１０μｍであり、摩耗速度は０．０１１０μμｍ／回であった。一方、比較例で得た試験片を１００００回往復させたときの摩耗深さは１９１μｍであり、摩耗速度は０．０１９１μｍ／回であった。荷重条件（１）の場合と同様にして、以上のようにして求めた硬化層の摩耗速度と、肉盛層の摩耗速度から、羽根板に本件発明に係る耐摩耗性処理を施した際の寿命予測を行った。図７には、当該算出結果を上記の測定結果と共に示している。図７に示すように、摩耗深さが許容摩耗深さに達するまでに要する各試験片の往復回数は、実施例１の試験片が８１５５６回、実施例２の試験片が８７３４０回、比較例の試験片が６８０６３回と算出された。従って、荷重条件（２）において、実施例１で得た試験片の摩耗深さが許容摩耗深さに達するには、試験片の往復回数は比較例の１．１９８倍要する。また、実施例２の試験片が許容摩耗深さに達するまでに要した試験片の往復回数は、比較例の試験片に対して、１．２８３倍要する。この結果から、荷重条件（２）の場合、羽根板２５の粉粒体との摺動部に対して肉盛層のみを形成したときに比して、実施例１と同様の条件で羽根板２５の粉粒体との摺動部に対して耐摩耗性処理を施した場合は１．１９８倍、実施例２と同様の条件で羽根板２５の粉粒体との摺動部に対して耐摩耗性処理を施した場合は１．２８３倍、ロータリーバルブ１の寿命を延長することができ、ロータリーバルブ１のメンテナンス間隔を長期化することができることが確認できた。   Next, based on FIG. 7, the change of the wear depth with respect to the increase in the number of reciprocations of each test piece under the load condition (2) (load 1.0 kgf) is examined. As shown in FIG. 7, it can be seen that even under the load condition (2), the wear depth of each test piece increases almost in proportion to the number of reciprocations of each test piece. Further, in the load condition (2), the wear depth when the test piece obtained in Example 2 was reciprocated 10,000 times was 110 μm, and the wear rate was 0.0110 μm / time. On the other hand, the wear depth when the test piece obtained in the comparative example was reciprocated 10,000 times was 191 μm, and the wear rate was 0.0191 μm / time. As in the case of the load condition (1), from the wear rate of the hardened layer obtained as described above and the wear rate of the overlay layer, the blade plate was subjected to the wear resistance treatment according to the present invention. Life prediction was performed. FIG. 7 shows the calculation result together with the measurement result. As shown in FIG. 7, the number of reciprocations of each test piece required until the wear depth reaches the allowable wear depth is 81556 times for the test piece of Example 1, 87340 times for the test piece of Example 2, and Comparative Example The test piece was calculated as 688063 times. Therefore, in the load condition (2), in order for the wear depth of the test piece obtained in Example 1 to reach the allowable wear depth, the number of reciprocations of the test piece requires 1.198 times that of the comparative example. The number of reciprocations of the test piece required for the test piece of Example 2 to reach the allowable wear depth is 1.283 times that of the test piece of the comparative example. From this result, in the case of the load condition (2), the blades are operated under the same conditions as in Example 1 as compared with the case where only the overlay layer is formed on the sliding portion of the blades 25 with the powder particles. 1. When the abrasion resistance treatment was applied to the sliding portion with 25 powder, 1.198 times, against the sliding portion with the powder of the blade 25 under the same conditions as in Example 2. It was confirmed that when the wear resistance treatment was performed, the life of the rotary valve 1 could be extended by 1.283 times, and the maintenance interval of the rotary valve 1 could be extended.

現在、実施の形態１に示した石炭切出用のロータリーバルブ１においては、羽根板２５の粉粒体との摺動部２５ｃ、２５ｄに肉盛層のみを形成した場合、０．６５ｍｍ／年の速度で摩耗している。また、ロータリーバルブ１の寿命は約２年である。上記の硬化層の摩耗速度に基づいて、硬化層の実際の摩耗速度を推定した場合、０．３５ｍｍ／年となる。従って、羽根板２５の摺動部２５ｃ、２５ｄに対して、実施例１と同様の条件で耐摩耗性処理を施した場合、ロータリーバルブ１の寿命を２．６年に延長することができ、実施例２と同様の条件で耐摩耗性処理を施した場合、ロータリーバルブ１の寿命を３．３年にまで延長することができる。   Currently, in the rotary valve 1 for cutting coal shown in the first embodiment, when only the build-up layer is formed on the sliding portions 25c and 25d with the powder body of the blade 25, 0.65 mm / year Wear at a speed of. The life of the rotary valve 1 is about 2 years. When the actual wear rate of the hardened layer is estimated based on the wear rate of the hardened layer, it is 0.35 mm / year. Therefore, when the wear resistance treatment is performed on the sliding portions 25c and 25d of the blade plate 25 under the same conditions as in Example 1, the life of the rotary valve 1 can be extended to 2.6 years. When the wear resistance treatment is performed under the same conditions as in Example 2, the life of the rotary valve 1 can be extended to 3.3 years.

