CN102943712B - 一种可变流量的燃料调节阀 - Google Patents

Abstract

一种可变流量的燃料调节阀，属于燃气轮机技术领域，特别是涉及一种可变流量的燃料调节阀。本发明提供一种可变流量的燃料调节阀，该调节阀在同一管路通径下，既可满足不同功率级别燃气轮机的试车需求，也可广泛应用于考虑兼容性燃气轮机的试车台。本发明的一种可变流量的燃料调节阀，包括壳体，在壳体前端设置有燃料进口和旁路回油口，在壳体的中部设置有压差调节机构，在壳体后端的上部设置有燃料出口和阀芯，在所述阀芯的外侧依次设置有衬套、压板弹簧和压板，阀芯外侧的腔体为阀芯前腔，阀芯内侧的腔体为阀芯后腔，阀芯的筒壁上设置有阀芯窗口，所述阀芯前腔与阀芯后腔通过阀芯窗口相连通，阀芯的后端与壳体外的阀芯传动杆相连接。

Description

一种可变流量的燃料调节阀

技术领域

本发明属于燃气轮机技术领域，特别是涉及一种可变流量的燃料调节阀。

背景技术

燃料调节阀是燃气轮机发电机组中极其关键的部件，其调节精度、稳定性等方面指标与燃机工作状况息息相关。目前国内的燃料调节阀调节精度多小于50：1，且调节速度缓慢，适合燃气轮机发电应用的很少。国外现有的燃料调节阀产品较多，其中调节精度较高的可达300：1，调节速度最快在1s内，可完成全开至全关位置调节，但价格昂贵，后期维护成本较高，且大部分产品对国内市场并不开放。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种可变流量的燃料调节阀，该调节阀调节稳定、精度高，流量调节范围宽，在同一管路通径下，既可满足不同功率级别燃气轮机的试车需求，也可广泛应用于考虑兼容性燃气轮机的试车台。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种可变流量的燃料调节阀，包括壳体，在壳体前端的上部设置有燃料进口，在壳体前端的中部设置有旁路回油口，在壳体后端的上部设置有燃料出口；所述燃料进口与壳体内部的进油腔相连通，在进油腔的下方设置有旁路活塞腔，所述旁路活塞腔由旁路活塞上腔和旁路活塞下腔组成，在所述旁路活塞上腔与旁路活塞下腔之间的旁路活塞腔内设置有旁路活塞，在旁路活塞下腔的内部设置有旁路活塞下侧弹簧，所述旁路活塞上腔分别与进油腔和旁路回油口相连通，并通过旁路活塞支路与旁路活塞下腔相连通；在壳体的中部设置有压差调节机构，所述压差调节机构由具有通孔的压差调节座、压差检测塞和放泄阀球组成，所述压差调节座设置在压差调节机构的上部，压差调节座的上端与壳体外的压差调节螺钉相连接，所述压差检测塞设置在压差调节座的下方，在压差调节座与压差检测塞之间设置有压差检测塞上侧弹簧，所述压差调节座与压差检测塞之间的腔体通过压差调节座上的通孔与进油腔相连通，所述压差检测塞与下方壳体之间的腔体为压差腔，所述放泄阀球设置在压差检测塞的下方，在放泄阀球与下方壳体之间设置有放泄阀球下侧弹簧；所述压差腔的底部通过旁路活塞支路分别与旁路活塞上、下腔相连通，在所述壳体后端的上部设置有阀芯，阀芯的外侧依次设置有衬套、压板弹簧和压板，阀芯外侧的腔体为阀芯前腔，阀芯内侧的腔体为阀芯后腔，所述阀芯前腔与进油腔相连通，阀芯后腔通过支路与压差检测塞与放泄阀球之间的压差腔相连通，所述燃料出口与阀芯后腔相连通，阀芯的筒壁上设置有阀芯窗口，所述阀芯前腔与阀芯后腔通过阀芯窗口相连通，阀芯的后端与壳体外的阀芯传动杆相连接。

为了确保本发明的燃料调节阀的稳定性，在所述旁路活塞支路上设置有节流孔。

所述阀芯窗口截面采用长方形、梯形或三角形。

所述压板与壳体之间通过螺栓相连接。

本发明的有益效果：

本发明的一种可变流量的燃料调节阀，具有调节稳定、流量调节范围宽的特点，在同一管路通径下，满足不同功率级别的燃气轮机的试车需求，可广泛应用于考虑兼容性燃气轮机试车台，大量节约了燃料系统费用。

