Регулирующий клапан

(19) ням О 05 О 7/ОО ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТ ОСУДАРСТ ВЕ ННЫ Й КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Научно-производственное объединениепо исследованию и проектированию энергетического оборудования им, И.И, Ползунова(53) 621. 646.3(088,8)56) Авторское свидетельство СССРВ 1043403, кл, Р 23 0 3/4, 1980,(57) Изобретение относится к средствам регулирования расхода среды и может бытьиспользовано преимущественно в схемахрегенерации паровых турбин мощных энергоблоков ТЭС и АЭС, например, для регулирования уровня воды в смешивающихподогревателях, конденсаторах. Цель изоИзобретение относится к средствам для регулирования расхода среды и может быть использовано преимущественно в схемах регенерации паровых турбин мощных энергоблоков ТЭС и АЭС, например, для регулирования уровня воды в смешивающих подогревателях, конденсаторах.Цель изобретения - повышение надежности клапана и уменьшение нерегулируемых протечек в закрытом положении.На фиг. 1 дан клапан, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг, 3 - узел на фиг. 1; на фиг, 4 - графики зависимости величины смещений в выходном сечении внутренней втулки от толщины ее стенки(при наружном диаметре 440 мм и перепаде давления 2,0 МПа); на фиг, 5 - графики зависимости величины смещений в бретения - повышение надежности клапана и уменьшение нерегулируемых протечек в закрытом положении, Регулирующий клапан содержит корпус 1 с закрепленной в нем наружной втулкой 7, в которой выполнены прямоугольные окна 11, и размещенную в наружной втулке и сочлененную с приводным валом внутреннюю втулку 12, в которой выполнены фасонные окна 17, сообщенные соответственно с входной и выходной полостями корпуса, поверхность внутренней втулки за фасонным окном и цилиндрическим герметизирующим участком со стороны ее выходного конца выполнена конусной, причем разность диаметров начала и конца конуса не менее разности величин максимально возможных упругих деформаций в этих сечениях, 5 ил. любом текущем сечении от расстояния до , выходного сечения втулки. оКлапан содержит корпус 1 с крышкой 2, закрепленной шпильками 3 и герметизированной прокладкой 4. Корпус 1 снабжен входной 5 и выходной б полостями для подюай ачи и отвода дросселирующего потока воды, и закреплен в горизонтальном положении, Соосно с корпусом 1 установлена наружная втулка 7. жестко соединенная с корпусом 1 д при помощи колец 8 и 9, и образующая совместно с ними кольцевую полость 10. В наружной втулке 7 выполнены два симметрично расположенных прямоугольных окна 11. Внутренняя втулка 12 выполнена в виде пустотелого поршня, жестко связанного с приводным валом 13 п ри помощи шпанки 14 и гаек 15 и 16. Во внутренней втулке 12выполнено деа фасонных окна 17, развернутых друг относительно друга вокруг оси втулки на 180,Приводной вал 13 выведен наружу клапана через радиальную опору 18, сальник 19 и крышку 20 сальника, смонтированную на шпильке 21.На квадратном хвостовике 22 вала закреплена рукоятка 23, связанная с приводом клапана, В боковой стенке внутренней втулки 12 выполнены разгрузочные отверстия 24, Между наружной поверхностью внутренней втулки 12 и внутренней поверхностью наружной втулки 7 предусмотрен радиальный зазор д, выбираемый микимальным по условиям изготовления и обеспечения возможности вращения без заклинивания, При этом нерегулируемые протечки в закрытом положении клапана не должны превышать допустимые по техническому заданию (4 - 5 О номинального расхода), Зазор д в этом случае не должен превышать 0,2 - 0,3 мм на сторону, В наружной втулке 7 выполнен бурт 25, а на приводном валу 13 выполнен буртик 26 ограничения осевого перемещения втулки 12, на выходном конце которой выполнен сонус 27. Длина конуса 12 равняется12= =И- Агде 1 - длина выходного конца втулки за фасонным окном 17, выбираемая по условиям обеспечения прочности внутренней втулки;11 - длина участка цилиндрической поверхности втулки, необходимая для обеспечения требуемой герметичности в закрытом положении;Л - половина разности ширины прямоугольного 11 и фасонного 17 окон наружной и внутренней втулок(например, для клапана Ду 700 12=90 - 35 - 5=50 мм),При этом конусность выполнена таким образом, чтобы разность диаметров ее начала и конца была не менее разности величин максимально возможных упругих деФормаций в этих же сечениях,Клапан работает следующим образом.