また、荷重が３．２５ｋｇｆの荷重条件（１）において、許容摩耗深さに達するまでに要した各試験片の往復回数は、比較例の試験片に対して、実施例１の試験片は１．２８７倍、実施例２の試験片は１．４１０倍であった。一方、荷重が１．００ｋｇｆの荷重条件（２）では、許容摩耗深さに達するまでに要した各試験片の往復回数は、比較例の試験片に対して、実施例１の試験片は１．１９８倍、実施例２の試験片は１．２８３倍である。従って、これらの結果から、試験片に加わる荷重が大きい方が、窒化処理を施すことによる耐摩耗性の向上効果が顕著に現れていることが分かる。   Further, in the load condition (1) where the load is 3.25 kgf, the number of reciprocations of each test piece required to reach the allowable wear depth is 1 for the test piece of Example 1 with respect to the test piece of the comparative example. 287 times, the test piece of Example 2 was 1.410 times. On the other hand, under the load condition (2) where the load is 1.00 kgf, the number of reciprocations of each test piece required to reach the allowable wear depth is 1 for the test piece of Example 1 with respect to the test piece of the comparative example. 198 times, test piece of Example 2 is 1.283 times. Therefore, it can be seen from these results that when the load applied to the test piece is larger, the effect of improving the wear resistance due to the nitriding treatment appears more remarkably.

次に、図８を参照して、荷重条件（２）における往復回数の増加に対する摩耗減量の変化について見ると、試験片の往復回数が増加するにつれて、ほぼ一定の割合で摩耗減量も増加していることが分かる。また、１００００回往復させたときの実施例２の試験片の摩耗減量は、２７５ｍｇであった。このときの比較例の試験片の摩耗減量は４１２ｍｇであった。また、このときの各試験片の摩耗深さは、実施例２の試験片が１１０μｍ、比較例の試験片が１９１μｍであった。比較例の試験片に対して、実施例２の試験片の１００００回当たりの摩耗減量は０．６７倍であった。比較例の試験片に対して、実施例２の試験片の摩耗速度は０．５８倍であったが、摩耗減量がこれに比して多いのは肉盛層に窒素が導入されたため、窒化層の重量が肉盛層の重量に比して重いためであると考えられる。   Next, with reference to FIG. 8, looking at the change in wear loss with an increase in the number of reciprocations in the load condition (2), as the number of reciprocations of the test piece increases, the wear loss also increases at a substantially constant rate. I understand that. Moreover, the abrasion loss of the test piece of Example 2 when it was reciprocated 10,000 times was 275 mg. The abrasion loss of the test piece of the comparative example at this time was 412 mg. The wear depth of each test piece at this time was 110 μm for the test piece of Example 2 and 191 μm for the test piece of the comparative example. The wear loss per 10,000 times of the test piece of Example 2 was 0.67 times that of the test piece of the comparative example. The wear rate of the test piece of Example 2 was 0.58 times that of the test piece of Comparative Example. However, the wear loss was larger than this because nitrogen was introduced into the overlay layer. This is probably because the weight of the layer is heavier than the weight of the overlay layer.

以上の実施例によれば、本件発明に係る耐摩耗性部材を羽根板として採用することにより、羽根板の粉粒体との摺動部の表面を硬化して、摩耗速度を減じて、耐摩耗性を向上することができ、ロータリーバルブのメンテナンス間隔を長期化することができるということが確認できた。また、ロータリバルブの使用に伴い羽根板の粉粒体との摺動部が摩耗した場合にも、肉盛材により肉盛して羽根板に要求される寸法精度等を満たすことができ、プラズマ窒化処理を採用することにより回転軸に対する防窒を図った上で肉盛層に対して窒化処理を施すことができるので、羽根板が摩耗する都度、羽根板を補修しながら同一部材を繰り返し使用することができ、経済性にも優れる。   According to the above embodiment, by adopting the wear resistant member according to the present invention as a blade, the surface of the sliding portion with the powder of the blade is hardened, the wear rate is reduced, and the wear resistance is reduced. It was confirmed that the wearability can be improved and the maintenance interval of the rotary valve can be extended. In addition, even when the sliding part of the blade plate with the granular material is worn due to the use of the rotary valve, it can be built up with the cladding material to satisfy the dimensional accuracy required for the blade plate, etc. By adopting nitriding treatment, nitriding treatment can be applied to the build-up layer after preventing nitriding on the rotating shaft, so each time the blade is worn, the same member is used repeatedly while repairing the blade It can be used and is economical.

本件発明は、粉粒体を定量供給する際に用いるロータリーバルブに適用することができる。本件発明を適用することにより、ロータリーバルブの羽根板の耐摩耗性を向上させることができ、ロータリーバルブのメンテナンス間隔を長期化することができる。また、本件発明は、ローターに羽根板が取り付けられた状態で、耐摩耗性処理を施すことができるため、羽根板を定期補修の際にも本件発明を適用することができ、同一部材を繰り返し使用することができるので経済性に優れたロータリバルブの補修方法を提供することができる。   The present invention can be applied to a rotary valve used when quantitatively supplying powder particles. By applying the present invention, the wear resistance of the blades of the rotary valve can be improved, and the maintenance interval of the rotary valve can be extended. In addition, since the present invention can be subjected to wear resistance treatment with the blades attached to the rotor, the present invention can be applied even when the blades are periodically repaired, and the same member is repeatedly used. Therefore, it is possible to provide a method for repairing a rotary valve that is economical.

