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汽轮机及其速关 阀

阅读：191发布：2020-05-11

专利汇可以提供汽轮机及其速关阀专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明提供一种汽轮机及其速关阀，所述速关阀包括外壳、阀座、阀芯及阀杆，所述外壳设置有蒸汽入口和蒸汽出口，所述阀座设置于所述蒸汽出口处、且与蒸汽出口连通，所述阀芯设置于所述外壳内、且与所述阀座正对，所述阀杆的一端与所述阀芯连接，另一端贯穿外壳后与驱动机构连接；所述阀芯包括一空心柱状结构的阀碟，所述阀碟一端与所述阀座正对，且设置有端面，另一端为敞开状；所述阀碟外套设有一套筒，所述套筒远离阀座的一端固定于外壳上。所述速关阀采用空心的阀芯结构，提高了速关阀重力的分布的协调性，且阀碟与阀座分开时的开启力较小，可减小阀杆驱动机构的尺寸，进而减小速关阀的整体尺寸。，下面是汽轮机及其速关阀专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种速关阀，包括外壳(11)、阀座(15)、阀芯及阀杆(14)，所述外壳(11)包括蒸汽入口和蒸汽出口，所述阀座(15)设置于蒸汽出口处且与蒸汽出口连通，所述阀芯设置于所述外壳(11)内且与所述阀座(15)正对，所述阀杆(14)的一端与所述阀芯连接，另一端贯穿所述外壳(11)后与所述液压驱动机构(200)连接；当所述阀杆(14)沿其轴向移动时，带动所述阀芯一同移动，使阀芯与阀座(15)分开或压堵配合，从而实现蒸汽入口和蒸汽出口之间的连通或阻断；其特征在于，
所述阀芯包括一空心柱状结构的阀碟(12)，所述阀碟(12)的左端部与阀座(15)配合，阀碟(12)具有一内部空腔；
所述阀碟(12)上设置有一用于连通蒸汽出口和阀碟(12)内部空腔的第一气孔(123)，所述阀杆(14)的头部与阀碟(12)活动连接并能够与所述第一气孔(123)压堵配合，阀杆(14)上套设有第一弹簧(142)，第一弹簧(142)的一端与阀碟(12)连接，第一弹簧(142)的另一端与阀杆(14)连接，该第一弹簧(142)赋予阀杆(14)的头部远离第一气孔(123)的趋势，当阀杆(14)的头部与第一气孔(123)压堵配合时能够阻断第一气孔(123)与阀碟(12)内部空腔的连通；
所述阀碟(12)外套设有一套筒(13)，所述套筒(13)远离阀座(15)的一端固定于外壳(11)内壁上，当所述阀碟(12)沿所述套筒(13)的轴向移动时，所述阀碟(12)的至少一部分始终处于所述套筒(13)内；
所述阀碟(12)或套筒(13)上设有用于连通蒸汽入口和阀碟(12)内部空腔的气流通道。
2.根据权利要求1所述的一种速关阀，其特征在于，所述阀碟(12)上螺纹连接有阀杆座(121)，该阀杆座(121)上设置有一供阀杆(14)穿过的通孔，阀杆(14)的头部设置在阀碟(12)与阀杆座(121)之间的间隙空间内，阀杆(14)的头部外径大于所述通孔的孔径；所述第一弹簧(142)的一端与阀杆座(121)相抵，第一弹簧(142)的另一端与阀杆(14)相抵。
3.根据权利要求2所述的一种速关阀，其特征在于，所述阀杆座(121)上固定设置有一挡圈(141)，该挡圈(141)与所述阀杆座(121)之间设置所述第一弹簧(142)。
4.根据权利要求3所述的一种速关阀，其特征在于，所述第一弹簧(142)与所述挡圈(141)之间还设置有弹簧座(143)，弹簧座(143)套设在阀杆(14)上。
5.根据权利要求2所述的一种速关阀，其特征在于，所述阀碟(12)外壁设置有螺旋槽，该螺旋槽与所述套筒(13)配合构成气流通道，该气流通道与阀碟(12)的内部空腔连通；阀杆座(121)上还设置有若干第二气孔，该第二气孔连通所述阀杆座(121)左侧与阀杆座(121)右侧，从而当所述阀杆(14)的头部离开阀碟(12)的第一气孔(123)时，蒸汽入口经由所述气流通道、第二气孔与第一气孔(123)连通。
6.根据权利要求1所述的一种速关阀，其特征在于，所述阀碟(12)靠近阀座(15)的一端设置有滤网(122)。
7.根据权利要求1所述的一种速关阀，其特征在于，所述阀碟(12)外壁上还设置有防转部件(124)，所述套筒(13)内壁上设置有沿轴向延伸的行程槽，所述防转部件(124)卡装于所述行程槽内，可随阀碟(12)的位置变化在所述行程槽内沿轴向滑动，从而阀碟(12)只能相对套筒(13)进行轴向移动，而不能相对套筒(13)进行周向转动。
8.一种汽轮机，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的速关阀。

