JPH0212837B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は一般に、一方の位置から他方の位置
へ粒状固体の流れを調整するのに従来から使用さ
れている型式のロータリーバルブに関する。本ロ
ータリーバルブは、垂直シヤフト反応器における
高温還元ガスで鉄鉱石ペレツトを海綿鉄に直接ガ
ス還元することに関連して有用な本ロータリーバ
ルブは、前記反応器の底部で、海綿鉄ペレツトあ
るいは粒状体の排出を制御するのに用いられる。
説明の進行と共に、本発明によるロータリーバル
ブが、他の応用例でも他の形式の粒子状ないし粒
状物の流れを調整するのに有用に採用できること
が当業者にとつて明らかになるだろう。例えば、
日本特許出願の特開昭47−5987には、貯蔵槽から
電気炉へ海綿鉄を供給し、更に当該海綿鉄を排出
するための還元反応器１０直下のロータリーバル
ブ２４が示されている。

ガス状還元工程用の供給材料を調整する際、採
掘された鉱石を、例えば磁選により細かく分離
し、ペレツト化するのが一般に有利である。得ら
れるペレツトは相当な完全性を有するが、これら
ペレツトはやや砕けやすくまたこれらのペレツト
が堆積することによる荷重で崩壊しやすい。ガス
状還元工程は鉄の融点以下で行われるので、得ら
れる海綿鉄粒状物は同様に砕けやすい。

海綿鉄還元反応器の底部で従来から使用されて
いた回転吐出弁の一形式によれば、半径方向羽根
または翼を有するロータは円筒形ケーシング内で
水平方向に回転するよう取り付けられて、ロータ
羽根の半径方向外向き先端はケーシングの内壁に
触れるかまたは、そこからほんの小さいすきまだ
け間隔をおいている。通常、このような弁が海綿
鉄還元反応器の底部に使用されると、海綿鉄粒子
は重力により、ロータリーバルブの頂部における
管状弁入口導管を介しロータ羽根間の空間に流
れ、弁の回転により弁の底部における吐出導管に
運ばれる。ロータ羽根が移動して入口導管をすぎ
ると、海綿鉄粒子はロータ羽根の半径方向外向き
部分と入口導管の内端部との間に圧搾される性向
がある。この圧搾作用の圧力により海綿鉄粒子を
一定量崩壊させることによつて、望ましくない微
細物を過度量発生する。これらの微細物は、特に
摩擦性のものであり、ペレツトおよび微細物とし
て、移動部の間の小さな〓間に取り込み、一般的
な商用バルブの表面を損傷し、このようなバルブ
はすぐに修繕あるいは交替を必要とすることにな
る。

本発明の一般的目的は粒子状物の流れを調整ま
たは計量する改良ロータリーバルブを提供するこ
とにある。本発明の他の目的は処理される砕けや
すい固形粒子の崩壊を少なくするロータリーバル
ブを提供することにある。本発明のもう１つの目
的は被処理粒子状物が、従来使用の翼付ロータ間
の空間の内部分に集積する性向を減ずることにあ
る。本発明のさらにもう１つの目的は、高圧で作
動される反応器からの粒子の吐出を調整するのに
有用なロータリーバルブを提供することにある。
本発明の他の目的は一部自明であり、一部は以下
で説明される。

一般に、本発明の目的および利益は、１つ以上
のペレツト受ポケツトを有し、ロータとケーシン
グが協同してそれら間に環状空間を画成するよう
にケーシングの内側の直径よりもいく分小さい直
径を有し、粉粒体の破砕とバルブの損耗を減ずる
のに十分な大きさのロータ付のロータリーバルブ
を提供することによつて達成される。明らかに、
このような環状空間は潜在的に、粒子の非制御流
れ用通路を得ることができる。本発明によれば、
このような非制御粒子流は下記の方法で少なくさ
れる。

本発明の多くの目的および利益は、本発明の好
個の実施例を組み入れたロータリーバルブを例示
する添付図面を参照するともつとも良く理解でき
かつ察知できる。

図面、特に第１図において、図示のロータリー
バルブは、ボルト２０により夫々一体に固定され
る隣接フランジ１６，１８を有する区分１２，１
４を備えるケーシング１０を有する。ロータ（第
１図には示されていない）は軸受２４，２６に回
転するよう取り付けられた水平軸２２に固定され
る。ケーシングの頂部にフランジ付入口２８が設
けられ、この入口を介して海綿鉄粒子が弁に入
り、弁ケーシングの底部にフランジ付排出接続部
３０が設けられている。

