阀座加工机及使用该阀座加工机的阀座加工方法与流程

本发明涉及在用于对汽轮机供给流体的阀装置中的阀座因冲蚀而产生了侵蚀时实施该阀座的修复加工的阀座加工机及使用该阀座加工机的阀座加工方法。

背景技术：

例如，在使用蒸汽轮机的发电设备中，将蒸汽发生器中产生的蒸汽的热能通过蒸汽轮机转换为机械能，在这些蒸汽发生器与蒸汽轮机之间设有阀装置。阀装置形成从蒸汽发生器输送到蒸汽轮机的蒸汽(流体)的流路，并且通过使阀芯动作而与流路中的内壁的一部分(阀座)密接来对该流路进行开闭。

在该阀装置中，存在从蒸汽发生器流入到阀装置(流路)内的蒸汽对阀装置的内壁形成喷流而产生冲击的问题(参照专利文献1)。这样，由于蒸汽对流路内壁的冲击，会产生作为阀装置的压力损失，并且会产生该内壁的侵蚀(冲蚀)。特别是在阀座产生侵蚀时，有可能会扰乱沿阀座流入到蒸汽轮机的蒸汽的流动。

专利文献1：日本特开2014-214709号公报

技术实现要素：

这样，在对阀座产生了侵蚀的情况下，需要对阀座进行修复加工。修复加工是切削阀座的表面而除去侵蚀部分、并且再加工成与阀芯对应的形状的加工。

对于该阀座的修复加工，要将阀装置从有发电设备的工厂(发电工厂)移动到有加工设备的工厂(加工工厂)来进行。即，要将阀装置从蒸汽发生器与蒸汽轮机之间拆下，将其从发电工厂搬运到加工工厂，在该加工工厂中实施了修复加工后，将实施了修复加工的阀装置从加工工厂搬运到发电工厂，并再次安装在蒸汽发生器与蒸汽轮机之间。

这样，阀装置中的阀座的修复加工需要阀装置的拆下和安装作业、工厂间的搬运作业以及加工设备的加工作业，需要大量的费用和时间。

本发明鉴于上述问题而完成，其目的在于，容易地进行用于对汽轮机供给流体的阀装置中的阀座的修复加工。

解决上述课题的第一发明的阀座加工机对阀装置中的阀座进行加工，所述阀装置具备：阀主体部，形成流体的流路；及阀驱动部，以能够拆装的方式设于所述阀主体部，并通过驱动能够与所述阀主体部中的所述阀座密接卡合的阀芯来对所述流路进行开闭，所述阀座加工机的特征在于，具备：底座部，安装于所述阀主体部；主体部，设于所述底座部，并能够相对于该底座部在不同的两个轴方向上移动；支撑部，设于所述主体部，并能够相对于该主体部在所述阀芯的驱动方向上移动；主轴，设于所述支撑部，并能够相对于该支撑部绕与所述阀芯的驱动方向平行的轴转动；及工具保持架，设于所述主轴，保持用于加工所述阀座的工具。

解决上述课题的第二发明的阀座加工机的特征在于，在第一发明的阀座加工机中，所述底座部具有与设于所述阀主体部的已有的螺栓孔同间距且同数量的螺栓插通孔。

解决上述课题的第三发明的阀座加工机的特征在于，在第一或第二发明的阀座加工机中，具备以能够旋转的方式安装于所述主轴的外周侧并能够固定于所述阀主体部的环部件。

解决上述课题的第四发明的阀座加工机的特征在于，在第一至第三发明的任一发明的阀座加工机中，所述主体部具备对所述底座部进行按压而在该主体部与所述底座部之间形成间隙的按压单元。

解决上述课题的第五发明的阀座加工方法对阀装置中的阀座进行加工，所述阀装置具备：阀主体部，形成流体的流路；及阀驱动部，以能够拆装的方式设于所述阀主体部，并通过驱动能够与所述阀主体部中的所述阀座密接卡合的阀芯来对所述流路进行开闭，所述阀座加工方法的特征在于，从所述阀主体部拆下所述阀驱动部，向所述阀主体部安装第一～第四中任一发明的阀座加工机，向所述工具保持架更换切削刃的形状不同的多个切削工具，由此将所述阀座加工成与所述阀芯对应的形状。

