JPS63186080A - 腐食性の媒体、特に湿った塩素を含むガスおよび塩素イオンを含む液体用のしゃ断および制御弁 - 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、耐圧ケーシング、および座リングの間に保持
されたしゃ断素子が設けられており、その際ケーシング
が媒体用の通過開口を有し、かつ座リングが、ケーシン
グ内に支持されており、かつ初応力を受けてしゃ断素子
に接している、腐食性の媒体、特に湿った塩素を含むガ
スおよび塩素イオンを含む液体用のしゃ断および調整管
継手に関する。

本発明の範囲内においてしゃ断および調整管継手とは、
あらゆる通常の構造の管継手を表わしている。特にここ
では、球コック、平板およびくさび摺動体、およびプラ
グコックが含まれる。管継手は、入口および出口開口を
有する通過管継手として、または多方向管継手として構
成できる。

従来の技術 周知の処置の範囲内において、ケーシング用の材料は送
り媒体に合わせ、ケーシングは、一方において耐腐食性
を有し、かつ他方において高い流速および渦の形成のた
めの磨耗および浸食に対して十分な耐消耗性を有するよ
うにする。多くの鋼合金および多くの特殊材料が、ケー
シング材料のため選択できる。時に（工、特に化学工業
における処理装置のため、使用できる材料の特性が十分
でないことがある。材料の耐腐食性が不満足なものであ
るか、または不十分な機械的時性のため、特に耐消耗性
が低いかまたは曲げおよびねじり耐性が低いため、材料
がケーシング管継手の材料として不適当である。湿った
塩素を含むガスまたは塩素イオンを含む液体を処理する
装置に使用しようとする管継手の適当な材料を選択する
ことは、大きな問題である。さらにこのことは、アルカ
リ塩、アルカリ土類塩および重金用塩の沸騰溶液、およ
び有機酸を処理する装置にあてはまる。前記媒体に対し
てチタンが良好な耐腐食性を有することは周知であるが
、チタンは極めて軟らかく、かつ耐消耗性が不十分なの
で、ケーシング材料としては不満足なものである。この
ことは、材料の表面をＴｉＮ層で硬化した場合にもあて
はまる。周知の波器法により得られる層厚は、あまりに
薄すぎ、かつ動作の際比較的早期に取去られてしまう。

これら層を改めて形成することにできない。

発明の目的 本発明の課題は、腐食性媒体、特に湿った塩素を含むガ
スおよび塩素イオンを含んだ液体中で使用でき、かつ同
時に磨耗および浸食に対して良好な耐消耗性を有する、
しゃ断および調整管継手を提供することにある。

発明の構成 本発明によればこの課題は次のようにして解決される。

すなわちケーシングがチタンまたはチタン合金からなり
、ケーシングの通過開口の周に、焼結セラミック消耗ス
リーブが配置されており、かつ消耗スリーブが、半径方
向遊びおよび軸方向遊びを持ってケーシング内に挿入さ
れており、その際消耗スリーブの外周とケーシングの間
に間隙空間が形成されており、この間隙空間が、圧力平
衡間隙を通して消耗スリーブの通過断面に結合されてい
る。

本発明は次のような知識に基いている。すなわち極端な
腐食負荷がある場合、耐圧性、耐腐食性および同時に耐
消耗性を有する部品を作ることができる材料を提供する
ことはできない。それ故に前記の課題の解決策は、純粋
な材料選択または材料最適化によっては不可能である。

しかしおどろくべきことにこの課題は、構造上の処置と
問題に合わせた材料の選択との組合わせによって解決で
きる。構造に関して本発明は次のことを示している。す
なわち耐圧および耐腐食性のケーシングを消耗スリーブ
によって援助し、これら消耗スリーブは圧力が加わらな
いようにかつ曲げおよびねじりモーメントが加わらない
ようにケーシング内に挿入されている。材料の選択に関
して本発明は次のことを示している。すなわちケーシン
グは、チタンまたはチタン合金からなり、従って献もか
く、耐消耗性ではないが耐腐食性の材料からなり、また
さらに消耗スリーブは焼結セラミック材料からなり、こ
の材料は、耐消耗性の高い点では優れているが、圧力、
曲げおよびねじりモーメントに対してはこわれ易い。本
発明によれば管継手は、焼結セラミック消耗スリーブが
ケーシングの磨耗および浸食を防止し、その際圧力を吸
収する必要がないように構成されている。チタンまたは
チタン合金からなるケーシングは、腐食防止を行い、か
つ隣接する導管によるねじりおよび曲げモーメントを吸
収する。

