JPS6010230B2 - 固体流用制御弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、高度に浸食性の固体および半固体の流れを周
囲温度から２０びＦ（ｇｙｏ）までの温度範囲内で処理
する能力のある制御弁に関するものである。

このような弁は、頁岩油の抽出のような粕貢岩を処理す
る液化またはガス化フ。。セスのような、低温スラリを
処理するプロセスにおいて、また原油の精製に使用する
触媒のような類似の浸食性材料の処理のために適用され
る。このような固体流に対して多数のすべり弁（スライ
ドバルブ）が提案されかつ使用されてきた。米国特許第
３７０１３５計戦ま、高温で中位の圧力の固体の流れを
制御する弁を開示しているが、弁部分の流路の最大関口
となる弁座に対して、１枚のスライドが横切る方向に動
いて流れを制御するものが開示されており、流量の制御
は弁座の開〇の形によって規制される。

また、制御された開〇は、弁座の円の端に生じ、流れは
流路の中央にならない。米国特許第２７８７４巡号は、
浸食性の団体流の処理に用いる弁が開示されているが、
米国特許第３７０１３５ｙ号と同様に１枚のスライドで
上記米国特０許の弁座に相当する内側ラィナの開口を調
節するものであって、スライドを耐浸食性の脆い材料で
作るのに都合のよい点に特徴のあるものである。

従って、これの欠点は「前記米国特許のものと同じであ
る。５ 米国特許第３９７６０９４号にも、高圧、高温
の浸食性固体または流体の流れを処理するためのすべり
弁が開示されているが、原理的には上記二つの米国特許
と同じで、ただこれには１枚のスライドを用いる実施例
のほかに１対のスライドを用いて、０制御される開□を
スライドの開く方向にのみ中央に形成できるものを開示
している。

この特許の弁の制御性も弁座の関口の形によって限定さ
れ１対のスライドを用いた場合も、１枚のスライドの場
合と同様の欠点をもっている。タ また、米国特許第４
２５３４８７号は、１対のスライドが制御ボートのつい
たオリフィス坂上に密接して糟動できるようにした弁が
開示されている。

この特許では、上記三つの特許の場合の、制御特性が弁
座の閉口の形に依存するという欠点はなくなｏつている
が、流路が制御ボートによって制限され、１対のスライ
ドをボートの大きさ以上に離しても流離が広がらない。
従って、これらの弁は、完全には満足すべきものではな
かった。

すなわち、これらの弁は、全制御範囲ではなく狭い流量
範囲にわたって一様に調節するように設計されていたり
、完全開放のできない構成になっていた。また、固体流
を扱う場合に生じる固体蓄積物の除去については、米国
特許第３９７６０４ｙ号において、清掃用管を設けてい
るほかは、考慮しておらず、また制御部を通過した後の
流れの状態を調整し、下流側の壁に与える流れの影響を
考慮しているものはなかった。本発明はこれらの欠点を
克服し、かつ全制御範囲にわたって一様な流れの制御が
できるとともに、閉鎖および固体蓄積物を除去するため
の完全開放をできるようにする。したがって本発明の主
な目的は、全開位置から閉位置までの全範囲にわたって
固体の流れを制御でき、通過する流れを制御する制御ボ
ートを少なくとも一方に含む１対のスライドを備えた制
御弁を提供することである。

本発明のさらに追加の目的は、弁中の浸食性固体の流れ
を中央に置くための手段を含む制御弁を提供することで
ある。

本発明のさらに追加の目的は、鉄合する舌状部と溝を有
する一対のスライドとガイドを有し、ガイドはそれらの
間に流路内または流路に隣接したところに空所を有し、
スライドを閉位置へ移動するにしたがってガイドから固
体蓄積物を除去するようにした制御弁を提供することで
ある。

