DE7927210U1

DE7927210U1 - DEVICE FOR CONTROLLING A STEAM OR GAS TURBINE

Info

Publication number: DE7927210U1
Application number: DE19797927210
Authority: DE
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-09-25
Filing date: 1979-09-25
Publication date: 1982-01-14

Description

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SIEMENS ATPPTTCfffiTgyEnyrfinTT k τ?φ Unser Zeichen Berlin und München VPA 79 P 3^75 BEDSIEMENS ATPPTTCff fiTgyEnyrfi n TT k τ? φ Our symbol Berlin and Munich VPA 79 P 3 ^ 75 BED

Einrichtung zum Segeln einer Dampf- oder Gasturbine. Device for sailing a steam or gas turbine .

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Hegeln einer Dampf- oder Gasturbine, mit einem Ventilbalken zur Betätigung von mindestens zwei Stellventilen, deren Ventilkegel mit ihren Ventilschäften in dem Ventilbalken eingehängt und durch Anhebeköpfe gehalten sind.The invention relates to a device for controlling a steam or gas turbine, with a valve bar for actuation of at least two control valves, the valve cones of which are suspended with their valve stems in the valve bar and held by lifting heads.

Eine derartige Einrichtung ist beispielsweise aus der DE-PS 760 185 bekannt. Der Ventilbalken ist mit Bohrungen versehen, in denen die Ventilschäfte von zwei oder mehr Stellventilen gleiten. Die Ventilschäfte sind durch Anhebeköpfe gehalten, die bei der bekannten Bauform als Muttern ausgebildet sind. Zum öffnen der Stellventile wird der darüber liegende Ventilbalken beispielsweise über ein Hebelgestänge und einen Servomotor angehoben. Hierbei öffnet das Stellventil mit dem tiefsten Anhebekopf zuerst, dann das mit dem nächst höheren Anhebekopf usw. bis alle Stellventile geöffnet sind. Zum Schließen der Stellventile wird der Ventilbalken gesenkt, wobei der anstehende Dampf- oder Gasdruck die einzelnen Ventilkegel dichtend in die zugehörigen Ventilsitze drückt,Such a device is known from DE-PS 760 185, for example. The valve bar is with holes provided in which the valve stems of two or more control valves slide. The valve stems are through lifting heads held, which are designed as nuts in the known design. To open the control valves the valve bar above is, for example raised via a lever linkage and a servo motor. The control valve opens with the lowest lifting head first, then the one with the next higher lifting head, etc. until all control valves are open. To close of the control valves, the valve bar is lowered, whereby the existing steam or gas pressure affects the individual valve cones presses sealingly into the associated valve seats,

KIk 2Fx/ 21.09.1979KIk 2Fx / 09/21/1979

- 2 - YPA 79 P 3175 BED sobald diese erreicht werden.- 2 - YPA 79 P 3175 BED as soon as these are reached.

Bei der bekannten Einrichtung werden die auf die Ventilkegel einwirkenden pulsierenden Kräfte über die Ventil-Schäfte in die als Muttern ausgebildeten Anhebeköpfe auf den Ventilbalken übertragen, wobei die Kräfte in den Schraubenverbindungen zwischen Ventilschaften und Anhebeköpfen um einen Winkel von 180° umgelenkt werden. Durch dies" Umlenkung der Kräfte ist die Dauerwechselfestigkeit der Schraubenverbindungen außerordentlich niedrig, so daß es ia Bereich des ersten belasteten Gewindeganges der Ventilschäfte häufig zu Brüchen könnt.In the known device, the pulsating forces acting on the valve cones are transmitted via the valve stems to the lifting heads designed as nuts on the valve bar, the forces in the screw connections between valve stems and lifting heads being deflected by an angle of 180 °. As a result of this deflection of the forces, the fatigue strength of the screw connections is extremely low, so that in general the area of the first loaded thread turn of the valve stem can often break.

