ITTO940380A1 - Gruppo valvolare bilanciato per il controllo di vapore ed elemento valvolare del tipo a spinotto per tale gruppo. - Google Patents

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:

"Gruppo valvolare bilanciato per il controllo di vapore ed elemento valvolare del tipo a spinotto per tale gruppo"

Questa invenzione si riferisce a valvole di controllo del vapore, ed elementi valvolari del tipo a spinotto per tali valvole, quali quelle che vengono interposte tra una cassa a vapore e l'ingresso di una turbina a vapore, che riceve vapore dalla cassa e distribuisce vapore attraverso le valvole a settori anulari dell'ingresso della turbina, ed in particolare ad un gruppo valvolare bilanciato per il controllo del vapore migliorato, ed un elemento valvolare del tipo a spinotto per tale gruppo valvolare bilanciato di controllo del vapore.

Le valvole per il controllo del vapore per turbine a vapore sono, nel tempo, divenute sempre più grandi e si richiede che funzionino con pressioni sempre più grandi. Questo comporta forze molto grandi che sono superiori alle possibilità dei sistemi di controllo valvolari convenzionali. Una soluzione della tecnica precedente era di bilanciare le forze citate in precedenza aggiungendo un pistone di bilanciamento al gambo della valvola che si alterna scorrevolmente in una guida o cilindro. In questo, la pressione che si ottiene in corrispondenza della base della valvola del tipo a spinotto viene trasmessa, attraverso passaggi interni, all'estremità opposta della valvola, cioè, l'elemento valvolare del tipo a spinotto. Questo espediente bilanciava approssimativamente le forze. A causa della natura evoluta di questo progetto, l'elemento valvolare del tipo a spinotto, avente uno spinotto in corrispondenza di una estremità ed il pistone di bilanciamento in corrispondenza dell'altra, è stato pensato come comprendente elementi distinti e, di conseguenza, è stato fabbricato con un grande ma non necessario collo tra di loro. Inoltre, per convenienza nella fabbricazione, gli elementi valvolari sono stati realizzati con componenti effettivamente separati| lo spinotto di grande diametro ed il pistone di bilanciamento ricevevano un gambo per mezzo di una disposizione a scanalatura a "T".

Verso i grandi limiti di dimensioni e pressioni per tali elementi valvolari, sono stati sperimentati problemi con le vibrazioni, controllo della posizione e rottura del gambo.

E' uno scopo di questa invenzione realizzare un gruppo valvolare per il controllo del vapore bilanciato, migliorato, ed un elemento valvolare del tipo a spinotto per tale gruppo, che eviti i problemi citati in precedenza. E' in particolar modo uno scopo di questa invenzione realizzare un gruppo valvolare di controllo del vapore bilanciato comprendente una sede di una valvola anulare; un elemento valvolare del tipo a spinotto per la chiusura su, rimozione da, detta sede;e un coperchio per la valvola avente un foro centrale, longitudinale realizzato in modo da attraversarla; in cui detto elemento valvolare ha una testa valvolare ed un gambo1, detto gambo è impegnato in modo scorrevole in detto foro; detto coperchio ha una guida cilindrica, dipendente; dettò è impegnato scorrevolmente con detta guida; detta testa ha mezzi a canale per accogliere un fluido realizzati al suo interno per il bilanciamento in pressione di un'estremità di detta testa con una estremità opposta di detta testa; ed un'estremità di detta testa ha mezzi realizzati al suo interno per assicurare che l'ottenimento di una pressione media e rappresentativa in quel punto verrà indirizzato ad una estremità opposta di detta testa attraverso detti mezzi a canale.

E'inoltre uno scopo di questa invenzione l'illustrare un elemento valvolare del tipo a spinotto, per un gruppo valvolare di controllo del vapore, bilanciato, comprendente una testa valvolare per un gambo realizzato in un pezzo unico; in cui detta testa ha mezzi a canale per accogliere fluido realizzati al suo interno per il bilanciamento in pressione di una estremità di detta testa con un'estremità opposta di detta testa; ed un'estremità di detta testa ha mezzi realizzati al suo interno per assicurare che l'ottenimento in corrispondenza di quel punto di una pressione rappresentativa e media venrrà indirizzato ad un'estremità opposta di detta testa attraverso detti mezzi a canale.