发明效果

根据第一发明的阀座加工机，由于能够在阀装置的阀座因冲蚀而产生了侵蚀时将阀座加工机代替阀驱动部组装于阀装置的阀主体部，因此，能够在阀装置(阀主体部)组装于汽轮机等的状态下进行阀座的修复加工。因此，在阀装置中的阀座的修复加工中，能够省去将阀装置从汽轮机等拆下的作业及安装到汽轮机等的作业、以及有发电设备的工厂与有加工设备的工厂间的搬运作业。

根据第二发明的阀座加工机，由于阀装置中已有的螺栓孔和阀座加工机中的螺栓插通孔相互以同间距且同数量地设置，因此，能够相对于阀装置对应螺栓孔的每一间距错开相位地组装阀座加工机。即，能够改变阀座加工机相对于阀装置的安装朝向。因此，在阀装置附近存在其它设备(周边结构物等)的情况下，能够在避免与该其它设备发生干扰的同时能够将阀座加工机组装于阀装置。

根据第三发明的阀座加工机，由于能够在允许主轴的转动的同时将环部件固定于阀主体部，因此，能够防止因加工时产生的加工阻力等而引起的主轴的晃动(振动或倾斜)。

根据第四发明的阀座加工机，通过利用按压单元在主体部与底座部之间形成间隙，能够向该间隙(主体部与底座部之间)插入高度调整衬垫。因此，例如，通过将高度调整衬垫夹入到主体部的一端侧而使主体部的仅一端侧升高，能够调整主体部(主轴)相对于底座部的倾斜。

根据第五发明的阀座加工方法，由于在阀装置的阀座因冲蚀而产生了侵蚀时，能够将阀座加工机代替阀驱动部安装于阀装置的阀主体部，因此，能够在阀装置(阀主体部)安装于汽轮机等的状态下进行阀座的修复加工。因此，在阀装置中的阀座的修复加工中，能够省去将阀装置从汽轮机等拆下的作业及安装到汽轮机等的作业、以及有发电设备的工厂与有加工设备的工厂间的搬运作业。

另外，通过向工具保持架更换切削刃的形状不同的多个切削工具来进行阀座的加工，能够将阀座容易地加工成与阀芯对应的形状。

附图说明

图1是表示实施例1的阀座加工机的结构的俯视图。

图2是表示实施例1的阀座加工机的结构的剖视图(图1中的II-II向视剖视图)。

图3是表示实施例1的阀座加工机中的底座部与主体部的固定方法的说明图(图1中的III-III向视截面)。

图4是表示实施例1的阀座加工机中的按压单元的说明图(图1中的IV-IV向视截面)。

图5是表示实施例1的阀座加工机中的防振环的说明图(图2中的V-V向视截面)。

图6是表示使用实施例1的阀座加工机的阀座的加工方法的说明图。

图7是表示实施使用实施例1的阀座加工机的修复加工的阀装置的结构的剖视图。

具体实施方式

以下，参照附图详细地对本发明的阀座加工机的实施例进行说明。当然，自不必说，本发明不限于以下的实施例，在不脱离本发明的主旨的范围内能够进行各种变更。

实施例1

参照图7，对使用本发明的实施例1的阀座加工机实施修复加工的阀装置的结构进行说明。

如图7所示，阀装置101中具备：形成蒸汽的流路110a的阀主体部110；及以能够拆装的方式设于该阀主体部110并以对阀主体部110中的流路110a进行开闭的方式使后述的阀芯124进行动作的阀驱动部120。阀装置101设于发电设备中的未图示的蒸汽发生器和未图示的蒸汽轮机之间，通过阀主体部110形成使从蒸汽发生器供给到蒸汽轮机的蒸汽流通的流路110a，并且，通过阀驱动部120进行该流路110a中的蒸汽的流通的停止、在该流路110a中流通的蒸汽的流量的调整。

在阀主体部110设有：在水平方向上的一侧(图7中的右侧)开口的第一开口部111；在垂直方向上的一侧(图7中的下侧)开口的第二开口部112；及在垂直方向上的另一侧(图7中的上侧)开口的第三开口部113。在阀主体部110，第一开口部111与未图示的蒸汽发生器连接，第二开口部112与未图示的蒸汽轮机连接，由未图示的蒸汽发生器产生的蒸汽经由第一开口部111流入到阀装置101(阀主体部110)内，之后，经由第二开口部112流出到未图示的蒸汽轮机。即，在阀主体部110形成有连通第一开口部111与第二开口部112的流路110a。