チタンまたはチタン合金からなる部品を薄いセラミック
層で被覆することは周知である。しかし周知の処置の範
囲内において、金属材料は単なる支持部材であり、この
支持部材は、被覆に欠陥がない場合には送り媒体には接
触しない。動作圧力はセラミック表面に加わり、かつ部
品に作用する曲げおよびねじりモーメントは、セラミッ
ク被覆に伝達される。笑際にこのような層はそれ程じょ
うぶではない。周知の処置とは相違して、本発明による
管継手の消耗要素に圧力を逃がされており、かつ送り媒
体に、チタンまたはチタン合金からなるケーシングに接
触する。本発明によれば、チタンまたはチタン合金の耐
腐食性が利用される。さらに本発明によれば、焼結セラ
ミックの耐消耗性が利用され、その際消耗要素には圧力
負荷はかからない。本発明による解決策は、材料の利点
を利用し、また材料の欠点が現われることを構造によっ
て防止する。

本発明によれば、消耗スリーブとケーシングの間に形成
された間隙空間は、次のように選定される。すなわち消
耗スリーブの周において圧力平衡が可能であるようにし
、かつ隣接する導管から伝達される曲げおよびねじりモ
ーメントによるケーシングの変形が消耗スリーブに伝わ
らないようにする。それ故に消耗スリーブとケーシング
の間の半径方向の遊びは、管継手の全長およびケーシン
グ壁の厚さにも依存する。消耗スリーブとケーシングの
間の半径方向の遊びが少なくともＱ、１ｍｓであると有
利とわかった。ケーシング内における消耗スリーブの軸
方向の遊びは、間隙空間と消耗スリーブの通過断面との
間で圧力平衡を行うことができるように設定されている
。加工片の通常の粗さの程度の圧力平衡間隙ですでに十
分である。有利な構成として本発明によれば、消耗スリ
ーブは、少なくともＱ、ｌ　ｔａｎの軸方向遊びを持っ
てケーシングに挿入されている。消耗スリーブは、高い
流速のためおよび部分的に開いたしゃ新素子の後の流れ
の下流の渦形成のため生じる磨耗および浸食に対して、
チタンまたはチタン合金からなる軟らかいケーシングな
保護する。浸食負荷の大きい領域、　　（工、流体力学
によって計算できる。消耗スリーブの長さを適当に合わ
せることは明らかである。消耗スリーブの長さ対直径の
比をほぼ１または１より大きくすれば十分とわかった。

大きな消耗負荷はしゃ新素子および座リングにおいても
生じる。

それ故に本発明によれば、しゃ新素子と座リングを焼結
セラミック材料で形成することは望ましい。

特に本発明の利点は、管継手が高い耐腐食性および高い
耐消耗性の点で優れていることにある。

隣接する導管の曲げおよびねじりモーメントはチタンま
たはチタン合金からなるケーシングに伝達され、かつ消
耗スリーブは、圧力を逃がしかつ力を加えずにケーシン
グ内に配置されているので、本発明による管継手の問題
ない取扱いが行われる。

金属材料に固定的に結合されたセラミック技量を局所的
に有する金属ケーシングと比較して、本発明による調整
およびしゃ断管継手では、消耗層が破損する危険はずっ
と少ない。窒化チタンにより硬化した表面を有するチタ
ン製ケーシングと比較して、寿命は著しく改善される。

なぜなら本発明による消耗スリーブは、１０〜５０倍の
厚さを有するからである。さらに消耗スリーブは交換可
能である。その結果極めて経済的な管継手が得られる。

実施例 本発明の実施例を以下図面によって詳細に説明する。

図示した球コックは、腐食性媒体のためしゃ断および調
整管継手として適している。腐食性媒体とは、特に湿っ
た塩素を含むガスおよび塩素イオンを含む液体のことで
ある。管継手の基本構成には、通過開口を有する耐圧ケ
ーシング１、座リング２、および座リング２の間に保持
されたしゃ新素子３が含まれている。座リング２は、ケ
ーシング内に支持されており、かつ初応力を受けてしゃ
新素子３に接している。しゃ新素子３には操作軸４が接
続されており、この操作軸は、ケーシング１の軸パツキ
ン５を通して案内されている。

