專(zhuān)利名稱：組合活塞環(huán)及閥桿的分級(jí)泄漏密封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及一種蒸汽輪機(jī)的閥，更特別地是涉及一種閥桿的密封裝置。
背景技術(shù)：
在蒸汽輪機(jī)應(yīng)用中，由于閥桿密封不好而造成的附加蒸汽損失導(dǎo)致效率降低和電力輸出損失。蒸汽泄漏到大氣中也是危險(xiǎn)的，而且使閥出現(xiàn)負(fù)面視覺(jué)形象。
在單級(jí)或多級(jí)的泄漏裝置當(dāng)中，之前的閥結(jié)構(gòu)已經(jīng)具有緊密的閥桿間隙。這種方法導(dǎo)致了有用能量的損失，因此，不能完全令人滿意。其它的閥桿裝置允許很小百分比的蒸汽泄漏到大氣中，尤其是當(dāng)閥沒(méi)有打開(kāi)很大或關(guān)閉時(shí)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明涉及利用一種單獨(dú)或組合內(nèi)推壓和/或外推壓活塞環(huán)來(lái)形成密封，以防止沿著閥桿的蒸汽泄漏。此外，這種活塞環(huán)可以放置到形成一體的軸瓦支撐件內(nèi)，其中該軸瓦支撐件允許適當(dāng)?shù)匕l(fā)生熱膨脹以保持緊密的密封。如果所需的壓力降很低，則可以單獨(dú)地使用這種活塞環(huán)，如果所需的壓力降很高，也可與閥桿的單級(jí)或多級(jí)排放裝置結(jié)合使用。
在一個(gè)示范性實(shí)施例中，單個(gè)內(nèi)內(nèi)推壓活塞環(huán)安放在環(huán)繞著閥桿的形成一體的軸瓦支撐件中。在另一實(shí)施例中采用了一對(duì)內(nèi)推壓環(huán)并與雙泄漏通道結(jié)合使用，其中后者軸向地位于一對(duì)內(nèi)推壓環(huán)之間。在另一個(gè)實(shí)施例中，如上所述，采用一對(duì)內(nèi)卡式環(huán)，并與泄漏通道相結(jié)合，但還在軸瓦支撐件與閥頭或蓋板壁之間增加了一對(duì)外推壓環(huán)，該外推壓環(huán)位于泄漏通道的兩側(cè)，并位于一對(duì)內(nèi)推壓環(huán)之間。
在另一實(shí)施例中，采用了三對(duì)以交替布置的方式與一對(duì)泄漏通道相結(jié)合的內(nèi)推壓環(huán)，其中中間的環(huán)位于泄漏通道之間，而泄漏通道則位于剩余的外面那兩對(duì)內(nèi)推壓環(huán)之間。
這種多環(huán)與泄漏通道的結(jié)合使用，允許在沿著閥桿的軸向上分級(jí)進(jìn)行壓降。
可以預(yù)計(jì)，形成一體的軸瓦支撐件可以由多個(gè)在軸向段構(gòu)造而成，以便于環(huán)的安裝，尤其是在施工現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用場(chǎng)合中。
因此，一方面，本發(fā)明涉及了一種蒸汽輪機(jī)閥的閥桿的密封裝置，它包括位于至少一部分安裝成在閥部件內(nèi)作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的閥桿周?chē)沫h(huán)形支撐件；在支撐件的內(nèi)表面內(nèi)形成的至少一個(gè)內(nèi)環(huán)形溝槽；和徑向內(nèi)推壓環(huán)，該環(huán)被安裝在至少一個(gè)環(huán)形溝槽內(nèi)并與閥桿接合由此阻止沿著閥桿的蒸汽泄漏。
而另一方面，本發(fā)明還涉及一種蒸汽輪機(jī)閥頭的閥桿的密封裝置，它包括位于至少一部分安裝成在閥部件內(nèi)作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的閥桿周?chē)沫h(huán)形支撐件，該支撐件帶有便于使其固定在閥頭內(nèi)的徑向凸緣；在支撐件的內(nèi)表面形成的至少一個(gè)內(nèi)環(huán)形溝槽；和徑向內(nèi)推壓環(huán)，該環(huán)被安裝在至少一個(gè)環(huán)形溝槽內(nèi)并與閥桿接合由此阻止沿著閥桿的蒸汽泄漏，其中，該內(nèi)推壓環(huán)包含一對(duì)背對(duì)背布置的環(huán)部件。
