专利名称：单向阀阀板的位置探测器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种单向阀，主要用在汽轮机蒸汽系统的排出管线中，特别是用于指示单向阀阀板的位置和状况的监视器。
本发明特别用在与汽轮机相连的蒸汽管路中，这种汽轮机通常用于驱动大型发电机组以产生强大的电力。这种汽轮机一发电机设备中的问题是当设备经过几年的使用，特别是周期性地使用和/或移动后，会出现水或冷蒸汽进入汽轮机的事故。热循环设备中的故障会在很高的地方导致进水和冷蒸汽，这些地方包括是蒸汽引入管线，热-再加热蒸汽输入管线，冷-再加热蒸汽管线，排气管线，蒸汽密封系统以及汽轮机的排水管处。进入发电机的水或冷蒸汽除了会导致设备损坏和机械故障外，还会严重地影响设备的寿命。
进水事故如此严重，以至美国机械工程师协会(ASME)建立了一个汽轮机水损委员会，并在美国国家标准协会/美国机械工程师协会TDJ-1-1985号中订立了防止水损的电站设计规范。最近，就发电设备实际运行状况(电力研究所EPRI)作了研究，並由研究所提出公布一个报告，该报告为CS-4285，题目为“蒸汽轮机进水的探测，第3期，现场示范”。这些研究强调要对用于蒸汽轮机中的系统加以监视，以防发生进水这样的严重问题。
目前，进水事故主要发生在排出管线，加热器和冷-再加热管线中。为防止进水或至少是减少进水，有人提出在蒸汽轮机的排出管线上安装单向阀。这种阀可允许蒸汽向一个方向流动，它防止，至少是阻止反方流动。这种阀的使用是公知的，它並不构成本发明的一部份。
单向阀的一个严重问题是它会在与蒸汽轮机相连的蒸汽系统的恶劣环境中失效。这些蒸汽管线和容器中的阀，静止或非静止构件在没有任何破损的表面迹向的情况下可能损坏。就单向阀来说，损坏可以包括阀板磨损不能关闭，阀板剧烈振动导致松脱，並被向下推至加热器。这样不但损坏了阀本身，而且这种损坏可能在很长的时间里没有被发觉，最后进水事故可能导致主汽轮机发生故障。
因此，本发明的目的是提供一种用于探测单向阀，或其它设备工作是否正常的装置。
本发明的目的是通过这样一个单向阀而实现的。该阀包括一个阀体和一个阀板，阀体有一个检测开口，开口由一个装在它上面的盖板封闭，阀板装在阀体中，並可在其开启和关闭位置之间摆动。其特征是在阀体中，盖板的内表面上，邻近阀板的开启位置装有一个金属接近探测器，它包括一电响应装置，当阀板不在其开启位置时，探测器可提供一改变的电信号。
电响应装置最好至少包括一线圈，该线圈通常是圆形的，并最好沿检测盖板的内表面延伸。在本发明的一个实施例中，电响应装置包括一单个线圈，它是圆形的，并装在一陶瓷腔体中，陶瓷腔体紧贴在阀开口盖板的内表面上。
通过下面(参见附图)举例对本发明最佳实施例的描述，可以更好地理解本发明，其中
图1是一剖面图，表示一个装在蒸汽管路上的单向阀和装有本发明的接近探测器和监视器;
图2是本发明探测器的部份透视图;
图3是与图2相似的透视图，表示本发明的另一种形式的探测器的一部分;
图4表示用于本发明的一种电路的电路图;
图5表示用于本发明的另一种电路的电路图。
图1表示一单向阀10，它适于安装在与蒸汽轮机(未示出)相连的蒸汽管路12内。蒸汽管路12内蒸汽正常的流动方向如箭头14所示。阀就其机械特性来说，通常包括一阀体15和一阀板16。阀板16可摆动地安装在阀体15内，它可绕安装销18的轴线在如图1中实线所示的开启位置和虚线所示的系闭位置之间摆动。当阀板16位于其关闭位置时，它将阀10的间隙20封闭，从而可以防止蒸汽沿箭头14的反方向流动。
正如现有技术领域的一般技术人员所公知的，在本发明中，阀10的阀板16对介质的流动、重力和/或外界关闭作用起反应。蒸汽沿箭头14方向的流动能将阀板16顶向其开启位置，或沿箭头14反方向的流动再加上重力和/或外界关闭作用，将会使阀板16绕稍子18转到其关闭位置，如图1中虚线所示。另外，阀，例如阀10可装有公知的操纵装置，根据系统内的条件，该操纵装置可操纵地与阀板16相连以停止阀板16绕销子18和在关闭位置与开启位置间的转动。这种装置可以，如在得到要进水的信号时作出反应，在由于进水事故而导致管路12内反向流动之前关闭阀10。
阀体15有一进口22，进口22由盖板24封闭，如图1所示，盖板24通常通过螺钉26或其它类似的传统方式固定在阀体15上。
一金属探测器27包括一电响应装置28装在阀体15内邻近阀板16开启位置处。当阀板16不在其开启位置时，电响应装置28可提供一变化的电信号，这将在后面详述。
如图2所示的一种最佳形式，电响应装置28包括一个装在环形陶瓷腔体34中的环形搜索线圈32。图2只是电响应装置的部分视图，实际上它是圆形的，并通过安装件，比如螺钉36紧贴在盖板24的表面30上，如图2所示。因此，腔体34提供了一支座，以使线圈32与阀10绝缘。
探测器27还包括电导线38，对阀体15内条件变化作出响应的电路系统40，以及根据系统40输出的电信号而提供一可见信号或电信号的装置。
