RU2122640C1

RU2122640C1 - Steam-turbine control valve

Info

Publication number: RU2122640C1
Application number: RU96103573A
Authority: RU
Inventors: С.Г. Олешко; Е.М. Первушина; О.Ф. Фомченко; М.С. Фрагин
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Ленинградский Металлический завод"
Priority date: 1996-02-29
Filing date: 1996-02-29
Publication date: 1998-11-27

Abstract

FIELD: controlling steam discharge through steam turbine. SUBSTANCE: control valve has guide sleeve, rod passed though the latter, cup with cylindrical skirt and annular collar in its end for lifting the cup, bushing with annular collar placed in cup skirt so that its annular collar is above that provided on rod tip to make rod impart lifting force through this annular collar to that of bushing and through the latter to valve cup. Spline ridges are provided on bushing end opposite to annular collar; corresponding spline slots are made in annular collar of cup skirt which form, together with spline ridges of bushing, axial turning joint. Guide sleeve has spline slots which lock this joint against relative turning of its members. EFFECT: improved repairability independent of operating time of valve. 3 dwg

Description

Изобретение относится к области турбиностроения, а его объектом является регулирующий клапан паровой турбины. The invention relates to the field of turbine engineering, and its object is a control valve of a steam turbine.

Известны регулирующие клапаны паровой турбины, в которых наконечник штока и чаша образуют вспомогательный разгрузочный клапан. Осуществление связи чаши клапана со штоком в большинстве таких известных регулирующих клапанов выполнено с использованием резьбовых соединений для обеспечения разборки с целью ремонта и контроля за состоянием штока. Steam turbine control valves are known in which the stem tip and bowl form an auxiliary relief valve. The connection of the valve bowl with the stem in most of these known control valves is made using threaded connections to ensure disassembly for repair and monitoring the status of the stem.

Однако под воздействием высокотемпературного пара внутри паровой коробки резьбовые соединения интенсивно коррозируют. Это может привести к заклиниванию резьбового соединения, а следовательно, и к необходимости применения металлорежущих инструментов при разборке, что ограничивает возможности контроля за состоянием штока, увеличивает трудоемкость ремонта и потребность в запчастях. However, under the influence of high-temperature steam inside the steam box, threaded connections intensely corrode. This can lead to jamming of the threaded connection and, consequently, to the need to use metal cutting tools during disassembly, which limits the ability to control the condition of the rod, increases the complexity of the repair and the need for spare parts.

Известен регулирующий клапан паровой турбины, в котором связь чаши со штоком выполнена без использования резьбовых соединений. Этот клапан, являющийся ближайшим аналогом настоящего изобретения, содержит закрепленную в паровой коробке направляющую буксу, проходящий через нее шток, чашу с цилиндрической юбкой и кольцевым буртом на ее конце, выполненном со шлицевыми выступами и пазами для образования поворотно-осевого соединения, и фиксирующие устройство для этого соединения [1]. В таком клапане устраняется основной указанный выше недостаток, присущий клапанам с использованием резьбовых соединений, так как на надежность функционирования поворотно-осевого соединения не оказывает влияния воздействие высокотемпературного пара. Однако, в известном клапане данного типа поворотно-осевое соединение, выполненное непосредственно между штоком и чашей клапана, приводит к необходимости увеличения штока, а следовательно, и количества затратного металла. Кроме того, несмотря на наличие фиксирующего устройства, выполняющего кроме своей основной функции также и предотвращение от поворотов чаши клапана, из-за наличия зазоров чаша подвержена крутильным колебаниям, которые могут передаваться на непосредственно связанный с чашей шток, вызывая в нем опасные напряжения кручения. Known control valve of a steam turbine, in which the connection of the bowl with the rod is made without the use of threaded connections. This valve, which is the closest analogue of the present invention, contains a guide box fixed to the steam box, a stem passing through it, a bowl with a cylindrical skirt and an annular collar at its end, made with splined protrusions and grooves for the formation of a rotary-axial connection, and fixing device for of this compound [1]. This valve eliminates the main drawback mentioned above, inherent to valves using threaded connections, since the high-temperature steam does not affect the reliability of the rotation-axial connection. However, in a known valve of this type, a rotary-axial connection made directly between the stem and the valve bowl leads to the need to increase the stem, and therefore the amount of expensive metal. In addition, despite the presence of a locking device, which, in addition to its main function, also prevents the valve bowl from turning, due to the presence of gaps, the bowl is subject to torsional vibrations that can be transmitted to the stem directly connected to the bowl, causing dangerous torsional stresses in it.

В основу настоящего изобретения поставлена задача создания такого регулирующего клапана с поворотно-осевым соединением для разборки узла штока с чашей клапана, в котором бы шток не входил в состав элементов поворотно-осевого соединения. The basis of the present invention is the task of creating such a control valve with a rotary-axial connection for disassembling the stem assembly with the valve bowl, in which the stem would not be part of the elements of the rotary-axial connection.