在另一方面中，本發(fā)明還涉及一種蒸汽輪機(jī)閥頭的閥桿的密封裝置，它包括位于至少一部分安裝成在閥部件內(nèi)作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的閥桿周?chē)沫h(huán)形支撐件，該支撐件帶有便于使其固定在閥頭內(nèi)的徑向凸緣；一對(duì)在支撐件的內(nèi)表面形成的在軸向上間隔的內(nèi)環(huán)形溝槽；安裝在每個(gè)環(huán)形溝槽內(nèi)并與閥桿相接合的徑向內(nèi)推壓環(huán)，由此阻止沿著閥桿的蒸汽泄漏，其中，該內(nèi)推壓環(huán)包含一對(duì)背對(duì)背布置的環(huán)部件；形成在支撐件內(nèi)表面、在軸向上位于一對(duì)軸向間隔的內(nèi)環(huán)形溝槽之間的第一泄漏溝槽，該泄漏溝槽與延伸穿過(guò)支撐件的泄漏孔相通；和形成在支撐件內(nèi)表面、位于一對(duì)軸向間隔的內(nèi)環(huán)形溝槽之下、凸緣之上的第二泄漏溝槽。
現(xiàn)在，結(jié)合下面定義的附圖來(lái)描述本發(fā)明。


圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的形成一體的軸瓦支撐件和閥桿的局部剖視圖；圖2為示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的形成一體的軸瓦支撐件和閥桿的局部剖視圖；圖3為根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的形成一體的軸瓦支撐件和閥桿的局部剖視圖；
圖4為一示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的形成一體的軸瓦支撐件和閥桿的局部剖視圖。
附圖標(biāo)記列表閥桿和環(huán)支撐組件10閥桿12軸瓦支撐件14閥頭或閥蓋板(閥部件)16徑向肩部18環(huán)形溝槽20活塞環(huán)22環(huán)部件24、26軸瓦支撐組件28閥桿30軸瓦支撐件32徑向肩部34閥頭或蓋板36第一和第二環(huán)形溝槽38、40徑向內(nèi)推壓環(huán)42、44泄漏溝槽或者區(qū)域46泄漏溝槽或者區(qū)域48泄漏孔50、52通道54、56閥桿和軸瓦支撐組件58閥桿60軸瓦支撐件62徑向向外伸展肩部64閥頭或蓋板66內(nèi)環(huán)形溝槽68、70外環(huán)形溝槽72、74環(huán)形內(nèi)推壓環(huán)76、78
環(huán)形外推壓環(huán)80、82閥頭或蓋板壁84泄漏區(qū)域或環(huán)形溝槽86泄漏區(qū)域或環(huán)形溝槽88泄漏孔90、92通道94、96軸套段或節(jié)98、100、102閥桿和軸瓦支撐組件104閥桿106軸瓦支撐件108徑向向外定位肩部110閥頭或閥蓋板112內(nèi)環(huán)形溝槽114、116、118環(huán)形內(nèi)推壓環(huán)120、122、124段或節(jié)126、128、130、132泄漏區(qū)域或環(huán)形溝槽134泄漏區(qū)域或環(huán)形溝槽136泄漏孔138、140通道142、14具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1，根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的閥桿和環(huán)支撐組件10包括閥桿12，該閥桿12在一個(gè)環(huán)形的形成一體的軸瓦支撐件14內(nèi)可以在軸向的相對(duì)的方向上運(yùn)動(dòng)，該軸瓦支撐件依次裝在一個(gè)閥頭或閥蓋板(或其它閥部件)16內(nèi)。