CN110735933A - 应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀，包括第一阀座、第一阀芯、第一驱动组件、第二阀座、第二阀芯以及第二驱动组件；第一阀座上开设第一流通孔，第一阀芯设于第一阀座上，第一驱动组件与第一阀芯传动连接，第一驱动组件用于驱动第一阀芯运动以使第一阀芯开启或封闭第一流通孔；第二阀座设于第一阀芯上，第二阀座开设第二流通孔，第二阀芯设于第二阀座上，第二驱动组件与第二阀芯传动连接，第二驱动组件用于驱动第二阀芯运动以使第二阀芯开启或封闭第二流通孔。第一流通孔用于对极大流量流通线性调解，第二流通孔用于对极小流量进行线性调节，通过第一流通孔与第二流通孔交替打开实现极大流量与极小流量之间灵活切换。

Description

应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀
技术领域
本发明涉及调节阀技术领域，尤其涉及一种应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀。
背景技术
调节阀应用于发电供热设备，通过在中压缸和低压缸之间设置调节阀控制流入低压缸的流量。非供热期间，通过调节阀进入低压缸的通流量极大，满足发电需要；供热期间，机组实现低压缸“零功率”，满足供热需求，需要进入低压缸的流量极小，极大值与极小值相差二十多倍。但现有调节阀在小流量控制方面，难以做到极小流量线性调节以及难以做到进入低压缸的通流量的极限流量之间的灵活切换。
因此，有必要提供一种新的应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀来解决上述技术问题。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀，旨在解决进入低压缸的流通量在极小流量下难以线性调节以及难以控制极大流量与极小流量之间灵活切换的问题。
为实现上述目的，本发明提出的应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀，包括，第一阀座、第一阀芯、第一驱动组件、第二阀座、第二阀芯以及第二驱动组件；所述第一阀座上开设第一流通孔，所述第一阀芯设于所述第一阀座上，所述第一驱动组件与所述第一阀芯传动连接，所述第一驱动组件用于驱动所述第一阀芯运动以使所述第一阀芯开启或封闭所述第一流通孔；所述第二阀座设于所述第一阀芯上，所述第二阀座开设所述第二流通孔，所述第二阀芯设于所述第二阀座上，所述第二驱动组件与所述第二阀芯传动连接，所述第二驱动组件用于驱动所述第二阀芯运动以使所述第二阀芯开启或封闭所述第二流通孔。
优选地，所述第一阀芯包括芯轴、以及设于所述芯轴相对两侧的蝶板，所述第一驱动组件与所述芯轴传动连接，所述芯轴与所述第一阀座转动连接，所述第一驱动组件用于驱动所述芯轴相对所述第一阀座转动，以使所述蝶板开启或封闭所述第一流通孔。
优选地，所述第二阀芯包括芯杆、以及设于所述芯杆相对两侧的阀瓣，所述第二驱动组件与所述芯杆传动连接，所述芯杆与所述第二阀座转动连接，所述第二驱动组件用于驱动所述芯杆相对所述第二阀座转动，以使所述阀瓣开启或封闭所述第二流通孔。
优选地，所述第二阀座设于所述芯轴上，所述芯轴内形成有沿所述芯轴的轴向延伸的通道，所述通道与所述第二流通孔连通，所述芯杆穿过所述第二阀座和所述通道后与所述第二驱动组件传动连接。
优选地，所述第一驱动组件包括驱动轴、套设于所述驱动轴上的主动轮以及套设于所述芯轴上的从动轮，所述主动轮与所述从动轮啮合，所述驱动轴带动所述主动轮转动，所述主动轮与所述从动轮啮合传动以带动所述芯轴转动。
优选地，所述从动轮的端面上设置有安装座，所述第二驱动组件设于所述安装座上。
优选地，所述主动轮与所述从动轮的传动比大于1。
优选地，所述第二驱动组件包括输出轴和万向节，所述万向节的一端与所述输出轴连接，所述万向节的另一端与所述芯杆连接。
优选地，所述第二流通孔的面积为所述第一流通孔的面积的3％-5％。
优选地，所述第一阀芯上设有与所述第二阀座连接的加强筋。
本发明技术方案中，应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀设于中压缸和低压缸之间，用于调节流入低压缸的蒸汽流量。当需要大流量进入低压缸时，开启第一流通孔，第一驱动组件驱动第一阀芯，用于调节第一流通孔的大小，实现大流量时的线性调节；当需要小流量进入低压缸时，关闭第一流通孔打开第二流通孔，第二驱动组件驱动第二阀芯，用于调节第二流通孔的大小，实现小流量时的线性调节；当需要完全隔断中压缸和低压缸时，第一阀芯封闭第一流通孔，第二阀芯封闭第二流通孔。本发明的应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀能够通过第一流通孔与第二流通孔交替打开实现极大流量与极小流量之间灵活切换。上述应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀的结构，克服了零功率改造增加联通管带来的膨胀不畅引起振动和机房平台的美观，同时减少了投资和缩短工期。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施例中应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀的一状态的结构示意图；
