用于流体机械的阀的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于流体机械、尤其蒸汽轮机的阀，所述阀具有阀锥和阀座，其中阀锥在阀体中以能相对于阀座运动的方式构成。
【背景技术】
[0002]用于流体机械、尤其蒸汽轮机的阀尤其重要，因为对蒸汽轮机的蒸汽输送必须基本上具有两个特征。这一方面是调节流入到蒸汽轮机中的蒸汽并且在故障的情况下快速关闭阀，以便中断蒸汽输送。具有阀的下述实施方式，其中所述两个特征设置在唯一的阀壳体中。由于蒸汽的高的温度和高的压强，对这种阀的技术要求是非常高的。在高的温度和高的压强下打开和关闭难于进行。通常，在阀中，阀锥必须以能沿一个方向运动的方式构成。能够移动所述阀锥的力是相对高的并且要么液压地、要么电液压地构成。
[0003]此外，阀出于安全因素必须构成为，使得控制装置的故障或失效引起阀的自动关闭(安全位置“阀关闭”)。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是，提出一种将阀锥相对于阀座移动的替选方案。
[0005]所述目的通过用于流体机械、尤其蒸汽轮机的阀来实现，所述阀具有阀锥和阀座，其中阀锥在阀体中以能相对于阀座运动的方式构成，其中阀体具有第一压力腔，所述第一压力腔构成为，使得在第一压力腔中加载有压强pjt，阀锥沿朝向阀座的方向运动，其中阀体具有第二压力腔，所述第二压力腔构成为，使得在第二压力腔中加载有压强，阀锥沿与阀座的相反方向运动。
[0006]第一压力腔沿阀锥的运动方向观察构成为，使得所述第一压力腔具有投影的有效的第一压力面积4，其中第二压力腔沿阀锥的运动方向观察具有投影的有效的第二压力面积A2，其中适用的是★< A 2o
[0007]由此，在两个压力面积上经由压强形成的力是不同大的，使得最终阀锥的运动是可能的。
[0008]因此，根据本发明，通过在考虑工作腔的不同的几何形状和使用热力学不同的状态变量的条件下应用工艺内部的介质，能够实现阀的打开和关闭。在此，尤其第一压力腔加载有压强Pl，其中通过流入的流动介质、在此为蒸汽构成压强Pl。
[0009]有利的改进方案在从属权利要求中给出。
[0010]因此，用于输送工艺介质的阀具有入流腔，其中在阀锥中或者在阀体中构成有输入管路，所述输入管路将入流腔与第一压力腔流体连接。
[0011]因此提出，在阀锥中或者在阀体中构成附加的管路，即输入管路，所述输入管路能够实现在入流腔和压力腔之间的连通的连接。
[0012]因此，压强Pl在第一压力腔中传播并且最后引起沿朝向阀座的方向的力。
[0013]有利地，设有用于将蒸汽输送到第二压力腔中的装置，其中装置构成为，使得在阀锥沿朝向阀座的方向运动时，第二压力腔加载有压强Pc，其中适合的是:P(]< P 10
[0014]同样，有利地，装置构成为，使得在阀锥沿与阀座相反的方向运动时，第二压力腔加载有压强Pl。因此，装置能够包括至少一个阀，所述阀建立与具有压强PlS p c的工艺介质的流体连接。
[0015]在另一个有利的改进方案中，阀体具有第三压力腔，所述第三压力腔构成为，使得在第三压力腔中加载有压强P。时，实现沿朝向阀座的方向作用于阀锥的压力。有利地，阀锥管形地构成，其中阀锥在端侧具有台阶，其中上部的台阶配属于第三压力腔并且下部的台阶配属于第一压力腔。
[0016]有利地，在阀锥之内设置有另一个阀锥，所述另一个阀锥构成为用于调节并且用于快速关闭蒸汽流。
[0017]根据本发明，阀锥构成为用于快速关闭。
【附图说明】
[0018]现在根据实施例来详细阐述本发明。其中以示意的方式示出:
[0019]图1示出处于关闭状态的阀，
[0020]图2示出处于打开状态的阀。
【具体实施方式】
[0021]图1示出包括阀锥2、阀座3和阀体4的阀1。在阀体4之内设置有另一个可选的调节阀锥5。阀锥2围绕旋转对称轴线6基本上旋转对称地构成。阀体4在此能够在旋转对称轴线6的方向上沿朝向阀座3的方向运动，而且也能够以能与阀座3反向运动的方式构成。
