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一种 汽轮机用速关 阀

阅读：173发布：2020-05-12

专利汇可以提供一种汽轮机用速关阀专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种速关阀，包括阀盖、阀壳和阀杆，阀盖与阀壳围成蒸汽腔室，阀杆安装在阀盖上，阀杆的一端置于蒸汽腔室内；阀盖设有腔室，阀盖腔室上连接有弹簧室，弹簧室内设有阀芯单元，阀盖外部设有气缸单元；本发明采用简单的气缸结构控制转轴，弹簧可根据仪表气的压力变化推动活塞杆移动，推杆受到活塞杆的推力带动转轴产生角位移，进而控制速关阀的开闭。本发明的速关阀，采用仪表气进行控制，结构简单。开机时采用先顺时针旋转后逆时针旋转的方式，大大减少了误动作开启速关阀的概率。，下面是一种汽轮机用速关阀专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种速关阀，包括阀盖(1)、阀壳(2)和阀杆(3)，所述的阀盖(1)与阀壳(2)围成蒸汽腔室，所述的阀杆(3)安装在阀盖(1)上，阀杆(3)的一端置于蒸汽腔室内；
其特征在于：所述的阀盖(1)设有腔室(1-1)，所述的阀盖(1)腔室上连接有弹簧室(4)，所述的弹簧室(4)内设有阀芯单元，所述的阀盖(1)外部设有气缸单元；
所述的阀芯单元包括第一弹簧(5-1)、螺杆(5-2)、导向套(5-3)、第一限位套筒(5-4)、第二限位套筒(5-5)、第一导向键(5-6)和转轴(5-7)；所述的螺杆(5-2)的一端置于弹簧室(4)外部，螺杆(5-2)的一端连接有手轮(7)，所述的螺杆(5-2)的另一端与阀杆(3)的一端连接，所述的螺杆(5-2)的轴线与阀杆(3)的轴线重合；
所述的第一弹簧(5-1)、第一限位套筒(5-4)、导向套(5-3)和第二限位套筒(5-5)沿螺杆轴向依次安装在螺杆(5-2)上，所述的第一限位套筒(5-4)与螺杆(5-2)固定连接，所述的导向套(5-3)可在第一限位套筒(5-4)和第二限位套筒(5-5)之间往复运动，所述的第一弹簧(5-1)的一端与弹簧室(4)内壁连接，第一弹簧(5-1)的另一端与导向套(5-3)连接，所述的第一弹簧(5-1)的弹力方向沿螺杆(5-2)轴向；
所述的第一导向键(5-6)安装在导向套(5-3)上，所述的第一导向键(5-6)上设有限位槽(5-6-1)；所述的转轴(5-7)安装在阀盖(1)上，所述的转轴(5-7)的轴线与螺杆(5-2)的轴线垂直，所述的转轴(5-7)设有尖端部位(5-7-1)，随转轴的转动，所述的尖端部位(5-7-1)置于第一导向键(5-6)的限位槽(5-6-1)中固定导向套(5-3)；所述的转轴(5-7)上固接有推杆(8)；
所述的气缸单元包括缸体(6-1)、第二弹簧(6-2)、活塞(6-3)和活塞杆(6-4)；所述的缸体(6-1)安装在阀盖(1)上，所述的活塞(6-3)将缸体分为两个腔体，其中一个腔体中设有第二弹簧(6-2)，另一个腔体壁上加工有通气孔(9)；
所述的活塞杆(6-4)一端与活塞(6-3)连接，活塞杆(6-4)的另一端与推杆(8)接触；所述的第二弹簧(6-2)的弹性方向沿活塞杆轴向，当另一个腔室的气压大于第二弹簧(6-2)的弹力时，第二弹簧(6-2)被压缩，活塞(6-3)和活塞杆(6-4)向第二弹簧被压缩方向运动。
2.如权利要求1所述的速关阀，其特征在于：所述的转轴(5-7)为圆柱体状，所述的转轴(5-7)的截面渐变，所述的圆柱体上加工有槽(10)，所述的槽(10)所在的转轴的截面为半圆形，所述的半圆形结构上设有尖端部位(5-7-1)，所述的尖端部位(5-7-1)置于第一导向键(5-6)的限位槽(5-6-1)中固定导向套(5-3)。
3.如权利要求1所述的速关阀，其特征在于：所述的导向套(5-3)与阀盖(1)之间设有第二导向键(11)；所述的第一弹簧(5-1)与导向套(5-3)之间设有弹簧座(12)。
4.如权利要求1所述的速关阀，其特征在于：所述的转轴(5-7)的一端固接有盖螺母(5-
8)和扭转弹簧(5-9)，所述的扭转弹簧(5-9)的一端连接在盖螺母(5-8)中，另一端连接在阀盖(1)上，所述的转轴(5-7)的另一端穿过阀盖(1)与推杆(8)连接。
5.如权利要求1所述的速关阀，其特征在于：所述的螺杆(5-2)与阀杆(3)之间通过连接器(13)连接，所述的第二限位套筒(5-5)安装在螺杆(5-2)与阀杆(3)的连接处。
6.如权利要求1所述的速关阀，其特征在于：所述的阀杆(3)的另一端连接有阀碟(14)，阀碟(14)形状与其接触的蒸汽腔室内壁形状相配合，以切断蒸汽腔室蒸汽的流通。
7.如权利要求6所述的速关阀，其特征在于：所述的阀碟(14)上设有限位杆(15)，所述的阀盖(1)上设有孔(1-2)，随阀碟(14)往复运动，所述的限位杆(15)沿孔(1-2)往复运动。
8.如权利要求1所述的速关阀，其特征在于：所述的阀盖(1)与阀壳(2)围成蒸汽腔室的入口处设有过滤网(16)。
9.如权利要求1所述的速关阀，其特征在于：所述的缸体(6-1)包括盖板(6-1-1)和腔室，所述的盖板(6-1-1)可拆卸的安装在腔室上。
10.如权利要求1所述的速关阀，其特征在于：所述的活塞(6-3)与缸体(6-1)的接触面处设有密封圈(17)，活塞杆(6-4)与缸体(6-1)腔壁的接触面设有密封圈(17)。

