CN105756722B - 可倒车涡轮通流切换阀 - Google Patents

Abstract

一种可倒车涡轮通流切换阀，涉及能源动力设备技术领域，它包括外层机匣、内层机匣和中间机匣，中间机匣与外层机匣形成空白区域为外涵道，中间机匣与内层机匣形成空白区域为内涵道，外层机匣内通过锚固螺栓设有机构驱动杆，机构驱动杆通过锚固螺栓与机构连杆一端连接，机构连杆另一端通过锚固螺栓与机构驱动阀本体连接，机构驱动阀本体活动连接在中间机匣上，机构驱动阀本体旋转搭接在外层机匣上，处于第一位置，机构驱动阀本体旋转搭接在内层机匣上，处于第二位置。可倒车涡轮通流切换阀可以对燃机内部气流进行切换，实现自由涡轮反转；结构安全可靠，保证在恶劣的工况下稳定工作；密封性好，保证在增加倒车机构时相对于原型功率损失在5%以内。

Description

可倒车涡轮通流切换阀

技术领域：

本发明涉及能源动力设备井技术领域，具体涉及可倒车涡轮通流切换阀。

背景技术：

燃气轮机从诞生之日起，便因功率密度大、反应迅速等特点，受到各国海军青睐，成为水面大型舰艇的主要动力设备。美国、英国和俄罗斯纷纷研制了多型装备燃气轮机的水面舰艇，燃气轮机设计技术日臻完善。我国经过引进先进的舰船燃气轮机技术，并通过国产化研制工作，大大提高了我国舰船燃气轮机的技术水平，但燃气轮机前沿科学技术要落后于前述的发达国家。西方国家从70年代就开始研究燃气轮机直接倒车涡轮技术，目前俄罗斯已经实船应用。我国还没有开展燃气轮机直接倒车涡轮技术研究工作。

作为海军主要动力装置之一的燃气轮机，虽有许多重要的优点，然而它不能直接倒车仍是一大缺陷，多年来，人们为了解决燃气轮机的倒车问题，曾付出了许多劳动，但是都没有得到一个比较理想的结果。目前我国舰船燃气轮机的倒车问题是通过可调螺距螺旋桨来实现的。虽然可调螺距螺旋桨使用的是常规齿轮箱，并能提供平衡的推力控制，但它存在一定的限制和一些严重缺点。首先，它传递功率的上限为33MW，超过这一功率后要付出较大的代价。其次，与大功率燃气轮机匹配的可调螺距螺旋桨、轴系和轴承等部件的尺寸、重量比常规的定螺距螺旋桨要大得多，而且更加昂贵。与定螺距螺旋桨相比水下部件更大的尺寸导致了在全功率下增加10%的船体阻力，而在巡航工作下增加6%的阻力，并且可调螺距螺旋桨的构造复杂、维修难度大，特别是在大功率燃气轮机上使用将使设计和系统更加复杂。鉴于此，需要针对燃气轮机本身去研究倒车的途径，于是出现了直接倒车的燃气轮机，即燃气轮机同时具有正反转的能力，倒车功率由燃气轮机直接提供。

发明内容：

本发明的目的是提供一种可倒车涡轮通流切换阀，以解决现有的燃气轮机无法实现直接倒车而发明的，实现气流转换，进而实现直接倒车。

本发明采用的技术方案为：可倒车涡轮通流切换阀，包括外层机匣、内层机匣和中间机匣，中间机匣与外层机匣形成空白区域为外涵道，中间机匣与内层机匣形成空白区域为内涵道，外层机匣内通过锚固螺栓设有机构驱动杆，机构驱动杆通过锚固螺栓与机构连杆一端连接，机构连杆另一端通过锚固螺栓与机构驱动阀本体连接，机构驱动阀本体活动连接在中间机匣上，机构驱动阀本体旋转搭接在外层机匣上，处于第一位置，机构驱动阀本体旋转搭接在内层机匣上，处于第二位置。

