CN102287268B - 状态转换活门及系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种状态转换活门及系统。该系统包括喷嘴活门、喷嘴连接件、气压抽吸装置、空气活门及状态转换活门。其中，喷嘴活门包括与状态转换活门的出油孔连接的第一入口、及可操作地与第一入口贯通的第一出口；喷嘴连接件包括与第一出口连接的燃油入口、可操作地与燃油入口贯通的燃油出口及与燃油出口贯通的空气入口；空气活门包括与空气入口连接的高压气出口及可操作地与高压气出口贯通的高压气入口。气压抽吸装置设有出油孔，且状态转换活门的第一排油口、第二排油口及空气活门的控制口均与气压抽吸装置贯通连接。通过本发明，能够达到燃气轮机从大状态向小状态的转换且可及时清除管路中的余油的效果，进而提高燃气轮机运行的可靠性。

Description

状态转换活门及系统

技术领域

本发明涉及燃气轮机领域，特别地，涉及一种燃气轮机的供油状态转换活门。此外，本发明还涉及一种包括上述状态转换活门的状态转换系统。

背景技术

燃气轮机从大状态转换至小状态时，需要关闭一组喷嘴的油路。（大状态是指慢车及慢车以上状态，小状态是指起动及停车慢车的状态。）然而，关闭喷嘴的油路需要机械结构来实现。并且喷嘴油路关闭后，关闭点至喷嘴的管路中剩余的燃油必须立即排除，以避免剩余的燃油因高温而裂解积焦，进而堵塞喷嘴，从而降低燃气轮机运行的可靠性。

目前相关的现有技术中尚未存在此类机械结构来关闭喷嘴的油路。

发明内容

本发明目的在于提供一种状态转换活门及系统，以解决相关现有技术中尚未存在可关闭喷嘴的油路及清除关闭点至喷嘴的管路中的余油的机械结构的技术问题。

为实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种状态转换活门，包括壳体、套筒及活门芯，其中，套筒固定套置于壳体内；活门芯活动套置于套筒内；壳体包括封闭端及开口端；壳体的筒壁设置有贯穿的进油孔、出油孔及节油口；进油孔邻近封闭端，且出油孔位于进油孔及节油口之间；壳体的筒壁还设置有贯穿的第一排油口及第二排油口，第一排油口邻近封闭端；活门芯邻近封闭端的一段的侧壁设置有一凹槽；活门芯远离凹槽的一端的端壁向内延伸有一盲孔；活门芯设置有与盲孔贯穿的第一孔及第二孔；套筒的外侧壁设置多个凹圈，每个凹圈内套置密封圈，密封圈使得套筒与壳体密封固定；当活门芯位于邻近封闭端的第一位置时，进油孔、出油孔及第一排油口经凹槽相互贯通，第一孔与节油口错开，第二孔与第二排油口错开；当活门芯位于远离封闭端的第二位置时，进油孔、出油孔及第一排油口相互堵截，第一孔与节油口对齐贯通，第二孔与第二排油口对齐贯通。

进一步地，开口端配合连接有一压紧盖；状态转换活门还包括一弹性物；弹性物的两端分别抵靠压紧盖及活门芯。

进一步地，活门芯邻近开口端的侧壁处设置有一凸圈；压紧盖的内壁设置有一凸台；弹性物为弹簧；弹性物的一端套置于凸台，另一端套置于活门芯且抵靠凸圈。

根据本发明的另一方面，还提供了一种状态转换系统，其包括上述的状态转换活门、喷嘴活门、喷嘴连接件、气压抽吸装置及空气活门，其中，喷嘴活门包括与出油孔连接的第一入口、及可操作地与第一入口贯通的第一出口；喷嘴连接件包括一与第一出口连接的燃油入口、及可操作地与燃油入口贯通的燃油出口及与燃油出口贯通的空气入口；空气活门包括与喷嘴连接件的空气入口连接的高压气出口以及可操作地与高压气出口贯通的高压气入口，空气活门还包括控制口；气压抽吸装置设有一出油孔，且第一排油口、第二排油口及控制口均与气压抽吸装置贯通连接。

