DE1425708C

DE1425708C - Relieved lift valve

Info

Publication number: DE1425708C
Authority: DE
Inventors: Gilbert Paris Riollet
Original assignee: Societe Rateau S.A.; Societe des Forges et Ateliers du Creusot, S.A.; Paris

Description

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Die Erfindung betrifft ein entlastetes Hubventil, vorgeschlagen, daß auf dem Schaft des Hilfsverschlußinsbesondere ein Regelventil für Dampfturbinen, mit teiles ein im Hauptverschlußteil axial gleitbar geführeinem in einer Zylinderführung des Ventilgehäuse- ter Ringkolben verschiebbar angeordnet ist, der von deckeis kolbenartig verschiebbaren Hauptverschluß- dem durch die Öffnungen in der Zylinderführung teil mit axialer Durchgangsöffnung, in der ein Hilfs- 5 tretenden Druckmedium in Richtung auf den Mitverschlußteil axial verstellbar an einem Schaft sitzt nehmer im Hauptverschlußteil gedrückt wird und mit und je nach seiner Bewegungsrichtung entweder die einem Anschlag am Ventilgehäusedeckel zusammen-Durchgangsöffnung des Hauptverschlußteiles ver- wirkt, der ihn in der Schließstellung des Hauptverschließt und diesen gegen seinen Sitz im Ventil- Schlußteiles in einem Abstand von dem Mitnehmer gehäuse drückt oder den Hauptverschlußteil über in io hält, der geringer als der Ventilhub ist. Der Hilfsdiesem angeordnete Mitnehmer anhebt, wobei das verschlußteil legt sich also erst nach einem gewissen obere Ende des Hauptverschlußteiles über Öffnungen Hub gegen den Mitnehmer des Hauptverschlußteiles, in der Zylinderführung mit dem abzudichtenden Das Ventil gemäß der Erfindung verhält sich alsoThe invention relates to a relieved lift valve, proposed that on the shaft of the auxiliary lock in particular a control valve for steam turbines, with part a guided axially slidable in the main closure part is arranged displaceably in a cylinder guide of the valve housing ter ring piston, which of The main lock can be moved like a piston through the openings in the cylinder guide part with an axial through-opening in which an auxiliary pressure medium emerges in the direction of the co-closure part axially adjustable on a shaft seated taker is pressed in the main locking part and with and, depending on its direction of movement, either the one stop on the valve housing cover together-through opening the main locking part which closes it in the closed position of the main and this against its seat in the valve end part at a distance from the driver housing presses or holds the main locking part over in io, which is less than the valve lift. The auxiliary of this arranged driver lifts, with the locking part so only after a certain amount upper end of the main locking part via openings stroke against the driver of the main locking part, in the cylinder guide with the to be sealed The valve according to the invention thus behaves

Druckraum in Verbindung steht, deren Gesamtquer- wie ein entlastetes Hubventil üblicher Bauart, solange schnitt geringer als der Austrittsquerschnitt der 15 der Ventilhub gering ist. Sobald der Ventilhub grö-Durchgangsöffnung des Hauptverschlußteiles ist. ßer wird — was mit entsprechender VerminderungPressure chamber is in connection, the overall transverse as a relieved lift valve of the usual design, as long as section smaller than the outlet cross-section of FIG. 15, the valve lift is low. As soon as the valve stroke is larger-through-opening of the main locking part is. ßer - what with a corresponding reduction

Die immer fortschreitende Vergrößerung der Lei- der dynamischen Druckkräfte unter dem Ventil einstung von Dampfturbinen und die Erhöhung des hergeht — wird der Hauptverschlußteil des Ventils Frischdampfdruckes bringen eine Vergrößerung des durch den Ringkolben, auf den die Differenz zwischen Durchmessers der Regelventile mit sich, wodurch die *> den oberhalb und unterhalb des Ventils herrschenden Steuerung der Regelventile erschwert wird. Oftmals Drücken einwirkt, gegen den Hilfsverschlußteil gewerden Hubventile der eingangs genannten Art ver- drückt und das Ventil als Ganzes verhält sich wie ein wendet, bei denen der oberhalb des Ventils herr- einfaches Klappenventil.The ever increasing increase in the dynamic pressure forces under the valve adjustment of steam turbines and the increase in it - becomes the main closing part of the valve Live steam pressure bring about an increase in through the annular piston to which the difference between Diameter of the control valves, which means that the *> the control of the control valves prevailing above and below the valve is made more difficult. Often pressing acts become against the auxiliary locking part Lift valves of the type mentioned above are pushed and the valve as a whole behaves like a applies where the simple flap valve above the valve.

