JP2620869B2 - コントロールバルブ及びその使用方法 - Google Patents

コントロールバルブ及びその使用方法

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JP2620869B2
JP2620869B2 JP63058115A JP5811588A JP2620869B2 JP 2620869 B2 JP2620869 B2 JP 2620869B2 JP 63058115 A JP63058115 A JP 63058115A JP 5811588 A JP5811588 A JP 5811588A JP 2620869 B2 JP2620869 B2 JP 2620869B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコントロールバルブに係り、特にコンジット
すなわち導管を通る流動化した物質の流れを制御するた
めのコントロールバルブに関するものである。
流動化した触媒を使用する工程は石油及び化学産業に
おいて広く用いられている。これらの工程において微細
に分離した触媒粒子は気体中でいわゆる“流動状態”中
で浮遊したままである。流動状態中の粒子は多くの場合
液体のように動作する。
流動化した触媒作用の進行は大きな装置が厳密な制御
条件下で長時間継続して作動することを可能にしてい
る。反応状態中に不要のコークス或いは他の汚染物質の
沈澱物が生じる工程中での係る装置における触媒は、流
動化反応器から再生器へと触媒を継続的に循環すること
によって所定の活性度で維持され、そしてそこでは係る
コークス或いは汚染物質は酸化燃焼によって除去され
る。日平均60,000バレル或いはそれ以上の充填をするス
ループットを有するような大容量の流動装置は、動作を
停止することなしに１年或いはそれ以上の長さの期間を
継続して動作するようにされている。
本発明は、少なくともその好適実施例においては、化
学工程及び石油精製技術において高温度処理を含み、流
動化した触媒作用のクラッキング装置或いは従来からあ
る設計を有する流動化した触媒作用のヒドロホルム化装
置のようにコンバータでの使用を含み、その中で触媒が
上部拡散相と下部密集擬似溶液相とからなる相分離の状
態で保存されている重畳触媒チャンバを有し、そしてそ
の触媒は垂直な内部配水塔を通って上部チャンバの下部
密集相から回収されそして下部チャンバの密集相内の低
点で放出され、下部チャンバ中で適切な処理を施した後
に内部垂直導管を通って上部チャンバの密集相へと上方
向へ戻る、というような多種の応用を可能にする。
チャンバ間の触媒の継続的な循環流は、配水塔を通っ
て上部チャンバから下部チャンバへ重力による流れによ
り触媒を通過させることによって、及び中へガスの流れ
を注入して上部チャンバ内で触媒するようにすることに
より導管を通って下部チャンバから上部チャンバへと再
生した触媒を通過させることによって得られる。
下部チャンバの密集相から上部チャンバへと進む触媒
の流れの制御は、導管の下部端部とかみ合い可能で容器
壁に沿って延びている延長バルブ軸部を有しているコン
トロールバルブ（しばしば“プラグバルブ”として参照
されている）を使用することにより行われる。係るコン
トロールバルブは、バルブが厳密な条件を課されている
他の産業への適用においてと同様に、高温度、例えばお
よそ816℃（1500゜F）を条件としている反応チャンバの
中へ触媒の流れを制御する石油精製装置に適用されるこ
とが見出された。
アメリカ特許第2668755号及び第2850364号は公知のプ
ラグバルブを開示している。
アメリカ特許第4518146号はプラグバルブを制御する
ためのバルブ駆動制御システムを開示している。
中央の中空部分を通る揚力空気を提供する公知のプラ
グバルブが提起した１つの問題点は、バルブの入口での
揚力空気圧が底部再生器の圧力を越える高い十分なレベ
ルで維持できないということである。別の問題点は、空
気ブロワの破損或いは停止（まれではあるがしかし定期
的に発生する事故）のために揚力空気の流れが停止する
