應用於燃氣輪機防喘放氣的氣動控制器的製造方法
2023-05-07 01:45:11
應用於燃氣輪機防喘放氣的氣動控制器的製造方法
【專利摘要】本發明提供應用於燃氣輪機防喘放氣的氣動控制器，由充氣電磁鐵和放氣電磁鐵組合控制壓縮空氣控制流路的「打開」和「關閉」，且設置故障針閥應對緊急情況，活塞式的開關結構工作順暢，易於更換。可以實現對「用氣設備」的長時間控制，提高燃氣輪機穩定工作範圍具有良好效果，接通和斷開氣動控制器的電磁鐵的供電短時間內完成，線圈不易燒毀，安全可靠性高，尤其在有防爆要求的場合下；採用壓縮空氣作為動力源，操控動力強勁、響應靈敏、維護簡單；尺寸空間較小，在燃氣輪機外圍安裝調整方便，維護保養容易。
【專利說明】應用於燃氣輪機防喘放氣的氣動控制器
[0001]
【技術領域】： 本發明涉及燃氣輪機部件領域，具體涉及一種應用於燃氣輪機防喘放氣的氣動控制 器。
[0002]
【背景技術】： 在燃氣輪機啟動及低工況運行過程中，為保證燃氣輪機穩定工作裕度，在壓氣機級間 旁通空氣，提高燃氣輪機穩定工作範圍。為避開壓氣機喘振邊界線，通常控制上要求快速越 過燃氣輪機過渡放氣過程，然而，燃氣輪機實際帶載運行過程中，可能會在過渡放氣的低工 況運行時間較長，這就需要氣動控制器長時間供壓縮空氣使旁通空氣閥打開，從功能上講， 兩位三通電磁閥也可以實現對旁通放氣閥的控制，但是，電磁閥需要長時間通電，易燒毀線 圈，不安全，尤其在有防爆場合的要求下。為解決上述兩種問題，發明設計一種應用於燃氣 輪機防喘放氣的氣動控制器，以壓力氣源為動力，接通和斷開氣動控制器的電磁鐵的供電 是由控制系統短時間內完成的，來自放氣終點開關的信號用於關閉電源。氣動控制器的電 磁鐵上沒有通電時，通過內置氣動記憶裝置保持氣動控制器的設定位置，因此，此氣動控制 器安全可靠、操控動力強勁、響應靈敏、維護簡單。
[0003]
【發明內容】
： 本發明的目的在於提供一種應用於燃氣輪機防喘放氣的氣動控制器，該氣動控制器可 以控制壓氣機級間旁通空氣的放氣閥。
[0004] 本發明為解決上述技術問題採取的技術方案是：應用於燃氣輪機防喘放氣的氣動 控制器，包括閥體，閥體內部有一沉孔，沉孔內依次置有相互接觸的活塞套、閥座和絲堵，絲 堵密封螺紋連接閥體，絲堵內部有沉孔，活塞套內孔密封間隙配合連接有活塞，活塞下部依 次置有相互接觸的閥芯、閥座、閥芯和彈簧，彈簧下部抵在絲堵的沉孔底部，閥芯的杆部與 閥座內孔間隙配合，閥座中心孔上部下部分別插有閥芯的杆部，上部閥芯的傘形頭部底平 面朝下，下部閥芯的傘形頭部底平面朝上，閥座與閥芯接觸面為凸起的圓環，圓環內部有洩 流孔與閥座中部的凹進連通，閥座中部凹進位置，閥體開有通孔與閥體外部連通並於閥體 外殼表面與充氣接頭螺紋連接； 絲堵的沉孔與管壁之間開有若干通孔，絲堵的通孔位置，閥體上開有通孔與閥體外部 連通並於閥體表面與進氣接頭螺紋連接，進氣接頭內置有濾網； 閥體上開有兩個沉孔，分別螺紋連接放氣電磁鐵和充氣電磁鐵，放氣電磁鐵沉孔內部 置有小彈簧、放氣銜鐵和銜鐵閥座，銜鐵閥座與閥體螺紋密封連接，銜鐵閥座與放氣銜鐵之 