说明书全文

汽轮机及其速关 阀

技术领域

[0001] 本发明涉及一种阀门，具体的说，是涉及一种速关阀及应用该速关阀的汽轮机。

背景技术

[0002] 速关阀广泛应用在汽轮机等高速旋转透平机械中，是主蒸汽管路与汽轮机之间的主要开关机构。汽轮机进气通常为高参数蒸汽，这种高参数蒸汽的高流速会对阀芯产生冲
击，而且在流经速关阀内部的不规则空间时，极易引起激荡，不仅会降低阀体的稳定性，且
会加速阀芯的损坏。因此，在紧急状态下，需要立即切断汽轮机的进汽，使机组快速停机，以
达到保护机组的目的；速关阀即是作为在紧急情况下，快速切断高参数气源的主要开关机
构，是保安装置中的必要组成部分。

[0003] 常规的阀芯为实心结构，而阀杆为细长结构，这就使得速关阀阀芯一端的重力明显大于驱动端的重力，这种重力上的不协调性，在高压蒸汽的冲击下会加剧激振，降低速关
阀的安全系数。

[0004] 基于上述问题，公开号202280482U的中国专利公开了一种汽轮机速关阀，该速关阀在开启过程中或速关阀关闭后有一部分蒸汽沿阀杆与套筒及衬套之间的间隙向外泄露，
气体自该间隙引出；当速关阀全开后，主阀碟与套筒的密封面紧密贴合，阀杆漏气被阻断。
该结构在一定程度上可以减小整个速关阀的开启力，从而减小阀杆或驱动部件的尺寸、提
高速关阀开启过程中的安全性，但并不能解决高压蒸汽冲击引起的速关阀内部激振，因此，
其并不能从根本上解决激振问题，在速关阀使用过程中，仍具有较大安全隐患。

发明内容

[0005] 为了解决上述技术问题，本发明的第一目的是提供一种速关阀，采用空心的阀芯结构，提高了速关阀重力的分布的协调性，且阀碟与阀座分开时的开启力较小，可减小阀杆
驱动机构的尺寸，进而减小速关阀的整体尺寸。

[0006] 本发明的第二目的是提供一种汽轮机，该汽轮机的蒸汽入口处设置有上述速关阀。

[0007] 基于上述目的，本发明的一个方面，提供一种速关阀，包括外壳、阀座、阀芯及阀杆，所述外壳包括蒸汽入口和蒸汽出口，所述阀座设置于蒸汽出口处且与蒸汽出口连通，所
述阀芯设置于所述外壳内且与所述阀座正对，所述阀杆的一端与所述阀芯连接，另一端贯
穿所述外壳后与所述液压驱动机构连接；当所述阀杆沿其轴向移动时，带动所述阀芯一同
移动，使阀芯与阀座分开或压堵配合，从而实现蒸汽入口和蒸汽出口之间的连通或阻断；

[0008] 所述阀芯包括一空心柱状结构的阀碟，所述阀碟的左端部与阀座配合，阀碟具有一内部空腔；

[0009] 所述阀碟上设置有一用于连通蒸汽出口和阀碟内部空腔的第一气孔，所述阀杆的头部与阀碟活动连接并能够与所述第一气孔压堵配合，阀杆上套设有第一弹簧，第一弹簧
的一端与阀碟连接，第一弹簧的另一端与阀杆连接，该第一弹簧赋予阀杆的头部远离第一
气孔的趋势，当阀杆的头部与第一气孔压堵配合时能够阻断第一气孔与阀碟内部空腔的连
通；