附图说明

图1为本发明的一种可变流量的燃料调节阀的结构示意图；

图2为阀芯的结构示意图；

图中，1—壳体，2—燃料进口，3—进油腔，4—旁路回油口，5—旁路活塞上腔，6—旁路活塞，7—旁路活塞下腔，8—旁路活塞下侧弹簧，9--压差调节机构，10--压差调节螺钉，11—压差调节座，12—压差检测塞，13--压差检测塞上侧弹簧，14—放泄阀球，15—放泄阀球下侧弹簧，16—阀芯，17—阀芯前腔，18—阀芯后腔，19—燃料出口，20—衬套，21—压板弹簧，22—压板，23--阀芯窗口，24—阀芯传动杆，25—压差腔，26--节流孔，27—旁路活塞支路，28--旁路活塞腔，29—通孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的详细说明。

一种可变流量的燃料调节阀，包括壳体1，在壳体1前端的上部设置有燃料进口2，在壳体1前端的中部设置有旁路回油口4，在壳体1后端的上部设置有燃料出口19；所述燃料进口2与壳体1内部的进油腔3相连通，在进油腔3的下方设置有旁路活塞腔28，所述旁路活塞腔28由旁路活塞上腔5和旁路活塞下腔7组成，在所述旁路活塞上腔5与旁路活塞下腔7之间的旁路活塞腔28内设置有旁路活塞6，在旁路活塞下腔7的内部设置有旁路活塞下侧弹簧8，所述旁路活塞上腔5分别与进油腔3和旁路回油口4相连通，并通过旁路活塞支路27与旁路活塞下腔7相连通；在壳体1的中部设置有压差调节机构9，所述压差调节机构9由具有通孔29的压差调节座11、压差检测塞12和放泄阀球14组成，所述压差调节座11设置在压差调节机构9的上部，压差调节座11的上端与壳体1外的压差调节螺钉10相连接，所述压差检测塞12设置在压差调节座11的下方，在压差调节座11与压差检测塞12之间设置有压差检测塞上侧弹簧13，所述压差调节座11与压差检测塞12之间的腔体通过压差调节座11上的通孔29与进油腔3相连通，所述压差检测塞12与下方壳体1之间的腔体为压差腔25，所述放泄阀球14设置在压差检测塞12的下方，在放泄阀球14与下方壳体1之间设置有放泄阀球下侧弹簧15；所述压差腔25的底部通过旁路活塞支路27分别与旁路活塞上、下腔相连通，在所述壳体1后端的上部设置有阀芯16，阀芯16的外侧依次设置有衬套20、压板弹簧21和压板22，阀芯16外侧的腔体为阀芯前腔17，阀芯16内侧的腔体为阀芯后腔18，所述阀芯前腔17与进油腔3相连通，阀芯后腔18通过支路与压差检测塞12与放泄阀球14之间的压差腔25相连通，所述燃料出口19与阀芯后腔18相连通，所述阀芯16设置在阀芯后腔18的后端，阀芯16的筒壁上设置有阀芯窗口23，所述阀芯前腔17与阀芯后腔18通过阀芯窗口23相连通，阀芯16的后端与壳体1外的阀芯传动杆24相连接。

为了确保本发明的燃料调节阀的稳定性，在所述旁路活塞支路27上设置有节流孔26。

所述阀芯窗口23截面采用长方形、梯形或三角形，用以满足燃料调节阀不同流量范围的调节要求，其中长方形结构最大最小流量比最小，三角形结构最大最小流量比最大。

所述压板22与壳体1之间采用螺栓连接。

下面结合附图说明本发明的一次动作过程。

工作时，高压燃油从燃料进口2进入进油腔3，向后流动通过压差调节机构9上部流至阀芯前腔17，通过阀芯16后进入阀芯后腔18从燃料出口19流出，多余燃油从旁路回油口4流回燃油系统低压入口或油箱。

旋转阀芯传动杆24，调节阀芯窗口23截面面积，以便调节通过燃料调节阀的流量。

当燃料调节阀供油不变的情况下，旋转阀芯传动杆24，当调大阀芯窗口23截面面积时，通过燃料调节阀流量亦增大，从而燃料调节阀阀芯后腔18的压力增大，使与之连通的压差调节机构9下部压力升高，使压差检测塞12向上移动，同时对放泄阀球14产生更大的向下的压力，使之向下移动，此时燃油即可通过放泄阀球14流通至旁路活塞下腔7，使旁路活塞下腔7的燃油压力增大，从而在燃油压力和旁路活塞下侧弹簧8的弹簧力的共同作用下，旁路活塞6向上移动，使旁路回油口4流通面积减少，降低了回油流量，同时使更多的燃油聚集在进油腔3，使进油腔3压力增高，此时压差检测塞12再次向下侧移动回复原位，而放泄阀球14会在其上、下方压力稳定后，在放泄阀球下侧弹簧15的作用下回复原位，形成新的稳定点，此时虽然在压差检测塞12的上部和下部压力均有所变化，但二者压差并不变，即燃料调节阀进油腔3和阀芯后腔18压差不变。

