【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高硬度の粉体を含む高温高圧ガスを制御する高硬度用ボール弁で、詳しくは、従来の石炭火力発電に比べ高効率化が進められ、二酸化炭素排出量の低減、環境汚染物質の低減を実現できる複合火力発電分野、焼却炉でダイオキシン対策を目的とした高温化、廃棄物のエネルギーを有効に利用できる廃棄物ガス化溶融炉発電分野で発生する高硬度〔ＨＶ８００〕の粉体を含む高温高圧ガスを流過させたり遮断したりするなどの高硬度用ボール弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シートにボールが着座したメタルタッチのボール弁では、シートあるいはボールの表面に溶射によりニッケル合金表面を形成した場合、シートあるいはボールの表面が凹凸になりやすく、表面を仕上げ加工する必要がある。しかし、ニッケル合金表面は硬いため、シートあるいはボールの表面仕上げの精度が悪く、ボール弁のシール性が不十分となる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
高硬度〔ＨＶ８００〕の粉体（石炭灰）を含む高温高圧ガス（毒性，腐食性）を流過・遮断するボール弁は、エロージョン等によりバルブの寿命が短く、バルブのオーバーホールまでの期間が短い。
【０００４】
高硬度〔ＨＶ８００〕の粉体を含む高温高圧ガスを流過・遮断するボール弁の耐久性の向上が望まれている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこで、本発明は、上記の事情に鑑み、高硬度〔ＨＶ８００〕の粉体を含む高温高圧ガスの流過・遮断するボール弁の耐久性の向上を図るべく、流路を貫通したボールの両側に円筒状のシートをボールに外嵌め状に配置してシートにボールを着座させて高硬度の粉体を含む高温高圧ガスを流過させたり遮断させたりする高硬度用ボール弁であって、前記ボールの少なくともシートとの接触表面にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を蒸着させた高硬度用ボール弁とした。
【０００６】
【発明の実施の態様】
本発明を添付する図面に基づいて、以下詳細に説明する。
【０００７】
本発明の高硬度用ボール弁の一例を、図１に示す。この高硬度用ボール弁は、流路１を貫通させたハウジング２と同じく流路３を貫通させたハウジング４とを、流路１と流路３とが連通するように対向させ、流路１・３のそれぞれの内端に円筒状のシート５・６を挿入して、シート５・６で中心部を貫通する流路７を有する球体状のボール８を挟持させる。ボール８の外周の球状面にシート５・６の先端内面は沿うように形成され両者はメタルタッチし、図２に示すようにこのシート５・６の先端は皿バネ９・１０で付勢されてボール８に十分接触するようになされている。
【０００８】
ボール８の回転中心となる回転軸１１・１２が上下より対向させてボール８に挿入してハウジング２に支持させる。ハウジング２とハウジング４とはボルト１３およびナット１４により螺締され、ボール８はシート５・６に支持され、回転軸１１・１２を中心として回動して流路１と流路３とを高硬度の粉体を含む高温高圧ガスを流過させたり遮断させたりする。
【０００９】
シート５・６の背面とハウジング２・４との間には、図３に示すように、アスベストとステンレス製薄板を交互に積層したアスベストフィラー１５が装着され、アスベストフィラー１５は短いストロークで反力が大きくシート５・６の背面のシールをすると共にシート５・６をボール８に当接させる。
【００１０】
回転軸１１の基端はボール８に挿入されているが、基端寄りにステライトメタル１６を介在させて回転軸１１をハウジング２に対して回転自在に支持する。次に、グランドパッキン１９を回転軸１１とハウジング２との間に介在させ、押え筒２０でグランドパッキン１９の後端面に当接させ、この押え筒２０を押え板２１で押圧し、ハウジング２より起立させたボルト２２にナット２３を螺着させて締め込む。
【００１１】
一方、回転軸１２の基端をボール８に挿入し、先端部分にはステライトメタル２４をハウジング２との間に介在させて回転軸１２を回転自在とする。回転軸１２の先端外周を基板２５で覆い、ボルト２６でハウジング２に固定する。ハウジング２とハウジング４との連結部分のシールはボディガスケット２７で行う。
【００１２】
本発明において、ボール８の少なくともシート５・６との接触表面にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を蒸着させる。このボール８表面にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を蒸着させることにより、ボール８表面に均一な表面層を形成するため、摩擦低減が可能で、また表面硬度がＨＶ１０００以上のため、ＨＶ８００の高硬度の粉体を含む高温高圧ガスにも対応できる。
【００１３】
ダイヤモンドライクカーボン ｄｉａｍｏｎｄ−ｌｉｋｅ ｃａｒｂｏｎ（ＤＬＣ）は、イオンを利用した気相合成法により合成されるダイヤモンドに類似した高硬度・電気絶縁性・赤外線透過性等を持つカーボン薄膜の総称である。
【００１４】
カーボン（炭素）材料は原子間の結合形態が多様で、合成条件によって最も硬く熱伝導に優れた材料であるダイヤモンドや、耐熱、潤滑特性に優れたグラファイト、ガラス状の緻密なグラッシーカーボン等様々な結晶構造で広く使用されている。
【００１５】
ＤＬＣ膜は、一つの方法として高真空中でプラズマプロセスであるイオンプレーティング法により成膜される。真空チャンバー中にベンゼンＣ６ Ｈ６ ガス又は炭化水素ガスが導入され、直流アーク放電プラズマ中で炭化水素イオンや励起されたラジカルが生成される。炭化水素イオンは直流の負電圧にバイアスされた基板「コーティングされた製品」にバイアス電圧に応じたエネルギーで衝突し固体化し成膜される。非平衡プラズマを用いるため成膜時の基板温度は通常２００℃以下である。
【００１６】
ＤＬＣ膜はアモルファス（非結晶）構造で結晶粒界を持たないため、窒化チタン等の多結晶構造の硬質薄膜と比べて非常に平滑な表面をしている。
【００１７】
従来のバルブの表面処理は溶射によって行われていたが、溶射の表面への吹き付けで凹凸ができ、表面に均一な吹き付け層を形成するのは困難であったが、本発明のダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）は、比較的容易に表面に均一な表面層の形成ができ、表面改良が容易である。
【００１８】
ＤＬＣを蒸着する前段階として、模範シートあるいは模範ボールを製作しておき、ボールの表面を仕上げる時は模範シートに圧接させて仕上げ、シートの表面を仕上げる時は模範ボールに圧接させて仕上げ、精度の高いボール・シートを安定して得ることができる。
【００１９】
【発明の効果】
本発明は、上述のように、流路を貫通したボールの両側に円筒状のシートをボールに外嵌め状に配置してシートにボールを着座させて粉流体を流過させたり遮断させたりする高硬度用ボール弁であって、前記ボールの少なくともシートとの接触表面にダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）を蒸着させた高硬度用ボール弁であるので、高硬度〔ＨＶ８００〕の粉体を含む高温高圧ガスを流過・遮断するボール弁の耐久性の向上を図ることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の具体的一実施例の縦断面図である。