第三开口部113以与流路110a连通并与第二开口部112相向的方式形成。另外，第三开口部113面对阀主体部110的上表面114而形成，该第三开口部113面对的上表面114是被平坦加工过的加工面。在阀主体部110的上表面114安装有阀装置101中的阀驱动部120。

阀驱动部120具备：固定于阀主体部110(上表面114)的安装板121；设于安装板121并具有未图示的驱动源的驱动部主体122；及通过驱动部主体122单向(垂直方向，图7中的上下方向)动作的阀杆123及阀芯124。

在阀主体部110的上表面114，在第三开口部113的附近形成有多个螺栓孔115，在该螺栓孔115中分别拧入柱螺栓116。另一方面，在阀驱动部120的安装板121，在与阀主体部110的第三开口部113对应的位置形成有能够插通阀杆123的阀杆插通孔125，并在与阀主体部110的螺栓孔115及柱螺栓116对应的位置形成有能够插通柱螺栓116的螺栓插通孔126。

通过在安装板121(阀驱动部120)的螺栓插通孔126中插通上表面114(阀主体部110)的柱螺栓116，并从该柱螺栓116的前端拧入螺母117，安装板121(阀驱动部120)固定于上表面114(阀主体部110)。此外，阀主体部110中的螺栓孔115和柱螺栓116包围第三开口部113而在周向上隔开预定距离地设有多个(参照图1)，阀驱动部120中的螺栓插通孔126以与螺栓孔115及柱螺栓116对应的方式、即包围阀杆插通孔125而在周向上隔开预定距离地设有多个(与螺栓孔115及柱螺栓116同间距且同数量)(参照图7)。

驱动部主体122通过未图示的固定装置固定于安装板121，阀杆123从驱动部主体122插通安装板121的阀杆插通孔125并向下方突出地设置，阀芯124安装于阀杆123的前端侧(图7中的下端侧)。

阀杆123及阀芯124通过驱动部主体122的未图示的驱动源在阀杆123的轴向(图7中的上下方向)上动作。在阀主体部110的第二开口部112设有与阀芯124对应的形状的阀座118，通过阀驱动部120的动作，阀芯124与阀座118密接卡合。通过阀芯124与阀座118密接卡合，阀主体部110中的流路110a被关闭，蒸汽从未图示的蒸汽发生器向未图示的蒸汽轮机的流通停止。

参照图1～图5，对本发明的实施例1的阀座加工机的结构进行说明。

如图1及图2所示，阀座加工机1由如下装置概略构成：固定于阀装置101的阀主体部110的底座部10；设于底座部10并能够相对于该底座部10在水平的X轴方向(图1中的上下方向)及Y轴方向(图1及图2中的左右方向)上移动的主体部20；从主体部20向水平的一侧(图1及图2中的左侧)延伸并能够相对于该主体部20在垂直的Z轴方向(图2中的上下方向)上移动的支撑部30；设于支撑部30的前端侧(图1及图2中的左端侧)并相对于该支撑部30被支撑为能够在垂直的W轴方向(图2中的上下方向)上移动且能够绕垂直的C轴转动的主轴40；及设于主轴40的前端部(图2中的下端部)并保持切削工具T的工具保持架50。

该阀座加工机1是用于在阀装置101的阀座118因冲蚀而产生了侵蚀时对该阀座118进行修复加工的装置，能够代替阀驱动部120(参照图7)而组装于阀装置101的阀主体部110。即，阀座加工机1是能够移动的装置，阀装置101(阀主体部110)能够在安装于未图示的蒸汽发生器和未图示的蒸汽轮机的状态下进行阀座118的修复加工。

如图1及图2所示，阀座加工机1的底座部10由组合了圆形部11和方形部12的平板形状构成(参照图1)，在圆形部11中，底座部10固定于阀装置101的阀主体部110，在方形部12中，阀座加工机1的主体部20固定于底座部10(参照图1及图2)。

在底座部10的圆形部11设有：能够插通主轴40(具有与第三开口部113大致相同的直径，在图1及图2中具有比第三开口部113大的直径)的主轴通孔13；及能够插通柱螺栓116的多个(图1中为十二个)螺栓通孔14。主轴通孔13形成于与第三开口部113对应的位置，多个螺栓通孔14在与阀装置101的螺栓孔115及柱螺栓116对应的位置、即包围主轴通孔13而在周向上隔开预定距离地设有多个(与螺栓孔115及柱螺栓116同间距且同数量)。

