一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置
阅读说明：本技术 一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置 (Anti-loosening stop device for connecting valve rod with operating mechanism ) 是由 徐熙 潘伟龙 严巍峰 何静 方小峰 李小辉 崔添棋 窦建业 于 2020-12-25 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置,包括：阀杆、横销、球头、下夹板、调整垫、上夹板、锁块、榫块、卡槽和销孔；下夹板、调整垫和上夹板固定连接并形成容纳球头的空腔,下夹板套设于阀杆上,球头与阀杆连接,阀杆的上部设有横向贯通的横销孔,球头的内部中心位置设有横向贯通的销孔,销孔与横销孔相配合并对准；横销设于销孔和横销孔的内部；球头的上端中心位置设有与连接孔贯通的卡槽,锁块设于卡槽内；锁块的中心位置设有竖向贯通的第一榫槽；榫块的上部设于锁块的第一榫槽内,榫块的下部与阀杆的顶部连接。本发明装置能够有效消除传统结构防松止动可靠性差,维修经济性差,横销易磨损、断裂等缺点。(The invention discloses a locking and stopping device for connecting a valve rod with an operating mechanism, which comprises: the device comprises a valve rod, a transverse pin, a ball head, a lower clamping plate, an adjusting pad, an upper clamping plate, a locking block, a tenon block, a clamping groove and a pin hole; the lower clamping plate, the adjusting pad and the upper clamping plate are fixedly connected to form a cavity for containing the ball head, the lower clamping plate is sleeved on the valve rod, the ball head is connected with the valve rod, a transverse pin hole which is transversely communicated is formed in the upper portion of the valve rod, a pin hole which is transversely communicated is formed in the center of the interior of the ball head, and the pin hole is matched with and aligned to the transverse pin hole; the transverse pin is arranged in the pin hole and the transverse pin hole; a clamping groove communicated with the connecting hole is formed in the center of the upper end of the ball head, and the locking block is arranged in the clamping groove; a first vertically through mortise is arranged at the center of the locking block; the upper portion of tenon piece is located the first tongue-and-groove of locking piece, and the lower part of tenon piece is connected with the top of valve rod. The device can effectively overcome the defects of poor locking reliability, poor maintenance economy, easy abrasion and breakage of the transverse pin and the like of the traditional structure.)
技术领域
本发明属于机械连接结构技术领域，具体涉及一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置。
背景技术
汽轮机高压调节阀(以下简称调阀)是汽轮机调节系统的重要一环，一台汽轮机通常由高、低压缸组成，与之配套有高、低压调阀，通常由操纵机构驱动调阀，控制进入汽轮机的蒸汽量来调节汽轮机转速和功率，使汽轮机在设计工况下稳定运行，并可在紧急情况时迅速关闭汽轮机进汽，将机组置于安全状态；由此可见，调阀对于汽轮机、甚至电站的可靠运行意义重大。
传统的汽轮机高压调节阀阀杆与操纵机构通过球头连接，球头通过螺纹固定在阀杆上，并通过横销结构防止螺纹的松动。实际操作中，通过操纵机构拉杆带动球头及阀杆上下运动，从而实现调节阀门开度的功能。
