JPH03129183A - 高温用スライド弁のシートリング構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は流動式化学触媒などの流量を制御するために用
いられる高温用スライド弁のシートリング構造に関する
。

従来の技術 従来、石油精製施設などにおいては流動式化学触媒など
のように粉粒体を含んだ高温流体を流通させる流路の途
中に高温用スライド弁が用いられている。従来の高温用
スライド弁は高温流体の流通方向に対して直交する方向
に出退する弁体を有しており、流体に対する耐摩耗性を
確保するために、弁箱の内周面や弁体の外周面および弁
体に摺接するシートリングの摺接面に耐摩耗ライニング
を施していた。

発明が解決しようとする課題 しかし、弁体の先端部およびシートリングの開口周縁部
においては流体が表面に沿った方向に流れるので、その
表面における摩耗が甚だしいものとなり、流体に対する
制御精度が短期間のうちに損なわれる問題があった。特
に流体として流動式化学触媒のような高温の流体を扱う
場合には摩耗が激しいものとなる一方で厳しい制御精度
を要求されるので、メンテナンスを頻繁に行わなければ
ならない問題があった。このため、高温においても耐摩
耗性に優れたセラミック板を弁体およびシートリングに
取り付けることが考えられるが、セラミック板はその特
性により脆くて熱膨張係数が小さく、一方強度部材とな
る金属材は熱膨張係数が大きいので両者の熱膨張差によ
ってセラミック板が破損する問題があり、どのような構
造で両者を取り付けるかが課題とされていた。

本発明は上記課題を解決するもので、粉粒体を含んだ高
温流体に対する耐摩耗性に優れ、摩耗の少ない高温用ス
ライド弁のシートリング構造を提供することを目的とす
る。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明は、弁箱内部に設けら
れて粉粒体を含む高温の被制御流体の流路をなす開口部
を有し、この流路を横断する方向に出退して被制御流体
の流量を制御する弁体に対して摺接するシートリングに
おいて、シートリングの開口内周面に複数のセラミック
板よりなるセラミック層を設けた構成としたものである
。

また、弁体に摺接するシートリングの下流側の開口周縁
部に複数のセラミック板よりなるセラミック層を設けた
構成としたものである。

作用 上記した構成により、被制御流体はシートリングの開口
部を通って流通する。このとき、被制御流体に曝される
シートリングの開口内周面はセラミック層によって被制
御流体に対する耐摩耗性が確保されるので、シートリン
グの開口内周面における摩耗の抑制によってシートリン
グの延命化が図られ、被制御流体に対する制御精度が長
期間にわたって維持される。

そして、セラミック板はシートリングよりも小さな熱膨
張係数を有するものであるが、セラミック層を複数のセ
ラミック板で形成することにより、各セラミック板がシ
ートリングの熱膨張に対して各セラミック板の間に間隙
を形成しながらシートリングの変位に追随する。このこ
とにより、両者の熱膨張差によるセラミック板の損傷が
防止される。

実施例 以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第１
図において、被制御流体１は粉粒体を含んだ高温流体で
あり、弁箱２は被制御流体１の流路を形成している。ま
た、弁箱２の内部には弁座３が形成されており、弁座３
にて形成される流路（ポート）を開閉する弁体４が弁座
３の下流側に位置して配置されている。この弁体４は弁
体４の両側に位置して弁箱２に設けたガイド５に両側部
を摺動自在に支持されており、弁体４はガイド５に案内
されて弁座３の流路を横断する方向に出退する。このた
め、弁体４の出退によって被制御流体１の流量が制御さ
れる。また、弁体４は耐熱鋼で形成されている。そして
、弁座３と弁体４の間をシールするシートリング６が弁
座３にボルトで固定されており、シートリング６は弁体
４に対して摺接している。また、弁箱２には弁体４を挿
入するための開口部が形成されており、この開口部を閉
塞する弁箱蓋７が弁箱２にボルトで固定して設けられて
いる。さらに、弁箱蓋７と弁箱２の間にはシールバンド
８が介装されており、シールバンド８は弁箱蓋７と弁箱
２の間隙をシールしている。そして、弁箱蓋７を貫通し
て弁箱２の内部に挿入された弁棒９が弁体４の基端部に
連結されており、弁棒９は弁箱蓋７に摺動自在に支持さ
れている。また、弁棒９と弁箱蓋７の間隙はブツシュＩ
Ｏおよびグランドパツキン１１でシールされている。

