DE1202597B - Steuerungsventil fuer Dampfturbinen - Google Patents

Steuerungsventil fuer Dampfturbinen

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DE1202597B
DE1202597B DEG31420A DEG0031420A DE1202597B DE 1202597 B DE1202597 B DE 1202597B DE G31420 A DEG31420 A DE G31420A DE G0031420 A DEG0031420 A DE G0031420A DE 1202597 B DE1202597 B DE 1202597B
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DE
Germany
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closure piece
throttle valve
valve closure
valve
pressure
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Pending
Application number
DEG31420A
Other languages
English (en)
Inventor
Donald Leslie Rexford
Herbert Nicolas Hoffman
Stephen Jacobs
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D17/00Regulating or controlling by varying flow
    • F01D17/10Final actuators
    • F01D17/12Final actuators arranged in stator parts
    • F01D17/14Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits
    • F01D17/141Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path
    • F01D17/145Final actuators arranged in stator parts varying effective cross-sectional area of nozzles or guide conduits by means of shiftable members or valves obturating part of the flow path by means of valves, e.g. for steam turbines
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K1/00Lift valves or globe valves, i.e. cut-off apparatus with closure members having at least a component of their opening and closing motion perpendicular to the closing faces
    • F16K1/32Details
    • F16K1/34Cutting-off parts, e.g. valve members, seats
    • F16K1/44Details of seats or valve members of double-seat valves
    • F16K1/443Details of seats or valve members of double-seat valves the seats being in series

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Description

  • Steuerungsventil für Dampfturbinen Die Erfindung bezieht sich auf ein Steuerungsventil für Dampfturbinen mit einem entlasteten Absperrventilverschlußstück und einem entlasteten Drosselventilverschlußstück, deren Sitze auf einem in eine Wand zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer des Ventilgehäuses eingesetzten Träger angeordnet sind.
  • Bei der Herstellung von Steuerungsventilen für Dampfturbinen wird bereits seit langem versucht,, ein vollständig entlastetes oder abgeglichenes Drosselventil zu schaffen, welches stabil und kompakt genug ist, um den Anforderungen einer dauernden Benutzung zu widerstehen und trotz der schädlichen Einwirkungen, die durch Fremdkörper hervorgerufen werden, die im Dampf vorhanden sind, eine zufriedenstellende Funktionsweise zu gewährleisten. Die Änderungen der Strömungszustände vom Ventileinlaß zum Ventilauslaß, die Änderungen der Druckverhältnisse an der Ventilöffnung und die Änderung der öffnungsfläche selbst führen sehr oft zu örtlichen Strömungsstörungen, die ihrerseits unregelmäßige Reaktionskräfte auf das Ventilverschlußstück ausüben. Insbesondere kann in einem Bereich der Bewegungsbahn des Ventilverschlußstückes eine Reaktionskraft auftreten, die der Bewegung des Ventilverschlußstückes entgegenwirkt, und in einem anderen Bereich dieser Bahn können umgekehrt gerichtete Reaktionskräfte auftreten, welche die Bewegung des Ventilverschlußstückes unterstützen. Da das Drosselventilverschlußstück üblicherweise von einem Regler gesteuert wird, erzeugen die in verschiedenen Ventilstellungen auftretenden und sich ändernden Reaktionskräfte in einigen Stellungen eine sehr geringe Regelgeschwindigkeit und führen in anderen Stellungen zu einer vollständigen Instabilität. In diesen Stellungen kann das Drosselventilverschlußstück nicht immer in einwandfreier Weise eine vorbestimmte und erforderliche Öffnungsstellung einhalten.