【図２】図１のＩＩ部の拡大断面図である。
【図３】図１の ＩＩＩ部の拡大断面図である。
【符号の説明】
７…流路
８…ボール
５・６…シート[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-hardness ball valve for controlling a high-temperature and high-pressure gas containing a high-hardness powder. High-hardness [HV800] powder generated in the power generation field of waste gasification and melting furnaces that can effectively reduce waste, increase the temperature to combat dioxin in incinerators, and effectively use waste energy The present invention relates to a ball valve for high hardness, such as for flowing or blocking a high-temperature and high-pressure gas containing a body.
[0002]
[Prior art]
In a metal touch ball valve in which a ball is seated on a seat, when a nickel alloy surface is formed on the surface of the seat or ball by thermal spraying, the surface of the seat or ball tends to be uneven, and the surface needs to be finished. However, since the surface of the nickel alloy is hard, the accuracy of the surface finish of the seat or the ball is poor, and the sealing property of the ball valve becomes insufficient.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
A ball valve that flows and shuts off high-temperature and high-pressure gas (toxic and corrosive) containing powder (coal ash) with high hardness [HV800] has a short valve life due to erosion and the like, and a short period until valve overhaul. .
[0004]
It is desired to improve the durability of a ball valve for flowing and blocking a high-temperature and high-pressure gas containing powder of high hardness [HV800].
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In view of the above circumstances, the present invention has been made to improve the durability of a ball valve that passes and shuts off a high-temperature and high-pressure gas containing powder of high hardness [HV800]. A high-hardness ball valve for arranging a cylindrical sheet on the ball so as to be fitted over the ball, seating the ball on the seat, and passing or blocking a high-temperature high-pressure gas containing high-hardness powder, A ball valve for high hardness was prepared by depositing diamond-like carbon (DLC) on at least the surface of the ball in contact with the sheet.
[0006]
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS
The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
[0007]
FIG. 1 shows an example of the ball valve for high hardness of the present invention. In the ball valve for high hardness, the housing 2 penetrating the flow path 1 and the housing 4 penetrating the flow path 3 are opposed to each other so that the flow path 1 and the flow path 3 communicate with each other. 3) Insert the cylindrical sheets 5.6 into the respective inner ends of the spheres 3 and hold the spherical balls 8 having the flow path 7 penetrating the central portion between the sheets 5.6. The inner surfaces of the distal ends of the sheets 5 and 6 are formed along the spherical surface of the outer periphery of the ball 8 so as to be in contact with the metal, and the distal ends of the sheets 5 and 6 are urged by disc springs 9 and 10 as shown in FIG. The ball 8 is brought into sufficient contact with the ball 8.
