PL179950B1

PL179950B1 - Urzadzenie zaworowe do zamykania przeplywu pary PL PL PL PL PL PL

Info

Publication number: PL179950B1
Application number: PL96322975A
Authority: PL
Inventors: Per Karlsson; Lennart Persson
Original assignee: Abb Stal Ab
Priority date: 1995-04-26
Filing date: 1996-04-24
Publication date: 2000-11-30
Also published as: SE9501539D0; PL322975A1; SE510173C2; WO1996034219A1; SE9501539L; US5971018A; BR9608321A; ATE202623T1; CA2217170A1; CZ339597A3; DE69613574T2; JPH11504102A; EP0823030A1; CZ292317B6; EP0823030B1; DE69613574D1

Abstract

1 . Urzadzenie zaworowe do zamykania przeplywu pary, zawierajace zawór kontrolny i zawór zamykajacy, umiesz- czone we wspólnym korpusie, tworzacym komore kanalo- wa i posiadajacym kanal wylotowy i kanal wlotowy oraz gniazdo wspólne dla obu zaworów, posiadajace strone wlotowa i strone w ylotow a przy czym zawór sterujacy jest zamontowany przesuwnie w komorze kanalowej, a zawór zamykajacy jest zamontowany przesuwnie pomiedzy polo- zeniem zamknietym i polozeniem otwartym, i jest usytu- owany w komorze górnej, która jest polaczona z komora kanalowa poprzez co najmniej jeden kanal laczacy, a po- nadto zawór kontrolny zawiera grzybek zaworowy, a zawór zamykajacy zawiera grzybek pierscieniowy, który jest zamontowany przesuwnie w kierunku gniazda, i dostoso- wany do oparcia na gniezdzie na zewnatrz grzybka zawo- rowego i niezaleznie od polozenia grzybka zaworowego, przy czym strona wylotowa gniazda tworzy kanal grzybka zaworowego i grzybka pierscieniowego, znam ienne tym, ze w kanale laczacym (17, 19), umieszczony jest zawór sterujacy (18), który jest zamontowany ruchomo pomiedzy pierwszym polozeniem otwarcia, w którym komora górna (14) nad grzybkiem pierscieniowym (13) zaworu kontrol- nego jest polaczona z komora kanalowa (4), oraz drugim polozeniem zamkniecia, w którym komora górna (14) jest oddzielona od komory kanalowej (4) i jest polaczona ze zródlem niskiego cisnienia. F i g . 1 PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest urządzenie zaworowe do zamykania przepływu pary. Obecny wynalazek dotyczy urządzenia zaworowego oddziaływującego na przeciążeniowy przepływ medium.

Znane jest urządzenie zaworowe, w którego skład wchodzi zawór sterowania i zawór zamykający, umieszczone we wspólnym korpusie zaworu, tworzącym część kanałową oraz posiadającym kanał wylotowy i kanał wlotowy, a także wspólne gniazdo zaworu umieszczone w korpusie i posiadające stronę wlotową i stronę wylotową, zawór sterujący służy do sterowania przepływem poprzez część kanałową, a zawór zamykający jest dostosowany do zajmowania generalnie zamkniętego położenia lub generalnie otwartego położenia. Jeden z zaworów posiada pierwszy grzybek zaworu, który przemieszcza się w kierunku gniazda zaworu, a drugi zawór posiada drugi grzybek zaworu, który przemieszcza się w kierunku gniazda zaworu i jest dostosowany do oparcia na gnieździe zaworu na zewnątrz pierwszego grzybka zaworu, niezależnie od położenia pierwszego grzybka zaworu.

W celu sterowania przepływem pary na przykład do turbiny parowej, lub parowych przewodów redukcyjnych potrzebny jest zawór sterujący, który otwiera i dławi przepływ pary, sterując szybkością obrotową turbiny parowej, oraz zawór szybkiego zamknięcia, który podczas błędów sterowania lub innej usterki zewnętrznej może być przestawiony z położenia całkowitego otwarcia do położenia całkowitego zamknięcia w ciągu bardzo krótkiego czasu, rzędu 0,2 sekundy, całkowicie powstrzymując przepływ pary. Zawór szybkozamykający i zawór sterujący są sterowane niezależnie od siebie, to znaczy zawór szybkozamykający musi posiadać możliwość zamknięcia niezależnie od położenia zaworu sterowania.

