本發(fā)明涉及閥組領(lǐng)域，特別涉及一種用于有機(jī)工質(zhì)透平的速關(guān)閥。

背景技術(shù)：

有機(jī)郎肯循環(huán)是一種新型環(huán)保的技術(shù)，即在傳統(tǒng)郎肯循環(huán)中采用有機(jī)工質(zhì)蒸氣代替水蒸汽推動(dòng)渦輪機(jī)旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)或者泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)等。它克服了利用水蒸汽循環(huán)回收低溫?zé)崮軙r(shí)蒸汽濕度大、蒸汽輪機(jī)設(shè)計(jì)困難、系統(tǒng)復(fù)雜、投資大、資金回收期長(zhǎng)的缺點(diǎn)，能有效地將低品位熱能轉(zhuǎn)化成高品位的能量。速關(guān)閥是主蒸氣管路與透平之間的主要安全保證部件，在緊急狀態(tài)時(shí)能立即切斷透平的進(jìn)汽，使機(jī)組快速停機(jī)，防止透平故障運(yùn)行使事故再擴(kuò)大?，F(xiàn)階段用的速關(guān)閥多是采用油系統(tǒng)進(jìn)行控制，需要油系統(tǒng)提供啟動(dòng)油、速關(guān)油和試驗(yàn)油，系統(tǒng)較復(fù)雜且需要提供油站進(jìn)行供油，成本較高，需要機(jī)組配備有功能完善的油系統(tǒng)及速關(guān)組合裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種速關(guān)閥，該速關(guān)閥采用的是氣動(dòng)結(jié)構(gòu)。不用系統(tǒng)提供復(fù)雜的油站對(duì)速關(guān)閥進(jìn)行控制，大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高了系統(tǒng)的可靠性，降低成本。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

一種速關(guān)閥，包括閥蓋、閥殼和閥桿，所述的閥蓋與閥殼圍成蒸汽腔室，所述的閥桿安裝在閥蓋上，閥桿的一端置于蒸汽腔室內(nèi)；

所述的閥蓋設(shè)有腔室，所述的閥蓋腔室上連接有彈簧室，所述的彈簧室內(nèi)設(shè)有閥芯單元，所述的閥蓋外部設(shè)有氣缸單元；

所述的閥芯單元包括第一彈簧、螺桿、導(dǎo)向套、第一限位套筒、第二限位套筒、第一導(dǎo)向鍵和轉(zhuǎn)軸；所述的螺桿的一端置于彈簧室外部，螺桿的一端連接有手輪，所述的螺桿的另一端與閥桿的一端連接，所述的螺桿的軸線與閥桿的軸線重合；

所述的第一彈簧、第一限位套筒、導(dǎo)向套和第二限位套筒沿螺桿軸向依次安裝在螺桿上，所述的第一限位套筒與螺桿固定連接，所述的導(dǎo)向套可在第一限位套筒和第二限位套筒之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述的第一彈簧的一端與彈簧室內(nèi)壁連接，第一彈簧的另一端與導(dǎo)向套連接，所述的第一彈簧的彈力方向沿螺桿軸向；

所述的第一導(dǎo)向鍵安裝在導(dǎo)向套上，所述的第一導(dǎo)向鍵上設(shè)有限位槽；所述的轉(zhuǎn)軸安裝在閥蓋上，所述的轉(zhuǎn)軸的軸線與螺桿的軸線垂直，所述的轉(zhuǎn)軸設(shè)有尖端部位，隨轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，所述的尖端部位置于第一導(dǎo)向鍵的限位槽中固定導(dǎo)向套；所述的轉(zhuǎn)軸上固接有推桿；

所述的氣缸單元包括缸體、第二彈簧、活塞和活塞桿；所述的缸體安裝在閥蓋上，所述的活塞將缸體分為兩個(gè)腔體，其中一個(gè)腔體中設(shè)有第二彈簧，另一個(gè)腔體壁上加工有通氣孔；

所述的活塞桿一端與活塞連接，活塞桿的另一端與推桿接觸；所述的第二彈簧的彈性方向沿活塞桿軸向，當(dāng)另一個(gè)腔室的氣壓大于第二彈簧的彈力時(shí)，第二彈簧被壓縮，活塞和活塞桿向第二彈簧被壓縮方向運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明還具有如下區(qū)別技術(shù)特征：

所述的轉(zhuǎn)軸為圓柱體狀，所述的轉(zhuǎn)軸的截面漸變，所述的圓柱體上加工有槽，所述的槽所在的轉(zhuǎn)軸的截面為半圓形，所述的半圓形結(jié)構(gòu)上設(shè)有尖端部位，所述的尖端部位置于第一導(dǎo)向鍵的限位槽中固定導(dǎo)向套。