sehende Druck in der Schließstellung der Ventile auf Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Er-seeing pressure in the closed position of the valves. According to a preferred embodiment of the

die gesamte Querschnittsfläche des Hauptverschluß- 35 findung ist zwischen dem Ringkolben und dem Schaft teiles mit Ausnahme der Querschnittsfläche des des Hilfsverschlußteiles ein radiales Spiel vorgesehen, Steuerschaftes wirkt. Zum Lüften derartiger Ventile das ausreicht, ein Fressen zu vermeiden,
ist eine gegenüber dem oberhalb des Ventils herr- Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung istthe entire cross-sectional area of the main locking device is provided with radial play between the annular piston and the shaft part, with the exception of the cross-sectional area of the auxiliary locking part, and the control shaft acts. To ventilate such valves that is sufficient to avoid seizure,
is an opposite of that prevailing above the valve. According to a further feature of the invention

sehenden Druck sehr viel geringere Kraft notwendig, der mit dem feststehenden Anschlag zusammenwirjedoch besteht oftmals der Nachteil — der sich 30 kende hintere Teil des Ringkolbens mit einem Verum so stärker bemerkbar macht, je größer die Lei- schlußteil versehen, der in der vollständig angehobestung der Turbine ist — daß im geöffneten Zustand nen Lage des Ringkolbens mit einem den Schaft des nur eine verhältnismäßig geringe Auflagekraft für Hilfsverschlußteiles umgebenden Ventilsitz am Vendie Verbindung zwischen dem Hilfsverschlußteil und tilgehäusedeckel zusammenwirkt, so daß in dieser dem Hauptverschlußteil des Ventils vorhanden ist, 35 Stellung des Ventils kein Druckmedium von der welche im wesentlichen von den statischen oder Oberseite des Ringkolbens am Schaft entlang nach dynamischen Strömungsmitteldrücken auf das Ventil außen gelangen kann.Seeing pressure, much less force is necessary, but that works together with the fixed stop there is often the disadvantage - the 30 kende rear part of the ring piston with a verum the more noticeable, the larger the trailing part, the more fully lifted it is the turbine is - that in the open state NEN position of the annular piston with the shaft of the only a relatively low contact force for the auxiliary closure part surrounding the valve seat on the Vendie Connection between the auxiliary closure part and tilgehäusedeckel cooperates so that in this the main closing part of the valve is present, 35 position of the valve no pressure medium from the which essentially follow from the static or upper side of the annular piston along the shaft dynamic fluid pressures can reach the valve outside.

und damit vom Gewicht des Hauptverschlußteiles Dabei kann der Hauptverschlußteil einen Hilfs-and thus the weight of the main locking part. The main locking part can be an auxiliary

dieses Ventils abhängt. Dadurch kann der Haupt- anschlag aufweisen, der den Ringkolben beim Schlieverschlußteil nicht nur gegen den Hilfsverschlußteil 4° ßen des Ventils in Richtung auf den Mitnehmer in schlagen und damit die Lebensdauer des Regelventils die Stellung mitnimmt, die er normalerweise beim beeinträchtigen, sondern er folgt auch den Schließ- Schließen des Ventils einnimmt,
bewegungen des Hilfsverschlußteiles nur mit einer Um einen allmählichen Übergang beim Auftreffenthis valve depends. As a result, the main stop can have the ring piston in the closing part not only hit against the auxiliary closing part 4 ° ßen of the valve in the direction of the driver and thus take the life of the control valve with the position that it would normally affect, but it also follows takes the closing-closing of the valve,
movements of the auxiliary closure part only with a To a gradual transition on impact

gewissen Verzögerung, was die Genauigkeit der des Ringkolbens auf den Mitnehmer des Hauptver-Arbeitsweise des Ventils beeinträchtigt. 45 Schlußteiles zu ermöglichen, d. h. damit der Ring-certain delay, what the accuracy of the ring piston on the driver of the main process of the valve impaired. 45 final part, d. H. so that the ring

