CS269622B1

CS269622B1 - Take-back flap

Info

Publication number: CS269622B1
Application number: CS888493A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Ing Ira; Jiri Ing Fiala
Original assignee: Jaroslav Ing Ira; Fiala Jiri
Priority date: 1988-12-21
Filing date: 1988-12-21
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS849388A1

Abstract

Řeěení spadá do oblasti parních tur bin s odběrem páry a řeší konstrukčně leh kou a přitom parotěsnou klapku o malé sta vební délce. Podstatou zpětné klapky je vytvoření závěsu klapky s přesně zjištěnou excentricitou vůči ose dutého tělesa klap ky a dále ve vytvoření kuželových těsní*· cích ploch jednak kuželového sedla umístě ného v dutém tělese klapky a jednak obvo dové kuželové plochy talíře, jejichž para metry jsou rovněž určeny v přesném rozme zí. V závěsech upevněných na talíři s ob vodovou kuželovou plochou jsou uloženy če py talíře, jejichž osy jsou vzhledem k ose dutého tělesa excentrické. Zevně jsou k dutému tělesu klapky, opatřenému kuželovým sedlem připevněny proti sobě nosič tlumice a konzola. Otvorem konzoly prochází jeden z čepu talíře ukončený souběžnými rameny. V nich jsou v podstatě pod sebou uloženy čepy pístnic servopohonu uloženého na kon zole a tlumiče. Ramena jsou ukončena pro tizávažím.The solution falls into the area of steam turbines with steam extraction and solves the problem of a structurally light and at the same time steam-tight damper with a short construction length. The essence of the check damper is to create a damper hinge with a precisely determined eccentricity with respect to the axis of the hollow damper body and further in the creation of conical sealing surfaces on the one hand of a conical seat located in the hollow damper body and on the other hand of the peripheral conical surface of the plate, the parameters of which are also determined within a precise range. In the hinges mounted on the plate with a peripheral conical surface, the plate pins are placed, the axes of which are eccentric with respect to the axis of the hollow body. On the outside, a damper carrier and a console are attached opposite each other to the hollow damper body, provided with a conical seat. One of the plate pins, terminated with parallel arms, passes through the opening of the console. They essentially contain the piston rod pins of the servo drive mounted on the console and the shock absorbers. The arms are terminated with counterweights.

Description

Vynález ae týká konstrukčního uspořádání zpětné klapky, zabudované např. do odběrového potrubí parní turbiny s odběrem páry.The invention relates to the structural arrangement of a check valve, built into, for example, the intake pipe of a steam turbine with steam intake.

Dosavadní konstrukce uzávěrů odběrových potrubí parních turbin používají odběrových klapek, které jsou konstruovány jako přímě se zavěšeným talířem na výkyvném řemeni. Klapky jsou vybaveny vzduchovým servomotorem zajišťujícím uzavření klapky v případě nedostatečné síly od zpětného proudu. Servomotor je umístěn na víku odlitého přírubového tělesa klapky ve svislé poloze kolmé na podélnou osu klapky. Nevýhodou této konstrukce je značná hmotnost klapek, potřebný velký stavební prostor, délka i výška a konstrukční obtíže u větších světlostí. Je známa i konstrukce zpětné klapky pro menší průtokové průřezy s ku· želovitou plochou sedla i talíře, kde kuželovitá plocha sedla je větší tloušťky než kuželovitá plocha talíře a přečnívající části jsou zkoseny, aby nebránily pohybu talíře. Geometrie těchto ploch je určena geometrickým způsobem. Nevýhodou takového řešení je obtížná výroba, při níž je nutno nejprve obrobit sedlo, pak talíř a po složení těchto součástí upravit na kuželové ploše sedla přesahy přes šířku talíře. Tyto přesahy se pak obrobí a hledá se střed čepu pro zavěšení talíře. Přes výrobní obtíže není vždy zamlčena dostatečná přesnost zavěšení talíře.The existing designs of steam turbine intake pipe closures use intake flaps, which are designed as straight lines with a suspended disc on a swing belt. The flaps are equipped with an air servomotor ensuring the closure of the flap in the event of insufficient force from the reverse flow. The servomotor is located on the lid of the cast flanged body of the flap in a vertical position perpendicular to the longitudinal axis of the flap. The disadvantage of this design is the considerable weight of the flaps, the large construction space required, length and height and design difficulties with larger clearances. A design of a check flap for smaller flow cross-sections with a conical surface of the seat and the disc is also known, where the conical surface of the seat is thicker than the conical surface of the disc and the protruding parts are beveled so as not to hinder the movement of the disc. The geometry of these surfaces is determined geometrically. The disadvantage of such a solution is the difficult production, in which it is necessary to first machine the seat, then the plate and after assembling these parts, adjust the overlaps on the conical surface of the seat over the width of the plate. These overlaps are then machined and the center of the pin for hanging the plate is found. Despite the manufacturing difficulties, sufficient accuracy of hanging the plate is not always concealed.