[0010] 所述阀碟外套设有一套筒，所述套筒远离阀座的一端固定于外壳内壁上，当所述阀碟沿所述套筒的轴向移动时，所述阀碟的至少一部分始终处于所述套筒内；

[0011] 所述阀碟或套筒上设有用于连通蒸汽入口和阀碟内部空腔的气流通道。

[0012] 作为优选，所述阀碟上螺纹连接有阀杆座，该阀杆座上设置有一供阀杆穿过的通孔，阀杆的头部设置在阀碟与阀杆座之间的间隙空间内，阀杆的头部外径大于所述通孔的
孔径；所述第一弹簧的一端与阀杆座相抵，第一弹簧的另一端与阀杆相抵。这样，结构简单
合理，组装方便，不仅方便调整第一弹簧的作用力，而且将阀杆与阀碟压在一起，在速关阀
运行中，保证两者不会因气流的冲击而产生振动和旋转。

[0013] 作为优选，所述阀杆座上固定设置有一挡圈，该挡圈与所述阀杆座之间设置所述第一弹簧。

[0014] 作为优选，所述第一弹簧与所述挡圈之间还设置有弹簧座，弹簧座套设在阀杆上。

[0015] 作为优选，所述阀碟外壁设置有螺旋槽，该螺旋槽与所述套筒配合构成气流通道，该气流通道与阀碟的内部空腔连通；阀杆座上还设置有若干第二气孔，该第二气孔连通所
述阀杆座左侧与阀杆座右侧，从而当所述阀杆的头部离开阀碟的第一气孔时，蒸汽入口经
由所述气流通道、第二气孔与第一气孔连通。这样，结构简单合理，效果显著，设置螺旋槽，
不仅可以缓冲蒸汽流降低蒸汽入口蒸汽的参数，减小开启的力，而且可以在先导卸荷的过
程中，避免颗粒物随气流进入蒸汽出口。

[0016] 作为优选，所述阀碟靠近阀座的一端设置有滤网。该滤网与所述螺旋槽配合，在先导卸荷的过程中，避免颗粒物随气流进入蒸汽出口。

[0017] 作为优选，所述阀碟外壁上还设置有防转部件，所述套筒内壁上设置有沿轴向延伸的行程槽，所述防转部件卡装于所述行程槽内，可随阀碟的位置变化在所述行程槽内沿
轴向滑动，从而阀碟只能相对套筒进行轴向移动，而不能相对套筒进行周向转动。

[0018] 本发明的另一个方面，提供一种汽轮机，该汽轮机包括如上所述的速关阀。

[0019] 与现有技术相比，本发明的有益效果为：

[0020] 本发明提供的速关阀采用空心的阀芯结构，提高了速关阀重力的分布的协调性，从而减少高压蒸汽的激振对阀体稳定性的影响；

[0021] 添加先导卸荷通路，减小蒸汽入口与蒸汽出口之间的压力差，降低阀碟与阀座分开时的开启力，从而可减小阀杆驱动机构的尺寸，进而减小速关阀的整体尺寸。
附图说明

[0022] 构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的限定。

[0023] 图1是本发明实施例中速关阀系统停机状态的结构示意图；

[0024] 图2是本发明实施例中速关阀系统先导开启状态的结构示意图；

[0025] 图3是本发明实施例中速关阀系统运行状态的结构示意图。

[0026] 其中，100、速关阀；200、液压驱动机构；

[0027] 11、外壳；12、阀碟；13、套筒；14、阀杆；15、阀座；

[0028] 121、阀杆座；122、滤网；123、第一气孔；124、防转部件；

[0029] 141、挡圈；142、第一弹簧；143、弹簧座；

[0030] 21、液压缸；22、第一阀门；23、第二阀门；24、节流阀；25、油源；26、泄油管；

[0031] 211、活塞；212、第二弹簧。

具体实施方式

[0032] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

[0033] 应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常
理解的相同含义。

[0034] 需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式
也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包
括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

[0035] 此外，在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于
描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特
定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

[0036] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两
个或两个以上，除非另有明确的限定。

[0037] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机
械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元
件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发
明中的具体含义。

[0038] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它
们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特
征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在
第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示
第一特征水平高度小于第二特征。