  • Um ein Drosselventilverschlußstück derart auszubilden, daß dieses bei allen Strömungszuständen von einem Regler derart betätigt werden kann, daß eine schnelle und exakte Regelung erzielbar ist, ist es erforderlich, daß das Drosselventilverschlußstück vollständig entlastet oder abgeglichen ist, so daß sich in keiner Bewegungsrichtung Reaktionskräfte ausbilden können. Es ist sehr wünschenswert, daß die durch die Druckdifferenzen und Strömungsreaktionskräfte auf das Drosselventilverschlußstück ausgeübte Einwirkung entweder bei allen Drosselventilverschlußstückstellungen konstant ist oder sich mit diesem gemäß einer linearen Funktion ändert. Es kann beispielsweise eine Feder vorgesehen sein, die mit dem Drosselventilverschlußstück zusammenarbeitet, um diese Einwirkungen auszugleichen. - Als ein wesentliches Kriterium für die Wirksamkeit eines Drosselventilverschlußstückes kann der Gradient der Ventilreaktionskräfte oder der Reaktionskräfte gegen ein Anheben betrachtet werden. Am vorteilhaftesten ist ein minimaler Gradient. Um die auf das Drosselventilverschlußstück einwirkenden Reaktionskräfte zu vermindern, kann man auch, soweit als möglich, die Flächen des Drosselventilverschlußstückes abgleichen, die den Einlaß- und Auslaßdrücken ausgesetzt sind. Mit anderen Worten müssen die in eine Ebene senkrecht zur Ventilachse projizierten Flächen des Drosselventilverschlußstückes derart abgeglichen sein, daß dem Einlaßhochdruck in beiden axialen Richtungen .gleiche Flächen ausgesetzt sind und daß dem Auslaßniederdruck in beiden axialen Richtungen gleiche Flächen ausgesetzt sind. Wenn es möglich wäre, dies in vollständiger Weise durchzuführen, so würden auf das Drosselventilverschlußstück keine axialen Druckkräfte ausgeübt werden, vielleicht mit, Ausnahme der Kraft, die durch den Flüssigkeitsdruck hervorgerufen wird, der auf den Bereich des Ventilschaftes einwirkt. Das bewegliche Ventilverschlußstück eines derart abgeglichenen Ventils muß zusammen mit dem Gehäuse Druckkammern einschließen, damit dieser Abgleich durchgeführt werden kann. Gleichzeitig muß aber das bewegliche Ventilverschlußstück gegenüber der Druckkammer frei beweglich oder frei gleitbar angeordnet sein. Dies bedeutet, daß das Ventilverschlußstück mit einer ringförmigen Oberfläche eine dichte Passung bilden muß, durch die ein. geringer Sickerfluß hindurchtreten kann, auch wenn sich das Ventilverschlußstück in seiner geschlossenen Stellung befindet. Bei einem Drosselventilverschlußstück muß immer ein gewisser minimaler Sickerfluß zugelassen werden, wenn ein vollständiger Druckabgleich erzielt werden soll. Dabei ist der Sickerfluß derjenige Fluß, der durch das Drosselventilverschlußstück hindurchgeht, wenn sich dieses in der vollständig geschlossenen Lage befindet. Da bei der Steuerung einer Dampfturbine ein Absperrventil mit dem Drosselventil in Reihe geschaltet ist, ist dieser Sickerfluß nicht störend, solange dieser auf einem Minimalwert gehalten wird.
  • In dem von dem Drosselventilverschlußstück zu regelnden Dampfstrom sind Verunreinigungen,- wie beispielsweise Siedeprodukte, enthalten. Diese Verunreinigungen haben nun die Neigung, sich an der Niederdruckseite der Drosselstelle abzulagern. Wenn nun das Drosselventilverschlußstück eine enge Passung mit einem Ventilteil aufweist, durch den in allen Ventilstellungen ein gewisser Sickerfluß hindurchströmt, so lagern - sich die Schmutzteilchen stromabwärts vom Sickerspalt ab. Dadurch wird der Sickerspalt kleiner, und es ist möglich, daß das Drossel ventilverschlußstück durch diese Ablagerungen--hängenbleibt: Es können auch im Dampf feste Fremdstoffe vorhanden sein, die nicht abgefangen werden können. Eine Ansammlung dieser Fremdstoffe an den beweglichen Teilen der Ventilanordnung kann ebenfalls zu einer außerordentlichen Beeinträchtigung der Funktionsweise und zu einem Ausfall des Ventils führen.
  • Es ist beispielsweise ein entlastetes; mit zwei Drosselstellen ausgestattetes Steuerventil -für Dampf bekannt, bei dem eine Ventilglocke, die büchsenförmig ausgebildet ist, mit zwei Sitzringen zusammenwirkt, die an beiden Enden der Büchse angeordnet sind. Zwischen den beiden Enden dieser bekannten Ventilglocke befindet sich noch eine enge Drosselstelle. Diese enge Drosselstelle kann durch Ablagerungen, wie beispielsweise Siedeprodukte oder Fremdstoffe, derart verstopft werden, daß die Ventilglocke hängenbleibt. Weiterhin können sich Ablagerungen an den Teilen der Ventilglocke bilden, die mit den Sitzringen zusammenarbeiten, so daß das bekannte Ventil fehlerhaft funktioniert oder ausfällt.