说明书全文

一种汽轮机用速关 阀

技术领域

[0001] 本发明涉及阀组领域，特别涉及一种用于有机工质透平的速关阀。

背景技术

[0002] 有机郎肯循环是一种新型环保的技术，即在传统郎肯循环中采用有机工质蒸气代替水蒸汽推动涡轮机旋转，带动发电机或者泵、风机、压缩机等。它克服了利用水蒸汽循环回收低温热能时蒸汽湿度大、蒸汽轮机设计困难、系统复杂、投资大、资金回收期长的缺点，能有效地将低品位热能转化成高品位的能量。速关阀是主蒸气管路与透平之间的主要安全保证部件，在紧急状态时能立即切断透平的进汽，使机组快速停机，防止透平故障运行使事故再扩大。现阶段用的速关阀多是采用油系统进行控制，需要油系统提供启动油、速关油和试验油，系统较复杂且需要提供油站进行供油，成本较高，需要机组配备有功能完善的油系统及速关组合装置。

发明内容

[0003] 针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的是提供一种速关阀，该速关阀采用的是气动结构。不用系统提供复杂的油站对速关阀进行控制，大大简化了系统的复杂性，提高了系统的可靠性，降低成本。

[0004] 为了解决上述技术问题，本发明用如下技术方案予以实现：

[0005] 一种速关阀，包括阀盖、阀壳和阀杆，所述的阀盖与阀壳围成蒸汽腔室，所述的阀杆安装在阀盖上，阀杆的一端置于蒸汽腔室内；

[0006] 所述的阀盖设有腔室，所述的阀盖腔室上连接有弹簧室，所述的弹簧室内设有阀芯单元，所述的阀盖外部设有气缸单元；

[0007] 所述的阀芯单元包括第一弹簧、螺杆、导向套、第一限位套筒、第二限位套筒、第一导向键和转轴；所述的螺杆的一端置于弹簧室外部，螺杆的一端连接有手轮，所述的螺杆的另一端与阀杆的一端连接，所述的螺杆的轴线与阀杆的轴线重合；

