SE508637C2 - Reglerventil med huvudsakligen horisontellt ventilskaft samt sätt för reglerventilens tillverkning - Google Patents

Description

508 637 10 15 20 25 30 35 2 till den inre lagerbanan som beror på banornas tillverkningsnoggrannhet, möjliga temperaturskillnader mellan skaft och lager m.m. Övermåttet hålles så snävt som möjligt så att inte mer ånga än nödvändigt läcker genom den mellan lagret och skaftet bildade lagerspalten från ventilhuset, vars ånga ofta har tryck som är mycket höga och kan överstiga 60 atm. Övermåttet måste ändå vara så stort att skaftet ligger i en botten vars diameter är så mycket större än skaftets att skaftet får en linjeanliggning i lagret. Eftersom skaftets tyngd, med tillägg av tyngderna från ventilkroppen och delar av den lägesställande anordningen, därigenom orsakar stora yttryck på lagerytan, erhålls ett slitage. Genom att välja bestämda materialkombinationer för skaftet och lagret, kan slitaget huvudsakligen begränsas till lagret, något som önskas då en omfattande renovering är billigare för lagret än för skaftet. Visserligen tränger fuktig ånga in mellan lagerytorna, men någon bärande film som minskar slitaget kan inte erhållas såsom vid ständigt roterande lager.

Som nämnts, är ventilen mekaniskt förbunden med turbinen av en rörledning. För att onödiga strömningsförluster skall undvikas, eftersträvar man att hålla ledningen så rak och kort som möjligt. Vibrationer från turbinen kommer därför att utan större dämpning sprida sig till ventilhuset och lagret. Slitaget från det stora yttrycket kommer att förvärras väsentligt av att skaftet på grund av sitt odefinierade läge i lagerbottnen, kommer på grund av vibrationerna att vandra omkring i bottnen.

Skaftets ideliga rullningarna på lagrets ytor och rörelser i ytans botten orsakar nötning. Dessutom lösgörs fragment från speciellt den yttre lagerbanan på grund valet av ovan beskrivna materiakombination. Detta slitage förvärras av att fragmenten verkar som slipmedel mellan lagerytorna. Slitaget orsakar en tillväxt av spalten mellan den övre delen av lagret och skaftet. Det ökande läckaget av ånga genom denna spalt kräver så småningom att skaftet och lagret renoveras, exv. genom slipning av skaftet och utbyte av lagren.

Redogörelse för uppfinningen Tekniskt problem Syftet med uppfinningen är att åstadkomma en inledningsvis nämnd ventil med bättre styrning av skaftet. Med ventilen skall slitaget i lagret och således läckaget genom detta lager minskas avsevärt. 10 15 20 25 30 35 sos 637 Lösningen Detta syfte uppnås genom att anordningen givits de kännetecken som framgår av efterföljande patentkrav.

Enligt uppfinningen är lagret anordnat med en "bädd" i lagrets botten för skaftet. "Bädden" skall ge skaftet ett definierat läge i lagret för att skaftets vandring och rullning i görligaste mån skall undvikas. "Bädden" kan vara en nedsänkning utformad som en av generatriser begränsad del av en cylinderyta med en tvärsnittsradie som motsvarar skaftets eller strax däröver. Härigenom minskas yttrycket mellan lagerytorna genom att anliggningen breder ut sig över en mycket större yta. En ytanliggning erhålls då i stället för det kända lagrets linjeanliggning. Genom att vandringen i huvudsak kan förhindras och yttrycket minskas, får en ventil enligt uppfinningen ett mycket mindre lagerslitage.

"Bäddens" djup skall vara så stort att vandring undviks. Enligt uppfinningen föreslås att djupet mätt med en i ett tvärsnitt visad centumvinkel mellan nämnda begränsningsgeneratriser bestäms till minst ca 45° för att en vandring skall undvikas och en tillräcklig kontaktyta erhållas. Vinkeln bör ej överskrida ca 160°, annars blir spelet mellan axeln och lagret för litet. När vinkeln närmar sig 180% kan en byrålådseffekt uppträda som kan orsaka låsning av skaftet.

Ett lämpligt värde på vinkeln är ca 70°, vilket är använt för det föredragna utförandet. Den yttre lagerbanans största diametrala mått är lämpligen lika stort som för kända lager.

Fördelar Med uppfinningen erhålls enkla medel för minskning av ventillagrets och skaftets slitage. För exv. en ventil motsvarande det föredragna utförandets ventil enligt känd teknik med en skaftdiameter på 70,0 mm har lagret en diameter på 70,3 mm.