[0039] 本实施例提供一种速关阀的阀芯，如图1-3所示，该阀芯包括：

[0040] 一阀碟12，所述阀碟12具有一内部空腔，该内部空腔贯通阀碟12的右端，所述阀碟12的左端部设置有一用于连通阀碟12外部和内部空腔的第一气孔123；

[0041] 一阀杆14，从阀碟12的右侧插入阀碟12的内部空腔中，阀杆14的头部与阀碟12活动连接并能够与所述第一气孔123压堵配合，阀杆14上套设有第一弹簧142，第一弹簧142的
一端与阀碟12连接，第一弹簧142的另一端与阀杆14连接，该第一弹簧142赋予阀杆14的头
部远离第一气孔123的趋势，当阀杆14的头部与第一气孔123压堵配合时，能够阻断第一气
孔123与阀碟12内部空腔的连通；

[0042] 一套筒13，套设于所述阀碟12外部，所述套筒13的右端用于固定在速关阀100的外壳11上，所述阀碟12伸出套筒13的左端并可沿所述套筒13的轴向左右移动，当所述阀碟12
沿所述套筒13的轴向移动时，所述阀碟12的至少一部分始终处于所述套筒13内；

[0043] 其中，所述阀碟12的外周壁上设有用于连通阀碟12外部和内部空腔的气流通道，或者套筒13的外周壁上设有用于连通阀碟12外部和内部空腔的气流通道，或者阀碟12和套
筒13的配合处设有用于连通阀碟12外部和内部空腔的气流通道。

[0044] 作为一种优选的实施方案，所述阀碟12上螺纹连接有阀杆座121，该阀杆座121上设置有一供阀杆14穿过的通孔，阀杆14的头部设置在阀碟12与阀杆座121之间的间隙空间
内，阀杆14的头部外径大于所述通孔的孔径；阀碟12与阀杆座121之间的间隙空间的长度即
为阀杆14头部的厚度与图1中s段的长度之和；

[0045] 所述第一弹簧142的一端与阀杆座121相抵，第一弹簧142的另一端与阀杆14相抵。这样，结构简单合理，组装方便，不仅方便调整第一弹簧142的作用力，而且将阀杆14与阀碟
12压在一起，在速关阀100运行中，保证两者不会因气流的冲击而产生振动和旋转。

[0046] 在阀杆14左右移动的过程中，其一部分行程(见图1中s段)可相对于所述阀碟12移动，尤其在阀杆14自最左侧位置开始向右移动时，阀杆14向右移动与第一气孔123分开，第
一气孔123与所述阀碟12内部相连通形成先导卸荷通路，阀碟12内的蒸汽可自该先导卸荷
通路排出，从而在阀碟12与阀座15分开前，可通过该先导卸荷通路对高压蒸汽进行先导卸
荷，减小阀碟12与阀座15分开时的阻力，这样，可缩小驱动机构(如下述液压缸21)的尺寸，
从而减小整个速关阀系统的尺寸；即空行程S的存在，保证阀碟12开启时，因为蒸汽流道的
相通，起到先导卸荷的作用，减小开启力，从而缩小执行油缸的尺寸。阀杆14左右移动过程
中的另一部分行程可带动阀碟12一同移动，从而实现阀碟12与阀座15的分开或扣合。

[0047] 作为一种优选的实施方案，所述阀杆座121上固定设置有一挡圈141，该挡圈141与所述阀杆座121之间设置所述第一弹簧142。

[0048] 作为一种优选的实施方案，所述第一弹簧142与所述挡圈141之间还设置有弹簧座143，弹簧座143套设在阀杆14上。

[0049] 作为一种优选的实施方案，所述阀碟12外壁设置有螺旋槽，该螺旋槽与所述套筒13配合构成螺旋气流通道。气流沿该螺旋气流通道流动过程中可减小对蝶阀的冲击力，降
低激振发生的可能；同时，该螺旋槽设计可降低自蒸汽入口蒸汽的参数，减小驱动机构对阀
碟12的开启力或闭合力。

[0050] 作为一种优选的实施方案，所述阀杆座121上还设置有若干第二气孔，该第二气孔连通所述阀杆座121左侧与阀杆座121右侧，从而当所述阀杆14相对所述阀碟12移动时，所
述螺旋气流通道与所述第一气孔123连通；优选地，所述阀杆座121还可以为镂空结构等，只
要其可保证阀碟12内阀杆座121左右侧的气流相连通即可。

