Регулирующий клапан паровой турбины

Изобретение относится к арматуростроению и предназначено в качестве регулирующего клапана для использования в устройствах управления паровпуском паровых турбин. Регулирующий клапан паровой турбины содержит паровую коробку с крышкой. В крышке установлена направляющая букса с направляющим стаканом и проходящим через нее штоком. В стакане размещена юбка чаши клапана с кольцевым буртом. Последний выполнен с радиальными прорезями. В штоке выполнены радиальные выступы. Они расположены с возможностью образования с прорезями кольцевого бурта чаши поворотно-осевого соединения. Имеется фиксирующее устройство в виде продольных выступов для предотвращения относительных разворотов штока и чаши клапана при работе клапана. В стакане установлена и зафиксирована штифтом втулка и в ней выполнены упомянутые продольные выступы. Последние расположены между радиальными прорезями кольцевого бурта чаши клапана и выступами штока при любых перемещениях штока и чаши. Нижний торец втулки расположен выше кольцевого бурта юбки чаши клапана на величину, достаточную для осуществления рабочего хода чаши на полное открытие клапана. Изобретение направлено на обеспечение высокой ремонтопригодности регулирующего клапана без снижения прочностных характеристик его основных элементов. 3 ил.

 

Изобретение относится к устройствам управления паровпуском паровых турбин, а его объектом является регулирующий клапан.

Основными элементами регулирующего клапана являются паровая коробка, шток, проходящий через направляющую буксу, закрепленную в крышке паровой коробки, и чаша клапана, связанная со штоком для управления ее положением относительно седла клапана. Кроме того, клапан может содержать неподвижный направляющий стакан для юбки чаши клапана, а также разгрузочное устройство, представляющее собой вспомогательную клапанную пару в виде седла в дне чаши клапана и взаимодействующего с ним запорного наконечника на конце штока, если клапан разгруженного типа.

Для обеспечения ремонтов регулирующих клапанов, связанных главным образом с разрушениями штока, соединение чаши клапана со штоком осуществляют разъемным, при этом в большинстве известных регулирующих клапанов - резьбовым с использованием вспомогательных фиксирующих средств, например в виде штифтов, резьбовых шпонок или точечной сварки, авторское свидетельство СССР №1373839, F 01 D 17/10, 1988 г, (1). В условиях высокотемпературного пара резьбовые соединения интенсивно коррозируют и заклиниваются, что приводит к невозможности их разборки без применения металлорежущего оборудования, что, как правило, не позволяет осуществить восстановление штока и чаши клапана и требует их замены. Это существенно ограничивает возможность проведения плановых контролей регулирующих клапанов, увеличивает трудоемкость и стоимость их ремонтов.

Известен регулирующий клапан, являющийся ближайшим аналогом настоящего изобретения, в котором соединение чаши клапана со штоком выполнено без применения резьбового соединения. В этом известном клапане, содержащем закрепленные в паровой коробке направляющую буксу с проходящим через нее штоком и развитую часть буксы - стакан с помещенной в него своей юбкой чашей клапана, юбка чаши выполнена с кольцевым буртом, через который проходит шток, и при этом шток выполнен с радиальными выступами на его наконечнике, а кольцевой бурт чаши - с конгруэнтными этим выступам прорезями, образующими с выступами штока поворотно-осевое соединение, для фиксации которого на торце буксы предусмотрены продольные выступы, проходящие через прорези в кольцевом бурте чаши и между радиальными выступами на штоке, патент РФ №2053372, F 01 D 17/14, 1996 г, (2).

Регулирующий клапан с таким соединением штока и чаши клапана обладает лучшей ремонтопригодностью по сравнению с другими.

Однако в этом известном клапане продольные выступы, фиксирующие поворотно-осевое соединение для предотвращения кручения чаши и передачи этих воздействий на шток, выполнены в виде продольных выступов на конце буксы, а это, в случае повреждения этих выступов в процессе работы или проведения монтажных работ, что было отмечено на практике, приводит к необходимости демонтажа и полной замены направляющей буксы, весьма дорогой детали, при этом такой ремонт имеет высокую трудоемкость.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такого регулирующего клапана, в котором соединение штока с чашей клапана обладает высокой ремонтопригодностью, но в котором, вместе с тем, фиксация этого соединения была бы выполнена с помощью таких средств, которые, улучшая ремонтопригодность, не снижали бы прочностные характеристики основных элементов клапана.

Эта задача решается в регулирующем клапане паровой турбины, который содержит закрепленные в паровой коробке с крышкой направляющую буксу с проходящим через нее штоком, стакан буксы с помещенной в него своей юбкой чашей клапана, выполненной с кольцевым буртом, образующим с проходящим через него штоком поворотно-осевое соединение, и в котором, в соответствии с сущностью настоящего изобретения, на втулке, закрепленной в стакане буксы, выполнены продольные выступы специальной конфигурации, проходящие через прорези между выступами в бурте юбки и на наконечнике штока, при этом расстояние от торцов выступов до упора в какую-либо поверхность чаши превышает величину возможного геометрического перемещения чаши клапана между ее нижним и верхним упорами.