[0022]阀体4和阀座3构成为集成的构件。在阀1中设置有入流腔7，工艺介质、例如蒸汽能够流入到所述入流腔中。此外，阀1包括出流腔8。经由流体连接9，蒸汽最后输送给蒸汽轮机10。阀1构成为用于流体机械、尤其用于蒸汽轮机10。
[0023]阀体4具有第一压力腔11。第一压力腔11在此构成为，使得在第一压力腔11中加载有压强Pl时，阀锥2沿朝向阀座3的方向运动。
[0024]阀体4具有第二压力腔12，所述第二压力腔构成为，使得在第二压力腔12中加载有压强p-寸，阀锥2沿相反方向远离阀座3运动。
[0025]在图1的绘图方向中，在该情况下，阀锥2向上运动。
[0026]在入流腔7中通常存在工艺介质，尤其具有压强？1的蒸汽。
[0027]阀锥2或者阀体4具有输入管路13或20，所述输入管路将入流腔7与第一压力腔11流体连接。对此，在阀锥2中存在流体连接，所述流体连接例如能够构成为环形通道并且关于对称轴线6旋转对称地延伸。输入管路13在此具有开口 14，所述开口在外侧指向入流腔7的方向。
[0028]阀1具有没有详细示出的将具有压强p。或p i的蒸汽输送到第二压力腔12中的装置以及没有详细示出的用于将具有压强Pc的蒸汽输送到第三压力腔19中的装置，其中装置构成为，使得在阀锥2沿朝向阀座3的方向运动时，第二压力腔12加载有压强p。，其中适用的是:Po< P 1。
[0029]在沿相反方向、即远离阀座运动的情况下，第二压力腔12加载有压强Pl。
[0030]为了能够实现阀锥2的所述运动，阀锥2相对于旋转对称轴线6管形地构成，其中阀锥2在端侧15具有台阶16，其中上部的台阶17和下部的台阶18设置在端侧15。
[0031]阀体4具有第三压力腔19，所述第三压力腔构成为，使得在第三压力腔19中加载有压强Pc时，实现沿朝向阀座3的方向作用到阀锥2上的压力。
[0032]阀锥2在第一压力腔11中沿朝向阀座3的方向观察(即沿旋转对称轴线6)具有投影的有效的第一压力面积A1。
[0033]阀锥2在第二压力腔12中沿远离阀座3的方向具有投影的有效的第二压力面积A2o
[0034]阀锥2在第三压力腔19中沿朝向阀座3的方向观察具有投影的有效的第三压力面积A3。阀锥2在入流腔7中沿远离阀座3的方向具有投影的有效的第四压力面积A4。在此适合的是Al < A2，A1 > A4，A1+A3 > A2，A1+A3 = A2+A4。这就是说，在第一压力腔(A1)和第四压力腔(A4)中具有相等的压强Pl并且在第二压力腔(A2)和第三压力腔(A3)中具有压强P(]并且P:> p J寸，总计作用到面积A1+A3上的压力大于作用到面积A2+A4上的压力，这引起阀锥2朝向阀座3的运动进而能够实现阀1的关闭。
[0035]此外，这表示，在第一压力腔(A1)、第二压力腔(A2)和第四压力腔(A4)中具有相等的压强口:并且在第三压力腔(A3)中具有压强p。并且P1>P。时，总计作用到面积A2+A4上的压力大于作用到面积A1+A3上的压力，这引起阀锥2远离阀座3的运动进而能够实现阀1的打开。
[0036]由此，能够在压力腔19中的压强p。和压力腔11和入流腔7中的压强p ^直定时仅通过将在压力腔12中的压强在？1和p。之间变化来打开和关闭阀1。
[0037]此外，在压力腔12中的压强从Pl降低到p。并且在入流腔中施加压强p 4勺情况下自动地关闭阀1。
[0038]阀锥2构成为用于快速关闭。
[0039]因此，上部的台阶17配属于第三压力腔19并且下部的台阶18配属于第一压力腔
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[0040]调节阀锥5除了快速关闭功能之外也具有用于调节蒸汽流的功能。