Ulteriori scopi di questa invenzione, così come le nuove relative prestazioni, diverranno chiari con riferimento alla descrizione seguente, considerata insieme alle illustrazioni allegate, in cui:

la figura 1 è una vista in sezione di un gruppo valvolare di controllo del vapore, della tecnica precedente, lo stesso avente la disposizione di connessione a scanalatura a "T" citata in precedenza;

la figura 2 è una vista in sezione di un elemento valvolare del tipo a spinotto della tecnica precedente in cui il relativo gambo è realizzato in un unico elemento con lo spinotto ed il pistone di bilanciamento;

la figura 3 è una vista in sezione di una cassa per il vapore che mostra i nuovi gruppi valvolari bilanciati di controllo del vapore disposti al suo interno per controllare la distribuzione di vapore a settori anulari dell'ingresso di una turbina; e

la figura 4 è una vista, fortemente ingrandi rispetto alla scala di figura 3, delnuovo gruppo valvolare attacco dell'elemento 54, cooperano con la breve zona di transizione così da definire un netto cambiamento nella pendenza della superficie 72 per causare separazione del flusso.

Mentre abbiamo descritto la nostra invenzione con relative forme di attuazione specifiche, si deve comprendere chiaramente che questo viene fatto solamente a titolo di esempio e non come limitazione agli scopi dell'invenzione come stabilito nei relativi scopi e nelle rivendicazioni allegate.

dell'invenzione 54 e 56, si spostano all'interno delle guide del coperchio 16a e 16b e le rosette di guida 18a e I8b. Le estremità 50 e 52 cooperano con le guide 16a e 16b e le rosette 18a e 18b per definire le camere dal volume variabile 58 e 69 tra di loro in cui lavorano le estremità 50 e 52.

In figura 4 viene mostrato un ingrandimento di uno dei nuovi gruppi 46. Come mostrato, il gruppo 46 comprende un elemento valvolare 54 che ha uno scomparto circolare 62 realizzato nella relativa estremità dello spinotto 22b. Il foro longitudinale, centrale 26b relativo comunica con una moltitudine di passaggi divergenti 64 (ce ne sono quattro, sebbene se ne mostrino solamente due) che si aprono sullo scomparto circolare 62. Inoltre, un ulteriore passaggio allineato assialmente 64a avanza direttamente dal foro 26a e si apre sul centro dello scoraparto 62. La superficie esterna dell'elemento valvolare 54 e la corona della circonferenza 66 dello scomparto 62 definiscono una parete circolare, inclinata 68. I passaggi 64 sono tangenti alla parete 68 e questi, in cooperazione con il passaggio 64a, assicurano che una pressione media e rappresentativa che si ottiene attraverso lo scomparto 62 verrà trasmessa nel foro 26a per la comunicazione con l’estremità del pistone di bilanciamento 50 e la camera 58.

L'elemento valvolare 54 non ha collo; ha, semplicelanciato, di controllo del vapore citato in precedenza, lo stesso incorporando l'elemento valvolare del tipo a spinotto dell'invenzione.

Come è mostrato in figura 1, il gruppo valvolare di controllo del vapore della tecnica precedente 10 comprende una sede della valvola configurata secondo il tipo di Ventura 12, ed un coperchio della valvola 14, avente una guida della valvola 16 che dipende da questo, la guida avendo una rosetta per la valvola 18 fissata al suo interno. L'elemento valvolare del tipo a spinotto 20 ha una estremità dello spinotto 22 arrotondata, che si appoggia e si sposta dalla sede 12, ed un'estremità 24 del pistone di bilanciamento cilindrica. L'estremità 24 può alternarsi scorrevolmente nella guida 16 attraverso la rosetta 18, e ha un foro centrale, longitudinale che lo attraversa 26.Le estremità 22 e 24 vengono unite attraverso una porzione di collo 28. All'interno dell'estremità 24 del pistone di bilanciamento viene realizzata una scanalatura rettilinea 30 che riceve al suo interno una estremità di connessione a "T" del gambo 32 dell'elemento valvolare. Si è concluso che i problemi di tali gruppi valvolari 10 derivano da pressioni non uniformi e non stazionarie in corrispondenza del fondo dell'estremità a spinotto 22 e, di conseguenza, la pressione trasmessa alla parte superiore dell'estremità del pistone di bilanciamento 24 non è rappresentativa della pressione media che si ottiene in corrispondenza del fondo dell'estremità dello spinotto 22. Il foro 26 si apre solamente sul centro del fondo dell'estremità 22 dello spinotto e, come notato, la pressione in corrispondenza di questo punto, è condotta all'estremità 24, e probabile che vari in modo non rappresentativo. Inoltre, si è scoperto che la connessione a "T", ha alcuni difetti strutturali.

