JPS628676B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はスラリー輸送管路用耐磨耗性アングル
弁の創案に係り、水酸化アルミニウムのような固
体粒子を含有したスラリーの輸送管路に設定しそ
の流量を調節するためのアングル弁において好ま
しい耐摩耗性を得しめ、その耐久性を適切に高め
ようとするものである。 スラリー輸送管路における流量制御手段として
アングル弁は従来から普通に用いられているとこ
ろであり、即ち直管の管路部材を用いて形成され
るスラリー輸送配管においては屈曲部がそれなり
に必要であり、斯様な屈曲部に用いられる曲管
（エルボ）自体を弁とするならばアングル弁とな
り、斯うしたアングル弁を用いることによつて配
管形成のために必要な部材数を減少して（即ち曲
管に代替して）流量制御し得る。ところでこのよ
うなアングル弁における流量制御はインナーバル
ブとシートリングとの間に形成される間隙を調整
することによつて行われるが、斯様なアングル弁
を上記したようなスラリー輸送管路に採用した場
合においては該スラリー中に含有される固体粒子
の性状、濃度およびスラリー流量によつてそれな
りに変化があるとしても上記したようなインナー
バルブとシートリング間およびその下流側（流出
側）の部分にスラリー流の衝突ないし渦流による
激しい磨耗が発生し、該磨耗によつてインナーバ
ルブ、シートリング間の全閉が不可能となり或い
は管壁からの液洩れを発生するに到る。即ちこの
ような事態になつたならばアングル弁を交換する
ことが必要であつて、その間輸送管路全体を使用
し得ないこととなると共に新しいアングル弁を準
備することが必要であつて、上記スラリー輸送管
路においては斯様な交換頻度が頗る高く輸送作業
に支障を来すと共に経済的でない。そこで斯かる
アングル弁の耐久性を高めることについても従来
からそれなりの工夫が重ねられており、即ち一般
的に採用されている鋳鋼に代えてステンレス鋼を
用いたり、磨耗の激しい部分の表面に例えばアト
ムロイ処理、メテコ処理のような特殊な表面処理
を施すようなことが行われているが、このように
しても好ましい耐久性が得られるに到つていな
い。蓋し本発明者等が上記したような水酸化アル
ミニウムを含有したスラリーを略連続的に流通さ
せるようにした工場内の輸送管路において上記し
たような従来の各種アングル弁を採用してそれら
の耐久性を実地的に調査した結果によれば、一般
鋳鋼製のものでは１カ月以下、ステンレス鋼又は
上記したような特殊処理を施したものでも使用箇
所にもよるが３〜５カ月の耐用期間しか有してお
らず、このように耐用期間が短いものにおいては
そのアングル弁部分について保守点検を常に繰返
しその磨耗状態に留意して輸送作業することが必
要であつて、単にスペアのアングル弁を常備し、
補修取換時の運転休止を必要とするだけでなし
に、この保守点検のための工数費用及び保守点検
のための運転休止も余儀なくされ、実地的な操業
に相当の不利、支障を来す欠点がある。 本発明は上記したような従来のものの不利、欠
点を改善するように検討して創案されたものであ
つて、その技術的関係について説明すると、先ず
第１図には上記したような従来一般のものについ
ての構成が示され、上流側流路１１を有するバル
ブ本体１３にはインナーバルブとの接合シールを
図るために図示のように突出したシートリング１
６を設け、該シートリング１６を介して下流側流
路１２を屈曲形成するボトムフランジ１７が連結
され、このシートリング１６に対して上流側流路
１１と交叉した方向に操作されるスピンドル１４
が設けられ、該スピンドル１４の先端に取付けら
れたインナーバルブ１５とシートリング１６との
間に所要の間隙を形成することにより下流側流路
１２へ流出させるように成つており、シートリン
グ１６およびインナバルブ１５の表面には前記し
たようなアトムロイ処理のような特殊表面処理を
施し、斯かる表面処理被膜を適切に得るようにシ
ートリング１６及びボトムフランジ１７の角部に
はそれなりの曲率をもつた曲面部１９を形成する
ことが必要であつて角部、特に鋭角状の角部を形
成すると折角の表面処理被膜が剥離しその目的を
達し得ないことになり、一方このような曲面部１
９を形成するとシートリング１６は図示のように
上流側流路１１との接続部において突出したもの
とならざるを得ず、同様にシートリング１６とボ
トムフランジ１７との間間においても図示のよう
な凹入部が形成されることとなるものである。 然して本発明者等はこのようなアングル弁に関
しそのスラリー輸送時の磨耗発生状態を検討した
結果、多くの実地採用バルブの何れにおいても該
