Привод регулирующего клапана турбины Советский патент 1985 года по МПК F01D17/20 

05 4 i 4:

05

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в системах регулирования и защиты турбин.

Цель изобретения - повышение надежности и упрощение конструкции.

На чертеже показана схема привода.

Регулирующий клапан 1 турбины посредством траверс 2 и тяг 3 соединен со штоком 4, закрепленным на поршне 5 сервомотора 6. Поршень 5 нагружен с одной стороны пружиной 7, а с другой - давлением рабочей жидкости в полости 8 под поршнем, которая трубопроводом 9 соединена с окном 10 в гильзе 11 и далее - с межпоясковой камерой 12 золотника 13, соединенного тягой 14 с. рычагом 15. Камера 12 подключена через окно 16 к сливному трубопроводу 17. Рычаг 15 шарнирно связан со штоком 4 сервомотора и снабжен роликом 18, взаимодействующим с кулачком 19, имеюшим не менее двух профильных участков 20 и 21 с разными углами подъема. Кулачок 19 установлен на выходном валу 22 однооборотного электропривода 23 с возможностью поворота относительно вала с последующим закреплением в новом положении. Электропривод 23 через переключатель 24, установленный на штоке 4, и цепь 25 управления движением электропривода в сторону открытия клапана 1, связана с регулятором 26, вход которого подключен к датчику регулируемого параметра (не показан), например, давления в отборе турбины.

Воздействие от регулятора 26 к электроприводу 23 при его движении в. сторону закрытия регулирующего клапана 1 передается по другой цепи, не имеющей переключателя (не показана).

К трубопроводу 9 подключено беззолотниковое защитное устройство 27, выполненное в виде клапана 28 с выключающей 29 и отсекающей 30 тарелями, взаимодействующими с противоположно расположенными седлами 31 и 32. Клапан 28 через толкатель 33 нагружен пружиной 34. Толкатель посредством рычага 35 соединен с электромагнитом 36. Камера 37, в которой расположена отсекающая тарель 30, трубопроводом 38 соединена с окном 39 в гильзе 11, сообщающимся с напорным трубопроводом 40 при смещении золотника 13 вниз из среднего положения.

Устройство работает следующим образом.

При относительно медленных регулирующих воздействиях от регулятора 26 вал 22 электропривода 23 поворачивает кулачок 19, Б результате чего перемещается ролик 18 и рычаг )5 поворачивается в первый момент относительно оси щарнира, соединяющего его со щтоком 4 сервомотора, перемещая золотник 13, например, низ. При этом открывается подвод рабочей жидкости из напорного трубопровода 40 через камеру

37, зазор между отсекающей тарелью 30 и ее седлом 32 в полость 8 под порщнем 5 сервомотора, и поршень перемещается вверх, открывая регулирующий клапан 1.

При подаче противоположного по знаку воздействия от регулятора 26 к электроприводу 23 последний перемещает тягу 14 и связанный с ней золотник 13 вверх, соединяя полость 8 над поршнем 5 через трубопровод 9, окно 10, камеру 12 и окно 16 со сливным трубопроводом 17. Расположение окна 16 выще камеры 12, подключенной к полости 8 под порщнем, исключает необходимость в дополнительной дренажной камере над верхним пояском золотника 13.

При необходимости быстрого закрытия регулирующего клапана 1 подается управляющее воздействие на электромагнит 36. Перемещение якоря электромагнита и связанного с ним рычага 35 приводит к перемещению толкателя 33 и освобождению клапана 28 от усилия пружины 34. При этом под действием усилий от давления рабочей жидкости под поршнем на выключающую тарель 29 последняя перемещается, открывая слив рабочей жидкости из полости 8 под поршнем 5. В результате под действием усилия пружины 7 порщень 5, щток 4, траверсы 2 и тяги 3 перемещаются вниз, закрывая клапан 1. Одновременно связанный с поршнем шток 4 перемещает рычаг 15, тягу 14 и золотник 13 вниз. При этом открывается окно 39, сообщая напорный трубопровод 40 с камерой 37. Давлением в этой камере клапан 28 удерживается в верхнем положении, при котором отсекающая тарель 30 находится на седле 32, перекрывая подвод рабочей жидкости под порщень 5 сервомотора 6, а выключающая тарель 29 находится в верхнем положении, сообщая полость 8 под порщнем сервомотора со сливом.