进一步地，状态转换系统还包括节流嘴，其中，节流嘴的两端分别贯通连接节油口及第一出口。

进一步地，状态转换系统还包括缓冲油滤；缓冲油滤包括与第一排油口连接的第二入口及与第二入口贯通的第二出口；第二出口与气压抽吸装置贯通连接。

进一步地，当气压抽吸装置停止工作时，活门芯位于邻近封闭端的第一位置，壳体的进油孔、出油孔及第一排油口经活门芯的凹槽相互贯通；燃油经进油孔进入到凹槽，进而经出油孔向喷嘴活门供应燃油；燃油经喷嘴活门的第一出口供应到喷嘴连接件，进而经喷嘴连接件的燃油出口进入到喷嘴内。

进一步地，喷嘴活门包括可操作地堵住第一出口的第一堵头及抵靠于第一堵头的第一弹性物；喷嘴连接件还设置有单向活门、及套置于单向活门的第二弹性物及与单向活门相对的喷嘴开启油入口；在喷嘴开启油入口处于打开状态时，高压燃油经喷嘴连接件的燃油入口将第一堵头推开，从而使得第一入口与第一出口贯通；高压燃油同时推开单向活门，第二弹性物处于压缩状态，从而使得燃油入口与燃油出口贯通。

进一步地，空气活门还设置有第一活塞及抵靠于第一活塞的第三弹性物；当气压抽吸装置停止工作时，第三弹性物处于压缩状态，从而使得高压气入口与高压气出口堵截。

进一步地，当气压抽吸装置进行抽气时，活门芯位于远离封闭端的第二位置，第一孔与节油口贯通，第二孔与第二排油口贯通；第一排油口及第二排油口经排油总管与气压抽吸装置的放油口贯通连接；第三弹性物弹性复位，使得高压气入口依次与高压气出口、空气入口及燃油出口贯通连接。

本发明具有以下有益效果：

通过本发明，能够达到燃气轮机从大状态向小状态的转换且可及时清除管路中的余油的效果，进而提高燃气轮机运行的可靠性。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的状态转换系统的结构示意图；以及

图2是本发明优选实施例的状态转换活门的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

参见图1，状态转换系统包括状态转换活门1，还包括喷嘴活门2、节流嘴3、喷嘴连接件4、缓冲油滤5、气压抽吸装置6、空气活门7及排油总管8。

请结合参见图2，该状态转换活门1包括壳体11、套筒13、活门芯15、压紧盖17及弹性物19。其中，套筒13固定套置于壳体11内。活门芯15活动套置于套筒13内。

壳体11为圆筒状，包括一封闭端111及开口端113。

套筒13为贯通的圆筒状，套筒13可以从开口端113处以过盈配合的方式插入并固定套置于壳体11内。套筒13的外侧壁设置多个凹圈，每个凹圈内套置密封圈，进而使套筒13与壳体11之间密封固定，以防止燃油泄漏。

壳体11的筒壁设置有贯穿套筒13侧壁的进油孔110。进油孔110邻近封闭端111，且与燃油总管10连接，以便于对该状态转换活门1供油。壳体11的筒壁邻近进油孔110处还依次设置有贯穿套筒13侧壁的出油孔115及节油口119。其中，出油孔115位于进油孔110和节油口119之间。

壳体11的筒壁还设置有贯穿套筒13侧壁的第一排油口117及第二排油口112。第一排油口117及第二排油口112与进油孔110、出油孔115及节油口119可以相对的设置于壳体11的筒壁。第一排油口117邻近壳体1的封闭端111。且第一排油口117与进油孔110大致在同一平面。第二排油口112邻近壳体1的开口端113。