[0008]
The rotating shafts 11 and 12 that become the center of rotation of the ball 8 are inserted into the ball 8 and supported by the housing 2 so as to face each other from above and below. The housing 2 and the housing 4 are screwed together with bolts 13 and nuts 14. The balls 8 are supported by the seats 5 and 6, and rotate about the rotation shafts 11 and 12 to raise the flow paths 1 and 3 to a high level. High-temperature and high-pressure gas containing powder of hardness is passed or cut off.
[0009]
As shown in FIG. 3, between the back surfaces of the sheets 5 and 6 and the housings 2 and 4, an asbestos filler 15 in which asbestos and a stainless steel thin plate are alternately laminated is mounted. To seal the back of the seats 5 and 6 and make the seats 5 and 6 contact the ball 8.
[0010]
Although the base end of the rotating shaft 11 is inserted into the ball 8, the rotating shaft 11 is rotatably supported on the housing 2 with a stellite metal 16 interposed near the base end. Next, the gland packing 19 is interposed between the rotating shaft 11 and the housing 2, and is brought into contact with the rear end surface of the gland packing 19 with the holding cylinder 20. The holding cylinder 20 is pressed by the holding plate 21, and A nut 23 is screwed onto the bolt 22 that has been erected and tightened.
[0011]
On the other hand, the base end of the rotating shaft 12 is inserted into the ball 8, and a stellite metal 24 is interposed between the ball 8 and the housing 2 at the distal end portion so that the rotating shaft 12 can rotate. The outer periphery of the tip of the rotating shaft 12 is covered with a substrate 25 and fixed to the housing 2 with bolts 26. The connection between the housing 2 and the housing 4 is sealed with a body gasket 27.
[0012]
In the present invention, diamond-like carbon (DLC) is deposited on at least the surface of the ball 8 in contact with the sheets 5 and 6. By depositing diamond-like carbon (DLC) on the surface of the ball 8, a uniform surface layer is formed on the surface of the ball 8, so that friction can be reduced. Further, since the surface hardness is HV1000 or more, a high hardness of HV800 can be obtained. Applicable to high temperature and high pressure gas containing powder.
[0013]
Diamond-like carbon (DLC) is a general term for a carbon thin film having high hardness, electrical insulation, infrared transmittance and the like similar to diamond synthesized by a gas phase synthesis method using ions.
[0014]
Carbon (carbon) materials have various forms of bonding between atoms. Depending on the synthesis conditions, there are various materials such as diamond, which is the hardest material with excellent heat conductivity, graphite with excellent heat resistance and lubricating properties, and dense glassy carbon such as glassy carbon. Widely used in crystal structure.
[0015]
As one method, the DLC film is formed in a high vacuum by an ion plating method which is a plasma process. Benzene C 6 H 6 gas or hydrocarbon gas is introduced into the vacuum chamber, and hydrocarbon ions and excited radicals are generated in the DC arc discharge plasma. The hydrocarbon ions collide with the substrate “coated product”, which is biased to a negative DC voltage, with energy according to the bias voltage, and solidify to form a film. Since non-equilibrium plasma is used, the substrate temperature during film formation is usually 200 ° C. or lower.
[0016]
Since the DLC film has an amorphous (non-crystalline) structure and has no crystal grain boundaries, the DLC film has a much smoother surface than a hard thin film having a polycrystalline structure such as titanium nitride.
[0017]
Conventional valve surface treatment was performed by thermal spraying. However, it was difficult to form a uniform sprayed layer on the surface by spraying the thermal sprayed surface, but it was difficult to form a diamond-like carbon ( DLC) can form a uniform surface layer on the surface relatively easily, and the surface can be easily improved.
[0018]
As a step before vapor deposition of DLC, an exemplar sheet or exemplar ball is manufactured. When finishing the surface of the ball, press it against the exemplar sheet and finish it. When finishing the surface of the sheet, press it against the exemplar ball and finish. Ball seat having a high hardness can be stably obtained.
[0019]
【The invention's effect】
As described above, the present invention arranges a cylindrical sheet on both sides of a ball penetrating a flow path so as to be fitted on the ball, seats the ball on the sheet, and allows powder fluid to flow or block. Since the ball valve for high hardness is a ball valve for high hardness in which diamond-like carbon (DLC) is deposited on at least the surface of the ball in contact with the sheet, high-temperature high-pressure containing powder of high hardness [HV800] It was possible to improve the durability of the ball valve that flows and shuts off gas.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a specific embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged sectional view of a portion II in FIG.
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a portion III in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
7 ... Flow path 8 ... Ball 5,6 ... Sheet