После закрытия клапана 1 давление в полости под поршнем становится равным давлению слива. Однако это не приводит к перемещению вниз клапана 28, удерживаемого в верхнем положении давлением в камере 37 под отсекающей тарелью. Тем самым предотвращается самопроизвольное открытие клапана 1.

Для открытия клапана 1 необходимо вначале воздействием на цепь управления перевести электропривод 23 в положение, соответствующее перекрытию окна 39 и открытию окна 16 золотником 13. При этом клапан 28 перемещается в нижнее положение, перекрывая седло 31 выключающей тарелью 29 и открывая седло 32 отсекающей тарелью 30.

Свободная посадка выключающей тарели 29 на седло обеспечивает ее самоустановку, способствующую равномерному прилеганию к седлу 31. Это положение электропривода 23, золотника 13 и клапана 28 является подготовительным перед открытием регулирующего клапана 1.

Открытие осуществляется воздействием на цепь 24 управления электроприводом 23. При этом сервомотор 6 становится под управление со стороны регулятора 26.

В положении порщня 5 сервомотора 6, соответствующем наибольщему открытию регулирующего клапана 1, щток 4 поршня 5, воздействуя на переключатель 24, размыкает цепь 25 управления электроприводом 23, препятствуя таким образом дальнейщему перемещению и посадке на механический упор поршня 5 и связанного с ним клапана 1.

При этом давление рабочей жидкости в полости 8 под порщнем 5 и, соответственно, усилие на тарели будут определяться усилием пружины 7 и паровыми усилиями, действующими на клапан 1:

Поскольку паровые усилия в открытом положении клапана 1 невелики, а усилие сжатой пружины 7 меньще, чем усилие от максимального давления рабочей жидкости на поршень 5 (отношение этих усилий определяется коэффициентом запаса сервомотора), то максимальное давление, действующее на выключающую 29 и отсекающую 30 тарели, будет меньше, чем максимальное давление в трубопроводе 40, что, в свою очередь, позволяет выбрать уменьшенное усилие пружины 34 и, соответственно, располагаемое усилие электромагнита 36. Последнее, кроме упрощения привода, спо0 собствует ускорению движения электромагнита 36.

В некоторых случаях возможна длительная работа турбины в разных режимах, с существенно отличающимися расходами

пара и, соответственно, давлениями пара перед регулирующим клапаном 1 (например, если последний установлен на паропроводе отбора пара из турбин). Для сохранения требуемой статической характеристики необходимое изменение коэффициента усиления

0 привода осуществляется поворотом кулачка 19 относительно вала 22 электропривода 23 с перемещением рабочего участка кулачка на другой профиль.

1. ПРИВОД РЕГУЛИРУЮЩЕГО КЛАПАНА ТУРБИНЫ, содержащий сервомотор с подпружиненным поршнем, закрепленным на штоке, который соединен механической передачей с электроприводом, снабженным цепью управления, и с золотником, окна которого подключены к напорному и сливному трубопроводам и к полости под поршнем сервомотора, и подключенное к этой полости, к окнам золотника и к сливному трубопроводу заш.итное устройство, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и упрошения конструкции, привод снабжен переключателем, зашитное устройство выполнено в виде клапана с отсекающей и выключающей тарелями, причем отсекающая тарель введена в линию подключения защитного устройства к окнам золотника, а выключающая - в линию подключения этого устройства к сливному трубопроводу, а переключатель установлен на штоке сервомотора и включен в цепь управления электропривода. 2.Привод по п. 1, отличающийся тем, что механическая передача выполнена в виде рычага, соединенного со штоком сервомотора и с золотником, снабженного роликом, и взаимодействующего с последним кулачка, установленного на валу электропривода с возможностью поворота относительно вала и имеющего профиль по меньшей мере из i двух участков разной степени подъема. 3.Привод по п. 1, отличающийся тем, что (Л окна золотника, к которому подключена полость под поршнем, подсоединено к межпоясковой камере этого золотника, а сливной трубопровод подключен к окну, размещенному над указанной камерой.