つぎに第２図および第３図を見れば、３２で総
括的に示されるロータは２枚の円形側板３６，３
８間に固定されるドラム３４を有する。第３図に
特に示すように、ロータの側板３６，３８は夫々
環状リング４０，４２と整列され、環状リングは
側板の外周とリング４０，４２の内周との間に小
さいすきまだけをおいてケーシング１０の内側に
固定されている。

つぎに第２図において、ドラム３４の外側に、
交互に密閉、開口する一連のポケツトが形成され
ている。さらに詳しく言えば、密閉ポケツト４
４，４６，４８，５０はドラム３４を中心に対称
的に配置され、さらに介在空間を画成して開口ポ
ケツト５２，５４，５６，５８を形成する。ポケ
ツト４４，４６，４８，５０は、軸２２とドラム
３４とに同心な弓形外壁６０，６２，６４，６６
を有する。第２図および第３図に示すように、密
閉ポケツトの外壁はケーシング壁からかなり内方
に間隔をおいてロータとケーシングとの間に環状
空間６８を画成する。

環状空間６８の幅は、ロータと入口２８の壁部
との間の海綿鉄粒子を破砕しないように選択しな
ければならない。環状空間６８の幅を選択する１
つの基準は被処理粒子の平均径にもとづく。さら
に詳しく言えば、環状空間の幅は、海綿鉄粒子が
ロータと入口２８との間で、もし破砕されるとし
てもわずかしか破砕されないように、粒子の平均
粒径の２倍よりも大きくしなければならない。環
状空間６８の幅を選択するもう１つの基準は、海
綿鉄粒子の破砕をできるだけ少なくするようにロ
ータ径とケーシング径（弁の所望容量に依存す
る）との比の選択である。

第２図に示すように、入口接続部２８と排出接
続部３０とは互いに垂直に整列されており、さら
に後述される理由で、それらは軸２２の中心に対
し横方向に段設される。

第２図に示すように、ロータは反時計方向に回
転し、ロータの上昇側にじやま装置が設けられ
（第４図に明示するように）、海綿鉄粒子がロータ
側の環状空間６８に落下しないようになつてい
る。第４図において、７２で総括的に示されるじ
やま構造体はブラケツトまたは支持体７４と摩耗
板７５とより構成される弓形シユー７３を有す
る。ブラケツト７４は４本の棒に固定され、２本
の棒７６，７８だけが第４図に示されている。弓
形ブラケツト７４を支持するこれら棒はケーシン
グ１０を貫通して、ケーシングの外側に固定され
るハウジング８０，８２に入る。棒７６，７８は
ナツト８４，８６によつてケーシング内で摺動的
に調節されてロータ３２にたいするブラケツト７
４の位置を調節する。ハウジング８０，８２には
パツキン押え８８を備え、ロータリーバルブと反
応器とが高圧で作動されるときガスがケーシング
より洩れないようにする。上記のように、ブラケ
ツト７４には弓形摩耗板７５が交換可能に固定さ
れ、この摩耗板はロータの密閉ポケツトの外面を
圧接するように設けられている。ブラケツト７４
の上端には、ケーシングに枢着され、内端部９４
をブラケツトの上端部を圧接するように押圧した
じやま板９２を有する。入口接続部２８を介して
弁に入る海綿鉄ペレツトがロータの上昇側の環状
空間に流れないような構造になつている。

弁が作動する手順を第２図について説明する。
入口２８に入る海綿鉄ペレツトは開口ポケツト５
４，５６内に流下するが、ロータの上昇側の環状
空間への流下は枢着じやま板９２により阻止され
る。入口２８からポケツト５６へ流れる粒子は、
（堆積した粒子が崩れる直前の傾斜した表面と水
平線との最大角をいう。Concise Chemical and
Technical Dictionary，1974，Chemical
Publishing Co.，Inc.）が得られるまでポケツト
内に流れ続ける。第２図においてアルフアで示す
この角は典型的な海綿鉄ペレツト集団にとつて約
30度である。第２図に示すように、この休止角は
ポケツト５６にペレツトが完全に充てんされる前
に得られ、従つてロータの下降側の環状空間６８
内のペレツトの流れは制御される。