活门芯15可以为圆柱状，活门芯15从套筒13的开口处进入到套筒13内，从而活动套置于套筒13内。

活门芯15邻近壳体11封闭端111一段的周缘向内凹陷形成一环形的凹槽150。活门芯15与该凹槽150相对的一端的端面轴向延伸有一盲孔155。活门芯15设有与盲孔155贯通的第一孔157。该第一孔157邻近凹槽150，且第一孔157可操作地与节油口119对齐。活门芯15还设置有与盲孔155贯通的第二孔159。该第二孔159远离凹槽150，且第二孔159可操作地与第二排油口112对齐，且邻近壳体11开口端113。活门芯15邻近第二孔159的外侧处向外凸设有一凸圈156，以止挡套筒13的一端面。

当活门芯15邻近壳体11的封闭端111的第一位置时，且活门芯15的凸圈156以止挡套筒13时，壳体11的进油孔110、出油孔115及第一排油口117经活门芯15的凹槽150相互贯通。活门芯15的第一孔157与壳体11的节油口119错开，活门芯15的第二孔159与壳体11的第二排油口112错开。

当活门芯15远离壳体11的封闭端111的第二位置时，壳体11的进油孔110、出油孔115及第一排油口117相互堵截，即进油孔110、出油孔115及第一排油口117不相通。活门芯15的第一孔157与壳体11的节油口119对齐贯通，活门芯15的第二孔159与壳体11的第二排油口112对齐贯通。

压紧盖17安装于壳体11的开口端13。压紧盖17与开口端13可以通过螺纹连接的方式配合。压紧盖17的内壁设置有一凸台171。

该弹性物19可为弹簧。弹性物19的一端套置于压紧盖17的凸台171，且抵靠压紧盖17的内侧壁。弹簧的另一端套置于活门芯15且抵靠凸圈156。

喷嘴活门2包括第一堵头25及抵靠于第一堵头25的第一弹性物251。第一弹性物251可以为弹簧。第一堵头25活动设置于喷嘴活门2内，且第一堵头25封堵喷嘴活门2的第一出口23。喷嘴活门2还包括一与出油孔115连接的第一入口21。当第一堵头25打开第一出口23时，第一入口21与第一出口23连接贯通，从而使状态转换活门1的燃油经第一入口21流向第一出口23。节流嘴3的两端分别贯通连接状态转换活门1的节油口119及喷嘴活门2的第一出口23。

喷嘴连接件4的第一侧面42设置有燃油入口41及空气入口43。该燃油入口41与喷嘴活门2的第一出口23贯通连接。

喷嘴连接件4的与第一侧面42相对的第二侧面44设置有燃油出口45，燃油出口45与喷嘴连接。该空气入口43与燃油出口45相对设置且贯通。

喷嘴连接件4内、位于燃油入口41与燃油出口45之间还设置有单向活门48。单向活门48套置有第二弹性物49，该第二弹性物49可以为弹簧。第二弹性物49的两端分别抵靠单向活门48及活塞底座40。

喷嘴连接件4的与单向活门48相对的一侧设置有喷嘴开启油入口47，该喷嘴开启油入口47与控制油路连接，用于向喷嘴连接件4供应高压燃油。

当燃气轮机处于大状态时，状态转换活门1的第一排油口117内、及与喷嘴活门2的第一出口23连接的节流嘴3内及管道内充满了燃油。

缓冲油滤5包括第二入口51及第二出口53。第二入口51通过排油总管8与状态转换活门1的第一排油口117贯通连接。第二出口53通过排油总管8与第二排油口112贯通连接。