Эта задача решена в регулирующем клапане, содержащем закрепленную в паровой коробке направляющую буксу, проходящий через нее шток, чашу с цилиндрической юбкой и кольцевым буртом на ее конце, выполненном со шлицевыми выступами и пазами для образования поворотно-осевого соединения, и фиксирующее устройство для этого соединения клапана, в котором, в соответствии с сущностью настоящего изобретения, наконечник штока выполнен с кольцевым выступом, а между ним и юбкой чаши размещена втулка с кольцевым буртом для взаимодействия с кольцевым выступом наконечника штока и шлицевыми выступами на противоположном конце, являющимися элементами указанного поворотно-осевого соединения. При этом фиксирующее устройство для этого соединения выполнено в виде шлицевых пазов на буксе, в которые входят шлицевые выступы кольцевого бурта, юбки чаши клапана и втулки. This problem is solved in a control valve containing a guide box fixed in the steam box, a rod passing through it, a bowl with a cylindrical skirt and an annular collar at its end, made with splined protrusions and grooves for the formation of a rotary-axial connection, and a fixing device for this connection valve, in which, in accordance with the essence of the present invention, the stem tip is made with an annular protrusion, and between it and the cup skirt there is a sleeve with an annular collar for interaction with the annular height said rod tip and spline projections on the opposite end, said elements being rotational-axial connections. In this case, the locking device for this connection is made in the form of spline grooves on the axle box, which include spline protrusions of the annular collar, valve bowl skirts and bushings.

Благодаря такому решению тяговое усилие штока передается на чашу через втулку, в кольцевой бурт которой шток упирается своим кольцевым выступом при подъеме чаши. При этом диаметр такого кольцевого выступа на наконечнике штока может быть достаточно малым, что позволяет существенно снизить вес исходной заготовки. Вместе с тем, шток не состоит в непосредственном взаимодействии с чашей клапана и поэтому передача от нее крутящих сил сведена к нулю. Thanks to this solution, the traction force of the rod is transmitted to the bowl through the sleeve, into the annular collar of which the rod abuts with its annular protrusion when lifting the bowl. Moreover, the diameter of such an annular protrusion on the rod tip can be quite small, which can significantly reduce the weight of the original workpiece. At the same time, the stem does not consist in direct interaction with the valve bowl and, therefore, the transmission of torque forces from it is reduced to zero.

Сущность настоящего изобретения поясняется следующим далее подробным описанием одного из примеров его осуществления, изображенного на прилагаемых чертежах, на которых:
фиг. 1 изображает общий вид клапана в продольном разрезе;
фиг. 2 - вид клапана в поперечном разрезе по А-А на фиг. 1;
фиг. 3 - вид клапана в поперечном разрезе по Б-Б на фиг. 1.The essence of the present invention is illustrated by the following detailed description of one of the examples of its implementation, shown in the accompanying drawings, in which:
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a valve;
FIG. 2 is a cross-sectional view of the valve along AA in FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view of the valve along BB in FIG. 1.

Изображенный на чертежах регулирующий клапан паровой турбины содержит паровую коробку 1, в которой закреплены букса 2 и цилиндрический стакан 3. Букса 2 служит направляющим элементом для штока 4, проходящего через ее центральное отверстие 5. В расточке 6 стакана 3 расположена юбка 7 чаши 8, взаимодействующей с седлом 9 клапана. В чаше 8 выполнено седло 10 вспомогательного разгрузочного клапана, запорным органом которого является наконечник 11 штока 4. The control valve of the steam turbine shown in the drawings contains a steam box 1 in which the axle box 2 and the cylindrical cup 3 are fixed. The axle box 2 serves as a guiding element for the stem 4 passing through its central hole 5. In the bore 6 of the cup 3 there is a skirt 7 of the cup 8 interacting with valve seat 9. In the bowl 8, a seat 10 of the auxiliary discharge valve is made, the closure of which is the tip 11 of the rod 4.

Наконечник 11 штока выполнен с кольцевым выступом 12 для упора в кольцевой бурт 13 втулки 14, расположенной между этим выступом наконечника 11 штока 4 и юбкой 7 чаши 8 клапана. На противоположном конце втулка 14 выполнена со шлицевыми выступами 15, а юбка 7 чаши 8 выполнена с кольцевым буртом 16, имеющим конгруэнтные шлицевые пазы 17 и выступы 18, образующие со шлицевыми выступами 15 втулки 14 поворотно-осевое соединение. В собранном рабочем состоянии шлицевые выступы 15 и 18 и расположенные между ними шлицевые пазы располагаются по одной линии, и при этом шлицевые выступы 15 и 18 входят в шлицевые пазы 19 на буксе 2 клапана. Тем самым эти пазы 19 выполняют функцию устройства, фиксирующего от взаимного разворота втулки 14 и чаши 8, предотвращая их самопроизвольное разъединение. The tip 11 of the rod is made with an annular protrusion 12 for abutment in the annular shoulder 13 of the sleeve 14 located between this protrusion of the tip 11 of the rod 4 and the skirt 7 of the bowl 8 of the valve. At the opposite end, the sleeve 14 is made with spline protrusions 15, and the skirt 7 of the bowl 8 is made with an annular collar 16 having congruent spline grooves 17 and protrusions 18 forming a rotary-axial connection with the spline protrusions 15 of the sleeve 14. In the assembled working condition, the spline protrusions 15 and 18 and the spline grooves located between them are located in a single line, and the spline protrusions 15 and 18 are included in the spline grooves 19 on the valve box 2. Thus, these grooves 19 perform the function of a device, fixing from the mutual rotation of the sleeve 14 and the bowl 8, preventing their spontaneous separation.

