專利名稱：單向閥閥板的位置探測器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種單向閥，主要用在汽輪機蒸汽系統(tǒng)的排出管線中，特別是用于指示單向閥閥板的位置和狀況的監(jiān)視器。
本發(fā)明特別用在與汽輪機相連的蒸汽管路中，這種汽輪機通常用于驅動大型發(fā)電機組以產生強大的電力。這種汽輪機一發(fā)電機設備中的問題是當設備經過幾年的使用，特別是周期性地使用和/或移動后，會出現水或冷蒸汽進入汽輪機的事故。熱循環(huán)設備中的故障會在很高的地方導致進水和冷蒸汽，這些地方包括是蒸汽引入管線，熱-再加熱蒸汽輸入管線，冷-再加熱蒸汽管線，排氣管線，蒸汽密封系統(tǒng)以及汽輪機的排水管處。進入發(fā)電機的水或冷蒸汽除了會導致設備損壞和機械故障外，還會嚴重地影響設備的壽命。
進水事故如此嚴重，以至美國機械工程師協會(ASME)建立了一個汽輪機水損委員會，并在美國國家標準協會/美國機械工程師協會TDJ-1-1985號中訂立了防止水損的電站設計規(guī)范。最近，就發(fā)電設備實際運行狀況(電力研究所EPRI)作了研究，並由研究所提出公布一個報告，該報告為CS-4285，題目為“蒸汽輪機進水的探測，第3期，現場示范”。這些研究強調要對用于蒸汽輪機中的系統(tǒng)加以監(jiān)視，以防發(fā)生進水這樣的嚴重問題。
目前，進水事故主要發(fā)生在排出管線，加熱器和冷-再加熱管線中。為防止進水或至少是減少進水，有人提出在蒸汽輪機的排出管線上安裝單向閥。這種閥可允許蒸汽向一個方向流動，它防止，至少是阻止反方流動。這種閥的使用是公知的，它並不構成本發(fā)明的一部份。
單向閥的一個嚴重問題是它會在與蒸汽輪機相連的蒸汽系統(tǒng)的惡劣環(huán)境中失效。這些蒸汽管線和容器中的閥，靜止或非靜止構件在沒有任何破損的表面跡向的情況下可能損壞。就單向閥來說，損壞可以包括閥板磨損不能關閉，閥板劇烈振動導致松脫，並被向下推至加熱器。這樣不但損壞了閥本身，而且這種損壞可能在很長的時間里沒有被發(fā)覺，最后進水事故可能導致主汽輪機發(fā)生故障。
因此，本發(fā)明的目的是提供一種用于探測單向閥，或其它設備工作是否正常的裝置。
本發(fā)明的目的是通過這樣一個單向閥而實現的。該閥包括一個閥體和一個閥板，閥體有一個檢測開口，開口由一個裝在它上面的蓋板封閉，閥板裝在閥體中，並可在其開啟和關閉位置之間擺動。其特征是在閥體中，蓋板的內表面上，鄰近閥板的開啟位置裝有一個金屬接近探測器，它包括一電響應裝置，當閥板不在其開啟位置時，探測器可提供一改變的電信號。
電響應裝置最好至少包括一線圈，該線圈通常是圓形的，并最好沿檢測蓋板的內表面延伸。在本發(fā)明的一個實施例中，電響應裝置包括一單個線圈，它是圓形的，并裝在一陶瓷腔體中，陶瓷腔體緊貼在閥開口蓋板的內表面上。
通過下面(參見附圖)舉例對本發(fā)明最佳實施例的描述，可以更好地理解本發(fā)明，其中

圖1是一剖面圖，表示一個裝在蒸汽管路上的單向閥和裝有本發(fā)明的接近探測器和監(jiān)視器;
圖2是本發(fā)明探測器的部份透視圖;
圖3是與圖2相似的透視圖，表示本發(fā)明的另一種形式的探測器的一部分;
圖4表示用于本發(fā)明的一種電路的電路圖;
圖5表示用于本發(fā)明的另一種電路的電路圖。