W znanych rozwiązaniach zawory te są umieszczone w korpusach osadzonych w kanale przepływu pary, przy czym zawór szybkozamykający znajduje się przed zaworem sterowania. Korpus zaworu szybkozamykającego, oraz korpus zaworu sterowania tworzą prostopadłe zagięcie w kanale przepływu pary, to znaczy przepływ dwukrotnie zmienia kierunek o 90°. Wokół zaworu szybkozamykającego jest umieszczona koncentrycznie tuleja parowa. Tuleja parowa służy do cedzenia przepływu pary i do oddzielania cząsteczek, które mogłyby uszkodzić turbinę. Konstrukcja ta ma następujące wady. Po pierwsze jest kosztowna, ponieważ wymaga zastosowania dwóch korpusów zaworowych. Dwa korpusy zaworowe zajmują również więcej miejsca wokół turbiny. Ponadto, dwukrotna zmiana kierunku przepływu pary prowadzi do wyraźnego spadku ciśnienia, dużych strat przepływu i wysokiego poziomu hałasu.

Połączony zawór szybkozamykający i zawór sterujący dla układów turbinowych przedstawiono w opisie patentowym SE-B-411 636. W tym rozwiązaniu, grzybek zaworu szybkozamykającego i grzybek zaworu sterowania są umieszczone we wspólnej obudowie i

179 950 kontrolowane niezależnie za pomocą członu napędowego oraz oddzielnego wrzeciona. Ponadto są dostosowane do przemieszczania w kierunku współosiowych, sąsiednich powierzchni uszczelniających wspólnego gniazda zaworowego. Grzybek zaworu szybkozamykąjącego przyjmuje kształt dzwonowy, w którego wewnętrznej komorze umieszczono współosiowo zawór sterowania. Zgodnie z tym rozwiązaniem kierunek przepływu pary również musi być dwukrotnie zmieniany co 90°. W tym rozwiązaniu grzybek zaworu szybko zamykającego jest umieszczony wewnątrz toru przepływu i podczas zamykania przesuwa się z góry w kierunku gniazda zaworowego. Grzybek zaworu sterującego jest sztywno połączony z wrzecionem, które wystaje w górę poprzez gniazdo zaworowe, to znaczy jest umieszczone w torze przepływu. Również w tym rozwiązaniu występują znaczne straty przepływu, ponieważ przepływ dwukrotnie zmienia kierunek. Ponadto straty przepływu są dość duże z tego powodu, że korpus zaworu sterowania wystaje w górę poprzez gniazdo zaworu. Dla skompensowania powierzchni zajmowanej przez korpus zaworu sterującego musi być powiększony otwór przelotu w gnieździć zaworowym. Ponadto, taka konstrukcja zajmuje większą komorę, ponieważ człony napędowe zaworów są umieszczone po tej samej stronie obudowy zaworu.

Opis patentowy DE-A-2 533 519 przedstawia inny typ zaworu do turbin parowych posiadających komorę wlotową i komorę wylotową pary, oraz wspólny korpus zaworu, w którym występuje zawór szybkozamykający, połączony z nim zawór wydmuchowy, oraz zawór sterujący, których grzybki są umieszczone współosiowo. Zawór ten posiada człon napędowy z wrzecionem przynależnym zarówno do zaworu szybkozamykającego, jak i zaworu wydmuchowego. Przy otwieraniu zaworu szybkozamykającego zawór wydmuchowy jest zamykany, i vice versa. Ponadto korpus zaworu szybkozamykającego jest dostosowany do umieszenia w wewnętrznej komory zaworu sterującego zaprojektowanego w postaci dzwonowej. Również w tym rozwiązaniu przepływ dwukrotnie zmienia kierunek o 90°, oraz występuje bardzo niekorzystne rozwiązanie konstrukcyjne w zakresie przepływu pary. Ponadto wrzeciono sterowania wystaje poprzez gniazdo zaworu, a więc jest umieszczone w strumieniu pary. W wyniku tego również w tym rozwiązaniu występują znaczne straty przepływu, oraz duży spadek ciśnienia. Ponadto, konstrukcja ta zajmuje dużo miejsca, ze względu na zastosowanie dwóch członów napędowych oraz skomplikowanego rozwiązania korpusu.

Opis patentowy DE-A-2 523 297 przedstawia połączenie zaworu szybkozamykającego i zaworu sterującego dla turbin parowych, w którym grzybki zaworowe są umieszczone współosiowo we wspólnej obudowie zaworu. Grzybki zaworowe pracują po odpowiedniej stronie wspólnego gniazda zaworowego i są sterowane niezależnie od siebie za pomocą członu napędowego z wrzecionem należącym do zaworu sterowania, oraz za pomocą następnego członu napędowego, poprzez odpowiednie wrzeciono. Również w tym przypadku występuje dwukrotna zmiana kierunku przepływu co 90°, co pociąga za sobą duże straty przepływu, oraz duże zapotrzebowanie komory wynikające z rozmieszczenia członów napędowych po odnośnej stronie korpusu zaworu.

