CZ292317B6 - Ventilové ústrojí - Google Patents

Abstract

Ventilov ·stroj pro regulov n p°etlaku proudu tlakov ho m dia obsahuje regula n ventil (10) a uzav rac ventil (13), ulo en ve spole n ventilov sk° ni (1), ve kter je vytvo°en kan lov² ·sek (4). Uzav rac ventil (13) je ve sv otev°en poloze alespo ste n zasunut do vnit°n mezery (14), kter je prost°ednictv m prvn ho kan lku (17) a druh ho kan lku (19) spojena s kan lov²m ·sekem (4) p°ed uzav rac m ventilem (13) ve sm ru pr toku. V prvn m kan lku (17) a ve druh m kan lku (19) je um st n prvn ° dic ventil (18), uspo° dan² ve sv prvn poloze pro otev°en spojen vnit°n mezery (14) s kan lov²m ·sekem (4) pro vytvo°en p°etlaku ve vnit°n meze°e (14) a pro uzav°en uzav rac ho ventilu (13), a ve sv druh poloze pro otev°en uzav rac ho ventilu (13). Ve druh poloze prvn ho ° dic ho ventilu (18) je uzav°eno spojen mezi vnit°n mezerou (14) a kan lov²m ·sekem (4), a je otev°eno spojen mezi vnit°n mezerou (14) a n zkotlak²m m stem pro eliminaci p°etlaku ve vnit°n meze°e (14).\

Description

Oblast techniky

Vynález se týká ventilového ústrojí pro regulování přetlakového proudu tlakového média, obsahujícího regulační ventil a uzavírací ventil, uložené ve společné ventilové skříni, ve které je vytvořen kanálový úsek a která je opatřena výstupním kanálem a vstupním kanálem, ve ventilové skříni je vytvořeno společné ventilové sedlo mající vstupní stranu a výstupní stranu, kde regulační ventil je upraven pro regulaci průtoku kanálovým úsekem a uzavírací ventil je upraven pro přemístění buď do uzavřené polohy nebo do otevřené polohy, jeden z ventilů obsahuje první kuželové těleso, přemístitelné směrem k ventilovému sedlu, a druhý ventil obsahuje druhé kuželové těleso přemístitelné k ventilovému sedlu a upravené pro dosednutí na ventilové sedlo na vnější straně prvního kuželového tělesa a nezávisle na poloze prvního kuželového tělesa.

Dosavadní stav techniky

Pro regulování přívodu páry například do parní turbíny nebo do nízkotlakých parních potrubí jsou nezbytné redukční ventily, které uvolňují a přiškrcují průtok páry pro regulaci rychlosti otáčení rotoru parní turbíny, a rychlouzavírací ventily, které se při chybách v řízení nebo při jiných vnějších závadách mohou přemístit z plně otevřené polohy do zcela uzavřené polohy ve velmi krátkém časovém intervalu, který by neměl přesáhnout 0,2 sekundy, pro úplné přerušení přívodu páry. Rychlouzavírací ventil a regulační ventil jsou ovládány nezávisle na sobě, to znamená rychlouzavírací ventil musí byt schopen se uzavřít bez ohledu na poloze regulačního ventilu.

V současné době mohou být tyto ventily umístěny v příslušných ventilových skříních uvnitř kanálu pro přívod páry, přičemž rychlouzavírací ventil je umístěn ve směru přívodu páry před regulačním ventilem. Ventilová skříň rychlouzavíracího ventilu a také ventilová skříň regulačního ventilu tvoří vždy kolmý ohyb v kanálu pro přívod páry, takže dráha proudu páry se lomí dvakrát v úhlu 90°. Kolem rychlouzavíracího ventilu je umístěna prstencová souosá mřížka ve formě síta. Úkolem tohoto síta je propouštět pouze páru a oddělovat částice, které by mohly poškodit parní turbínu. Toto uspořádání má následující nevýhody. V prvé řadě je tato konstrukce nákladná, protože vyžaduje dvě ventilové skříně. Tyto dvě ventilové skříně jsou také náročné na prostor a zabírají více místa kolem turbíny. Další nevýhodou je dvojí změna směru dráhy páry, což vede k významnému poklesu tlaku a ke značným ztrátám rychlosti a k vysoké hladině hluku.

