一种空气引导阀和汽轮机调速系统执行机构的制作方法

本实用新型涉及汽轮机技术领域，更具体地说，涉及一种空气引导阀，本实用新型还涉及一种具有上述空气引导阀的汽轮机调速系统执行机构。

背景技术：

空气引导阀为汽轮机调速系统一部分，安装在汽轮机前轴承座旁边，该阀用于控制供给气动抽汽逆止阀的压缩空气，从而控制汽轮机气动抽汽逆止阀的开关动作。空气引导阀一般布置在汽轮机机头位置，它由OPC(Over speed Protect Controller的缩写，超速保护控制单元)油控制，当汽机跳闸时，OPC油失压，导致空气引导阀速关，而切断了抽汽逆止门的压缩空气气源，由于抽汽逆止门都是气开式门，失去气压后迅速关闭，防止向汽轮机里面倒汽，从而防止汽轮机超速，保护汽轮机。

现有技术中，常用空气引导阀的阀芯部位采用软密封结构，阀芯密封处采用聚四氟乙烯垫圈，阀体部位为金属端面，该密封结构密封性能较好，但易磨损，抗冲击性能差，使用寿命短。空气引导阀在快速关闭过程中，在弹簧力的作用下，会较快速度的关闭，造成阀芯与阀体密封位置形成较大的冲击力，此工况下阀芯位置聚四氟乙烯垫圈极易损坏，从而无法达到密封效果，造成阀体泄漏，影响空气引导阀的正常运行。

此外，空气引导阀的阀杆与阀体之间为间隙配合，当阀杆受到侧向力或阀杆与阀体之间存在异物时，阀杆与阀体会出现“干摩擦”，造成阀杆与阀体出现划伤或磨损，进而影响阀杆O型圈密封，造成阀体泄漏，也会影响空气引导阀的正常运行。

综上所述，如何解决空气引导阀在快速关闭时高强度冲击力对阀体密封损坏的问题，以提高空气引导阀的运行可靠性，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的在于提供一种空气引导阀，以解决空气引导阀在快速关闭时高强度冲击力对阀体密封损坏的问题，进而提高空气引导阀的运行可靠性。

本实用新型的另一目的在于提供一种具有上述空气引导阀的汽轮机调速系统执行机构，以解决空气引导阀在快速关闭时高强度冲击力对阀体密封损坏的问题，进而提高空气引导阀的运行可靠性。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种空气引导阀，包括阀体，可轴向移动地设置在所述阀体上的阀杆和设置在所述阀杆上的阀芯，所述阀芯上设置有第一硬密封面和第二硬密封面，所述第一硬密封面能够与所述阀体上的压缩空气排气孔的孔壁硬密封配合，所述第二硬密封面能够与所述阀体上的压缩空气进气孔的孔壁硬密封配合。

优选的，上述空气引导阀中，所述压缩空气排气孔靠近所述阀体上用于与抽汽逆止阀连接的通气孔的一端为台阶孔段；

所述第一硬密封面为能够与所述台阶孔段硬密封配合的第一台阶面，所述第一台阶面设置在所述阀芯靠近所述压缩空气排气孔的一端；

所述台阶孔段的台阶处还设置有第一研磨过渡面，所述第一硬密封面具有与所述第一研磨过渡面硬密封配合的第二研磨过渡面。

优选的，上述空气引导阀中，所述压缩空气进气孔靠近所述通气孔的一端设置有环形凸起；所述第二硬密封面为能够与所述环形凸起硬密封配合的第二台阶面，所述第二台阶面设置在所述阀芯靠近所述压缩空气进气孔的一端；所述环形凸起靠近所述通气孔的一端还设置有第三研磨过渡面，所述第二硬密封面具有与所述第三研磨过渡面硬密封配合的第四研磨过渡面。

优选的，上述空气引导阀中，所述阀芯和阀杆为一体式结构且为铬件，所述第一硬密封面和所述第二硬密封面均为铬表面。

优选的，上述空气引导阀中，所述阀体为20号钢件，所述阀体上用于与所述第一硬密封面硬密封配合的第三硬密封面和用于与所述第二硬密封面硬密封配合的第四硬密封面均为硬质合金堆焊面。

优选的，上述空气引导阀还包括设置在所述阀体与所述阀杆之间的衬套，所述衬套的硬度小于所述阀杆的硬度；

所述衬套与所述阀体之间设置有第一密封圈，所述衬套与所述阀杆之间设置有第二密封圈。

优选的，上述空气引导阀中，所述第一密封圈为两个，分别位于所述衬套的两端；所述第二密封圈为两个，分别位于所述衬套的两端。

优选的，上述空气引导阀中，所述衬套上还设置有润滑脂油道，所述润滑脂油道自两个所述第一密封圈之间连通到两个所述第二密封圈之间，所述阀体上还设置有用于向所述润滑脂油道内注入润滑脂的润滑脂注油口。