Urządzenie zaworowe do zamykania przepływu pary, według wynalazku, zawiera zawór kontrolny i zawór zamykający, umieszczone we wspólnym korpusie, tworzącym komorę kanałową i posiadającym kanał wylotowy i kanał wlotowy oraz gniazdo wspólne dla obu zaworów, posiadające stronę wlotową i stronę wylotową. Zawór sterujący jest zamontowany przesuwnie w komorze kanałowej, a zawór zamykający jest zamontowany przesuwnie od położenia zamkniętego do położenia otwartego, i jest usytuowany w komorze górnej, która jest połączona z komorą kanałową poprzez co najmniej jeden kanał łączący. Zawór kontrolny zawiera grzybek zaworowy, a zawór zamykający zawiera grzybek pierścieniowy, który jest zamontowany przesuwnie w kierunku gniazda, i dostosowany do oparcia na gnieździe na zewnątrz grzybka zaworowego i niezależnie od położenia grzybka zaworowego. Strona wylotowa gniazda tworzy kanał wylotowy korpusu odchodzący od grzybka zaworowego i grzybka pierścieniowego.

Urządzenie zaworowe do zamykania przepływu pary, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że w kanale łączącym umieszczony jest zawór sterujący, który jest zamonto

179 950 wany ruchomo pomiędzy pierwszym położeniem otwarcia, w którym komora górna nad grzybkiem pierścieniowym zaworu kontrolnego jest połączona z komorą kanałową oraz drugim położeniem zamknięcia, w którym komora górna jest oddzielona od komory kanałowej i jest połączona ze źródłem niskiego ciśnienia.

Zawór kontrolny korzystnie zawiera zespół regulujący.

Zespół kontrolny oraz co najmniej jeden kanał łączący są usytuowane w korpusie z tej samej strony względem strony wlotowej gniazda i są umieszczone całkowicie na zewnątrz strony wylotowej gniazda.

Kanał wylotowy i kanał wlotowy są usytuowane względem siebie pod kątem, przy którym kanał przepływu w korpusie zmienia kierunek tylko jeden raz.

Gniazdo posiada oś symetrii, wokół której umieszczony jest grzybek zaworowy i grzybek pierścieniowy, przy czym powierzchnia swobodna w płaszczyźnie prostopadłej do osi symetrii części grzybka pierścieniowego umieszczonej w komorze górnej jest większa od powierzchni swobodnej w płaszczyźnie prostopadłej do osi symetrii części grzybka pierścieniowego umieszczonej w komorze kanałowej.

W komorze górnej umieszczona jest ściśnięta sprężyna stykająca się z grzybkiem pierścieniowym od strony przeciwległej do gniazda.

Gniazdo posiada oś symetrii, wokół której umieszczony jest grzybek zaworowy i grzybek pierścieniowy, przy czym grzybek pierścieniowy ma schodkową budowę, i posiada powierzchnię swobodną w płaszczyźnie prostopadłej do osi symetrii części grzybka pierścieniowego umieszczoną w komorze górnej jest większa od powierzchni swobodnej w płaszczyźnie prostopadłej do osi symetrii części grzybka pierścieniowego umieszczonej w komorze kanałowej.

Grzybek pierścieniowy zawiera komorę wewnętrzną w której jest usytuowany grzybek zaworowy otoczony przez grzybek pierścieniowy. Korzystnie, grzybek pierścieniowy jest utworzony przez pierścieniową tuleję bez dna, a komora górna, w której jest umieszczony grzybek pierścieniowy ma kształt pierścieniowy.

W ściance pierścieniowej grzybka pierścieniowego jest ukształtowany przewód, który stanowi połączenie pomiędzy komorą kanałową znajdującą się przed grzybkiem pierścieniowym i komorą wewnętrzną grzybka pierścieniowego przy położeniu zamkniętym grzybka pierścieniowego i grzybka zaworowego.

W przewodzie jest umieszczony pomocniczy zawór sterujący zamontowany przesuwnie od położenia otwierającego przewód przy połączeniu komory górnej ze źródłem niskiego ciśnienia, i położenia zamykającego przewód przy połączeniu komory górnej z komorą kanałową.

Zespół regulujący zawiera wrzeciono, które jest otoczone przez komorę górną.