Patentový spis SE-B-411 636 obsahuje řešení kombinovaného rychlouzavíracího a regulačního ventilu pro zařízení s parní turbínou. Tělesa rychlouzavíracího a regulačního ventilu jsou umístěna ve společné skříni a jsou ovládána nezávisle na sobě pomocí příslušného ovládacího ústrojí prostřednictvím příslušných vřeten. Kromě toho jsou obě tato ventilová tělesa vytvořena tak, že jsou schopna se přemístit směrem k vzájemně souosým a sousedním těsnicím plochám společného ventilového sedla. Těleso rychlouzavíracího ventiluje vytvořeno ve formě zvonu, do jehož vnitřního prostoru zasahuje souosé těleso regulačního ventilu. U tohoto řešení se směr přívodu páry mění dvakrát v úhlu 90°. Těleso rychlouzavíracího ventilu přitom zasahuje do dráhy proudu páry a při svém uzavírání se pohybuje shora dolů a směrem k ventilovému sedlu. Těleso regulačního ventilu je pevně spojeno s vřetenem, vystupujícím nahoru a procházejícím ventilovým sedlem, to znamená je uloženo v dráze přiváděného proudu páry. Také u tohoto řešení dochází k výraznému snížení rychlosti proudění, protože směr proudu se dvakrát mění. Ztráty proudění jsou kromě toho významné také z toho důvodu, že těleso regulačního ventilu prochází směrem nahoru ventilovým sedlem. Aby se nahradila oblast zabraná vřetenem tělesa regulačního ventilu, musí se zvětšit průřez průchozího otvoru ventilového sedla. Kromě toho tato konstrukce

- 1 CZ 292317 B6 vyžaduje více místa, protože ovládací ústrojí obou ventiluje umístěno na příslušné straně ventilové skříně.

Spis DE-A-25 33 519 popisuje a zobrazuje jiný typ ventilu pro parní turbíny, opatřeného vstupní komorou a výstupní komorou pro proud páry a společnou ventilovou skříní obsahující rychlouzavírací ventil, k němu připojený výfukový ventil a regulační ventil, jejichž ventilová tělesa jsou uspořádána souose. Tento ventil je spojen s ovládacím ústrojím majícím vřeteno spojené s rychlouzavíracím ventilem a s výfukovým ventilem. Je-li rychlouzavírací ventil otevřen, je výfukový ventil uzavřen a naopak. Kromě toho je ventilové těleso rychlouzavíracího ventilu upraveno pro vložení do vnitřního prostoru regulačního ventilu, vytvořeného ve formě zvonu. Také u této konstrukce dochází k dvojité změně směru proudu páry v úhlu 90°, přičemž dráha pro vedení proudu páry má velmi nepříznivé řešení. Ovládací vřeteno tělesa ventilu prochází kromě toho také v tomto případě ventilovým sedlem, a tím také proudem páry. Proto dochází také v tomto známém provedení k výrazným průtokovým ztrátám a ke značným poklesům tlaku. Navíc je tato konstrukce náročná na prostor, protože musí být opatřena dvěma ovládacími ústrojími, a má složité tělesné vytvoření skříně.

Spis DE-A-25 23 297 obsahuje kombinovaný rychlouzavírací a regulační ventil pro parní turbíny, u které jsou obě dílčí ventilová tělesa umístěna souose ve společné ventilové skříni. Ventilová tělesa působí z příslušných stran společného ventilového sedla a jsou ovládána nezávisle na sobě pomocí příslušného ovládacího ústrojí s vřetenem, které je jeho součástí a je spojeno s regulačním ventilem, a dalšího ovládacího ústrojí prostřednictvím příslušného vřetena. Také v tomto případě se dráha proudu páry dvakrát lomí v úhlu 90°, takže průtokové ztráty jsou značné a ovládací ústrojí ventilů jsou umístěna na příslušných stranách ventilové skříně a vyžadují proto více místa.

Úkolem vynálezu je proto odstranit uvedené nedostatky a vyřešit ventilové ústrojí s takovou konstrukcí, která by byla kompaktní a cenově příznivá a která by měla lepší průtokové parametry.

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen ventilovým ústrojím pro regulování přetlaku proudu tlakového média, které obsahuje regulační ventil a uzavírací ventil, uložené ve společné ventilové skříni, ve které je vytvořen kanálový úsek, a která je opatřena výstupním kanálem a vstupním kanálem, přičemž ve ventilové skříni je vytvořeno společné ventilové sedlo, mající vstupní stranu a výstupní stranu, přičemž regulační ventil je uspořádán pro regulaci průtoku kanálovým úsekem a uzavírací ventil je přemístitelný buď do uzavřené polohy anebo do otevřené polohy, přičemž uzavírací ventil je ve své otevřené poloze alespoň částečně zasunut do vnitřní mezery, která je prostřednictvím prvního kanálku a druhého kanálku spojena s kanálovým úsekem před uzavíracím ventilem ve směru průtoku, přičemž regulační ventil je opatřen kuželovým tělesem, přemístitelným směrem ke společnému ventilovému sedlu a uzavírací ventil je rovněž opatřen kuželovým tělesem, přemístitelným směrem ke společnému ventilovému sedlu, a uspořádaným k dosednutí na společné ventilové sedlo vně od kuželového tělesa regulačního ventilu a nezávisle na jeho poloze, přičemž výstupní stranou společného ventilového sedla je tvořen výstupní kanál ventilové skříně, volně vystupující z kuželových těles regulačního ventilu a uzavíracího ventilu, podle vynálezu, jehož podstatou je, že v prvním kanálku a ve druhém kanálku je umístěn první řídicí ventil, uspořádaný ve své první poloze pro otevření spojení vnitřní mezery s kanálovým úsekem, pro vytvoření přetlaku ve vnitřní mezeře a pro uzavření uzavíracího ventilu, ave své druhé poloze pro otevření uzavíracího ventilu, přičemž ve druhé poloze prvního řídicího ventilu je uzavřeno spojení mezi vnitřní mezerou a kanálovým úsekem, a je otevřeno spojení mezi vnitřní mezerou a nízkotlakým místem, pro eliminaci přetlaku ve vnitřní mezeře.