缓冲油滤5内还设置有第二活塞55。当排油总管8内的大气压力与缓冲油滤5内的压力不平衡时，第二活塞55进行活塞运动。

气压抽吸装置6通过排油总管8分别与第二排油口112和第二出口53相互贯通连接。气压抽吸装置6还包括一放油口61。

空气活门7包括通过排油总管8与气压抽吸装置6连接的控制口71及与喷嘴连接件4的空气入口43贯通连接的高压气出口73。

空气活门7还设置有一与供应高压气的高压气管贯通连接的高压气入口75。其中，高压气入口75与高压气出口73可以设置在空气活门7相对的两侧。空气活门7内还设置有第一活塞77及第三弹性物79。第三弹性物79可以为弹簧。第三弹性物79的两端分别抵靠于第一活塞77及底座70。

当燃气轮机的工况处于大状态时，气压抽吸装置6不工作。空气活门7的高压气入口75与高压气出口73堵截；第三弹性物79处于压缩状态。缓冲油滤5的第二入口51及第二出口53相互贯通，并通过排油总管8内的气压平衡第一排油口117内的油压，避免第一排油口117内的燃油流向缓冲油滤5。

喷嘴开启油入口47开启，高压燃油将喷嘴连接件4的单向活门48及喷嘴活门2的第一堵头25推开。第一入口21与第一出口23连接贯通；燃油入口41与燃油出口45相互贯通。此时，第一弹性物251及第二弹性物49均处于压缩状态。

状态转换活门1内的弹性物19的弹力和排油总管8内的压力与活门芯15的重力平衡，从而使得壳体11的进油孔110、出油孔115及第一排油口117经活门芯15的凹槽150相互贯通。活门芯15的第一孔157与壳体11的节油口119错开，活门芯15的第二孔159与壳体11的第二排油口112错开。

燃油总管10内的燃油经过进油孔110进入凹槽150，并经过出油孔115和第一入口21流入喷嘴活门2；再经过第一出口23及燃油入口41流入喷嘴连接件4。之后，喷嘴连接件4内的燃油经过燃油出口45流入喷嘴喷出。

当燃气轮机的工况从大状态向小状态转换时，首先降低喷嘴连接件4的喷嘴开启油入口47处的高压燃油的油压力。第一弹性物251及第二弹性物49复位。从而，使得单向活门48将燃油入口41及燃油出口45堵截；喷嘴活门2的第一堵头25将第一出口23堵住。

接着气压抽吸装置6的电磁铁通电工作。当气压抽吸装置6进行抽气时，使得排油总管8内的气压减小。此时，状态转换活门1的活门芯15在重力的作用下远离壳体11的封闭端111，并压缩弹性物19。壳体11的进油孔110、出油孔115及第一排油口117堵截，从而使得燃油总管10内的燃油无法进入到状态转换活门1内，停止供应燃油。

活门芯15的第一孔157与壳体11的节油口119对齐贯通，活门芯15的第二孔159与壳体11的第二排油口112对齐贯通。

与此同时，第三弹性物79迫使第一活塞77运动，而使高压气入口75与高压气出口73相互贯通。

第一排油口117内的余油经缓冲油滤5的第二入口51进入到缓冲油滤5内。缓冲油滤5内的第二活塞55在大气压力的作用下，将缓冲油滤5内的余油推出第二出口53，余油进而流向排油总管8。

喷嘴活门2内的余油依次经节流嘴3、节油口119及第一孔157进入到活门芯15的盲孔155内。盲孔155内的余油进而依次经第二孔159、第二排油口112流向排油总管8。排油总管8内的余油进入到气压抽吸装置6，进而经气压抽吸装置6的放油口61排放。

高压气管内的高压气经高压气入口75流经高压气出口73，进而经喷嘴连接件4的空气入口43吹入至喷嘴内，从而将喷嘴内的余油吹出。同时喷嘴连接件4内的单向活门48阻挡了高压气进入到燃油管路中。