Wokół grzybka zaworowego i grzybka pierścieniowego umieszczona jest tuleja pierścieniowa, która posiada przewody skierowane w stronę wlotową gniazda.

Urządzenie zaworowe według wynalazku eliminuje niedogodności znanych urządzeń i ma zwartą konstrukcję, co obniża jego koszt, oraz posiada lepsze właściwości w zakresie charakterystyki przepływu.

Ponieważ strona wylotowa gniazda zaworu tworzy kanał wylotowy korpusu zaworowego, medium nie musi zmieniać kierunku przepływu po przejściu przez gniazdo zaworu, co zmniejsza straty przepływu oraz poziom głośności działania zaworu.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia urządzenie zaworowe w otwartym położeniu, w przekroju, fig. 2 urządzenie zaworowe w zamkniętym położeniu, w przekroju, fig. 3 - urządzenie zaworowe według drugiego przykładu wykonania, w przekroju, fig. 4 - urządzenie zaworowe według trzeciego przykładu wykonania, w przekroju.

Figury 1 i 2 przedstawiają urządzenie zaworowe do zamykania przepływu pary, na przykład dla turbin parowych lub redukcyjnych przewodów parowych. W skład urządzenia zaworowego wchodzi korpus 1 z kanałem wlotowym 2, kanałem wylotowym 3 i komorą kanałową 4 umieszczoną pomiędzy kanałami wlotowym 2 i wylotowym 3. W korpusie 1 urządzenia zaworowego jest ukształtowane gniazdo 5 posiadające stronę wlotową 6 i stronę

179 950 wylotową 7. Gniazdo 5, posiadające oś symetrii 8, jest ukształtowane w kanale wylotowym 3 korpusu 1 w taki sposób, że strona wylotowa 7 gniazda 5 tworzy kanał wylotowy 3 w korpusie 1 urządzenia zaworowego. Na swoim końcu kanał wylotowy 3 jest przystosowany do bezpośredniego montażu, na przykład za pomocą kołnierza 9 do następnego urządzenia w instalacji przepływu pary, na przykład do turbiny parowej. W wyniku tego przepływ pary przebiega wzdłuż linii prostej od strony wlotowej 6 gniazda 5 urządzenia zaworowego bezpośrednio do turbiny parowej, na przykład bez potrzeby zmiany kierunku.

W omawianym urządzeniu zaworowym występuje zawór regulujący umieszczony w korpusie 1 zaworu. Zawór regulujący zawiera grzybek zaworowy 10 i połączone z nim wrzeciono 11. W drugim końcu, umieszczonym na zewnątrz korpusu 1 urządzenia zaworowego wrzeciono 11 jest połączone z członem napędowym, nie pokazany, poprzez sprzęgło 12. Człon napędowy przesuwa zawór sterujący wzdłuż osi symetrii 8 gniazda 5 w kierunku do i od strony wlotowej 6 gniazda 5 urządzenia zaworowego.

Urządzenie zaworowe zawiera również zawór zamykający umieszczony w korpusie 1 i posiadający grzybek pierścieniowy 13 wykonany w postaci pierścieniowej tulei bez dna. W. przedstawionym przykładzie wykonania zawór zamykający tworzy zawór szybkozamykający, który podczas błędów sterowania lub innej usterki zewnętrznej może bardzo szybko, to znaczy w ciągu około 0,2 sekundy zamknąć przepływ pary i w ten sposób wykonać awaryjne zatrzymanie na przykład turbiny. Pierścieniowa tuleja grzybka pierścieniowego 13 posiada oś symetrii leżącą w osi symetrii 8 gniazda 5 i jest przesuwnie umieszczona w komorze górnej 14, z możliwością wykonywania ruchu do i od strony wlotowej 6 gniazda 5 urządzenia zaworowego. Grzybek pierścieniowy 13 spoczywa na gnieździe 5 urządzenia zaworowego wokół i na zewnątrz grzybka zaworowego 10 zaworu sterującego, patrz fig. 2. W ten sposób grzybek pierścieniowy 13 zaworu zamykającego zatrzymuje przepływ pary przed grzybkiem zaworowym 10 zaworu regulującego.

Ponadto urządzenie zaworowe posiada tuleję 15, która korzystnie jest umieszczona koncentrycznie na zewnątrz pierścieniowego grzybka pierścieniowego 13 zaworu zamykającego. W tulei 15 są przewody 16, które kierują przepływ pary z kanału wlotowego 2 do strony wlotowej 6 gniazda 5 korpusu 1.

