JPS6338773A - サンプリング可能なセラミツクス製バルブ - 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】 発明の目的 ［産業上の利用分野１ 本発明は、主要部分の材質をセラミックス製とした、サ
ンプリング可能なバルブに関する。

［従来の技術］ 酸、アルカリそのほかの腐食性の液体や、摩耗をひきお
こしやすいスラリーの搬送機器を構成するバルブとして
は、従前は各種ステンレス鋼や超硬合金を材料にしたも
のや、それにテフロンなどを組み合わせたものが使用さ
れて来た。　ところが、バルブの構造に金属どうしのす
り合わせ面が存在すると、スラッジがそこへ入りこんで
金属面にカジリが生じることが避は難く、またテフロン
等は耐熱性に限界が必るし、それが金属とａｆ動する場
合は、耐摩耗性に不安がある。

そこで、フッ素樹脂などの耐えない高温や、メンテナン
スフリーを要求される苛酷な条件下で使用できるバルブ
として、主要部をセラミックス材質としたボールバルブ
が普及しつつある。

一方、バルブにサンプリング機能をもたせることが、し
ばしば要求され、サンプル液を重力で扱き出したり、空
気圧で押し出したりする方式が試みられている。

製作の面からみると、セラミックスの加工は困難が伴う
から、ボールバルブの場合は、ボールもシートも球面仕
上げの精度には限界がおるし、コストも高くなる。

現在実用されているセラミックス製ボールバルブは、セ
ラミックスのボールを、その両側からセラミックス製シ
ートをそなえたセラミックスのソケットで挟んだ構造の
ものである。　これは、構造上、ボール回転の途中でシ
ートによるシールが不可能になる角度がおり、そこで液
体がバルブボックス内の空洞部分に移行してしまう。　
液体の外部への洩れは、ソケットとボックス間のＯ−リ
ングで防止するが、サンプル採取のときに、この残留液
体が混入してくる危険がある。

［発明が解決しようとする問題点］ このようなわけで、セラミックスの利点を生かし、製作
容易でコストが低く、かつ残留液体によル汚染の心配な
くサンプリングが可能なセラミックス製バルブの出現が
要求されていた。

本発明の目的は、こうした要望にこたえたバルブを提供
することにおる。

発明の構成 ［問題点を解決するための手段］ 本発明のサンプリング可能なセラミックス製バルブは、
第１図ないし第３図に示すように、逆円堆台形であって
その軸を横切る流体通過孔１１を有するセラミックス製
のコック１と、コックのテーパに対応する形状のシート
面を有し、シート面を横切る流体通過孔２１を有するセ
ラミックス製のシート２とを、コック１を回転駆動する
ステム３とともに、バルブボックス部材４Ａおよび４Ｂ
で一体化してなるバルブであって、ステム３とコック１
との間にはバネ５を置いて、コック１を常にシート２の
シート面に向って押しつけるように構成し、シート２に
その流体通過孔２１とほぼ直角をなす方向に丈ンプル採
取口６を設けたことを特徴とする。

第１図において、３１はステムを操作するためのレバー
である。

コックおよびシート面のテーパ角度は、１．５〜３０’
の範囲からえらぶ。　この角度が小さすぎると、コック
をシート面に押しつける力が弱くなり、密閉性に問題が
生じる。　反対に、大きすぎれば、流体の力によりコッ
クがステム側に押しやられる。　通常、２〜１５°の範
囲が適当である。

コック１の表面には、第２図に示すように、テーパ面を
一周する溝１２を少なくとも１本（図示した例では液体
通過孔の上下に各２本）そなえることが好ましい。　こ
の溝は、シート面に設けてもよい。　溝を設ける代りに
、コックの表面および（または）シート面を粗面に形成
しても、同様な効果が得られる。

また、コック１の下方に、上方のバネ５に対向する、そ
れよりも力の弱いバネ（図示してない）を置いて、上下
のバネの力のバランスで、コックをシートに押しつける
力を適切に調節することが准奨される。

サンプルの採取を容易にするため、シート２の、コック
１をはさんでサンプル採取口６と対向する位置に、ガス
注入口７またはサンプル押出口を設けることが好ましい
。

また、シート２の、コック１をはさんでステム３と対向
する位置にボルト８をそなえ、その回転による前進でコ
ック１を押し上げられるようにしておくと、何らかの原
因でコックの回転が困難になったときに、それを解決す
ることができる。

コックおよびシートに使用するセラミックスは、アルミ
ナＡｆ１２０３やジルコニアＺｒＯ２のような酸化物で
あっても、炭化ケイ素ＳｉＣや窒化ケイ素５１３Ｎ４の
ような非酸化物であってもよい。