Bei einem anderen bekannten Hubventil mit Ent- kolben nicht plötzlich, sondern allmählich zur vollen lastung durch ein zentral im Hauptverschlußteil an- Wirkung kommt, kann in an sich bekannter Weise geordnetes, axial verschiebbares Vorhubventil besteht zwischen dem Mitnehmer im Hauptverschlußteil und der Nachteil, daß im Raum über dem Hauptver- dem Ringkolben eine Druckfeder angeordnet sein,
schlußteil ein Unterdruck entstehen kann, der ein 50 In der Zeichnung sind zur weiteren Erläuterung Flattern des Ventils bewirkt, wenn man sicherstellen der Erfindung Ausführungsbeispiele von entlasteten will, daß der Druck in diesem Raum nicht übermäßig Regelventilen für Dampfturbinen dargestellt, und hoch wird, sondern durch öffnen des Vorhubventils zwar zeigtIn another known lift valve with a piston not suddenly but gradually to full load through a centrally located in the main closure part, axially displaceable pre-stroke valve can be arranged in a manner known per se between the driver in the main closure part and the disadvantage that in the Space above the main damper the annular piston a compression spring can be arranged,
In the drawing, for further explanation, fluttering of the valve is caused, if one wants to ensure the invention embodiments of relieved that the pressure in this space is not excessive control valves for steam turbines, and is high, but rather through opening of the pilot stroke valve shows

schnell genug abgebaut werden kann. Wenn der Fig. 1 einen halben Axialschnitt durch ein ent-can be dismantled quickly enough. If Fig. 1 is a half axial section through a

Druckabbau nur langsam oder nur in unwesentlichem 55 lastetes Hubventil üblicher Bauart,
Umfang erfolgt, hat das Vorhubventil praktisch keine Fig. 2 einen halben Axialschnitt durch ein Hub-Pressure drop only slowly or only in an insignificant 55 loaded lifting valve of the usual design,
Circumference takes place, the pre-stroke valve has practically no Fig. 2 a half axial section through a stroke

Bedeutung, denn der Hauptverschlußteil muß dann ventil gemäß der vorliegenden Erfindung in geschlospraktisch gegen den vollen vor dem Ventil herr- senem Zustand,Meaning, because the main closure part must then valve according to the present invention in closed practice against the full state in front of the valve,

sehenden Druck gelüftet werden. F i g. 3 einen weiteren Axialschnitt durch das Hub-seeing pressure. F i g. 3 another axial section through the lifting

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, bei 60 ventil aus F i g. 2 in teilweise geöffnetem Zustand und einem entlasteten Hubventil ein Flattern zwischen Fig. 4 einen halben Axialschnitt durch eine ab-The object of the invention is to provide at 60 valve from FIG. 2 partially open and a relieved lift valve a flutter between Fig. 4 a half axial section through an ab-

Hauptverschlußteil und Hilfsverschlußteil auch bei gewandelte Ausführungsform eines Hubventils gegrößeren Ventilhüben mit Sicherheit zu vermeiden maß der Erfindung im letzten Teil des Ventilhubes, und gleichzeitig ein wirkliches druckentlastetes wenn der Ringkolben in Aktion tritt,
öffnen des Ventils mit einfachen und wirkungsvollen 65 Das in F i g. 1 dargestellte Regelventil bekannter Mitteln zu ermöglichen. Bauart besitzt einen Hauptverschlußteil 1, welcher inMain closure part and auxiliary closure part, even in the case of a modified embodiment of a lift valve, to avoid larger valve lifts with certainty measure the invention in the last part of the valve lift, and at the same time a real pressure-relieved when the annular piston comes into action,
opening the valve with simple and effective 65 The in F i g. 1 to enable control valve of known means. Type has a main closure part 1, which in