При таком исполнении, благодаря выполнению продольных выступов для фиксации поворотно-осевого соединения чаши клапана со штоком на отдельной втулке, устраняется указанный недостаток ближайшего аналога при сохранении всех достоинств примененного в нем поворотно-осевого соединения чаши клапана со штоком.

Закрепление втулки с продольными выступами в стакане может быть выполнено любыми известными путями, в частности путем прессовой посадки или другой более свободной посадки с использованием фиксирующих элементов типа штифтов, круглых шпонок и т.п., обеспечивающих лучшую технологичность изготовления и ремонтопригодность.

Кроме того, благодаря тому, что в изобретении направляющая букса не несет продольных выступов для фиксации поворотно-осевого соединения чаши клапана со штоком, эта букса и направляющий стакан для чаши клапана могут быть выполнены в виде одной детали, что улучшит технологичность и обеспечение соосности перемещения штока и чаши клапана.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующим далее подробным описанием одного из примеров его осуществления, изображенного на прилагаемых чертежах, на которых:

фиг.1 изображает регулирующий клапан паровой турбины согласно изобретению в продольном разрезе (по А-А на фиг.2) при положении чаши на нижнем упоре; фиг.2 - клапан в поперечном разрезе по Б-Б на фиг.1; фиг.3 - клапан при положении чаши на верхнем упоре.

Регулирующий клапан, изображенный на чертежах, содержит паровую коробку 1, в крышке 2 которой закреплена букса 3 и выполненный за одно целое с ней стакан 4. Букса 3 служит направляющей для проходящего через нее штока 5, а стакан 4 - направляющей для чаши 6, взаимодействующей с седлом 7 клапана и скользящей при ходе чаши своей юбкой 8 по внутренней поверхности стакана 4. В чаше 6 выполнено седло 9 вспомогательного разгрузочного клапана, запорным органом которого является наконечник 10 штока 5 со сферической поверхностью.

Для обеспечения подъема чаши 6 ее юбка 8 выполнена с кольцевым буртом 11, а наконечник 10 штока 5 - с радиальными выступами 12. При этом в кольцевом бурте 11 выполнены радиальные прорези 13, конгруэнтные выступам 12 штока, но с несколько большей площадью для обеспечения при сборке свободного прохода через них выступов штока. Радиальные выступы 12 штока и радиальные прорези 13 выполнены с одинаковым шагом по окружности, а протяженность радиальных выступов 12 на штоке должна быть такой, чтобы между этими выступами и кольцевым буртом 11 было расстояние, достаточное для свободного перемещения штока 5 относительно чаши 6 на величину, необходимую для функционирования образованного поворотно-осевого соединения при сборке-разборке и для обеспечения открытия вспомогательного разгрузочного клапана.

В стакане 4 по плотной посадке установлена сменная втулка 14, нижний торец которой расположен выше кольцевого бурта 11 юбки 8 чаши клапана 6 на величину, достаточную для осуществления рабочего хода чаши 6 на полное открытие клапана. Для предупреждения возможных разворотов втулки 14 ее положение зафиксировано в стакане 4 штифтом 15. На нижнем торце втулки 14 выполнены продольные выступы 16, конгруэнтные радиальным пазам между выступами 12 штока и расположенные с таким же шагом по окружности, как выступы 12 штока и радиальные прорези 13 кольцевого бурта 11 чаши клапана. Выступы 16 могут быть любой формы, но наиболее технологичны они при изготовлении из заготовки в виде втулки, в которой вырезается металл из мест, предназначенных для прорезей. В поперечном сечении выступы 16 приобретают вид скоб, фиг.2. Указанные выступы 16 втулки 14, проходя через радиальные прорези 13 и между выступами 12 штока, выполняют функцию фиксирующего устройства для поворотно-осевого соединения, образованного прорезями 13 и выступами 12.

Описанный клапан работает так же, как и другие известные клапаны подобного вида. При разборке описанного клапана после демонтажа крышки 2 клапанной коробки 1 шток 5 вместе с чашей 6 выводят из зацепления с продольными выступами 16, разворачивают чашу 6 до совмещения ее прорезей 13 с выступами 12 штока и разъединяют его с чашей 6.

Источники информации, цитируемые в описании

1. Авт. св. СССР №1373834, F 01 D 17/10, 1988 г.

2. Патент РФ №2053372, F 01 D 17/14, 1996 г.

Регулирующий клапан паровой турбины, содержащий паровую коробку с крышкой, в которой установлена направляющая букса с направляющим стаканом и проходящим через нее штоком, в стакане размещена юбка чаши клапана с кольцевым буртом, выполненным с радиальными прорезями, а в штоке выполнены радиальные выступы, расположенные с возможностью образования с прорезями кольцевого бурта чаши поворотно-осевого соединения, и фиксирующее устройство в виде продольных выступов для предотвращения относительных разворотов штока и чаши клапана при работе клапана, отличающийся тем, что в стакане установлена и зафиксирована штифтом втулка и в ней выполнены упомянутые продольные выступы, расположенные между радиальными прорезями кольцевого бурта чаши клапана и выступами штока при любых перемещениях штока и чаши, при этом нижний торец втулки расположен выше кольцевого бурта юбки чаши клапана на величину, достаточную для осуществления рабочего хода чаши на полное открытие клапана.