本発明は、以上目的を貫通流路を備えた胴体と、流路内
に取外し可能に装着されたオリフィスプレートと、オリ
フィスプレートの下流側にこれに隣接して配置されかつ
流路の閉位置および全開位置へ相対的に移動できて、流
路の開閉を行える一対のスライドと、スライドの少なく
とも一方に設けられ、スライドが閉位置にあれば閉じら
れ、スライドの一方または両方が動いてスライドが相対
的に離れてゆくにしたがって次第に開かれる位置にある
制御ボートを含む制御弁によって達成しようとするもの
である。

この制御弁は、１対のスライドの一部分をオーバラップ
させ、上流側または下流側のいずれのスライドに制御ボ
ートを備えてもよいし、または１対のスライドは互に当
俵し、かつ流路内の流量を制御するための鉄合部分を持
っていてもよい。この弁には、一対のスライドの下流側
にこれに隣接して流路内に出口ラィナが取外し可能に装
着されて、オリフィスの下流側で流れを中央に集める働
きをする。また、スライドを案内するためにガイドを設
け、ガイドとスライドに鉄合する舌状部と溝とをつける
。ガィド‘こは流路の所に離間部分を設け、ガイドにつ
いた固体の蓄積物がスライドを閉じることによって除去
できるようにしてある。ガイドとスライドの舌状部と溝
は、流路の直接流から外れて配置され、好ましくは、オ
リフィスを通る流れを中央に集めるための流れセンタリ
ング部材をオリフィスの上流に設けるのがよい。

また、オリフイス、スライド、ガイドおよび出口ラィナ
は、すべて、弁をラインから取り外さないでボンネット
を通して弁から除去できる。他の目的、特徴および利点
は説明の目的で与えられる本発明の好適実施態様の以下
の説明ならびに添付図面から明らかになるであろう。

次に図面特に第１，ＩＡ図を参照すると、参照数字１川
ま制御弁全体を示し、この制御弁は貫通流路１４を有す
る胴体１２、内室１６および内室１６の入口に設けられ
たオリフイスプレート１８を含む。

内室１６は関口２０を有し、関口２０はボルト２４で胴
体１２に解放可能に固着されたボンネットまたはカバ−
２２で閉じられている。弁胴体１２は弁の主圧力保持部
品であり、残りの弁部品用の構造台の役目をする。胴体
は必要に応じてホットシェル（ｈｏｔｓｈｅｌｌ）設計
またはコールドシェル（ｃｏｌｄｓｈｅｌｌ）設計にす
ることができる。ホットシェル設計は浸食防止のために
だけ胴体壁上に内部保護材料を利用し、一方、コールド
シェル設計は耐熱耐火材料で裏打ちされた同じ耐浸食性
耐火材料を利用する。胴体は必要に応じて種々の形態の
鋼板、鍛造物または鍛造物を利用する、組立製作構造ま
たは鋳造構造のものである。

胴体１２に使用されうる典型的な材料は低温度（約４８
〆０（９０００Ｆ）まで）用のＳＡ５１６のような炭素
鋼、中間温度（約４８２００（９０びＦ）〜６４９つ○
（１２０００Ｆ））用のＳＡ３８７のような低合金鋼お
よび高温度（約８１が０（１５０００Ｆ）まで）用のＳ
Ａ２４０のような高合金鋼である。８１６００（５００
０Ｆ）を超える場合にはコールドシェル設計を利用して
胴体設計温度を上記範囲の１つ以内へ低下させることが
できる。

しかしながら、使用条件に耐えうる任意の所望材料が胴
体１２ならびに遭遇する浸食および温度に対して使用さ
れうる。弁胴体１２内に一対のスライド２６，２８が配
置され、これらのスライドは閉位置においてオーバラッ
プするものとして示されており、かつオリフィス１８の
下流側でこれに隣接して内室１６内に配置されている。
スライド２６，２８間の相対移動はそれらを閉位置、流
量制御位置および開位置にそれぞれ配置し、これにより
弁１０中の流路１４が閉じられ、流量が制御されまた流
路１４が開かれる。第２図に最もよく見られるように、
スライド２６，２８は弁の各側に舌状部３０を有し、こ
れらは内室１６内に弁１０中の直接流経路１４から外れ
て配置されている。