磨耗はシートリング１６とインナーバルブ１５間
における磨耗部１８とそれより下流側であるシー
トリング１６、ボトムフランジ１７間の磨耗部１
８ａにおいて集中的に発生するものであり、前者
は完全閉止を不能にし、後者は液洩れを来すもの
であつて、特に後者が著しく、液洩れによる使用
限界はこのような磨耗部１８ａによるものである
ことを確認した。 そこで本発明者等はこのような集中的磨耗の発
生防止を図るようにシートリングのインナーバル
ブ側上面をストレート状に形成し且つ該上面と上
流側流路内面とを一連に形成すると共に該シート
リングの下流側側面と下流側管壁面とを同一面と
し、しかも前記したシートリング上面と該上面を
通る流線の延長が下流側管壁と交る位置Ｐとの間
の管路壁面に凹溝を環設することを提案するもの
である。即ちこの凹溝の幅については多くの寸法
を異にしたバルブ及び性状を異にしたスラリーに
関しての実地的な検討結果よりして２〜８mm程度
とすることが好ましいが、特に３〜６mmの範囲内
とすることが好適であり、２mm未満では磨耗防止
効果が乏しく、又８mmを超えると却つて磨耗を促
進する傾向が認められることになる。又斯かる凹
溝の深さについては概略上記したような幅と同程
度又はそれ以上であれば充分であり、更に本願第
２図に示すごとく該凹溝と管壁とのなす角度は直
角又は鋭角であることが好ましく、鈍角の場合に
おける磨耗防止効果は減殺される。なおこのよう
な凹溝を環設する位置については最も磨耗を生ず
る部分又はその近傍であり、斯様な位置は実際の
操業条件如何によつてそれなりに異るが上記した
ようにシートリング上面と該上面を通る流線の延
長が下流側管壁と交る位置との間に選ぶことによ
り略その目的を達することができ、その数につい
ては一般的には１個でよいが上記したようなスラ
リー流線の変化するような条件下で使用されるよ
うな場合には複数個形成してもよい。 上記したような凹溝はシートリングとボトムフ
ランジが一体に形成されたような構造のアングル
弁においては加工して形成するが、通常はこれら
のシートリングとボトムフランジが別体に形成さ
れているものであるからその間に凹溝が形成され
るようにし、或いはシートリングを２分割してそ
の間に凹溝を形成するなど種々の態様で実施する
ことができる。 本発明によるものが好ましい磨耗低減を図る理
由の仔細については複雑なアングルバルブ内での
流動結果たることからして詳かになし得ない点が
残るが、前記したような第１図の従来のものにお
いてインナーバルブ１５とシートリング１６との
接合部周辺で発生する磨耗部分１８については単
純なサンドエロージヨンと渦流に原因したサンド
エロージヨンとみなされるに対し、それより下流
側のシートリング及びボトムフランジ１７におけ
る磨耗部１８ａはこの附近に生ずる激しい渦流に
原因したサンドエロージヨン或いは発生したキヤ
ビテーシヨンの消滅に伴う激しい衝撃力によるも
の（所謂キヤビテーシヨンエロージヨン）の何れ
か又はそれらの相乗効果によるものと推定され
る。従つてこのような部分に形成された上記のよ
うな凹溝は斯様な激しい渦流を緩和し或いはキヤ
ビテーシヨン発生を抑止するものと考えられ、何
れにしても好ましい磨耗防止結果を得しめること
ができる。 本発明の具体的な実施に当つて、比較的磨耗の
少いスラリーの場合にはステンレス鋼を用いても
充分であるが、水酸化アルミニウムのように研削
性の高いスラリーの場合には本願第３図に示すよ
うに本発明者等による先願技術（特願昭52−
91417）に従いシートリングに高クロム鋳鉄を用
いることにより著しく優れた磨耗防止効果を得し
めることができる。 本発明によるものの具体的な実施態様の１つは
第２図に断面図で示す通りであつて、その全体的
な構成関係は既述した第１図のものに準じ、即ち
第１図と同様なバルブ本体３にはスピンドル４で
操作されるインナーバルブ５が設けられ、このイ
ンナーバルブ５がボトムフランジ７との間に組込
まれたシートリング６に対して開閉作動せしめら
れるものであつて、バルブ本体３は例えばSCPH
２のような鋳鋼で形成され、インナーバルブ５は
例えばSUS440Bのようなステンレス鋼製であつ
て、その表面はアトムロイ処理されている。然し
てボトムフランジ７とシートリング６は高クロム
鉄（例えばＣ：2.4％、Cr：25.1％、Si：0.8％、
Mn：0.4％、Ｐ＋Ｓ：0.05％、残部Fe）で形成さ
れているが、上記のようなバルブ本体３における
上流側流路１のシートリング６側内面３ａとシー
トリング６のストレート状上面６ａを同一面内に
連続形成すると共に該シートリング６の内面６ｂ