Od komory kanałowej 4 jest poprowadzony wzdłużny kanał łączący 17 do zaworu sterującego 18, a od zaworu sterującego 18 poprowadzono poprzeczny kanał łączący 19 do komory górnej 14, oraz kanał wyjściowy 20, który łączy zawór sterujący 18 ze stroną niskociśnieniową, na przykład wyjściem turbiny parowej. W skład zaworu sterującego 18 wchodzi grzybek 21, który w pierwszym skrajnym położeniu zamyka kanał wyjściowy 20 i otwiera wzdłużny kanał łączący 17, a w drugim skrajnym położeniu otwiera kanał wyjściowy 20 i zamyka wzdłużny kanał łączący 17. Stosownie do tego w pierwszym skrajnym położeniu komora kanałowa 4 jest połączona z komorą górną 14, w wyniku czego to samo wysokie ciśnienie, które występuje w komorze kanałowej 4 również występuje w komorze górnej 14. W drugim skrajnym położeniu grzybka 21 zaworu sterującego 18 komora górna 14 jest połączona ze stroną niskociśnieniową, w wyniku czego ciśnienie, które w porównaniu z ciśnieniem w komorze kanałowej 4 jest zasadniczo niższe, występuje w komorze górnej 14.

W przedstawionym przykładzie wykonania zawór sterujący 18 jest umieszczony w korpusie 1 urządzenia zaworowego. Może być także umieszczony w pewnej odległości od korpusu 1, przy podłączeniu go do komory górnej 14 i komory kanałowej 4 za pomocą przewodów ciśnieniowych, patrz, fig. 4. Ponadto w przedstawionym przykładzie wykonania wzdłużny kanał łączący 17 jest doprowadzony do komory kanałowej 4 wewnątrz pierścieniowej tulei 15, co eliminuje przedostawanie się zanieczyszczeń do zaworu sterującego 18, lub komory górnej 14. Jednakże możliwe jest również połączenie wzdłużnego kanału łączącego 17 na wlocie pierścieniowej tulei 15, na przykład w celu ograniczenia komory w korpusie 1 urządzenia zaworowego.

Grzybek pierścieniowy 13 zaworu zamykającego posiada górną powierzchnię swobodną Al w płaszczyźnie prostopadłej do osi symetrii 8, usytuowaną w komorze górnej 14, oraz dolną powierzchnię swobodną A2 leżącą również w płaszczyźnie prostopadłej do osi

179 950 symetrii 8, usytuowaną w komorze kanałowej 4, gdy grzybek pierścieniowy 13 znajduje się w swym zamkniętym położeniu. Górna powierzchnia swobodna Al jest większa od dolnej powierzchni swobodnej A2. W ten sposób wyeliminowano możliwość przejścia pierścieniowego grzybka 13 zaworu zamykającego z położenia zamkniętego do położenia otwartego, dopóki grzybek 21 zaworu sterującego 18 znajduje się w pierwszym skrajnym położeniu. Ponadto w komorze górnej 14 umieszczona jest ściśnięta sprężyna 22 pomiędzy górną ścianką 23 komory górnej 14 i grzybkiem pierścieniowym 13. Sprężyna 22 przemieszcza grzybek pierścieniowy 13 w kierunku zamknięcia. Gdy grzybek pierścieniowy 13 znajduje się w położeniu otwartym, wolna przestrzeń w komorze kanałowej 4 występująca w płaszczyźnie prostopadłej do osi symetrii 8 gniazda 5 jest równa górnej powierzchni swobodnej Al grzybka pierścieniowego 13. Stosownie do tego siła wywierana przez ciśnienie w komorze kanałowej 4 na powierzchnię grzybka pierścieniowego 13 umieszczonego w komorze kanałowej 4 będzie większa od siły sprężyny 22, a ponieważ ciśnienie to jest zasadniczo niższe w komorze górnej 14 niż w komorze kanałowej 4, gdy pierścieniowy grzybek 13 znajduje się w otwartym położeniu, a zawór sterujący 18 znajduje się w drugim skrajnym położeniu, siła ta ma wartość wystarczającą do przeciwstawienia się zamykaniu grzybka pierścieniowego 13 urządzenia zaworowego.