第ＩＡ図に最もよく見られるように、ガイド３２は胴体
の内室１６内に配置されかつ案内溝３４，３６を有し、
これらはスライド２６，２８上の舌状部３０と鉄合し、
前述したようにスライドが相対的にすべり移動できるよ
うになっている。所望ならば、もちろん、舌状部３０と
案内溝３４，３６を逆に配置してもよい、すなわち、舌
状部がガイド３２上に配置され、案内溝がスライド２６
，２８中に配置される。第４図に最もよく見られるよう
に、弁１０中の流路１４内の二つのガイド３２間に、好
適には中央部分に、スペース３８が設けられ、その結果
溝３４，３６中の固体の蓄積物が相互に接近するスライ
ド２６，２８の閉鎖動作によって除去されるようになっ
ている。

この蓄積物は弁１０中を流動する個体の粒度が広範囲に
変動するときに生じる。好適にはこのスペースは流れ中
心線において約２５．４側（１インチ）〜約７６．２肋
（３インチ）であり、これは案内藩中の固体をスライド
の閉鎖動作によって効果的に除去する。スライド２６，
２８の一方または両方を開位置、流量制御位置および閉
位置へ摺動させるための任意の適当な手段が設けられう
る。

しかしながら、大てし、の商業的操作では、本発明の弁
はバルブシステムの一部として遠隔式に開閉される。図
示のように、スライド２６，２８のおのおのに４２にお
いてァクチュェータアーム４０が連結され、パッキン箱
（図示されていない）を通して任意の所望の型の制御起
動アセンブリ、例えば、電気または空気作動モータ、油
圧または空気作動シリンダ「手動ギャボックス等に連結
されているが、当該技術分野における任意の適当な制御
装置が使用されうるから、それらは図示されておらずま
たその詳細な説明は不必要と考えられる。スライド２６
，２８の直下流に隣接して出口ラィナ４３が配置され、
このラィナは流路１４中の流れがスライド２６，２８の
制御ボート（後述する）を通過した後流れを中央に集め
るのを助ける。出口ラィナは弁胴体１２の下流側４４を
耐用寿命を短縮するおそれのある重大な浸食から保護す
る。好適には、出口ライブ４３は内室１６内に材料が蓄
積するのを防止するためにスライド２６，２８に直接に
隣接して配置される。これに関連して出口ラィナ４３の
下流側に下流側面の円錐形延長部４４が配置されて流れ
を中央に集めるようになつている。同機に、弁の上流側
部分における固体の蓄積は流路１４内に円錐形部分４６
を設けることによって解消される。所望ならば、図示の
ように、弁の各種部分は耐浸食性および耐熱性を与える
ために耐火材料で絶縁されうる。任意の所望の耐火材料
を使用することができ、その多くのものがＲｅｓｃｏＲ
Ｓ−７、ＲｅｓｃｏＲＡ−２２等のように市販されてい
る。また、所望ならば、耐火性きっ甲金網のような耐火
材料が使用されうる。次に、第２，２Ａ図を参照すると
、第１，２図に示したスライドは図示のようにそれらの
おのおのの相補的部分を切除することによって設けられ
たオーバラツプ部分４８，５０を有する。