Under den tid som slitaget har kontrollerats, har spelet ökat från 0,3 till 0.6 mm.

Styrningen av det rörliga elementet har då försämrats, så att ventilen blivit känsligare för vibrationer och flödet av läckageångan har blivit så stort, att det har ansetts nödvändigt att renovera lagren och skaftet.

Enligt uppfinningen är hålets form, förutom den nedre delen "bädden", inte bunden, så länge tillräckligt spel hålls. För det föredragna utförandet används en delcylindrisk hålform även ovanför de nämnda generatriserna med en centrumvinkel på 70°. Denna hålform har således generatriser gemensamma med 508 10 15 20 25 30 35 637 4 "bädden" och har en sådan radie att hålets lodräta diameter motsvarar det nämnda största diametrala avståndet. Erfarenheten anger att spelet under nämnda tid på grund av slitage kommer att öka från 0,3 mm till endast 0,4 mm, vilket medför att renovering av lagringen inte är nödvändig lika ofta. Till fördelarna hör också att hela ventilens livslängd förlängs till följd av att ventilen är mindre vibrationskänslig och att kostnaderna för ångläckaget reduceras.

Figurbeskrivning Ett föredraget utförande skall närmare beskrivas med hänvisning till bifogade figurer vars hänvisningssiffror betecknar motsvarande delar i figurerna.

Fig 1 visar i ett längdsnitt en ventil enligt uppfinningen för reglering och avstängning av ett ångflöde till en ångturbin.

Fig 2 visar ett tvärsnitt ll - ll från fig 1 genom ventilskaftets lager och omgivande del av ventilhuset.

Foredraget utförande Ventilen visas i ett förenklat utförande för åskådlighetens skull. Den används för styrning av effekten hos en ångturbin i ett elektricitetsverk och är placerad strax intill turbinen. Ventilen har som huvuddelar ett ventilhus 1 och ett rörligt horisontellt ventilorgan 2, som är påverkbart av en lägesställande anordning 3.

Denna anordning kan bilda en enhet tillsammans med ventilen. Det rörliga ventilorganet är anordnat att tillsammans med ventilhuset bilda en area 4 genom vilken ångan måste passera. Storleken på denna area ändras genom att ventilorganet förflyttas linjärt i riktningar 5 sammanfallande med organets längdaxel, varvid organet är styrt av ett genom ventilhuset gående lager 6 och är hanterat av den utanför ventilhuset placerade lägesställande anordningen.

Ventilhuset, som verkar som en stomme och en mot omgivningen sluten kanal, består huvudsakligen av en ventilsnäcka 7 och en med lagret 6 försedd ventilhusgavel 8. Gaveln är medelst en med lagret koaxiell fläns 9 fästad i ventilsnäckan med bultar 10. Bultarna är införda i genomgående flänshål 11 och inskruvade i gängade hål 12 hos ventilsnäckan med jämn delning runt flänsen.

Ventilsnäckan, som är ventilhusets huvuddel, är liksom ventilhusgaveln utförd som ett skal av gjutet stål. Ventilsnäckans skal 13 bildar väggar för ett 10 15 20 25 30 35 5081657 inloppsrum 14 och ett utloppsrum 15. En för rummen gemensam vägg 16 innefattar en öppning utförd som hålet i ett, med lagret 6 koaxiellt, rotationssymmetriskt dysrör 17. Dysröret sticker in ett stycke i såväl inlopps- som utloppsrummet. Den del av dysröret som sticker in i inloppsrummet är avslutad med en inre ringformad något rundad kant 18, som är den del av ventilhuset som samverkar med det rörliga ventilorganet 2 för reglering av ångflödet. Ventilsnäckans skal bildar också ett inloppsrör 19 och ett utloppsrör 20. Dessa vertikalt ställda rör är anslutna till inloppsrummet 14 resp. utloppsrummet 15. Det senare röret är direkt förenat med turbinens intagsrör för ånga.

Det rolationssymmetriska rörliga ventilorganet 2 består huvudsakligen av en ventilkropp 21 och ett cylinderformat ventilskafl 22 vid vars ena ände ventilkroppen är fästad. ventilkroppen är utformad som en cylinder vars yttre ändkant är avfasad för bildning av en stympad kon-yta 23, som är den del av det rörliga ventilorganet som samverkar med dysans ringformade kant 18. Ventilorganet kan förflyttas linjärt mellan de i ritningen antydda ändlägena för ventilkroppen.

Ventilskaftets andra ände är förbunden med den lägesställande anordningen 3.