[0051] 作为一种优选的实施方案，所述阀碟12靠近阀座15的一端设置有滤网122，从而避免在如图2所示的先导开启状态下，有颗粒物随蒸汽进入蒸汽出口，从而避免有较大的颗粒
杂物随高速蒸汽冲击进入汽轮机通流部分，对通流部分的叶片和调阀密封面造成损害。

[0052] 作为一种优选的实施方案，所述滤网122通过滚压与阀碟12连接固定。

[0053] 作为一种优选的实施方案，所述阀碟12外周壁上固定设置有防转部件124，所述套筒13内壁上设置有沿轴向延伸的行程槽，所述防转部件124卡装于所述行程槽内，可随阀碟
12的位置变化在所述行程槽内沿轴向滑动，从而阀碟12只能相对套筒13进行轴向移动，而
不能相对套筒13进行周向转动。这样，可保证阀碟12不会因蒸汽的冲击而不停的旋转，有利
于减小磨损、增加安全性。

[0054] 基于上述阀芯结构，本实施例还提供一种速关阀100，如图1-3所示，包括外壳11、阀座15、阀芯及阀杆14，所述外壳11包括蒸汽入口和蒸汽出口，所述阀座15设置于蒸汽出口
处且与蒸汽出口连通，所述阀芯设置于所述外壳11内且与所述阀座15正对，所述阀杆14的
一端与所述阀芯连接，另一端贯穿所述外壳11后与所述液压驱动机构200连接；当所述阀杆
14沿其轴向移动时，带动所述阀芯一同移动，使阀芯与阀座15分开或压堵配合，从而实现蒸
汽入口和蒸汽出口之间的连通或阻断；

[0055] 所述阀芯包括一空心柱状结构的阀碟12，所述阀碟12的左端部与阀座15配合，阀碟12具有一内部空腔；

[0056] 所述阀碟12上设置有一用于连通蒸汽出口和阀碟12内部空腔的第一气孔123，所述阀杆14的头部与阀碟12活动连接并能够与所述第一气孔123压堵配合，阀杆14上套设有
第一弹簧142，第一弹簧142的一端与阀碟12连接，第一弹簧142的另一端与阀杆14连接，该
第一弹簧142赋予阀杆14的头部远离第一气孔123的趋势，当阀杆14的头部与第一气孔123
压堵配合时能够阻断第一气孔123与阀碟12内部空腔的连通；

[0057] 所述阀碟12外套设有一套筒13，所述套筒13远离阀座15的一端固定于外壳11内壁上，当所述阀碟12沿所述套筒13的轴向移动时，所述阀碟12的至少一部分始终处于所述套
筒13内；

[0058] 所述阀碟12或套筒13上设有用于连通蒸汽入口和阀碟12内部空腔的气流通道。

[0059] 作为一种优选的实施方案，所述阀碟12上螺纹连接有阀杆座121，该阀杆座121上设置有一供阀杆14穿过的通孔，阀杆14的头部设置在阀碟12与阀杆座121之间的间隙空间
内，阀杆14的头部外径大于所述通孔的孔径；所述第一弹簧142的一端与阀杆座121相抵，第
一弹簧142的另一端与阀杆14相抵。这样，结构简单合理，组装方便，不仅方便调整第一弹簧
142的作用力，而且将阀杆14与阀碟12压在一起，在速关阀100运行中，保证两者不会因气流
的冲击而产生振动和旋转，即：当驱动阀杆14向左移动的力克服所述第一弹簧142的弹力后
才能驱动所述阀杆14向左移动，使阀碟12与阀杆14的连接存在预紧压力，减轻或避免阀碟
12和阀杆14的振动，从而避免高压蒸汽的激振对阀碟12与阀座15连接处的密封性产生影
响。