間通過圓錐環面接觸，銜鐵閥座有貫通的中心孔； 放氣銜鐵下部的銜鐵閥座下部有放氣孔道與節流孔道連通，節流孔道連通充氣管接頭 內側的閥體通孔和活塞套所在的閥體的沉孔孔壁頂部，節流噴嘴螺紋連接閥體並且節流噴 嘴的節流孔處在節流孔道之間，在放氣銜鐵與銜鐵閥座之間的外部腔室處，在閥體上設有 與外部大氣相通的放氣孔； 充氣電磁鐵沉孔內部置有小彈簧、充氣銜鐵和銜鐵閥座，銜鐵閥座與閥體螺紋密封連 接，銜鐵閥座與充氣銜鐵之間通過圓錐環面接觸，銜鐵閥座有貫通的中心孔； 閥體內開有充氣孔道連通進氣接頭內側的閥體通孔和充氣銜鐵下部的銜鐵閥座，充 氣銜鐵所在的閥體沉孔孔壁上開有活塞充氣孔道連通於活塞套所在的閥體的沉孔孔壁頂 部； 活塞套的下部筒壁處開有若干旁通孔，旁通孔位置的閥體上開有排氣孔與閥體外部連 通，活塞套頂部筒壁上開有若干豁槽。
[0005] 活塞套內孔間隙配合連接活塞，活塞配合面之間設有兩道環槽，環槽內置有聚四 氟乙烯脹圈，聚四氟乙烯脹圈伸出的唇部內側和活塞之間置有橡膠圈。
[0006] 閥芯的傘形頭部的底平面與閥座接觸的環面位置開有環槽，環槽內硫化固定橡膠 密封環。
[0007] 充氣銜鐵所在的閥體沉孔孔壁上開有故障孔道與閥體外部連通，故障孔道有一節 點位置設置有故障針閥；放氣孔道的孔壁上開有故障孔道與閥體外部連通，故障孔道有一 節點位置設置有故障針閥。
[0008] 本發明具有如下有益效果：可以實現對"用氣設備"的長時間控制，提高燃氣輪機 穩定工作範圍具有良好效果，接通和斷開氣動控制器的電磁鐵的供電短時間內完成，線圈 不易燒毀，安全可靠性高，尤其在有防爆要求的場合下；採用壓縮空氣作為動力源，操控動 力強勁、響應靈敏、維護簡單；尺寸空間較小，在燃氣輪機外圍安裝調整方便，維護保養容 易。
[0009]
【專利附圖】
【附圖說明】： 圖1本發明的結構示意圖； 圖2附圖1中充氣閥的結構示意圖； 圖3是附圖1中活塞、活塞套的結構示意圖； 附圖4是附圖1中閥座的結構示意圖。
[0010] 圖中1-放氣電磁鐵，2-放氣銜鐵，3-放氣孔，4-故障針閥，5-故障孔道，6-閥體， 7_充氣管接頭，8-閥座，9-絲堵，10-彈簧，11-濾網，12-進氣接頭，13-活塞，14-充氣孔 道，15-銜鐵閥座，16-聚四氟乙烯脹圈，17-充氣銜鐵，18-充氣電磁鐵，19-閥芯，20-節流 噴嘴，21-放氣孔道，22-節流孔道，23-排氣孔，24-活塞套，25-橡膠密封環，26-橡膠圈， 27-旁通孔，28-洩流孔，29-豁槽，30-活塞充氣孔道。
【具體實施方式】： 下面結合附圖對本發明作進一步說明： 由圖1結合圖2?圖4所示，應用於燃氣輪機防喘放氣的氣動控制器，包括閥體6,閥 體6內部有一沉孔，沉孔內依次置有相互接觸的活塞套24、閥座8和絲堵9,絲堵9密封螺 紋連接閥體6,絲堵9內部有沉孔，活塞套24內孔密封間隙配合連接有活塞13,活塞13下 部依次置有相互接觸的閥芯19、閥座8、閥芯19和彈簧10,彈簧10下部抵在絲堵9的沉孔 底部，閥芯19的杆部與閥座8內孔間隙配合，閥座8中心孔上部下部分別插有閥芯9的杆 