入口導管を横方向に変位させると、以上の効果
を達成するのに重要な役割を果す。例えば、入口
導管２８の中心が軸２２の中心と一致し、ロータ
と入口導管との寸法を同じのままにした場合、ポ
ケツト５６はいつぱいになつてしまい、海綿鉄ペ
レツトは密閉ポケツト５０の壁部６６上を転動降
下してしまう。ペレツトの休止角を利用して、入
口導管２８を軸上に垂直に位置決めし、開口ポケ
ツト５６内へのペレツトの流れを制限するために
は、入口導管の直径にたいしロータの直径を大幅
に大きくしなければならない。言い換えれば、入
口導管の横間隔は、ロータの直径を比較的小さく
してポケツト５６内へのペレツトの流れを制限す
るので、通常の休止角の使用を可能とする。

ロータが第２図に示すように反時計方向に回転
すると、開口ポケツト５６の容量により測定され
た量のペレツトが降下して出口接続部３０から排
出される。ロータが反時計方向に回転し密閉ポケ
ツト４８の弓形壁６４がその頂部を回転すると、
数ペレツトを移動させロータの下降側の環状空間
６８内にペレツトを排出させる。しかし、校正テ
ストデータによれば、弁により処理された全ペレ
ツトのごく少量部分だけがこのようにして環状空
間６８内を流れる。このような非制御ペレツト
は、弁がそこを流れる物質の量を測定調整するわ
けであるが、その調整量にほとんど影響を及ぼさ
ない。

前述のように、ポケツトがロータのまわりに隔
設された半径方向の羽根により画成される型式の
従来のロータリーバルブでは、ペレツトがポケツ
トの底部に集積するので問題があつた。本構造で
は、ポケツト５２〜５８はドラム３４の部分を形
成する弓形内壁を有し、ポケツトの底部でこれら
内壁は弁の中心からかなり間隔をおいている。ロ
ータの中心近くのペレツトの集積とこのような集
積ペレツトの除去問題が回避される。

つぎに第５図において、図示の変型ロータは、
ロータ３２の密閉ポケツト４４〜５０と開口ポケ
ツト５２〜５８が輪状の一部密閉ポケツト１０２
に代えられた点で第２図のロータ３２と異なる。
ポケツト１０２は夫々同様な形状であり、そして
中央ドラム１０４と、半径方向壁部１０６と弓形
唇状部１０８とにより画成され、この弓形唇状部
はロータの回転方向と反対な方向に各ポケツトの
前壁から円周方向に延長している。なお、第５図
のロータ構造により、一部密閉ポケツトの外方壁
が当該ポケツト内への粒状物の受け入れをより定
量的に保持するために、第２図の流れ以上に、ほ
ぼ均一な粒状物の流れが得られる。

以上の説明から明らかなように、本発明は上記
の目的を達成できるロータリーバルブ構造を提供
する。ロータの外周とケーシングの内周との間に
かなりの容積の環体を設けることにより、砕けや
すい性質のペレツト化物または粒状物が過度に破
砕および崩壊されずに処理できる。また、ロータ
の中心近くに集積しかつ除去を困難にするペレツ
トの性向により生ずる問題も解消された。ケーシ
ングは、パツキン押えを備える棒７６，７８を除
き完全に封止されるので、本構造は高圧で使用さ
れるのに好適である。ブラケツト７４と、摩耗板
７５とじやま板９２とは、ロータの上昇側のペレ
ツトの非制御流を阻止する効果的手段となると共
に摩耗板７５は、密閉ポケツトの外壁に滑合する
必要のあるとき容易に取り換えできる。

