JPH0814332B2 - 高温用スライド弁の弁体構造 - Google Patents

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弁体構造に関する。

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、弁箱の内周面および弁体の外周面に
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、弁体の先端部においては流体が弁体の表面に
沿った方向に流れるので、弁体の先端部における上流側
の平面および先端面の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った。つまり、熱間状態にお
いてはセラミック板間およびセラミック板と金属材との
間に間隙が生じ、間隙に流入した粉粒体が冷間状態にお
ける金属材の収縮時に圧縮され、セラミック板に応力が
作用し、セラミック板が破損する問題があった。

本発明は上記課題を解決するもので、熱収縮によるセ
ラミック板の破損を防止することができる高温用スライ
ド弁の弁体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、粉粒体を含む高
温の被制御流体を制御する弁体において、弁体の金属製
基板の表面を覆って複数のセラミック板を設け、弁体の
側部に隣接するセラミック板と弁体の側部に設けられた
金属製プレートとの間に耐摩耗性のライニング材を介装
し、ライニング材の圧縮およびライニング材に対するセ
ラミック板の食い込みを可能となす構成としたものであ
る。

作用 上記した構成により、弁体の表面はセラミック板によ
って被制御流体に対する耐摩耗性が確保される。また、
セラミック板は弁耐の金属製基盤よりも小さな熱膨張係
数を有するので、被制御流体が流通する熱間状態におい
ては弁体の金属製基板の熱膨張によって各セラミック板
の間に間隙が形成されるとともに、弁体の両側に設けた
金属性プレート間の距離が拡大する。そして、被制御流
体が流通しない冷間状態においては、熱間状態において
間隙に流入した被制御流体中の粉粒体が弁体の金属製基
板の収縮による各セラミック板間の間隙の縮小および金
属製プレート間の距離の初期状態への復帰を阻害する。
このとき、セラミック板間およびセラミック板と金属製
プレートの間に圧縮応力が生じるが、セラミック板と金
属製プレートの間に介装されたライニング材の圧縮およ
びライニング材に対するセラミック板の食い込みによっ
てセラミック板に加わる圧縮応力が抑制され、セラミッ
ク板の破損が防止される。

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して被制御
流体１の流量を制御する。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の間隙はブッシュ10およびグランドパッキ
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、第２図〜第３図に示すように、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14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。また、各セラミック板14は弁体４に溶接固定された
耐熱金属製のベースプレート15に対して耐熱金属製の固
定ピン16で固定されている。

そして、弁体４の両側部には耐熱金属製のサイドプレ
ート17が設けられており、サイドプレート17とセラミッ
ク板14との間にはライニング材13が所定幅の層状に介装
されている。

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、弁体
４の近傍において弁体４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の表面
に擦り付けられて弁体４の表面が摩耗し、特に弁体４の
先端部において摩耗作用が強く働く。しかし、弁体４の
先端部はセラミック板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の先端部における摩
耗の抑制によって弁体４の延命化が図られ、被制御流体
１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14がベースプレート15よりも小
さな熱膨張係数を有するので、高温での使用時にはセラ
ミック板14とベースプレート15の間に生じる熱膨張差に
よって各セラミック板14の間に間隙が形成されるととも
に、両サイドプレート17の間の距離が拡大される。ま
た、被制御流体１が流通しない不使用時においては、高
温での使用時に間隙に流入した被制御流体１中の粉粒体
がベースプレート15の収縮による各セラミック板14の間
の間隙の縮小およびサイドプレート17の間の距離の初期
状態への復帰を阻害する。このとき、セラミック板14の
間およびセラミック板14とサイドプレート17の間に圧縮
応力が生じるが、セラミック板14とサイドプレート17の
間に介装されたライニング材13がセラミック板14に較べ
て強度が小さく、かつポーラス状であるために、ライニ
ング材13が圧縮されるとともに、ライニング材13に対し
てセラミック板14が食い込むことによってセラミック板
14に加わる圧縮応力が抑制され、セラミック板14の破損
が防止される。

発明の効果 以上述べたように本発明によれば、セラミック板と弁
体の両側部に設けた金属製プレートの間にライニング材
を介装することにより、冷間状態においてセラミック板
間およびセラミック板と金属製プレートの間に生じる圧
縮応力を、ライニング材の圧縮およびライニング材に対
するセラミック板の食い込みによって抑制してセラミッ
ク板の破損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
同実施例の弁体の全体斜視図、第３図はセラミック板の
取付構造を示す縦断面図である。 １……被制御流体、２……弁箱、３……弁座、４……弁
体、12……ヘクスチール、13……ライニング材、14……
セラミック板、15……ベースプレート、16……固定ピ
ン、17……サイドプレート。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粉粒体を含む高温の被制御流体を制御する
   弁体において、弁体の金属製基板の表面を覆って複数の
   セラミック板を設け、弁体の側部に隣接するセラミック
   板と弁体の側部に設けられた金属製プレートとの間に耐
   摩耗性のライニング材を介装し、ライニング材の圧縮お
   よびライニング材に対するセラミック板の食い込みを可
   能となすことを特徴とする高温用スライド弁の弁体構
   造。