РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАПАН РАЗГРУЖЕННОГО ТИПА Российский патент 2005 года по МПК F01D17/10 

Изобретение относится к области паровых турбин, а его объектом является регулирующий клапан разгруженного типа для системы парораспределения турбины.

Основными элементами регулирующего клапана являются корпус, образующий паровую коробку, с паровпускным и паровыпускным отверстиями и седлом, чаша клапана с юбкой и тарелкой, взаимодействующей с седлом, шток, управляющий чашей клапана, и букса для направления штока и чаши клапана, закрепленная в корпусе клапана. Для уменьшения усилия отрыва чаши клапана от седла клапан выполняют разгруженным - со вспомогательным клапаном, образованным между торцем штока и тарелкой чаши клапана. При этом для сообщения паровой коробки со вспомогательным клапаном в юбке чаши клапана и буксе выполнены проходные отверстия [1]. Клапаны такого типа являются аналогом настоящего изобретения и являются более надежными, чем неразгруженные клапаны, но при этом требуют тщательного расчета взаиморасположения и размеров элементов клапана, в т.ч. проходных отверстий в юбке чаши клапана и буксе.

Ближайшим аналогом настоящего изобретения является регулирующий клапан, содержащий корпус с паровпускным и паровыпускным отверстиями и седлом, чашу клапана с юбкой и тарелкой, взаимодействующей с седлом, шток, управляющий чашей клапана, буксу для направления штока и чаши клапана, закрепленную в корпусе, и вспомогательный клапан в чаше клапана, для сообщения которого с паровой коробкой корпуса в юбке чаши клапана и буксе выполнены проходные отверстия, а также наружный стакан, установленный в корпусе с кольцевым зазором относительно блока чаши клапана. При этом в указанном ближайшем аналоге суммарные площади проходных отверстий как в юбке чаши клапана, так и в буксе, а также площадь кольцевого зазора между наружным стаканом и блоком чаши клапана составляют не менее площади проходного сечения вспомогательного клапана при его полном открытии [2]. Такой клапан обладает повышенной надежностью за счет уменьшения осевых колебаний и пульсаций чаши клапана. Однако в этом клапане, как и в других разгруженных клапанах, наличие проходных отверстий в буксе и юбке чаши клапана оказывает влияние на прочность указанных элементов, особенно с учетом ударных нагрузок, возникающих при закрытии клапана, что должно быть предусмотрено при разработке клапана.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания регулирующего клапана разгруженного типа, в котором выполнение проходных отверстий в юбке чаши клапана и буксе было бы таким, чтобы оказывало минимальное влияние на прочность этих элементов.

Эта задача решается в регулирующем клапане, который содержит корпус, чашу клапана с тарелкой, взаимодействущей с седлом, и юбкой, шток, направляющую буксу, наружный стакан вокруг блока чаши клапана и вспомогательный клапан в чаше клапана с проходящими к нему проходными отверстиями в юбке чаши клапана и в буксе, и в котором, в соответствии с сущностью настоящего изобретения, проходные отверстия в юбке чаши клапана и буксе расположены, по меньшей мере, в два яруса.

Такое расположение проходных отверстий в юбке чаши клапана и буксе позволяет уменьшить размер сечений указанных отверстий и количество их выполнения на одном диаметре. При этом проходные отверстия одного яруса могут быть смещены по отношению к отверстиям другого яруса в шахматном порядке, что следует считать предпочтительным и что еще более снижает влияние проходных отверстий на прочность юбки чаши клапана и буксы. Сущность настоящего изобретения поясняется следующим далее подробным описанием одного из примеров его осуществления, иллюстрируемого чертежами, на которых:

Фиг.1 показывает регулирующий клапан согласно изобретению в продольном разрезе;

Фиг.2 - место А на Фиг.1 в увеличенном масштабе;

Фиг.3 - юбка чаши клапана в развертке;

Фиг.4 - букса в развертке.

Регулирующий клапан содержит корпус 1, образующий паровую коробку, с паровпускным отверстием 2 и паровыпускным отверстием 3, на входе в которое в корпусе запрессовано седло 4. С седлом 4 взаимодействует тарелка 5 чаши клапана, которая включает также юбку 6, примыкающую к тарелке 5. С юбкой 6 чаши клапана поворотно-шлицевым соединением 7 связан шток 8 для управления чашей клапана. Между торцем 9 штока 8, выполненным в виде запорного элемента, и отверстием 10 в тарелке 5 чаши клапана образован вспомогательный клапан.