图2为本发明实施例中应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀的另一状态的结构示意图；
图3为本发明实施例中应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀的又一状态的结构示意图；
图4为本发明实施例中第一阀芯与第二阀芯安装结构示意图。
附图标号说明：
Figure BDA0002248320140000031
Figure BDA0002248320140000041
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等应做广义理解，例如，“固定”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
另外，本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
如图1、图2和图3所示，本发明一具体实施例中，应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀100包括第一阀座200、第一阀芯300、第一驱动组件400、第二阀座500、第二阀芯600以及第二驱动组件700；第一阀座200上开设第一流通孔210，第一阀芯300设于第一阀座200上，第一驱动组件400与第一阀芯300传动连接，第一驱动组件400用于驱动第一阀芯300运动以使第一阀芯300开启或封闭第一流通孔210；第二阀座500设于第一阀芯300上，第二阀座500开设第二流通孔510，第二阀芯600设于第二阀座500上，第二驱动组件700与第二阀芯600传动连接，第二驱动组件700用于驱动第二阀芯600运动以使第二阀芯600开启或封闭第二流通孔510。
上述技术方案中，应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀100设于中压缸和低压缸之间，用于调节流入低压缸的蒸汽的流量。当需要大流量进入低压缸时，开启第一流通孔210，第一驱动组件400驱动第一阀芯300，用于调节第一流通孔210的大小，实现大流量时的线性调节；当需要小流量进入低压缸时，关闭第一流通孔210打开第二流通孔510，第二驱动组件700驱动第二阀芯600，用于调节第二流通孔510的大小，实现小流量时的线性调节；当需要完全隔断中压缸和低压缸时，第一阀芯300封闭第一流通孔210，第二阀芯600封闭第二流通孔510。本发明的应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀100能够通过第一流通孔210与第二流通孔510交替打开实现极大流量与极小流量之间灵活切换。上述应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀100的结构，克服了零功率改造增加联通管带来的膨胀不畅引起振动和机房平台的美观，同时减少了投资和缩短工期。
其中，第二阀座500与第一阀芯300密封连接，防止气体从第二阀座500与第一阀芯300间的空隙处溢出，避免造成无法完全隔断中压缸与低压缸的情况。
具体地，第一阀芯300包括芯轴310、以及设于芯轴310相对两侧的蝶板320，第一驱动组件400与芯轴310传动连接，芯轴310与第一阀座200转动连接，第一驱动组件400用于驱动芯轴310相对第一阀座200转动，以使蝶板320开启或封闭第一流通孔210。第一驱动组件400驱动芯轴310相对第一阀座200转动以控制蝶板320与第一阀座200的相对位置，蝶板320与第一流通孔210的截面平行，则第一流通孔210完全封闭，蝶板320与第一流通孔210的截面垂直，则应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀100处于最大流通量状态。由此第一驱动组件400控制芯轴310的转动角度以控制第一流通孔210的开合度，实现大流量时的线性调节。
其中，第一阀座200的第一流通孔210的壁面上设置有两个密封挡板，第一阀芯300封闭第一流通孔210时，芯轴310两侧的蝶板320分别抵接与对应的密封挡板上，以使第一阀芯300封闭第一流通孔210时，第一阀芯300与第一阀座200间形成密封。
在优选的实施例中，第二阀芯600包括芯杆610、以及设于芯杆610相对两侧的阀瓣620，第二驱动组件700与芯杆610传动连接，芯杆610与第二阀座500转动连接，第二驱动组件700用于驱动芯杆610相对第二阀座500转动，以使阀瓣620开启或封闭第二流通孔510。第二驱动组件700驱动芯杆610相对第二阀座500转动以控制阀瓣620与第二阀座500的相对位置，阀瓣620与第二流通孔510的截面平行，则第二流通孔510完全封闭，阀瓣620与第二流通孔510的截面垂直，则第二流通孔510处于最大流通量状态。由此驱动组件控制芯轴310的转动角度以控制第一流通孔210的开合度，当第一流通孔210完全封闭时实现小流量时的线性调节。
其中，第二阀座500设于芯轴310上，芯轴310内形成有沿芯轴310的轴向延伸的通道，通道与第二流通孔510连通，芯杆610穿过第二阀座500和通道后与第二驱动组件700传动连接。芯轴310开设供芯杆610穿过的通道，减少芯杆610转动过程中受到的摩擦力，减少第二驱动组件700的额外功耗。