Grzybek pierścieniowy 13 urządzenia zaworowego otacza wraz ze swoją górną ścianką 24 komorę wewnętrzną 25, przynajmniej gdy znajduje się on w swym położeniu zamykającym. W takiej komorze wewnętrznej 25 jest umieszczany grzybek zaworowy 10 zaworu sterującego, to znaczy grzybek pierścieniowy 13 zaworu zamykającego jest zamykany niezależnie od położenia grzybka zaworowego 10 zaworu regulującego. Gdy grzybek zaworowy 10 zaworu regulującego znajduje się w swym zamkniętym położeniu, komora wewnętrzna 25 jest całkowicie odcięta od kanału wlotowego 2 oraz kanału wylotowego 3, jak przedstawiono na fig. 2. Aby umożliwić otwarcie grzybka pierścieniowego 13 należy wytworzyć ciśnienie w komorze wewnętrznej 25 w grzybku pierścieniowym 13 na tyle duże, aby dolna powierzchnia swobodna A2 grzybka pierścieniowego 13, która jest dostępna od komory wewnętrznej 25, umożliwiła pokonanie nacisku sprężyny 22. W tym celu w ścianie grzybka pierścieniowego 13 jest ukształtowany przewód 26. A zatem, to samo ciśnienie może występować w komorze wewnętrznej 25 i w kanale wlotowym 2. Ponieważ przewód 26 grzybka pierścieniowego 13 ma małą powierzchnię przekroju poprzecznego, grzybek zaworowy 10 zaworu regulującego musi pozostawać w zamkniętym położeniu dla umożliwienia wyrównania ciśnienia. Jest to istotny aspekt bezpieczeństwa na przykład w przypadku turbiny. W najprostszym przykładzie wykonania przewód 26 przechodzi przez ściankę grzybka pierścieniowego 13 i ma taką wysokość, że jest umieszczony w komorze kanałowej 4, gdy grzybek pierścieniowy 13 jest zamknięty, i jest usytuowany w komorze górnej 14, gdy grzybek pierścieniowy 13 jest otwarty. Dla uniknięcia przecieków poprzez przewód 26 w grzybku pierścieniowym 13 korzystnie jest umieszczony pomocniczy zawór sterujący 27. Pomocniczy zawór sterujący 27 posiada grzybek zaworowy 28, przesuwnie umieszczony we wgłębieniu 29 biegnącym równolegle do osi symetrii 8 gniazda 5. Przewód 26 posiada część wlotową, która łączy wgłębienie 29 z komorą kanałową 4, oraz część wylotową, która łączy wgłębienie 29 z komorą wewnętrzną 25. Grzybek zaworowy 28 korzystnie jest wstępnie obciążony sprężyną 30 dociskającą go do gniazda pomocniczego zaworu sterującego 27, umieszczoną we wgłębieniu 29, w celu zamknięcia przewodu 26 grzybka pierścieniowego 13. Ponadto grzybek zaworowy 28 pomocniczego zaworu sterującego 27 jest połączony poprzez przelot 31 z komorą górną 14, w wyniku czego grzybek zaworowy 28 zostaje dociśnięty do gniazda pomocniczego zaworu sterującego 27, gdy w komorze górnej 14 występuje wysokie ciśnienie. Ponadto grzybek zaworowy 28 pomocniczego zaworu sterującego 27 posiada część tłoczkową, która opiera się na ściance wgłębienia 29, oraz część, która wy staje z części tłoczkowej i uszczelnia gniazdo pomocniczego zaworu sterującego 27 na wgłębieniu 29. W ten sposób we wgłębieniu 29 tworzy się komora, gdy pomocniczy zawór sterujący 27 jest zamknięty, a do komory tej otwiera się wlotowa część przewodu 26.

Gdy grzybek pierścieniowy 13 urządzenia zaworowego znajduje się w zamkniętym położeniu, to samo ciśnienie występuje w kanale wlotowym 2 i w komorze górnej 14, oraz

179 950 w komorze wgłębienia 29. W związku z tym grzybek zaworowy 28 pomocniczego zaworu sterującego 27 jest wykonany w taki sposób, że powierzchnia dostępna dla wysokiego ciśnienia, to jest powierzchnia od strony komory górnej 14, jest większa niż powierzchnia dostępna od spodu, to znaczy komory wgłębienia 29. Dzięki temu przepływ pary oddziaływuje na grzybek zaworowy 28 pomocniczego zaworu sterującego 27 w kierunku zamknięcia. Tego rodzaju działanie zamykające może być wzmocnione za pomocą sprężyny 30. Po sprowadzeniu zaworu sterującego 18 z pierwszego skrajnego położenia do drugiego skrajnego położenia następuje zanik ciśnienia w komorze górnej 14. A zatem ciśnienie w komorze wgłębienia 29 powoduje przemieszczenie grzybka zaworowego 28 pomocniczego zaworu sterującego 27 do otwartego położenia, ewentualnie również z pokonaniem siły sprężyny 30. Tak więc gdy grzybek zaworowy 10 zaworu regulującego jest zamknięty, ciśnienie w komorze wewnętrznej 25 dochodzi jedynie przez przewód 26 grzybka pierścieniowego 13. Ciśnienie to oddziaływuje na dolną swobodną powierzchnię A2, przemieszczając grzybek pierścieniowy 13 do komory górnej 14, a zatem otwiera grzybek pierścieniowy 13 zaworu zamykającego.