  • Es ist auch bereits ein Steuerventil bekannt, bei welchem ein Absperrventilverschlußstück und ein Drosselventilverschlußstück ineinandergesetzt sind. Das Absperrventilverschlußstück ist als Büchse ausgebildet, welche das büchsenförmige Drosselventilverschlußstück umgibt. Zwischen beiden Ventilen, die nach Art eines Kolbens und Zylinders ineinander gleiten, befindet sich ein Spielraum, und dieser Spielraum kann im Laufe des Betriebes durch Fremdstoffe und durch Siedeprodukte ausgefüllt werden, so daß entweder das Drosselventilverschlußstück am Absperrventilverschlußstück hängenbleibt und mit diesem mitgenommen wird oder das Absperrventilverschlußstück vom Drosselventilverschlußstück mitgenommen wird, so daß eine einwandfreie Regelung nicht mehr möglich ist.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein entlastetes Steuerungsventil der eingangs genannten Art zu schaffen, welches derart ausgebildet ist, daß ein Hängenbleiben des Drosselventilverschlußstückes in der Ausgleichskammer verhindert wird und daß verhindert wird, daß sich zwischen den Ventil= teilen Fremdstoffe ablagern können.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst; daß der Ventilsitz des Drosselventilverschluß-Stückes eine vorspringende Lippe aufweist, die in der Schließstellung des Drosselventilverschlußstückes von dessen als zylindrische Büchse ausgebildetem Ende umschlossen wird, wobei das andere Ende des Drosselventilverschlußstückes kegelstumpfförmig und in Richtung zum Ventilsatz hin sich verjüngend ausgebildet ist und in an sich bekannter Weise in einer ständig mit der Zuflußseite verbundenen Druck= ausgleichskammer gleitbar ist.
  • Das erfindungsgemäße.Steuerungsventil ist in allen Betriebsstellungen vollständig abgeglichen, und die Ausbildung vier Teile ist derart; daß sich keine Fremdteilchen ablagern können oder daß sich ablagernde Fremdteilchen keinen nachteiligen Einfluß auf den Betrieb des Steuerungsventils haben.
  • Die vorspringende Lippe des Drosselventilsitzes kann eine zylindrische Umfangswandung aufweisen; über die ein Teil der Innenwand der zylindrischen Büchse in der Verschlußstellung des Drosselventilverschlußstückes mit enger Passung ,greift. Durch diese Ausbildung wird. ein Flattern des Drosselventilverschlußstückes und die Einwirkung starker Kräfte auf dieses verhindert, wenn das Drosselverschlußstück in die sogenannte kritische Öffnungsstellung bewegt wird.
  • Die Neigung der kegelstumpfförmigen Oberfläche des Drosselventilverschlußstückes gegenüber dessen Längsachse kann in der Größenordnung von 2° liegen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Figuren der Zeichnung dargestellt. Es zeigt-F i g. 1 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Steuerungsventils, wobei sich das Absperrventilverschlußstück und das Drosselventilverschlußstück in der geschlossenen Stellung befinden, F i g. 2 eine Schnittansicht des erfindungsgemäßen Steuerungsventils mit geöffnetem Absperrventilverschlußstück und geöffnetem Drosselventilverschlußstück und F i g. 3 eine Teilschnittansicht in vergrößertem Maßstab; und zwar des oberen Randes des Drosselventilverschlußstückes, der mit dem Ventilsitz zusammenwirkt, und des unteren Teiles des Drosselventilverschlußstückes, der mit einem Rand an der Druckausgleichskammer zusammenwirkt.