Další možná konstťukce představuje motýlovou klapku s excentricky uloženým talířem a s dosedací plochou, kolmou na osu klapky. Těsnost této klapky je zajišťována vloženým těsnicím elementem na obvodu talíře, který bývá zdrojem váznutí či znehybnění klapky.Another possible construction is a butterfly valve with an eccentrically mounted disc and a seating surface perpendicular to the axis of the valve. The tightness of this valve is ensured by an inserted sealing element on the periphery of the disc, which is a source of jamming or immobilization of the valve.

Výše uvedené nedostatky bylo nutno omezit vytvořením jiného konstrukčního uspořádání uzávěru odběrového potrubí, jímž je zpětná klapka podle vynálezu. Sestává zejména z dutého tělesa klapky, v němž je vytvořeno sedlo s kuželovou dosedací plochou, z talíře připojeného výkyvné k dutému tělesu klapky pomocí závěsů a čepů uložených v ložiskách, v protizávaží, tlumiče a servopohonu. V závěsech, upevněných na talíři s obvodovou kuželovou plochou jsou uloženy čepy talíře, jejichž osy jsou vzhledem k ose dutého tělesa klapky excentrické. Podstata vynálezu spočívá v tom, že excentricita osy čepů talíře vzhledem k ose dutého tělesa je dána poměrem dvojnásobku největšího průměru kuželového sedla dutého tělesa klapky a trojnásobku Ludolfova čísla#'. Podstata vynálezu spočívá také v tom, že kuželovitost i tloušťka kuželového sedla dutého tělesa klapky a obvodové kuželové plochy talíře jsou stejné a jejich kuželovitost je určena mezemi minimálního úhlu definovaného jako are tg poměru poloviny největšího průměru kuželového sedla zmenšeného o hodnotu excentrlcity a této excentricity zmenšené o výšku kužele kuželového sedla a maximálního úhlu definovaného jako are tg poměru poloviny nejmenšího průměru kuželového sedla zmenšeného o hodnotu excentricity a této excentricity.The above-mentioned shortcomings had to be reduced by creating a different structural arrangement of the sampling pipe closure, which is a check valve according to the invention. It consists mainly of a hollow valve body, in which a seat with a conical seating surface is formed, of a plate connected in a pivotable manner to the hollow valve body by means of hinges and pins mounted in bearings, in a counterweight, a damper and a servo drive. In the hinges, fixed on the plate with a peripheral conical surface, the plate pins are mounted, the axes of which are eccentric with respect to the axis of the hollow valve body. The essence of the invention lies in the fact that the eccentricity of the axis of the plate pins with respect to the axis of the hollow body is given by the ratio of twice the largest diameter of the conical seat of the hollow valve body and three times the Ludolf number#'. The essence of the invention also lies in the fact that the conicity and thickness of the conical seat of the hollow body of the valve and the peripheral conical surface of the disc are the same and their conicity is determined by the limits of the minimum angle defined as are tg of the ratio of half of the largest diameter of the conical seat reduced by the value of the eccentricity and this eccentricity reduced by the height of the cone of the conical seat and the maximum angle defined as are tg of the ratio of half of the smallest diameter of the conical seat reduced by the value of the eccentricity and this eccentricity.

Výhodou zpětné odběrové klapky podle vynálezu je dosažení optimální těsnosti pro použití v páře bez vloženého těsnicího elementu, malá konstrukční délka, značná úspora hnot nosti a možnost alternativních verzí použití tlumiče či servopohonu. Použití impulsního servopohonu navíc zvyšuje jistotu uzavření klapky v případě mechanické závady, např. při zvýšeném tření v čepu talíře.The advantage of the return flap according to the invention is the achievement of optimal tightness for use in steam without an inserted sealing element, short construction length, significant weight savings and the possibility of alternative versions of using a damper or servo drive. The use of an impulse servo drive also increases the reliability of closing the flap in the event of a mechanical fault, e.g. in the event of increased friction in the disc pin.