W przykładzie wykonania pokazanym na fig. 3 pominięto sprężynę 22 w komorze górnej 14. Zamiast tego grzybek pierścieniowy 13 zaworu zamykającego ma kształt schodkowy, to znaczy górna powierzchnia swobodna Al jest zasadniczo większa od dolnej powierzchni swobodnej A2. Dzięki temu ciśnienie zawsze oddziaływuje w kierunku zamykania, gdy zawór sterujący 18 znajduje się w pierwszym skrajnym położeniu i to samo ciśnienie występuje w komorze kanałowej 4 i w komorze górnej 14. Dzięki schodkowej budowie wytworzono zamkniętą komorę pośrednią 32 pomiędzy ścianką komory górnej 14 i ścianką grzybka pierścieniowego 13. Taka zamknięta komora pośrednia 32 jest połączona kanałem, nie pokazano, ze stroną niskociśnieniową w celu zapobieżenia występowaniu ciśnienia w zamkniętej komorze pośredniej 32 dla uniknięcia zamknięcia grzybka pierścieniowego 13. Ponadto przewód 26 grzybka pierścieniowego 13 pokazano bez pomocniczego zaworu steruj ącego. Możliwe jest jednakże analogiczne wykonanie jak w pierwszym przykładzie wykonania.

W przykładzie wykonania według fig. 3 ciśnienie oddziaływujące na górną powierzchnię swobodną Al, większą od dolnej powierzchni swobodnej A2, powoduje zamykanie zaworu sterującego 18, gdy znajduje się on w pierwszym skrajnym położeniu. Gdy zawór sterujący 18 zostanie przemieszczony do drugiego skrajnego położenia i zaniknie wysokie ciśnienie w komorze górnej 14, powierzchnia dostępna w komorze kanałowej 4 wystarczy do otworzenia grzybka pierścieniowego 13 zaworu zamykającego i utrzymania go w otwartym położeniu. Fig. 4 przedstawia następny przykład wykonania urządzenia zaworowego różniący się od poprzednich umieszczeniem zaworu sterującego 18 w pewnej odległości od korpusu 1, oraz umieszczeniem grzybka pierścieniowego 13 bezpośrednio na wrzecionie 11 grzybka zaworowego 10 zaworu regulującego. Komora górna 14 jest utworzona pomiędzy korpusem 1 i wrzecionem 11. Do prowadzenia grzybka pierścieniowego 13 stosowana jest tuleja 33. Ponadto pomiędzy wrzecionem 11 i grzybkiem pierścieniowym 13 zastosowano uszczelkę, która nie została tu pokazana.

We wszystkich przykładach wykonania w korpusie zaworu pomiędzy komorą górną 14 i grzybkiem pierścieniowym 13 zastosowano pierścienie uszczelniające 34, mające na celu zapobieżenie przypadkowemu wyrównywaniu ciśnienia pomiędzy komorą górną 14 i częścią kanałową 4.

We wszystkich pokazanych przykładach wykonania wzdłużna oś kanału wlotowego 2 i wzdłużna oś kanału wylotowego 3 są do siebie prostopadłe, choć możliwe jest wprowadzenie również innych kątów rozwartych lub ostrych. Wzdłużne osie tych kanałów korzystnie są umieszczone zwłaszcza pod kątem rozwartym względem siebie, w celu dalszej poprawy warunków przepływu i zmniejszenia spadku ciśnienia.