以上为燃气轮机从大状态向小状态转换的全过程。

当燃气轮机需从小状态向大状态转换时，气压抽吸装置6的电磁铁断电，活塞往外推气，从而使得排油总管8内的大气压力增加。

缓冲油滤5内的第二活塞55因大气压力的作用往上运动。

状态转换活门1内的活门芯15在大气压力的作用及弹性物19的弹力的作用下复位。进而进油孔110、出油孔115及第一排油口117经活门芯15的凹槽150贯通连接，且节油口119及第二排油口112分别与活门芯15的第一孔157及第二孔159堵截。燃油总管10内的燃油经状态转换活门1的进油孔110进入到凹槽150内，进而进入到喷嘴活门2内。

空气活门7的第一活塞77在大气压力的作用下朝远离控制口71的一端移动，并压缩第三弹性物79。从而使得高压气入口75与高压气出口73堵截。

打开喷嘴连接件4的喷嘴开启油入口47，从而使得高压燃油将喷嘴活门2的第一堵头25推开。喷嘴活门2的第一入口21与第一出口23贯通连接。燃油经喷嘴活门2流向喷嘴连接件4。同时，高压燃油将单向活门48推开，进而使得燃油流向喷嘴处。此时，实现燃气轮机的小状态向大状态工况的转换。

显然地，在其它实施方式中，该状态转换系统也可以无需设置节流嘴3和缓冲油滤5。使第一排油口117直接贯通连接气压抽吸装置6。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种状态转换活门，其特征在于，包括壳体（11）、套筒（13）及活门芯（15），其中，

所述套筒（13）固定套置于所述壳体（11）内；

所述活门芯（15）活动套置于所述套筒（13）内；

所述壳体（11）包括封闭端（111）及开口端（113）；

所述壳体（11）的筒壁设置有贯穿的进油孔（110）、出油孔（115）及节油口（119）；

所述进油孔（110）邻近所述封闭端（111），且所述出油孔（115）位于所述进油孔（110）及所述节油口（119）之间；

壳体（11）的所述筒壁还设置有贯穿的第一排油口（117）及第二排油口（112），所述第一排油口（117）邻近所述封闭端（111）；

所述活门芯（15）邻近所述封闭端（111）的一段的侧壁设置有一凹槽（150）；

所述活门芯（15）远离所述凹槽（150）的一端的端壁向内延伸有一盲孔（155）；

所述活门芯（15）设置有与所述盲孔（155）贯穿的第一孔（157）及第二孔（159）；

所述套筒（13）的外侧壁设置多个凹圈，每个所述凹圈内套置密封圈，所述密封圈使得所述套筒（13）与所述壳体（11）密封固定；

当所述活门芯（15）位于邻近所述封闭端（111）的第一位置时，所述进油孔（110）、所述出油孔（115）及所述第一排油口（117）经所述凹槽（150）相互贯通，所述第一孔（157）与所述节油口（119）错开，所述第二孔（159）与所述第二排油口（112）错开；

当所述活门芯（15）位于远离所述封闭端（111）的第二位置时，所述进油孔（110）、所述出油孔（115）及所述第一排油口（117）相互堵截，所述第一孔（157）与所述节油口（119）对齐贯通，所述第二孔（159）与所述第二排油口（112）对齐贯通。

2.根据权利要求1所述的状态转换活门，其特征在于，

所述开口端（113）配合连接有一压紧盖（17）；

所述状态转换活门还包括一弹性物（19）；

所述弹性物（19）的两端分别抵靠所述压紧盖（17）及所述活门芯（15）。

3.根据权利要求2所述的状态转换活门，其特征在于，

所述活门芯（15）邻近所述开口端（113）的侧壁处设置有一凸圈（156）；

所述压紧盖（17）的内壁设置有一凸台（171）；

所述弹性物（19）为弹簧；

所述弹性物（19）的一端套置于所述凸台（171），另一端套置于所述活门芯（15）且抵靠所述凸圈（156）。

4.一种状态转换系统，其特征在于，所述状态转换系统包括喷嘴活门（2）、喷嘴连接件（4）、气压抽吸装置（6）、空气活门（7）以及权利要求1至3中任意一项所述的状态转换活门（1），其中，