もちろん、上記の説明は例示的になされたもの
で、開示された具体例において本発明の精神から
逸脱しないで多くの変更がなしうる。

例えば、第２図の実施例において、密閉ポケツ
トと開口ポケツトとにより形成される中央角は同
じにしなくてもよい。また、ポケツトの数、大き
さおよび間隔は変えることができ、かつ、環状部
６８の半径方向幅はかなり広い範囲にわたり変え
ることができる。本発明の範囲内の他の変型は当
業者にとつて明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は弁の側面図、第２図はロータのペレツ
ト受けポケツトのロータの上昇側のじやま装置と
を示す第１図の２―２線について破断した垂直断
面図、第３図はケーシング内でのロータの取り付
けを示す第２図の３―３線について破断した垂直
断面図、第４図は第２図に示すロータの右側部分
の拡大断面図、第５図はロータの変型を示す第２
図と同様な垂直断面図である。 １０……ケーシング、２２……水平軸、２８…
…入口、３０……排出口、３２，１００……ロー
タ、４０，４２……リング、４４，４６，４８，
５０……密閉ポケツト、５２，５４，５６，５８
……開口ポケツト、６０，６２，６４，６６……
弓形外壁、６８……環状空間、７４……ブラケツ
ト、７５……摩耗板、７６，７８……棒、８８…
…パツキン押え、９２……じやま板、１０２……
一部密閉ポケツト、１０８……唇状部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 粒状物の重力流動を調整するのに使用される
   ロータリーバルブにおいて、入口導管と出口導管
   とを夫々上部分と下部分とに接続し、大体円筒形
   の内壁を有するケーシングと、該ケーシング内に
   水平軸線を中心に回転するように取付けられた大
   体円筒形のロータとの組合せより成り、該ロータ
   がその上に配設されたリングポケツトを有し、少
   なくとも該ポケツトのいくつかは前記入口導管か
   ら粒状物を受け入れるように少なくとも一部分が
   開口して粒状物を前記出口導管へ送給し、少なく
   とも前記ポケツトのいくつかは少なくとも前記粒
   状物の受け入れを阻止する外方壁を有し、そして
   前記ロータの上昇側を通り抜ける粒状物の通路を
   形成することを防止するために、前記ロータの上
   昇側に当接するように前記ケーシングに取付けら
   れたじやま手段とを有し、前記ロータの外方壁と
   前記円筒内壁との間に環状空間を形成するように
   間隔をおいてあり、該環状空間は前記ロータとケ
   ーシングの相対運動によつて前記粒状物の破壊を
   最小にするようにロータとケーシングの間が実質
   的に均一な幅である実質的な空間を提供すること
   を特徴とするロータリーバルブ。 ２ 前記環状空間は前記粒状物の平均粒径の２倍
   より大きい特許請求の範囲第１項記載のロータリ
   ーバルブ。 ３ 前記ロータとロータの上昇側のケーシングと
   の間の空間に取り付けられて前記ロータの運動方
   向と逆流して粒状物が前記空間に流れないように
   するじやま手段を有する特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載のロータリーバルブ。 ４ 前記ロータの回転が前記入口導管に送られた
   粒状物を調整速度で前記出口導管へ送給する前記
   特許請求の範囲のいずれかに記載のロータリーバ
   ルブ。 ５ 前記リングの交互ポケツトが夫々密閉されか
   つ半径方向に開口される特許請求の範囲第４項記
   載のロータリーバルブ。 ６ ローターのポケツトが半径方向において、す
   べて開口している特許請求の範囲第４項記載のロ
   ータリーバルブ。 ７ 前記ポケツトは隔設された半径方向の壁体に
   より画成され、前記壁体は前記ポケツトを部分的
   に密閉するため、ロータの回転方向と反対の方向
   に壁体から伸びる弓形唇状部を有する特許請求の
   範囲第６項記載のロータリーバルブ。 ８ 前記ポケツトの底部は弓形であり、前記ロー
   タと同心のシリンダを画成する特許請求の範囲第
   ４項乃至第７項記載のロータリーバルブ。 ９ 入口導管および出口導管は垂直方向に整列さ
   れ、かつ前記ロータの軸線からロータ回転の上昇
   側の横方向に間隔をおいている前記特許請求の範
   囲のいずれかに記載のロータリーバルブ。 １０ 前記粒状物を保持する角度が、前記下降側
   において、前記入口導管と前記ロータの外周壁と
   の角度より大きくなるように入口導管が形成・配
   設され、それによつてロータが静止している時
   に、前記粒状物がこぼれ落ちないようにロータに
   よつて防止されている前記特許請求の範囲第９項
   に記載のロータリーバルブ。 １１ 前記じやま手段が、前記ロータのポケツト
   と水平方向に同じ広がりをもつ枢着板を含んで構
   成される特許請求の範囲第３項記載のロータリー
   バルブ。 １２ 前記じやま手段が、前記ロータの上昇側の
   前記ポケツトの半径方向外方部分に当接するよう
   前記環状空間内に設けられる弓形シユーと、前記
   空間内に取り付けられて重力により押圧され前記
   弓形シユーの上端と接触する枢着じやま板とを含
   んで構成される特許請求の範囲第３項記載のロー
   タリーバルブ。 １３ 前記弓形シユー半径方向に調節する調節手
   段を有する特許請求の範囲第１２項記載のロータ
   リーバルブ。 １４ 前記弓形シユーが、弓形支持部材と、交換
   可能な摩耗板とを含んで構成される特許請求の範
   囲第１２項記載のロータリーバルブ。