CH357251A - Hydraulic actuator for quick closing of valves, especially for the quick closing valves of turbines - Google Patents

Hydraulic actuator for quick closing of valves, especially for the quick closing valves of turbines

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CH357251A
CH357251A CH357251DA CH357251A CH 357251 A CH357251 A CH 357251A CH 357251D A CH357251D A CH 357251DA CH 357251 A CH357251 A CH 357251A
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CH
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valves
hydraulic
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German (de)
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Herrmann Guenter
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Licentia Gmbh
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    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D21/00Shutting-down of machines or engines, e.g. in emergency; Regulating, controlling, or safety means not otherwise provided for
    • F01D21/16Trip gear
    • F01D21/18Trip gear involving hydraulic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
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    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/141Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/122Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston
    • F16K31/1221Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid the fluid acting on a piston one side of the piston being spring-loaded
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D13/00Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover

Description

  

      Hydraulisches        Stellorgan        zum        Schnellschliessen    von Ventilen,       insbesondere    für die     Schnellschlussventile    von     Turbinen       Die Erfindung     betrifft    ein hydraulisches Stell       organ    zum Schnellschliessen von Ventilen, insbeson  dere für die     Schnellschlussventile    von     Turbinen.     



  Es sind bereits     hydraulische    Antriebe für     Ventile     bekanntgeworden, die im wesentlichen einen feder  belasteten und von Drucköl     beaufschlagten    Kraft  kolben für die Betätigung des. Ventils aufweisen.

    Aufgabe der Erfindung ist es,     d'ass        beispielsweise    ein       Schnellschlussventil    einer Turbine in kürzester Zeit  geschlossen werden     soll,    was bei der     üblichen    An  ordnung der hydraulischen Antriebe nicht erreicht  wird, und zwar deshalb nicht, weil der Kraftkolben  des Ventils durch das entstehende Vakuum über  dem Kraftkolben beim Schliessvorgang     verzögert    be  wegt wird. Dieser Nachteil wird durch die Einrich  tung nach der Erfindung weitestgehend vermieden.  



  Die Erfindung besteht darin,     d'ass    das Gehäuse  des     hydraulischen        Stellorgans    einen Raum für das  Steueröl, einen Raum für das Kraftöl und für den  die Antriebsspindel des     Ventils    betätigenden Kraft  kolbens sowie einen den letztgenannten Raum kon  zentrisch umgebenden drucklosen Raum aufweist,  dass der Raum für das Steueröl von den beiden an  deren Räumen durch einen Schaltteller     mit    Dicht  flächen getrennt ist, der bei Belastung durch den  Steueröldruck die     genannten    Räume gegeneinander  abdichtet, bei Entlastung im     Schnellschlussfall    da  gegen die Abdichtung     aufhebt.     



  Der Vorteil der     Erfindung    ist, dass der Schalt  teller, der bei geöffnetem     Ventil    den Raum für das  Steueröl von dem Raum für das Kraftöl trennt, bei  Wegfall des Druckes des Steueröles durch den Kraft  öldruck abgehoben wird und somit die Verbindung  vom     Kraftölraum    und vom     Steuerölraum    mit dem  den     Kraftölraum    umgebenden Mantelraum herstellt.

    Der     Schaltteller    nimmt dabei     ganz    erhebliche Schalt-         kräfte    auf (mehrere Tonnen) und gibt schnell und  sicher einen grossen Querschnitt zum     Ablauf    des       Druckäles    aus dem     Kraftölraum    und des Steueröles  aus dem     Steuerölraum    frei. Dadurch ist in kürzester  Zeit das Ventil zum     Schliessen    gekommen. Das  Kraftöl strömt, vom federbelasteten Kraftkolben ge  drückt, über den grossen umlaufenden Querschnitt  um -den     Kraftölraum    und hinter dem Kraftkolben  zum Abfluss.

   Der Schaltteller mit     seinen    zwei Sitz  flächen bildet sowohl den Abschluss des Druckrau  mes unter dem Kraftkolben     (Kraftölraum)    als auch  den Abschluss des     schnellschlussabhängigen    Druck  ölraumes von der Gegenseite des Schalttellers zum       drucklosen    Raum des Kolbens.  



