Регулирующий клапан паровой турбины

(19) . (11 Э 17/14, Г 16 К 47/04 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДБТЕПЬСТ(71) Производственное объединение турбостроения "Ленинградский металлический завод".(5 б) Авторское свидетельство СССР Иф 580332, кл. Р 01 Э 17/14, 1976.Авторское свидетельство СССР В 721548, кл. Р 01 Э 17/14, 1977, (54)(57) РЕГУЛИРУЮЩИЙ КЛАНАН ПАРОВОЙ ТУРБИНЫ, содержащий корпус, между которым и буксой установлены поршневые кольца,чашку и шток с разгрузочным клапаном, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения надежности за счет уменьшения изноъ са контактирующих поверхностей буксы, корпуса и поршневых колец, клапан снабжен втулкой, размещенной между корпусом и буксой и контактирующей по внутренней поверхности, покрытой защитным слоем химникеля, с поршневыми кольцами, которые выпал нены "сырыми" и разгруженными, например с кольцевой канавкой, полость которой сообщена радиальными отверстиями с зазором между внутренней по верхностью кольца и буксой.50 55 Изобретение относится к области теплоэнергетики и может быть использовано в устройствах парораспределения турбин преимущественно высокого давления, например, в регулирующих клапанах разгруженного типа.Известен регулирующий клапан паровой турбины разгруженного типа без поршневых колец между направляющей шток буксой и корпусом, выполненным заодно с чашкой клапана.Недостатком этого клапана является то, что он не обеспечивает значительного уменьшения осевой и поперечной вибрации клапана, в результате чего на штоке могут появляться усталостньге трещины, приводящие к обрывам штока.Известен также регулирующий клапан паровой турбины, содержащий корпус, между которым и буксой установлены поршневые кольца, чашку и шток с разгрузочным клапаном.В целях предохранения рабочих поверхностей деталей поршневого соединения, а именно .корпуса клапана, поршневых колец и буксы, трущиеся поверхности последних упрочняются азотированием на глубину 0,30,5 мм для придания им повышенной,. твердости.Однако азотирование указанных деталей не достигает своей цели, так как при работе клапана в паре высоких параметров возобновляется ди- фузионный процесс распространения азота по всему объему металла деталей. В результате рабочие поверхности деталей, особенно корпуса и буксы клапана, как обладающие относительно большой металлоемкостью, теряют приданную им при изготовлении повышенную твердость, что приводит к ускоренному их износу и надирам в местах контакта с поршневыми кольцами. Кроме того, кольца, у которых объем металла незначительньы, меньше подвергаются разупрочнению от азотирования, вследствие чего выполняют функцию режущего инструмента для разупрочненного материала корпуса и буксы. Указанное явление приводит к значительным износам рабочих поверхностей корпуса и кольцевых канавок буксы,что в свою очередь вызывает деформацию и износ поршневых колец, в результате чего нарушается нормаль 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ная работа клапана. Клапан теряет свою подвижность, застопоривается и зависает в поршневом соединении, что приводит к обрыву штока клапана.Целью изобретения является повышение надежности работы регулирующего клапана за счет уменьшения износа контактирующих поверхностей буксы, корпуса и поршневых колец.Указанная цель достигается тем, что в регулирующем клапане паровой турбины, содержащем корпус, между которым и буксой установлены поршневые кольца, чашку и шток с разгрузочным клапаном, клапан снабжен втулкой, размещенной между корпусом и буксой и контактирующей по внутренней поверхности, покрытой слоем химникеля, с поршневыми кольцами, которые выполнены "сырыми" и разгруженными, например с кольцевой канавкой, полость которой сообщена радиальными отверстиями с зазором между внутренней поверхностью кольца и буксой.