JPH01172683A - 弁のシート部 - 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〕 本発明は弁箱側弁座とそれに対して摺接する弁体とにお
ける夫々の摺接部のうち一方を硬質の金属とし、かつ、
他方をセラミックスとした弁のシート部に関し、高温、
高圧の流体を取扱う弁、特に、高温高圧で硬質粉体を含
む流体を取扱う弁に好適なシート部に関する。

〔従来の技術〕

従来、弁箱側弁座と弁体との摺接部が、苛酷な条件下で
の摺接により焼付いてしまったり傷付くことを防止する
ために、それら摺接部の一方を硬質の金属（例えば１％
Ｃ−２８％Ｃｒ−４％Ｗ−３〜５％Ｆｅ　−Ｃｏ合金（
ステライト）等）とし、かつ、他方をセラミックスとす
ることが行われている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、弁座及び弁体の一方の摺接部を硬質の金属とし
、かつ、他方をセラミックスとすれば、確かに、焼付き
、及び、傷付きは効果的に防止されるものの、両店接部
の摺接抵抗の低減については、未だ不十分な面があった
。

本発明の目的は、一方の摺接部を形成する金属の材質を
特定することにより、焼付き及び傷付きの防止に加えて
摺接抵抗をも低減する点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明による弁のシート部の特徴構成は、弁箱側弁座と
それに対して摺接する弁体とにおける夫々の摺接部のう
ち一方を硬質の金属とし、かつ、他方をセラミックスと
するにあたり、前記の一方の摺接部を形成する金属を、
クロムカーバイト粉末、タングステンカーバイト粉末、
ボロンカーバイト粉末、ニオブカーバイト粉末のうちの
一種又は複数種を添加したコバルト基合金、又は、ニッ
ケル基台金、又は、鉄・クロム合金としたことにあり、
その作用・効果は次の通りである。

〔作　用〕

作用説明に代えて実験結果を次表に示すが、この実験結
果からも明らかなように、弁座（固定試片）と弁体（回
転試片）との一方の摺接部を硬質の金属とし、かつ、他
方の摺接部をセラミックスとすると共に、一方の摺接部
を形成する金属の材質を上述の如く特定したもの（Ａ−
Ｅ、Ｂ−Ｅ、、Ｃ−Ｅ、Ｆ−Ｅ、Ｇ−Ｅ）は、焼付き、
及び、傷付きが無く、しかも、摺接抵抗が、セラミック
スどうしの組合せ（Ｅ　−Ｅ）やセラミックスとステラ
イトとの組合せ（Ｄ　−Ｅ）に比して小さくなる。

表 但し、横列のＡ−Ｅは回転試片（弁体に相当）の材質を
示し、縦列のＡ−Ｅは固定試片（弁座に相当）の材質を
示す。

（材　　質） Ａ：Ｎ、Ｃ粉末を６０％（−１）添加したＦｅ　−Ｃｒ
合金 Ｂ：ＣｒＣ粉末を５０％（−ｔ）添加したＣＯ基合金Ｃ
：ＷＣ粉末を５０％（−ｔ）添加したＣＯ基合金Ｄ：　
ステライトぬｌ Ｅ：　　５ｉ３Ｎｎセラミツクス Ｆ：ＢＣ粉末を１０％添加したＦｅ　−Ｃｒ合金Ｇ：Ｃ
ｒＣ粉末を５０％（ｗ　ｔ）添加したＮｉ基合金（実験
方法） 空気中５００℃の雰囲気下において、固定試片に対し回
転試片を、３００ｋｇｆ／ｃｄで圧接させた状態で反復
摺動させて、その結果を材質の組合せごとに判定した。

（１判　　定） ×：　焼付き発生 Δ：　摺接面に傷付き Ｏ：　摺接面良好だが摺接抵抗大 ◎：　摺接面良好で摺接抵抗小 〔発明の効果〕 つまり、本発明による金属材質の特定ににより、焼付き
の防止、傷付きの防止、並びに、摺接抵抗の低減をいず
れも効果的に達成できて、耐久性、シール性、及び、操
作性の全てに優れ、殊に、高温高圧流体や高温高圧で硬
質粉体を含む流体を取扱うに弁に特に好適なシート部を
提供し得るに至った。

尚、本発明において、セラミックス側摺接部の材質を窒
化ケイ素に特定すれば、例えば、セラミックス側摺接部
の材質をアルミナとする等に比して熱衝撃によるセラミ
ックス側摺接部の割れを効果的に防止できて、熱耐久性
をより一層向上することができる。

〔実施例〕

次に実施例を説明する。

第１図はピストン弁を示し、弁箱（１）にピストン状弁
体（２）を摺動操作自在に内装し、ピストン状弁体（２
）に、それが開弁摺動位置にあるときに弁箱内流路（Ｆ
）を連通させる流路孔（ｆ）を形成しである。