  In der Zeichnung ist schematisch ein Ausfüh  rungsbeispiel nach der Erfindung wiedergegeben.  



  In einem Gehäuse 27 ist der Schaltteller 11 an  geordnet, der auf der     Ventilspindel    24 des Ventils  18 geführt ist. Der     Schaltteller    weist     zwei    Dicht  flächen 12 und 13 auf, wodurch der     Steuerölraum     14 und der     Kraftölraum    15 gegenüber dem diesen  letztgenannten umgebenden     Mantelraum    26 abge  dichtet werden. Die Abgrenzung des     Kraftölraumes     von dem Mantelraum wird durch die     Hülse    20, die  ausserdem mit einem     Anschlag    19 zur Begrenzung  der Hubbewegung des     Kraftkolbens    16 versehen ist,  erreicht.

   Der     Kraftkolben    16 ist     durch        die    Feder 17  belastet und weist ausserdem eine     Dämpfungsein-          richtung    28 auf. Der Ablauf aus den drucklosen  Räumen 26 und 30 ist mit 21     bezeichnet,    während  der     Zufluss    für das     Kraftöl,    auf der Kolbenoberseite  mit 22 bezeichnet ist.

   Der Raum für das Steueröl  wird durch die Zuführung 29     mit    einem von einem  nicht gezeichneten     schnellschlussabh'ä,ngigen    Steuer  gerät kommenden     Drucköl        beaufschlagt.    Damit ein  ständiges Fliessen des Steueröles erreicht wird, ist      im     Schaltteller    11 eine Öffnung 23 vorgesehen.  Ausserdem ist der Schaltteller noch durch die Feder  25 belastet.  



  Die Wirkungsweise ist     etwa    folgende: Solange  der     Steuerölraum    14 drucklos ist, strömt     Kraftöl    über  eine     Zulaufblende    in den     Kraftölraum    15 und über  eine sich einstellende Spaltöffnung des praktisch un  belasteten Schalttellers 11 in den Ablaufraum 26.  Dieser ständige     öldurchfluss        garantiert    bei     geschlos-          senem        Ventil    18 eine ausreichende Kühlung der ge  samten Einrichtung.

   Zum Öffnen des Ventils 18 wird       schnellschlussabhängiges    Drucköl in den     Steueröl-          raum    14 geleitet, der     Schaltteller    11     wird    auf seine  Sitzflächen gedrückt und schliesst dabei den Kraft  ölraum 15 und den     Steuerölraum    14, so dass der       Kraftölraum    sich über die     Zulaufblende    bis     in    seine  der vollen Ventilöffnung entsprechende     Stellung    auf  füllt. In geöffnetem Zustand liegt der Kraftkolben  16 an einem Anschlag 19 der     ihn        begrenzenden    Hülse  20 an.

   Eventuelle     Ausnehmungen    am Aussenumfang  des Kraftkolbens lassen die notwendige     Kühlölmenge     durchtreten. Ausserdem verhindert eine     kleine        öff-          nung    23 einen     Stillstand    des Drucköles     im        Steuer-          ölraum.     



  Im     Schnellschlussfall    wird die     steuerölseitige    Be  lastung des Schalttellers 11 aufgehoben. Die Kräfte  zum Öffnen des Schalttellers entsprechen anfangs  dem     vollen    Kraftöldruck auf der     Fläche    des. Kraft  kolbens 16. Mit zunehmendem Hub des Tellers 11  und grösser werdendem Ablaufspalt des     Kraftölrau-          mes    bestimmt der aus Feder-, Dampf-,     Reibungs-          und        Massenkräften    resultierende Öldruck die     öff-          nungskraft    des Kraftkolbens.

   Dabei gewährleistet  der     schnell    erreichte     Ablaufendquerschnitt        kleinste     Schliesszeiten des Ventils 18. Am Ende des Ventil  hubes setzt eine Dämpfung ein, um die zulässige End  geschwindigkeit nicht zu überschreiten.



      Hydraulic actuator for quick closing of valves, in particular for the quick closing valves of turbines The invention relates to a hydraulic actuator for quick closing of valves, in particular for the quick closing valves of turbines.



  There are already hydraulic drives for valves have become known, which piston essentially a spring-loaded and acted upon by pressure oil force piston for the actuation of the. Valve.