-2CZ 292317 B6

Tímto uspořádáním se nemusí měnit směr proudu tlakového média po průchodu ventilovým sedlem, což vede k nižším průtokovým ztrátám a ke snížení hladiny hluku. Je také výhodné, že konstrukce ventilové skříně může být poměrně jednoduchá a kompaktní.

Ve výhodném provedení vynálezu obsahuje ventilové ústrojí ovládací prostředek, sestávající z ovládacího ústrojí a vřetena, pevně spojeného s regulačním ventilem. V jednom konkrétním provedení jsou vřeteno, ovládací ústrojí, první kanálek a druhý kanálek uspořádány ve stejném směru od vstupní strany společného ventilového sedla, přičemž jsou umístěny zcela mimo jeho výstupní stranu. Tím je zajištěn volný a nerušený průchod tlakového média ventilovým sedlem, aniž by byl proud páry negativně ovlivňován vřeteny ventilů, zasahujícími dovnitř, nebo jinými prvky. Podle dalšího konkrétního provedení jsou první kanálek a druhý kanálek fluidně spojeny s uzavíracím ventilem, pro jeho ovládání pomocí přetlaku proudu tlakového média. Při tomto uspořádání není nutný pro ovládání uzavíracího ventilu žádný ovladač s příslušným vřetenem, takže je dosaženo významné úspory prostoru.

V dalším výhodném provedení jsou výstupní kanál a vstupní kanál vzájemně uspořádány v pravém úhlu pro proud tlakového média procházející ventilovou skříní, takže proud tlakového média procházející ventilovou skříní mění jen jednou svůj směr. To naznačuje, že průtokové ztráty jsou udržovány na nízké úrovni a že také hladina hluku je tak udržována poměrně nízká. Jak již bylo uvedeno, takové řešení současně umožňuje jednoduchou a kompaktní konstrukci ventilové skříně.

V dalším výhodném provedení má ventilové ústrojí středovou osu, kolem které je uspořádáno kuželové těleso regulačního ventilu a kuželové těleso uzavíracího ventilu, přičemž plocha kuželového tělesa uzavíracího ventilu ve vnitřní mezeře v rovině kolmé na středovou osuje větší než volná plocha kuželového tělesa uzavíracího ventilu v kanálovém úseku v této rovině, a to alespoň v uzavřené poloze kuželového tělesa uzavíracího ventilu. Tím je síla vyvozená přetlakem na kuželové těleso uzavíracího ventilu větší v uzavíracím směru než v otevíracím směru.

V dalším výhodném provedení je ve vnitřní mezeře umístěna tlačná pružina působící na kuželové těleso uzavíracího ventilu v uzavíracím směru. Tím se zvýší velikost uzavírací síly na uzavírací ventil.

V dalším výhodném provedení má ventilové ústrojí středovou osu, kolem které je uspořádáno kuželové těleso regulačního ventilu a kuželové těleso uzavíracího ventilu, přičemž kuželové těleso uzavíracího ventilu má stupňovitý tvar, přičemž plocha kuželového tělesa uzavíracího ventilu ve vnitřní mezeře v rovině kolmé na středovou osu je větší než volná plocha kuželového tělesa uzavíracího ventilu v kanálovém úseku v této rovině.

V dalším výhodném provedení má kuželové těleso uzavíracího ventilu prstencový tvar a vymezuje vnitřní prostor, a kuželové těleso regulačního ventilu je zasunutelné do tohoto vnitřního prostoru, přičemž je obklopeno kuželovým tělesem uzavíracího ventilu.

V dalším výhodném provedení je kuželové těleso uzavíracího ventilu tvořeno prstencovou objímkou bez dna a vnitřní mezera, do které je kuželové těleso uzavíracího ventilu zasunutelné, má prstencový tvar.

Předchozími uspořádáními kuželového tělesa je dosaženo dokonale kompaktní konstrukce ventilu.

V ještě jiném konkrétním provedení ventilového ústrojí je ve stěně prstencového kuželového tělesa uzavíracího ventilu vytvořen spojovací kanálek, tvořící spojení mezi kanálovým úsekem před uzavíracím ventilem ve směru průtoku a vnitřním prostorem uzavíracího ventilu, přičemž

-3 CZ 292317 B6 tento vnitřní prostor je při uzavřené poloze uzavíracího ventilu, a při uzavřené poloze regulačního ventilu uzavřen, pro vytvoření přetlaku v tomto vnitřním prostoru.