軸瓦支撐件(或者簡(jiǎn)單地稱之為環(huán)支撐件)14帶有一個(gè)徑向的肩部18，借助于該肩部，支撐件通常以壓配合的方式正確地安裝在閥頭內(nèi)。支撐件上形成環(huán)形溝槽20，溝槽的開(kāi)口端朝向閥桿12?！盎钊h(huán)”22裝在溝槽20內(nèi)，在圖示的實(shí)施例中，該活塞環(huán)受到向內(nèi)的推壓力，就是說(shuō)，該環(huán)受到徑向向內(nèi)的偏壓以與閥桿12接合。與現(xiàn)有技術(shù)中的活塞環(huán)類(lèi)似，環(huán)22由一對(duì)環(huán)部件24和26構(gòu)成，但這里只簡(jiǎn)單地稱其為環(huán)22。可以理解，通過(guò)將內(nèi)推壓環(huán)22裝在閥桿和襯組件內(nèi)而形成的密封消除了或至少基本上使沿閥桿的蒸汽泄漏達(dá)到最小。而用一個(gè)單獨(dú)的軸瓦支撐件14來(lái)安裝環(huán)22，這在多數(shù)情況下都是可行的，當(dāng)然，將環(huán)22直接裝在形成于其它部件例如閥頭或蓋板上的槽內(nèi)也是可行的。
圖2示出了本發(fā)明的一個(gè)替換實(shí)施例，其包括一個(gè)大致相似的閥桿和軸瓦支撐組件28。該組件包括閥桿30，其可在一個(gè)形成一體的軸瓦支撐件32內(nèi)沿軸向相對(duì)方向上運(yùn)動(dòng)。類(lèi)似于上面描述的支撐件14，其上帶有一個(gè)徑向肩部34，以便精確地將支撐件裝在閥頭或蓋板36內(nèi)。在本實(shí)施例中，在軸瓦支撐件32上形成有第一和第二環(huán)形溝槽38和40，并且它們分別適用于接受環(huán)形內(nèi)推壓環(huán)42和44。在第一環(huán)38的下方，第一個(gè)環(huán)形泄漏槽或區(qū)域46形成于軸瓦環(huán)支撐件32的內(nèi)表面或內(nèi)面上，而在該支撐件的同一內(nèi)表面上、第一和第二環(huán)42及44之間形成了第二個(gè)并且更大的環(huán)形泄漏區(qū)域或槽48，。泄漏區(qū)域46和48分別與一個(gè)或多個(gè)泄漏孔50和52相通，而這些孔又與閥頭36上的一個(gè)或多個(gè)通道54和56相通。
通過(guò)采用這樣的結(jié)構(gòu)，一些沿著閥桿30流動(dòng)的泄漏蒸汽通過(guò)泄漏孔50轉(zhuǎn)向，同時(shí)穿過(guò)第一環(huán)42的蒸汽可以經(jīng)泄漏孔52排走。在上環(huán)或第二環(huán)44的作用下，任何沿著閥桿逸出的殘余泄漏蒸汽都會(huì)被充分地減至最小。
這種密封結(jié)構(gòu)沿著閥桿30提供了分級(jí)的壓力降，這在高壓力降時(shí)是非常需要的。
圖3示出了本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例。在此，閥桿和形成一體的軸瓦支撐組件58包括閥桿60，其可在軸瓦支撐件62內(nèi)沿相對(duì)的支線方向運(yùn)動(dòng)。支撐件62上帶有環(huán)形的、沿徑向向外伸展的肩部64，以便用來(lái)將支撐件裝在閥頭或蓋板66內(nèi)。在支撐件62的內(nèi)表面上形成有內(nèi)環(huán)形溝槽68和70，而支撐件的外表面上形成有外環(huán)形溝槽72和74。環(huán)形內(nèi)推壓環(huán)76和78分別安裝在內(nèi)環(huán)形溝槽68和70上，而環(huán)形外推壓環(huán)80和82則分別安裝在外環(huán)形溝槽72和74上。注意到，環(huán)76和78被向內(nèi)偏壓以便與閥桿60接合，而環(huán)80和82則向外偏壓以便閥頭或者蓋板壁84接合。在下部環(huán)或者第一內(nèi)推壓環(huán)76的下方，第一泄漏區(qū)域或者環(huán)形溝槽86形成于支撐件內(nèi)表面上，而第二泄漏區(qū)域或者環(huán)形溝槽88形成于位于內(nèi)推壓環(huán)76、78之間的相同內(nèi)面上，并且大體位于外推壓環(huán)80和82的中間。環(huán)形泄漏溝槽86和88分別與一個(gè)或多個(gè)泄漏孔90和92相通，而這些孔又依次與閥頭或者蓋板66上的一個(gè)或多個(gè)通道94和96相通。