    The object of the invention is d'ass, for example, a quick-action valve of a turbine should be closed in the shortest possible time, which is not achieved in the usual order of the hydraulic drives, and not because the power piston of the valve through the resulting vacuum above the Power piston is moved with a delay during the closing process. This disadvantage is largely avoided by the device according to the invention.



  The invention consists in d'ass the housing of the hydraulic actuator has a space for the control oil, a space for the power oil and for the power piston actuating the drive spindle of the valve as well as a pressureless space concentrically surrounding the latter space that the space for the control oil is separated from the two other spaces by a table top with sealing surfaces, which seals the spaces against each other when the pressure is applied to the control oil, and removes the seal when the pressure is released in the event of an emergency.



  The advantage of the invention is that the switching plate, which separates the space for the control oil from the space for the power oil when the valve is open, is lifted off by the power oil pressure when the pressure of the control oil is removed and thus the connection between the power oil chamber and the control oil chamber the shell space surrounding the power oil chamber.

    The table top absorbs considerable switching forces (several tons) and quickly and safely releases a large cross-section for the pressure valley to drain from the power oil chamber and the control oil from the control oil chamber. As a result, the valve closed in a very short time. The power oil flows, pressed by the spring-loaded power piston, over the large circumferential cross-section around the power oil chamber and behind the power piston to the drain.

   The table top with its two seating surfaces forms both the end of the pressure chamber under the power piston (power oil chamber) and the end of the quick-acting oil chamber from the opposite side of the table top to the unpressurized chamber of the piston.



  In the drawing, an exemplary embodiment is shown schematically according to the invention.



  In a housing 27, the indexing plate 11 is arranged on which is guided on the valve spindle 24 of the valve 18. The table top has two sealing surfaces 12 and 13, whereby the control oil chamber 14 and the power oil chamber 15 are sealed against the latter surrounding shell space 26 abge. The delimitation of the power oil space from the shell space is achieved by the sleeve 20, which is also provided with a stop 19 to limit the stroke movement of the power piston 16.

   The power piston 16 is loaded by the spring 17 and also has a damping device 28. The drain from the pressureless spaces 26 and 30 is denoted by 21, while the inflow for the power oil is denoted by 22 on the piston top.

   The space for the control oil is acted upon by the supply 29 with a pressure oil coming from a control device which is not shown in the drawing. An opening 23 is provided in the table top 11 so that the control oil can flow continuously. In addition, the table top is still loaded by the spring 25.



  The mode of operation is roughly as follows: As long as the control oil chamber 14 is depressurized, power oil flows through an inlet orifice into the power oil chamber 15 and via a gap opening in the virtually unloaded table top 11 into the drain chamber 26. This constant oil flow guarantees a closed valve 18 adequate cooling of the entire facility.

   To open the valve 18, quick-acting pressure oil is fed into the control oil chamber 14, the indexing plate 11 is pressed onto its seat surfaces and thereby closes the power oil chamber 15 and the control oil chamber 14 so that the power oil chamber extends through the inlet orifice to its full valve opening corresponding position fills up. In the open state, the power piston 16 rests against a stop 19 of the sleeve 20 which delimits it.

   Any recesses on the outer circumference of the power piston allow the necessary amount of cooling oil to pass through. In addition, a small opening 23 prevents the pressure oil in the control oil chamber from coming to a standstill.



  In the event of an emergency shutdown, the load on the control oil side of the table top 11 is canceled. The forces for opening the indexing plate initially correspond to the full power oil pressure on the surface of the power piston 16. As the stroke of the plate 11 increases and the drainage gap in the power oil chamber increases, the oil pressure resulting from spring, steam, friction and inertia forces determines the opening force of the power piston.

   The quickly reached end cross-section ensures the shortest possible closing times of valve 18. At the end of the valve stroke, damping sets in so as not to exceed the permissible end speed.

