独体旋转阀芯型汽轮机冷油器六通切换装置的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种独体旋转阀芯型汽轮机冷油器六通切换装置，属于汽轮机冷油器的切换设备制造领域。它包括壳体、总进油管、第一进油管、第二进油管、总回油管、第一回油管、第二回油管、独体阀芯，壳体顶部安装有旋转手柄，独体阀芯上端设有回油槽，独体阀芯下端设有进油槽，独体阀芯顶部设有键槽，有阀杆位于键槽内并与所述旋转手柄的输出端连接；回油槽一侧与总回油管连通，另一侧与第一回油管或第二回油管连通；进油槽一侧与总进油管连通，另一侧与第一进油管或第二进油管连通；独体阀芯上端设有上漏油孔，独体阀芯下端设有下漏油孔。本发明采用内部不存在螺栓连接件的独体阀芯，独体阀芯与壳体之间依靠润滑油压与油膜的粘性实现自密封。
【专利说明】
独体旋转阀芯型汽轮机冷油器六通切换装置
技术领域
[0001]本发明属于汽轮机冷油器的切换设备制造领域，具体涉及一种独体旋转阀芯型汽轮机冷油器六通切换装置。
【背景技术】
[0002]汽轮机润滑油系统的作用是给汽轮发电机的支持轴承、推力轴承和盘车装置提供润滑油，汽轮机润滑油系统是保证汽轮机安全运行的重要系统，汽轮机润滑油系统一旦发生故障，造成汽轮机轴承供油不足(润滑油压过低)或供油中断，将造成机组跳闸甚至发生断油烧瓦事故，可能会引起轴承损坏、动静摩擦、大轴弯曲甚至汽轮发电机组损坏等严重后果。汽轮机润滑油冷油器作为汽轮机润滑油系统的主要设备，其主要作用是在设备内部实现冷却水与润滑油的换热，将润滑油温度降低到厂家要求的轴承供油温度，因此，冷油器在汽轮机润滑油系统中处于十分重要的位置。
[0003]实际工作时，为提高设备可靠性，汽轮机润滑油系统内设置两台互为备用的冷油器，由六通切换装置实现两台冷油器的运行与备用切换。现有的冷油器六通切换装置的壳体内设有四个可平移阀芯，四个可平移阀芯平均分成两组，每组相互联动的平移阀芯由穿过阀芯的四根螺栓连接，两组互联的平移阀芯之间依靠阀杆转动凸轮来完成冷油器的切换。
[0004]同时，按照国家能源局印发的《防止电力生产事故的二十五项重点要求》中8.4.2条中“润滑油冷油器制造时，冷油器切换阀用有可靠的防止阀芯脱落的措施，避免阀芯脱落堵塞润滑油通道导致断油、烧瓦”。另外GB/T 5578-2007《固定式发电用汽轮机规范》中10.1条g款及DL/T 892-2004《电站汽轮机技术条件》10.1条也有相似的规定，国标、行标及能源局颁发的反事故措施中均格外强调冷油器切换装置正常工作的重要性。虽然润滑油冷油器的各种标准规范已经颁布多年，但从事故统计来说，近年来仍多次发生由冷油器六通切换装置故障引起的汽轮机断油烧瓦事故。
[0005]经过研究后发现，造成汽轮机断油烧瓦事故的根源通常是现有的冷油器六通切换装置的内部结构设计不合理，它在运行过程中存在如下问题:
[0006]a、现有的六通切换装置的壳体内部流道较复杂，从而导致壳体内部的润滑油流场不顺。壳体内部的润滑油流过螺栓时会产生漩涡，会引起螺栓振动。同时，润滑油流过阀芯时会产生更严重的扰流，进而引起阀芯振动。振动会损伤阀芯与阀座(阀套)，并使阀芯的对中性变差，进而使阀芯容易发生卡涩现象，影响冷油器的切换运行。
[0007]b、螺栓与阀芯的持续振动会松动并振掉螺母，甚至振断螺栓，导致冷油器进油侧的阀芯脱落，进而导致润滑油供油的管路被切断，从而导致汽轮机轴承发生烧瓦的严重事故事故。