本发明中所用的最佳电路如图4所示，在图4中，线圈32位于电路图左手下角的位置。图4所示的电路是传统的感应惠斯登(Weatstone)电桥电路，该电路包括一线圈44和一交流信号源46。在此电路中，调整可移动的芯子48直到通过电桥50的电压V0等于零或近似为零。线圈32的电感将随阀板16的位置变化而变化，从而导致电桥50的电压发生变化，测量这一电压，即可表示出阀板16的移动。
另一可用于本发明的电路如图5所示该电路与美国专利3，017，621号中的电路关系相似，在图5中用参考标号40′表示。电路40′是一线性变化差动变压器式电路，並包括一初级线圈32′和一次级线圈32″，两线圈均须装在阀体内。线路40′包括一交流电源46′，参考线圈44′和44″，以及可调芯子48′，该芯子48′对电路进行初始调节，以便在电路的50′段产生一初始电压V0，线路段50′上的电压V0将随金属阀板16的接近情况而变化，金属阀板16的位置使线圈32′和32″之间的电感耦合发生变化。
图5所示的电路用于图3所示的结构，其中线圈通过陶瓷腔体34隔开並由腔体34′使线圈与盖板24绝缘。腔体34′通过带有螺钉36′和螺钉装置安装在盖板24上，如图3所示。腔体34′用于支承线圈32′和32″並使两线圈相互分隔开，但腔体34′与腔体34相似。
阀板16离开其开启位置，将会导致图4电路中的线圈32和图5电路中的线圈32′，32″中的电感发生变化。无论那种情况，都会使电压V0发生相应的变化，表示阀板16实际上已离开其开启位置。因此，本发明的装置可用于监视发往阀门关闭机构的关闭信号的执行情况，因为阀门关闭机构的动作导致阀板16离开其开启位置。此外，如果阀板不在开启位置，那么就有一不变的信号表示这种缺少阀板的情况。如果阀板处于正常工作状态，电信号就不发生变化。
在最佳形式中，参看图2和3，线圈32或32′和32″通常是圆形的並沿盖板24的内表面延伸。此外，无论在那种实施例中，线圈都装在一陶瓷腔体34或34′中，该腔体34或34′紧贴在表面30上。这一安装方式为电路系统提供了一可靠的参考点。线圈32或32′、32″最好由铜丝制成，铜丝上带有一层高温陶瓷涂层，线圈32或32′32″粘结在图2所示结构的槽52或图3所示结构的槽52″中。槽32和32′32″在图2的结构中是由相对的陶瓷环34a和34b构成的，而在图3的结构中是由陶瓷环34a′和34b′构成的。环34a和34b以及环34a′和34b′可用高温萨尔森(Saureisen)粘合剂粘结在一起。绝缘材料最好选用那些寿命较长和机械性能较好的材料，这些材料都是现有的，将阀内导线引向外面的导管可选用小直径的导管，而这种导管也已公知，它並不属于本发明。
在使用当中，当阀板16处于安全开启位置时，如图1中实线所示，对图4和5中所示的电路系统用芯子48或48′进行调节，使得系统显示的信号为零或信号值很小。当阀受外力作用时，阀板将离开盖板24而向其关闭位置摆动。由此引起电路中的不平衡可从电路系统很容易地探测到。这一探测过程可以周期性地进行，以便确定在外力的作用下阀板是否适当以及阀板的响应。因此，本发明的装置可作为一早期事故探测器，以便探测在振动和冲击的作用下，阀板是否会发生故障。此外，如果阀板失落，这将会在电路系统中产生永久性的电路不平衡，而这一现象可以立即探测出，从而防止汽轮机损坏。
本发明的阀可用于检查(1)响应关闭信的启动器，(2)修正外操纵器和阀杆之间的机械耦合，(3)阀杆的自由转动，(4)随阀杆的转动，阀杆上的阀板是否松脱，(5)阀板是否确定安装在阀杆上。
权利要求
1.一单向阀，它包括一阀体15，阀体15有一开口22，一盖板24用于封闭开口22，一安装在阀体15内的阀板16，阀板16可在其开启位置和关闭位置之间摆动，其特征是一包括电响应装置28的金属接近探测器安装在阀体15内的所述盖板24的内表面上並邻近阀板16的开启位置，当所述阀板16不在其开启位置时，电响应装置将提供一改变的电信号。
2.如权利要求1所述的阀，其特征是所述电响应装置28至少包括一个邻近上述开启位置设置的线圈32。
3.如权利要求2所述的阀，其特征是所述线圈32装在一陶瓷腔体34b中，而腔体34b紧贴安装在所述盖板24上。
4.如权利要求2或3所述的阀，其特征是所述电响应装置是圆形的並至少包括一线圈32。
全文摘要
蒸汽轮机的蒸汽管线中的单向阀，它包括一阀体15和阀板16，阀板16装在阀体15内，并可在其开启位置和关闭位置之间摆动。在阀体开口的盖板24的内表面上并邻近阀开启位置处装有一金属接近探测器28，当阀板16离开其开启位置时，就会产生一信号，指示这一情况。
文档编号F16K37/00GK1042767SQ88107830
公开日1990年6月6日 申请日期1988年11月15日 优先权日1987年11月16日
发明者迈克尔·多德克里博 申请人:西屋电气公司