Le pressioni non stazionarie e non uniformi citate in precedenza risultano dalla lunga superficie incurvata dell'estremità dello spinotto 22; il flusso di vapore passa attraverso quella superficie e la sede 12. Le pressioni variano considerevolmente in questa regione ed il flusso si separerà in corrispondenza di alcuni punti sconosciuti e variabili sulla superficie dell'estremità dello spinotto 22 dopo che è passato attraverso la parte più stretta di quella regione. Come mostrato in figura 1, l'estremità dello spinotto 22, arrotondata, che agisce insieme alla sede della valvola 12, definisce una regione 34 o zona di transizione del flusso lunga o ampia. La relativa lunghezza di contatto del fluido quindi si ottiene tra la superficie più esterna dell’estremità dello spinotto 22 e qualche punto indefinito mostrato arbitrariamente in corrispondenza del numero 36.

Nelle figure 2 a 4, componenti o parti che portano numeri di riferimento che sono uguali o simili a quelli mente, una testa 70 ed un gambo 32b. L'estremità di attacco della testa 70, che si chiude su e si sposta dalla sede della valvola 12 ha un diametro dato. L'estremità di uscita .della testa, che comprende l'estremità del pistone di bilanciamento

50, ha un diametro differente, sebbene non molto più piccolo, e questa progettazione fornisce all'elemento valvolare 54 una massa che resiste alla pressione del vapore che compie le escursioni. Il diametro dell'estremità di uscita o della porzione dell'elemento 54 è scelto in modo che la forza netta sulla struttura completa si troverà nelle possibilità di un sistema di controllo della valvola. Sull'estremità diuscita dell'elemento valvolare 54, inoltre, vengono forniti passaggi divergenti 64a, per la comunicazione con la camera 58, per sistemare l'intero sistema 32b.

* Si deve notare che la superficie esterna 54, in corrispondenza dell'estremità di attacco relativa, e la superficie interna della parete 68, cioè la corona 66, sono molto stretti o corti; e l'ultimo definisce la zona di transizione del flusso della regione 34a. Ha una dimensione in larghezza che non è superiore al 10% del diametro del bordo di attacco della testa 70. Poiché l'elemento 54 è sostanzialmente cilindrico, non ha la forma dello spinotto arrotondata dell'estremità dello spinotto22 dell'elemento valvolare 20 (di figura 1). La conformazione a lati rettilinei dell'elemento 54, e l'estremità a scomparto, generalmente dal fondo piatto, o estremità di

Claims (3)

