ДВУХСЕДЕЛЬНЫЙ КЛАПАН С ВНУТРЕННИМ СТАБИЛИЗАТОРОМ

Двухседельный клапан с внутренним стабилизатором.
1. Область техники, к которой относится полезная модель.
Полезная модель относится к теплоэнергетическому машиностроению, в частности, к турбостроению.
В турбостроении для впуска пара в турбину с целью значительного снижения нагрузки на клапан, особенно в момент его отрыва от седла, применяют двухседельный клапан.
Известны несколько конструкций двухседельных клапанов: двухседельный клапан с внутренним потом пара, двухседельнЕОЙ клапан колокольного типа; двухседельный клапан с наружным обтеканием; двухседельный клапан золотникового типа (лит 1 стр.30-36).
Применение названных типов клапанов показало конструктивные преимущества одних и недостатки других.
Слабый уровень технических и функциональных характеристик двухседельных клапанов, как правило, объясняется их конструкцией с перечислением требований и указаний на недостатки.
Из всех названных аналогов выбираем прототип - двухседельный клапан колокольного типа, примененный конкретно на турбине К-50 АО ЛМЗ в качестве стопорного
клапана.
Особенностью требований, предъявляемых к стопорным клапанам является:
абсолютная плотность;
стабилизация течения пара по всему тракту от входа в клапанную коробку до входа в регулирующий клапан, исключение возможности заклинивания;
абсолютная надежность, высокая ремонтопригодность;
минимальный уровень потерь давления при полном открытии.
Именно низкой степенью надежности обладали на двух выбранных турбинах
стопорные клапаны.
« Если плотность по требованиям для двухседельных клапанов колокольного типа
достигается по специальной технолох и, то остальные требования находились на самом низком уровне..
Уже., через полгода эксплуатации после капитального ремонта клапан мог
заклиниться по причине зависания на направляющей шпонке.
2, Уровень техники.
При работе штоком 7 клапан, поднимаясь, открывает профильные окна цилиндрического стакана, позволяющие осуществить необходимый закон открытия проходного сечения в зависимости от высоты подъема клапана, который в этом случае открывает сечения как золотник. Для стопорного клапана клапан открыт полностью.
При открытом клапане из-за отсутствия стабильного течения пара от входа до выхода колокол претерпевает знакопеременные динамические нагрузки хаотичной направленности и действительно ведет себя как настоящий колокол, разбивая при одной или двух щпонках 4 их направляющие, расположенные в цилиндре. По истечении полугодовой эксплуатации шпонка вырабатывала себе в пазу выемку, достаточную для зависания самой шпонки.
Автоколебания приводят к срыву потока, потере давления в клапане.
Отсутствие надежности определяло очередной текущий ремонт с низкой ремонтопригодностью. Паз заваривался в этом месте или организовывался новый на другом ребре между окон, шпонка менялась, удлинялась, модернизировалась. (Фиг.2); Дальнейшая эксплуатация клапана приходила в том же режиме, а шпонка 4 фактически теряла свое предназначение.
Сравнивая работу аналогичных клапанов на нескольких турбинах, была установлена причина выхода из строя клапана со всеми последствиями, обозначенными как недостатки.
Выяснилось, что еще до входа в клапан пар, имея турбулентное течение с большой закруткой потока, не стабилизируется, проходя через окна цилиндра-седла, ударяет по колоколу, разбивая направляющую.
3. Сущность полезной модели.
Полезной моделью решается задача стабилизации входяшего потока в клапан.
Именно с закруткой потока, имеющего вращательный воронкообразный характер, направлено конструктивное решение. Устройство простого по конструкции стабилизатора представляет из себя овальную крестовину из двух листов, вваренных в цилиндр, сидяший на неподвижных шпонках во входном патрубке клапана.
Стабилизатор разделяет круглое сечение в приемном патрубке, собственно, где он и установлен, на четыре сектора (фигЗ).
В открьггом клапане пар при входе изменяет свое направление течения из вращательного в прямолинейное и, не претерпевая колебаний колокола, ламинарно минует открытые окна цилиндра. Дросселирование пара с определенной частотой не происходит.
В клапане убавился шум, исчезли колебания манометров, вскрытие через опытный срок эксплуатации показало полное отсутствие вьфаботок в пазу шпонок. Опыт был проведен с двумя турбинами и положительными результатами за несколько лет работы.
в данном случае показано и доказывается, что конструкция самогодвухседельного клапана колокольного типа, возможно н других типов клапанов, не исследована на наличие недостатков.
Устройство стабилизатора в приемном патрубке клапана, где есть место для его размещения, ликвидирует так называемый хронический дефект и все остальные, если смотреть на клапан несколько шире с функциональных конструкторских задач.
Технология изготовления и установки не представляет технических сложностей и
может быть осуществлена в любой останов турбины. Несмотря на то, что турбины К-50-2 были сняты с производства в пятидесятых годах, опытные машины с данными клапанами успешно работают на одной из ГРЭС и ТЭЦ Среднего Урал до сих пор.
Стабилизатор несет в себе достаточный экономический эффект в связи с исчезновением сопротивления потоку пара в клапане с потерей давления.
Полезная модель при полном сохранении самой конструкции корпуса клапана с добавлением элемента - устройства стабилизатора полностью исключает все выше перечисленные недостатки.
1Слапан приобретает абсолютную надежность и долговечность, плотность при закрытии, согласно требованиям ПТЭ, стабилизацию течения пара по 18сёму тракту от входа в патрубок до выхода в регулирующие органы, исключается полностью вероятность заклинивания, достигается высокая ремонтопригодность, сводящаяся к ревизии - осмотру, минимальная потеря давления при полном открытии, соблюдается проектно-расчетное направление сил, действующих на шток во всех режимах работы.
Полезная модель усиливает концепции прогрессивного улучшения и усовершенствования конструкций двухседельных клапанов со всеми их преимушествами при высоком качестве работоспособности, надежности, экономичность.
1. А.В.Шегляев С.Г.Смельницкий. Регулирование паровых турбин. Москва 1962 Ленинград.
Библиографические данные.