本体を金属で製作し、表面にセラミックスをコーティン
グした複合材も使用できる。

（作　用］ テーパ面を利用したコックは、金属で製作した場合は摺
動部に潤滑剤を与えるか、テフロンなどのシートを組み
合わせるといった対策をとらない限り、滑らかな回転は
望めない。　これに対し、セラミックスの部品どうしは
、素材自身のもつ高い連動性により、容易に回転できる
。

セラミックスの連動性は、表面の粗さによっても異なる
から、適切な表面仕上げの程度をえらぶ必要がある。

コック１の外周またはシート面に溝１２を設ければ、コ
ックの回転の円滑さを確保する上で、大いに役立つ。

バルブの大きざ、ラインを流れる流体の物性、温度や圧
力などの条件を考慮に入れて、テーパ角度とバネのコッ
ク押圧力（バネを上下に用いる場合は、その力のバラン
ス）を選択することにより、洩れがなく、かつ円滑に操
作できるバルブが得られる。

コック上方のバネ５は、ステム３およびコック１と一体
になって回転するから、セラミックス素材との摺動よる
摩耗は生じない。

本発明のバルブは、代表的には第４図に示すように使用
する。　すなわち、はぼ水平方向に走るパイフライン９
Ａ、９Ｂに組み込み、サンプリングのときはレバー３１
を破線の位置まで回転させる。　すると、コック１の流
体通過孔１１内に封入された液体が、サンプル採取口６
を通って流下し、容器に収容される。　このとき、必要
であれば、上部のガス注入口７がら空気または他のガス
を吹き込み、液体の排出を確実にする。　とくに粘度の
高い液体やスラリーの場合には、コックの流体通過孔１
１内をプランジャー（図示してない）のようなものを通
して、強制的に押し出すこともできる。

サンプリングの容量は、コックの流体通過孔１１内の容
積によって決定されるので、その容積を調整することに
よって、所望の旧とすることができる。

発明の効果 本発明のサンプリング可能なセラミックス製バルブは、
コックとシールの摺り合わせをテーパ面としたから、セ
ラミックスでも製作が容易であって、洩れのないものを
低いコストで提供できる。

フッ素樹脂などと組み合わせないため、耐熱性、耐食性
、耐摩耗性といったセラミックスの特性をフルに生かす
ことができる。

サンプリングは容易であって、常に一定量を採取できる
。　構造上、残留液体がほとんどないから、サンプルが
汚染される心配はない。

以上、図面を参照して行なった説明は四方口をもったサ
ンプリングバルブに関するものであるが、コックおよび
シートの流体通過孔の出入口を３個以上とし、流路の方
向を適宜組み合わせることにより、二方弁、三方弁、分
岐弁、混合弁などに形成することもできる。　それらの
構造は、バルブ技術において知られているところに従゛
えばよい。

また、流体が液体である場合に限らず、因動面の仕上げ
度合を選択することによって、気体を対象とするバルブ
に構成できることも、勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明のサンプリング可能なセラミックス製
バルブの好ましい例を示す、第４図Ｉ−■方向の縦断面
図である。 第２図は、本発明のバルブのコックをとり出して示した
側面図である。 第３図は、第１図に示したバルブの、第４図■−■方向
の横断面図でおる。 第４図は、本発明のバルブをパイプラインに使用する態
様を、サンプリング方法とともに説明する側面図である
。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）逆円錐台形であってその軸を横切る流体通過孔１
   １を有するセラミックス製のコック１と、コックのテー
   パに対応する形状のシート面を有し、シート面を横切る
   流体通過孔２１を有するセラミックス製のシート２とを
   、コック１を回転駆動するステム３とともに、バルブボ
   ックス部材４Ａおよび４Ｂで一体化してなるバルブであ
   って、ステム３とコック１との間にはバネ５を置いて、
   コック１を常にシート２のシート面に向って押しつける
   ように構成し、シート２にその流体通過孔２１とほぼ直
   角をなす方向にサンプル採取口６を設けたことを特徴と
   する、サンプリング可能なセラミックス製バルブ。
2. （２）コック１の表面またはシート面に、テーパ面を一
   周する溝１２を少なくとも１本そなえた特許請求の範囲
   第１項のセラミックス製バルブ。
3. （３）コック１の下方に、上方のバネ５と対向する、そ
   れより力の弱いバネを置いた特許請求の範囲第１項のセ
   ラミックス製バルブ。
4. （４）シート２の、コック１をはさんでサンプル採取口
   ６と対向する位置に、ガス注入口７またはサンプル押出
   口を設けた特許請求の範囲第１項のセラミックス製バル
   ブ。
5. （５）シート２の、コック１をはさんでステム３と対向
   する位置にボルト８をそなえ、その回転による前進でコ
   ック１を押し上げられるようにした特許請求の範囲第１
   項のセラミックス製バルブ。