1. RIVENDICAZIONI 1. Un gruppo valvolare bilanciato per il controllo di vapore, comprendente: una sede della valvola anulare; un elemento valvolare del tipo a spinotto per la chiusura su, e la rimozione da, detta sede; e un coperchio della valvola avente un foro centrale longitudinale realizzato attraverso esso; in cui detto elemento valvolare ha una testa valvolare ed un gambo; detto gambo è impegnato scorrevolmente con detto foro; detto coperchio ha una guida cilindrica, dipendente; detta testa è impegnata in scorrimento con detta guida; detta testa ha mezzi sotto forma di canale per accogliere i fluidi formati al suo interno per bilanciare in pressione un’estremità di detta testa con un'estremità opposta di detta testa; un'estremità di detta testa ha mezzi realizzati al suo interno per assicurare che l'ottenimento in sua corrispondenza di una pressione media e rappresentativa verrà indirizzato ad un’estremità opposta di detta testa attraverso detti mezzi a canale; detti mezzi indicati per ultimi realizzati in un'estremità di detta testa;comprendono una rientranza; detti mezzi a canale comprendono un foro assiale, realizzato su detta testa, ed una moltitudine di passaggi che divergono da, ed in comunicazione di scorrimento del fluido con detto foro centrale, assiale; e detti passaggi aperti, esternamente rispetto a detta testa, su detta un'estremità, e detta estremità opposta.
2. 2. Un gruppo valvolare bilanciato, per il controllo del vapore, secondo la rivendicazione 1, in cui: detta rientranza comprende un rilievo circolare avente una parete circolare, inclinata; detti passaggi che si aprono su detta una estremità di detta testa aperta su detto rilievo e tangente a detta parete; e detto foro assiale, centrale si apre su detto rilievo e centralmente rispetto a detto rilievo. 3· Un gruppo valvolare bilanciato, per il controllo di vapore, secondo la rivendicazione 1, in cui: detta estremità opposta di detta testa e detta guida definiscono in cooperazione una camera dal volume variabile tra di loro. 4. Un gruppo valvolare bilanciato, per il controllo del va pore secondo la rivendicazione 3, in cui: detti passaggi che si aprono su detta estremità opposta di detta testa si aprono su detta camera. 5. Un gruppo valvolare bilanciato, per il controllo di vapore, secondo la rivendicazione 2, in cui: detta testa ha una superficie sulla circonferenza, esterna; detta superficie e detta parete definiscono una zona di transizione anulare tra di loro; detta testa ha una porzione di attacco, di impegno della sede, ed una porzione di uscita, a codolo; detta porzione di attacco di detta testa ha un diametro di una dimensione data; detta porzione di uscita ha un diametro di dimensioni inferiori rispetto a data dimensione; e detta zona di transizione ha una dimensione in larghezza che non è maggiore del 103⁄4 di detta dimensione data. 6. Un gruppo valvolare bilanciato, per il controllo di vapore secondo la rivendicazione 5, in cui: detto diametro di detta porzione di uscita viene scelto in modo tale che la forza effettiva sulla struttura completa si troverà nelle possibilità del sistema di controllo valvolare. 7. Un elemento valvolare del tipo a spinotto, per un gruppo valvolare bilanciato, per il controllo del vapore, comprendente: una testa valvolare ed un gambo realizzati in un pezzo unico; in cui detta testa ha mezzi a ·canale per accogliere il fluido realizzati al suo interno per bilanciare in pressione una estremità!, di detta testa con una estremità opposta di detta testa; una estremità di detta testa ha mezzi realizzati al suo interno per assicurare che l'ottenimento di una pressione media e rappresentativa in corrispondenza di questa verrà indirizzata ad una estremità opposta di detta testa attraverso detti mezzi a canale; detti mezzi citati per ultimi realizzati in una estremità di detta testa comprendono una rientranza; detti mezzi a canale comprendono un foro assiale, centrale realizzato in detta testa, ed ' una moltitudine di passaggi che divergono da, ed in comunicazione di scorrimento del fluido con, detto foro centrale, assiale; e detti passaggi si aprono, sull'esterno di detta testa, su detta una estremità, e detta relativa estemità opposta.
3. 3. Un elemento valvolare del tipo a spinotto, per un gruppo valvolare bilanciato, per il controllo di vapore, secondo la rivendicazione 7, in cui: detta rientranza comprende un rilievo circolare avente una parete circolare, appuntita; detti passaggi che si aprono su detta una estremità di detta testa si aprono su detto rilievo e tangenti rispetto a detta parete; e detto foro assiale, centrale si apre su detto rilievo e centralmente rispetto a detto rilievo. 9. Un elemento valvolare del tipo a spinotto, per un gruppo valvolare bilanciato, per il controllo di vapore secondo la rivendicazione 8, in cui: detta testa ha una superficie esterna, lungo la circonferenza; detta superficie e detta parete definiscono una zona di transizione anulare tra di loro; detta testa ha una porzione di impegno della valvola, di attacco, ed una porzione di codolo, di uscita; detta porzione di attacco di detta testa ha un diametro di una dimensione data; detta porzione di uscita ha un diametro di una dimensione che è tipicamente inferiore a detta dimensione data; e detta zona di transizione ha una dimensione in larghezza che non è superiore al 10% di detta dimensione data. 10. Un elemento valvolare del tipo a spinotto, per un gruppo valvolare bilanciato, per il controllo di vapore, secondo la rivendicazione 9, in cui: detto diametro di detta porzione di uscita non è inferiore ad approssimativamente l'80% di detto diametro di detta porzione di attacco. mostrati in figura 1 indicano stessi o simili componenti di quelli in figura 1. La figura 2 illustra un elemento valvolare della tecnica precedente 20a progettato per superare i difetti della connessione a "T" dell'elemento valvolare 20 di figura 1. Qui il gambo 32a viene realizzato in un pezzo unico con l'estremità del pistone di bilanciamento 24a. Tuttavia, anche qui, il foro centrale 26a si apre solamente centralmente sul fondo dell'estremità dello spinotto 22a. L'utilizzo dell'elemento valvolare 20a farà sì che le pressioni non rappresentative citate in precedenza vengano trasmesse all'estremità del pistone di bilanciamento 24a. Inoltre, l'elemento valvolare 20a, per il fatto che ha la stessa estremità dello spinotto 22a arrotondata, sperimenterà la stessa lunga zona di transizione del flusso e lunghezza di contatto del fluido estesa, come si presenta dall'uso dell'elemento valvolare 20 di figura 2. La figura 3 mostra una cassa per il vapore 38 che riceve vapore da un tubo di distribuzione (non mostrato) e che distribuisce il vapore a settori anulari 40 a 42 dell'ingresso di una turbina 44. I gruppi valvolari bilanciati, di controllo del vapore nuovi 46 e 48 vengono mostrati trasversalmente rispetto alla conduttura 38. Le estremità dei pistoni di bilanciamento 50 e 52 dei gruppi che incorporano gii elementi valvolari del tipo a spinotto