スライドの一方、この場合にはスライド２６に制御ボ−
ト５２が配置され（スライド２８に配置することもでき
る入 この制御ボートは好適にはスライド２６の中央に
設けられた細長いスロットであり、これによって流れを
中央に集める。しかしながら、制御ボートは種々の形状
をとりうるものでありかつスライド２６，２８の他の部
分に配置されうる。かくして、スライド２６，２８が互
に当援するとき制御ボートはスライドの他方によって閉
じられる。第２Ａ図に示されているように、破線はスラ
イド２６，２８の一位置を示し、制御ボート５２が部分
的に開かれ、これにより制御ボートを通る流れの速度ま
たは量を制御する。スライド２６，２８は制御ボート５
２を完全に開くために相対的にすなわちそれらの両方ま
たは一方を移動させることができかつ流路１４が完全に
開かれるように流路から外させることができ、またはス
ライドは弁１０を通る流れの量を制御するために相互間
の距離を所望の距離だけ移動させることができる。前述
したように、制御ボート５２は種々の形状および位置を
とりうる。

次に第３，３Ａ図を参照すると、制御ボートの改変形態
が示されており、参照の便宜上対応する部品を示す数字
に文字ａが付加されている。この実施態様において、ス
ライド２６ａ，２８ａは互に連動し、すなわち、閉位置
において互に当接し、かつスライドの一方に、この場合
にはスライド２８ａに突起５４が設けられ、スライドの
他方すなわちスライド２６ａの制御ボート５２ａ中へ突
出している。他の部品および動作は第２，２Ａ図に関連
して説明したものと同一である。すなわち、スライド２
６ａ，２８ａが互に接近して当綾関係になるとスライド
は閉じられ、またスライド２６ａ，２８ａが互に遠ざか
ると、前述したように制御ボート５２ａが次第に開かれ
て全開するようになる。次に第５図を参照すると、制御
ボートのさらに別の改変形態が示されており、第２，２
Ａ図の対応部品を示す数字に文字ｂが付加されている。

この実施態様は第２，２Ａ図に示したものと大体同一で
あるが、長方形スロット５２ｂの内側角部に丸味がつけ
られている。第５Ａ図にはさらに昇りの改変形態が示さ
れており、第２，２Ａ図のものに対応する部品を示す数
字ｃが付加されている。

この場合の制御ボート５２ｃは細長いまたは長方形のス
ロットではなくて三角形のものである。次に第５Ｂ図を
参照すると、第２，２Ａ図の類似部品を示す数字に文字
ｄが付加されており、大体まるし、制御ボート５２ｄが
示されている。

次に第５ｃ図を参照すると、さらに別の実施態様が示さ
れており、第３，３Ａ図の類似部品を示す数字に文字ｅ
が付加されている。制御ボート５２ｅおよび突起５４ｅ
は大体に三角形である。次に第６，６Ａ，６８図を参照
すると、制御ボートのさらに別の改変形態が示されてお
り、第３，３Ａ図の類似部品を示す数字に文字ｆ，ｇ，
ｈがそれぞれ付加されている。図示のように、制御ボー
トはスライドの一方において、すなわち、第６図では長
方形形態５２ｆ、第６Ａ図では円形形態５２ｇおよび第
６Ｂ図では三角形形態５２ｈにおいて大体完全に囲まれ
ている。かくして、制御ボートは種々の形状をとること
ができかつ特定用途および使用環境に応じて種々の場所
に配置することができる。

説明の都合上、舌状部のような他の部分は省略されてい
る。

しかしながら、第５，５Ａ，５Ｂ，６，６Ａ，６８図に
示た制御ボートの他の部分および動作は第３，３Ａ図に
関連して説明したものと同一であり、前述したように、
弁は閉じられ、所望流量に関して開かれ、かつ完全に開
かれる。上述した制御ボート構成により、弁１０中を通
る流量はスライド２６，２８の一方または両方の位置を
変えることによって変えられ、完全に開放されまたは完
全に閉鎖される。流れを低減または遮断する場合には、
これらのスライドは別個にまたは同時に閉じることがで
きる。所望ならば、図示のようにそして前述したように
、スライド２６，２８の表面は耐火材料で被覆され、こ
れにより弁１０中を通る固体の流れにおいて遭遇する浸
食もしくは温度または両方に耐えることができる。好適
には、オリフィス１８、出口ラィナ４３およびガイド３
２は、流量制御弁１０内に、例えば、ボルト５６，５８
およびガイド３２用の図示されていない手段によって内
室１６中に取外し可能に固着される。内室１６のボンネ
ット閉口２０は十分に大きく、これらの部品の全部が単
にカバー２２を除去することによって開□２０から修理
または交換ために除去されうるようになっており、した
がってこれらの摩耗しやすい部品の修理および交換のた
めに弁を管路から取り外すことは不必要である。操作に
おて、弁１０は図示されていない任意の適当な手段によ
って固体流管路中に連結され、弁１０中を通る流がスラ
イド２６，２８の相対位置によって制御される。