Bei einer anderen bekannten Einrichtung zum Hegeln einer Dampf- oder Gasturbine ist ein teilbarer Ventilbalken vorgesehen, so daß die Stellventile mit Ventilkegel, Ventilschaft und Anhebekopf einstückig ausgeführt werden können. Diese Bauform mit dem an den Ventilschaft angeformten Anhebekopf hat den Vorteil, daß eine Schwächung durch eine Schraubenverbindung entfällt, wofür allerdings eine Teilung des Ventilbalkens in Kauf genommen werden muß.In another known device for controlling a Steam or gas turbine, a divisible valve bar is provided so that the control valves with valve cone, valve stem and lifting head can be made in one piece. This design with the lifting head molded onto the valve stem has the advantage that there is no weakening by a screw connection, but for this a division of the valve bar must be accepted.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe augrunde, eine Eiarichtung zum Hegeln einer Dampf- oder Gasturbine zu schaffen, bei welcher einerseits die Dauerwechselfestigkeit an den Anhebekopfen gesteigert wird und bei welcher andererseits der Ventilbalken ungeteilt ausgeführt werden kann.The invention is therefore based on the object of creating an egg direction for controlling a steam or gas turbine, in which on the one hand the fatigue strength at the lifting heads is increased and in which on the other hand the valve bar can be designed undivided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei einer Einrichtung der eingangs genannten Art der Ventilschaft eines Stellventils einen angeformten Anhebekopf besitzt und in ein Muttergewinde des Ventilkegels eingeschraubt ist und d*B der Ventilkegel auf seiner dem Anhebekopf zugewandten Seite zumindest im Bereich der ersten Gewindegänge einen angeformten Mutterhaiβ besitzt.This object is achieved according to the invention in that, in a device of the type mentioned at the beginning, the valve stem of a control valve has an integrally formed lifting head and is screwed into a nut thread of the valve cone and d * B the valve cone on its side facing the lifting head at least in the area of the first thread turns owns a molded mother shark.

- 3 - VPA 79 P ⁷ ■'? BED- 3 - VPA 79 P ⁷ ■ '? BED

Durch den an den Ventilschaft angeformten Anhebekopf entfällt an der Verbindungsstelle die Schwächung durch eine Schraubenverbindung. Durch die Schraubenverbindung »wischen Ventilschaft und Ventilkegel wird andererseits das Einführen der Ventilschäfte in die entsprechenden Bohrungen des Ventilbalkens ermöglicht, so daß der Ventilbalken ungeteilt ausgeführt werden kann. Allein durch die Verlegung der Schraubenverbindung vom Anhebekopf in den Ventilkegel war· die Bruchgefahr aber noch keineswegs beeeitigt, da hierdurch nur die Bruchstellen verlegt wurden. Deshalb ist als weitere Maßnahme vorgesehen, den Ventilkegel auf seiner dem Anhebekopf zugewandten Seite zumindest im Bereich der ersten Gewindegänge mit einem angeformten Mutternhals auezxirusten. Hierdurch ergeben sich die gleichen Vorteile wie bei einer Halsmutter. Zumindest die ersten Gewindegänge werden in dem auf Zug beanspruchten Hals zur Mitwirkung bei der Kraftübertragung herangezogen, so daß sich die Gewinde in dem Ventilschaft und im Mutternhals gleichartig verformen. Durch die elastische Dehnung des Mutternhalses ergibt sich eine vorteilhafte Lastverteilung bei der übertragung der Kräfte vo.a Ventilkegel in den Ventilschaft, wodurch die Bruchgefahr im Bereich uer j Schraubenrerbindung weitgehend ausgeschlossen werden kann.Due to the lifting head molded onto the valve stem, there is no weakening at the connection point due to a screw connection. On the other hand, the screw connection between the valve stem and valve cone enables the valve stem to be inserted into the corresponding bores in the valve bar, so that the valve bar can be designed in one piece. Simply by relocating the screw connection from the lifting head to the valve cone , the risk of breakage was by no means eliminated, as this only relocated the breakage points. Therefore, as a further measure, it is provided that the valve cone on its side facing the lifting head, at least in the area of the first thread turns, is removed with an integrally formed nut neck. This results in the same advantages as with a neck nut. At least the first thread turns are used in the tensile stressed neck to participate in the transmission of force, so that the threads in the valve stem and in the nut neck are deformed in the same way. The elastic expansion of the nut neck results in an advantageous load distribution when the forces are transmitted from the valve cone to the valve stem, which largely eliminates the risk of breakage in the area of the screw connection.