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem druck- einer am Ventilgehäusedeckel angeordneten Zylinderentlasteten Hubventil der eingangs genannten Art führung 2 axial verschiebbar steckt und auf einemTo solve this problem, a cylinder arranged on the valve housing cover is relieved of pressure Lift valve of the type mentioned guide 2 is axially displaceable and on one

Ventilsitz 3 ruht. Im Hauptverschlußteil 1 ist axial verschiebbar ein kolbenartiger Hilfsverschlußteil 4 untergebracht, de: am Ende eines axial verschiebbaren Schaftes 5 ..itzt und die Aufgabe hat, in der Schließstellung des Regelventils eine axiale Durchgangsöffnung 6 des Hauptverschlußteiles 1 zu verschließen und denselben auf den Ventilsitz 3 zu drücken, beim öffnen des Regelventils den Hauptverschlußteil 1 jedoch über einen in demselben angeordneten Mitnehmer 7 anzuheben.Valve seat 3 is at rest. A piston-like auxiliary closure part 4 is axially displaceable in the main closure part 1 housed, de: at the end of an axially displaceable shaft 5 ..itz and has the task of Closing position of the control valve to close an axial passage opening 6 of the main closure part 1 and to press the same onto the valve seat 3, the main closure part when the control valve is opened 1, however, to be lifted via a driver 7 arranged in the same.

Bei geschlossenem Ventil wirkt der Druck P₀ von oben auf den Hauptverschlußteil 1 und über Bohrungen 8 in der Zylinderführung 2 auch auf den Hilfsverschlußteil 4. Wenn der Hauptverschlußteil 1 aufgehoben wird, überschreitet der freie Querschnitt der axialen Durchgangsöffnung 6 rasch den gesamten Querschnitt der Bohrungen 8 und der von oben auf das Ventil wirkende Druck nähert sich dem Druck p, unterhalb des Ventils, wodurch die zum Anheben des Hauptverschlußteiles 1 am Schaft 5 benötigte ao Kraft vermindert wird.When the valve is closed, the pressure P ₀ acts from above on the main closure part 1 and, via bores 8 in the cylinder guide 2, also on the auxiliary closure part 4 and the pressure acting on the valve from above approaches the pressure p, below the valve, as a result of which the ao force required to lift the main closure part 1 on the shaft 5 is reduced.

Bei einem derartigen Ventil besteht immer die Gefahr, daß der Hauptverschlußteil gegen den Hilfsverschlußteil schlägt, was leicht zu einer vorzeitigen Abnutzung und manchmal auch zu einem Mangel an as Genauigkeit bei schnellen Schließoperationen führen kann, da die Kräfte, z. B. das Gewicht, die den Hauptverschlußteil in die Schließstellung drücken, gegenüber der Wirkung des Hilfsverschlußteiles gering sind. Durch die Erfindung soll unter allen Umständen eine befriedigende Verbindung zwischen dem Hauptverschlußteil des Ventils und dem Hilfsverschlußteil erreicht werden.With such a valve there is always the risk that the main closure part against the auxiliary closure part suggests what is easy to premature wear and tear and sometimes to a lack of as Accuracy can result in fast closing operations, as the forces, e.g. B. the weight that the Press the main locking part into the closed position, compared to the effect of the auxiliary locking part are. The invention is intended under all circumstances a satisfactory connection between the Main closure part of the valve and the auxiliary closure part can be achieved.

Gemäß Fig. 2 und 3 ist auf dem Schaft 5 im Inneren des Hauptverschlußteiles 1 ein Ringkolben 10 angeordnet, der normalerweise durch einen Anschlag 11, welcher mit einem an einer axialen Verlängerung angeordneten Ringflansch 10 a zusammenwirkt, in seiner tiefsten Stellung gehalten wird.According to FIGS. 2 and 3, an annular piston is on the shaft 5 in the interior of the main closure part 1 10 arranged, normally by a stop 11, which is connected to an axial extension arranged annular flange 10 a cooperates, is held in its lowest position.