然而，传统的结构通过横销实现球头螺纹的防松止动，运行过程中阀杆与球头间产生的扭转力全部由横销承受，而横销横截面积尺寸相对较小，防松止动的可靠性较差，并且对横销材质的强度及韧性要求较高，必须使用特殊材质的高强度钢，无法使用普通材料替代。
并且，球头通过螺纹与阀杆连接，螺纹连接本身存在一定间隙，使用一段时间后，受振动影响，螺纹的间隙会因磨损而加大，使得球头与阀杆连接上存在一定轴向晃动。在横销装入后，当阀杆工作受力时，由于螺纹间隙的存在，横销不可避免地会承受沿阀杆轴向的剪切力，剪切力集中作用在球头与阀杆连接螺纹处，横销与阀杆销孔、球头销孔配合紧密，横销材料硬度较大，在阀杆的剪切力作用下，将对横销产生极大的剪切损伤。高压调阀在机组运行中需要不断调节，同时调节阀及蒸汽管线受高速汽流扰动产生一定强度的激励振动，阀杆上下频繁动作导致横销频繁受力，最终导致横销断裂，防松止动结构失效，严重的将造成阀杆脱落，给机组安全稳定运行带来了极大的风险。
此外，为保证球头与阀杆上的销孔在圆周及轴向同时对齐，相互之间存在严格的匹配关系，发生缺陷更换时只能整体更换阀杆和球头组件，不能单独更换受损零部件，维修经济性差。
因此，亟待开发一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动结构，能够有效消除传统结构防松止动可靠性差，维修经济性差，横销材质要求高，横销易磨损、断裂等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置，能够有效消除传统结构防松止动可靠性差，维修经济性差，横销材质要求高，横销易磨损、断裂等缺点。
实现本发明目的的技术方案：一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置，所述装置包括：阀杆、横销、球头、下夹板、调整垫、上夹板、锁块、榫块、卡槽和销孔；
上夹板位于下夹板的正上方，调整垫位于下夹板和上夹板之间；下夹板、调整垫和上夹板固定连接并形成空腔；下夹板套设于阀杆的下部；球头设于下夹板、调整垫和上夹板形成的空腔内；
球头的内部中心位置设有竖向贯通的连接孔，球头通过连接孔与阀杆的上部固定连接；阀杆的上部设有横向贯通的横销孔，球头的内部中心位置设有横向贯通的销孔，球头的销孔与阀杆的横销孔相配合并对准；横销设于对准的销孔和横销孔的内部；
球头的上端中心位置设有与连接孔贯通的卡槽，锁块设于卡槽内；锁块的中心位置设有竖向贯通的第一榫槽；榫块的上部设于锁块的第一榫槽内，榫块的下部与阀杆的顶部连接。
进一步地，所述下夹板的上表面中部设有第一半球形孔，上夹板的下表面中部设有第二半球形孔，调整垫的中部设有贯通的圆孔，第一半球型孔、圆孔和第二半球形孔对应贯通并形成空腔，用于容纳球头。
进一步地，所述下夹板内围绕第一半球形孔的圆周均匀设有第一螺栓孔，上夹板内围绕第二半球形孔圆周均匀设有竖向贯通的第二螺栓孔，调整垫围绕圆孔的圆周均匀设有第三螺栓孔，第一螺栓孔、第二螺栓孔和第三螺栓孔对应贯通；连接螺栓设于第一螺栓孔、第二螺栓孔和第三螺栓孔内，下夹板、调整垫和上夹板通过连接螺栓固定连接。
进一步地，所述下夹板的下表面中部设有竖向贯通的通孔，通孔与第一半球形孔贯通，下夹板通过通孔套设于阀杆的下部。
进一步地，所述销孔为长形结构，销孔的长度大于横销的直径。
进一步地，所述阀杆的顶部中心位置设有第二榫槽，榫块的下部与第二榫槽可拆卸连接。
进一步地，所述榫块的下部与榫槽过盈配合连接。
进一步地，所述榫块的下部与榫槽通过螺纹连接。
进一步地，所述榫块与阀杆为一体成型结构。
进一步地，所述锁块为多边形、齿轮形或花键形。
进一步地，所述榫块为多边形、齿轮形或花键形。
进一步地，所述球头与阀杆通过螺纹固定连接。
本发明的有益技术效果在于：
1、本发明的一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置中的横销及锁块两种结构都实现了球头与阀杆连接螺纹的防松止动作用，单一结构失效后不会造成连接螺纹防松止动功能丧失，达到双重保护的效果，可靠性更高；
2、本发明的一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置中的球头的扭转力由横销和锁块共同承担，其中以锁块受力为主，横销为辅，这是因为锁块受力面积更大，能够承担较大载荷，因此横销和锁块的材质无特殊要求；
3、本发明的一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置中的锁块不限制球头与阀杆的轴向晃动，球头上销孔沿阀杆轴向加工成长形孔，能够容许横销一定幅度的轴向晃动，因此锁块及横销均不受球头与阀杆间轴向晃动影响，消除了横销因轴向剪切力导致防松结构失效的风险；
4、本发明的一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置中的球头的销孔为长形孔，与阀杆上的销孔在轴向没有特殊的匹配要求，阀杆和球头可单独进行更换，提高了维修经济性；
5、本发明的一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置中的球头的销孔为长形孔，允许球头在轴向一定范围内相对于阀杆进行位置调节，实现了阀杆和球头整体长度可调，方便进行调阀零位调整，简化了检修工艺。
附图说明
图1为本发明所提供的一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置的结构示意图；
图2为本发明所提供的一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置的局部爆炸图；