  • Wie die F i g. 1 zeigt, wird ein Ventilgehäuse 1 durch eine Wand 4, die eine Öffnung 5 umschließt, in eine Einlaßkammer 2 und eine Auslaßkammer 3 unterteilt. Im Gehäuse 1 sind eine Einlaßleitung 6 und eine Auslaßleitung 7 vorgesehen. Das Gehäuse wird durch obere und untere Verschlußplatten 8 bzw. 9 abgeschlossen, welche beispielsweise durch Bolzen 10 gehalten werden. In der Einlaßkammer 2 ist ein Absperrventilverschlußstück 11 angeordnet und in der Auslaßkammer 3 ein Drosselventilverschlußstück 12. Die als Büchsen ausgebildeten Ventilverschlußstücke 11 und 12 arbeiten mit Sitzen zusammen, die auf einem Träger 13 angeordnet sind, der in die Öffnung 5 eingesetzt ist und beispielsweise mit der Wand verschweißt ist.
  • Das Absperrventilverschlußstück 11 kann durch einen Betätigungsschaft 14 über das Hilfsventil 15 angehoben werden. Ein Führungskolben 16 wird vom Ventilsitz 13 mittels einer Anzahl radialer Rippen 17 getragen. Dieser Führungskolben hält das Absperrventilverschlußstück 11 in ausgefluchteter Lage und bildet zusammen mit diesem Verschlußstück eine Druckausgleichskammer. Der Führungskolben 16 weist eine mittlere Buchse 18 auf; welche den oberen Schaft 19 des Drosselventilverschlußstückes 12 aufnimmt und führt. Eine ähnliche Buchse 20 in der unteren Verschlußplatte 9 nimmt den unteren Schaft 21 des Drosselventilverschlußstückes 12 auf und führt diesen. Das Drosselventilverschlußstück 12 wird durch ein Betätigungsgestänge 22 betätigt, welches mit einem nicht dargestellten hydraulischen Arbeitskolben verbunden ist.
  • Im unteren Teil der Auslaßkammer 3 befindet sich ein Ring 23, der einen nach innen ragenden Rand 24 aufweist, der gegen das Drosselventilverschlußstück 12 anliegt. Der Ring 23 ist beispielsweise an der Bodenverschlußplatte 9 angeschweißt. Der Ring 23 bildet zusammen mit der Verschlußplatte 9 und dem Drosselventilverschlußstück 12 eine Druckausgleichskammer 26. Mehrere Bohrungen im Verschlußstück 12, von denen eine bei 27 gezeigt ist, verbinden die Druckausgleichskammer 26 mit einer Zwischenkammer 28, die durch die Büchse 34 den Träger 13, das Absperrventilverschlußstück 11 und den unteren Teil des Führungskolbens 16 gebildet wird. Das Absperrventilverschlußstück 11 befindet sich stets in einer voll geöffneten Stellung, wenn eine Steuerung durch das Drosselventilverschlußstück 12 erfolgt. Der Druck in der Kammer 28 entspricht infolgedessen im wesentlichen dem Druck in der Einlaßkammer 2. Die Bohrungen 27 stellen sicher, daß der Druck in der Ausgleichskammer 26 im wesentlichen dem in der Zwischenkammer 28 entspricht.
  • Das Drosselventilverschlußstück 12 arbeitet mit dem Ventilsitz 13 und mit der Ringwandung 23 zusammen. Das Drosselventilverschlußstück 12 ist am Abschnitt 29 des Schaftes gegen Drehung gesichert montiert.
  • Das Drosselventilverschlußstück 12 weist eine zylindrische Büchse 34 mit größerem Durchmesser und ein im wesentlichen kegelstumpfförmiges Ende 35 mit kleinerem Durchmesser auf. Der Innendurchmesser der zylindrischen Büchse 34 sollte weitgehend dem größten Durchmesser des Endes 35 entsprechen.
  • Die zylindrische Büchse 34 weist eine abgeschrägte Lippe 36 auf, die eine vorspringende Lippe 37 am Ventilsitz 13 umschließt. Das Ende 35 geht an dem in die Druckausgleichskammer 26 ragenden Teil des Drosselventilverschlußstückes 12 in einen glatten zylindrischen Randteil 38 über, der in den Rand 24 des Ringes 23 paßt.
  • Die in F i g. 3 dargestellte Stellung der Teile entspricht der kritischen Öffnungsstellung des Drosselventilverschlußstückes 12, in der ein minimaler »Sickerfluß« in eine gesteuerte Strömung übergeht. Die Lippe 37 bildet eine ringförmige Sitzfläche 40, welche mit einer flachen ringförmigen Fläche 41 an der Oberseite der abgeschrägten Lippe 36 eine Abdichtung gegen eine Dampfströmung bildet.