Der Ringkolben 10 legt sich nach einem bestimmten Hub des Hauptverschlußteiles 1 mit einem Anschlag 10 b gegen einen im Hauptverschlußteil angeordneten Mitnehmer 12, welcher zum Anheben des Hauptverschlußteiles mit Hilfe des Hilfsverschlußteiles 4 dient. Der Mitnehmer 12 weist Bohrungen 9 auf, die eine zwischen dem Ringkolben 10 und dem Mitnehmer 12 befindliche ringförmige Kammer B mit der Unterseite des Ventils in Verbindung bringen, wenn der Hilfsverschlußteil 4 den Hauptverschlußteil 1 des Ventils anhebt. . After a certain stroke of the main closure part 1, the annular piston 10 rests with a stop 10 b against a driver 12 which is arranged in the main closure part and which is used to lift the main closure part with the aid of the auxiliary closure part 4. The driver 12 has bores 9 which bring an annular chamber B located between the annular piston 10 and the driver 12 into communication with the underside of the valve when the auxiliary closure part 4 lifts the main closure part 1 of the valve. .

In geschlossenem Zustand legt sich, wie Fig. 2 zeigt, der Hilfverschlußteil 4 gegen einen unteren Sitz im Inneren des Hauptverschlußteiles 1 und sichert somit eine Abdichtung sowohl zwischen dem Hauptverschlußteil 1 und dem Ventilsitz 3 als auch zwisehen dem Hauptverschlußteil und dem Hilfsverschlußteil selbst. Der über dem Ventil herrschende Druck P₀ ist durch die Bohrungen 8 auch in einer Kammer/1 über dem Ringkolben 10 vorhanden und wirTct somit auch durch die zwischen dem Ringkolben 10 und dem Schaft 5 einerseits und dem Ringkolben 10 und der Innenwand des Hauptverschlußteiles 1 andererseits vorhandenen Passungsöffnungen auf die Kammer B und verstärkt damit den Schließdruck zwischen dem Hauptverschlußteil und dem Hilfsverschlußteil. In the closed state, as shown in FIG. 2, the auxiliary closure part 4 lies against a lower seat in the interior of the main closure part 1 and thus ensures a seal between the main closure part 1 and the valve seat 3 as well as between the main closure part and the auxiliary closure part itself _{The pressure P 0} prevailing at the valve is also present through the bores 8 in a chamber / 1 above the annular piston 10 and thus also works through the fitting openings between the annular piston 10 and the shaft 5 on the one hand and the annular piston 10 and the inner wall of the main closure part 1 on the other hand on the chamber B and thus increases the closing pressure between the main closure part and the auxiliary closure part.

Während der Hilfsverschlußteil 4 angehoben wird — wie in Fig.3 dargestellt — bringen die Abflußstellen unter dem Ringkolben 10 und insbesondere die Bohrungen 9, die einen erheblichen Durchmesser haben, den Druck in der Kammer B auf den unteren Druck ρ,, so daß sich das Ventil so lange, bis der Ventilhub genügend groß geworden ist, daß sich der Anschlag 10 b des Ringkolbens gegen den Mitnehmer 12 legt, wie ein Ausgleichsventil üblicher Bauart verhält. Is raised while the auxiliary closure part 4 - as shown in Figure 3 - bring the sipes under the annular piston 10 and particularly the holes 9, which have a considerable diameter, ρ the pressure in the chamber B to the lower pressure ,, so that the Valve until the valve stroke has become sufficiently large that the stop 10 b of the annular piston rests against the driver 12, as a compensating valve of conventional design behaves.

Von diesem Augenblick an liegt der Hauptverschlußteil 1 auf dem Hilfsverschlußteil 4 mit dem Druck P₀, der über dem Ringkolben 10 herrscht, auf, und das Ventil wird insgesamt durch den Schaft 5 angehoben. Diese Phase der Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Ventils ist in F i g. 4 dargestellt, die außerdem einige Änderungen der Einzelteile des Ventils zeigt.From this moment on, the main closure part 1 rests on the auxiliary closure part 4 with the pressure P ₀ , which prevails over the annular piston 10, and the valve is lifted as a whole by the shaft 5. This phase of the operation of the valve according to the invention is shown in FIG. 4, which also shows some changes to the individual parts of the valve.