通过在阀座加工机1中的底座部10的螺栓通孔14中插通阀装置101中的阀主体部110的柱螺栓116，并从该柱螺栓116的前端拧入螺母15，能够将底座部10(阀座加工机1)固定于阀主体部110(阀装置101)。

在此，由于阀装置101中的多个柱螺栓116和阀座加工机1(底座部10)中的多个螺栓通孔14以彼此同间距且同数量的方式设置，因此，即使使阀座加工机1相对于阀装置101旋转一个间距(或多个间距)，也能够在底座部10的螺栓通孔14中插通阀装置101的柱螺栓116。因此，能够使底座部10(阀座加工机1)相对于阀主体部110(阀装置101)对应每一个间距错开相位地组装。这样，能够改变阀座加工机1相对于阀装置101的安装朝向，由此，在阀装置101的附近有未图示的其它设备(周边结构物等)的情况下，能够在避免与该其它设备发生干扰的同时将阀座加工机1安装于阀装置101(阀主体部110)。

如图1及图3所示，在阀座加工机1的主体部20，凸缘21设于对称位置(图1中的上侧及下侧)。该凸缘21与形成为与该凸缘21大致相同的高度(图3中的上下方向长度)的衬垫22一起被按压金属件23及螺栓24按压，由此，主体部20被固定于底座部10。

如图1及图2所示，在底座部10设有位于主体部20的周围(图1中上下左右四个方向)的突出部16、17。向位于水平的X轴方向上的主体部20的两侧(图1中的上侧及下侧)的突出部16拧入X轴方向位置调整螺栓18，通过拧转该X轴方向位置调整螺栓18，能够在底座部10上使主体部20在X轴方向上移动。向位于水平的Y轴方向上的主体部20的两侧(图1中的左侧及右侧)的突出部17拧入Y轴方向位置调整螺栓19，通过拧转该Y轴方向位置调整螺栓19，能够在底座部10上使主体部20在Y轴方向上移动。即，通过X轴方向位置调整螺栓18和Y轴方向位置调整螺栓19，能够调整主体部20相对于底座部10在水平面(X-Y平面)内的位置。

另外，如图1及图4所示，在主体部20形成有在垂直方向上(图4中为上下方向)贯通凸缘21的多个(图1中为四个)螺纹孔25，在该螺纹孔25中分别拧入上顶螺栓26。通过将该上顶螺栓26拧入凸缘21，能够将主体部20相对于底座部10顶起，即，能够在底座部10与主体部20之间形成间隙。这样，通过顶起主体部20而在底座部10与主体部20之间形成间隙，能够在该间隙(底座部10与主体部20之间)插入未图示的高度调整衬垫。即，通过在主体部20的一端侧夹入未图示的高度调整衬垫而使主体部20的仅一端侧升高，能够调整主体部20相对于底座部10的倾斜(主轴40相对于垂直方向的倾斜)。

如上所述，通过能够相对于固定于阀装置101的底座部10来调整主体部20的X轴方向位置、Y轴方向位置及倾斜，能够进行使主轴40与阀座118的中心一致的准确的加工。此外，通过在主体部20相对于底座部10的固定中使用衬垫22、按压金属件23和螺栓24，能够在调整了X轴方向位置、Y轴方向位置及倾斜的状态下将主体部20固定于底座部10。

如图2及图5所示，在主轴40设有以能够旋转的方式被支撑的防振环41。防振环41在使用设于主轴40的前端的切削工具T进行加工时，能够防止因加工阻力等而引起的主轴40的晃动(振动或倾斜)，其由具有与主轴40的外径大致相同的直径(稍大的直径)的内径的环部41a和能够向该环部41a的外周侧突出的多个(图5中为四个)突出螺栓41b构成。防振环41通过拧转突出螺栓41b来调整从环部41a突出的突出量，由此，能够在允许主轴40绕C轴转动的同时固定于例如第三开口部113的内侧。

参照图1～图7，对使用本发明的实施例1的阀座加工机的阀座加工方法进行说明。

在因未图示的蒸汽发生器及未图示的蒸汽轮机的驱动而在阀装置101中因冲蚀而产生了侵蚀的情况下，在蒸汽发生器及蒸汽轮机的驱动停止时(定期检查时等)进行如下所示的修复作业。