圖1表示一單向閥10，它適于安裝在與蒸汽輪機(未示出)相連的蒸汽管路12內。蒸汽管路12內蒸汽正常的流動方向如箭頭14所示。閥就其機械特性來說，通常包括一閥體15和一閥板16。閥板16可擺動地安裝在閥體15內，它可繞安裝銷18的軸線在如圖1中實線所示的開啟位置和虛線所示的系閉位置之間擺動。當閥板16位于其關閉位置時，它將閥10的間隙20封閉，從而可以防止蒸汽沿箭頭14的反方向流動。
正如現有技術領域的一般技術人員所公知的，在本發(fā)明中，閥10的閥板16對介質的流動、重力和/或外界關閉作用起反應。蒸汽沿箭頭14方向的流動能將閥板16頂向其開啟位置，或沿箭頭14反方向的流動再加上重力和/或外界關閉作用，將會使閥板16繞稍子18轉到其關閉位置，如圖1中虛線所示。另外，閥，例如閥10可裝有公知的操縱裝置，根據系統(tǒng)內的條件，該操縱裝置可操縱地與閥板16相連以停止閥板16繞銷子18和在關閉位置與開啟位置間的轉動。這種裝置可以，如在得到要進水的信號時作出反應，在由于進水事故而導致管路12內反向流動之前關閉閥10。
閥體15有一進口22，進口22由蓋板24封閉，如圖1所示，蓋板24通常通過螺釘26或其它類似的傳統(tǒng)方式固定在閥體15上。
一金屬探測器27包括一電響應裝置28裝在閥體15內鄰近閥板16開啟位置處。當閥板16不在其開啟位置時，電響應裝置28可提供一變化的電信號，這將在后面詳述。
如圖2所示的一種最佳形式，電響應裝置28包括一個裝在環(huán)形陶瓷腔體34中的環(huán)形搜索線圈32。圖2只是電響應裝置的部分視圖，實際上它是圓形的，并通過安裝件，比如螺釘36緊貼在蓋板24的表面30上，如圖2所示。因此，腔體34提供了一支座，以使線圈32與閥10絕緣。
探測器27還包括電導線38，對閥體15內條件變化作出響應的電路系統(tǒng)40，以及根據系統(tǒng)40輸出的電信號而提供一可見信號或電信號的裝置。
本發(fā)明中所用的最佳電路如圖4所示，在圖4中，線圈32位于電路圖左手下角的位置。圖4所示的電路是傳統(tǒng)的感應惠斯登(Weatstone)電橋電路，該電路包括一線圈44和一交流信號源46。在此電路中，調整可移動的芯子48直到通過電橋50的電壓V0等于零或近似為零。線圈32的電感將隨閥板16的位置變化而變化，從而導致電橋50的電壓發(fā)生變化，測量這一電壓，即可表示出閥板16的移動。
另一可用于本發(fā)明的電路如圖5所示該電路與美國專利3，017，621號中的電路關系相似，在圖5中用參考標號40′表示。電路40′是一線性變化差動變壓器式電路，並包括一初級線圈32′和一次級線圈32″，兩線圈均須裝在閥體內。線路40′包括一交流電源46′，參考線圈44′和44″，以及可調芯子48′，該芯子48′對電路進行初始調節(jié)，以便在電路的50′段產生一初始電壓V0，線路段50′上的電壓V0將隨金屬閥板16的接近情況而變化，金屬閥板16的位置使線圈32′和32″之間的電感耦合發(fā)生變化。
圖5所示的電路用于圖3所示的結構，其中線圈通過陶瓷腔體34隔開並由腔體34′使線圈與蓋板24絕緣。腔體34′通過帶有螺釘36′和螺釘裝置安裝在蓋板24上，如圖3所示。腔體34′用于支承線圈32′和32″並使兩線圈相互分隔開，但腔體34′與腔體34相似。