前述したように、スライドの一方または両方は移動させ
ることができ、この移動によって制御ボート開口の大き
さが増減される。さらに、制御弁は閉じることができま
たは固体蓄積物を除去するために完全に開くことができ
、かつガイドおよびスライドの協力する舌状部および溝
は単にスライドを閉じることによって目己清浄作用を行
なう。また、所望ならば弁１０を逆にしてその中を通る
流れの方向を逆にすることもできる。

さらに、弁１０‘ま固体流と共に使用するのに特に適し
ているが、流体流を制御するのにも有用である。したが
って、本発明はその目的を達成するのによく適しており
かつ上述した利点および特徴を有する。本発明の現在好
適な実施態様が説明の目的で与えられたが、特許請求の
範囲によって規定される本発明の精神内にある多くの変
更がなされうる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流量制御弁の断面立面図である。 第ＩＡ図は第１図の流量制御弁の平面図である。第２図
は閉位置ある本発明のオーバラップスラィドを示す部分
図である。第２Ａ図は流量制御・開位置にあるオーバラ
ップスラィドの図である。第３図は閉位置にある運動ス
ライドの部分図である。第３Ａ図は流量制御・開位置に
ある連動スライドを示す。第４図はガイドおよびスライ
ド上の隊合舌状部およびスロット用の自己清浄案内を示
す部分斜視図である。第５図は制御ボートの改変形態を
示す第２図類似の図である。第５Ａ図は制御ボートの別
の改変形態を示す第５図類似の図である。第５Ｂ図は制
御ボートのさらに別の改変形態を示す第５図類似の図で
ある。第５Ｃ図は制御ボートの改変形態を示す第３図類
似の図であ ′る。第６図は制御ボートのさらに別の改
変形態を示す第２図類似の図である。第６Ａ図は制御ポ
〜トの別の改変形態を示す第６図類似の図である。第６
Ｂ図は制御ボートのさらに別の改変形態を示す第６図類
似の図である。１０・・・・・・制御弁、１２…・・・
胴体、１４・・・・・・流路、１６……内室、１８……
オリフィスプレ−ト、２０……開□、２２……ボンネッ
ト、２６，２８…・・・スライド、３０…・・・舌状部
、３２・・・・．・ガイド、３４，３６・・…・案内溝
、４０……アクチュエータステム、４３……出口ライナ
「４４，４６…・・・円錐形部分、４８，５０・・・…
オーバラップ部分、５２・・・・・・制御ボート。 多〆ノ 柊多／ィ 衿〆Ｚ 柊タ泌 必携をＪ 多〆熱 多を〆 汐タゴ 汐安松 汐安泌 みぞれ 柊麦グ 多〆秘 汐その