Bei einer bevorzugten Ausführuiigsform der erfindungsgemäßen Einrichtung erstreckt sich der Mutternhals über den gesamten tragenden Bereich des Muttergewindes. Hierdurch ergeben sich die gleichen Vorteile wie bei einer Zugmutter. Der gesamte tragende Bereich des Muttergewindes wird nahezu ausschließlich auf Zug beansprucht, so daß sich durch die noch günstigere Übertragung der Kräfte vom Ventilkegel in den Ventilschaft eine weitere Steigerung der Dauerwechselfestigkeit ergibt. Vird der Ventilkegel so ausgebildet, daß sich der Mutternhals zum ersten Gewindegang hin verjüngt, so können wie bei einer Mutter gleicher Festigkeit die auf den Ventilkegel einwirkenden Kräfte völligIn a preferred embodiment of the invention Facility extends the nut neck over the entire load-bearing area of the nut thread. This results the same advantages as with a pull nut. The entire load-bearing area of the nut thread becomes almost only subjected to train, so that the even more favorable transmission of forces from the valve cone in the valve stem results in a further increase in fatigue strength. If the valve cone is designed in such a way that that the nut neck tapers towards the first thread turn, as can be the case with a nut of the same strength the forces acting on the valve cone completely

- 4 - VPA 79 P 3175 BRD- 4 - VPA 79 P 3175 BRD

gleichmäßig auf alle Gewindegänge verteilt werden, d. h. •8 ergibt' sich eine optimale Verteilung der durch die ßchraubenverbindung zu übertragenden Kräfte.be evenly distributed over all threads, d. H. • 8 results in an optimal distribution of the Screw connection to be transmitted forces.

Vorzugsweise ist das Muttergewinde in ein Sackloch des Ventilkegels eingebracht. Hierdurch wird eine Abstützung des Ventilachaftes am Grund des Sackloches zur Erzielung einer Vorspannung des Gewindes der Schraubenverbindung ersöglicht.
10The nut thread is preferably introduced into a blind hole in the valve cone. This enables the vent shaft to be supported on the base of the blind hole in order to achieve a pretensioning of the thread of the screw connection.
10

Für die Haltbarkeit der Schraubenverbindung ist es auch von Vorteil, wenn der Querschnitt des Ventilschaftes in den an sein Schraubengewinde anschließenden Bereich gleich dem Kernquerschnitt des Schraubengewindes ist.For the durability of the screw connection, it is also advantageous if the cross section of the valve stem in the area adjoining its screw thread is equal to the core cross-section of the screw thread.

Ist am Übergang zwischen Anhebekopf und Ventilschaft eine Ausrundung vorgesehen, so wird die Gefahr von Brüchen im Übergangsbereich noch weitergehend reduziert.If a fillet is provided at the transition between the lifting head and the valve stem, the risk of breaks in the Transition area reduced even further.

Es ist auch zweckmäßig, den Si^z des Anhebekopfes im Ventilbalken kegelförmig auszubilden. Da die Ventilschäfte in dem Ventilbalken mit Spiel geführt sind, wirkt der kegelförmige Sitz zentrierend und richtet die Ventilkegel in bezug auf die zugehörigen Ventilsitze aus.It is also useful to place the lift head in the valve bar to be conical. Since the valve stems are guided in the valve bar with play, the conical one acts Centering the seat and aligning the valve cones with respect to the associated valve seats.

Bei einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Einrichtung ist vorgesehen, daß der Anhebekopf auf einem hohlzylindrischen Einsatz des Ventilbalkens sitzt. Ein derartiger Einsatz kann aus verschleißfesterem Material als der Ventilbalken gefertigt werden und im Bedarfsfalle auch leicht ausgetauscht werden.In a further embodiment of the invention Device is provided that the lifting head sits on a hollow cylindrical insert of the valve beam. One of those The insert can be made of more wear-resistant material than the valve bar and, if necessary, also easily exchanged.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigt:In the following an embodiment of the invention is explained in more detail with reference to the drawing. It shows:

Fig. 1 einen Ventilschaft mit angeformtsa Anhebekopf undFig. 1 shows a valve stem with an integrally formed lifting head and

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- 5 - VPA 79 P 5175 einem Schraubengewinde.- 5 - VPA 79 P 5175 a screw thread.

Fig. 2 einen Ventilkegel mit einem Muttergewinde undFig. 2 shows a valve cone with a nut thread and

Fig. 3 einen Längsschnitt durch einen Yentilbalken im Bereich eines Stellventils.Fig. 3 is a longitudinal section through a Yentilbalken in Area of a control valve.

Fig. 1 zeigt einen Ventilschaft 1, der an seinem oberen Ende einen angeformten Anftebekopf 10 besitzt und an seinem unteren Ende mit einem Schraubengewinde 11 und einem daran anschließenden Kernansatz 12 versehen ist. Der Anhebekopf 10 ist als Sechskantkopf ausgebildet und mit einer kegelförmigen Auflagefläche 13 versehen, die über eine Aus= rundung 14 in einen zylindrischen Schaftbereich 15 übergeht. Fig. 1 shows a valve stem 1, which at its upper Has an integrally formed Anftebekopf 10 and at his end the lower end is provided with a screw thread 11 and an adjoining core extension 12. The lifting head 10 is designed as a hexagonal head and is provided with a conical bearing surface 13, which has an Aus = rounding 14 merges into a cylindrical shaft region 15.