閥板16離開其開啟位置，將會導致圖4電路中的線圈32和圖5電路中的線圈32′，32″中的電感發(fā)生變化。無論那種情況，都會使電壓V0發(fā)生相應的變化，表示閥板16實際上已離開其開啟位置。因此，本發(fā)明的裝置可用于監(jiān)視發(fā)往閥門關閉機構的關閉信號的執(zhí)行情況，因為閥門關閉機構的動作導致閥板16離開其開啟位置。此外，如果閥板不在開啟位置，那么就有一不變的信號表示這種缺少閥板的情況。如果閥板處于正常工作狀態(tài)，電信號就不發(fā)生變化。
在最佳形式中，參看圖2和3，線圈32或32′和32″通常是圓形的並沿蓋板24的內表面延伸。此外，無論在那種實施例中，線圈都裝在一陶瓷腔體34或34′中，該腔體34或34′緊貼在表面30上。這一安裝方式為電路系統(tǒng)提供了一可靠的參考點。線圈32或32′、32″最好由銅絲制成，銅絲上帶有一層高溫陶瓷涂層，線圈32或32′32″粘結在圖2所示結構的槽52或圖3所示結構的槽52″中。槽32和32′32″在圖2的結構中是由相對的陶瓷環(huán)34a和34b構成的，而在圖3的結構中是由陶瓷環(huán)34a′和34b′構成的。環(huán)34a和34b以及環(huán)34a′和34b′可用高溫薩爾森(Saureisen)粘合劑粘結在一起。絕緣材料最好選用那些壽命較長和機械性能較好的材料，這些材料都是現有的，將閥內導線引向外面的導管可選用小直徑的導管，而這種導管也已公知，它並不屬于本發(fā)明。
在使用當中，當閥板16處于安全開啟位置時，如圖1中實線所示，對圖4和5中所示的電路系統(tǒng)用芯子48或48′進行調節(jié)，使得系統(tǒng)顯示的信號為零或信號值很小。當閥受外力作用時，閥板將離開蓋板24而向其關閉位置擺動。由此引起電路中的不平衡可從電路系統(tǒng)很容易地探測到。這一探測過程可以周期性地進行，以便確定在外力的作用下閥板是否適當以及閥板的響應。因此，本發(fā)明的裝置可作為一早期事故探測器，以便探測在振動和沖擊的作用下，閥板是否會發(fā)生故障。此外，如果閥板失落，這將會在電路系統(tǒng)中產生永久性的電路不平衡，而這一現象可以立即探測出，從而防止汽輪機損壞。
本發(fā)明的閥可用于檢查(1)響應關閉信的啟動器，(2)修正外操縱器和閥桿之間的機械耦合，(3)閥桿的自由轉動，(4)隨閥桿的轉動，閥桿上的閥板是否松脫，(5)閥板是否確定安裝在閥桿上。
權利要求
1.一單向閥，它包括一閥體15，閥體15有一開口22，一蓋板24用于封閉開口22，一安裝在閥體15內的閥板16，閥板16可在其開啟位置和關閉位置之間擺動，其特征是一包括電響應裝置28的金屬接近探測器安裝在閥體15內的所述蓋板24的內表面上並鄰近閥板16的開啟位置，當所述閥板16不在其開啟位置時，電響應裝置將提供一改變的電信號。
2.如權利要求1所述的閥，其特征是所述電響應裝置28至少包括一個鄰近上述開啟位置設置的線圈32。
3.如權利要求2所述的閥，其特征是所述線圈32裝在一陶瓷腔體34b中，而腔體34b緊貼安裝在所述蓋板24上。
4.如權利要求2或3所述的閥，其特征是所述電響應裝置是圓形的並至少包括一線圈32。
全文摘要
蒸汽輪機的蒸汽管線中的單向閥，它包括一閥體15和閥板16，閥板16裝在閥體15內，并可在其開啟位置和關閉位置之間擺動。在閥體開口的蓋板24的內表面上并鄰近閥開啟位置處裝有一金屬接近探測器28，當閥板16離開其開啟位置時，就會產生一信號，指示這一情況。
文檔編號F16K37/00GK1042767SQ88107830
公開日1990年6月6日 申請日期1988年11月15日 優(yōu)先權日1987年11月16日
發(fā)明者邁克爾·多德克里博 申請人:西屋電氣公司