[0008] 所述的第一弹簧、第一限位套筒、导向套和第二限位套筒沿螺杆轴向依次安装在螺杆上，所述的第一限位套筒与螺杆固定连接，所述的导向套可在第一限位套筒和第二限位套筒之间往复运动，所述的第一弹簧的一端与弹簧室内壁连接，第一弹簧的另一端与导向套连接，所述的第一弹簧的弹力方向沿螺杆轴向；

[0009] 所述的第一导向键安装在导向套上，所述的第一导向键上设有限位槽；所述的转轴安装在阀盖上，所述的转轴的轴线与螺杆的轴线垂直，所述的转轴设有尖端部位，随转轴的转动，所述的尖端部位置于第一导向键的限位槽中固定导向套；所述的转轴上固接有推杆；

[0010] 所述的气缸单元包括缸体、第二弹簧、活塞和活塞杆；所述的缸体安装在阀盖上，所述的活塞将缸体分为两个腔体，其中一个腔体中设有第二弹簧，另一个腔体壁上加工有通气孔；

[0011] 所述的活塞杆一端与活塞连接，活塞杆的另一端与推杆接触；所述的第二弹簧的弹性方向沿活塞杆轴向，当另一个腔室的气压大于第二弹簧的弹力时，第二弹簧被压缩，活塞和活塞杆向第二弹簧被压缩方向运动。

[0012] 本发明还具有如下区别技术特征：

[0013] 所述的转轴为圆柱体状，所述的转轴的截面渐变，所述的圆柱体上加工有槽，所述的槽所在的转轴的截面为半圆形，所述的半圆形结构上设有尖端部位，所述的尖端部位置于第一导向键的限位槽中固定导向套。

[0014] 所述的导向套与阀盖之间设有第二导向键；所述的第一弹簧与导向套之间设有弹簧座。

[0015] 所述的转轴的一端固接有盖螺母和扭转弹簧，所述的扭转弹簧的一端连接在盖螺母中，另一端连接在阀盖上，所述的转轴的另一端穿过阀盖与推杆连接。

[0016] 所述的螺杆与阀杆之间通过连接器连接，所述的第二限位套筒安装在螺杆与阀杆的连接处。

[0017] 所述的阀杆的另一端连接有阀碟，阀碟形状与其接触的蒸汽腔室内壁形状相配合，以切断蒸汽腔室蒸汽的流通。

[0018] 所述的阀碟上设有限位杆，所述的阀盖上设有孔，随阀碟往复运动，所述的限位杆沿孔往复运动。

[0019] 所述的阀盖与阀壳围成蒸汽腔室的入口处设有过滤网。

[0020] 所述的缸体包括盖板和腔室，所述的盖板可拆卸的安装在腔室上。

[0021] 所述的活塞与缸体的接触面处设有密封圈，活塞杆与缸体腔壁的接触面设有密封圈。

[0022] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0023] (1)本发明采用简单的气缸结构控制转轴，弹簧可根据仪表气的压力变化推动活塞杆移动，推杆受到活塞杆的推力带动转轴产生角位移，进而控制速关阀的开闭。

[0024] (2)本发明的速关阀，采用仪表气进行控制，结构简单。开机时采用先顺时针旋转后逆时针旋转的方式，大大减少了误动作开启速关阀的概率。

[0025] (3)对于小型机组，由于场地和成本的限制，不需要提供油系统及复杂的速关组合装置时，采用本发明装置，结构简单，经济性好，可靠性高。附图说明

[0026] 图1为本发明的速关阀关闭的结构示意图，其中图(a)为正视图，图(b)为侧面剖视图。

[0027] 图2为本发明的速关阀启动前的示意图，其中图(a)为正视图，图(b)为侧面剖视图。

[0028] 图3为本发明的速关阀打开时的示意图，其中图(a)为正视图，图(b)为侧面剖视图。

[0029] 图4是转轴的结构示意图，其中图(a)为转轴在整个装置中的示意图，图(b)为转轴的结构图。

[0030] 图中各标号表示为：1-阀盖，2-阀壳，3-阀杆，4-弹簧室，7-手轮，8-推杆，9-通气孔，10-槽，11-第二导向键，12-弹簧座，13-连接器，14-阀碟，15-限位杆，16-过滤网，17-密封圈；