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 貫通流路を備えた胴体； オリフイスを有し、流路内に取外し可能に装着された
   オリフイスプレート； オリフイスプレートの下流側に
   これに隣接して配置され、閉位置へ向けて近づいたり開
   位置へ遠ざかる方へ互に独立に相対的に移動可能で、流
   路の開閉を相互だけで行なえる一対のスライド；および
   前記一対のスライドの少なくとも一方にあって、前記
   一対のスライドの他方によってのみ密閉され、流体が貫
   流可能で、前記一対のスライドが閉位置にあるときは閉
   じられ、前記一対のスライドが互いに離れてゆくにつれ
   て、段々に開かれる関係位置にある前記オリフイスの面
   積より小さな面積の流れ制御ポート、を備えてなる流量
   制御弁。 ２ スライドが互にオーバラツプしかつ制御ポートが上
   流側のスライドに設けられている特許請求の範囲第１項
   記載の流量制御弁。 ３ スライドが互にオーバラツプしかつ制御ポートが下
   流側のスライドに設けられている特許請求の範囲第１項
   記載の流量制御弁。 ４ スライドが閉位置において嵌合する部分を有し、前
   記部分はスライドが相対的に遠ざかるにしたがって次第
   に開かれるようにした特許請求の範囲第１項記載の流量
   制御弁。 ５ 制御ポートが細長いスロツトからなる特許請求の範
   囲第１項記載の流量制御弁。 ６ 制御ポートがスロツトからなる特許請求の範囲第２
   項記載の流量制御弁。 ７ 制御ポートがスロツトからなる特許請求の範囲第３
   項記載の流量制御弁。 ８ 制御ポートが前記一対のスライドの一方だけの中に
   完全に含まれている特許請求の範囲第１項記載の流量制
   御弁。 ９ 前記一方のスライドが前記一対のスライドの上流の
   スライドである特許請求の範囲第８項に記載の流量制御
   弁。 １０ 前記一方のスライドが前記一対のスライドの下流
   のスライドである特許請求の範囲第８項に記載の流量制
   御弁。 １１ 嵌合部分が前記流れ制御ポートを作るためにスラ
   イドの一方に設けられた細長い溝と前記一対のスライド
   の他方に設けられた相補的突起とからなる特許請求の範
   囲第４項記載の流量制御弁。 １２ 貫通流路を備えた胴体； 前記流路内に取外し可能に装着されたオリフイスプレ
   ート； 前記オリフイスプレートの下流側にこれに隣接
   して配置され、閉位置の方へ相互に近づいたり、開位置
   へ相互に遠ざかったり相対的に移動可能で、前記流路の
   開閉を行える一対のスライド； 前記一対のスライドの
   少なくとも一方にあって流体の貫流を可能にし、前記一
   対のスライドが閉位置にあるとき閉じられ、前記一対の
   スライドが互いに離されるにつれて段々に開かれる関係
   位置にある流れ制御ポート；および 前記流路内で前記
   一対のスライドの下流側にこれらに隣接て取外し可能に
   装着され、前記オリフイスプレートの下流の流れを中央
   に集める働きをする出口ライナを備え、 前記出口ライナと前記オリフイスプレートは流れの方
   向で前記一対のスライドに対して互いに反対側にある流
   量制御弁。 １３ 貫通流路を備えた胴体； 前記流路内に取外し可能に装着されたオリフイスプレ
   ート； 前記オリフイスプレートの下流側にこれに隣接
   して配置され、閉位置の方へ相互に近づいたり、開位置
   へ相互に遠ざかったり相対的に独立にも連動的にも移動
   可能で、前記流路の開閉および流量制御の動作のできる
   一対のスライド； 前記一対のスライドの少なくとも一
   方にあって流体の貫流を可能にし、前記一対のスライド
   が閉位置にあるとき閉じられ、前記一対のスライドが互
   いに離されるにつれて段々に開かれる関係位置にある流
   れ制御ポート； 前記胴体に設けられた前記スライドの
   ガイド； 前記流路を通る流れから外れて配置され前記
   ガイドと前記スライドにそれぞれ設けられた嵌合する溝
   と舌状部；および 前記一対のスライドを閉じることに
   より、前記ガイドにある固体蓄積物を除去するために前
   記流路の所で前記ガイド間に設けたスペース、とを備え
   てなる流量制御弁。