部，上部閥芯19的傘形頭部底平面朝下，下部閥芯19的傘形頭部底平面朝上，閥座8與閥 芯19接觸面為凸起的圓環，圓環內部有洩流孔28與閥座8中部的凹進連通，閥座8中部凹 進位置，閥體6開有通孔與閥體6外部連通並於閥體6外殼表面與充氣管7接頭螺紋連接； 絲堵9的沉孔與管壁之間開有若干通孔，絲堵9的通孔處，閥體6上開有通孔與閥體6 外部連通並於閥體6表面與進氣接頭12螺紋連接，進氣接頭12內置有濾網11 ; 閥體6上開有兩個沉孔，分別螺紋連接放氣電磁鐵1和充氣電磁鐵18,放氣電磁鐵1沉 孔內部置有小彈簧、放氣銜鐵2和銜鐵閥座15,銜鐵閥座15與閥體6螺紋密封連接，銜鐵閥 座15與放氣銜鐵2之間通過圓錐環面接觸，銜鐵閥座15有貫通的中心孔； 放氣銜鐵2下部的銜鐵閥座15下部有放氣孔道21與節流孔道22連通，節流孔道22 連通充氣管接頭7內側的閥體6通孔和活塞套24所在的閥體6的沉孔孔壁頂部，節流噴嘴 20螺紋連接閥體6並且節流噴嘴20的節流孔處在節流孔道22之間，放氣銜鐵2與銜鐵閥 座15之間的外部腔室經閥體6上的放氣孔3與外部大氣相通； 充氣電磁鐵18沉孔內部置有小彈簧、充氣銜鐵17和銜鐵閥座15,銜鐵閥座15與閥體 螺紋密封連接，銜鐵閥座15與充氣銜鐵17之間通過圓錐環面接觸，銜鐵閥座15有貫通的 中心孔； 閥體8內開有充氣孔道14連通進氣接頭12內側的閥體6通孔和充氣銜鐵17下部的 銜鐵閥座15,充氣銜鐵17所在的閥體6沉孔孔壁上開有活塞充氣孔道30連通於活塞套24 所在的閥體6的沉孔孔壁頂部； 活塞套24的下部筒壁處開有若干旁通孔27,旁通孔27位置的閥體6上開有排氣孔23 與閥體6外部連通，活塞套24頂部筒壁上開有若干豁槽29。
[0011] 活塞套24內孔間隙配合連接活塞13,活塞13配合面之間設有兩道環槽，環槽內置 有聚四氟乙烯脹圈16,聚四氟乙烯脹圈16伸出的唇部內側和活塞13之間置有橡膠圈26。
[0012] 閥芯19的傘形頭部的底平面與閥座8接觸的環面位置開有環槽，環槽內硫化固定 橡膠密封環25。
[0013] 充氣銜鐵17所在的閥體6沉孔孔壁上開有故障孔道5與閥體6外部連通，故障孔 道5有一節點位置設置有故障針閥4 ;放氣孔道21的孔壁上開有故障孔道5與閥體6外部 連通，故障孔道5有一節點位置設置有故障針閥4。
[0014] 燃氣輪機在達到設定的某一較低工況時，控制系統給氣動控制器充氣電磁閥供 電，控制氣體經氣動控制器向壓氣機級間旁通空氣放氣閥充氣，打開旁通空氣放氣閥。在達 到設定的某一高工況時，控制系統給氣動控制器放氣電磁閥供電，氣動控制器放氣孔打開， 關閉控制氣體通路，同時關閉旁通空氣放氣閥。
[0015] 氣動控制器不工作時，壓縮空氣通過管接頭12和濾網11供到下部閥芯19和充氣 銜鐵17的下方。下部閥芯19在彈簧10和壓縮空氣的作用下壓向自己的閥座8,遮住空氣 流向充氣管接頭7的通路。上部閥芯19從自己的閥座上被鬆開，經放氣孔23使充氣接頭7 與大氣接通。充氣銜鐵17通過充氣電磁鐵18上的彈簧壓倒閥座15上。放氣銜鐵2通過 放氣電磁鐵1上的彈簧壓倒閥座15上。