[0008]因此研发出一种新型的汽轮机冷油器六通切换装置，从而减少润滑油断油及烧瓦事故的发生，进而减少烧瓦事故产生的直接损失及间接损失，具有重大的经济效益和社会效益。
【发明内容】
[0009]本发明的目的是为了克服【背景技术】的不足之处，而提供一种独体旋转阀芯型汽轮机冷油器六通切换装置，它采用内部不存在螺栓连接件的阀芯，阀芯与壳体之间依靠润滑油压与油膜的粘性实现自密封，切换安全可靠，安装拆卸极为方便，可以有效改善冷油器切换装置内部润滑油流场，避免因流场不均而引起的设备及管道振动，不会发生螺栓脱落或断裂而引发汽轮机轴承断油烧瓦的事故。
[0010]为了实现上述目的，本发明的技术方案为:独体旋转阀芯型汽轮机冷油器六通切换装置，包括壳体、安装于壳体下端的总进油管、安装于壳体下端的第一进油管、安装于壳体下端的第二进油管、安装于壳体上端的总回油管、安装于壳体上端的第一回油管、安装于壳体上端的第二回油管，壳体顶部安装有旋转手柄，其特征在于:还包括安装于壳体内部且为一体式结构的独体阀芯，独体阀芯上端设有回油槽，独体阀芯下端设有进油槽，独体阀芯顶部设有键槽，有阀杆位于键槽内并与所述旋转手柄的输出端连接;所述回油槽一侧与总回油管连通，另一侧与第一回油管或第二回油管连通;所述进油槽一侧与总进油管连通，另一侧与第一进油管或第二进油管连通;所述独体阀芯上端设有上漏油孔，独体阀芯下端设有下漏油孔;上漏油孔一端与壳体内的容质空间连通，另一端与所述回油槽连通;下漏油孔一端与壳体内的容质空间连通，另一端与所述进油槽连通。
[0011]在上述技术方案中，所述回油槽的横截面底部和/或进油槽的横截面底部为弧形。
[0012]在上述技术方案中，所述回油槽和/或进油槽内安装有弧形导流板。
[0013]在上述技术方案中，所述阀杆与键槽之间为间隙配合，所述上漏油孔一端通过阀杆与键槽之间的间隙与壳体内的容质空间连通，另一端与所述回油槽连通。
[0014]在上述技术方案中，所述第一回油管入口处的中心线与总回油管入口处的中心线之间的夹角为90°，第二回油管入口处的中心线与总回油管入口处的中心线之间的夹角为90°，第一进油管入口处的中心线与总进油管入口处的中心线之间的夹角为90°，第二进油管入口处的中心线与总进油管入口处的中心线之间的夹角为90°。
[0015]在上述技术方案中，所述独体阀芯为铸造成型。
[0016]在上述技术方案中，所述总进油管位于总回油管正下方，所述第一进油管位于第一回油管正下方，所述第二进油管位于第二回油管正下方。
[0017]实际工作时，进油口和回油口可以统称为进出油口，本发明与现有的六通切换装置相比，可以采用更为灵活的接口设置，且内部阀芯(独体旋转型阀芯)为全新研发，通过独体阀芯上特殊设计的开孔(漏油孔)来完成冷油器的流道接通与关闭，独体阀芯与阀杆之间靠键槽连接传动。本发明采用内部不存在螺栓连接件的独体阀芯，独体阀芯与壳体之间依靠润滑油压与油膜的粘性实现自密封，切换安全可靠，安装拆卸极为方便，可以有效改善冷油器切换装置内部润滑油流场，避免因流场不均而引起的设备及管道振动，不会发生螺栓脱落或断裂而引发汽轮机轴承断油烧瓦的事故。
[0018]本发明和现有技术相比，具有如下优点:
[0019](I)本发明切换装置的阀芯为独体旋转型，本发明的独体阀芯仅在对应装置的进出油口和2台冷油器的进出油口的区域开孔，结构简单，通过开孔位置的特殊设计使I台冷油器运行时，另I台冷油器处于封闭状态，独体旋转阀芯是唯一的活动部件，本发明采用两位式切换，快速而且可靠，不易误操作。