在其他的实施例中，芯轴310内形成有沿芯轴310的轴向延伸的通道，第二阀座500嵌设于通道内，芯轴310上开设有与第二流通孔510对应的开孔，第二阀芯600为与第二阀座500密封连接的活塞，第二驱动组件700驱动活塞沿上下方向运动以开启或封闭第二流通孔510。
第一驱动组件400包括驱动轴410、套设于驱动轴410上的主动轮420以及套设于芯轴310上的从动轮430，主动轮420与从动轮430啮合，驱动轴410带动主动轮420转动，主动轮420与从动轮430啮合传动以带动芯轴310转动。齿轮啮合传动有利于对第一流通孔210的开合度进行精准控制。在优选的实施例中，主动轮420与从动轮430为相互配合的锥齿轮，使用锥齿轮传动能够改变传动方向，避免第一驱动组件400与第二驱动组件700之间产生干涉。
如图1和图4所示，从动轮430的端面上设置有安装座810，第二驱动组件700设于安装座810上。当主动轮420驱动从动轮430转动时，从动轮430带动芯轴310转动以使蝶板320开启或封闭第一流通孔210，与此同时，第二驱动组件700随从动轮430的转动而转动，即第二驱动组件700驱动第二阀芯600与设置在第一阀芯300上的第二阀座500保持同步转动，并且，第二驱动组件700能够在跟随从动轮430转动的同时或当从动轮430转动到预设位置后单独驱动第二阀芯600开启或封闭第二流通孔510。
在其他的实施例中，安装座810也可以与第一阀座200连接，第二驱动组件700设于安装座810上。第一驱动组件400驱动第一阀芯300转动与第二驱动组件700驱动第二阀芯600转动之间互不干涉，即第一驱动组件400和第二驱动组件700分别单独对第一阀芯300和第二阀芯600进行驱动。
主动轮420与从动轮430的传动比大于1。即主动轮420的角速度大于从动轮430的角速度，通过控制主动轮420与从动轮430的传动比，确定第一驱动组件400与第一阀芯300间的传动关系，有利于对第一阀芯300的转动进行精准调控，也就是说，第一流通孔210的开启大小能够进行微量调节。
第二驱动组件700包括输出轴710和万向节720，万向节720的一端与输出轴710连接，万向节720的另一端与芯杆610连接。利用万向节720连接第二驱动组件700的输出轴710与芯杆610能够容纳输出轴710与芯杆610的安装位置误差，降低安装时输出轴710与芯杆610的安装精度要求。在其他的实施例中输出轴710与芯杆610之间也能够使用联轴器、同步轮等进行传动。
第一驱动组件400包括驱动件、主动轮420和从动轮430，驱动件可以是电机或气动头等具有一转动轴的驱动件，驱动轴为驱动件的转动轴；第一驱动组件400也可以包括驱动件、驱动轴410、主动轮420和从动轮430，驱动件为电缸等具有一伸缩杆的驱动件，并且伸缩轴与齿条连接，齿条与传动轮啮合，传动轮与驱动轴410连接，伸缩轴的直线运动通过齿条齿轮传动转化为驱动轴410的转动。与之类似的第二驱动组件700可以包括电机、气动头等具有一转动轴的驱动件，输出轴710为驱动件的伸缩轴，或者第二驱动组件700包括电缸等具有一伸缩杆的驱动件、输出轴710和万向节720，伸缩轴的直线运动通过齿条齿轮传动转化为输出轴710的转动。
其中，第二流通孔510的面积优选为第一流通孔210的面积的3％-5％。当第一阀芯300控制第一流通孔210的关闭达到90％时，第一阀芯300的受力将剧增，同时，线性调节控制能力降低。将第二流通孔510的面积设为第一流通孔210面积的3％至5％，当需要将第一流通孔210关闭至90％时，可以选择将第一流通孔210完全关闭，蒸汽经第二流通孔510进行调节。
第一阀芯300上可以设有与第二阀座500连接的加强筋820。由于第二阀座500需承受第二阀芯600开启或封闭第二流通孔510时的作用力，并且第一阀芯300在转动的同时需带动第二阀座500转动，在第一阀芯300与第二阀座500之间设置加强筋820能够增强第一阀芯300与第二阀座500之间的承重能力。加强筋820的数量为多个，多个加强筋820沿第二阀座500的外围均匀分布。均匀分布的加强筋820进一步提高第一阀芯300与第二阀座500之间的承重能力。
本发明中应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀100，可以在原有中压缸进入汽轮机低压缸连通阀的基础上，一是保留连通阀阀体，对连通阀的大阀芯进行改造，在大阀芯内部，开一个小孔，并配套小阀芯，形成大小两个阀芯的阀中阀，达到极大和极小流量线性控制的目的。不改变原系统的结构，不提升原连通阀的高度、不加装旁路以及旁路所辅助的设备等，不会对系统的稳定性造成影响，改造工作量极小、工期短、美观大方。
应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀100在使用状态时，蒸汽从中压缸经应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀100进入低压缸，蒸汽经应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀100调整流量可分为大流量调节和小流量调节两种情形：
