DE2326303A1 - Dampfturbinenregelventil - Google Patents

Description

! Patentanwälte

Dr. Ing. H. Negendank Dtpl. Ing. H. Hauck - Dial Pbys. W. Schmitt Dipl. Ing. E. Graalfs - Dipl. Ing. W. Wehnert

8 München 2, Mozartsiraße 23 j · Telefon 5380586

Carrier Corporation

Carrier Tower ■ j

P.O. Box 1000 . j

Syracuse, N.Y. 132οι, USA 18. Mai 1973 I

ΐ Anwaltsakte M-2547

Dampfturbinenregelventil

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für ein Dampfturbinenregelventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs Bei großen Dampfturbinen ist eine Vielzahl von teller- oder kegelförmigen Ventilen in einem Ventilkasten angeordnet, um die Dampfzufuhr zur Turbine zu regeln. Die Ventile sind in axialer Richtung zum und vom Ventilsitz beweglich. Herkömmlicherweise sind die Ventile mit einem Betätigungsarm verbunden, der kurvenförmig um eine feste Achse bewegbar ist. Der Betätigungsarm wird durch einen Servomotor angetrieben, welcher vom Turbinenregler gesteuert ist. Die Ventile und entsprechend die damit verbundene Vorrichtung sind Schwingungen von hoher Frequenz und von bedeutender Größe ausgesetzt. Die unausgeglichenen Kräfte des Regelventils sind von dem Moment an im voraus nicht mehr bestimmbar, in dem das Ventil von seinem

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Sitz abhebt und in die Offenstellung gelangt. Die daraus resultierenden Reaktionskräfte müssen durch den Gelenkmechanismus des Ventils aufgenommen werden, der die Ventile antriebsmäßig mit dem Betätigungsarm verbindet. Im allgemeinen weisen die Gelenke Stiftverbindungen auf. Die Teile dieser Verbindungen sind mit Herstellungstoleranzen behaftet mit dem Ergebnis, daß in jeder Stiftverbindung ein Spiel vorhanden ist; die Reaktion der Regelventilkräfte und dieses Spiels führen ohne Rücksicht, wie klein sie auch sein mögen, zu einem unstabilen Regelsystem. Ebenso führt jegliches Spiel in derartigen Verbindungen bei einer Schwingung zu Verschleiß, der wiederum das Spiel zwischen den Teilen, die die Verbindung bilden, vergrößert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Betätigungsvorrichtung für ein Dampfturbinenregelventxl zu bauen, wobei vorgespannte Gelenkverbindungen Verwendung finden, um die oben angeführten Mangel zu beseitigen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Teil der drehbaren Verbindungen, wie z.B. die mit den Ventilstößeln verbundenen Endstücke, mit einer Aussparung versehen, in der Federscheiben angeordnet sind. Eine gehärtete Kugel ist auf dem Federscheibenstapel angeordnet und wird federnd gegen das andere die Verbindung bildende Teil gedrückt, das heißt gegen den Betätigungsarm. Die bewegungsübertragenden Teile der Verbindung sind drehbar mit Gelenkteilen verbunden, die mittels Wellen an den

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Teilen festgemacht sind. Die Federscheiben-Kugelanordnung dient zum Verspannen der Gelenkteile unter einem Druck, der die unausgeglichenen Reaktionskräfte des Regelventils übersteigt, um somit das Spiel in den Wellen-Verbindungen zu beseitigen.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 einen vertikalen Schnitt eines Dampfturbinenventil-

kasteris und das angrenzende Teil der Ventilbetäti-

' gungsvorrichtung

Fig. 2 eine vergrößerte Draufsicht entsprechend der Schnittlinie 2'2 aus Fig. 1

Fig. 3 eine Ansicht entsprechend der Schnittlinie 3"3 aus Fig. 2.

In Fig. 1 ist das Dampfturbinengehäuse mit 10 bezeichnet. Ein Ventilkasten 11 ist an dem Gehäuse durch Schrauben 12 befestigt. Der Teil des Gehäuses, der die Fußplatte des Ventilkastens bildet, ist mit Kanälen 13 in einer Reihe versehen, von denen jeder einen Ventilsitz 14 aufweist, mit dem ein Ventil 15

. zusammenarbeitet. Die Ventile 15 haben Teller- oder Kegelform j und sind mit Stößeln versehen, die zur Betätigung mit einer j Hubschiene 16 verbunden sind. Die Hubschiene 16 und entsprechend i

die Ventile 15 werden in axialer Richtung zu den Ventilsitzen. 14 durch Betätigungsteile wie Hubstangen 17 bewegt, welche gleitbar in Führungshülsen 18 angebracht sind, wobei die - 4 -