В верхней части корпуса 1, выполненной в виде крышки 11, запрессована букса 12, служащая направляющей для штока 8 и юбки 6 чаши клапана. Вокруг части буксы 12, охватывающей блок чаши клапана, с кольцевым зазором 13 относительно этой части расположен наружный стакан 14, выполненный как часть крышки 11 корпуса 1.

Для пропуска пара к вспомогательному клапану в чашу клапана в буксе 12 выполнены связанные с кольцевым зазором 13 проходные отверстия 15, а в юбке 6 чаши клапана - проходные отверстия 16, связанные с полостью 17 в чаше клапана, вокруг вспомогательного клапана штока. Как это видно из фиг.2 и 3, проходные отверстия 15 в буксе 12 и 16 в юбке 6 чаши клапана расположены в два яруса со смещением отверстий одного яруса относительно другого. При этом суммарная площадь отверстий 15 и суммарная площадь отверстий 16 выполнены не меньше площади проходного сечения вспомогательного клапана, как и кольцевой зазор 13 наружного стакана 14.

Описанный клапан функционирует как и известные, в т.ч. ближайший аналог: в начале движения штока открывается разгрузочный клапан, а затем и тарелка 5 чаши клапана отрывается от седла 4, сообщая паровую коробку корпуса 1 с паровыпускным отверстием 3. По мере дальнейшего подъема чаши клапана отверстия 15 в буксе 12 и 16 в юбке 6 чаши клапана совмещаются, обеспечивая сообщение паровой коробки корпуса 1 со вспомогательным клапаном чаши клапана. Однако, в отличие от аналогов, благодаря описанному расположению количество проходных отверстий 15 м 16 в каждом ярусе на одном диаметре оказывается меньшим, чем у аналогов с одноярусным расположением аналогичных отверстий. Кроме того, поперечное сечение этих отверстий может быть меньше. Все это позволяет минимизировать влияние проходных отверстий на прочностные качества юбки чаши клапана и буксы, особенно при ударных нагрузках, возникающих при закрытии клапана.

Следует понимать, что описанный регулирующий клапан не ограничивает вариантов реализации изобретения. Так, юбка чаши клапана может быть размещена на наружной поверхности буксы, как это выполнено в ближайшем аналоге, возможно другое широко применяемое соединение чаши клапана со штоком, чем поворотно-шлицевое соединение, возможно выполнение наружного стакана в виде отдельной детали, а буксы - из двух частей и др. видоизменения в пределах сущности изобретения, определяемой формулой.

Источники информации, использованные в описании:

1. А.Д.Трухний “Стационарные паровые турбины”. М., 1990 г., с.177-178.

2. Авт. св. СССР №1247569, F 01 D 17/10.1986 г.

Регулирующий клапан разгруженного типа предназначен для использования в системе парораспределения турбины. Регулирующий клапан содержит корпус с паровпускным отверстием и паровыпускным отверстием с запрессованным на его входе седлом. Чаша клапана содержит взаимодействующую с седлом тарелку и юбку. В корпусе клапана закреплена букса для направления штока. В буксе выполнены проходные отверстия для сообщения вспомогательного клапана в чаше клапана с паровой коробкой клапана. Наружный стакан закреплен в корпусе и расположен с кольцевым зазором относительно блока чаши клапана. Проходные отверстия в юбке чаши клапана и буксе расположены в два яруса. Проходные отверстия одного яруса расположены по отношению к отверстиям другого яруса со смещением в шахматном порядке. Обеспечивается увеличение прочностных характеристик клапана и надежность работы клапана. 1 з. п. ф-лы. 4 ил.

1. Регулирующий клапан разгруженного типа, содержащий корпус с паровпускным отверстием и паровыпускным отверстием с запрессованным на его входе седлом, чашу клапана с тарелкой, взаимодействующей с седлом, и юбкой, шток, связанный с чашей клапана для управления ею, буксу для направления штока и чаши клапана, закрепленную в корпусе, вспомогательный клапан в чаше клапана, для сообщения которого с паровой коробкой в юбке чаши клапана и буксе выполнены проходные отверстия, и наружный стакан, закрепленный в корпусе и расположенный с кольцевым зазором относительно блока чаши клапана, при этом поперечная площадь кольцевого зазора и проходных отверстий как в юбке чаши клапана, так и в буксе составляет не менее площади проходного сечения вспомогательного клапана при его полном открытии, отличающийся тем, что проходные отверстия в юбке чаши клапана и буксе расположены, по меньшей мере, в два яруса.2. Регулирующий клапан по п.1, отличающийся тем, что проходные отверстия одного яруса расположены по отношению к отверстиям другого яруса со смещением в шахматном порядке.