Fig. 2 7-eigt einen Ventilkegel 2, welcher aus einem im wesentlichen kegelstumpfförmigen Verschlußteil 20 und einem daran angeformten Mutternhals 21 besteht. Im Bereich des Mutternhalses 21 ist in den Ventilkegel 2 ein Sackloch 22 mit einem Muttergewinde 23 und einer Gewinderille 24 am Gewindeauslauf eingebracht.Fig. 2 7-eigt a valve cone 2, which consists of an im essential frustoconical closure part 20 and a nut neck 21 formed thereon. In the area of the nut neck 21 there is a blind hole in the valve cone 2 22 introduced with a nut thread 23 and a thread groove 24 at the thread outlet.

/ Der Mutternhals 2^ verjüngt sich in seinem Oberen Bereich/ The nut neck 2 ^ tapers in its upper area

zum ersten Gewindegang des Muttergewindes 23 hin, so daß wie bei einer Mutter gleicher Festigkeit sämtliche Gewindegänge des Muttergewindes 23 gleichmäßig zum Tragen herangezogen werden können. An der Unterseite des Ventilkegels 2 besitzt das Verschlußteil 20 einen kreisförmigen Rücksprung, zwischen dessen Hand und der Kegelfäche eine Abreißkante 25 gebildet ist.towards the first thread turn of the nut thread 23, so that, as with a nut, all threads are of the same strength of the nut thread 23 can be used evenly for wearing. At the bottom of the valve cone 2, the closure part 20 has a circular shape Return, between his hand and the surface of the cone Tear edge 25 is formed.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch ein Stellventil, welches aus dem Ventilschaft Λ (,Jig· 1)» dem darauf aufgeschraubten Ventilkegel 2 CFig· 2) und dem zugehörigen Ventilsitz 3 besteht. Der Ventilschaft 1 ist in einen Ventilbalken 43 shows a section through a control valve which consists of the valve stem Λ (, Jig · 1) »the valve cone 2 CFig · 2) screwed onto it and the associated valve seat 3. The valve stem 1 is in a valve beam 4

- 6 - VPi. 79 P 3^75 BED- 6 - VPi. 79 P 3 ^ 75 BED

eingehängt, wobei die kegelförmige Auflageflacke 13 (3?ig. 1) des Anhebekopfes 10 auf einer entsprechend geformten Sitzfläche eines in den Yentilbalken 4 eingesetzten hohlzylindrischen Einsatzes 40 aufliegt. Der Außendurchmesser des zylindrischen Schaffbereiches 15 QFig. 1) und der Innendurchmesser des Einsatzes 40 sind so gewählt, daß der Ventilschaft 1 im Ventilbalken 4 mit Spiel gleiten kann. Das öffnen und Schließen des Stellventils erfolgt durch Heben bzw. Senken des Ventilbalkens 4, wobei ia Vergleich zu weiteren im Ventilbalken 4 eingehängten ßtellventile die Reihenfolge des öffnens bzw. Schließens durch die Länge des Ventilschaftes 1 bestimmt wird.hooked in, the conical support surface 13 (3? Ig. 1) of the lifting head 10 on a correspondingly shaped Seat of a hollow cylindrical insert 40 inserted into the Yentilbalken 4 rests. The outside diameter of the cylindrical sheep area 15 QFig. 1) and the inner diameter of the insert 40 are chosen so that the valve stem 1 slide in the valve beam 4 with play can. The control valve is opened and closed by raising or lowering the valve bar 4, with In general, the sequence of opening and closing is compared to other control valves suspended in the valve bar 4 is determined by the length of the valve stem 1.

