專(zhuān)利名稱(chēng)：帶有鋸齒狀閥座的閥門(mén)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及閥門(mén)，特別是涉及用于控制汽輪機(jī)的閥門(mén)。
這種閥門(mén)用來(lái)調(diào)節(jié)流入汽輪機(jī)中的氣體流量。對(duì)于小的或中等的開(kāi)啟狀態(tài)，這種閥門(mén)中能量損失是非常大的。在小的開(kāi)啟狀態(tài)中，閥桿與閥座鄰近接觸的區(qū)域中的流速達(dá)到了超音速，流體和閥壁之間產(chǎn)生沖擊波和分流并導(dǎo)致閥桿震動(dòng)。在全部開(kāi)啟狀態(tài)下，流向閥體對(duì)稱(chēng)軸的流束中心(見(jiàn)

圖1)產(chǎn)生大的壓強(qiáng)波動(dòng)，它也許大到平均壓強(qiáng)的50%，由于這些波動(dòng)向下流擴(kuò)展，在一定情況下，它們會(huì)導(dǎo)致下流管路損壞。
解決這一問(wèn)題的一種方法是將流束分解成多個(gè)小支流。這種方法可以通過(guò)帶有節(jié)流環(huán)的閥座達(dá)到，節(jié)流環(huán)沿它的周邊分布成鋸齒狀，齒與齒間有間隔。例如，法國(guó)實(shí)用新型第7612647號(hào)，或德國(guó)公開(kāi)申請(qǐng)第DOS-3138459號(hào)所述。
世界上最大的汽輪機(jī)裝有這種閥，但局部載荷上仍有一定程度的震動(dòng)。
本發(fā)明提供一個(gè)產(chǎn)生適度壓強(qiáng)波動(dòng)，在局部載荷上沒(méi)有震動(dòng)的閥門(mén)，其特征在于當(dāng)閥桿位于閉合狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)于鋸齒部分的閥桿末端是凸圓形的，它與每一齒的內(nèi)壁配合形成一通道，通道從齒的頂部到底部呈喇叭形，閥桿和閥座的接觸點(diǎn)C處距鋸齒部分的基部B有一距離d，它是齒與齒間隔寬度l的0.25到0.5倍。
本發(fā)明將根據(jù)以下內(nèi)容進(jìn)一步說(shuō)明，在附圖中
圖1是已知的閥門(mén);
圖2是圖1所示的閥門(mén)的橫向剖示圖;
圖3表明在圖1所示閥門(mén)的閥座上鋸齒部分出口附近的流體;
圖4表明當(dāng)閥桿位于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，本發(fā)明的鋸齒部分和閥桿之間的配合形狀;
圖5表明當(dāng)閥桿位于閉合狀態(tài)時(shí)，同一鋸齒部分和閥桿之間的配合形狀。
圖1和圖2為已知的閥門(mén)結(jié)構(gòu)，它包括一插入閥座2的閥桿1。閥桿周向?qū)ΨQ(chēng)于閥桿軸，閥桿表面11中有一凹部12。閥座2上分布有被間隔4分開(kāi)的齒3組成的鋸齒部分10。齒3沿圓周向分布，它們的內(nèi)壁13構(gòu)成垂直軸向圓柱面(與閥桿共軸線)，并在閥桿落在閥座2上時(shí)包圍住閥桿1。齒與齒的間隔寬度l比齒3內(nèi)壁B的寬度b要小。
當(dāng)閥桿1位于鋸齒部分10中(如圖2、圖3所示)，一定量的流體6流過(guò)閥桿1與閥座2的鋸齒之間的通道5。主流7從間隔4流過(guò)。通道5的寬度非常窄，它僅僅是提供一個(gè)足夠的間隙以避免閥桿與鋸齒之間的摩擦。