 

Claims (1)

PATENTANSPRUCH Hydraulisches Stehorgan zum Schnellschliessen von Ventilen, insbesondere für die Schnellschlussven- tile von Turbinen, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (27) des hydraulischen Stehorgans einen Raum (14) für das Steueröl, einen Raum (15) für das Kraftöl und für den die Antriebsspindel (24) des Ventils (18) betätigenden Kraftkolben (16) sowie einen den letztgenannten Raum konzentrisch umge benden drucklosen Raum (26) aufweist, dass der Raum für das Steueröl von den beiden anderen Räumen durch einen Schaltteller (11) mit Dicht flächen (12, 13) getrennt ist, PATENT CLAIM Hydraulic standing member for quick closing of valves, in particular for the quick closing valves of turbines, characterized in that the housing (27) of the hydraulic standing member has a space (14) for the control oil, a space (15) for the power oil and for the The drive spindle (24) of the valve (18) actuating the power piston (16) as well as a pressureless space (26) concentrically surrounding the latter space, that the space for the control oil from the two other spaces through a table top (11) with sealing surfaces ( 12, 13) is separated, der bei Belastung durch den Steueröldruck die genannten Räume gegenein ander abdichtet, bei Entlastung im Schnellschlussfall dagegen die Abdichtung aufhebt. UNTERANSPRÜCHE 1. Hydraulisches Stehorgan nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass im vom Kraftöl be auftragten Raum (15) ein mit der Ventilspindel (24) verbundener Kraftkolben (16) vorgesehen ist, der gegenüber dem Schaltteller (11) eine Dämpfungs- vorrichtung (28) aufweist und der entgegen dem Kraftöldruck durch eine Feder (17) belastet ist. 2. which seals the spaces mentioned against each other when loaded by the control oil pressure, but removes the seal when relieved in the event of an emergency. SUBClaims 1. Hydraulic standing member according to claim, characterized in that a power piston (16) connected to the valve spindle (24) is provided in the space (15) to which the power oil is applied and which has a damping device (28) opposite the table top (11) and which is loaded against the power oil pressure by a spring (17). 2. Hydraulisches Stehorgan nach Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Hubbe wegung des Kraftkolbens (16) in Öffnungsrichtung des Ventils (18) durch einen Anschlag (19) be grenzt ist. 3. Hydraulisches Stellorgan nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeich net, dass zur Begrenzung des Kraftkolbens (16) im Kraftölraum (15) eine konzentrisch im Kraftölraum sich befindende Hülse (20) vorgesehen ist, wobei der Schaltteller (11) die Verbindung des verbleiben den Mantelraumes (26) um Kraftölraum steuert. 4. Hydraulic standing member according to claim 1, characterized in that the stroke movement of the power piston (16) in the opening direction of the valve (18) is limited by a stop (19). 3. Hydraulic actuator according to claim and dependent claims 1 and 2, characterized in that to limit the power piston (16) in the power oil chamber (15) a concentrically located in the power oil chamber sleeve (20) is provided, wherein the table top (11) the connection the remaining the shell space (26) controls to power oil space. 4th Hydraulisches Stellorgan nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, dass der Abflusskanal (21) für das Kraftöl mit dem Mantelraum (26) und dem Federraum (30) in Verbindung steht. 5. Hydraulisches Stell'organ nach Patentanspruch und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeich net, dass der Kraftölzufluss (22) zur Kraftkolbenober- fläche führt. 6. Hydraulisches Stehorgan nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltteller (11) eine Öffnung (23) aufweist, die den Stillstand des Steueröles verhindert. Hydraulic actuator according to claim and dependent claims 1 to 3, characterized in that the discharge channel (21) for the power oil is connected to the jacket space (26) and the spring space (30). 5. Hydraulic actuator according to claim and dependent claims 1 to 3, characterized in that the power oil inflow (22) leads to the power piston surface. 6. Hydraulic standing element according to claim, characterized in that the indexing plate (11) has an opening (23) which prevents the control oil from coming to a standstill.
CH357251D 1957-02-15 1958-02-05 Hydraulic actuator for quick closing of valves, especially for the quick closing valves of turbines CH357251A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5070766A (en) * 1989-09-01 1991-12-10 Asea Brown Boveri Ltd. Hydraulic valve actuator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5070766A (en) * 1989-09-01 1991-12-10 Asea Brown Boveri Ltd. Hydraulic valve actuator

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NL224850A (en)
NL106835C (en) 1963-07-15
BE564854A (en) 1958-02-28

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