[0020](2)如图3、图7和图8所述，第一回油管入口处的中心线和第二回油管入口处的中心线之间的夹角为β，第一回油管入口处的中心线与总回油管入口处的中心线之间的夹角为α，第二回油管入口处的中心线与总回油管入口处的中心线之间的夹角也为α，2α+β =360°，α和β可以根据实际需要进行调整，具有更大的设备布置灵活性，现有的冷油器六通切换装置的两台冷油器进出油口的中心线必须共线。
[0021](3)本发明的独体阀芯和阀杆之间的传动依靠键槽进行传动，无螺栓连接部件，可以避免因螺栓脱落而导致润滑油管路断油。另外阀杆与独体阀芯之间为非刚性连接(间隙配合)，可以充分利用润滑油压力来实现对备用冷油器的密封，在备用冷油器侧内外筒之间形成可靠的密封油膜。
[0022](4)当本发明切换装置独体旋转阀芯为焊接式时，独体阀芯内可设置弧形导流板以形成弧形导流通道;为铸造型式时，可将回油槽的横截面底部和/或进油槽的横截面底部为弧形，从而使回油槽和/或进油槽内形成弧形的导流通道。
[0023](5)当α等于90°时，此时所述独体阀芯9可采用铸造成型也可采用焊接成型，但优选为铸造成型，本发明的独体旋转阀芯的进出油口通道优选为弧形的导流通道，弧形的导流通道可以使切换装置内部流场均匀，降低设备局部阻力，减少由于流场不均带来的设备及管道振动问题的发生几率。
【附图说明】
[0024]图1为当独体阀芯采用焊接成型时，本发明的结构示意图。
[0025]图2为当独体阀芯采用铸造成型时，本发明的结构示意图。
[0026]图3为当独体阀芯采用焊接成型时，总进油管和第一进油管处于连通状态时的结构示意图。
[0027]图4为当独体阀芯采用焊接成型时，总进油管和第二进油管处于连通状态时的结构示意图。
[0028]图5为当独体阀芯采用铸造成型时，独体阀芯的结构示意图。
[0029]图6为当独体阀芯采用铸造成型时，键槽、阀杆、独体阀芯和壳体的连接结构示意图。
[0030]图7为当独体阀芯采用铸造成型时，总进油管和第一进油管处于连通状态时的结构示意图。
[0031]图8为当独体阀芯采用铸造成型时，总进油管和第二进油管处于连通状态时的结构示意图。
[0032]图中1-壳体，2-总进油管，3-第一进油管，4-第二进油管，5-总回油管，6_第一回油管，7-第二回油管，8-旋转手柄，9-独体阀芯，10-回油槽，11-进油槽，12-键槽，13-阀杆，14-上漏油孔，15-下漏油孔。
【具体实施方式】
[0033]下面结合附图详细说明本发明的实施情况，但它们并不构成对本发明的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本发明的优点更加清楚和容易理解。
[0034]参阅附图可知:独体旋转阀芯型汽轮机冷油器六通切换装置，包括壳体1、安装于壳体I下端的总进油管2、安装于壳体I下端的第一进油管3、安装于壳体I下端的第二进油管
4、安装于壳体I上端的总回油管5、安装于壳体I上端的第一回油管6、安装于壳体I上端的第二回油管7，壳体I顶部安装有旋转手柄8，其特征在于:还包括安装于壳体I内部且为一体式结构的独体阀芯9，独体阀芯9上端设有回油槽10，独体阀芯9下端设有进油槽11，独体阀芯9顶部设有键槽12，有阀杆13位于键槽12内并与所述旋转手柄8的输出端连接;所述回油槽1一侧与总回油管5连通，另一侧与第一回油管6或第二回油管7连通;所述进油槽11 一侧与总进油管2连通，另一侧与第一进油管3或第二进油管4连通;所述独体阀芯9上端设有上漏油孔14，独体阀芯9下端设有下漏油孔15;上漏油孔14 一端与壳体I内的容质空间连通，另一端与所述回油槽10连通;下漏油孔15—端与壳体I内的容质空间连通，另一端与所述进油槽11连通。