Na.připojeném výkresu je znázorněn příklad skutečného provedení zpětné odběrové klaply podle vynálezu. Na obr. 1 je znázorněn její podélný řez, na obr. 2 příčný řez a na obr. 3 boční pohled na uspořádání zpětné odběrové klapky.The attached drawing shows an example of an actual embodiment of a non-return valve according to the invention. Fig. 1 shows a longitudinal section, Fig. 2 a cross-section and Fig. 3 a side view of the arrangement of the non-return valve.

Jak je patrno z obr. 1 a 2, sestává toto příkladné provedení zejména z dutého tělesa 1_, ložisek W, talíře 2 se závěsy 20 a čepy 11, z protizávaží 4, tlumiče £ uloženého na nosiči 50 a servopohonu 6 uloženého na konzole 60. V dutém tělese 1_ je vytvořeno kuželové sedlo 12 obvodovou kuželovou plochou 22 talíře 2. Základový úhel kužele kuželového sedla 12 vycházející z geometrických rozměrů klapky musí umožnit těsnicí funkci a současně i bezpečné protočení klapky ve směru otevírání. Skrze stěny dutého tělesa 1_ prochází mimo horizontální osu s excentricitou e ložiska 10, která jsou k těmto stěnám připevněna, V ložiskách 10 jsou uloženy čepy 11 talíře 2. tak, že jejich vnitřní konce zasahují do otvorů závěsů 20, v nichž jsou upevněny, a vnější konec levého čepu talíře 2 podle obr. 2 je prodloužen tak, že prochází konzolou 60 a končí spojením s jednou polovinou dvojité páky 40As can be seen from Fig. 1 and 2, this exemplary embodiment consists mainly of a hollow body 1_, bearings W, a plate 2 with hinges 20 and pins 11, a counterweight 4, a damper £ mounted on a carrier 50 and a servo drive 6 mounted on a console 60. In the hollow body 1_, a conical seat 12 is formed by a peripheral conical surface 22 of the plate 2. The base angle of the cone of the conical seat 12 based on the geometric dimensions of the damper must enable the sealing function and at the same time a safe rotation of the damper in the opening direction. Through the walls of the hollow body 1_, outside the horizontal axis, with an eccentricity e, bearings 10 pass, which are attached to these walls. The pins 11 of the plate 2 are mounted in the bearings 10, so that their inner ends extend into the holes of the hinges 20 in which they are attached, and the outer end of the left pin of the plate 2 according to Fig. 2 is extended so that it passes through the console 60 and ends by connecting with one half of the double lever 40

CS 269 622 B1 protizávaží £, Páka 40 je tvarována do tupého úhlu, tak že zvyšuje účinek protizávaží £ nasunutého na šroub, který vychází z konce páky 40 protizávaží £, Jeho matice jednek zamezuje sklouznutí protizávaží £ a jednak umožňuje fixovat jeho polohu v závislosti na požadovaném klopném momentu talíře 2. Protože je proti závaží £· umístěno mimo dutého tělesa £ klapky, nevznikají uvnitř tohoto dutého tělesa £ žádné přídavné ztráty proudění. V rozšířené partii páky 40 protizávaží £ jsou provedeny v podstatě pod sebou dva otvory pro čep 41 pístnice tlumiče 2 ^a čep 42 pístnice servopohonu 6. Opačný konec tlumiče 2 je čepem, procházejícím vidlicí nosiče 50, upevněn prostřednictvím svého oka k tomuto nosiči 50» který je připevněn ke vnějšímu plášti dutého tělesa £ klapky. Proti nosiči 5C je ke vnějšímu plášti tohoto dutého tělesa £ klapky připevněna konzola 60, která nese na své šikmé podložce servopohon 6.,CS 269 622 B1 counterweight £, The lever 40 is shaped at an obtuse angle, so that it increases the effect of the counterweight £ slid onto the screw that comes out of the end of the counterweight £ lever 40, Its nut on the one hand prevents the counterweight £ from slipping and on the other hand allows its position to be fixed depending on the desired tilting moment of the plate 2. Since the counterweight £ is located outside the hollow body £ of the damper, no additional flow losses arise inside this hollow body £. In the extended part of the counterweight £ lever 40, two holes are made essentially one below the other for the pin 41 of the piston rod of the damper 2 ^and the pin 42 of the piston rod of the servo drive 6. The opposite end of the damper 2 is fixed by a pin passing through the fork of the carrier 50 through its eye to this carrier 50» which is attached to the outer shell of the hollow body £ of the damper. Opposite the carrier 5C, a bracket 60 is attached to the outer shell of this hollow body £ of the damper, which carries the servo drive 6 on its inclined support.