大流量调节的情况下，第二阀芯600完全封闭第二流通孔510，由第一驱动组件400驱动芯轴310转动，以使蝶板320转动调节第一流通孔210的大小；小流量调节的情况下，第一阀芯300完全封闭第一流通孔210，由第二驱动组件700驱动芯杆610转动，以使阀瓣620转动调节第二流通孔510的大小；由此在中压缸和低压缸之间设置一个应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀100即可实现大流量和小流量时的流量线性调节。
应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀100在初始状态下，第一阀芯300封闭第一流通孔210，第二阀芯600封闭第二流通孔510；第一驱动组件400驱动第一阀芯300相对第一阀座200转动，第二阀座500和第二阀芯600跟随第一阀芯300转动，此时第一阀芯300控制第一流通孔210的开合度，第二阀芯600封闭第二流通孔510，此时应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀100处于大流量调节状态；由大流量调节切换为小流量调节时，第一驱动组件400驱动第一阀芯300封闭第一流通孔210，第二驱动组件700驱动第二阀芯600转动以控制第二流通孔510的开合度；小流量调节切换为大流量调节，第二驱动组件700驱动第二阀芯600封闭第二流通孔510，第一驱动组件400驱动第一阀芯300转动以控制第一流通孔210的开合度；由此，使用应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀100能够实现大流量调节和小流量调节两种调节状态的灵活切换。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀，其特征在于，包括第一阀座、第一阀芯、第一驱动组件、第二阀座、第二阀芯以及第二驱动组件；
所述第一阀座上开设第一流通孔，所述第一阀芯设于所述第一阀座上，所述第一驱动组件与所述第一阀芯传动连接，所述第一驱动组件用于驱动所述第一阀芯运动以使所述第一阀芯开启或封闭所述第一流通孔；
所述第二阀座设于所述第一阀芯上，所述第二阀座开设所述第二流通孔，所述第二阀芯设于所述第二阀座上，所述第二驱动组件与所述第二阀芯传动连接，所述第二驱动组件用于驱动所述第二阀芯运动以使所述第二阀芯开启或封闭所述第二流通孔。
2.如权利要求1所述应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀，其特征在于，所述第一阀芯包括芯轴、以及设于所述芯轴相对两侧的蝶板，所述第一驱动组件与所述芯轴传动连接，所述芯轴与所述第一阀座转动连接，所述第一驱动组件用于驱动所述芯轴相对所述第一阀座转动，以使所述蝶板开启或封闭所述第一流通孔。
3.如权利要求2所述应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀，其特征在于，所述第二阀芯包括芯杆、以及设于所述芯杆相对两侧的阀瓣，所述第二驱动组件与所述芯杆传动连接，所述芯杆与所述第二阀座转动连接，所述第二驱动组件用于驱动所述芯杆相对所述第二阀座转动，以使所述阀瓣开启或封闭所述第二流通孔。
4.如权利要求3所述应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀，其特征在于，所述第二阀座设于所述芯轴上，所述芯轴内形成有沿所述芯轴的轴向延伸的通道，所述通道与所述第二流通孔连通，所述芯杆穿过所述第二阀座和所述通道后与所述第二驱动组件传动连接。
5.如权利要求3所述应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀，其特征在于，所述第一驱动组件包括驱动轴、套设于所述驱动轴上的主动轮以及套设于所述芯轴上的从动轮，所述主动轮与所述从动轮啮合，所述驱动轴带动所述主动轮转动，所述主动轮与所述从动轮啮合传动以带动所述芯轴转动。
6.如权利要求5所述应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀，其特征在于，所述从动轮的端面上设置有安装座，所述第二驱动组件设于所述安装座上。
7.如权利要求5所述应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀，其特征在于，所述主动轮与所述从动轮的传动比大于1。
8.如权利要求3所述应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀，其特征在于，所述第二驱动组件包括输出轴和万向节，所述万向节的一端与所述输出轴连接，所述万向节的另一端与所述芯杆连接。
9.如权利要求1至8任一项所述的应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀，其特征在于，所述第二流通孔的面积为所述第一流通孔的面积的3％-5％。
10.如权利要求1至8任一项所述的应用于汽轮机低压缸零功率的阀中阀，其特征在于，所述第一阀芯上设有与所述第二阀座连接的加强筋。
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