首先，拆下阀装置101中组装于阀主体部110的阀驱动部120(参照图7)，代替该阀驱动部120而将阀座加工机1组装于阀装置101的阀主体部110(参照图2)。即，通过将设置于阀主体部110的柱螺栓116插通于底座部10的螺栓通孔14并且向该柱螺栓116拧入螺母15，将加工机1中的底座部10固定于阀装置101中的阀主体部110。

此时，在阀装置101的周围有未图示的其它设备(周边结构物等)的情况下，考虑与该其它设备的干扰和作业性来设置阀座加工机1。由于通过设于底座部10的多个螺栓通孔14与柱螺栓116同间距且同数量地设置，能够将阀座加工机1(底座部10)相对于阀装置101的安装朝向(方形部12所在的方向)设于各个方向上，因此，能够考虑与未图示的其它设备的干扰及作业性来设置阀座加工机1(参照图1)。

接下来，调整主体部20相对于底座部10在水平面内的位置(X轴方向位置及Y轴方向位置)和倾斜。即，通过X轴方向位置调整螺栓18和Y轴方向位置调整螺栓19，调整主体部20相对于底座部10的X轴方向位置和Y轴方向位置(参照图1和图2)，通过由上顶螺栓26顶起主体部20而插入未图示的高度调整衬垫，调整主体部20相对于底座部10的倾斜(主轴40相对于垂直方向的倾斜)(参照图1和图4)。

此时，例如，在主轴40上的轴向(图2中为上下方向)上不同的两个位置安装未图示的测量表，基于通过将该测量表压靠在阀装置101的阀主体部110中的阀座118和第三开口部113的内周侧而得到的计测数据，能够求得主体部20的X轴方向位置、Y轴方向位置、倾斜的调整量。

接下来，将主体部20固定于底座部10。即，如图3所示，在主体部20中的凸缘21的附近设置衬垫22，通过按压金属件23和螺栓24按压凸缘21及衬垫22，从而将主体部20固定于底座部10。

接下来，将设于主轴40的防振环41固定于第三开口部113的内侧。即，使与主轴40卡合的防振环41在轴向(图2中的上下方向)上移动，使其对准第三开口部113的位置，通过调整突出螺栓41b而将防振环41固定于第三开口部113的内侧(参照图2和图5)。

通过以上的作业，完成对阀座118的修复加工的准备、即完成阀座加工机1向阀装置101(阀主体部110)的设置。

接着，进行由阀座加工机1进行的阀装置101的修复加工。

首先，如图6所示，在由工具保持架50保持着用于对阀座118中的范围a₁进行切削加工的切削工具T₁的状态下驱动主轴40旋转，并且使支撑部30在Z轴方向(或使主轴40在W轴方向)上移动，由此对阀座118中的范围a₁进行切削加工。此时，使支撑部30(或主轴40)向下侧移动能够除去阀座118的侵蚀部分的程度。

同样，在由工具保持架50保持着用于分别对阀座118中的范围a₂、a₃、a₄、a₅进行切削加工的切削工具T₂、T₃、T₄、T₅的状态下分别对阀座118中的范围a₂、a₃、a₄、a₅进行切削加工。这样，通过使用切削刃的形状不同的多个切削工具T₁～T₅分别对阀座118中的多个范围a₁～a₅进行切削加工，能够对阀座118整体(整个范围a₁～a₅)进行修复加工。即，能够使阀座118形成与阀芯124(参照图7)对应的形状。

如上所述，能够在将阀装置101(阀主体部110)组装于未图示的蒸汽发生器及未图示的蒸汽轮机的状态下容易地进行阀座118的修复加工。

附图标记说明

1 阀座加工机

10 阀座加工机的底座部

11 圆形部

12 方形部

13 主轴通孔

14 螺栓通孔

15 螺母

16 突出部

17 突出部

18 X轴方向位置调整螺栓

19 Y轴方向位置调整螺栓

20 阀座加工机的主体部

21 凸缘

22 衬垫

23 按压金属件

24 螺栓

25 螺纹孔

26 上顶螺栓(按压单元)

30 阀座加工机的支撑部

40 阀座加工机的主轴

41 防振环(环部件)

41a 防振环的环部

41b 防振环的突出螺栓

50 工具保持架

101 阀装置

110 阀主体部

110a 流路

111 第一开口部

112 第二开口部

113 第三开口部

114 上表面

115 螺栓孔

116 柱螺栓

117 螺母

118 阀座

120 阀驱动部

121 安装板

122 驱动部主体

123 阀杆

124 阀芯

125 阀杆插通孔

126 螺栓插通孔