所述喷嘴活门（2）包括与所述出油孔（115）连接的第一入口（21）、及可操作地与所述第一入口（21）贯通的第一出口（23）；

所述喷嘴连接件（4）包括一与所述第一出口（23）连接的燃油入口（41）、及可操作地与所述燃油入口（41）贯通的燃油出口（45）及与所述燃油出口（45）贯通的空气入口（43）；

所述空气活门（7）包括与所述喷嘴连接件的空气入口（43）连接的高压气出口（73）以及可操作地与所述高压气出口（73）贯通的高压气入口（75），所述空气活门（7）还包括控制口（71）；

所述气压抽吸装置（6）设有一出油孔（61），且所述第一排油口（117）、所述第二排油口（112）及所述控制口（71）均与所述气压抽吸装置（6）贯通连接。

5.根据权利要求4所述的状态转换系统，其特征在于，

所述状态转换系统还包括节流嘴（3），其中，

所述节流嘴（3）的两端分别贯通连接所述节油口（119）及所述第一出口（23）。

6.根据权利要求4所述的状态转换系统，其特征在于，

所述状态转换系统还包括缓冲油滤（5）；

所述缓冲油滤（5）包括与所述第一排油口（117）连接的第二入口（51）及与所述第二入口（51）贯通的第二出口（53）；

所述第二出口（53）与所述气压抽吸装置（6）贯通连接。

7.根据权利要求6所述的状态转换系统，其特征在于，

当所述气压抽吸装置（6）停止工作时，所述活门芯（15）位于邻近所述封闭端（111）的所述第一位置，所述壳体（11）的所述进油孔（110）、所述出油孔（115）及所述第一排油口（117）经所述活门芯（15）的所述凹槽（150）相互贯通；

燃油经所述进油孔（110）进入到所述凹槽（150），进而经所述出油孔（115）向所述喷嘴活门（2）供应所述燃油；

所述燃油经所述喷嘴活门（2）的所述第一出口（23）供应到所述喷嘴连接件（4），进而经所述喷嘴连接件（4）的所述燃油出口（45）进入到喷嘴内。

8.根据权利要求7所述的状态转换系统，其特征在于，

所述喷嘴活门（2）包括可操作地堵住所述第一出口（23）的第一堵头（25）及抵靠于所述第一堵头（25）的第一弹性物（251）；

所述喷嘴连接件（4）还设置有单向活门（48）、及套置于所述单向活门（48）的第二弹性物（49）及与所述单向活门（48）相对的喷嘴开启油入口（47）；

在所述喷嘴开启油入口（47）处于打开状态时，高压燃油经所述喷嘴连接件（4）的所述燃油入口（41）将所述第一堵头（25）推开，从而使得所述第一入口（21）与所述第一出口（23）贯通；

所述高压燃油同时推开所述单向活门（48），所述第二弹性物（49）处于压缩状态，从而使得所述燃油入口（41）与所述燃油出口（45）贯通。

9.根据权利要求8所述的状态转换系统，其特征在于，

所述空气活门（7）还设置有第一活塞（77）及抵靠于所述第一活塞（77）的第三弹性物（79）；

当所述气压抽吸装置（6）停止工作时，第三弹性物（79）处于压缩状态，从而使得所述高压气入口（75）与所述高压气出口（73）堵截。

10.根据权利要求9所述的状态转换系统，其特征在于，

当所述气压抽吸装置（6）进行抽气时，所述活门芯（15）位于远离所述封闭端（111）的所述第二位置，所述第一孔（157）与所述节油口（119）贯通，所述第二孔（159）与所述第二排油口（112）贯通；

所述第一排油口（117）及所述第二排油口（112）经所述排油总管（8）与所述气压抽吸装置（6）的放油口（61）贯通连接；

所述第三弹性物（79）弹性复位，使得所述高压气入口（75）依次与所述高压气出口（73）、所述空气入口（43）及所述燃油出口（45）贯通连接。

Images