  • Um einen glatten Strömungsübergang vom Bereich höheren Druckes zum Bereich niedrigeren Druckes zu erhalten, sollte die Abschrägung der Lippe 36 so scharf sein, wie es ohne eine Verringerung der Festigkeit der Kante möglich ist. Es wurde gefunden, daß ein Winkel von 45° zufriedenstellende Ergebnisse liefert; und die Fläche 41 an der Oberseite der Lippe kann eine Breite von etwa 0,4 mm haben.
  • Um eine möglichst lineare Beziehung zwischen dem Hub des Drosselventilverschlußstückes und der Strömung zu erreichen, arbeitet die Lippe 36 mit einer Lippe 42 zusammen. Die Lippe 42 begrenzt eine genau bearbeitete zylindrische Fläche 43, an die sich eine kegelstumpfförmige Fläche 43 a schließt, die von der Innenwand 44 der Büchse 34 fort geneigt ist. Die zylindrische Fläche 43 der Lippe 42 hat mit der zylindrischen Fläche 44 der Büchse 34 eine enge Passung, die eine kleine Sickerströmung durch den ringförmigen Spalt in der in F i g. 3 gezeigten Stellung bis zu dem Zeitpunkt zuläßt, in welchem sich das Drosselventilverschlußstück 12 in der in F i g.1 gezeigten, voll geschlossenen Stellung befindet. In dieser Stellung liegen die Flächen 40, 41 aneinander an. Eine Abschrägung von etwa 5°, welche die Fläche 40 in F i g. 3 aufweist, dient dazu, die Wirkung von Druckausgleichsgewichtsstörungen am Drosselventilverschlußstück 12 auszuschalten, die durch die Fläche 41 bei geschlossenem Ventil entstehen könnten.
  • Eine Betrachtung des unteren Teiles der F i g. 3 zeigt, daß der zylindrische Rand 38 des kegelstumpfförmigen Endes 35 mit der inneren zylindrischen Fläche 45 des Randes 24 eine enge Passung hat. Die Flächen 38; 45 sind durch einen kleinen spielbedingten Spalt getrennt, was bedeutet, daß auch dann, wenn sich das Drosselventilverschlußstück in der geschlossenen Stellung befindet, eine kleine Sickerströmung durch diesen Spalt hindurchgeht. Um die schädlichen Wirkungen von Fremdkörperablagerungen auszuschalten, geht die zylindrische Fläche 38 in eine kegelstumpfförmige Fläche 39 über, wobei die Verjüngung etwa bei 46 beginnt.
  • Die Verjüngung der kegelstumpfförmigen Fläche 39 ist sehr klein und liegt in der Größenordnung von 2° gegenüber der Achse des Verschlußstückes. Bei einer Abwärtsbewegung des Endes 35 an dem Rand 24 vorbei beginnt sich ein Ringraum zwischen diesen Teilen zu öffnen, so daß Ablagerungen, die sich auf der Fläche 39 gebildet haben, die Bewegung des Drosselventilverschlußstückes nicht behindern, d. h., sein Ende 35 bleibt nicht an dem Rand 24 hängen.
  • Wie F i g. 3 zeigt, geht die durch den Pfeil 46 gekennzeichnete übergangsstelle zwischen dem zylindrischen Rand 38 und der kegelstumpfförmigen Fläche 39 gerade dann an der unteren Kante des Randes 24 vorbei, wenn die obere abgeschrägte Lippe 36 des Drosselventilverschlußstückes 12 gegenüber der Lippe 42 ihre kritische (Öffnungsstellung einnimmt.