Denna kan vara en elektrisk motor med ett kugghjul i ingrepp med en kuggstång som utgör en förlängning av ventilskaftet. I det föredragna utförandet är anordningen emellertid en hydraulisk drivcylinder vars drivkolv är fästad vid ventilskaftet. Drivcylindern är med en ej visad hållare fästad vid ventilhuset.

Ventilhusgavelns 8 skal är utformat som en kopp som inrymmer ventilkroppen. Vid koppens kant är flänsen 9 ansluten. Från koppens botten skjuter gavelskalet ut rörformigt för bildning av ett fäste 24 för ett par som lager använda Iagerhylsor 25, som är inskjutna med presspassning i fästet.

För att kunna förhindra ångläckage in iturbínhallen, är lagret försett med ett avsugningsutrymme 26 för läckageånga. Utrymmet, som är placerat mellan de båda lagerhylsorna, är genom en kanal i ett avsugningsrör 27 anslutet till ett system för kraftverkets omhändertagande av läckageånga.

Varje lagerhylsas lagerbana är tillverkad genom svarvning i två steg. För det föredragna utförandet med en skaftdiameter på 70,0 mm, svarvas först ett med hylsans ytteryta koncentriskt hål 28 med R = 35,1 mm. Därefter ges hylsan en excentricitet av en sådan storlek i sin uppsättning i svarven, att en längsgående, 508 637 10 med ett lodplan symmetrisk, fördjupning 29 på 0.03 mm vid lagerbanans nedersta del erhålls vid svan/ning med en radie 30, som överstiger skaftets radie med ca 0.01 mm. En "bädd" erhålls då med en centumvinkel 31 på ca 70°. l det föredragna utförandet visas ett cylindriskt ventilskaft 22 som samverkar med ett par lagerhylsor 25 med lika stora hål. Skaftet skulle dock kunna vara trappstegsforrnat med åtminstone två koncentriska efterföljande cylindrar med olika diametrar, varvid lagerhylsorna skulle ha hål av motsvarande storlekar enligt uppfinningen. Utförandet visar också en ventil med en enkel funktion. För att försäkra sig om en möjlighet att snabbt hejda ångflödet till turbinen, exv i händelse av en störning i generatoms strömleverans, är detta slags ventiler ofta utrustade med ett särskilt rörligt ventilorgan för denna funktion. Även detta organ är då lämpligen lagrat i enlighet med uppfinningen.

Claims (5)

10 15 20 25 30 35 508 637
1. Patentkrav t. Reglerventil inbegripande ett ventilhus (1) och ett huvudsakligen horisontellt placerat linjärt förskjutbart ventilorgan (2) för reglering av ett flöde genom ventilen, varvid ventilorganet är försett med ett skaft innefattande ett cylindriskt avsnitt (22) och lagrat med det cylindriska avsnittet i en i ventilhuset innefattad Iagerbana (6), kännetecknad av att lagerbanan innefattar dels en "bädd" i lagerbanans botten bestående av en nedsänkning (29) utformad som en första yta bestående av en del av ett par generatriser begränsad cylinderformad yta med en i ett tvärsnitt visad första radie (30) som motsvarar det cylindriska avsnittets eller strax däröver och som är ett avstånd kortare än hälften av ett största diametrait mått hos lagerbanan, dels en ovanför bädden placerad andra yta som överbryggar den första ytan och att centrumvinkeln (31) mellan den första ytans begränsningsgeneratriser är mellan 45° och 160°.
2. 2. Reglerventil enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d a v att den andra ytan är en av ett par generatriser begränsad del av en cylinderformad yta med en i tvärsnittet visad andra radie (28), vars centrum är placerat ett stycke ovanför den första radiens (30).
3. 3. Reglerventll enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a d a v att centrumvinkeln (31) mellan begränsningsgeneratriserna är ca 70”.
4. 4. Reglerventil enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n a d a v att nedsänkningens tvärsnittsradie (30) överstiger det cylindriska avsnittets med ca 0,01 mm.
5. 5. Sätt för tillverkning av en reglerventil enligt något av ovanstående krav, k ä n n e t e c k n at a v att man i en lagerhylsa (25), i vilken den yttre lagerbanan är anordnad, först svarvar ett cylinderformat grundhål koncentriskt med hylsans ytteryta, varefter man ger hylsan en excentricitet i sin uppsättning i svarven och svarvar ett delcylindrisk urtag (29) in i hylsan med begränsningsgeneratriser som sammanfaller med nämnda grundhåls.