优选的，上述空气引导阀中，所述衬套为锡青铜套。

从上述的技术方案可以看出，本实用新型提供的空气引导阀包括阀体，可轴向移动地设置在阀体上的阀杆和设置在阀杆上的阀芯，阀芯上设置有第一硬密封面和第二硬密封面，第一硬密封面能够与阀体上的压缩空气排气孔的孔壁硬密封配合，第二硬密封面能够与阀体上的压缩空气进气孔的孔壁硬密封配合。

应用时，当OPC母管有压力时，液压缸打开，活塞杆伸出，推动阀杆动作，阀杆带动阀芯动作，利用第一硬密封面与压缩空气排气孔的孔壁硬密封配合，封住"通大气"的压缩空气排气孔，使压缩空气通过此阀进入抽汽逆止阀的通道，打开抽汽逆止阀；当OPC母管失压时，由于弹簧力的作用阀杆带动阀芯动作、液压缸关闭，利用第二硬密封面与压缩空气进气孔的孔壁硬密封配合，封住了压缩空气进气孔，使从抽汽逆止阀回抽的压缩空气经"通大气"的压缩空气排气孔排放，使得抽汽逆止阀快速关闭。

本实用新型使阀芯与阀体之间采用硬密封配合，不易磨损，抗冲击性能较好，能够减少空气引导阀在快速关闭时高强度的冲击力对阀体密封的损坏，进而减少出现阀体泄漏的情况，提高了使用寿命。

综上所述，本实用新型解决了空气引导阀在快速关闭时高强度冲击力对阀体密封损坏的问题，进而提高了空气引导阀的运行可靠性。

本实用新型还提供了一种汽轮机调速系统执行机构，包括气动抽汽逆止阀和用于控制供给所述气动抽汽逆止阀的压缩空气的空气引导阀，所述空气引导阀为上述任一种空气引导阀，由于上述空气引导阀具有上述效果，具有上述空气引导阀的汽轮机调速系统执行机构具有同样的效果，故本文不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本实用新型实施例提供的空气引导阀的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的空气引导阀的剖面结构示意图；

图3是图2中A的局部放大结构示意图。

具体实施方式

本实用新型实施例提供了一种空气引导阀，解决了空气引导阀在快速关闭时高强度冲击力对阀体密封损坏的问题，进而提高了空气引导阀的运行可靠性。

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考附图1-3，本实用新型实施例提供的空气引导阀包括阀体1，可轴向移动地设置在阀体1上的阀杆2和设置在阀杆2上的阀芯3，阀芯3上设置有第一硬密封面31和第二硬密封面，第一硬密封面31能够与阀体1上的压缩空气排气孔14的孔壁硬密封配合，第二硬密封面能够与阀体1上的压缩空气进气孔13的孔壁硬密封配合。

应用时，当OPC母管有压力时，液压缸打开，活塞杆伸出，推动阀杆2动作，阀杆2带动阀芯3动作，利用第一硬密封面31与压缩空气排气孔14的孔壁硬密封配合，封住"通大气"的压缩空气排气孔14，使压缩空气通过此阀进入抽汽逆止阀的通道，打开抽汽逆止阀；当OPC母管失压时，由于弹簧力的作用阀杆2带动阀芯3动作、液压缸关闭，利用第二硬密封面与压缩空气进气孔13的孔壁硬密封配合，封住了压缩空气进气孔13，使从抽汽逆止阀回抽的压缩空气经"通大气"的压缩空气排气孔14排放，使得抽汽逆止阀快速关闭。

本实用新型使阀芯3与阀体1之间采用硬密封配合，不易磨损，抗冲击性能较好，能够减少空气引导阀在快速关闭时高强度的冲击力对阀体1密封的损坏，进而减少出现阀体1泄漏的情况，提高了使用寿命。

综上所述，本实用新型解决了空气引导阀在快速关闭时高强度冲击力对阀体1密封损坏的问题，进而提高了空气引导阀的运行可靠性。

优选的，压缩空气排气孔14靠近阀体1上用于与抽汽逆止阀连接的通气孔12的一端为台阶孔段141，如图3所示；第一硬密封面31为能够与台阶孔段141硬密封配合的第一台阶面，第一台阶面设置在阀芯3靠近压缩空气排气孔14的一端；台阶孔段141的台阶处还设置有第一研磨过渡面，第一硬密封面31具有与第一研磨过渡面硬密封配合的第二研磨过渡面。本实用新型使阀芯3与阀体1上的压缩空气排气孔14处通过台阶孔段141与第一台阶面硬密封配合，并通过第一研磨过渡面与第二研磨过渡面的硬密封配合保证台阶孔段141与第一台阶面的密封性能。可以理解的是，上述第一硬密封面31还可以为其他形状，如圆锥面，相应的，压缩空气排气孔14靠近通气孔12的一端为与圆锥面硬密封配合的圆锥孔，以达到同样的硬密封配合的效果，本实用新型在此不再一一赘述。