图3为本发明所提供的一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置的局部剖面图。
图中：1、阀杆；2、横销；3、球头；4、下夹板；5、调整垫；6、上夹板；7、锁块；8、榫块；9、卡槽；10、销孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1-3所示，本发明提供的一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置，包括：横销2、球头3、下夹板4、调整垫5、上夹板6、锁块7、榫块8、卡槽9和销孔10。
如图1所示，上夹板6位于下夹板4的正上方，调整垫5位于下夹板4和上夹板6之间，用于调整球头3与上夹板6、下夹板4的配合间隙。下夹板4的上表面中部设有第一半球形孔，第一半球形孔的孔径与球头3的外径相匹配；上夹板6的下表面中部设有第二半球形孔，第二半球形孔的孔径与球头3的外径相匹配；调整垫5的中部设有贯通的圆孔，圆孔的孔径与球头3的外径相匹配；第一半球型孔、圆孔和第二半球形孔对应贯通并形成空腔。
如图1所示，下夹板4内围绕第一半球形孔的圆周均匀设有第一螺栓孔，上夹板6内围绕第二半球形孔圆周均匀设有竖向贯通的第二螺栓孔，调整垫5围绕圆孔的圆周均匀设有第三螺栓孔，第一螺栓孔、第二螺栓孔和第三螺栓孔对应贯通，并与连接螺栓相匹配。。连接螺栓由上至下依次插入设于第二螺栓孔、第三螺栓孔和第一螺栓孔内，下夹板4、调整垫5和上夹板4通过连接螺栓固定连接。
如图1所示，上夹板6为长条状，上夹板6的两端与操纵机构拉杆相连。
如图1-3所示，下夹板4的下表面中部设有上下贯穿的通孔，通孔与阀杆1的下部相匹配，可以使阀杆1穿过，下夹板4通过通孔套设于阀杆1的下部。球头3为球状，位于阀杆1的正上方，并设于第一半球型孔、圆孔和第二半球形孔形成的空腔内；球头3的内部中心位置设有上下贯穿球头3的连接孔，连接孔内设有内螺纹；阀杆1为圆柱状，阀杆1的上部设有外螺纹，连接孔的内螺纹与阀杆1的外螺纹相配合，将球头3与阀杆1通过螺纹固定连接。
如图2-3所示，阀杆1的上部设有横向贯穿阀杆1的圆形横销孔，横销孔的孔径与横销2的直径相匹配；球头3的内部中心位置设有左右贯穿球头3的长形销孔10，销孔10的宽度与横销2的直径相匹配，销孔10的长度大于横销2的直径；球头3的销孔10与阀杆1的横销孔相配合并对准，用于安装横销2。横销2与对准的销孔10和横销孔相配合，插入对准的销孔10和横销孔的内部，防止球头3相对阀杆1转动，实现防松止动的作用。
由于将销孔10沿轴向加工成长形孔，容许横销2在销孔10内沿轴向，即竖直方向晃动或进行位置调整，使得横销2不受球头3与阀杆1间的轴向晃动影响，消除了横销2因轴向剪切力导致防松结构失效的风险。
如图2-3所示，球头3的上端中心位置设有与连接孔贯通的卡槽9，卡槽9为与锁块7相匹配的八边形结构，用于容纳锁块7。锁块7为与卡槽9对应的八边形结构，上部为球面，锁块7安装于卡槽9内，锁块7的上表面与球头3的上表面形成完整球面。
如图2-3所示，锁块7的中心位置设有上下贯穿锁块7的第一榫槽，第一榫槽为与榫块8相匹配的四边形结构，用于插入榫块8。阀杆1的顶部中心位置设有第二榫槽，第二榫槽与第一榫槽相对应，同样为与榫块8相匹配的四边形结构。榫块8为细长杆状，其横截面为与第一榫槽和第二榫槽对应的四边形，榫块8的上部通过过盈配合插入到锁块7的第一榫槽内，榫块8的下部通过过盈配合插入到阀杆1的第二榫槽中。锁块7与榫块8一起配合防止球头3相对阀杆1转动，实现防松止动的作用。
需要说明的是，榫块8与阀杆1的顶部还可以通过螺纹进行连接，通过圆周方向微调榫块8使榫块8与锁块7上的第一榫槽匹配。另外，根据需要，榫块8与阀杆1还可以加工为一体，形成一体成型结构。
需要说明的是，锁块7及相匹配的卡槽、榫块8及相匹配的榫槽，可设计为多边形、齿轮形或花键形，不同形状所发挥的防松止动作用及实现防松止动原理没有区别，因此不再举例说明。
本发明的一种用于阀杆与操纵机构连接的防松止动装置的安装过程具体如下：
步骤(1)、将下夹板4套装到阀杆1上，使阀杆1穿过下夹板4通孔并露出阀杆1上部螺纹；
步骤(2)、将球头3通过螺纹连接安装到阀杆1上部，调整好球头3与阀杆1的总长度，并使阀杆1上的横销孔与球头2上的长形销孔10对准；
步骤(3)、将横销2穿入球头3上的长形销孔及10阀杆1上的横销孔内，其中，横销2与球头3上的长形销孔10的上、下圆柱面保持一定的间隙，使得横销2在球头3的长形销孔10内沿轴向具有一定自由晃动的间隙，此自由间隙大小适中，以0.5-2mm为宜；
步骤(4)、将榫块8通过阀杆1顶部的榫槽或螺纹安装到阀杆1顶部，或者将榫块8直接加工为与阀杆1一体，形成一体成型结构；
步骤(5)、将锁块7安装到球头3上部多边形卡槽内，同时使榫块8插入锁块7内部的多边形榫槽内，锁块7可根据需要进行修配，如榫块8与阀杆1通过螺纹连接，也可圆周方向微调榫块8使榫块8与锁块7上的第一榫槽匹配，锁块7安装完成后，在榫块8的配合下可防止球头3相对阀杆1发生转动，从而实现防松的功能；
步骤(6)、将调整垫5安装到上夹板6与下夹板4之间，并使用连接螺栓将上夹板6、下夹板4及调整垫5连接为一个整体；此时球头3、锁块7及阀杆1被安装在由上夹板6、下夹板4及调整垫5形成的球形空间内。
安装完毕后，上夹板6跟随操纵机构上下运动时将带动下夹板4、调整垫5及球形空间内的球头3、锁块7、阀杆1一起运动，实现调节调阀开度的功能。
上面结合附图和实施例对本发明作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。本发明中未作详细描述的内容均可以采用现有技术。
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