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Führungshülsen in der Kopfwandung des Ventilkastens befestigt sind. Die oberen Enden der Hubstangen 17 sind mit Endstücken 20 verschraubt und sind durch Blockiermuttern 21 in einer eingestellten Lage festgelegt. Die Endstücke 20 sind drehbar mit einem Betätigungsarm 25 durch Gelenkteile 27 verbunden, die die gegenüberliegenden Seiten der Endstücke 20 und des Betätigungsarmes 25 überlappen. Die Endstücke 20 und der Betätigungsarm 25 haben Durchgangsöffnungen zur Aufnahme von Gelenkzapfen 30. Zur weiteren Veranschaulichung der Ventilbetätigungsvorrichtung wird auf die US-Patentschrift 3 625 verwiesen. Die Stirnfläche eines jeden Endstückes 20, die dem Betätigungsarm 25 gegenüberliegt, besitzt eine Aussparung 31, in der eine Mehrzahl von übereinandergeschichteten Federscheiben 33 angeordnet sind. Die oberste Federscheibe 34 ist mit ihrer konvexen Seite der gegenüberliegenden Stirnfläche, des Betätigungsarms 25 zugekehrt. Ein Verbindungsglied, wie z.B. eine gehärtete Kugel 35, ist auf den Federscheiben derart angebracht, daß die Kugel federnd gegen die Stirnfläche 37 des Betätigungsarms 25 gedrückt wird, um somit eine abrollende Berührung zu erzeugen.

Der Arm 25 ist auf einer Welle 40 um diese drehbar gelagert. Die Welle 40 ist in einem Tragrahmen 41 gelagert, der an dem Turbinengehäuse festgemacht ist. Die Stirnfläche 37 des Arms 25 besitzt eine im Schnitt kreisförmige Nut 43 entsprechend Fig. 2. Die Nut 43 erstreckt sich entsprechend Fig. 3 in Längsrichtung des Arms 25, das heißt in einer Richtung radial

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zur Achse der Welle 40. Die Nut 43 ist mit einem Radius versehen, der ähnlich dem Radius der Kugel 35 ist und dient in Zusammenarbeit mit der äußersten Federscheibe-34 dazu, die

j Kugel im Eingriff mit dem Betätigungsarm 25 zu halten. Die

Kugel 35 bewirkt die notwendige Rollbewegung zwischen dem Betätigungsarm 25 und dem Endstück 20 während der Arbeitsweise ; der Vorrichtung, in der die Ventile 15 zu und von den Sitzen | 14 bewegt werden.

Beim Zusammenbau ist eine Unterlagscheibe 45 auf dem Boden der Aussparung 31 angebracht. Die Dicke der Unterlagscheibe 45 ist so ausgelegt, daß die Federscheiben 33, 34 gegen den Arm 25 mit einer Kraft drücken, die größer ist als die Reaktionskraft des Regelventils. Demgemäß werden die Gelenkteile 27 verspannt gehalten und die Enden der Wellen 30 sind fest mit den Gelenkteilen im Eingriff und die Zwischenstücke der Wellen 30 sind fest mit der oberen Seite der öffnung im Endstück 20 verbunden sowie mit dem unteren Teil der öffnung im Arm 25. Diese Anordnung beseitigt das Spiel im Verbindungsaufbau und führt zu einer Verbesserung im ganzen Turbxnenregelsystem. Ein Stab 50 ist am freien Ende des Armes 25 festgemacht und wird durch einen Servomotor hin und her bewegt, der durch den Turbinenregler gesteuert ist.

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Claims (5)

1. Patentanwälte

   Dr. Ing. H. Negendank

   Dipi. Ing. H. Hauck - Diol Pnys. W. Sehmilz

   DIpI. Ing. E. Graalts - Dipl. Ing. VV. Wehnert

   8 München 2, Mozartstraße 23

   Telefon 5380580

   Carrier Corporation

   Carrier Tower

   P.O. Box 1000

   Syracuse, N.Y. 132ol, USA

   18. Mai 1973 Anwaltsakte M-2547

   Patentansprüche

   (1.)Betätigungsvorrichtung für ein Dampfturbinenregelventil mit einem Ventilbetätigungsteil, das mit dem Ventil verbunden und in einer gradlinigen Führungsbahn bewegbar ist, und mit einem kurvenförmig beweglichen Arbeitsteil, wobei diese Teile Oberflächen aufweisen, die räumlich getrennt sich gegenüberliegend angeordnet sind, und durch Gelenkteile drehbar miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Teile (20, 25) in der Stirnfläche eine Aussparung (31) aufweist, in der mehrere Federscheiben (33, 34) angeordnet sind, daß ein Verbindungsglied (35) zwischen den Federscheiben (33, 34) und der gegenüberliegenden Stirnfläche (37) des anderen Teils (25) angebracht ist und mit

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   ; diesem in drehbarem Eingriff steht, daß die Federscheiben (33, 34) federnd das Verbindungsglied (35) gegen die .Stirnfläche (37) des anderen Teils (25) andrücken mit einem Druck, der die Regelventilreaktionskräfte übersteigt, um somit die Gelenkteile (27) verspannt zu halten»
2. 2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- ! net, daß das Verbindungsglied (35) eine Kugel aus gehärte- ; tem Werkstoff ist.
3. 3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (31) in der dem Betätigungsteil (25) gegenüberliegenden Stirnfläche ausgebildet ist.

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4. 4. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ! dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (37) des anderen Teils (25) eine Nut (43) aufweist, die so ausgebildet ist, um das Verbindungsglied (35) im Rolleingriff aufzunehmen.

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5. 5. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die oberste Federscheibe (34) in dem Stapel mit ihrer konvexen Seite auf das Teil (25) hin ausgerichtet ist und daß das Verbindungsglied (35) aus einer Kugel besteht, die in dieser obersten Federscheibe (34) angeordnet ist.

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