Tímto řešením je zajištěno, že uzavírací ventil se může otevřít jen při uzavřeném regulačním ventilu. To je velmi důležité z hlediska bezpečnosti provozu.

V dalším výhodném provedení je spojovací kanálek opatřen druhým řídicím ventilem, uspořádaným pro otevření spojovacího kanálku, pokud je prstencová mezera propojena s nízkotlakým místem, a pro uzavření spojovacího kanálku, pokud je vnitřní mezera propojena s kanálovým úsekem.

Tímto uspořádáním je dosaženo toho, že se spojovací kanálek otevře jen tehdy, když je požadováno otevření uzavíracího ventilu. Důsledkem toho je zamezení plynulého průtoku tlakového média spojovacím kanálkem, při kterém by mohlo docházet k únikům tlakového média a ke vzniku hluku.

V ještě jiném výhodném provedení je ovládací prostředek tvořen vřetenem, které je obklopeno vnitřní mezerou. Toto řešení znamená, že celý regulační ventil je umístěn uvnitř uzavíracího ventilu, takže přispívá ke zmenšení rozměrů ventilového ústrojí.

Podle dalšího výhodného provedení je kolem kuželových těles regulačního ventilu a uzavíracího ventilu uspořádáno parní síto, které je opatřeno usměrňovacími členy pro usměrnění proudu tlakového média směrem ke vstupní straně společného ventilového sedla.

Takové síto zlepšuje průtok tlakového média ventilovou skříní a ventilovým sedlem, zlepšuje možnost řízení průtoku tlakového média regulačním ventilem a snižuje hluk vznikající uvnitř ventilového ústrojí.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude blíže objasněn pomocí příkladů provedení zobrazených na výkresech, kde na obr. 1 je znázorněno v řezu ventilové ústrojí s otevřeným rychlouzavíracím ventilem, na obr. 2 znázorněno v řezu ventilové ústrojí s uzavřeným rychlouzavíracím ventilem, na obr. 3 znázorněno v řezu ventilové ústrojí v jiném příkladném provedení a na obr. 4 znázorněno v řezu ventilové ústrojí v ještě dalším příkladném provedení.

Příklady provedení vynálezu

Obr. 1 a 2 zobrazují ventilové ústrojí pro regulování a přerušování tlakového média, zejména přívodu páry, například do parní turbíny nebo do redukčních potrubí pro redukci tlaku páry. Ventilové ústrojí obsahuje ventilovou skříň 1 se vstupním kanálem 2, výstupním kanálem 3 a kanálovým úsekem 4 umístěným mezi oběma kanály 2, 3. Ventilová skříň 1 dále obsahuje ventilové sedlo 5 se vstupní stranou 6 a výstupní stranou 7. Ventilové sedlo 5 s koncentrickou středovou osou 8 je uloženo ve výstupním kanálu 3 ventilové skříně 1 tak, že výstupní strana 7 ventilového sedla 5 tvoří výstupní kanál 3 ventilové skříně L Koncová část výstupního kanálu 3 ve směru proudění je navržena a upravena pro přímé připojení například pomocí příruby 9 k dalšímu zařízení, které je součástí celého parního systému, například k parní turbíně. Tím se může proud páry pohybovat v přímém směru ze vstupní strany 6 ventilového sedla 5 například přímo do parní turbíny, aniž by musel být měněn jeho směr.

Ventilové ústrojí obsahuje regulační ventil 10, uložený uvnitř ventilové skříně 1 s kuželovým tělesem regulačního ventilu 10, ke kterému je připojeno vřeteno 11. Toto vřeteno 11 je na svém

-4CZ 292317 B6 druhém konci, vystupujícím z ventilové skříně 1, spojeno prostřednictvím neznázoměné spojky s ovládacím ústrojím 12. Kuželové těleso regulačního ventilu 10 se může přemísťovat působením tohoto ovládacího ústrojí podél středové osy 8 směrem ke vstupní straně 6 ventilového sedla 5 a směrem od něj.

Ventilové ústrojí dále obsahuje uzavírací ventil 13, umístěný uvnitř ventilové skříně 1, s prstencovým kuželovým tělesem, které je vytvořeno ve formě prstencového pouzdra bez dna. Ve znázorněném příkladném provedení tvoří uzavírací ventil 13 tak zvaný rychlouzavírací ventil, kteiý v případě omylu při ovládání systému nebo při výskytu jiné závady přeruší velmi rychle, to znamená v časovém intervalu přibližně 0,2 sekundy, proud páry, a tím zajistí nouzové zastavení parní turbíny. Prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13 má svou středovou osu shodnou se středovou osou 8 ventilového ústrojí a je uloženo v prstencové vnitřní mezeře 14 přemístitelně ve směru ke vstupní straně 6 ventilového sedla 5 a ve směru od něj. Prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13 dosedá na ventilové sedlo 5 z vnější strany kolem kuželového tělesa regulačního ventilu 10, jak je to patrno z obr. 2. Prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13 tak zastavuje proud páry ještě před kuželovým tělesem regulačního ventilu 10.