[0016] 向用氣設備供應壓縮空氣時，氣動控制器工作，必須向充氣電磁鐵18供電。充氣 銜鐵17壓迫彈簧，使其離開自己的閥座，為壓縮空氣打開從進氣管接頭12到活塞13上面 腔室的通路。活塞13在壓縮空氣的作用下壓迫彈簧10,把上部閥芯19壓向自己的閥座， 把下部閥芯19從自己的閥座上鬆開。從而，打開壓縮空氣由進氣管接頭12到充氣管接頭 7的通道，遮住排氣孔23。壓縮空氣經過充氣管接頭7輸送到"用氣設備"。執行完命令後， 由信號裝置發出已執行給出指令的信號，從充氣電磁鐵18上撤掉電源。在充氣電磁鐵內小 彈簧10作用下充氣銜鐵17壓向自己的閥座，這時活塞13上部腔內的空氣壓力靠節流噴嘴 20的溢氣來保持，下部閥芯19處於從閥座上鬆開狀態，壓縮空氣從進氣管接頭12、經充氣 管接頭7 -直向"用氣設備"供氣。
[0017] 在"用氣設備"不需要供氣時，由控制器向放氣電磁鐵1供電。放氣銜鐵2壓迫彈 簧離開自己的閥座，把活塞13上部腔內的空氣經放氣孔3放入大氣。
[0018] 在彈簧10和壓縮空氣的作用下，下部閥芯19壓向自己的閥座，遮蓋上從進氣管接 頭12經充氣管接頭7向"用氣設備"的供氣通道。上部閥芯離開自己的閥座，打開用氣設 備放氣口經充氣管接頭7和排氣孔23排入大氣。
[0019] 在完成指令之後，從信號裝置給出完成給定指令的電信號，撤掉放氣電磁鐵1上 的電源。放氣銜鐵2被放氣電磁鐵1的彈簧壓向自己的閥座，此時活塞13上部腔內的空氣 壓力藉助於節流噴嘴20的溢流，上部閥芯19和排氣孔23,保持大氣壓力。
[0020] 為防止電磁鐵1和18損壞，設置充氣故障針閥和放氣故障針閥4。
[0021] 氣動控制器的充氣和關閉過程需要靠閥芯19與閥座8具有良好的密封性能，件13 活塞和活塞套筒24之間具有良好的滑動和密封特性，因此閥芯19、活塞13為氣動控制器 的關鍵部件，其中閥芯19、閥座8密封面鑲嵌有橡膠密封環25,在壓縮空氣和彈簧壓力作用 下，橡膠密封圈25與閥座8接觸面具有良好的密封特性；活塞13外溝槽內安裝有聚四氟乙 烯脹圈16,內側有橡膠圈26使脹圈外脹，活塞13靠聚四氟乙烯脹圈16和橡膠圈26與活塞 套筒24之間形成了良好的滑動特性且密封性能良好。
【權利要求】
1. 一種應用於燃氣輪機防喘放氣的氣動控制器，包括閥體（6)，其特徵在於：閥體（6) 內部有一沉孔，沉孔內依次置有相互接觸的活塞套（24)、閥座（8)和絲堵（9)，絲堵（9)密 封螺紋連接閥體（6)，絲堵（9)內部有沉孔，活塞套（24)內孔密封間隙配合連接有活塞 (13)，活塞（13)下部依次置有相互接觸的閥芯（19)、閥座（8)、閥芯（19)和彈簧（10)，彈簧 (10)下部抵在絲堵（9)的沉孔底部，閥芯（19)的杆部與閥座⑶內孔間隙配合，閥座（8) 中心孔上部下部分別插有閥芯（9)的杆部，上部閥芯（19)的傘形頭部底平面朝下，下部閥 芯（19)的傘形頭部底平面朝上，閥座⑶與閥芯（19)接觸面為凸起的圓環，圓環內部有洩 流孔（28)與閥座（8)中部的凹進連通，閥座（8)中部凹進位置，閥體（6)開有通孔與閥體 (6)外部連通並於閥體（6)外殼表面與充氣管接頭（7)螺紋連接； 絲堵（9)的沉孔與管壁之間開有若干通孔，絲堵（9)的通孔處，閥體（6)上開有通孔與 閥體（6)外部連通並於閥體（6)表面與進氣接頭（12)螺紋連接，進氣接頭（12)內置有濾 網（11); 閥體（6)上開有兩個沉孔，分別螺紋連接放氣電磁鐵（1)和充氣電磁鐵（18)，放氣電磁 鐵⑴沉孔內部置有小彈簧、放氣銜鐵⑵和銜鐵閥座（15)，銜鐵閥座（15)與閥體（6)螺 紋密封連接，銜鐵閥座（15)與放氣銜鐵（2)之間通過圓錐環面接觸，銜鐵閥座（15)有貫通 的中心孔； 放氣銜鐵⑵下部的銜鐵閥座（15)下部有放氣孔道（21)與節流孔道（22)連通，節 流孔道（22)連通充氣管接頭（7)內側的閥體（6)通孔和活塞套（24)所在的閥體（6)的沉 孔孔壁頂部，節流噴嘴（20)螺紋連接閥體（6)並且節流噴嘴（20)的節流孔處在節流孔道 (22)之間，在放氣銜鐵（2)與銜鐵閥座（15)之間的外部腔室處，在閥體（6)上設有與外部 大氣相通的放氣孔（3); 充氣電磁鐵（18)沉孔內部置有小彈簧、充氣銜鐵（17)和銜鐵閥座（15)，銜鐵閥座 (15)與閥體螺紋密封連接，銜鐵閥座（15)與充氣銜鐵（17)之間通過圓錐環面接觸，銜鐵閥 座（15)有貫通的中心孔； 閥體（6)內開有充氣孔道（14)連通進氣接頭（12)內側的閥體（6)通孔和充氣銜鐵 (17)下部的銜鐵閥座（15)，充氣銜鐵（17)所在的閥體（6)沉孔孔壁上開有活塞充氣孔道 (30)連通於活塞套（24)所在的閥體（6)的沉孔孔壁頂部； 活塞套（24)的下部筒壁處開有若干旁通孔（27)，旁通孔（27)位置的閥體（6)上開有 排氣孔（23)與閥體（6)外部連通，活塞套（24)頂部筒壁上開有若干豁槽（29)。
2. 根據權利要求1所述的應用於燃氣輪機防喘放氣的氣動控制器，其特徵在於：活塞 套（24)內孔間隙配合連接活塞（13)，活塞（13)配合面之間設有兩道環槽，環槽內置有聚四 氟乙烯脹圈（16)，聚四氟乙烯脹圈（16)伸出的唇部內側和活塞（13)之間置有橡膠圈（26)。
3. 根據權利要求1所述的應用於燃氣輪機防喘放氣的氣動控制器，其特徵在於：閥芯 (19)的傘形頭部的底平面與閥座（8)接觸的環面位置開有環槽，環槽內硫化固定橡膠密封 環（25)。
4. 根據權利要求1所述的應用於燃氣輪機防喘放氣的氣動控制器，其特徵在於：充氣 銜鐵（17)所在的閥體（6)沉孔孔壁上開有故障孔道（5)與閥體（6)外部連通，故障孔道 (5) 有一節點位置設置有故障針閥（4);放氣孔道（21)的孔壁上開有故障孔道（5)與閥體 (6) 外部連通，故障孔道（5)有一節點位置設置有故障針閥（4)。
【文檔編號】F02C9/18GK104088706SQ201410305985
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月1日 優先權日:2014年7月1日
【發明者】孫鵬, 馬正軍, 劉偉, 李卓, 欒永軍, 劉文文, 張善科, 常春輝 申請人:中國船舶重工集團公司第七 三研究所