  • Aus der F i g. 3 ist ferner zu erkennen, daß der Durchmesser der Innenwand 44 genau der gleiche ist wie derjenige des zylindrischen Randteiles 38. Dies wird durch die strichpunktierte Linie 47 markiert, die durch beide Oberflächen 44 und 38 verläuft. Der einzige Teil des Drosselventilverschlußstückes 12, der eine axial sich erstreckende uriabgeglichene Fläche aufweist, die dem Niederdruck in der Auslaßkammer 3 ausgesetzt ist, ist die Projektion der kegelstumpfförmigen Oberfläche 39 oberhalb des Randes 24, die rechts von der Linie 47 in F i g. 3 liegt. Eine Analyse der auf das Drosselventilverschlußstück 12 einwirkenden Kräfte zeigt, daß der kegelstumpfförmige Teil 39 eine sehr geringe axiale Kraft in Abwärtsrichtung oder in Öffnungsrichtung einführt, da die projizierte Fläche der kegelstumpfförmigen Fläche 39, die innerhalb der Druckausgleichskammer 26 liegt, wenn der Drosselventilverschlußstück sich in einer Zwischenstellung befindet, im wesentlichen dem Einlaßkammerdruck ausgesetzt ist, während . eine gleiche projizierte Fläche außerhalb der Kammer 26 dem Auslaßkammerdruck ausgesetzt ist. Das Vorhandensein einer geringen axialen Reaktionskraft ist jedoch nicht so wesentlich wie die Erzielung eines minimalen und vorzugsweise konstanten Gradienten der Reaktionskraft. Obwohl die projizierte Fläche der kegelstumpfförmigen Oberfläche 39, die einen uriabgeglichenen Druck ausgesetzt ist, zunimmt, wenn sich das Drosselventilverschlußstück 12 nach unten bewegt, wird dies dadurch kompensiert, daß die Dampfströmung ebenfalls zunimmt, wobei ein entsprechender Abfall des Druckunterschiedes zwischen den Kammern 2 und 3 auftritt. Da der Druckunterschied, der auf den uriabgeglichenen Teil der kegelstumpfförmigen Oberfläche 39 einwirkt, ebenfalls abnimmt, wird die Einwirkung der größer werdenden uriabgeglichenen Fläche, wenn das Drosselventilverschlußstück geöffnet wird, durch die Abnahme des Druckunterschiedes ausgeglichen. Es wird auf diese Weise eine im wesentlichen konstante axiale Kraft erzeugt;'die auf das Drosselventilverschlußstück 12 in allen Betriebslagen einwirkt. -Es wird auch eine automatische Kompensation der vom Dampf hervorgerufenen dynamischen Reaktionskräfte, die auf das Drosselventilverschlußstück 12 einwirken, erreicht. Die Beschleunigung des Dampfes, der -durch den Spalt zwischen dem Rand 24 und dem Ende 35 strömt, erzeugt eine dynamische Reaktion, die auf das Drosselventilverschlußstück einwirkt. Wenn der Spalt am größten ist, d. h., wenn das Drosselventilverschlußstück sich in der geöffneten Stellung befindet, so ist der Druckabfall ab Spalt, der den Dampf bei seiner Strömung durch den Spalt hindurch beschleunigt, am geringsten. Die konisch verlaufende Fläche bewirkt also auch eine Verminderung oder Konstanthaltung der Kräfte, die durch dynamische Strömungen hervorgerufen werden.
  • Es wird noch eine im wesentlichen konstante Vorbelastung des Drosselventilverschlußstückes durch die Anordnung der exponierten Enden der Schaftteile 19 und 21 erzielt. Bei einigen bekannten Steuerventilen sind diese inneren Enden des Schaftes veränderlichen Drücken ausgesetzt. Die Querschnittsfläche des Schaftes 21 ist dem Atmosphärendruck ausgesetzt,. während die Stirnfläche des Schaftes 19 im wesentlichen dem konstanten Druck in der Kammer 2 ausgesetzt ist, wenn das Absperrventilverschlußstück 11 geöffnet ist und wenn das Drosselventilverschlußstück 12 die Strömung steuert. Die uriabgeglichenen Kräfte, die auf diese Weise auf den Ventilschaft ausgeübt werden, werden dadurch im wesentlichen konstant gehalten.
  • Es sei bemerkt, daß die Druckausgleichskammer 26 ein größeres Volumen hat als erforderlich, um das Ende 35 des Drosselventilverachlußstückes 12 aufzunehmen, damit feste Fremdkörper; die vom Dampf mitgeführt werden, durch die großen Drucknusgleichsbohrungen 27 nach unten gelangen und sich im unteren Teil der Kammer 26 sammeln können. Ein Volumen, welches um 50% größer ist als dasjenige, das für die Aufnahme des Endes 35 bei voll geöffnetem Ventil erforderlich ist, ermöglicht - eine Aufnahme dieser Fremdkörper. Es wird somit verhindert, daß sich die Te' c errim-Spalt zwischen dem Rand 24 und dem Drosselventilverschlußstück 12 ab-' lagern.