Ventilové ústrojí dále obsahuje prstencové parní síto 15 pro zachycování cizích částic v proudu páry, které je umístěno zejména soustředně na vnější straně prstencového kuželového tělesa uzavíracího ventilu 13. Parní síto 15 je opatřeno usměrňovacími členy 16, které usměrňují proud páiy ze vstupního kanálu 2 směrem ke vstupní straně 6 ventilového sedla 5.

Z kanálového úseku 4 je vyveden do prvního řídicího ventilu 18 první kanálek 17 a z prvního řídicího ventilu 18 je jednak vyveden druhý kanálek 19 do vnitřní mezery 14 a jednak vystupuje třetí kanálek 20, spojující první řídicí ventil 18 s nízkotlakým místem systému, například s výstupním koncem parní turbíny. První řídicí ventil 18 obsahuje kuželku 21, která ve své první koncové poloze uzavírá třetí kanálek 20 a otevírá první kanálek 17 a ve druhé koncové poloze otevírá třetí kanálek 20 a uzavírá první kanálek 17. Současně je v první koncové poloze kanálový úsek 4 propojen s vnitřní mezerou 14, takže stejný tlak jako je v kanálovém úseku 4, bude udržován ve vnitřní mezeře 14. Ve druhé koncové poloze kuželky 21 prvního řídicího ventilu 18 je vnitřní mezera 14 propojena s nízkotlakým místem systému, takže ve vnitřní mezeře 14 je tlak, který je podstatně nižší než tlak v kanálovém úseku 4.

V zobrazeném příkladném provedení je první řídicí ventil 18 umístěn na ventilové skříni 1 ventilového ústrojí. Tento řídicí ventil však může být umístěn také v odstupu od ventilového ústrojí a propojen s vnitřní mezerou 14 a kanálovým úsekem 4 tlakovým potrubím, jak je to zobrazeno na obr. 4. V zobrazeném příkladném provedení je dále první kanálek 17 vyústěn do kanálového úseku 4 uvnitř parního síta 15, kterým prochází přiváděná pára, takže je zajištěno, že do prvního řídicího ventilu 18 nebo do vnitřní mezery 14 nemohou proniknout žádné částice nečistot. Je také ovšem možné vyústit první kanálek 17 ve směru proudění ještě před parní síto 15, aby se například dosáhlo úspory místa ve velmi těsné ventilové skříni 1.

Prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13 obsahuje první volnou oblast Al v prstencové mezeře 14, promítnutou do roviny, na kterou je středová osa 8 kolmá, a druhou volnou oblast A2 v kanálovém úseku 4, promítnutou do téže roviny, jestliže je prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13 ve své uzavřené poloze. První volná oblast Al. je větší než druhá volná oblast A2. Tím je zajištěno, že se prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13 nemůže vysunout ze své uzavřené polohy do otevřené polohy, pokud je kuželka 21 prvního řídicího ventilu 18 ve své první koncové poloze. Ve vnitřní mezeře 14 je dále mezi první homí omezovači stěnou 23 a prstencovým kuželovým tělesem uzavíracího ventilu 13 umístěna tlačná pružina 22. Tato tlačná pružina 22 působí tlakovou silou na prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13 v uzavíracím směru. Je-li prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13 ve své otevřené poloze, volná oblast v kanálovém úseku 4, promítnutá do uvedené roviny, je stejně velká jako první volná oblast Al. Současně překročí velikost síly, vyvozované tlakem páry uvnitř kanálového

- 5 CZ 292317 B6 úseku 4 na volnou oblast prstencového kuželového tělesa 13 ventilu v kanálovém úseku 4, velikost síly tlačné pružiny 22 a protože tlak je podstatně nižší ve vnitřní mezeře 14 než v kanálovém úseku 4, je-li prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13 ve své otevřené poloze, a první řídicí ventil 18 je ve své druhé koncové poloze, je tato síla postačující pro zamezení uzavření prstencového kuželového tělesa uzavíracího ventilu 13.

Prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13. vytvořené ve tvaru pouzdra, uzavírá společně s druhou horní omezovači stěnou 24 kanálového úseku 4, alespoň po svém přesunutí do uzavřené polohy, vnitřní prostor 25. V tomto vnitřním prostoru 25 může být uloženo kuželové těleso regulačního ventilu 10, takže prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13 může být přemístěno do uzavírací polohy nezávisle na poloze kuželového tělesa regulačního ventilu 10. Jeli také kuželové těleso regulačního ventilu 10 ve své uzavřené poloze, je vnitřní prostor 25 ze všech stran uzavřen a oddělen od vstupního kanálu 2 a výstupního kanálu 3, jak je to patrno z obr. 2. Pro umožnění otevření prstencového kuželového tělesa uzavíracího ventilu 13 je třeba zvýšit uvnitř vnitřního prostoru 25 tlak na hodnotu, která je dostatečně velká k tomu, aby tlak uvnitř druhé volné oblasti A2 prstencového kuželového tělesa uzavíracího ventilu 13, přístupné z vnitřního prostoru mezery 25, byl schopen překonat tlak tlačné pružiny 22. K tomu je ve stěně prstencového kuželového tělesa uzavíracího ventilu 13 vytvořen spojovací kanálek 26. Tím je možno vyrovnat tlak ve vnitřním prostoru 25 s tlakem ve vstupním kanálu 2. V důsledku malého příčného průřezu spojovacího kanálku 26 musí být kuželové těleso regulačního ventilu v uzavřené poloze, aby se umožnilo vyrovnání tlaků. To je důležitým bezpečnostním hlediskem pro turbínové zařízení s parními turbínami. Spojovací kanálek 26 může být ve svém nejjednodušším provedení tvořen pouze otvorem procházejícím stěnou prstencového kuželového tělesa uzavíracího ventilu 13, který je vytvořen v takové výšce, že se nachází v kanálovém úseku 4, jestliže je prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13 umístěno v uzavřené poloze a je skryto ve vnitřní mezeře 14, jestliže je prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13 umístěno v otevřené poloze. Aby se zabránilo únikům páry spojovacím kanálkem 26, může být v prstencovém kuželovém tělese uzavíracího ventilu 13 umístěn druhý řídicí ventil 27. Tento druhý řídicí ventil obsahuje kuželku 28 druhého řídicího ventilu, umístěnou přemístitelně ve vybrání 29 probíhajícím rovnoběžně se středovou osou 8. Spojovací kanálek 26 má vstupní část, spojující vybrání 29 s kanálovým úsekem 4, a výstupní část, spojující vybrání 29 s vnitřním prostorem 25. Kuželka druhého řídicího ventilu může být tlačena předpínací pružinou 30 směrem k ventilovému sedlu, upravenému ve vybrání 29, aby se zajistilo uzavírání spojovacího kanálku 26. Kromě toho je kuželka 28 u druhého řídicího ventilu 27 propojena průchodem 31 s vnitřní mezerou 14. takže kuželka 28 druhého řídicího ventiluje tlačena proti ventilovému sedlu, je-li ve vnitřní mezeře 14 velký tlak. Kromě toho je kuželka 28 druhého řídicího ventilu opatřena pístovou částí, dosedající na stěnu vybrání 29, a část vystupující z pístové části, která má být utěsněna vůči ventilovému sedlu vybrání 29. Tím je uvnitř vybrání 29 vytvořena mezera, jestliže je druhý řídicí ventil 27 uzavřen, do které je otevřena vstupní část spojovacího kanálku 26.

Je-li prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13 v uzavřené poloze, panuje stejný tlak ve vstupním kanálu 2 a ve vnitřní mezeře 14 a také v prostoru vybrání 29. Tím je kuželové těleso druhého řídicího ventilu 27 navrženo v takové formě, že oblast, do které se může dostat velký tlak shora, to znamená z vnitřní mezery, je větší než oblast přístupná zdola, to znamená z prostoru uvnitř vybrání 29. V důsledku toho bude působit tlak páry na kuželové těleso druhého řídicího ventilu 27 v uzavíracím směru. Tento uzavírací účinek může být posílen působením předpínací pružiny 30. Jestliže se první řídicí ventil 18 přemístí ze své první koncové polohy do druhé koncové polohy, zanikne přetlak ve vnitřní mezeře 14. Tím posune přetlak panující v prostoru vybrání 29 kuželku 28 ventilu do otevřené polohy po případném překonání tlaku předpínací pružiny 30. Proto, je-li kuželové těleso regulačního ventilu 10 uzavřeno, může se tlak zvyšovat pouze ve vnitřním prostoru 25, kam proniká pára spojovacím kanálkem 26. Po zvýšení tohoto tlaku se jeho účinek projeví v druhé - volné oblasti A2 a tlačí prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13 do vnitřní mezeiy 14 a tím otevírá uzavírací ventil 13.

-6CZ 292317 B6

V příkladném provedení zobrazeném na obr. 3 byla vynechána tlačná pružina 22. Místo prstencového kuželového tělesa uzavíracího ventilu 13 ventilu bylo použito stupňovité konstrukce, takže první volná oblast AI je podstatně větší než druhá volná oblast A2. Tím bude tlak vždy působit v uzavíracím směru, je-li první řídicí ventil 18 ve své první koncové poloze a v kanálovém úseku 4 a ve vnitřní mezeře 14 panuje stejný tlak. Díky tomuto stupňovitému konstrukčnímu provedení je mezi stěnou prstencové vnitřní mezery 14 a stěnou prstencového kuželového tělesa uzavíracího ventilu 13 vytvořen uzavřený prostor 32. Tento uzavřený prostor 32 je propojen pomocí neznázoměného kanálku s nízkotlakým místem zařízení, aby se zastavilo případné zvyšování tlaku v uzavřeném prostoru 32, které by znemožňovalo uzavření prstencového kuželového tělesa uzavíracího ventilu 13. Dále je v tomto příkladu zobrazen spojovací kanálek 26 bez druhého řídicího ventilu. Je však možné také použít obdobného řídicího ventilu ve stejném uspořádání jako v prvním příkladném provedení.