時、触媒はプラグバルブの中空部分を通って上部再生器
から下へ送り出されるということである。
従来のプラグバルブに関連した問題点を克服し或いは
少なくとも軽減しようとする要求が長期に亘って感じら
れてきた。
本発明の１つの特徴は、バルブ上の閉鎖プラグへ接続
した中空軸部を通って流体を下方へ送り出すことを禁止
するチェックバルブを有するプラグバルブを提供するこ
とである。
本発明の他の特徴は、バルブの中空軸部における圧力
が所望のレベル、望ましくは軸部の外部にある他の流体
の圧力よりも高くまで増加させるオリフィス板を有する
プラグバルブを提供することである。
本発明の１つの好適な形態は、チャンバから導管の開
口端部の中へ第１の流体の流体流を制御し、及び前記チ
ャンバと開口導管端部間の閉鎖を行うためのコントロー
ルバルブであって、前記バルブはプラグ閉鎖部材を保持
している管状軸部と、前記軸部と閉鎖部材を通って延び
ており第２の流体を流すための第１のチャネルとからな
り、前記バルブは前記閉鎖を行うために導管の方向へ及
び導管から離れる方向へ移動するための前記管状軸部を
配設する配設手段を有し、第２の流体を管状軸部から閉
鎖部材及び導管まで流れさせるが、前記導管から前記管
状軸部までの流れを禁止するように配設されたチェック
バルブを特徴とするコントロールバルブを提供するもの
である。
本発明の他の好適な形態は、チャンバと前記チャンバ
の中へ延びている導管の開口端部間の第１の流体の流体
流を制御し、及び前記チャンバと開口導管端部間の閉鎖
を行うプラグバルブであって、導管の開口端部に配置可
能であり導管の開口端部の方向へそしてそこから離れる
方向へ移動可能なプラグ閉鎖部材手段と、前記プラグ閉
鎖部材手段へ接続した軸部手段と、そこを通る第２の流
体の通路のために前記プラグ閉鎖部材手段及び軸部手段
を通って延びているチャネル手段と、及び前記チャネル
手段内の圧力を増加させるために前記チャネル手段を通
る流れを制限するために前記チャネル手段を通る流れを
制限するために前記チャネル手段内に配設された圧力調
整手段とからなるプラグバルブを提供するものである。
本発明の更に好適な形態は、プラグバルブのためのチ
ェックバルブを提供することであって、前記プラグバル
ブは導管の端部に配置可能で導管の端部の方向へそして
そこから離れる方向へと移動可能なプラグ閉鎖部材を有
し、前記プラグ閉鎖部材は中空軸部へ接続され、前記プ
ラグ閉鎖手段及び中空軸部は前記導管の中へ入る流体の
通路のためにそこを通って延びている流体チャネルを有
し、前記チェックバルブは前記流体チャネル内に移動可
能に配設された本体部材手段からなり、前記本体部材手
段は導体から前記本体部材手段を越えて流体チャネルの
中へ入る流体流を防ぐために流体チャネルの第１の位置
に配置可能であり、流体流は前記本体部材手段が第１の
位置に配置されないときに前記流体チャネル内に存在し
ており、前記本体部材手段は前記流体チャネル内の第２
の位置まで移動可能であり、前記本体部材手段は第２の
位置を越えて動かすことができずそして流体チャネルか
ら導管への流体流は本体部材手段が第２の位置にあると
き接続することができ、前記本体部材手段は導管から固
形板を越えて流体チャネルの中へ入る流体流を防ぐため
に第１の位置に配置可能な固形板からなる底部材手段を
含み、前記本体部材手段は本体部材手段へ固定された上
部部材手段を含み、前記プラグ閉鎖部材はそこへ固定さ
れ或いは一体的にそこから形成された停止手段を有し、
前記停止手段は流体チャネルの中へ突出し、前記上部部
材手段は前記本体部材手段の第２の位置で前記停止手段
と接触し、前記上部部材手段は固形板へ固定され、及び
前記上部部材手段は底部材手段の固形板から上方へ延び
ていてそこへ固定されている２つの交差する固形上部板
部材からなっていることである。
本発明は更に、触媒を使用しその中でバルブが下部か
ら上部チャンバへと上方へ延びている導管を通る触媒の
上方向への流れを制御する重畳接触チャンバを有するコ
ンバータにおいて、上述のようなコントロールバルブの
使用を提供するものである。
本発明をよりよく理解するために、以下に述べるよう