さらに、弁箱２の内面にはステンレス材で形成されて六
角形の網目状をなすヘクスチール１２が溶接固定されて
おり、ヘクスチール１２の網目には耐摩耗性のライニン
グ材１３が充填されている。そして、弁体４の先端部は
耐摩耗性を有する複数のセラミック板１４で覆われてお
り、セラミック板１４はチッ化ケイ素などで形成されて
いる。また、弁体４のセラミック板！４に覆われていな
い上流側の平面と先端面と下流側の平面の先端側の一部
にはへクスチールＩ２が溶接固定されており、ヘクスチ
ール１２の網目には耐摩耗性のライニング材１３が充填
されている。

そして、第２図〜第４図に示すように、シートリング６
には被制御流体１の流路をなす開口部１５が形成されて
おり、開口部１５の開口内周面および弁体４に摺接する
下流側の開口周縁部は弁体４の先端部と同様に複数のセ
ラミック板１４よりなるセラミック層で覆われている。

また、セラミック板１４に覆われていないシートリング
６の下流側の平面には、弁体４の平面および弁箱２の内
周面と同様に、ヘクスチール１２が溶接固定されており
、ヘクスチール１２の網目には耐摩耗性のライニング材
１３が充填されている。そして、各セラミック板１４は
ベースプレート１６に固定ピン１７を介して固定されて
おり、固定ピン１７はベースプレート１６に溶接固定さ
れ、ベースプレート１Ｂはシートリング８に溶接固定さ
れている。また、固定ピン１７の頭部を覆ってセラミッ
クキャップ１８が設けられており、セラミックキャップ
１８は係止ピン１９を介して固定ピン１７に固定されて
いる。

第５図〜第Ｕ図により、各セラミック板１４およびセラ
ミックキャップ１８の固定構造を詳述する。

すなわち、ベースプレート１Ｇは環状をなして耐熱鋼で
形成されており、ベースプレート１Ｂの開口部１５の内
周面にはセラミック板１４を取り付けるために断面山形
の凹凸が形成されている。

そして、セラミック板１４には、ベースプレート１Ｂの
下流側の開口周縁部に取り付ける六角形のセラミックへ
ックスＡと、ベースプレー）１Ｇの開口内周面に取り付
ける五角形のセラミックプレートＢとがあり、セラミッ
クプレートＢは頂部をベースプレート１６の開口内周面
の凹凸に嵌合させるとともに、開口部１５の周方向に沿
って放射状に配置され、セラミックへックスＡはセラミ
ックプレートＢの頂部間に嵌合するとともに、開口部！
５を囲むように円形に配列されている。また、上記の配
列を可能とするために、セラミックへックスＡおよびセ
ラミックプレートＢは、円形に配列した状態において開
口部１５の周方向で対応する２辺α。

βおよびγ、δの延長線が開口部１５の中心で交わるよ
うに形成されている。

そして、ベースプレートＩＢには固定ピン１７を挿入す
るための横穴部２０および縦穴部２１が形成されており
、さらに縦穴部２１の底部に連通して第２横穴部２２が
形成されている。また、各セラミック板１４には固定ピ
ン１７を挿通するための貫通孔２３が形成されている。

そして、セラミック板１４の貫通孔２３は円錐状に座ぐ
りされており、固定ピン１７の頭部の背面はセラミック
板１４の貫通孔２３の座ぐりに対応するように円錐状に
形成されている。さらに、固定ピンＩ６の頭部には穴部
２４が形成されており、穴部２４を囲んで環状に形成さ
れた堤体２５には係止ピンＩ９を押通するために半径方
向にビン孔２Ｂが貫通している。そして、セラミックキ
ャップ１８はセラミック板Ｉ４の貫通孔２３を閉塞可能
な円柱状に形成されており、−側面には穴部２４に嵌入
する突部２７が形成されている。また、突部２７にはビ
ン孔２Ｂに対応する位置に環状溝２８が形成されており
、環状溝２８に係止ピン１８が係合している。