Рабочая среда, в данном случае вода, под давлением подается через входную полость 5 в кольцевую полость 10, откуда через двэ прямоугольных окна 11 наружной втулки 7 и открытую часть фасонных окон 17 внутренней втулки 12 попадает во внутреннюю полость клапана и далее через выходную полость 6 подается в отводной трубопровод. Поворотная часть клапана разгружена от восприятия осевых нагрузок зэ счет того, что левал и правая внутренние полости соединены разгрузочными отверстиями 24. Незначительная осевая нагрузкаот воздействия струй воды воспринимаетсяторцом втулки радиальной опоры 18, в которой упирается буртик 26 приводного вала5 13, Перемещение внутренней втулки 12влево ограничивается буртом 25 наружнойвтулки 7. В процессе работы, когда к клапану подведена вода под давлением, междувходом в дросселирующую пару (через10 прямоугольные окна) и выходом из нее (вовнутреннюю полость клапана) всегда существует перепад давления, В зависимости отрежима работы энергоблока этот перепаддавления изменяется в некотором диапазо 15 не, например, от 0,15 до 1,5 МПа, Наибольший перепад на клапане, а следовательно,наибольшая деформация внутренней втулки имеет место при малой нагрузке блока(доЗОО(, номинальной), Деформация поверхно 20 сти втулки увеличивается по мере приближения проверяемого сечения к выходномуконцу втулки, причем практически линейно,Поэтому, при выполнении конусности таки;образом, чтобы разность диаметров начала25 и конца ее была не менее разности максимальных упругих деформаций в этих же сечениях, действительный размер в любомсечении конуса будет меньще действительного размера герметизирующего цилиндри 30 ческого участка поверхности внутреннейвтулки. Это означает, что лимитирующим, сточки зрения заклинивания, является зазорд в районе герметизирующего участка. Ноэтот зазор априори подобран с учетом мак 35 симально возможных упругих деформацийна данном участке, поэтому заклиниванияклапана не происходит,Нерегулируемые протечки в закрытомположении клапана по зазору д перемеща 40 ются е обе стороны от прямоугольных оконнаружной втулки во внутреннюю полостьклапана. Наличие конуса на выходном участке втулки облегчает выведение из зазорапопадающих туда инородных частичек,45 . При отклонении уровня воды в подогревателе от требуемого, например, в результате изменения расхода воды датчик контроляуровня подает сигнал на включение приводаклапана, который, воздействуя через ис 50 полнительный механизм на рукоятку 23приводного вала 13, передает вращениевнутренней втулке 12, Вращение втулки 12продолжается до тех пор, пока площадь открытой части фасонных окон 17, совмещен 55 ной с прямоугольными окнами 11, не станеттребуемой по условиям обеспечения изменившегося расхода. По достижении прежнего уровня воды в подогревателе датчикиконтроля подают сигнал на отключение при1667017 8. У вода клапана, Если по условиям эксплуатации требуется произвести сброс нагрузки или останов блока наиболее опасный, с точки зрения заклинивания, режим), клапан начинает закрываться; перепад давления, а следовательно, деформация внутренней втулки увеличивается достигая максимальных значений, однако заклинивание клапана не произойдет по вышеуказанным причинам.Использование клапана предлагаемой конструкции обеспечивает повышение надежности в связи с устранением опасности заклинивания из-за накопления "инородных" частичек: сварочного грата, окалины и пр., - в зазоре между наружной и внутренней втулками; улучшение регулировочной характеристики клапана из-за уменьшения нерегулируемых протечек в связи с малым зазором д в дросселирующей паре.Особенно актуально предложенное изобретение для клапанов, предназначенных для регулирования больших расходов (до 4000-5000 т/ч) при обеспечении нерегулируемых протечек не более 4-57 ь номинального, расхода.5 Формула изобретения Регулирующий клапан, содержащийкорпус с закрепленной в нем наружной втулкой, в которой выполнены прямоуголь ные окна, и размещенную в наружнойвтулке и сочлененную с приводным валом внутреннюю втулку, в которой выполнены фасонные окна, причем окна втулок расположены между входной и выходной полостя ми корпуса, отл ича ащи йся тем, что,с целью повышения надежности клапана и уменьшения нерегулируемых протечек в закрытом положении, конец наружной поверхности внутренней втулки выполнен 20 конусным, причем разность диаметров начала и конца конусности не. менее разности величин максимально возможных упругих деформаций в этих сечениях./,- ЙЮ 786 ЯРЮ РИОЯВЯЦОЛ бгаодь ЩЯЯИ 167Броиьо брйИц 6ьа.41667017 АФ 03Ь Рсолз 1 2,ОМАМ 8 ипа= Вют, Иоперит - 1 таль 12 ЗВНОТСоставитель Н, Гондаксазова Редактор И, Сегляник Техред М,Моргентал Корректор Н, Король, аказ 2522 Тираж 464 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5.Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101