な添付図面を参照して本発明の一実施例を説明する。
第１図を参照すると、従来のコントロールバルブ２は
その中に中空軸管５を移動可能に配設しているガイド管
７を有している。プラグ閉鎖部材３は軸管５の一端に固
定されている。チャネル18は軸管５とプラグ閉鎖部材３
を通って延びている。アクチュエータ（図示せず）は軸
管５の端部13へ接続されている。アクチュエータはガイ
ド管７内で軸管５を上下に移動させることができ、その
結果プラグ閉鎖部材３は導管17内の開口部34（第６図、
第７図参照）の大きさに影響するように移動可能であ
り、もしくはプラグ閉鎖部材３は導管17を通る流れを禁
止するように導管17のシート部６上に配置されている。
ガイドライナーベアリング９はガイド管７の軸管５の
移動を容易にする。プラグ閉鎖部材３へ固定された側板
４は触媒の流れによる摩耗から軸管５を保護している。
浄化システム８はガイド管７と軸管５の間の間隙と連
通して配設され、その間隙へ移動してくるいかなる不必
要な流体或いは物質をも浄化するためのものである。
（空気のような）流体はチャネル18に連通しているチャ
ンバ36と接続した入口35を通って流れる。流体のポンプ
源（図示せず）は所望の圧力で入口35へ流体を注入す
る。圧力指示器12はチャンバ36内の流体に関する圧力表
示を行うためにチャンバ36へ接続されている。軸管５の
端部13は次に軸管５に接続されるシャフト11へ接続され
ている。第１図における矢印はチャネル18を通りプラグ
閉鎖部材３の外への空気流の経路を示している。
下部軸部浄化システム16はシャフト11を囲むベアリン
グ42の浄化を行う。パッキング14はシャフト11に配設さ
れそして密封剤注入装置15はコントロールバルブが動作
している間パッキングを繰り返す目的のために封止媒体
を注入する通路を配設している。
第１図に示すように、プラグ閉鎖部材３は導管17のシ
ート部６に配置されていない。触媒粒子の流れのような
流体流は導管17の開口部34を通ることができる。チャネ
ル18を通って上昇する空気の力は導管17の中へ触媒粒子
を引き上げる。開口部34を通る流体流を止めようとした
ときは、アクチベータ（図示せず）はシャフト11、軸管
５、及びプラグ閉鎖部材３を上方向へ移動するように活
性化し、その結果プラグ閉鎖部材３は導管17のシート部
６に当接して配置する（係る配置は第２図に示されてい
る）。
次に第２図を参照すると、本発明に係るプラグバルブ
10は従来のバルブのそれと同様な種々の部分を有してい
る。第１図と第２図に共通している数字は同一部分を示
している。チャンバ37はプラグ閉鎖部材33及びその中に
チェックバルブ22が配設している軸管５内で形成されて
いる。チェックバルブ22はチャネル18を通って導管17へ
上昇する空気流を遮断しない；しかしそれは圧力がチャ
ネル18の中で減少或いは消失する場合には触媒粒子を有
する流体のような流体流れをチャネル18の中へ下降する
ことを禁止する。もし係る事故が発生したなら、チェッ
クバルブ22は軸管５の上部で形成されたシート部26に当
接して配置するように移動する（第６図参照）。チェッ
クバルブ22の底板23は固形状であり流れがチャネル18の
中へ下降することを防いでいる。チャネル18を通って上
昇する空気流の再活性化するときに、チェックバルブ22
が上方へ押圧されて空気が再びプラグ閉鎖部材33を通っ
て流れる（第７図参照）。チェックバルブ22上の上部端
部29はプラグ閉鎖部材33上の上部停止部28に当接して停
止している；しかしチェックバルブ22の形状と構造、及
び板23,24及び25の配置のために、端部29が停止部28に
当接して停止するときはこれは封止係合ではなく空気流
は続いている。
第８図から第10図を参照すると、チェックバルブ22は
第８図から第10図の実施例において固形状の底板23へ固
定された２つの対向した上方へ延びている板24及び25を
有している上方向へ延びている上部部材構造を有してい
る。勿論チェックバルブは流体チャネルのあらゆる場所
に配設でき、例えばプラグ部材に完全に或いは軸管に完