所述的導(dǎo)向套與閥蓋之間設(shè)有第二導(dǎo)向鍵；所述的第一彈簧與導(dǎo)向套之間設(shè)有彈簧座。

所述的轉(zhuǎn)軸的一端固接有蓋螺母和扭轉(zhuǎn)彈簧，所述的扭轉(zhuǎn)彈簧的一端連接在蓋螺母中，另一端連接在閥蓋上，所述的轉(zhuǎn)軸的另一端穿過(guò)閥蓋與推桿連接。

所述的螺桿與閥桿之間通過(guò)連接器連接，所述的第二限位套筒安裝在螺桿與閥桿的連接處。

所述的閥桿的另一端連接有閥碟，閥碟形狀與其接觸的蒸汽腔室內(nèi)壁形狀相配合，以切斷蒸汽腔室蒸汽的流通。

所述的閥碟上設(shè)有限位桿，所述的閥蓋上設(shè)有孔，隨閥碟往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所述的限位桿沿孔往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

所述的閥蓋與閥殼圍成蒸汽腔室的入口處設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)。

所述的缸體包括蓋板和腔室，所述的蓋板可拆卸的安裝在腔室上。

所述的活塞與缸體的接觸面處設(shè)有密封圈，活塞桿與缸體腔壁的接觸面設(shè)有密封圈。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明采用簡(jiǎn)單的氣缸結(jié)構(gòu)控制轉(zhuǎn)軸，彈簧可根據(jù)儀表氣的壓力變化推動(dòng)活塞桿移動(dòng)，推桿受到活塞桿的推力帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸產(chǎn)生角位移，進(jìn)而控制速關(guān)閥的開(kāi)閉。

(2)本發(fā)明的速關(guān)閥，采用儀表氣進(jìn)行控制，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。開(kāi)機(jī)時(shí)采用先順時(shí)針旋轉(zhuǎn)后逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的方式，大大減少了誤動(dòng)作開(kāi)啟速關(guān)閥的概率。

(3)對(duì)于小型機(jī)組，由于場(chǎng)地和成本的限制，不需要提供油系統(tǒng)及復(fù)雜的速關(guān)組合裝置時(shí)，采用本發(fā)明裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)性好，可靠性高。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的速關(guān)閥關(guān)閉的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖(a)為正視圖，圖(b)為側(cè)面剖視圖。

圖2為本發(fā)明的速關(guān)閥啟動(dòng)前的示意圖，其中圖(a)為正視圖，圖(b)為側(cè)面剖視圖。

圖3為本發(fā)明的速關(guān)閥打開(kāi)時(shí)的示意圖，其中圖(a)為正視圖，圖(b)為側(cè)面剖視圖。

圖4是轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖(a)為轉(zhuǎn)軸在整個(gè)裝置中的示意圖，圖(b)為轉(zhuǎn)軸的結(jié)構(gòu)圖。

圖中各標(biāo)號(hào)表示為：1-閥蓋，2-閥殼，3-閥桿，4-彈簧室，7-手輪，8-推桿，9-通氣孔，10-槽，11-第二導(dǎo)向鍵，12-彈簧座，13-連接器，14-閥碟，15-限位桿，16-過(guò)濾網(wǎng)，17-密封圈；

(1-1)-腔室，(1-2)-孔；

(5-1)-第一彈簧，(5-2)-螺桿，(5-3)-導(dǎo)向套，(5-4)-第一限位套筒，(5-5)-第二限位套筒，(5-6)-第一導(dǎo)向鍵，(5-6-1)-限位槽，(5-7)-轉(zhuǎn)軸，尖端部位(5-7-1)，(5-8)-蓋螺母，(5-9)-扭轉(zhuǎn)彈簧；

(6-1)-缸體，(6-1-1)-蓋板，(6-2)-第二彈簧，(6-3)-活塞，(6-4)-活塞桿。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的具體內(nèi)容作進(jìn)一步詳細(xì)解釋說(shuō)明。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)階段很多小型機(jī)組特別是有機(jī)工質(zhì)透平不用油站系統(tǒng)提供潤(rùn)滑和調(diào)節(jié)，若單為速關(guān)閥提供油站系統(tǒng)會(huì)大大影響系統(tǒng)的復(fù)雜性和經(jīng)濟(jì)性。而本發(fā)明的速關(guān)閥不用系統(tǒng)提供復(fù)雜的油站對(duì)速關(guān)閥進(jìn)行控制，只需要提供一路儀表氣。大大簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的復(fù)雜性，提高了系統(tǒng)的可靠性，降低成本。