[0031] (1-1)-腔室，(1-2)-孔；

[0032] (5-1)-第一弹簧，(5-2)-螺杆，(5-3)-导向套，(5-4)-第一限位套筒，(5-5)-第二限位套筒，(5-6)-第一导向键，(5-6-1)-限位槽，(5-7)-转轴，尖端部位(5-7-1)，(5-8)-盖螺母，(5-9)-扭转弹簧；

[0033] (6-1)-缸体，(6-1-1)-盖板，(6-2)-第二弹簧，(6-3)-活塞，(6-4)-活塞杆。

[0034] 以下结合附图和具体实施方式对本发明的具体内容作进一步详细解释说明。

具体实施方式

[0035] 现阶段很多小型机组特别是有机工质透平不用油站系统提供润滑和调节，若单为速关阀提供油站系统会大大影响系统的复杂性和经济性。而本发明的速关阀不用系统提供复杂的油站对速关阀进行控制，只需要提供一路仪表气。大大简化了系统的复杂性，提高了系统的可靠性，降低成本。

[0036] 本发明的转轴5-7一端置于阀盖1外，与气缸单元中的活塞杆6-4接触，转轴的另一端置于阀盖腔室中与第一导向键5-6作用，具体为：转轴为圆柱体结构，在靠近圆柱的中间部位加工有槽10，使此处圆柱的截面为半圆状，在半圆状结构上再加工一个尖角，使圆柱加工有槽部位的截面为扇形，该扇形的圆心角60°；

[0037] 本发明的活塞6-3将缸体分为两个腔体，第一个腔体中设有弹簧，第二个腔体壁上加工有通气孔，通过通气孔将气体通入第二个腔体中，当腔室压力大于第二弹簧6-2的弹力时，弹簧被压缩，活塞杆朝弹簧被压缩的方向运动，推杆与活塞杆分离；推杆与转轴固接，活塞杆与推杆作用，活塞杆通过推动推杆带动转轴转动；

[0038] 本发明第一导向键上的限位槽与转轴上扇形部位的尖角处作用，当不需要支撑导向套时，使活塞杆推动推杆，转轴转动，转轴的扇形部位的尖角处离开限位槽，导向套、螺杆和阀杆带动阀碟在重力作用下向下运动。

[0039] 本发明的导向套5-4与阀盖1之间设有第二导向键11，对导向套起到定位作用。

[0040] 本发明的阀杆3的另一端连接有阀碟14，阀碟14上设有限位杆15，对阀杆的运动起到导向和限位的作用。

[0041] 本发明在紧急情况下还可采用手拍手轮的方式进行速关，增加了系统的安全性。

[0042] 以下给出本发明的具体实施例，需要说明的是本发明并不局限于以下具体实施例，凡在本申请技术方案基础上做的等同变换均落入本发明的保护范围。

[0043] 实施例1

[0044] 一种速关阀，包括阀盖1、阀壳2和阀杆3，阀盖1与阀壳2围成蒸汽腔室，阀杆3安装在阀盖1上，阀杆3的一端置于蒸汽腔室内；阀盖1设有腔室1-1，阀盖1腔室上连接有弹簧室4，弹簧室4内设有阀芯单元，阀盖1外部设有气缸单元；

[0045] 阀芯单元包括第一弹簧5-1、螺杆5-2、导向套5-3、第一限位套筒5-4、第二限位套筒5-5、第一导向键5-6和转轴5-7；螺杆5-2的一端置于弹簧室4外部，螺杆5-2的一端连接有手轮7，螺杆5-2的另一端与阀杆3的一端连接，螺杆5-2的轴线与阀杆3的轴线重合；

[0046] 第一弹簧5-1、第一限位套筒5-4、导向套5-3和第二限位套筒5-5沿螺杆轴向依次安装在螺杆5-2上，第一限位套筒5-4与螺杆5-2固定连接，导向套5-3可在第一限位套筒5-4和第二限位套筒5-5之间往复运动，第一弹簧5-1的一端与弹簧室4内壁连接，第一弹簧5-1的另一端与导向套5-4连接，第一弹簧5-1的弹力方向沿螺杆5-2轴向；第一限位套筒5-4为螺母，导向套5-3可在第一限位套筒5-4和第二限位套筒5-5之间靠螺纹关系往复运动。螺杆5-2与阀杆3之间通过连接器13连接，第二限位套筒5-5安装在螺杆5-2与阀杆3的连接处。