全に配設できる。シート部27はシート部26に当接して配
設していないとき、流体は板23,24及び25の周りを流れ
上方へ通過する。勿論上方へ延びた板24,25はそれが第
６図の実施例において示されているのと異なった形状を
有するであろう。例えば板はあらゆる所望の切り抜きの
形状及び数に穿孔され或いは切り取られる。単一の板が
使用されるか或いは２個以上のものが使用される。垂直
板の代わりに、上部停止部28に当接して停止しているロ
ッド或いはバー（少なくとも１個以上）が使用されても
よい。或いはまた第12図に示すように、プラグ閉鎖部材
133からの延長部へ固定された停止部材43は導管45に対
する板44の動作を停止するために使用され、その結果板
44が停止部43に当接して停止するときでさえ流れは導管
45の中へ継続している。停止部43はプラグ閉鎖部材133
の内部の周囲全体に亘っては延びていない；もしそれら
がそうであったなら、板44が停止部材と接触した時流れ
は停止する。
次に第３図を参照すると、コントロールバルブ40は第
１図のコントロールバルブと同様な部分を有している。
第１図と第３図に共通な数字は同一部分を示している。
圧力調整器はその中にオリフィス41を有するオリフィス
板20としてコントロールバルブ40のチャネル18に配設さ
れている。矢印で示すように、空気はオリフィス41を通
って流れることができる。オリフィス41の大きさはチャ
ネル18内に所望の圧力をもたらすように選択される。１
つの実施例において、オリフィス41はチャネル18内の圧
力がガイド管７の外部の流体の圧力と同じか或いはわず
かに大きいような大きさになされ、その結果係る液体
（例えば搬送される触媒粒子を有する液体）はベアリン
グ９の周り及びガイド管７と軸管５の間の間隙の中へ押
し込まれない。第５図（ａ）に示すように、オリフィス
板20は、軸管５へ十分な貫通溶接部21で溶接された耐摩
耗溶接被覆19を有している。第５図（ｂ）はプラグ閉鎖
部材３内でオリフィス41を有する板20の平面図を示して
いる。勿論圧力調整器はプラグ閉鎖部材に完全に或いは
軸管に完全に配設される。オリフィスは通常軸部、プラ
グ部材及び導管を通るチャネルの最も制限された部分で
あり、すなわちその断面積はその開口位置におけるチェ
ックバルブの周りのそれよりも小さい。
次に第11図を参照すると、コントロールバルブ50は
（上述した）チェックバルブ22及び（上述した）オリフ
ィス板20の両方を有している。オリフィス板20は軸管５
内に取り付けられている。
第13図に示すように、導管345（これは構造と機能に
おいては導管17及び45と同じである）にはチェックバル
ブ222（これは第２図のチェックバルブ22と構造及び機
能において実質的に同じである）が配設することができ
る。プラグ閉鎖部材333及び軸管305は第１図のプラグ閉
鎖部材３及び軸管５と構造及び機能において同じであ
る。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のコントロールバルブの側面断面図、 第２図は本発明によるプラグバルブの側面断面図、 第３図は第13図の導管の配置を用いた本発明に従ったコ
ントロールバルブの第２の実施例の側面断面図、 第４図は第３図におけるバルブの部分拡大側面断面図、 第５図（ａ）は第３図及び第４図に示されたオリフィス
板の部分側面断面図、 第５図（ｂ）は第４図のオリフィス板の平面図、 第６図は第２図のコントロールバルブの部分側面断面
図、 第７図はプラグ及びチューブ内の下部シート部から離れ
て配設されたチェックバルブを示した第６図に示されて
いる第２図のコントロールバルブの部分側面断面図、 第８図は第２図、第６図及び第７図に示されたチェック
バルブの平面図、 第９図は第８図のチェックバルブの側面図、 第10図は第８図のチェックの底面図、 第11図は本発明に従ったコントロールバルブの第３の実
施例の側面断面図、 第12図は本発明に従ってコントロールバルブの第４の実
施例の部分拡大側面断面図、及び 第13図は導管に取付けられたチェックバルブの側面断面