本發(fā)明的轉(zhuǎn)軸5-7一端置于閥蓋1外，與氣缸單元中的活塞桿6-4接觸，轉(zhuǎn)軸的另一端置于閥蓋腔室中與第一導(dǎo)向鍵5-6作用，具體為：轉(zhuǎn)軸為圓柱體結(jié)構(gòu)，在靠近圓柱的中間部位加工有槽10，使此處圓柱的截面為半圓狀，在半圓狀結(jié)構(gòu)上再加工一個(gè)尖角，使圓柱加工有槽部位的截面為扇形，該扇形的圓心角60°；

本發(fā)明的活塞6-3將缸體分為兩個(gè)腔體，第一個(gè)腔體中設(shè)有彈簧，第二個(gè)腔體壁上加工有通氣孔，通過(guò)通氣孔將氣體通入第二個(gè)腔體中，當(dāng)腔室壓力大于第二彈簧6-2的彈力時(shí)，彈簧被壓縮，活塞桿朝彈簧被壓縮的方向運(yùn)動(dòng)，推桿與活塞桿分離；推桿與轉(zhuǎn)軸固接，活塞桿與推桿作用，活塞桿通過(guò)推動(dòng)推桿帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)；

本發(fā)明第一導(dǎo)向鍵上的限位槽與轉(zhuǎn)軸上扇形部位的尖角處作用，當(dāng)不需要支撐導(dǎo)向套時(shí)，使活塞桿推動(dòng)推桿，轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸的扇形部位的尖角處離開(kāi)限位槽，導(dǎo)向套、螺桿和閥桿帶動(dòng)閥碟在重力作用下向下運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明的導(dǎo)向套5-4與閥蓋1之間設(shè)有第二導(dǎo)向鍵11，對(duì)導(dǎo)向套起到定位作用。

本發(fā)明的閥桿3的另一端連接有閥碟14，閥碟14上設(shè)有限位桿15，對(duì)閥桿的運(yùn)動(dòng)起到導(dǎo)向和限位的作用。

本發(fā)明在緊急情況下還可采用手拍手輪的方式進(jìn)行速關(guān)，增加了系統(tǒng)的安全性。

以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例，需要說(shuō)明的是本發(fā)明并不局限于以下具體實(shí)施例，凡在本申請(qǐng)技術(shù)方案基礎(chǔ)上做的等同變換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。

實(shí)施例1

一種速關(guān)閥，包括閥蓋1、閥殼2和閥桿3，閥蓋1與閥殼2圍成蒸汽腔室，閥桿3安裝在閥蓋1上，閥桿3的一端置于蒸汽腔室內(nèi)；閥蓋1設(shè)有腔室1-1，閥蓋1腔室上連接有彈簧室4，彈簧室4內(nèi)設(shè)有閥芯單元，閥蓋1外部設(shè)有氣缸單元；

閥芯單元包括第一彈簧5-1、螺桿5-2、導(dǎo)向套5-3、第一限位套筒5-4、第二限位套筒5-5、第一導(dǎo)向鍵5-6和轉(zhuǎn)軸5-7；螺桿5-2的一端置于彈簧室4外部，螺桿5-2的一端連接有手輪7，螺桿5-2的另一端與閥桿3的一端連接，螺桿5-2的軸線與閥桿3的軸線重合；

第一彈簧5-1、第一限位套筒5-4、導(dǎo)向套5-3和第二限位套筒5-5沿螺桿軸向依次安裝在螺桿5-2上，第一限位套筒5-4與螺桿5-2固定連接，導(dǎo)向套5-3可在第一限位套筒5-4和第二限位套筒5-5之間往復(fù)運(yùn)動(dòng)，第一彈簧5-1的一端與彈簧室4內(nèi)壁連接，第一彈簧5-1的另一端與導(dǎo)向套5-4連接，第一彈簧5-1的彈力方向沿螺桿5-2軸向；第一限位套筒5-4為螺母，導(dǎo)向套5-3可在第一限位套筒5-4和第二限位套筒5-5之間靠螺紋關(guān)系往復(fù)運(yùn)動(dòng)。螺桿5-2與閥桿3之間通過(guò)連接器13連接，第二限位套筒5-5安裝在螺桿5-2與閥桿3的連接處。

第一導(dǎo)向鍵5-6安裝在導(dǎo)向套5-3上，第一導(dǎo)向鍵5-6上設(shè)有限位槽5-6-1；轉(zhuǎn)軸5-7安裝在閥蓋1上，轉(zhuǎn)軸5-7的軸線與螺桿5-2的軸線垂直，轉(zhuǎn)軸5-7設(shè)有尖端部位5-7-1，隨轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，尖端部位5-7-1置于第一導(dǎo)向鍵5-6的限位槽5-6-1中固定導(dǎo)向套5-3；轉(zhuǎn)軸5-7上固接有推桿8；