図示した実施例においてケーシング１は、−片のケーシ
ング周面および管接続素子７かうなり、これら管接続素
子は、耐腐食性のパツキン８をはさんでケーシング周面
６に取付けられている。ケーシング周面６と管接続素子
７を有するケーシングｌは、チタンまたはチタン合金か
らなる。ケーシングの通過開口の周には、焼結セラミッ
ク消耗スリーブ９が配電されている。これら消耗スリー
ブは、なるへく０．１１ｎｐＬの半径方向遊び＆および
軸方向遊びｂを持ってケーシングｌ内に挿入されて℃・
る。その際消耗スリーブの外周１０とケーシング１の間
には間隙空間１１が形成されており、この間隙空間は、
圧力平衡間隙１２を通して消耗スリーブ９の通過断面ｄ
に結合されている。圧力平衡間隙１２は、消耗スリーブ
９の通過断面ｄ内に生じる動作圧力が消耗スリーブ９の
外周１０に生じるような寸法になっている。消耗スリー
ブの表面の通常の粗さの範囲の圧力平衡間隙で十分であ
る。圧力平衡間隙１２を規定する軸方向の遊びｂはＱ、
１ｆｆｌｆｉとすると有利である。

消耗スリーブ９は、管接続素子７のカラー１３において
軸方向に抜は落ちないようになっている。

本発明は球コックに限定されるものではない。

本発明による管継手を平板またはくさび摺動体としてま
たはプラグコックとして形成することは、本発明の権利
範囲に属する。化学工業において本発明による管継手は
、特に塩素を製造する設備、さらにはアセトアルデヒド
、硝酸、人造肥料、ソーダおよび合成物質を製造する設
備に使用できろ。

亜塩素酸塩、次亜塩素酸塩および二酸化炭素に対する良
好な耐腐食性のため、さらに本発明によるしゃ断および
調整管継手は、織物、パルプ、合成繊維および紙工業に
おおいに適している。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明による球フックの縦断面を示す略図である
。 １・・・ケーシング、２・・・座リング、３・・・しゃ
新素子、４・・・操作軸、５・・・軸パツキン、６・・
・ケーシング周面、７・・・管接続素子、８・・・バツ
キ／、９・・・消耗スリーブ、１０・・・消耗スリーブ
の外周、１１・・・間隙空間、１２・・・圧力平衡間隙

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）耐圧ケーシング、および座リングの間に保持され
   たしや断素子が設けられており、その際ケーシングが媒
   体用の通過開口を有し、かつ座リングが、ケーシング内
   に支持されており、かつ初応力を受けてしや断素子に接
   している、腐食性の媒体、特に湿った塩素を含むガスお
   よび塩素イオンを含む液体用のしや断および調整管継手
   において、ケーシング（１）がチタンまたはチタン合金
   からなり、ケーシング（１）の通過開口の周に、焼結セ
   ラミツク消耗スリーブ（９）が配置されており、かつ消
   耗スリーブ（９）が、半径方向遊び（ａ）および軸方向
   遊び（ｂ）を持つてケーシング内に挿入されており、そ
   の際消耗スリーブ（９）の外周（１０）とケーシング（
   １）の間に間隙空間（１１）が形成されており、この間
   隙空間が、圧力平衡間隙（１２）を通して消耗スリーブ
   （９）の通過断面（ｄ）に結合されていることを特徴と
   する、腐食性の媒体、特に湿った塩素を含むガスおよび
   塩素イオンを含む液体用のしや断および調整管継手。
2. （２）消耗スリーブ（９）とケーシング（１）の間の半
   径方向の遊び（ａ）が少なくとも０．１ｍｍである、特
   許請求の範囲第１項記載の管継手。
3. （３）消耗スリーブ（９）が、少なくとも０．１ｍｍの
   軸方向遊び（ｂ）を持つてケーシング（１）内に挿入さ
   れている、特許請求の範囲第１または２項記載の管継手
   。
4. （４）消耗スリーブ（９）が、１または１以上の長さ対
   直径の比を有する、特許請求の範囲第１〜３項の１つに
   記載の管継手。
5. （５）しや断素子（３）と座リング（２）が、焼結セラ
   ミツク材料からなる、特許請求の範囲第１〜４項の１つ
   に記載の管継手。