[0060] 作为一种优选的实施方案，所述阀杆座121上固定设置有一挡圈141，该挡圈141与所述阀杆座121之间设置所述第一弹簧142。

[0061] 作为一种优选的实施方案，所述第一弹簧142与所述挡圈141之间还设置有弹簧座143，弹簧座143套设在阀杆14上。

[0062] 作为一种优选的实施方案，所述阀碟12外壁设置有螺旋槽，该螺旋槽与所述套筒13配合构成螺旋气流通道，该螺旋气流通道与阀碟12的内部空腔连通；阀杆座121上还设置
有若干第二气孔，该第二气孔连通所述阀杆座121左侧与阀杆座121右侧，从而当所述阀杆
14的头部离开阀碟12的第一气孔123时，蒸汽入口经由所述气流通道、第二气孔与第一气孔
123连通。这样，结构简单合理，效果显著，设置螺旋槽，不仅可以缓冲蒸汽流降低蒸汽入口
蒸汽的参数，减小开启的力，而且可以在先导卸荷的过程中，避免颗粒物随气流进入蒸汽出
口。优选地，所述阀杆座121还可以为镂空结构等，只要其可保证阀碟12内阀杆座121左右侧
的气流相连通即可。

[0063] 作为一种优选的实施方案，所述阀碟12靠近阀座15的一端设置有滤网122。该滤网122与所述螺旋槽配合，在先导卸荷的过程中，避免颗粒物随气流进入蒸汽出口。

[0064] 作为一种优选的实施方案，所述阀碟12外壁上还设置有防转部件124，所述套筒13内壁上设置有沿轴向延伸的行程槽，所述防转部件124卡装于所述行程槽内，可随阀碟12的
位置变化在所述行程槽内沿轴向滑动，从而阀碟12只能相对套筒13进行轴向移动，而不能
相对套筒13进行周向转动。

[0065] 基于上述速关阀100的结构，本实施例还提供一种速关阀系统，该系统包括速关阀100及其液压驱动机构200；

[0066] 所述速关阀100包括外壳11、阀座15、阀芯及阀杆14，所述外壳11包括蒸汽入口和蒸汽出口，所述阀座15设置于蒸汽出口处且与蒸汽出口连通，所述阀芯设置于所述外壳11
内且与所述阀座15正对，所述阀杆14的一端与所述阀芯连接，另一端贯穿所述外壳11后与
所述液压驱动机构200连接；当所述阀杆14沿其轴向移动时，带动所述阀芯一同移动，使阀
芯与阀座15分开或压堵配合，从而实现蒸汽入口和蒸汽出口之间的连通或阻断；

[0067] 所述阀芯包括一空心柱状结构的阀碟12，所述阀碟12的左端部与阀座15配合，阀碟12具有一内部空腔；

[0068] 所述阀碟12上设置有一用于连通蒸汽出口和阀碟12内部空腔的第一气孔123，所述阀杆14的头部与阀碟12活动连接并能够与所述第一气孔123压堵配合，阀杆14上套设有
第一弹簧142，第一弹簧142的一端与阀碟12连接，第一弹簧142的另一端与阀杆14连接，该
第一弹簧142赋予阀杆14的头部远离第一气孔123的趋势，当阀杆14的头部与第一气孔123
压堵配合时能够阻断第一气孔123与阀碟12内部空腔的连通；

[0069] 所述阀碟12外套设有一套筒13，所述套筒13远离阀座15的一端固定于外壳11内壁上，当所述阀碟12沿所述套筒13的轴向移动时，所述阀碟12的至少一部分始终处于所述套
筒13内；

[0070] 所述阀碟12或套筒13上设有用于连通蒸汽入口和阀碟12内部空腔的气流通道；

[0071] 所述液压驱动机构200包括液压缸21、第一阀门22、第二阀门23、第二弹簧212及油箱，所述液压缸21内设置活塞211，所述活塞211的左侧与所述阀杆14连接，所述活塞211的
右侧通过第二弹簧212与所述液压缸21连接，所述液压缸21位于活塞211左侧的部分设置第
一油路，位于活塞211右侧的部分设置第二油路，所述第一阀门22设置于第一油路上，所述
第二阀门23设置于第二油路上；

[0072] 在停机状态下，第一阀门22与第二阀门23均关闭泄压，活塞211在第二弹簧212的作用下带动阀杆14左移到位，阀碟12与阀座15压堵配合，阀杆14的头部与阀碟12的第一气
孔123压堵配合，蒸汽入口与蒸汽出口不连通；