  • Es sei bemerkt, daß die Innenwand 44 der zylindrischen Büchse 34 eine -gewisse axiale Länge aufweist, die größer ist als die, die erforderlich wäre, um die vorspringende Lippe 42 des Ventilsitzes 13 aufzunehmen. Dadurch werden die dynamischen Reaktionskräfte, die auf das Dxosselventilverschlußstück einwirken, wenn der Dampf durch die ringförmige Öffnung zwischen. dem Verschlußstück und dem Ventilsitz strömt, vermindert. Es wurde gefunden, daß bei einem Außendurchmesser der Büchse 34 in der Größenordnung von 7,5 cm, die axiale Länge der Innenwand 44 etwa 1,8 cm betragen sollte.
  • Das Absperrventilverschlußstück 11 wird durch den Schaft 14 vom Ventilsitz 13 in die voll geöffnete Stellung bewegt, und der Dampf strömt in die Kammer 28. Der Ausgleichskanal 15 a bewirkt, daß der Druck an der oberen und unteren Fläche des Absperrventilverschlußstückes 11 im wesentlichen dem Druck in der Einlaßkammer 2 entspricht.
  • Die Betätigungsstange 22 kann nach unten bewegt werden, wobei das Drosselventilverschlußstück 12 mitgenommen wird. Die zylindrische Fläche 43 der Lippe 42 verhindert ein Flattern des Drosselventilverschlußstückes 12 und die Einwirkung starker Kräfte auf dieses, wenn das Drosselventilverschlußstück in die in F i g. 3 gezeigte Öffnungsstellung bewegt wird.
  • Wird das Drosselventilverschlußstück 12 weiter nach unten bewegt, so wird die Strömung des zwischen der Lippe 42: und. der Lippe 36 hindurchströmenden Dampfes gesteuert oder gedrosselt. Weiterhin strömt Dampf durch den Spalt zwischen dem Rand 24 und dem Ende 35 der Büchse 34 hindurch. Die Querschnittsfläche dieses Spaltes nimmt mit der Abwärtsbewegung der Büchse zu. Wenn der Außendurchmesser des zylindrischen Randteiles 38 der .gleiche ist wie derjenige der Innenwand der. Büchse 34, befindet sich das Ventil in einem statischen Gleichgewichtszustand.
  • Es können sich Ablagerungen auf der Niederdruck-Seite des Spaltes zwischen dem Rand 24 und dem Drosselventilverschlußstück auf dem Teil der kegel stumpfförmigen Fläche 39 über :dem Rand 24 bilden, ohne daß sich hierbei die Gefahr eines Hängenbleibens des Drosselventilverschlußstückes ergibt, da das Spiel an diesen Stellen reichlich ist.

Claims (1)

  1. Patentansprüche: 1. Steuerungsventil ,für Dampfturbinen mit einem entlasteten Absperrventilverschlußstück und einem entlasteten Drosselventilverschlußstück, deren Sitze auf einem in eine Wand zwischen der Einlaßkammer und der Auslaßkammer des Ventilgehäuses eingesetzten Träger angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz des Drosselventilverschlußstückes (12) eine vorspringende Lippe (37, 42) aufweist, die für der Schließstellung des Drosselventilverschlußstückes von dessen als zylindrische Büchse (34) - ausgebildeten Ende umschlossen wird, das andere -Ende (35) des Drosselventilverschlußstückes kegelstumpfförmig und in Richtung zum Ventilsitz sich verjüngend ausgebildet ist und in an sich bekannter Weise in einer ständig mit der Zuflußseite verbundenen Druckausgleichskammer (26) gleitbar ist. 2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vorspringende Lippe (37; 42) des Drosselventilsitzes eine zylindrische Umfangswandung (43) aufweist, über die ein Teil der Innenwand (44) der zylindrischen Büchse (34) in der Verschlußstellung des Drosselventilverschlußstückes (12) mit enger Passring greift. 3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Neigung der kegelstumpfförmigen Oberfläche (39) des Drosselventilverschlußstückes (12) gegenüber dessen Längsachse in der Größenordnung von 2° liegt. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 43 589, 291099, 418 973; britische Patentschriften Nr. 250 861, 610 366, 694 919, 722468.
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