図である。 2,40,50……コントロールバルブ、 3,33,133,333……プラグ閉鎖部材、 ５……軸管、 ７……ガイド管、 10……プラグバルブ、 17,45,345……導管、 18……チャネル、 20……オリフィス板、 22,222……チェックバルブ、 23,24,25……板、 34……開口部、 41……オリフィス。

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】チャンバから導管の開口端部の中へ第１の
    流体の流体流を制御し、前記チャンバと開口導管端部間
    の閉鎖を行うためのコントロールバルブであり、前記バ
    ルブはプラグ閉鎖部材を保持している管状軸部と、前記
    軸部及び閉鎖部材を通って延びており第２の流体を流す
    ための第１のチャネルとからなり、前記バルブは前記閉
    鎖を行うために導管の方向へ及び導管から離れる方向へ
    と移動するための前記管状軸部を配設する配設手段を有
    しており、チェックバルブ（22,222）が管状軸部（５）
    から閉鎖部材（３）及び導管（17,45,345）へ第２の流
    体流を通すが導管（17,45,345）から管状軸部（５）へ
    の流れを禁止するようにチャネルの中に配設されている
    ことを特徴とするコントロールバルブ。
  2. 【請求項２】チェックバルブ（22）が閉鎖部材（３）に
    配設されていることを特徴とする請求項１記載のコント
    ロールバルブ。
  3. 【請求項３】チェックバルブ（222）が導管（345）に配
    設されていることを特徴とする請求項１記載のコントロ
    ールバルブ。
  4. 【請求項４】前記チェックバルブが導管（17,45,345）
    から管状軸部（５）への流体の流れを禁止するために第
    １の閉鎖位置で配置可能な固形板からなる底部材（23）
    を含む本体部材を有していることを特徴とする請求項１
    記載のコントロールバルブ。
  5. 【請求項５】前記チェックバルブは開口位置へ移動可能
    であり本体部材が開口位置を越えて移動することを防ぐ
    ように設計された停止部材手段（24,25）を含んでいる
    ことを特徴とする請求項４記載のコントロールバルブ。
  6. 【請求項６】前記本体部材は前記停止手段を形成する上
    部部材手段を有し、前記上部部材手段は固形板（23）か
    ら上方へ延びておりそこへ固定された２個の交差する上
    部板部材（24,25）からなっていることを特徴とする請
    求項５記載のコントロールバルブ。
  7. 【請求項７】上部板部材（24,25）は固形状であること
    を特徴とする請求項６記載のコントロールバルブ。
  8. 【請求項８】前記第１のチャネル（18）に配設されたオ
    リフィス板（20）を含んでいることを特徴とする請求項
    １から７のいずれか１つに記載のコントロールバルブ。
  9. 【請求項９】オリフィス板（20）のオリフィス（41）の
    断面領域は開口位置のチェックバルブの周りの通路の断
    面領域より小さいことを特徴とする請求項８記載のコン
    トロールバルブ。
  10. 【請求項１０】オリフィス板（21）は管状軸部（５）内
    に完全に配設されていることを特徴とする請求項８或い
    は９のいずれかに記載のコントロールバルブ。
  11. 【請求項１１】オリフィス板（20）はプラグ閉鎖部材
    （３）内に完全に配設されていることを特徴とする請求
    項８或いは９のいずれかに記載のコントロールバルブ。
  12. 【請求項１２】触媒を用い重畳接触チャンバを有するコ
    ンバータに前記１から11の請求項に係るコントロールバ
    ルブの使用方法であって、バルブは上方向へ延びている
    導管を通る触媒の上方向への流れを下部チャンバから上
    部チャンバへと制御することを特徴とするコントロール
    バルブの使用方法。
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