[0073] 启动时，第一阀门22先开启，启动油进入第一油路，然后第二阀门23开启，速关油进入第二油路并驱动活塞211右移压缩第二弹簧212，并且活塞211带动阀杆14右移，阀碟12
在第一弹簧142的作用下仍与阀座15压堵配合，先导行程开启，阀杆14的头部离开阀碟12的
第一气孔123，小流量的蒸汽从蒸汽入口经由所述阀碟12或套筒13上的气流通道、阀碟12的
内部空腔、第一气孔123和阀座15连通至蒸汽出口从而实现先导卸荷；活塞211和阀杆14继
续右移，阀杆14带动阀碟12右移使得阀碟12与阀座15分离，蒸汽入口直接连通蒸汽出口。

[0074] 当蒸汽入口和蒸汽出口的直接连通通道完全打开后，关闭第一阀门22，第一油路泄压。这样，当系统触发速关条件时，第二油路泄压，阀杆14在第二弹簧212的作用下左移，
阀碟12在阀杆14的带动下左移，当阀碟12与阀座15压堵配合后，第一弹簧142压缩，阀杆14
的头部封堵第一气孔123。采用弹簧力关闭速关阀，冲击小、系统稳定可靠。

[0075] 作为一种优选的实施方案，还包括油源25，所述油源25通过所述第一阀门22与所述第一油路相连通，所述油源25通过第二阀门23与第二油路相连通。

[0076] 作为一种优选的实施方案，所述油源25与所述第一阀门22和第二阀门23连接的通路上设置有节流阀24。

[0077] 作为一种优选的实施方案，所述液压缸21上还连接有泄油管26。

[0078] 作为一种优选的实施方案，所述阀碟12上螺纹连接有阀杆座121，该阀杆座121上设置有一供阀杆14穿过的通孔，阀杆14的头部设置在阀碟12与阀杆座121之间的间隙空间
内，阀杆14的头部外径大于所述通孔的孔径；所述第一弹簧142的一端与阀杆座121相抵，第
一弹簧142的另一端与阀杆14相抵。这样，结构简单合理，组装方便，不仅方便调整第一弹簧
142的作用力，而且将阀杆14与阀碟12压在一起，在速关阀100运行中，保证两者不会因气流
的冲击而产生振动和旋转。

[0079] 作为一种优选的实施方案，所述阀杆座121上固定设置有一挡圈141，该挡圈141与所述阀杆座121之间设置所述第一弹簧142，所述第一弹簧142的弹性系数小于第二弹簧212
的弹性系数。

[0080] 作为一种优选的实施方案，所述阀碟12外壁设置有螺旋槽，该螺旋槽与所述套筒13配合构成气流通道，该气流通道与阀碟12的内部空腔连通；阀杆座121上还设置有若干第
二气孔，该第二气孔连通所述阀杆座121左侧与阀杆座121右侧，从而当所述阀杆14的头部
离开阀碟12的第一气孔123时，蒸汽入口经由所述气流通道、第二气孔与第一气孔123连通。
这样，结构简单合理，效果显著，设置螺旋槽，不仅可以缓冲蒸汽流降低蒸汽入口蒸汽的参
数，减小开启的力，而且可以在先导卸荷的过程中，避免颗粒物随气流进入蒸汽出口。

[0081] 作为一种优选的实施方案，所述阀碟12靠近阀座15的一端设置有滤网122。该滤网122与所述螺旋槽配合，在先导卸荷的过程中，避免颗粒物随气流进入蒸汽出口。

[0082] 作为一种优选的实施方案，所述阀碟12外壁上还设置有防转部件124，所述套筒13内壁上设置有沿轴向延伸的行程槽，所述防转部件124卡装于所述行程槽内，可随阀碟12的
位置变化在所述行程槽内沿轴向滑动，从而阀碟12只能相对套筒13进行轴向移动，而不能
相对套筒13进行周向转动。

[0083] 综上，本发明采用空心的阀芯结构，提高了速关阀重力的分布的协调性，从而减少高压蒸汽的激振对阀体稳定性的影响；添加先导卸荷通路，减小蒸汽入口与蒸汽出口之间
的压力差，降低阀碟与阀座分开时的开启力，从而可减小阀杆驱动机构的尺寸，进而减小速
关阀的整体尺寸。

[0084] 此外，需要说明的是：

[0085] 在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特
点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不
一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何
的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

[0086] 尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨
的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型，凡是依据本发
明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术
方案的范围内。

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