[0035]优选的，所述回油槽10的横截面底部和/或进油槽11的横截面底部为弧形。优选的，所述回油槽10和/或进油槽11内安装有弧形导流板。优选的，所述阀杆13与键槽12之间为间隙配合，所述上漏油孔14一端通过阀杆13与键槽12之间的间隙与壳体I内的容质空间连通，另一端与所述回油槽10连通。
[0036]优选的，所述总进油管2位于总回油管5正下方，所述第一进油管3位于第一回油管6正下方，所述第二进油管4位于第二回油管7正下方。
[0037]实际工作时，如图3、图4、图7和图8所述，第一进油管入口处的中心线和第二进油管入口处的中心线之间的夹角为β，第一进油管入口处的中心线与总进油管入口处的中心线之间的夹角为α，第二进油管入口处的中心线与总进油管入口处的中心线之间的夹角也为α，2α+β = 360°。
[0038]实际工作时，当独体阀芯9采用铸造成型时，第一进油管入口处的中心线与总进油管入口处的中心线之间的夹角α只能为90°。当独体阀芯9采用焊接成型时，第一进油管入口处的中心线与总进油管入口处的中心线之间的夹角α可以根据需要采用不同的数值(如图3和图4所示的α为135° )。
[0039]如图7和图8所示，当第一进油管入口处的中心线与总进油管入口处的中心线之间的夹角α为90°时，此时所述独体阀芯9可采用铸造成型也可采用焊接成型，但优选为铸造成型，此时独体阀芯9的成型效果较好。
[0040]优选的，所述第一回油管6入口处的中心线与总回油管5入口处的中心线之间的夹角为90°，第二回油管7入口处的中心线与总回油管5入口处的中心线之间的夹角为90°，第一进油管6入口处的中心线与总进油管2入口处的中心线之间的夹角为90°，第二进油管7入口处的中心线与总进油管2入口处的中心线之间的夹角为90°。
[0041]如图1?图7所示，本发明采用独体旋转圆筒作为阀芯，独体阀芯的转动依靠键槽的转动来实现，六通切换装置内部无螺栓连接部件，可靠性高。由于阀芯与阀杆之间并非刚性连接，因此依靠润滑油油压可在阀芯和外筒之间形成密封油膜，对备用冷油器密封。此外在正对冷油器的总进油管和总回油管的区域，阀体内可设置弧形导流板，弧形导流板可以改善切换装置内部润滑油流场，降低设备局部阻力，减小因流场不均带来的设备及管道振动问题，具有节能提效和提高设备可用率的多重效益。
[0042]以α为90°为例(β为180°)，第一进油管和总进油管的油路连通关系如图7和图8所示，如图5所示，整个独体阀芯为一体式结构，独体阀芯内部无其它活动部件，独体阀芯可通过铸造成型，独体阀芯的结构稳定性较高，优选的，独体阀芯可在进出油区域采用机加工方式挖出弧形导流通道，在阀芯顶部和底部仅边缘部分与底盖和端盖接触，减少阀芯转动阻力，上漏油孔和下漏油孔可使阀芯与外筒之间充满润滑油。如图6所示，独体阀芯顶部可开槽(键槽)，阀杆与键槽之间呈间隙配合，独体阀芯可依靠阀杆的转动而转动，同时由于独体阀芯与阀杆之间为间隙配合，故本发明可以依靠润滑油油压实现独体阀芯和壳体之间的密封。图7为设备正常工作位示意图，润滑油从总进油口进入，经弧形导流板导流后，进入到冷油器的第一进油内，在冷油器的壳体内部完成与冷却水的换热降温，然后从总出油管离开冷油器，整个工作过程中第二进油管和第二出油管均处于封闭状态。如图8所示，此时阀芯已经小角度旋转，第二回油管被打开，第一回油管被封闭，此时润滑油经由第二回油管完成与冷却水的换热降温。