齒的下方存在一弛緩區(qū)域，由于齒3兩側(cè)產(chǎn)生的旋渦8的非對(duì)稱(chēng)偏離造成波動(dòng)，從而引起通道5中的壓強(qiáng)波動(dòng)，并引起作用在閥桿1上的非穩(wěn)定力，這一非穩(wěn)定力隨通道5寬度減小而增大，從而引起震動(dòng)。狹口9，也就是閥桿1和閥座2之間最小的斷面部分非常接近于間隔4的出口部分。
圖4、圖5表示一個(gè)間隔4和本發(fā)明所述的閥桿1'末端(參看并比較圖3)。只有閥桿1'變化了，閥桿1'和閥桿1一樣也是圓周向?qū)ΨQ(chēng)于它的軸線的。當(dāng)閥處于閉合狀態(tài)時(shí)對(duì)應(yīng)于齒3內(nèi)壁13的閥桿1'的末端是凸圓形的?？梢钥闯鲩y桿1'與鋸齒部分10的齒3之間的通道5'較之通道5的形狀是十分不同的。盡管頂部仍然狹窄，但通道的寬度在底部是擴(kuò)大的。還可看出在閥的半開(kāi)啟狀態(tài)(見(jiàn)圖4)，這種形狀的通道5'消除了由于旋渦流竄產(chǎn)生的壓強(qiáng)波動(dòng)而造成的震動(dòng)。盡管如此，這一形狀帶有一缺點(diǎn)，狹口9'離間隔出口部分有一距離，如果狹口9'的距離足夠大，就可以看到，由于上流體壓強(qiáng)與下流體壓強(qiáng)的比率K很小，因此流體從狹口處形成超音速，所說(shuō)的流體再次形成一持續(xù)的流束?？梢缘弥?，壓強(qiáng)比率K越小，流體成為音速的截面寬度越大，超音速流體就越擴(kuò)大。
在這種情況下，提供流體支流的帶鋸齒狀的閥座失去作用，有關(guān)這種超音速流束的最初問(wèn)題再次出現(xiàn)。為了克服這一現(xiàn)象，需要在每一間隔4的基部B和閥桿、閥座的接觸點(diǎn)c之間設(shè)定距離d，它的范圍是間隔寬度的0.25到0.5倍，這一寬度必須要比齒3寬度b小。
如果d/l＜0.25，通道擴(kuò)展得不夠，在閥桿和鋸齒部分存在恒定間隙的閥門(mén)上就會(huì)產(chǎn)生一定的震動(dòng)危險(xiǎn)。
如果d/l＞0.5或l/d＞1，就會(huì)有再次形成流束的危險(xiǎn)。
權(quán)利要求
1.一種閥門(mén)，包括一閥桿(1，1′)，配合有一可使閥桿插入的閥座(2)，閥座(2)上周向分布一鋸齒部分(10)，所說(shuō)的鋸齒部分(10)由被間隔(4)分開(kāi)的齒(3)組成，齒(3)的內(nèi)壁(13)構(gòu)成垂直軸向圓柱面的一部分，間隔寬度l比齒(3)內(nèi)壁(13)的寬度b小，其特征在于閥桿(1′)末端(11′)是凸圓形的，它與齒(3)的內(nèi)壁(13)配合形成一通道(5′)，通道從齒(3)的頂部到底部呈喇叭形，閥桿(1)和閥座(2)的接觸點(diǎn)c距鋸齒部分(10)的基部B有一距離d，它是間隔(4)寬度l的0.25到0.5倍。
全文摘要
一種閥門(mén)，包括閥桿(1，1′)和閥座2，閥座周向帶有鋸齒部分10，鋸齒由被間隔4分開(kāi)的齒3組成，齒的內(nèi)壁13構(gòu)成部分垂直軸圓柱面。間隔寬度1比齒內(nèi)壁的寬度b小。其特征是，閥桿位于閉合狀態(tài)時(shí)，面對(duì)鋸齒的閥桿末端11′是凸圓形的，它與齒內(nèi)壁形成通道5′，通道從齒頂?shù)烬X底呈喇叭形，閥桿和閥座的接觸點(diǎn)c距鋸齒基部B有距離d，d為1的0.25至0.5倍。這樣消除了局部載荷處的震動(dòng)，并減小了閥門(mén)下游的壓強(qiáng)波動(dòng)。
文檔編號(hào)F16K1/42GK1078017SQ9211377
公開(kāi)日1993年11月3日 申請(qǐng)日期1992年11月19日 優(yōu)先權(quán)日1991年11月19日
發(fā)明者弗朗索瓦·德唐納, 米歇爾·樊尚·德·保爾 申請(qǐng)人:Gec阿爾斯托姆有限公司