Těsnost zpětné odběrové klapky podle vynálezu je zajištěna vzájemným dosednutím kuželových ploch talíře 2, a kuželového sedla 12 v dutém tělese £ klapky bez vloženého těsnicího elementu. Zvolený základový úhel »4 kuželového sedla 12 musí zajistit těsnost klapky a její spolehlivé protočení, bez váznutí v těsnicí ploše. Základový úhelkužele l:u«r zelového sedla 12 i obvodové kuželové plochy 22 talíře 2. se určí v závislosti na excentricitě e uložení talíře £ klapky a těsnicích průměrů dle obr. 1 taktos základový úhelp< min,Kmax ^kd*^2s D./2 - e ,4 min = aro tg —The tightness of the return valve according to the invention is ensured by the mutual seating of the conical surfaces of the disc 2 and the conical seat 12 in the hollow body £ of the valve without an inserted sealing element. The selected base angle »4 of the conical seat 12 must ensure the tightness of the valve and its reliable rotation, without jamming in the sealing surface. The base angle of the cone l:u«r of the conical seat 12 and the peripheral conical surface 22 of the disc 2. is determined depending on the eccentricity e of the disc £ of the valve and the sealing diameters according to Fig. 1, as follows: base anglep< min,Kmax ^kd * ^2s D./2 - e,4 min = aro tg —

D₂/2 - e <Amax = are tg -----e ^2D1 ' e = — kde znamenají:D ₂ /2 - e <Amax = are tg -----e ^2D 1 ' e = — where they mean:

4min ............ minimální základový úhel $lmax ............ největší základový úhel D1 ............ největší průměr kuželového sedla £2.4min ............ minimum base angle $lmax ............ largest base angle D1 ............ largest diameter of conical seat £2.

D2 .......... .· nejmenší průměr kuželového sedla 12.D2 .......... .· smallest diameter of the conical seat 12.

e ............ excentricita, tj. vzdálenost mezi osou dutého tělesa £ klapky a osou čepů 11 talíře 2, která je stejná jako vzdálenost vertikálních os čepů 11 talíře 2 od nejmenšího průměru D2 kuželového sedla 12 t ‘ ............ výška kuželového sedla 12e ............ eccentricity, i.e. the distance between the axis of the hollow body £ of the damper and the axis of the pins 11 of the plate 2, which is the same as the distance of the vertical axes of the pins 11 of the plate 2 from the smallest diameter D2 of the conical seat 12 t ‘ ............ height of the conical seat 12

Vzhledem k excentrickému uložení talíře 2 klapky a kolmosti dosedacích ploch kuželového sedla 12. a obvodové kuželové plochy 22 talíře 2 k ose klapky musí mít talíř 2 protizávaží £. Konstrukční uspořádání umožňuje různé varianty ovládání klapky. Funkce klepky vyplývá z jejího alternativního konstrukčního uspořádání. Klapka se otevírá působením tlakového spádu na talíř 2. Okamžik otevření nastává, když je moment od tlakové síly vyrovnán s momentem od hmotnosti talíře 2 k protizávaží £ a momentem od pasivních odporů ložisek 10. eventuálně tlumiče .V závislosti na protékajícím množství páry se telíř 2 otáčí v ložiskách 10 až do vodorovné polohy. V případě alternativy s použitím servopohonu 6. musí být tento servopohon 6. nejprve uveden do polohy otevřeno. Tím se pístnice servopohonu 6 neopírá o čep 42 pístnice servopohonu 6. čímž je klapka odblokována v zavřené poloze. Konstrukce servopohonu 6 umožňuje otevření klapky i bez jejího odblokování v případě závady na otevíracím signálu servopohonu 6, ovšem se zvýšením nutného tlakového sped·.· na talíř £Due to the eccentric mounting of the flap disc 2 and the perpendicularity of the contact surfaces of the conical seat 12 and the peripheral conical surface 22 of the flap disc 2 to the flap axis, the flap disc 2 must have a counterweight £. The design allows for various variants of flap control. The flap function results from its alternative design. The flap is opened by the action of a pressure drop on the flap disc 2. The moment of opening occurs when the moment from the pressure force is balanced with the moment from the mass of the flap disc 2 to the counterweight £ and the moment from the passive resistance of the bearings 10 or the damper. Depending on the amount of steam flowing through, the flap disc 2 rotates in the bearings 10 to a horizontal position. In the case of the alternative using the servo drive 6, this servo drive 6 must first be brought into the open position. This means that the piston rod of the actuator 6 does not rest on the pin 42 of the piston rod of the actuator 6, whereby the damper is unlocked in the closed position. The design of the actuator 6 allows the damper to be opened even without its unlocking in the event of a fault in the opening signal of the actuator 6, but with an increase in the necessary pressure sped·.· on the plate £