Die auf den Ventilkegel 2 einwirkenden statischen Druckkrafte sind in der Fig. 3 durch Pfeile 5 angedeutet. Insgesamt wirken auf den Ventilschaft 1 pulsierende Kräfte ein, welche dem Produkt aus Ventilfläche und pulsierender Druckdifferenz entsprechen. Da der Anteil des Mutternhalses 21 (.Fig. 2) an der gesamten Ventilfläche relativ gering ist, wird das Gewinde nahezu ausschließlich auf Zug beansprucht. Somit ergibt sich für die durch Pfeile angedeutete Übertragung der Kräfte der gleiche vorteilhafte Verlauf wie bei einer Zugmutter.The static compressive forces acting on the valve cone 2 are indicated in FIG. 3 by arrows 5. All in all Act on the valve stem 1 pulsating forces, which are the product of the valve area and pulsating Correspond to the pressure difference. Since the proportion of the nut neck 21 (.Fig. 2) in the total valve area is relative is low, the thread is almost exclusively subjected to tensile stress. Thus results for the by arrows indicated transmission of the forces the same advantageous course as with a tension nut.

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VPA 79 P 3175 BED Zusammenfassung Einrichtung zum Segeln einer Dampf- oder Gasturbine VPA 79 P 3175 BED Summary Device for sailing a steam or gas turbine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Regeln einer Dampf- oder Gasturbine, mit einem Ventilbalken (4) zur Betätigung von mindestens zwei Stellventilen, deren Ventilkegel (2) mit ihren Ventilschäften (1) in dem Ventilbalken (A) eingehängt und durch Anhebeköpfe (10) gehalten sind. Bei derartigen Einrichtungen kommt es im Bereich der Ventilschäfte (1) infolge der auf die Ventilkegel (2) einwirkenden pulsierenden Kräfte häufig su Brüchen. Gemäß der Erfindung wird die Bruchgefahr dadurch verringert, daß der Ventilschaft (1) eines Stellventils einen ang*formten Anhebekopf (10) besitzt und in ein Muttergewinde des Ventilkegels (.2) eingeschraubt ist und daß der Ventilkegel (.2) auf seiner dem Anhebekopf (.10) zugewandten Seite zumindest im Bereich der ersten Gewindegänge einen angeformten Mutternhals (12) besitzt. Im Ubergangsbereich vom Ventilschaft (1) zum Anhebekopf (iO) entfällt hierbei durch die einstuckige Ausgestaltung eine Schwächung, während im tlbergangsbereich zum Ventilkegel (2) durch den Mutternhals (12) die gefährdeten ersten Gewindegänge der Gewindeverbindung entlastet werden. Somit wird die Dauer-Wechselfestigkeit wesentlich erhöht. (Fig. 3).The invention relates to a device for regulating a steam or gas turbine, with a valve bar (4) for actuating at least two control valves, whose valve cone (2) with their valve stems (1) in the The valve bars (A) are suspended and held in place by lifting heads (10). With such facilities it occurs in the field the valve stems (1) often break due to the pulsating forces acting on the valve cone (2). According to the invention, the risk of breakage is reduced in that the valve stem (1) of a control valve ang * shaped lifting head (10) and in a nut thread of the valve cone (.2) is screwed in and that the valve cone (.2) facing the lifting head (.10) Side has an integrally formed nut neck (12) at least in the area of the first thread turns. In the transition area from the valve stem (1) to the lifting head (OK) is not required due to the one-piece design, a weakening, while in the transition area to the valve cone (2) by the Nut neck (12) the endangered first thread turns of the threaded connection are relieved. This increases the fatigue strength significantly increased. (Fig. 3).

Claims

- 1 - TPA 79 P 3175 BED Proverbs

1. Device for regulating a steam or gas turbine, with a Yentilbalken to operate at least two Control valves, their valve cones with their valve stems hung in the valve bar and held by lifting heads are, characterized in that the valve stem (1) of a control valve is integrally formed en lifting head (.10) and is screwed into a nut thread (23) of the valve cone (2) and that the Valve cone (2) on its side facing the lifting head (.10) at least in the area of the first thread turns has a molded nut neck (21).

2. Device according to claim 1, characterized in that that the nut neck (21) extends over the said bearing area of the nut thread extends.

3. Device according to claim 2, characterized in that the nut neck (21) is tapered towards the first thread turn.

4. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the nut thread (23) in a blind hole (24) of the valve cone (2)

is introduced.

f

5. Device according to one of the preceding claims,

. 30 characterized in that the lateral \-section of the valve stem (1) in which to be screw

thread (11) adjoining area is equal to the core cross-section of the screw thread (11).

6. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the over-

- 2 - YPA 79 P 3175 BED

passage between valve stem (.1) and anhete head (.10) Rounding (14) is provided.

7- device according to one of the preceding claims, characterized in that the seat of the attachment head (10) in the valve beam (4) is conical is trained.

8. Device according to one of the preceding claims, characterized in that the lifting head (2) sits on a hollow cylindrical insert (.40) of the ventir beam (4;).