以下、上記構成における作用について説明する。

弁棒９の操作によって弁体４は出退し、弁座３における
流路が拡縮されて被制御流体１の流量が制御される。こ
のとき、弁箱２の内部における被制御流体１の流れは、
弁座３の近傍において弁体４およびシートリング６の表
面に沿った流れとなる。

このため、被制御流体１に含まれる粉粒体が弁体４およ
びシートリング６の表面に擦り付けられて表面が摩耗し
、特に弁体４の先端部およびシートリング６の開口内周
面と下流側の開口周縁部において摩耗作用が強く働く。

しかし、弁体４の先端部およびシートリング６の開口内
周面と下流側の開口周縁部はセラミック板１４によって
被制御流体１に対する耐摩耗性が確保されるので、弁体
４の先端部およびシートリング６の開口内周面と開口周
縁部における摩耗の抑制により弁体４およびシートリン
グ６の延命化が図られ、被制御流体ｌに対する制御精度
が長期間にわたって維持される。

そして、高温での使用時に、弁体４とセラ主ツタ板Ｉ４
の間およびシートリング６とセラミック板１４の間に生
じる熱膨張差は、隣接するセラミック板１４の間に間隙
を形成することによって吸収され、セラミック板１４の
損傷が防止される。また、前述の間隙に流れ込む被制御
流体１によって摩耗が進行しようとするが、セラミック
板１４が多角形であるためにセラミック板１４どうしの
継ぎ目、すなわち前述の間隙の方向が被制御流体１の流
れ方向に対して傾斜することとなり、被制御流体１が間
隙に沿って流れず、摩耗の進展が抑制される。

発明の効果 以上述べたように本発明によれば、シートリングの開口
内周面および下流側の開口周縁部を複数のセラミック板
で覆うことによって被制御流体に対する耐摩耗性を確保
することができ、摩耗の抑制によってシートリングの延
命化を図ることができ、被制御流体に対する制御精度を
長期間にわたって維持することができる。

また、セラミック層を複数のセラミック板に分割するこ
とにより、各セラミック板の間に間隙を形成しながらシ
ートリングの変位に追随することができ、熱膨張による
セラミック板の損傷を防止することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の一実施例を示す全体斜視図、第２図は
同実施例のシートリングの平面図、第３図は第２図のＸ
−Ｘ矢視断面図、第４図は第３図のＹ−Ｙ矢視平面図、
第５図は同実施例のセラミック板の取り付は構造を示す
縦断面図、第８図は同実施例のベースプレートの平面図
、第７図は第６図のｚ−Ｚ矢視断面図、第８図はセラミ
ックへックスＡの全体平面図、第９図は第８図のｖ−■
矢視断面図、第１θ図はセラミックプレートＢの全体斜
視図、第１ｆ図は第１θ図のＷ−Ｗ矢視断面図である。 １・・・被制御流体、２・・・弁箱、３・・・弁座、４
・・・弁体、６・・・シートリング、１２・・・ヘクス
チール、１３・・・ライニング材、１４・・・セラミッ
ク板、１Ｇ・・・ベースプレート、１７・・・固定ビン
、１８・・・セラミックキャップ、１９・・・係止ピン
、Ａ・・・セラミックへックス、Ｂ・・・セラミックプ
レート。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、弁箱内部に設けられて粉粒体を含む高温の被制御流
   体の流路をなす開口部を有し、この流路を横断する方向
   に出退して被制御流体の流量を制御する弁体に対して摺
   接するシートリングにおいて、シートリングの開口内周
   面に複数のセラミック板よりなるセラミック層を設けた
   ことを特徴とする高温用スライド弁のシートリング構造
   。 ２、請求項１記載の高温用スライド弁のシートリング構
   造において、弁体に摺接するシートリングの下流側の開
   口周縁部に複数のセラミック板よりなるセラミック層を
   設けたことを特徴とする高温用スライド弁のシートリン
   グ構造。