轉(zhuǎn)軸5-7為圓柱體狀，轉(zhuǎn)軸5-7的截面漸變，圓柱體上加工有槽10，槽10所在的轉(zhuǎn)軸的截面為半圓形，半圓形結(jié)構(gòu)上設(shè)有尖端部位5-7-1，尖端部位5-7-1置于第一導(dǎo)向鍵5-6的限位槽5-6-1中固定導(dǎo)向套5-3。

氣缸單元包括缸體6-1、第二彈簧6-2、活塞6-3和活塞桿6-4；缸體6-1安裝在閥蓋1上，活塞6-3將缸體分為兩個(gè)腔體，其中一個(gè)腔體中設(shè)有第二彈簧6-2，另一個(gè)腔體壁上加工有通氣孔9；缸體6-1包括蓋板6-1-1和腔室，蓋板6-1-1可拆卸的安裝在腔室上；

活塞桿6-4一端與活塞6-3連接，活塞桿6-4的另一端與推桿8接觸；第二彈簧6-2的彈性方向沿活塞桿軸向，當(dāng)另一個(gè)腔室的氣壓大于第二彈簧6-2的彈力時(shí)，第二彈簧6-2被壓縮，活塞6-3和活塞桿6-4向第二彈簧被壓縮方向運(yùn)動(dòng)。

另一個(gè)技術(shù)方案與實(shí)施例1的區(qū)別在于：轉(zhuǎn)軸5-7的一端固接有蓋螺母5-8和扭轉(zhuǎn)彈簧5-9，扭轉(zhuǎn)彈簧5-9的一端連接在蓋螺母5-8中，另一端連接在閥蓋1上，轉(zhuǎn)軸5-7的另一端穿過(guò)閥蓋1與推桿8連接。

另一個(gè)技術(shù)方案與實(shí)施例1的區(qū)別在于：導(dǎo)向套5-3與閥蓋1之間設(shè)有第二導(dǎo)向鍵11；第一彈簧5-1與導(dǎo)向套5-3之間設(shè)有彈簧座12。

另一個(gè)技術(shù)方案與實(shí)施例1的區(qū)別在于：閥桿3的另一端連接有閥碟14，閥碟14形狀與其接觸的蒸汽腔室內(nèi)壁形狀相配合，以切斷蒸汽腔室蒸汽的流通。閥碟14上設(shè)有限位桿15，閥蓋1上設(shè)有孔1-2，隨閥碟14往復(fù)運(yùn)動(dòng)，限位桿15沿孔1-2往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

另一個(gè)技術(shù)方案與實(shí)施例1的區(qū)別在于：閥蓋1與閥殼2圍成蒸汽腔室的入口處設(shè)有過(guò)濾網(wǎng)16。

另一個(gè)技術(shù)方案與實(shí)施例1的區(qū)別在于：活塞6-3與缸體6-1的接觸面處設(shè)有密封圈17，活塞桿6-4與缸體6-1腔壁的接觸面設(shè)有密封圈17。

本發(fā)明的工作過(guò)程：

速關(guān)閥啟動(dòng)前，首先給缸體6-1的空腔側(cè)通入儀表氣，只要儀表氣的壓力略大于第二彈簧6-2的彈力，推桿8就不受活塞桿6-4的作用力，此時(shí)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)速關(guān)閥手輪7，使導(dǎo)向套5-3壓縮第一彈簧5-1，導(dǎo)向套5-3上升到的第一限位套筒5-4處；此時(shí)轉(zhuǎn)軸5-7在扭轉(zhuǎn)彈簧5-9作用下轉(zhuǎn)動(dòng)使轉(zhuǎn)軸5-7的尖角位置頂?shù)降谝粚?dǎo)向鍵5-6的限位槽5-6-1上，此時(shí)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)手輪7，螺桿5-2向上運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)閥碟14上提，速關(guān)閥打開(kāi)。蒸汽進(jìn)入速關(guān)閥通過(guò)閥碟進(jìn)入透平，圖3所示。

當(dāng)有緊急情況需要停機(jī)時(shí)，缸體6-1中的儀表氣迅速向外抽走，第二彈簧6-2抵著活塞桿6-4向右移動(dòng)，活塞桿6-4的推力帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸5-7逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，此時(shí)第一導(dǎo)向鍵5-6不受轉(zhuǎn)軸5-7的支撐力，在閥桿3、閥碟14、導(dǎo)向套5-3等自身的重力和第一彈簧5-1的彈力作用下，閥碟14等迅速向下移動(dòng)，使機(jī)組達(dá)到快速停機(jī)的效果，圖1所示，為速關(guān)閥關(guān)閉時(shí)的狀態(tài)。