と下流管たるボトムフランジ７の内壁面７ｂをも
同一面内に連続形成し、しかも前記したシートリ
ング６の下流側端部とボトムフランジ７との間に
パツキング材１０を介装せしめ、又このパツキン
グ材１０の厚さ如何によつてその幅を調節し得る
ようにして形成された凹溝９が前記シートリング
上面６ａの延長線が下流側流路管壁７ｂと交る位
置Ｐとの間において形成され、このような凹溝９
の幅としては３〜５mmで、その深さは７〜10mmと
なし、管壁面とのなす角度αは直角としたもので
ある。 然してこのような本発明によるものと、前記し
たような第１図の従来技術に従いシートリング１
６の表面をアトムロイ処理すると共にボトムフラ
ンジ１７の表面をメテコ処理して耐磨耗性を高め
るようにしたもの、および前記したような本発明
者等の先願技術によるもの（ボトムフランジ７と
シートリング６とを共に高クロム鉄としたもの）
についてその耐用性を比較検討した結果をその操
業条件と共に示すと、次表の通りであつて本発明
によるものが安定した、しかも充分に高い耐用性
を有することが確認された。 なお次表のものにおいてそのボトムフランジ７
の前記交点Ｐ部分の肉厚は管径203mmのものが20
mm、管径127mmおよび76mmのものでは何れも15mm
であり、このような肉厚は従来例、先発明例およ
び本発明例のものが何れも同じである。

【表】 以上説明したような本発明によるときはスラリ
ー流路に設定されるアングル弁においては好まし
い耐磨耗性が得られることから前記した従来のも
ののようにアトムロイ処理やメテコ処理のような
特殊な表面処理を必要とせず、従つて又角部や鋭
角部を適宜に形成することが可能で上流側流路と
シートリング上面とを同一面内に連続形成するこ
とが可能となり、このような同一面内での連続形
成によりインナーバルブとシートリングの間にお
けるスラリーの流れを平滑化し該部分において渦
流ないし乱流を生ぜしめることが少く、しかも前
記シートリング６の内面６ｂと下流管内壁面をも
同一面内に連続形成し、しかも上記したシートリ
ング上面６ａの延長が上記下流側流路における内
壁面７ｂと交叉する点Ｐとの間に凹溝９を形成す
ることによりこの下流側流路内におけるスラリー
の流れにおいても激しい渦流や乱流の発生を緩和
し、又キヤビテーシヨンの発生を抑止せしめ、そ
れによつて磨耗の著しいこの種スラリー輸送管路
用アングル弁の耐用性を充分に高め、殊に研削力
の高い水酸化アルミニウムのような固体粒子を含
有したスラリー流路の制御弁の如きにおいても充
分に措信し得る耐用性をもたらすものであり、従
つて予備制御弁を常備し頻繁に交換を重ねて操業
し、殊に常に保守点検を重ね且つ漏洩発生におび
やかされながら操業せしめ、これらの交換作業及
び保守点検の都度毎に操業中断するようなことを
なからしめて円滑且つ安全で又工費、工数を大幅
に縮減された有利な操業を実現し得るものである
から工業的にその効果の大きい発明ということが
できる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の技術的関係を示すもであつて、
第１図は従来技術に従つてアングル弁の断面図、
第２図は本発明によるものの断面図、第３図は先
発明の断面図である。 然して、これらの図面において、１及び１１は
上流側流路、２及び１２は下流側流路、３及び１
３はバルブ本体、３ａは上流側流路内面、５及び
１５はインナーバルブ、６及び１６はシートリン
グ、６ａはその上面、６ｂはその内面、７及び１
７はボトムフランジ、７ｂは下流管内壁面、９は
凹溝、１０はパツキング材を示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ バルブ本体に設けられたシートリングとイン
   ナーバルブとの間に形成される間隙部を介して上
   流側流路から交叉した方向の下流側流路に向けて
   流通せしめ、上記間隙部を調整して流量制御し、
   前記シートリングおよびそれに連続した下流側流
   路を高クロム鋳鉄によつて形成したものにおい
   て、前記した上流側流路内面とシートリング上面
   とを同一面内に連続形成すると共に該シートリン
   グ内面と下流管内壁面をも同一面内に連続形成
   し、しかも前記シートリング上面の延長が上記し
   た下流側流路を形成する管壁と交る位置との間に
   おける壁面に前記下流管内壁面とのなす角が直角
   又は鋭角状をなす凹溝を環設したことを特徴とす
   るスラリー輸送管路用耐磨耗性アングル弁。 ２ 凹溝の幅を２〜８mmとした特許請求の範囲第
   １項に記載のスラリー輸送管路用耐磨耗性アング
   ル弁。