旋转阀芯传动杆24，当调小阀芯窗口23截面面积时，通过燃料调节阀流量亦减小，从而燃料调节阀阀芯后腔18的压力减小，使与之连通的压差调节机构9下部压力降低，使压差检测塞12向下移动，同时对放泄阀球14产生更大的向下的推力，推动放泄阀球14向下移动，使旁路活塞下腔7与阀芯后腔18连通，此时由于阀芯后腔18压力的减小，旁路活塞6在进油腔3压力的作用下向下移动，旁路回油流量增大，从而使进油腔3压力降低，此时压差检测塞12再次向上侧移动回复原位，而放泄阀球14会在其上、下方压力稳定后，在放泄阀球下侧弹簧15的作用下回复原位，再次形成新的稳定点，此时虽然在压差检测塞12的上部和下部压力均再次有所变化，但二者压差仍不变，即燃料调节阀进油腔3和阀芯后腔18压差不变。

当需要调节压差时，调节燃料调节阀上部的压差调节螺钉10即可。当向内旋入压差调节螺钉10时，压差检测塞上侧弹簧13的弹簧力将会增大，从而需要与之连通的阀芯后腔18提供更大的压力才能使压差检测塞12动作，即此时进油腔3与阀芯后腔18的压差会有所减小；反之，当向外旋出压差调节螺钉10时，压差检测塞上侧弹簧13的弹簧力将会减小，从而需要与之连通的阀芯后腔18提供较小的压力就会使压差检测塞12动作，即此时进油腔3与阀芯后腔18的压差会有所增大。

节流孔26用于限制流入旁路活塞下腔7燃油的流速，以避免在燃料流量突增或突减时，由于燃料调节阀阀芯后腔18压力突然变化，导致旁路活塞6快速动作而产生波动，确保本发明的燃料调节阀的稳定性。

在阀体设计时，充分考虑了阀芯16易拆卸功能，仅将阀芯16外侧的压板22从壳体1上拆除，再依次将压板弹簧21及衬套20相继拆下来后，即可从阀芯后腔18将阀芯16拆除，更换合适的阀芯16。

Claims (3)

1.一种可变流量的燃料调节阀，其特征在于包括壳体，在壳体前端的上部设置有燃料进口，在壳体前端的中部设置有旁路回油口，在壳体后端的上部设置有燃料出口；所述燃料进口与壳体内部的进油腔相连通，在进油腔的下方设置有旁路活塞腔，所述旁路活塞腔由旁路活塞上腔和旁路活塞下腔组成，在所述旁路活塞上腔与旁路活塞下腔之间的旁路活塞腔内设置有旁路活塞，在旁路活塞下腔的内部设置有旁路活塞下侧弹簧，所述旁路活塞上腔分别与进油腔和旁路回油口相连通，并通过旁路活塞支路与旁路活塞下腔相连通；在壳体的中部设置有压差调节机构，所述压差调节机构由具有通孔的压差调节座、压差检测塞和放泄阀球组成，所述压差调节座设置在压差调节机构的上部，压差调节座的上端与壳体外的压差调节螺钉相连接，所述压差检测塞设置在压差调节座的下方，在压差调节座与压差检测塞之间设置有压差检测塞上侧弹簧，所述压差调节座与压差检测塞之间的腔体通过压差调节座上的通孔与进油腔相连通，所述压差检测塞与下方壳体之间的腔体为压差腔，所述放泄阀球设置在压差检测塞的下方，在放泄阀球与下方壳体之间设置有放泄阀球下侧弹簧；所述压差腔的底部通过旁路活塞支路分别与旁路活塞上、下腔相连通，在所述壳体后端的上部设置有阀芯，阀芯的外侧依次设置有衬套、压板弹簧和压板，阀芯外侧的腔体为阀芯前腔，阀芯内侧的腔体为阀芯后腔，所述阀芯前腔与进油腔相连通，阀芯后腔通过支路与压差检测塞与放泄阀球之间的压差腔相连通，所述燃料出口与阀芯后腔相连通，阀芯的筒壁上设置有阀芯窗口，所述阀芯前腔与阀芯后腔通过阀芯窗口相连通，阀芯的后端与壳体外的阀芯传动杆相连接；所述阀芯窗口截面采用长方形、梯形或三角形。

2.根据权利要求1所述的一种可变流量的燃料调节阀，其特征在于在所述旁路活塞支路上设置有节流孔。

3.根据权利要求1所述的一种可变流量的燃料调节阀，其特征在于所述压板与壳体之间通过螺栓相连接。