DE2436090C3 - Pressure medium-controlled control valve for steam power plants by means of an auxiliary valve - Google Patents

Description

damit die Öffnungsbeschleunigung des Ventilkolbens 8 begrenzt werden.so that the opening acceleration of the valve piston 8 can be limited.

Sowohl der Vorsteuerkolben 12 als auch der Ventilkolben 8 sind jeweils federseitig mit axialen Dichtbunden versehen, die bewirken, daß in der Öffnungs-Endlage kein Druckmedium mehr über die Steuerleitungen 25,61,29 ausströmen kann.Both the pilot piston 12 and the valve piston 8 are each on the spring side with axial Provided sealing bonds that have the effect that in the opening end position no more pressure medium on the Control lines 25,61,29 can flow out.

Der Schließvorgang wird eingeleitet durch Ansteuerung des Hilfssteuerventils 84 in Schaltstellung »Z«, mit der Wirkung, daß Druckmedium über die Steuerleitung 25, 61, 62 in den Stangenraum 24 überströmt Damit wird zunächst der Vorsteuerkolben 12 in Schließstellung gebracht und zugleich der Zylinderraum 42 über den Spalt der Spindelführung aufgefüllt.The closing process is initiated by activation of the auxiliary control valve 84 in switching position "Z", with the effect that pressure medium flows over the control line 25, 61, 62 into the rod space 24 the pilot piston 12 is first brought into the closed position and at the same time the cylinder chamber 42 via the Spindle guide gap filled.

Bei entsprechendem Druckaufbau im Zylinderraum 42 wird der Ventilkolben 8 durch die Vorspannkraft derWhen there is a corresponding pressure build-up in the cylinder space 42, the valve piston 8 is activated by the prestressing force

Kolbenfeder 11 von der Öffnungsendlage weg bewegt und durch vermehrte Nachfüllung über die Kanäle 49, 51,52 sowie über den Spalt der Ventilkolbenführung mit Schaltercharakteristik in Schließstellung gedrückt.Piston spring 11 moved away from the opening end position and through increased refilling via channels 49, 51, 52 and via the gap in the valve piston guide Switch characteristics pressed in closed position.