V příkladu podle obr. 3 tak bude tlak působící v první otevřené oblasti AI, která je podstatně větší v porovnání s druhou volnou oblastí A2, působit v uzavíracím směru, jestliže bude první řídicí ventil 18 ve své první koncové poloze. Po přemístění prvního řídicího ventilu 18 do jeho druhé koncové polohy a poklesu vysokého tlaku ve vnitřní mezeře 14 je oblast přístupná z kanálového úseku 4 dostatečně velká pro otevření prstencového kuželového tělesa uzavíracího ventilu 13 a jeho udržování v otevřené poloze.

Obr. 4 zobrazuje další příkladné provedení ventilového ústrojí podle vynálezu, které se odlišuje od předchozích příkladných provedení tím, že první řídicí ventil 18 je umístěn v odstupu od ventilové skříně 1 a prstencové kuželové těleso uzavíracího ventilu 13 je přímo uloženo na vřetenu 11 kuželového tělesa regulačního ventilu 10 posuvně, přičemž vnitřní mezera 14 je vytvořena mezi ventilovou skříní 1 a vřetenem U. Pro vedení prstencového kuželového tělesa uzavíracího ventilu 13 na vřetenu 11 je mezi nimi umístěno vodicí pouzdro 33. Kromě toho je mezi vřetenem 11 a prstencovým kuželovým tělesem uzavíracího ventilu 13 ventilu upraveno těsnění, které není podrobněji zobrazeno.

Ve všech příkladných provedeních jsou uvnitř ventilové skříně 1 mezi prstencovou vnitřní mezerou 14 a prstencovým kuželovým tělesem uzavíracího ventilu 13 umístěny těsnicí kroužky 34, aby nedocházelo k nežádoucímu vyrovnávání tlaku mezi vnitřní mezerou 14 a kanálovým úsekem 4.

I když ve všech zobrazených příkladných provedeních svírá podélná osa vstupního kanálu 2 s podélnou osou výstupního kanálu 3 pravý úhel, jsou možné i jiné úhly mezi osami těchto částí z oblasti tupých nebo ostrých úhlů. Podélné osy těchto kanálů 2, 3 mohou spolu svírat tupé úhly, aby se dále zlepšily průtokové podmínky a snížil se pokles tlaku.

Claims (13)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Ventilové ústrojí pro regulování přetlaku proudu tlakového média, obsahující regulační ventil (10) a uzavírací ventil (13), uložené ve společné ventilové skříni (1), ve které je vytvořen kanálový úsek (4) a která je opatřena výstupním kanálem (3) a vstupním kanálem (2), přičemž ve ventilové skříni (1) je vytvořeno společné ventilové sedlo (5), mající vstupní stranu (6) a výstupní stranu (7), přičemž regulační ventil (10) je uspořádán pro regulaci průtoku kanálovým úsekem (4) a uzavírací ventil (13) je přemístitelný buď do uzavřené polohy anebo do otevřené polohy, přičemž uzavírací ventil (13) je ve své otevřené poloze alespoň částečně zasunut do vnitřní mezery (14), která je prostřednictvím prvního kanálku (17) a druhého kanálku (19) spojena s kanálovým úsekem (4) před uzavíracím ventilem (13) ve směru průtoku, přičemž regulační ventil (10) je opatřen kuželovým tělesem, přemístitelným směrem ke společnému ventilovému sedlu (5) a uzavírací ventil (13) je rovněž opatřen kuželovým tělesem, přemístitelným směrem ke společnému ventilovému sedlu (5), a uspořádaným pro dosednutí na společné ventilové sedlo (5) vně od kuželového tělesa regulačního ventilu (10) a nezávisle na jeho poloze, přičemž výstupní stranou (7) společného ventilového sedla (5) je tvořen výstupní kanál (3) ventilové skříně (1), volně vystupující z kuželových těles regulačního ventilu (10) a uzavíracího ventilu (13), vyznačující se tím, že v prvním kanálku (17) a ve druhém kanálku (19) je umístěn první řídicí ventil (18), uspořádaný ve své první poloze pro otevření spojení vnitřní mezery (14) s kanálovým úsekem (4) pro vytvoření přetlaku ve vnitřní mezeře (14) a pro uzavření uzavíracího ventilu (13), ave své druhé poloze pro otevření uzavíracího ventilu (13), přičemž ve druhé poloze prvního řídicího ventilu (18) je uzavřeno spojení mezi vnitřní mezerou (14) a kanálovým úsekem (4), a je otevřeno spojení mezi vnitřní mezerou (14) a nízkotlakým místem pro eliminaci přetlaku ve vnitřní mezeře (14).
2. 2. Ventilové ústrojí podle nároku 1, vyznačující se tím, že obsahuje ovládací prostředek, sestávající z ovládacího ústrojí (12) a vřetena (11), pevně spojeného s regulačním ventilem (10).
3. 3. Ventilové ústrojí podle nároku 2, vyznačující se tím, že vřeteno (11), ovládací ústrojí (12), první kanálek (17) a druhý kanálek (19) jsou uspořádány ve stejném směru od vstupní strany (6) společného ventilového sedla (5), přičemž jsou umístěny zcela mimo jeho výstupní stranu (7).
4. 4. Ventilové ústrojí podle nároku 2 nebo 3, vyznačující se tím, že první kanálek (17) a druhý kanálek (19) jsou fluidně spojeny s uzavíracím ventilem (13) pro jeho ovládání pomocí přetlaku proudu tlakového média.
5. 5. Ventilové ústrojí podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, že výstupní kanál (3) a vstupní kanál (2) jsou vzájemně uspořádány v pravém úhlu pro proud tlakového média procházející ventilovou skříní (1).
6. 6. Ventilové ústrojí podle nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že má středovou osu (8), kolem které je uspořádáno kuželové těleso regulačního ventilu (10) a kuželové těleso uzavíracího ventilu (13), přičemž plocha kuželového tělesa uzavíracího ventilu (13) ve vnitřní mezeře (14) v rovině kolmé na středovou osu (8) je větší než volná plocha kuželového tělesa uzavíracího ventilu (13) v kanálovém úseku (4) v této rovině, a to alespoň v uzavřené poloze kuželového tělesa uzavíracího ventilu (13).