當(dāng)軸瓦支撐件和閥頭或者蓋板之間出現(xiàn)熱不匹配的情況時(shí)，外推壓環(huán)的作用尤為突出。然而，在處于某一溫度下的環(huán)支撐件62和閥頭或蓋板壁66之間出現(xiàn)了過(guò)盈配合的情況下(見(jiàn)圖2)，則可去掉外卡式環(huán)80和82。還要注意到，在這個(gè)實(shí)施例中，軸瓦支撐件62是由三段獨(dú)立的軸套部分或部件98、100和102組成，它們?cè)诃h(huán)形溝槽68和70處相連。這種布置方便內(nèi)推壓環(huán)的插入，而且在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行更換的應(yīng)用場(chǎng)合中特別有利。
采用這種密封裝置，泄漏蒸汽如果沒(méi)有沿著支撐件62內(nèi)側(cè)和外周在級(jí)內(nèi)消除的話，也已經(jīng)被減小到了最小。在沿著支撐件外周的情況下，如果利用外推壓環(huán)80和82沒(méi)有阻止經(jīng)過(guò)泄漏孔90和96的蒸汽泄漏，那么該泄漏蒸汽可能會(huì)沿著蓋板壁84溢出。如上所述，如果在操作溫度下可在支撐件62和閥頭或蓋板壁84之間獲得過(guò)盈配合，就可將外卡式環(huán)去掉。
在圖4中，本發(fā)明的第四實(shí)施例包括閥桿和軸瓦支撐組件104。其中閥桿106可在軸瓦支撐件108內(nèi)相對(duì)的直線方向上運(yùn)動(dòng)。徑向向外定位的肩部110精確地將支撐件裝在閥頭或蓋板112內(nèi)。
形成在軸瓦支撐件108內(nèi)表面的第一、第二和第三內(nèi)環(huán)形溝槽114、116和118，開(kāi)口都是朝向閥桿106。環(huán)形內(nèi)推壓環(huán)120、122和124分別安裝在溝槽中，并且被施以偏壓力以與閥桿106相接合。在這里和前面所述的一樣，為了方便裝配，如果需要的話，一體形成的軸瓦支撐件108可單獨(dú)的段或節(jié)126、128、130和132組成，而這些段或節(jié)分別在界面處與溝槽114、116和118相連接。注意到，采用這種分段方式，內(nèi)推壓環(huán)122可能需要由一對(duì)環(huán)組成以改善密封能力。
形成在支撐件108內(nèi)表面的第一環(huán)形泄漏溝槽或區(qū)域134，位于環(huán)形溝槽114和116之間，而同樣形成在支撐件內(nèi)表面的第二個(gè)環(huán)形泄漏溝槽或區(qū)域136，則位于環(huán)122和環(huán)124之間。一個(gè)或多個(gè)泄漏孔138和140通過(guò)閥頭或蓋板112里面的一個(gè)或多個(gè)通道142，把泄漏的蒸汽從閥桿支撐件中帶走。這仍然是一個(gè)蒸汽泄漏壓力降沿著閥桿分級(jí)的密封裝置。其它不同種類(lèi)的帶有或不帶有泄漏裝置的內(nèi)推壓環(huán)和外推壓環(huán)，也在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
在結(jié)合目前被認(rèn)為是最具實(shí)用價(jià)值和優(yōu)選實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述的同時(shí)，應(yīng)該理解地是，本發(fā)明不僅僅局限于上面所公開(kāi)的實(shí)施例，而是相反，它意在覆蓋各種包含在本發(fā)明的權(quán)利要求的精神實(shí)質(zhì)和范圍之內(nèi)的不同的更改和等同的裝置。