Das dargestellte Ventil zeichnet sich durch kurze Baulänge und gerade Durchströmung aus, was durch die rohrförmige Ausbildung des Gehäuses 1 und den mittels Steg 70 zentrisch darin gelagerten Führungszylinder 6 bewirkt ist. Alternativ zu der in der Abbildung gezeigten Ausführung sind die Schnellöffnungsventile auch in Eckbauweise denkbar. Alle bewegten Ventilteile sowie die Lagerstellen im Gehäuse sind aus warmfestem Material gefertigt und gehärtet; die Druckfedern können für Temperaturen bis 560⁰C vorgesehen werden, wenn man sie z. B. aus Nimonic herstellt.The valve shown is characterized by a short overall length and straight flow, which is brought about by the tubular design of the housing 1 and the guide cylinder 6 centrally mounted therein by means of a web 70. As an alternative to the version shown in the figure, the quick-opening valves are also conceivable in corner construction. All moving valve parts as well as the bearing points in the housing are made of heat-resistant material and hardened; the compression springs can be provided for temperatures up to 560 ⁰ C, if you z. B. made from Nimonic.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Mittels Hilfsventil druckmittelgesteuertes Ventil mit einoin den Ventilverschlußkörper bildenden, in einem Führungszylinder gleitenden und von einer dort vorgesehenen Feder in Schließrichtung belasteten Ventilkolben, dessen Führungszylinder mit der dem Ventilsitz abgekehrten Seite des Ventilkolbens einen Druckraum bildet und der an der Seite des Druckraums mit einer Ventilstange versehen ist, die in einer Gehäusebohrung gleitet, deren vom Ventilkolben abgekehrtes Ende mit dem Hilfsventil in Strömungsverbindung steht, wobei Strömungsverbindungen zwischen den Steueröffnungen des Hiifsventils und der Gehäusebohrung und dem Druckraum einerseits und der Einlaßseite des Hauptventils andererseits bestehen und mindestens die Strömungsverbindung zwischen dem Druckraum und der zu einem drucklosen Auslaß führenden Steueröffnung des Hiifsventils eine Drosselstelle aufweist, und mit einem im Hilfskolben geführten, als Stufenkolben ausgebildeten, eine Vorsteueröffnung zum Hauptventilquerschnitt beherrschenden Vorhubventilverschlußkörper, dessen den kleineren Querschnitt aufweisender Teil das Sitzende darstellt und der an der vom Sitzende abgewandten Seite durch eine Innenbohrung der Ventilstange von der Gehäusebohrung her und an der anderen Seite direkt durch eine Querbohruiig im Ventilkolben an der Ringfläche der Stufe mit dem Treibmittel beaufschlagt, r ist, wobei bei Anwendung des Ventils als kombinierte Anfahr- und Schnellschlußeinrichtung für Dampf- uno Gasturbinen dem Ventilkolben eine ihn bis zum Erreichen eines festgelegten Druckes auf der Abströmseite in Schließrichtung haltende Verriegelung zugeordnet ist, indem die Gehäusebohrung und der Druckraum strömungsmäßig hintereinandergeschaltet sind, so daß die Drosselstelle dazwischenliegt, wobei diese als Spalt zwischen der Ventilstange und der Gehäusebohrung ausgebildet ist und eine weitere, im montierten Zustand des Ventils anpaßbare drosselnde Strömungsverbindung direkt von der Eintrittsseite des Ventils zum Druckraum des Ventilkolbens besteht, so daß diese zusätzliche Strömungsverbindung und der Spalt zwischen der Ventilstange und der Gehäusebohrung eine die Festlegung des Zylinderdruckes im Druckraum und damit des als öffnungsdruck zur Wirkung kommenden Gegendrucks auf der Abströmseite in einem bestimmten Verhältnis zum Treibmitteldruck bewirkende Strömungskaskade bilden, nach Patent 23 03 511, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verwendung des Ventils als Schnellöffnungsventil die Querbohrung (19) im Ventilkolben (8) zwischen dem den Vorsteuerkolben (12) an seinem Sitzende umgebenden Druckraum (30) des Ventilkolbens (8) und dem Druckraum (42) des Führungszylinders (6) angeordnet ist.By means of an auxiliary valve, pressure-medium-controlled valve with a valve that forms the valve closure body, in a guide cylinder sliding and loaded by a spring provided there in the closing direction Valve piston, the guide cylinder of which with the side of the valve piston facing away from the valve seat forms a pressure chamber and which is provided on the side of the pressure chamber with a valve rod which slides in a housing bore whose end facing away from the valve piston with the auxiliary valve is in flow connection, with flow connections between the control openings of the Help valve and the housing bore and the pressure chamber on the one hand and the inlet side of the