Klapka zavírá působením momentu od vlastní hmotnosti talíře 2 a protizávaží 4 při ztrátě tlakového spádu. Protizávaží £ drží klapku v závěrné poloze, nepůsobí-li na telíř 2. žádný tlakový spád. Protizávaží £ je dimenzováno a seřízeno na vyrovnání momentu vlastní hmotnosti talíře 2., jež působí ve směru otevírání klapky v klidové poloze vzhledem k excentrickému uložení talíře 2. Ke zvýšení jistoty uzavření klapky je možno alternativně pou žít servopohonu 6, který je zdrojem impulsní síly ve směru zavírání klapky k překonání, eventuálně pasivních odporů v čepech 41 a tlumiče rázů talíře 2.. Servopohon 6. působí svojíThe damper closes due to the moment from the self-weight of the plate 2 and the counterweight 4 when the pressure drop is lost. The counterweight £ holds the damper in the closed position if no pressure drop is acting on the plate 2. The counterweight £ is dimensioned and adjusted to compensate for the moment of the self-weight of the plate 2., which acts in the direction of opening the damper in the rest position with respect to the eccentric mounting of the plate 2. To increase the reliability of the damper closing, it is possible to alternatively use the servo drive 6, which is the source of the impulse force in the direction of closing the damper to overcome, possibly, passive resistances in the pins 41 and the shock absorber of the plate 2. The servo drive 6. acts with its

CS 269 622 B1 pístnicí zakončenou narážkou, na Čep 42 pístnice servopohonu 6, uloženy v ramenech páky 40 protizávaží £ pevně spojených s čepem 11 talíře 2» Použití tlumiče 2 rázů talíře je opět alternativní v závislosti na očekávané rychlosti, změny tlakových spádů na klapce a seřízení protizávaží Tlumič 2 musí být použit vždy, bude-li klapka vybavena servopohonem 2»CS 269 622 B1 piston rod with a stop, on the Pin 42 of the piston rod of the servo drive 6, mounted in the arms of the lever 40 of the counterweight £ firmly connected to the pin 11 of the plate 2» The use of the damper 2 of the plate shocks is again alternative depending on the expected speed, changes in pressure drops on the damper and adjustment of the counterweight. The damper 2 must always be used if the damper is equipped with a servo drive 2»

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1.

A check valve, consisting mainly of a hollow valve body in which a seat with a conical seating surface is formed, of a plate connected in a pivotable manner to the hollow valve body by means of hinges and pins mounted in bearings, of a counterweight, a damper and an actuator, whereby the hinges mounted on the plate with a peripheral conical surface accommodate the plate pins whose axes are eccentric with respect to the axis of the hollow valve body, characterized by the eccentricity (e) of the axis of the pins. (11) of the disc (2) with respect to the axis of the hollow body (1) is given by the ratio of twice the largest diameter (D1) of the conical seat (12) of the hollow body (1) of the damper and three times the Ludolf number, while the conicity and thickness of the conical seat (12) of the hollow body (1) of the damper and the peripheral conical surface (22) of the disc (2) are the same and their conicity is determined by the limits of the minimum base angle (<<MIN) defined as are tg of the ratio of half the largest diameter (D1) of the conical seat (12) reduced by the value of the eccentricity (e) and this eccentricity (e) reduced by the height (t) of the cone of the conical seat (12) and the maximum base angle (XMAX) defined as are tg of the ratio of half the smallest diameter (D2) of the conical seat (12) reduced by the value of the eccentricity (e) and this eccentricity (e),

2.

The return valve according to item 1, characterized in that outside the hollow body (1) of the valve, a damper (5) is mounted on a carrier (50) and opposite it on a console (60) is a servo drive (6), the piston rods of which are mounted with their active ends on the pins (41, 42) of the lever (40) of the counterweight (4), which is attached to the pin (11) of the plate (2).