На фиг,1 изображен предлагаемый клапан, общий вид; на фиг.2 - поршневое соединение клапана.Регулирующий клапан содержит корпус 1, соединенный с чашкой 2 клапана, буксу 3, направляющую шток 4 с разгрузочным клапаном 5. Между корпусом 1 и буксой 3 установлены ,поршневые кольца 6 для уплотнения разгрузочной камеры 7 клапана. Поршневые кольца 6 выполнены из нержавеющей стали "сырыми", т.е. без по- верхностного упрочнения азотированием. Поршневые кольца 6 разгружены с помощью кольцевой канавки 8 и радиальных сквозных отверстий 9. В корпусе 1 клапана в районе расположения поршневых колец 6 между корпусом 1 и буксой, установлена втулка 10, у которой внутренняя цилиндрическая поверхность контактирует, с поршневыми кольцами 6 и покрыта слоем химникеля. Промежуточное кольцо 11 между поршневыми кольцами 6, гайка 12 и стопорное кольцо 13 являются съемными деталями буксы 3, которые служат для облегчения и обеспечения качественной (исключающей деформации колец) сборки и разборки поршневых колец б на буксе 3.Промежуточное. кольцо 11 и гайка 12, как и букса 3, упрочняются при3 1110243 изготовлении азотированием. Кольцевая к канавка 8 делит поршневое кольцо 6п на верхний и нижний пояски 14 и 15.м В целях большей разгрузки верхнийк поясок 14 выполнен больше нижнего, 5 в например, в два раза. дПолость канавки 8 сообщена с за- т зором 16 между внутренней поверхм ностью 17 поршневого кольца 6 и бук- л сой 3. ОРегулирующий клапан паровой турби- п ны работает следующим образом. . : рСначала открывается разгрузочныйп клапан 5 на величину его хода внут- п ри чашки 2, после упора которого в 5 с корпусе 1 начинает подниматься ос- , и новной клапан, при этом втулка 1 Ом перемещается вместе с корпусом 1и чашкой 2 клапана относительно бук- н сы 3 и поршневых колец 6. При открытом разгрузочном клапане 5 разгрузочная камера 7 основного клапана становится разгруженной. Свежий пар иэ паровой коробки клапана (не показана) устремляется между втулкой 10 и буксой 3 и заполняет зазоры 16 между кольцом б и буксой 3, Через радиальные отверстия 9 пар проходит в кольцевую канавку 8,30 в которой устанавливается давление, равное давлению в коробке клапана.При этом верхний поясок 14 поршневого кольца 6 по высоте до кольцевой канавки 8 разгружается от внутреннего распорного давления, которое З 5 . действует только на нижний поясок 15 поршневого кольца 6 отделенного ольцевой канавкой 8 от верхнего ояска 14. Между поршневым 6 и проежуточным 1 кольцами, между втулой 10 и нижним пояском 15 поршнеого кольца б пар проникает к слеующему поршневому кольцу 6, где усанавливается половинное давление ежду давлением свежего пара и давением в разгруженной камере 7.В следующем поршневом кольце 6 роисходит аналогичный процесс его азгрузки, и оба поршневых кольца 6 ередают на втулку 10 одинаковые аровые усилия только через нижние вои пояски 15. Верхние разгруженные ояски 14 колец 6 из-за большого моента сопротивления сечения колец 6 уменьшают распорное паровое усилие а нижние пояски 15, в результате его контактное усилие нижних поясков 15 на втулку 10 значительно понижается.Пониженное контактное давление разгруженных поршневых колец положительно отражается на состоянии рабочих поверхностей втулки и колец, значительно увеличивает ресурс нормальной работы, особенно при работе неупрочненного металла колец по высокотвердому слою химникеля на втулке.Выполнение из указанных материалов втулки и колец обеспечивает хорошую их приработку, исключающую повреждение и износ контактирующих рабочих поверхностей буксы, корпуса и поршневых колец, что существенно повышает надежность работы регулирующего клапана разгруженного типа.1110243 орректор А. Ферен Месропова Редакт т ехр Тираж 500 Р Подписное НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 035, Москва ЖРаушская наб., д. 4