179 950

•9

179 950 τ-8

179 950

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz. Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Urządzenie zaworowe do zamykania przepływu pary, zawierające zawór kontrolny i zawór zamykający, umieszczone we wspólnym korpusie, tworzącym komorę kanałową i posiadającym kanał wylotowy i kanał wlotowy oraz gniazdo wspólne dla obu zaworów, posiadające stronę wlotową i stronę wylotową, przy czym zawór sterujący jest zamontowany przesuwnie w komorze kanałowej, a zawór zamykający jest zamontowany przesuwnie pomiędzy położeniem zamkniętym i położeniem otwartym, i jest usytuowany w komorze górnej, która jest połączona z komorą kanałową poprzez co najmniej jeden kanał łączący, a ponadto zawór kontrolny zawiera grzybek zaworowy, a zawór zamykający zawiera grzybek pierścieniowy, który jest zamontowany przesuwnie w kierunku gniazda, i dostosowany do oparcia na gnieździe na zewnątrz grzybka zaworowego i niezależnie od położenia grzybka zaworowego, przy czym strona wylotowa gniazda tworzy kanał grzybka zaworowego i grzybka pierścieniowego, znamienne tym, że w kanale łączącym (17, 19), umieszczony jest zawór sterujący (18), który jest zamontowany ruchomo pomiędzy pierwszym położeniem otwarcia, w którym komora górna (14) nad grzybkiem pierścieniowym (13) zaworu kontrolnego jest połączona z komorą kanałową (4), oraz drugim położeniem zamknięcia, w którym komora górna (14) jest oddzielona od komory kanałowej (4) i jest połączona ze źródłem niskiego ciśnienia.
2. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że zawór kontrolny zawiera zespół regulujący.
3. Urządzenie według zastrz. 2 znamienne tym, że zespół kontrolny oraz co najmniej jeden kanał łączący (17,19) są usytuowane w korpusie z tej samej strony względem strony wlotowej (6) gniazda (5) i są umieszczone całkowicie na zewnątrz strony wylotowej (7) gniazda (5).
4. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że kanał wylotowy (3) i kanał wlotowy (2) są usytuowane względem siebie pod kątem, przy którym kanał przepływu w korpusie (1) zmienia kierunek tylko jeden raz.
5. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że gniazdo (5) posiada oś symetrii (8), wokół której umieszczony jest grzybek zaworowy (10) i grzybek pierścieniowy (13), przy czym powierzchnia swobodna (Al) w płaszczyźnie prostopadłej do osi symetrii (8) części grzybka pierścieniowego (13) umieszczonej w komorze górnej (14) jest większa od powierzchni swobodnej (A2) w płaszczyźnie prostopadłej do osi symetrii (8) części grzybka pierścieniowego (13) umieszczonej w komorze kanałowej (4).
6. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że w komorze górnej (14) umieszczona jest ściśnięta sprężyna (22) stykająca się z grzybkiem pierścieniowym (13) od strony przeciwległej do gniazda (5).
7. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że gniazdo (5) posiada oś symetrii (8), wokół której umieszczony jest grzybek zaworowy (10) i grzybek pierścieniowy (13), przy czym grzybek pierścieniowy (13) ma schodkową budowę, i posiada powierzchnię swobodną (Al) w płaszczyźnie prostopadłej do osi symetrii (8) części grzybka pierścieniowego (13) umieszczoną w komorze górnej (14) jest większa od powierzchni swobodnej (A2) w płaszczyźnie prostopadłej do osi symetrii (8) części grzybka pierścieniowego (13) umieszczonej w komorze kanałowej (4).
8. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że grzybek pierścieniowy (13) zawiera komorę wewnętrzną (25), w której jest usytuowany grzybek zaworowy (10) otoczony przez grzybek pierścieniowy (13).
9. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że grzybek pierścieniowy (13) jest utworzony przez pierścieniową tuleję bez dna, a komora górna (14), w której jest umieszczony grzybek pierścieniowy (13) ma kształt pierścieniowy.

179 950
10. Urządzenie według zastrz. 8, znamienne tym, że w ściance pierścieniowej grzybka pierścieniowego (13) jest ukształtowany przewód (26), który stanowi połączenie pomiędzy komorą kanałową (4) znajdującą się przed grzybkiem pierścieniowym (13) i komorą wewnętrzną (25) grzybka pierścieniowego (13) przy położeniu zamkniętym grzybka pierścieniowego (13) i grzybka zaworowego (10).
11. Urządzenie według zastrz. 10, znamienne tym, że w przewodzie (26) jest umieszczony pomocniczy zawór sterujący (27) zamontowany przesuwnie pomiędzy położeniem otwarcia przewodu (26) przy połączeniu komory górnej (14) ze źródłem niskiego ciśnienia, i położeniem zamknięcia przewodu (26) przy połączeniu komory górnej (14) z komorą kanałową (4).
12. Urządzenie według zastrz. 2, znamienne tym, że zespół regulujący zawiera wrzeciono (11), które jest otoczone przez komorę górną (14).
13. Urządzenie według zastrz. 1, znamienne tym, że wokół grzybka zaworowego (1) i grzybka pierścieniowego (13) umieszczona jest tuleja pierścieniowa (15), która posiada przewody (16) skierowane w stronę wlotową (6) gniazda (5).

* * *