Описанный клапан работает так же, как и все другие регулирующие клапаны паровой турбины. При открытии клапана его шток 4 приводным устройством перемещается вверх (по чертежу). В начальный период времени при независимом перемещении штока 4 относительно чаши 8 происходит подъем его наконечника 11 над седлом 10 вспомогательного разгрузочного клапана, а после упора кольцевым выступом 12 в кольцевой бурт 13 втулки 14 через нее тяговое усилие передается на чашу 8 клапана, и тем самым осуществляется открытие клапана. Закрытие клапана происходит в обратной последовательности. В процессе работы описанного клапана на его чашу 8 воздействуют крутящие усилия. Однако они воспринимаются шлицевым соединением между кольцевым буртом 16 и буксой 2, а их малая часть, которая из-за зазоров в этом соединении может передаваться на втулку 14, воспринимается шлицевым соединением между шлицевыми выступами 15 этой втулки и буксой 2, в результате чего передача крутящих усилий через кольцевой выступ 12 на шток 4 сведена к нулю. The described valve operates in the same way as all other steam turbine control valves. When the valve is opened, its stem 4 with a drive device moves up (according to the drawing). In the initial period of time, when the rod 4 is independently moved relative to the bowl 8, its tip 11 rises above the seat 10 of the auxiliary relief valve, and after stopping by the annular protrusion 12 into the annular shoulder 13 of the sleeve 14, the tractive force is transmitted through it to the valve bowl 8, and thereby valve opening. The valve closes in the reverse order. In the process of operation of the described valve on its bowl 8 is subjected to torque. However, they are perceived by a spline connection between the annular shoulder 16 and the axle box 2, and their small part, which due to gaps in this connection can be transmitted to the sleeve 14, is perceived by a spline connection between the spline protrusions 15 of this sleeve and the axle box 2, as a result of which the transmission of torque efforts through the annular protrusion 12 to the rod 4 is reduced to zero.

При разборке описанного клапана шток 4 в блоке с чашей 8 клапана вынимают из направляющей буксы 2. После выхода чаши 8 своим кольцевым буртом 16 из сцепления со шлицевыми пазами 19 буксы 2 указанный блок готов для разборки. Путем относительного разворота чаши 8 и втулки 14 до совмещения по оси шлицевых выступов каждого из этих элементов со шлицевыми пазами другого осуществляется разъединение описанного поворотно-осевого соединения. После этого, перемещая вокруг втулки 14, снимают чашу 8. Втулку 14, при необходимости, также можно снять путем перемещения ее вдоль штока 4 в направлении от кольцевого выступа 12 к приводному концу. When disassembling the described valve, the stem 4 in the block with the valve cup 8 is removed from the guide axle box 2. After the cup 8 is released, its annular collar 16 is out of engagement with the splined grooves 19 of the axle box 2. By relative rotation of the bowl 8 and the sleeve 14 until the axis of the splined protrusions of each of these elements are aligned with the splined grooves of the other, the described rotary-axial joint is disconnected. After that, moving around the sleeve 14, remove the bowl 8. The sleeve 14, if necessary, can also be removed by moving it along the rod 4 in the direction from the annular protrusion 12 to the drive end.

Источники информации. Sources of information.

1. RU, патент 2053372, кл. F 01 D 17/14, 27.01.96. 1. RU, patent 2053372, cl. F 01 D 17/14, 01/27/96.

Claims

A control valve of a steam turbine, comprising a guide box fixed to the steam box, a stem passing through it, a bowl with a cylindrical skirt and an annular collar at its end, made with spline protrusions and grooves for the formation of a rotary-axial connection, and a fixing device for this connection, characterized in the fact that the stem tip is made with an annular protrusion, and between it and the cup skirt there is a sleeve with an annular collar for interaction with the annular protrusion of the rod tip and splined protrusions on ivopolozhnom end members of the swing-spindle connection, the fixing device of this compound is in the form of splined grooves on the journal box, which includes slotted sleeves protrusions and the annular shoulder of the skirt of the valve cup.