[0041]因此，根据本发明，通过工作腔的不同的几何形状和应用两个热力学不同的蒸汽状态能够实现，将阀1在存在具有压强Pc和工艺介质的情况下保持在关闭位置中并且通过将工艺介质Pl有针对性地输送到压力腔12中打开。
【主权项】
1.一种用于流体机械、尤其用于蒸汽轮机(10)的阀(1)，其中所述阀(1)包括阀锥(2)和阀座(3)， 其中所述阀锥⑵在阀体⑷中以能相对于所述阀座⑶运动的方式构成， 其中所述阀体(4)具有第一压力腔(11)，所述第一压力腔构成为，使得在所述第一压力腔(11)中加载有压强，所述阀锥⑵沿朝向所述阀座⑶的方向运动， 其中所述阀体(4)具有第二压力腔(12)，所述第二压力腔构成为，使得在所述第二压力腔(12)中加载有压强？1时，所述阀锥(2)沿远离所述阀座(3)的方向运动， 其中所述第一压力腔(11)沿所述阀锥(2)朝向所述阀座(3)的运动方向观察具有投影的有效的第一压力面积A1， 其中所述第二压力腔(12)沿所述阀锥(2)远离所述阀座(3)的运动方向观察具有投影的有效的第二压力面积A2， 其中适用的是Al < A2。2.根据权利要求1所述的阀(1)， 具有用于输送工艺介质、尤其蒸汽的入流腔(7)， 其中在所述阀锥(2)中构成有输入管路(13)或者在阀壳体中构成有输入管路(20)，所述输入管路将所述入流腔(7)与所述第一压力腔(11)流体连接。3.根据权利要求1或2所述的阀(1)， 具有用于将蒸汽输送到所述第二压力腔(12)中的装置， 其中所述装置构成为，使得在所述阀锥(2)沿朝向阀座(3)的方向运动时，所述第二压力腔(12)加载有压强p。， 其中适用的是:Po< P 1。4.根据上述权利要求中任一项所述的阀(1)， 其中所述装置构成为， 使得在所述阀锥(2)远离所述阀座(3)运动时，所述第二压力腔(12)加载有压强Pl。5.根据上述权利要求中任一项所述的阀(1)， 其中所述阀体(4)具有第三压力腔(19)，所述第三压力腔构成为，使得在所述第三压力腔(19)中加载有压强p。时，实现沿朝向阀座(3)的方向作用到所述阀锥⑵上的压力。6.根据上述权利要求中任一项所述的阀(1)， 其中所述阀锥(2)管形地构成， 其中所述阀锥(2)在端侧具有台阶， 其中上部的台阶配属于所述第三压力腔(19)，并且下部的台阶配属于所述第一压力腔(11)。7.根据上述权利要求中任一项所述的阀(1)， 其中在所述阀锥(2)之内设置有调节阀锥，所述调节阀锥构成为用于调节蒸汽流。8.根据上述权利要求中任一项所述的阀(1)， 其中所述阀(1)构成为快速关闭阀。9.根据上述权利要求中任一项所述的阀(1)， 其中所述第三压力腔(19)沿所述阀锥(2)朝向所述阀座(3)的运动方向具有投影的有效的第三压力面积A3， 其中适用的是:A1+A3 > A2。10.根据上述权利要求中任一项所述的阀(1)， 其中所述阀锥⑵沿所述阀锥⑵远离所述阀座⑶的运动方向在入流腔(7)中具有投影的有效的第三压力面积， 其中适用的是:A1+A3 = A2+A4。11.根据权利要求10所述的阀(1)， 其中适用的是:A1 > A4。
【专利摘要】本发明涉及一种阀(1)，其中在考虑工作腔的不同的几何形状和使用热力学不同的状态变量的条件下通过应用工艺内部的介质来实现阀的打开和关闭。
【IPC分类】F01D17/14, F16K31/363, F01D17/10
【公开号】CN105408587
【申请号】CN201480042271
【发明人】扬·卡尔, 安德烈亚斯·卡利沃达, 尼古拉·莱基克, 奥利弗·密斯钦, 马克西米利安·尼德雷厄
【申请人】西门子公司
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2014年7月3日
【公告号】EP2829685A1, EP2992183A2, US20160169030, WO2015010869A2, WO2015010869A3