[0047] 第一导向键5-6安装在导向套5-3上，第一导向键5-6上设有限位槽5-6-1；转轴5-7安装在阀盖1上，转轴5-7的轴线与螺杆5-2的轴线垂直，转轴5-7设有尖端部位5-7-1，随转轴的转动，尖端部位5-7-1置于第一导向键5-6的限位槽5-6-1中固定导向套5-3；转轴5-7上固接有推杆8；

[0048] 转轴5-7为圆柱体状，转轴5-7的截面渐变，圆柱体上加工有槽10，槽10所在的转轴的截面为半圆形，半圆形结构上设有尖端部位5-7-1，尖端部位5-7-1置于第一导向键5-6的限位槽5-6-1中固定导向套5-3。

[0049] 气缸单元包括缸体6-1、第二弹簧6-2、活塞6-3和活塞杆6-4；缸体6-1安装在阀盖1上，活塞6-3将缸体分为两个腔体，其中一个腔体中设有第二弹簧6-2，另一个腔体壁上加工有通气孔9；缸体6-1包括盖板6-1-1和腔室，盖板6-1-1可拆卸的安装在腔室上；

[0050] 活塞杆6-4一端与活塞6-3连接，活塞杆6-4的另一端与推杆8接触；第二弹簧6-2的弹性方向沿活塞杆轴向，当另一个腔室的气压大于第二弹簧6-2的弹力时，第二弹簧6-2被压缩，活塞6-3和活塞杆6-4向第二弹簧被压缩方向运动。

[0051] 另一个技术方案与实施例1的区别在于：转轴5-7的一端固接有盖螺母5-8和扭转弹簧5-9，扭转弹簧5-9的一端连接在盖螺母5-8中，另一端连接在阀盖1上，转轴5-7的另一端穿过阀盖1与推杆8连接。

[0052] 另一个技术方案与实施例1的区别在于：导向套5-3与阀盖1之间设有第二导向键11；第一弹簧5-1与导向套5-3之间设有弹簧座12。

[0053] 另一个技术方案与实施例1的区别在于：阀杆3的另一端连接有阀碟14，阀碟14形状与其接触的蒸汽腔室内壁形状相配合，以切断蒸汽腔室蒸汽的流通。阀碟14上设有限位杆15，阀盖1上设有孔1-2，随阀碟14往复运动，限位杆15沿孔1-2往复运动。

[0054] 另一个技术方案与实施例1的区别在于：阀盖1与阀壳2围成蒸汽腔室的入口处设有过滤网16。

[0055] 另一个技术方案与实施例1的区别在于：活塞6-3与缸体6-1的接触面处设有密封圈17，活塞杆6-4与缸体6-1腔壁的接触面设有密封圈17。

[0056] 本发明的工作过程：

[0057] 速关阀启动前，首先给缸体6-1的空腔侧通入仪表气，只要仪表气的压力略大于第二弹簧6-2的弹力，推杆8就不受活塞杆6-4的作用力，此时顺时针旋转速关阀手轮7，使导向套5-3压缩第一弹簧5-1，导向套5-3上升到的第一限位套筒5-4处；此时转轴5-7在扭转弹簧5-9作用下转动使转轴5-7的尖角位置顶到第一导向键5-6的限位槽5-6-1上，此时逆时针旋转手轮7，螺杆5-2向上运动，带动阀碟14上提，速关阀打开。蒸汽进入速关阀通过阀碟进入透平，图3所示。

[0058] 当有紧急情况需要停机时，缸体6-1中的仪表气迅速向外抽走，第二弹簧6-2抵着活塞杆6-4向右移动，活塞杆6-4的推力带动转轴5-7逆时针转动，此时第一导向键5-6不受转轴5-7的支撑力，在阀杆3、阀碟14、导向套5-3等自身的重力和第一弹簧5-1的弹力作用下，阀碟14等迅速向下移动，使机组达到快速停机的效果，图1所示，为速关阀关闭时的状态。

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