阅读说明：本技术 适用于大口径汽轮机抽汽阀门的控制结构及控制方法 (Control structure and control method suitable for steam extraction valve of large-diameter steam turbine ) 是由 马静波 郑安 李德永 杨立勇 关志宏 林凯 于 2021-09-01 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种适用于大口径汽轮机抽汽阀门的控制结构及控制方法。现有技术的设置的结构使高温蒸汽长期直吹蝶形弹簧片,碟形弹簧片发生大面积断裂,使整个弹簧桶失去作用。本发明其组成包括：控制器箱体(6),所述的控制器箱体内部安装有齿轮(5),所述的齿轮内孔通过平键与连接阀杆(4)连接,所述的齿轮与齿条(8)啮合,所述的齿条左端与导向杆(7)固定,所述的导向杆穿过所述控制器箱体的侧壁与垫板(3)通过螺纹连接,所述的垫板右侧与一组蝶形弹簧(2)依次贴合,一组所述的蝶形弹簧、所述的垫板安装在弹簧筒(1)的内部,所述的连接阀杆与电动液压缸连接。本发明用于适用于大口径汽轮机抽汽阀门的控制结构。(The invention relates to a control structure and a control method suitable for a steam extraction valve of a large-diameter steam turbine. The structure of the prior art makes high-temperature steam blow the butterfly spring leaf directly for a long time, and the butterfly spring leaf breaks in a large scale, so that the whole spring barrel loses effect. The invention comprises the following components: controller box (6), controller box internally mounted have gear (5), the gear hole pass through the parallel key and be connected valve rod (4) and be connected, gear and rack (8) meshing, rack left end and guide bar (7) fixed, the guide bar pass controller box's lateral wall and backing plate (3) pass through threaded connection, the backing plate right side laminate in proper order with a set of belleville spring (2), a set of belleville spring the backing plate install in the inside of spring case (1), the connection valve rod be connected with electric hydraulic cylinder. The invention is used for the control structure of the extraction valve of the large-diameter steam turbine.)

适用于大口径汽轮机抽汽阀门的控制结构及控制方法

技术领域

本发明涉及一种适用于大口径汽轮机抽汽阀门的控制结构及控制方法。

背景技术

采用单片累加的蝶形弹簧，加工成几十片碟形弹簧组成的蝶形弹簧桶形式作为执行器，由于蝶形弹簧桶内的蝶形弹簧是单片组成的，即使一片或几片蝶形弹簧断裂，也不会对阀门关闭时间造成较大的迟滞影响，蝶形弹簧片对于高温蒸汽特别敏感，现有技术的设置的结构使高温蒸汽长期直吹蝶形弹簧片，碟形弹簧片发生大面积断裂，使整个弹簧桶失去作用。因此如何避免碟形弹簧桶的执行器避开阀杆漏出的高温蒸汽直吹到碟形弹簧桶内，而且能够有效的缩短阀杆动作行程长度，使得阀门快速动作，是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于大口径汽轮机抽汽阀门的控制结构及控制方法，应用于DN1000以上管径的汽轮机抽汽供热管道系统，能够满足供热工况下的抽汽量达到供热需求量，又能够实现汽轮机事故工况下的快速切断供热蒸汽，以此满足汽轮机调速系统要求的所有安全性指标。

上述的目的通过以下的技术方案实现：

一种适用于大口径汽轮机抽汽阀门的控制结构，其组成包括：控制器箱体，所述的控制器箱体内部安装有齿轮，所述的齿轮内孔通过平键与连接阀杆连接，所述的齿轮与齿条啮合，所述的齿条左端与导向杆固定，所述的导向杆穿过所述控制器箱体的侧壁与垫板通过螺纹连接，所述的垫板右侧与一组蝶形弹簧依次贴合，一组所述的蝶形弹簧、所述的垫板安装在弹簧筒的内部，所述的连接阀杆与电动液压缸连接。

所述的适用于大口径汽轮机抽汽阀门的控制结构，所述的弹簧筒一端通过螺栓与所述的控制器箱体连接，所述的弹簧筒另一端通过螺栓与端盖连接，所述的控制器箱体的四周侧壁上具有一组排汽排水孔。

一种适用于大口径汽轮机抽汽阀门的控制结构及控制方法，该方法包括如下步骤：首先将碟形弹簧的安装位置在蝶形阀门的连接阀杆垂直方向，根据蝶形阀门力矩的大小选择满足蝶形阀门快速关闭数量的蝶形弹簧的数量，推力杆和齿轮的半径为连接阀杆半径的1.5倍-2倍；

在蝶形阀门的连接阀杆上面加工出齿形槽或在已完成的加工的阀杆上安装一个小型齿轮，采用齿轮齿条啮合的形式，也可以在阀杆上加工或安装一个垂直于阀杆的推力杆，使用弹簧桶伸出的导向杆来推动齿条或推力杆，使阀门进行动作；

