регулирующий клапан паровой турбины

Формула изобретения

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.

Описание изобретения к патенту

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.