Main valve on the other hand exist and at least the flow connection between the pressure chamber and the control opening of the auxiliary valve leading to an unpressurized outlet, a throttle point has, and with a guided in the auxiliary piston, designed as a stepped piston, a pilot opening to the main valve cross-section dominating the pre-stroke valve closure body, whose part having the smaller cross section represents the seated person and on the side facing away from the seat end through an inner bore of the valve rod of the Housing bore and on the other side directly through a cross hole in the valve piston the annular surface of the step is acted upon by the propellant, r is, with the application of the Valve as a combined start-up and quick-closing device for steam and gas turbines the valve piston one until it reaches one assigned pressure on the downstream side in the closing direction holding lock is, in that the housing bore and the pressure chamber are connected in series in terms of flow, so that the throttle point lies in between, this as a gap between the valve rod and the Housing bore is formed and another throttling, adjustable in the assembled state of the valve Flow connection directly from the inlet side of the valve to the pressure chamber of the valve piston exists, so that this additional flow connection and the gap between the valve rod and the housing bore a definition of the cylinder pressure in the pressure chamber and thus the as opening pressure to the effect coming back pressure on the downstream side in a certain Form the relationship to the propellant pressure causing the flow cascade, according to patent 23 03 511, characterized in that for using the valve as a quick opening valve the transverse bore (19) in the valve piston (8) between the pilot piston (12) its seat surrounding pressure chamber (30) of the valve piston (8) and the pressure chamber (42) of the Guide cylinder (6) is arranged. Die Erfindung betrifft ein Steuerventil gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs aufgeführten Merk' male nach Patent 23 03 511, Es Werden ntin Unter anderem im Zusammenwirken mit Dampf' turbinenanlagen dort SchnellöffnUngsventilc ein' gesetzt, wo aus verfahrenstechnischen Gründen der Dampfstrom auch nicht kurzzeitig unterbrochen werden darf.The invention relates to a control valve according to the im General term of the patent claim listed Merk ' male according to patent 23 03 511, It will be ntin Among other things in interaction with steam ' turbine systems there quick-opening valve a ' set where, for procedural reasons, the steam flow is not interrupted even briefly allowed. Dabei liegt die Aufgabe des Schnellöffnungsventils darin, bei gewolltem oder ungewolltem Auslösen der Turbinenschnellschlußventile, den Dampfstrom möglichst unverzögert im Bypass um die Turbine auf die Niederdruckseite umzuleiten. Aus diesem Grund müssen die Siellzeiten der Schnellöffnungsventile den ίο Stellzeiten der SchnellschluQventile angepaßt sein.The task of the quick opening valve lies in this in that, with intentional or unintentional triggering of the turbine quick-closing valves, the steam flow as possible instantly in the bypass to divert the turbine to the low-pressure side. Because of this you have to the opening times of the quick-opening valves must be adapted to the ίο operating times of the quick-closing valves. Naturgemäß werden die Schnellöffnungsventile nur bei Betriebsstörungen oder während des An- und Abfahrens der Dampfturbinen in Anspruch genommen, so daß sie über den weitaus größeren Zeitraum geschlossen sind. Konventionelle Schnellöffnurigsventi-Ic mit mechanisch-hydraulischem Antrieb sind hierbei aufgrund ihrer Spindeldurchführungen, Stopfbuchsen usw. Bedingungen ausgesetzt, die die Funktionssicherheit beeinträchtigen können.Naturally, the quick-opening valves are only activated in the event of malfunctions or during start-up and Shutdown of the steam turbines claimed, so that they over the much longer period are closed. Conventional Schnellöffnurigsventi-Ic with mechanical-hydraulic drive are here due to their spindle feedthroughs, stuffing boxes, etc. exposed to conditions that affect the functional reliability can affect. Aufgabe der Erfindung ist, ein Schnellöffnungsventil zu schaffen, bei dem keine bewegten, dampfberührenden Ventilteile gegen die Atmosphäre abgedichtet werden müssen.The object of the invention is to provide a quick-opening valve to create, in which no moving valve parts that come into contact with steam are sealed against the atmosphere Need to become. Es soll auch im geschlossenen und im geöffneten Zustand des Ventils kein Leckdampf nach außen abgeführt werden, so daß die Gefahr von möglichen Ablagerungen in den Ventilführungen nicht gegeben ist.There should also be no leakage steam to the outside when the valve is closed or open be discharged so that there is no risk of possible deposits in the valve guides. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Ventil der eingangs genannten Art gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs.According to the invention, this object is achieved in a valve of the type mentioned at the outset by the characterizing features of the claim. Nachfolgend wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert, wobei Fig.] das erfindungsgemäße Ventil, F i g. 1 a undThe invention is explained below using the exemplary embodiment shown in the drawing, wherein FIG.] the valve according to the invention, FIG. 1 a and I b Schaltstellungen des HilfsSteuerventils zeigen. Strömt Druckmedium in Pfeilrichtung in das rohrförmig ausgebildete Ventilgehäuse 1, wird bei geschlossenem Ventilkolben 8 auch über die Steuerleitung 62, das Hilfssteuerventil 84 und die Steuerleitung 61 im von der Stange 48 des Ventilkolbens 8 begrenzten Stangenraum 24 Druck aufgebaut, ebenso über die 'Jypassbohrungen 49, 51,52 im durch die Buchse 60 des Führungszylinders 6 und den Ventilkolben 8 begrenzten Zylinderraum 42.I b show switching positions of the auxiliary control valve. The pressure medium flows into the tubular in the direction of the arrow trained valve housing 1, with the valve piston 8 closed, is also via the control line 62, the Auxiliary control valve 84 and control line 61 in the rod space delimited by rod 48 of valve piston 8 24 Pressure built up, also via the 'jypass bores 49, 51,52 in through the bushing 60 of the guide cylinder 6 and the valve piston 8 delimited cylinder space 42. Durch die Druckbeaufschlagung wird der Ventilkolben 8 mit seiner Sitzfläche 43 verstärkt gegen den Ventilsitzring 53 gedruckt, ebenso der Vorsteuerkolben 12 gegen den im Vi- tilkolben 8 eingeschraubten Sitzteil 15. so daß kein Druckmedium auf die Niederdruckseite 37 überströmen kann.By the application of pressure, the valve piston 8 with its seat 43 is reinforced against the Valve seat ring 53 is printed, as is the pilot piston 12 against the seat part screwed into the valve piston 8 15. so that no pressure medium can flow over to the low-pressure side 37. Wird nun das Hilfsteuerventil, hydraulisch oder elektrisch, von Schaustellung »Z« auf »A« geschaltet und damit der Druck im Stangenraum 24 über die Leitung 29 abgesteuert, überwiegt der durch die Bohrung 19 im Druckraum 30 im Ventilkolben 8 auf die Ringfläche 20 des Vorsteuerkolbens 12 einwirkende Druck die Vorspannkraft der Druckfeder 17 und bewegt den Vorsteuerkolben 12 in Öffnungsstellung.If the auxiliary control valve is now switched, hydraulically or electrically, from position "Z" to "A" and the pressure in the rod space 24 is thus reduced via the line 29, that predominates through the bore 19 in the pressure space 30 in the valve piston 8 on the annular surface 20 of the pilot piston 12 acting pressure the biasing force of the compression spring 17 and moves the pilot piston 12 in the open position. Durch die nunmehr geöffnete Vorsteuerung kann Druckmedium aus dem Zylinderraum 42 auf die Niederdruckseite 37 überströmen, was gleichzeitig ?u einer Druckabsenkung im Zylinderraum 42 führt. Die unveränderte im Ventilgehäuse 1 gegen die wirksame Ringfläche 50 des Ventilkoibens 8 anstehende Druckkraft überwiegt nun die Schließkräftc von KolbenfederBy now opened pilot control pressure medium can flow to the low pressure side 37 from the cylinder chamber 42, which at the same time? U a reduction in pressure in the cylinder chamber 42 carries. The unchanged pressure force in the valve housing 1 against the effective annular surface 50 of the valve piston 8 now outweighs the closing forces of the piston spring II Und Druckraum im Zylinder 42 und bringt den Venlilkolben 8 mit Schaltercharakieristik in ÖffnungS' Stellung. Durch Einstellung der Drosselung mittels Drosselschraube 44 kann im Zylinderraum 42 von der Einlrittsseite 16 her ein Gegendruck eingestellt undII And pressure chamber in cylinder 42 and brings the Valve piston 8 with switch characteristics in opening S ' Position. By adjusting the throttling by means of the throttle screw 44, the cylinder space 42 can be controlled by the Einlrittsseite 16 set a back pressure and