   -8CZ 292317 B6

   Ί. Ventilové ústrojí podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že ve vnitřní mezeře (14) je umístěna tlačná pružina (22), působící na kuželové těleso uzavíracího ventilu (13) v uzavíracím směru.
7. 8. Ventilové ústrojí podle nároků 1 až 6, vyznačující se tím, že kuželové těleso uzavíracího ventilu (13) má stupňovitý tvar, přičemž plocha kuželového tělesa uzavíracího ventilu (13) ve vnitřní mezeře (14) v rovině kolmé na středovou osu (8) je větší než volná plocha kuželového tělesa uzavíracího ventilu (13) v kanálovém úseku (4) v této rovině.
8. 9. Ventilové ústrojí podle nároků 1 až 8, vyznačující se tím, že kuželové těleso uzavíracího ventilu (13) má prstencový tvar a vymezuje vnitřní prostor (25) a kuželové těleso regulačního ventilu (10) je zasunutelné do tohoto vnitřního prostoru (25), přičemž je obklopeno kuželovým tělesem uzavíracího ventilu (13).
9. 10. Ventilové ústrojí podle nároku 9, vyznačuj ící se t í m , že kuželové těleso uzavíracího ventilu (13) je tvořeno prstencovou objímkou bez dna a vnitřní mezera (14), do které je kuželové těleso uzavíracího ventilu (13) zasunutelné, má prstencový tvar.
10. 11. Ventilové ústrojí podle nároků 9a 10, vyznačující se tím, že ve stěně prstencového kuželového tělesa uzavíracího ventilu (13) je vytvořen spojovací kanálek (26), tvořící spojení mezi kanálovým úsekem (4) před uzavíracím ventilem (13) ve směru průtoku a vnitřním prostorem (25) uzavíracího ventilu (13), přičemž tento vnitřní prostor (25) je při uzavřené poloze uzavíracího ventilu (13) a při uzavřené poloze regulačního ventilu (10) uzavřen pro vytvoření přetlaku v tomto vnitřním prostoru (25).
11. 12. Ventilové ústrojí podle nároku 11,vyznačuj ící se tím, že spojovací kanálek (26) je opatřen druhým řídicím ventilem (27), uspořádaným pro otevření spojovacího kanálku (26), pokud je vnitřní mezera (14) propojena s nízkotlakým místem, a pro uzavření spojovacího kanálku (26), pokud je vnitřní mezera (14) propojena s kanálovým úsekem (4).
12. 13. Ventilové ústrojí podle nároků 9 až 12, vyznačující se tím, že ovládací prostředek je tvořen vřetenem (11), které je obklopeno vnitřní mezerou (14).
13. 14. Ventilové ústrojí podle nároků 1 až 13, vyznačující se tím, že kolem kuželových těles regulačního ventilu (10) a uzavíracího ventilu (13) je uspořádáno parní síto (15), které je opatřeno usměrňovacími členy (16) pro usměrnění proudu tlakového média směrem ke vstupní straně (6) společného ventilového sedla (5).