權(quán)利要求
1.一種蒸汽輪機(jī)閥的閥桿(12)的密封裝置，包括位于至少一部分安裝成在閥部件內(nèi)作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的閥桿(12)周?chē)沫h(huán)形支撐件(14)；在所述支撐件的內(nèi)表面形成的至少一個(gè)內(nèi)環(huán)形溝槽(20)；被安裝在所述至少一個(gè)環(huán)形溝槽內(nèi)并與所述閥桿相接合的徑向內(nèi)推壓環(huán)(22)，由此阻止沿著所述閥桿的蒸汽泄漏。
2.如權(quán)利要求1所述的密封裝置，其中所述至少一個(gè)內(nèi)環(huán)形溝槽包括一對(duì)在軸向上間隔的內(nèi)環(huán)形溝槽(38、40)，其中在每個(gè)溝槽內(nèi)都有一個(gè)徑向的內(nèi)推壓環(huán)(42、44)。
3.如權(quán)利要求2所述的密封裝置，還包含至少一個(gè)形成在所述支撐件(32)內(nèi)表面內(nèi)的泄漏溝槽(48)，所述泄漏溝槽與延伸穿過(guò)所述支撐件的泄漏孔(52)相通。
4.如權(quán)利要求3所述的密封裝置，其中所述至少一個(gè)泄漏溝槽(48)在軸向上位于所述那對(duì)在軸向上間隔的內(nèi)環(huán)形溝槽(38、40)之間。
5.如權(quán)利要求4所述的密封裝置，其中第二泄漏溝槽(46)形成在所述支撐件的所述內(nèi)表面上、所述那對(duì)在軸向上間隔的內(nèi)環(huán)形溝槽(38、40)的下方以及所述的凸緣(34)的上方。
6.如權(quán)利要求2所述的密封裝置，還包含至少一個(gè)形成在所述支撐件外表面內(nèi)的外環(huán)形溝槽(74)，其中徑向外推壓環(huán)(82)安裝在所述外環(huán)形溝槽內(nèi)并與所述閥部件的壁(84)相接合。
7.如權(quán)利要求6所述的密封裝置，還包含至少一個(gè)形成在所述支撐件內(nèi)表面上的泄漏溝槽(88)，所述泄漏溝槽與延伸穿過(guò)所述支撐件的泄漏孔(92)相通。
8.如權(quán)利要求7所述的密封裝置，其中所述的至少一個(gè)泄漏溝槽(88)，在軸向上位于所述那對(duì)在軸向上間隔的內(nèi)環(huán)形溝槽(68、70)之間。
9.如權(quán)利要求6所述的密封裝置，其中所述至少一個(gè)外環(huán)形溝槽(74)包括一對(duì)外環(huán)形溝槽(72、74)，其中在所述每一外環(huán)形溝槽內(nèi)都帶有外推壓環(huán)(80、82)。
10.如權(quán)利要求3所述的密封裝置，其中所述至少一個(gè)外環(huán)形溝槽(74)包括一對(duì)外環(huán)形溝槽(72、74)，其中在所述每一外環(huán)形溝槽內(nèi)都都帶有外推壓環(huán)(80、82)。
全文摘要
一種蒸汽輪機(jī)閥的閥桿密封裝置，它包括環(huán)形支撐件軸套(14)，該軸套至少環(huán)繞著用于在閥殼體(16)內(nèi)作軸向往復(fù)運(yùn)動(dòng)的閥桿(12)的一部分。在環(huán)支撐軸套的內(nèi)表面內(nèi)至少形成一個(gè)內(nèi)環(huán)形溝槽(20)，徑向內(nèi)推壓環(huán)(22)被安裝在至少一個(gè)環(huán)形溝槽內(nèi)并與閥桿相接合，以便充分地阻止沿著閥桿的蒸汽泄漏。
文檔編號(hào)F01D17/10GK1821551SQ20061005927
公開(kāi)日2006年8月23日 申請(qǐng)日期2006年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月9日
發(fā)明者C·－P·P·陳, M·K·金, N·K·阿爾托夫 申請(qǐng)人:通用電氣公司