本实用新型一具体实施例中，压缩空气进气孔13靠近通气孔12的一端设置有环形凸起131；第二硬密封面为能够与环形凸起131硬密封配合的第二台阶面，第二台阶面设置在阀芯3靠近压缩空气进气孔13的一端；环形凸起131靠近通气孔12的一端还设置有第三研磨过渡面，第二硬密封面具有与第三研磨过渡面硬密封配合的第四研磨过渡面。本实用新型使阀芯3与阀体1上的压缩空气进气孔13处通过环形凸起131与第二台阶面硬密封配合，并通过第三研磨过渡面与第四研磨过渡面的硬密封配合保证环形凸起131与第二台阶面的密封性能。可以理解的是，上述第二硬密封面还可以为其他形状，如圆锥面，相应的，压缩空气进气孔13靠近通气孔12的一端为与圆锥面硬密封配合的圆锥孔，以达到同样的硬密封配合的效果，本实用新型在此不再一一赘述。

具体的，阀芯3和阀杆2为一体式结构且为铬件，第一硬密封面31和第二硬密封面均为铬表面。本实用新型使阀芯3材质为热处理的40Cr(铬)，具体进行调质处理：硬度220HBS-250HBS，淬火处理：硬度HRC42-50，半径方向淬硬深度≥0.7mm，阀芯3密封面精加工处理，达到相应尺寸、形位公差及粗糙度要求。本实用新型利用阀芯3自身表面形成第一密封面和第二密封面，结构简单，便于制造。当然，上述阀芯3和阀杆2还可以为分体式结构，第一硬密封面31和第二硬密封面也可以通过堆焊的方式单独加工出来。上述阀芯3和阀杆2也可以为其他材质，如合金钢等。

本实用新型一具体实施例中，阀体1为20号钢件；阀体1上用于与第一硬密封面31硬密封配合的第三硬密封面(即上述实施例中的台阶孔段141的台阶处)和用于与第二硬密封面硬密封配合的第四硬密封面(即上述实施例中的环形凸起131表面)均为硬质合金堆焊面。

本实用新型的阀体1采用20#钢，粗加工阀体1密封面并预留焊接空间，采用硬质合金焊接工艺，保证堆焊后焊层厚度、质量，焊后检测焊层硬度，满足阀芯3密封面与阀体1密封面之间硬度差要求，精加工至要求配合尺寸，最后通过研磨保证阀芯3与阀体1的密封性能。利用硬质合金堆焊层的焊接表面形成第三硬密封面和第四硬密封面，阀芯3密封面与阀体1密封面均为金属材质，采用金属硬密封结构，密封性能较好。采用硬质合金焊接工艺形成的硬质合金堆焊面能够在不改变阀体1材质的基础上，有效改善阀体1密封面的性能，从而达到抗磨、抗冲击要求。可以理解的是，本实用新型也可以使阀体1为硬质合金体，直接利用阀体1表面形成密封面。

优选的，空气引导阀还包括设置在阀体1与阀杆2之间的衬套4，衬套4的硬度小于阀杆2的硬度；衬套4与阀体1之间设置有第一密封圈6，衬套4与阀杆2之间设置有第二密封圈5。阀杆2与阀体1的配合位置增加衬套4过渡，可有效减少阀杆2与阀体1在设备运行过程中磨损的可能性，从而减少造成阀杆2处密封失效的情况，进而减少出现阀体1泄漏的情况，降低了设备的维护成本。

具体的，第一密封圈6和第二密封圈5均为O型圈。当阀杆2受到侧向力或异物进入阀杆2与阀体1的间隙时，阀杆2与衬套4发生接触并发生“干摩擦”，由于阀杆2硬度远高于衬套4，优先造成衬套4的划伤或磨损，并不会对阀杆2造成严重的磨损；同时第二密封圈5加工在衬套4内孔处，衬套4的划伤或磨损不会影响衬套4第二密封圈5密封，造成阀体1泄漏，提高了空气引导阀的运行可靠性。

为了达到较好的密封效果，优选的，第一密封圈6为两个，分别位于衬套4的两端；第二密封圈5为两个，分别位于衬套4的两端。当然，根据衬套4的实际长度，上述第一密封圈6和第二密封圈5还可以为一个或其他个数。

优选的，衬套4上还设置有润滑脂油道41，润滑脂油道41自两个第一密封圈6之间连通到两个第二密封圈5之间，阀体1上还设置有用于向润滑脂油道41内注入润滑脂的润滑脂注油口11。如图3所示，衬套4中增加了润滑脂油道41，可由外部的润滑脂注油口11注入润滑脂，提供阀杆2与衬套4之间的润滑剂，避免了阀杆2与衬套4发生“干摩擦”，进一步降低了阀杆2磨损的可能性。

衬套4具体为锡青铜套。本实用新型采用的衬套4材质为锡青铜，具有较好的耐磨性能，且硬度远小于铬材质的阀杆2硬度。当然，衬套4还可以为其他硬度小于阀杆2的材质，如铝等。

本实用新型实施例还提供了一种汽轮机调速系统执行机构，包括气动抽汽逆止阀和用于控制供给气动抽汽逆止阀的压缩空气的空气引导阀，空气引导阀为上述任一项实施例提供的空气引导阀，解决了空气引导阀在快速关闭时高强度冲击力对阀体1密封损坏的问题，进而提高了空气引导阀的运行可靠性，其优点是由空气引导阀带来的，具体的请参考上述实施例中相关的部分，在此就不再赘述。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。