又、弁箱（１）内には、ピストン状弁体（２）の外周面
に対する摺接部材としてスリーブ（３）を内嵌固定しで
ある。

スリーブ（３）はＡ　ｊ’　ＲＯｓやＳｉ、Ｎ４のセラ
ミックス製としてあり、それに対し、ピストン状弁体（
２）は、ステンレスを母材とし、そのステンレス母材の
外周面に硬質合金（Ｘ）を肉盛してスリーブ（３）に対
する摺接面を形成しである。

第２図は、仕切弁を示し、弁箱的流路（Ｆ）を開閉する
板状の摺動弁体（４）を設け、その摺動弁体（４）の上
流側面に対して接触シール作用させるシートリング（５
）、及び、下流側面に対して接触シール作用させるボデ
ィーシート（６）を弁箱（７）内に設けである。

又、シートリング（５）はスプリング（８）により摺動
弁体（４）に対する接触側に押圧付勢しである。

そして、シートリング（５）及びボディーシート（６）
は夫々、ＳＬ、Ｎ、のセラミックス製としてあり、それ
に対し、摺動弁体（４）は、ステンレスを母材とし、そ
のステンレス母材の表裏面に硬質合金（Ｘ）を粉体プラ
ズマ法により肉盛してシートリング（５）及びボディー
シート（６）に対する摺動面を形成しである。

第３図は、ボール弁を示し、弁箱（９）に、球状弁体（
１０）を回転操作自在に内装すると共に、その球状弁体
（１０）に対して接触シール作用させる一対のシートリ
ング（１１）を内装し、そして、球状弁体（１０）に、
それが開弁回転位置にあるときに弁箱的流路（Ｆ）を連
通させる流路孔（ｆ）を形成しである。

球状弁体（１０）とシートリング（１１）の材質は１、
一方をＳｉ３Ｎ４等のセラミックス製とし、それに対し
、他方は、金属を母材とし、その母材の表面に硬質合金
（Ｘ）を肉盛して、セラミックス側部材に対する摺接面
を形成しである。

上述ピストン弁、仕切弁、及び、ボール弁の夫々は、高
温・高圧で、しかも、石炭粉、アッシュ、チャー、珪砂
等の硬質粉体を含む流体の輸送系に用いることを目的と
したものであり、そのために、弁体（２）　、　（４）
　、　（１０）と、その弁体が摺接する弁箱側弁座部材
（スリーブ（３）、シートリング（５）、ボディーシー
ト（６）、シートリング（１１））とにおける夫々の摺
接部のうち、一方を硬質合金（Ｘ）の肉盛とし、かつ、
他方をセラミックスとし、それによって、それら摺接部
の焼付き、及び、傷付きを防止するようにしである。

又、焼付き及び傷付きの防止に加えて、それら摺接部の
摺接抵抗の軽減をも合せ図るように、一方の摺接部を形
成する硬質肉盛合金（Ｘ）には、クロムカーバイト粉末
、タングステンカーバイト粉末、ボロンカーバイト粉末
、及び、ニオブカーバイト粉末のうち１種又は複数種の
適当量を添加したコバルト基合金、又は、ニッケル基合
金、又は、鉄・クロム合金を適用しである。

〔別実施例〕

次に別実施例を説明する。

弁の型式、及び、弁体と弁座夫々の具体的形状・構造は
どのようなものであっても良い。

弁体の摺接部と弁座の摺接部のうち、いずれを本発明に
より材質特定した金属の摺接部とするかは適宜決定すれ
ば良い。

又、その金属摺接部を形成する金属の材質を、クロムカ
ーバイト粉末、タングステンカーバイト粉末、ボロンカ
ーバイト粉末、ニオブカーバイト粉末のうちの１種又は
複数種を添加したコバルト基合金、ニッケル基合金、あ
るいは、鉄−クロム合金とするに、上述各粉末の添加量
、並びに、添加量は適宜決定すれば良い。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の実施例を示し、第１図は
ピストン弁の断面図、第２図は仕切弁の断面図、第３図
はボール弁の断面図である。 （３）　、　（５）　、（６）　、　（１１）・・・・
・・弁箱側弁座、（２）　、　（４）　。 （１０）・・・・・・弁体、（Ｘ）・・・・・・慴接部
形成金属。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、弁箱側弁座（３）、（５）、（６）、（１１）とそ
   れに対して摺接する弁体（２）、（４）、（１０）とに
   おける夫々の摺接部のうち一方を硬質の金属とし、かつ
   、他方をセラミックスとした弁のシート部であって、前
   記の一方の摺接部を形成する金属（Ｘ）を、クロムカー
   バイト粉末、タングステンカーバイト粉末、ボロンカー
   バイト粉末、ニオブカーバイト粉末のうちの一種又は複
   数種を添加したコバルト基合金、又は、ニッケル基合金
   、又は、鉄・クロム合金としてある弁のシート部。 ２、前記の他方の摺接部を形成するセラミックスを窒化
   ケイ素としてある特許請求の範囲第１項に記載の弁のシ
   ート部。