蝶形阀门开启时，使用电动液压缸带动连接阀杆转动，所述的连接阀杆带动齿轮，使齿轮与齿条啮合，齿条水平移动使导向杆压缩蝶形弹簧，并且同时开启蝶形阀门；

蝶形阀门全开后，通过电动液压缸中的电磁阀，使得弹簧桶与电动液压缸的力达到平衡；

当蝶形阀门需要动作时，电磁阀快速开启，将所述的电动液压缸旁路掉，所述的碟形弹簧直接推动导向杆，使齿条带动齿轮从而使连接阀杆转动，使蝶形阀门动作。

有益效果：

1.本发明是一种汽轮机抽汽供热使用的新型抽汽阀门执行器，主要是应用于DN1000以上管径的汽轮机抽汽供热管道系统，该结构能满足供热工况下的抽汽量达到供热需求量，又能够实现汽轮机事故工况下的快速切断供热蒸汽，以此满足汽轮机调速系统要求的所有安全性指标。

2.本发明采用侧推蝶形阀门连接阀杆的传动方式，以此来缩短蝶形阀门动作的时间，同时避免连接阀杆漏出的蒸汽直吹到碟形弹簧桶内。

3.本发明推力杆和齿轮只要略大于连接阀杆即可，这样可以有效的减少齿条或导向杆的动作长度，这样为实现连接阀门快速动作，提供了较短的连接阀杆行程。

4.本发明由于碟形弹簧桶在连接阀杆的侧面，连接阀杆漏出的蒸汽不能直吹到碟形弹簧片上，从而避免了高温蒸汽对碟形弹簧片的高温吹损，有效的保障了碟形弹簧的安全性。

5.本发明将齿轮齿条是安装在控制箱体内，控制器箱体加装一组排汽排水孔，以便排出由连接阀杆漏入控制器箱体内的蒸汽和凝结水。

附图说明

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附图1是本发明的结构示意图。

其中：1、弹簧筒，2、蝶形弹簧，3、垫板，4、连接阀杆，5、齿轮，6、控制器箱体，7、导向杆，8、齿条，9、排汽排水孔，10、端盖。

具体实施方式

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实施例1：

一种适用于大口径汽轮机抽汽阀门的控制结构，其组成包括：控制器箱体6，所述的控制器箱体内部安装有齿轮5，所述的齿轮内孔通过平键与连接阀杆4连接，所述的齿轮与齿条8啮合，所述的齿条左端与导向杆7固定，所述的导向杆穿过所述控制器箱体的侧壁与垫板3通过螺纹连接，所述的垫板右侧与一组蝶形弹簧2依次贴合，一组所述的蝶形弹簧、所述的垫板安装在弹簧筒1的内部，所述的连接阀杆与电动液压缸连接。

实施例2：

根据实施例1所述的适用于大口径汽轮机抽汽阀门的控制结构，所述的弹簧筒一端通过螺栓与所述的控制器箱体连接，所述的弹簧筒另一端通过螺栓与端盖10连接，所述的控制器箱体的四周侧壁上具有一组排汽排水孔9。

实施例3：

根据实施例1或2所述的适用于大口径汽轮机抽汽阀门的控制结构的控制方法，该方法包括如下步骤：

首先将碟形弹簧的安装位置在蝶形阀门的连接阀杆垂直方向，根据蝶形阀门力矩的大小选择满足蝶形阀门快速关闭数量的蝶形弹簧的数量，推力杆和齿轮的半径为连接阀杆半径的1.5倍-2倍；

在蝶形阀门的连接阀杆上面加工出齿形槽或在已完成的加工的阀杆上安装一个小型齿轮，采用齿轮齿条啮合的形式，也可以在阀杆上加工或安装一个垂直于阀杆的推力杆，使用弹簧桶伸出的导向杆来推动齿条或推力杆，使阀门进行动作；

蝶形阀门开启时，使用电动液压缸带动连接阀杆转动，所述的连接阀杆带动齿轮，使齿轮与齿条啮合，齿条水平移动使导向杆压缩蝶形弹簧，并且同时开启蝶形阀门；

蝶形阀门全开后，通过电动液压缸中的电磁阀，使得弹簧桶与电动液压缸的力达到平衡；

当蝶形阀门需要动作时，电磁阀快速开启，将所述的电动液压缸旁路掉，所述的碟形弹簧直接推动导向杆，使齿条带动齿轮从而使连接阀杆转动，使蝶形阀门动作。

本申请的控制的开启方式可以采用电动、液压等多种方式，开启的连接位置也较多样花；

本申请的关键点在于使用蝶形弹簧桶作为需要快速关闭的汽轮机抽汽供热管道阀门的关闭控制，碟形弹簧桶安装在碟形阀门连接阀杆的侧面，避免了连接阀杆漏出的高温高压蒸汽对碟形弹簧使用寿命造成影响，同时适用于管径大于DN1000的蒸汽管道的快关型或快开型阀门。

蝶形弹簧筒内的碟簧片是单个累加形成的，有别圆柱弹簧的整体性限制，不存在一个故障点导致整个碟形弹簧桶失效的情况，但是蝶形弹簧惧怕长期的高温蒸汽直吹导致碟片断裂，为了防止蒸汽从阀门的门杆内漏出，将碟形弹簧安装在碟形阀门连接阀杆垂直的方向上，同时在控制器箱体上安装排汽和排水口，避免蒸汽进入碟形弹簧桶体内。