所述的机构驱动阀本体的工作温度范围为0度～900度。

本发明的有益效果是：

1.可以对燃机内部气流进行切换，实现自由涡轮反转；

2.结构安全可靠，保证在恶劣的工况下稳定工作；

3.密封性好，保证在增加倒车机构时相对于原型功率损失在5%以内。

附图说明：

图1是本发明机构平面图。

图2是切换阀为第二位置状态结构示意图。

图3是切换阀为第一位置状态结构示意图。

具体实施方式：

参照各图，可倒车涡轮通流切换阀，包括外层机匣1、内层机匣5和中间机匣6，中间机匣6与外层机匣1形成空白区域为外涵道7，中间机匣6与内层机匣5形成空白区域为内涵道8，外层机匣1内通过锚固螺栓设有机构驱动杆3，机构驱动杆3通过锚固螺栓与机构连杆2一端连接，机构连杆2另一端通过锚固螺栓与机构驱动阀本体4连接，机构驱动阀本体4活动连接在中间机匣6上，机构驱动阀本体6旋转搭接在外层机匣1上，处于第一位置401，机构驱动阀本体6旋转搭接在内层机匣5上，处于第二位置402。所述的机构驱动阀本体4的工作温度范围为0度～900度。

具体实施方式一：

由中间机匣6同内层机匣5和外层机匣1组成了内外两个涵道，当切换阀处于第一位置401时，外涵道7被封闭，内涵道8开通，此时切换阀情况如图3所示，各个机构驱动阀本体4之间的“三角形”区域可由机匣伸出的部分进行密封，保证在第一位置401，机构驱动阀本体4能够形成一个封闭空间。当切换阀处于第二位置402时，外涵道8打开，同时内涵道7封闭，各个机构驱动阀本体4一同组成一个封闭的区域，这个区域是一个圆锥面，如图2所示，这样的布置就可以实现气流在内外涵道之间的切换，进而实现不同涵道的气体推动涡轮的正转或者反转，实现直接倒车。

具体实施方式二：

安装方式同具体实施方式一，但根据燃机结构的不同，在内层机匣5和中间机匣6以及中间机匣6和外层机匣1之间增加支撑，机构驱动阀体4在开关的位置，可以采用机构驱动阀体4同支撑密封的方式，减少每个机构驱动阀体4圆周方向的角度跨度，容易加工同时也增加机匣之间的支撑。

具体实施方式三：

安装方式同具体实施方式一，机构驱动阀体4在第一位置401时，同机匣伸出的密封支撑块一起组成一个圆锥面，在第二位置402时，则不是圆锥面，但仍可以通过机构驱动阀体4的相互密封来保证封闭空间。

本可倒车涡轮通流切换阀采用新的材料对连接和传动关节处进行加工，满足高温高压的恶劣工作条件；机构驱动阀体4无论在打开还是关闭都设计成可以密封的环状结构，防止漏气；同时，燃机自由涡轮设计成带有内涵道8和外涵道7的结构，满足切换阀切换气流流道的条件。

本可倒车涡轮通流切换阀工作温度范围从0摄氏度到900摄氏度；可根据内涵道8和外涵道7的压差大小调整机构驱动杆3的结构强度；整圈的切换阀数量，可随着机组直径大小进行调整。

综上所述，本可倒车涡轮通流切换阀，可以对燃机内部气流进行切换，实现自由涡轮反转；结构安全可靠，保证在恶劣的工况下稳定工作；密封性好，保证在增加倒车机构时相对于原型功率损失在5%以内。

Claims (1)

1.一种可倒车涡轮通流切换阀，包括外层机匣（1）、内层机匣（5）和中间机匣（6），其特征在于：中间机匣（6）与外层机匣（1）形成空白区域为外涵道（7），中间机匣（6）与内层机匣（5）形成空白区域为内涵道（8），外层机匣（1）内通过锚固螺栓设有机构驱动杆（3），机构驱动杆（3）通过锚固螺栓与机构连杆（2）一端连接，机构连杆（2）另一端通过锚固螺栓与机构驱动阀本体（4）连接，机构驱动阀本体（4）活动连接在中间机匣（6）上，机构驱动阀本体（6）旋转搭接在外层机匣（1）上，处于第一位置（401），机构驱动阀本体（6）旋转搭接在内层机匣（5）上，处于第二位置（402）,机构驱动阀本体（4）的工作温度范围为0度～900度。