[0043]其它未说明的部分均属于现有技术。
【主权项】
1.独体旋转阀芯型汽轮机冷油器六通切换装置，包括壳体(I)、安装于壳体(I)下端的总进油管(2)、安装于壳体(I)下端的第一进油管(3)、安装于壳体(I)下端的第二进油管(4)、安装于壳体(I)上端的总回油管(5)、安装于壳体(I)上端的第一回油管(6)、安装于壳体(I)上端的第二回油管(7)，壳体(I)顶部安装有旋转手柄(8)，其特征在于:还包括安装于壳体(I)内部且为一体式结构的独体阀芯(9)，独体阀芯(9)上端设有回油槽(10)，独体阀芯(9)下端设有进油槽(11)，独体阀芯(9)顶部设有键槽(12)，有阀杆(13)位于键槽(12)内并与所述旋转手柄(8)的输出端连接;所述回油槽(10)—侧与总回油管(5)连通，另一侧与第一回油管(6)或第二回油管(7)连通;所述进油槽(11) 一侧与总进油管(2)连通，另一侧与第一进油管(3)或第二进油管(4)连通;所述独体阀芯(9)上端设有上漏油孔(14)，独体阀芯(9)下端设有下漏油孔(15);上漏油孔(14)一端与壳体(I)内的容质空间连通，另一端与所述回油槽(10)连通;下漏油孔(15)—端与壳体(I)内的容质空间连通，另一端与所述进油槽(11)连通。2.根据权利要求1所述的独体旋转阀芯型汽轮机冷油器六通切换装置，其特征在于:所述回油槽(10)的横截面底部和/或进油槽(11)的横截面底部为弧形。3.根据权利要求1所述的独体旋转阀芯型汽轮机冷油器六通切换装置，其特征在于:所述回油槽(10)和/或进油槽(11)内安装有弧形导流板。4.根据权利要求1至3中任一项权利要求所述的独体旋转阀芯型汽轮机冷油器六通切换装置，其特征在于:所述阀杆(13)与键槽(12)之间为间隙配合，所述上漏油孔(14) 一端通过阀杆(13)与键槽(12)之间的间隙与壳体(I)内的容质空间连通，另一端与所述回油槽(10)连通。5.根据权利要求4所述的独体旋转阀芯型汽轮机冷油器六通切换装置，其特征在于:所述第一回油管(6)入口处的中心线与总回油管(5)入口处的中心线之间的夹角为90°，第二回油管(7)入口处的中心线与总回油管(5)入口处的中心线之间的夹角为90°，第一进油管(6)入口处的中心线与总进油管(2)入口处的中心线之间的夹角为90°，第二进油管(7)入口处的中心线与总进油管(2)入口处的中心线之间的夹角为90°。6.根据权利要求5所述的独体旋转阀芯型汽轮机冷油器六通切换装置，其特征在于:所述独体阀芯(9)为铸造成型。7.根据权利要求5所述的独体旋转阀芯型汽轮机冷油器六通切换装置，其特征在于:所述总进油管(2)位于总回油管(5)正下方，所述第一进油管(3)位于第一回油管(6)正下方，所述第二进油管(4)位于第二回油管(7)正下方。8.根据权利要求6所述的独体旋转阀芯型汽轮机冷油器六通切换装置，其特征在于:所述总进油管(2)位于总回油管(5)正下方，所述第一进油管(3)位于第一回油管(6)正下方，所述第二进油管(4)位于第二回油管(7)正下方。
【文档编号】F16K11/085GK106065961SQ201610630354
【公开日】2016年11月2日
【申请日】2016年8月4日
【发明人】徐传海, 胡皓, 许玉新, 李志远, 王谦, 田庆峰, 陈勇, 阮刚
【申请人】中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司