１・・・ロータリーバルブ
２・・・粉粒体貯留部
３・・・粉粒体被供給部
１０・・・ケーシング
１１・・・ローター収容部
２０・・・ローター
２１・・・回転軸
２２・・・ローター本体
２５・・・羽根板
２５ｃ・・・外端部（摺動部）
２５ｄ・・・内端部（摺動部）
３１・・・内筒体
Ｌ１・・・粉粒体貯留部側ライン
Ｌ２・・・粉粒体被供給部側ライン DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Rotary valve 2 ... Granule body storage part 3 ... Powder body supply part 10 ... Casing 11 ... Rotor accommodating part 20 ... Rotor 21 ... Rotating shaft 22. ..Rotor body 25 ... blade 25c ... outer end (sliding part)
25d ... Inner end (sliding part)
31 ... Inner cylinder L1 ... Powder storage part side line L2 ... Powder supply part side line

Claims (7)

耐摩耗性が要求される耐摩耗性部材であって、
当該部材の耐摩耗性要求部位に、表面硬化用の肉盛材であって、且つ、窒化処理により硬化する肉盛材を溶着させた肉盛層が設けられ、
当該肉盛層に対してプラズマ窒化処理が施されたこと、
を特徴とする耐摩耗性部材。 A wear-resistant member that requires wear resistance,
In the wear resistance requirement part of the member, a build-up layer is provided which is a build-up material for surface hardening and welded with a build-up material cured by nitriding treatment,
Plasma nitriding treatment has been performed on the overlay layer,
A wear-resistant member characterized by 前記肉盛材は、Ｃｒ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｎｂから選択される少なくとも一種を前記窒化処理により硬化に寄与する元素として含む鉄鋼材料である請求項１に記載の耐摩耗性部材。   The wear-resistant member according to claim 1, wherein the build-up material is a steel material containing at least one selected from Cr, V, Mo, Ti, Al, and Nb as an element that contributes to hardening by the nitriding treatment. 前記肉盛材は、前記プラズマ窒化処理を施す際の処理温度よりも高い温度で焼鈍及び焼戻しが行われる材料である請求項１又は請求項２に記載の耐摩耗性部材。   The wear-resistant member according to claim 1 or 2, wherein the build-up material is a material that is annealed and tempered at a temperature higher than a processing temperature when the plasma nitriding treatment is performed. 前記プラズマ窒化処理により前記肉盛層に形成された窒化層の深さが０．１ｍｍ〜１．５ｍｍである請求項１〜請求項３のいずれかに記載の耐摩耗性部材。   The wear-resistant member according to any one of claims 1 to 3, wherein a depth of a nitride layer formed on the build-up layer by the plasma nitriding treatment is 0.1 mm to 1.5 mm. ローターの回転により流動体又は粉粒体を排出するロータリーバルブであって、
請求項１〜請求項４のいずれかに記載の耐摩耗性部材を前記ローターの羽根板として備えたことを特徴とするロータリーバルブ。 A rotary valve that discharges fluid or powder particles by rotation of a rotor,
A rotary valve comprising the wear-resistant member according to claim 1 as a blade of the rotor. 耐摩耗性が要求される部材に対する耐摩耗性処理方法であって、
部材の耐摩耗性要求部位に、表面硬化用の肉盛材であって、且つ、窒化処理により硬化する肉盛材を溶着させて肉盛層を形成し、
前記肉盛層に対してプラズマ窒化処理を施すこと、
を特徴とする耐摩耗性処理方法。 A wear resistance treatment method for a member that requires wear resistance,
A build-up layer is formed by welding a build-up material for surface hardening, and a build-up material that is hardened by nitriding treatment, on the wear resistance requirement part of the member,
Performing plasma nitriding treatment on the build-up layer,
A wear-resistant treatment method characterized by 羽根板が取り付けられたローター本体と、ローター本体に取り付けられる回転軸とを備えたローターを回転させて流動体又は粉粒体を排出するロータリーバルブを補修するためのロータリーバルブの補修方法であって、
前記羽根板の摺動部に、表面硬化用の肉盛材であって、且つ、窒化処理により硬化する肉盛材を溶着させて肉盛層を形成し、
前記回転軸を被覆材により被覆し、
前記肉盛層に対してプラズマ窒化処理を施すこと、
を特徴とするロータリーバルブの補修方法。 A method of repairing a rotary valve for repairing a rotary valve that discharges a fluid or a granular material by rotating a rotor having a rotor body to which a blade plate is attached and a rotating shaft attached to the rotor body. ,
A cladding layer is formed by welding a cladding material for surface curing to the sliding portion of the blade plate and cured by nitriding treatment,
The rotating shaft is covered with a covering material,
Performing plasma nitriding treatment on the build-up layer,
Repair method of rotary valve characterized by
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