Gemäß Fig. 4 ist der Ringkolben 10 mit Segmenten 13 versehen, welche die Abdichtung gegen den Hauptverschlußteil 1 verbessern. Um jedes Risiko bezüglich einer fehlerhaften Arbeitsweise des Ringkolbens 10 auszuschalten, ist zwischen dem Ringkolben und dem Schaft 5 des Hilfsverschlußteiles 4 ein Spiel/ vorgesehen. Außerdem nimmt ein Hilfsanschlag 15 am Hauptverschlußteil 1 im letzten Teil seiner Abwärtsbewegung den Ringkolben 10 mit.According to Fig. 4, the annular piston 10 is provided with segments 13, which the seal against the Improve main locking part 1. Any risk of incorrect operation of the annular piston 10 is to be switched off between the annular piston and the shaft 5 of the auxiliary closure part 4 a game / provided. Also takes an auxiliary stop 15 on the main closure part 1 in the last part of its downward movement with the annular piston 10.

Darüber hinaus ist in einer innerhalb der Zylinderführung 2 vorgesehenen axialen Verlängerung des Ventilgehäusedeckels ein konischer Lagersitz 11a angeordnet, der mit einem Verschlußteil 10 c des Ringkolbens 10 zusammenwirkt, um die Abdichtung der Kammer A nach außen zu verbessern, wenn das Ventil weit geöffnet ist.In addition, in an axial extension of the valve housing cover provided within the cylinder guide 2, a conical bearing seat 11a is arranged, which cooperates with a closure part 10c of the annular piston 10 to improve the sealing of the chamber A to the outside when the valve is wide open.

Schließlich kann die Arbeitsweise des Ringkolbens 10 leicht progressiv gestaltet werden, indem man beispielsweise eine Druckfeder 14 zwischen dem Ringkolben 10 und dem Mitnehmer 12 des Hauptverschlußteiles 1 anordnet, d. h. der Ringkolben wird nicht plötzlich, sondern durch die Druckfeder 14 gedämpft auf den Mitnehmer 12 gedruckt.Finally, the operation of the annular piston 10 can be made slightly progressive, for example by a compression spring 14 between the annular piston 10 and the driver 12 of the main locking part 1 arranges, d. H. the annular piston is not suddenly damped, but rather by the compression spring 14 printed on the driver 12.

Claims

Patent claims:

1. Relieved lift valve, especially control valve for steam turbines, with one in one Cylinder guide of the valve housing cover piston-like displaceable main closure part with an axial Through opening in which an auxiliary closure part sits axially adjustable on a shaft and depending on its direction of movement either closes the through opening of the main closure part and this presses against its seat in the valve housing or the main closure part in this arranged driver lifts, the upper end of the main closure part via openings is in communication with the pressure chamber to be sealed in the cylinder guide, whose Total cross-section smaller than the exit cross-section of the through opening of the main closure part is, characterized in that on the shaft (5) of the auxiliary closure part (4) an annular piston (10) guided axially slidably in the main closure part (1) is arranged by the pressure medium passing through the openings in the cylinder guide is pressed in the direction of the driver (12) in the main locking part and with a stop (11) cooperates on the valve housing cover, which holds it in the closed position of the main

Vcrschlusstcilcs holds at a distance from the driver, which is less than the valve lift.

2. Lift valve according to claim 1, characterized in that that between the Ringkolbcn (10) and the shaft (5) of the auxiliary closure part (4) a radial clearance (/) is provided that is sufficient avoid eating.

3. Lift valve according to claim 1 or 2, characterized in that the with the fixed Stop (11) cooperating rear part of the Ringkolbcns (10) with a closure part (1Of) is provided, which is fully raised in the Position of the ring piston with a shaft (5) of the auxiliary closure part (4) surrounding it Valve seat (Ha) cooperates on the valve housing cover.

4. Lift valve according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the main closure part (1) an the annular piston (10) when closing the valve in the direction of has the driver (12) driving auxiliary stop (15).

5. Lift valve according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that in a manner known per se between the driver (12) in the main locking part (1) and the Ring piston (10) a compression spring (14) is arranged.

1 sheet of drawings