Клапан с сервоприводом Советский патент 1982 года по МПК F16K31/363 

Изобретение относится к турбостр нию и может быть использовано в качестве регулирующего клапана для крупных турбин. Известны клапаны и другие устрой ства,-используемые в турбостроении, для регулирования расхода пара и имеющие приспособления для управления усилиями, действующими на шток клапана И Недостатком данного устройства является невозможность обеспечения оптимальной силовой характеристики клапана, что отрицательно сказывает ся на надежности его работы. . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является клапан, в корпусе которого установлен разобщающий магистрали подвода и отвода пара запорный орган, выпол ненный в виде стакана, охватывакхцего направляющую, установленную на корпусе, причем полость стакана сообщена с магистралями подвода и отвода пара трехходовым клапаном, а т же дроссельным каналом и осевюл от верстием в днище стакана, перекрываемам вспомогательным клапаном, уставовленHtw в полости стакана и связанным штоком с сервоприводом. причем перемещение вспомогательного клапана относительно стакана ограничено упорами 2 . Недостаткомуказанного клапана является ТО , что в некоторых зонах подъема он имеет весьма малые усилия на зыпорный орган, в некоторых случаях даже меняющие свой знак от положительных направленных в сторону закрытия клапана) до отрицательных (в сторону открытия). Такая перемена знака усилия приводит к появлению продольной вибрации клапана на штоке, что служит частой причиной разрушения штока. Цель изобретения - повышение надежности. . Указанная цель достигается тем, что клапан снабжен гидроцилиндром и плунжерным распределителем с двусторонним гидравлическим управлением, штоки которых связаны между собой двуплечим рычагс, причем шток гидроцилиндра связан с трехходовым клапаном, рабочие полости гидроцилиндра сообщены плунжерным распределителем с источником давления, а рабочие полости плунжерного распределителя - с рабочими полостями сервопривода .

На чертеже представлен клапан, общий вид.

В корпусе 1 клапана установлен разобщающий магистрали 2 подвода и 3, отвода запорный орган 4, вьшолненный в виде стакана, охватывающего направляющую 5. Полость Бстакана сообщена с магистралью 2 подвода и магистралью 3 отвода трехходовым клапаном 7, а также дроссельным каналом 8 и осевым отверстием 9, выподненным в днище стакана. Осевое отверстие перекрыто вспомогательным клапаном 10, устдновленным в полости стакана и связанным штоком 11 с сервприводом 12. Рабочие полости 13 и 14 сервопривода сообщены с источником давления отсечным золотником 15, перемещаемым под действием управляющего сигнала от системы регулирования. Шток 16 отсечного золотника 15 упруг связан рычагом со штоком 11. Треххо, довай клапан 7 связан с гидроцилиндром Ii7, шток 18 которого связан двуплечим рычагом 19 со штоком 20 плунжерного распределителя 21. Рабочие п лрсти 22 и 23 гидроцилиндра сообщены плунжерным распределителем с источником давления, а рабочие полости 24 и 25 плунжерного распределителя с рабочими полостями сервопривода. Перемещение вспомогательного клапана относительно запорного органа ограничено ynofciOM 26.

Клапан ра ботает следующим образом

В исходном положении осевое отвертие 9 перекрыто вспомогательным клапаном 10, а запорный орган прижат к седлу давлением пара в полости 6, Поступающим в- нее через дроссельный канал 8.

При подаче управляющего сигнала от системы регулирования на отсечной золотник 15 начинает перемещаться поршень сервопривода 12 и связанный с ним шток 11 клапана, который через вспомогательный клапан 10 передает движение запорному органу 4. Запорный орган 4 давлением пара в полости б прижат к вспомогательному клапану (за счет дросселирования через отверстие 9), что исключает его вкбрации. ,

Изменение усилий на запорном органе 4 приводит к изменению перепада давлений в рабочих полостях сервопривода 12. При этом меняется соотношение давлений в рабочих полостях 24 и 25 плунжерного распределителя 21, что вызывает его переключение и сообщение рабочей полости 23 гидроцилиндра с источником давления, а поло ти 22 со сливом. В результате гидроциливдр передвигает трехходовый клапан так, что полость стакана соединяется с магистралью отвода, что приводит к снижению давления пара в полрсти б стакана и тем самым к снижению усилий, действующих на поршень сервопривода 12, до приемлемой величины. При снижении усилий ниже приемлемой величины гидроцилиндр 17 передвигает трехходовой клапан 7 так, , что полость б стакана соединяется с магистралью 2 подвода, что приводит к повышению давления пара в полости . стакана и тем. самнм к повышению усиг ЛИЙ, действующих на поршень сервопривод,-, до приемлемого уровня.

Таким образом, устррйство дает возможность удерживать усилия, действующие на запорный орган клапана, в оптимальных заранее заданных границах. При изменении усилий внутри этих границ нет необходимости воздействовать на клапан, поэтому трехходовой клапан имеет перекрыши, создающие зону нечувствительности. В этой зоне трехход вой клапан перекрывает как подводящее, так и сбросное сечение для прохода пара.

Использование в устройстве трехходового клапана, связанного с гидроцилиндром и плунжерным распределителем и соединяющего полость .стакана клапана с магистралью подвода или с магистралью отвода, дает возможность получить оптимальную силовую характеристику клапана, обеспечить его стабильную и надежную работу независимо от размера клапана и его пропускной способности. Это позволяет создавать клапаны значительно больших размеров, чем существукяцие, уменьшая тем самым количество клапанов на турбине. При-этом снижаются трудоемкость и металлоемкость изготовления клапанов, упрощается компоновка парораспределительных органов турбины и повышается КПД турбоустановки за счет снижения потерь в перепускных трубах от клапанов до турбины при работе на полной нагрузке.

Формула изобретения

Клапан с сервоприводом, в корпусе которого установлен разобщающий магистрали подвода и отвода пара запорный орган, выполненный в виде стакана, охватывающего направляющую, установленную на корпусе, причем полость стакана сообщена с магистралями подвода и отвода пара трехходовым клапаном, а также дроссельным каналом и осевым отверстием в днище стакана, перекрываемым вспомогательным клапаном, установленным в полости стакана и связанным штоком с сервоприводом, причем перемещение вспомогательного клапана относительно стакана ограничено упорами, отличающийся тем, что, с целью

повьпнения надежности, клапан снабжен гидроцилиндром и плунжерным распределителем с двусторонним гидравлическим управлением, штоки которых связаны между собой двуплечим рычагом, причем шток гидроцилиндра связан с трех- 5 ходовым клапаном, рабочие полости гкдроцилиндрасообщены плунжерным распределителем с источником давления. Лод в ffo ffOjy f

а рабочие полости плунжерного распределителя - с рабочими полостями сервопривода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское.свидетельство СССР 258038, кл. F 16 В 15/17, 1966.

2.Авторское свидетельство СССР 691580, «л. F 16 К 19/02, . ffmSodnoP f