速关阀

速关阀，也称为主汽门，是主蒸汽管路与汽轮机之间的主要关闭机构，在紧急状态下切断的汽轮机的进汽，使机组快速停机，以达到保护机组目的。

速关阀由阀体部份和油缸部分组成。在运行过程中，速关阀通过速关油克服弹簧的阻力保持开启。当速关油失压时，在弹簧的作用力下，油缸内的活塞盘与活塞会脱开，速关油与排油口相通，使速关油瞬间泄去，活塞盘与阀杆、主阀碟被推向关闭位置。

速关阀结构及作用

速关阀控制系统

控制速关阀开闭的液压系统。控制阀由液压控制系统控制。控制阀的上端连接一个弹簧。在控制阀关闭的时候，弹簧在油压力的作用下处于伸长状态，当收到使阀打开的指令时，液压腔内压力瞬时消失，油压力卸载，控制阀在弹簧力的作用下向上运动将液压腔内的液压油排除使控制阀打开。当需要关闭控制阀时，就向液压腔内注入液压油。则控制阀在液压油和弹簧力的共同作用下向下运动，直至将阀口关闭。控制部分除了液压控制阀外，还有手动轮盘控制部分。当液压控制阀出现故障而又需要速关阀关闭的时候，需要手动关闭速关阀。

速关阀驱动执行元件

图2为活塞的三维实体图，如图所示活塞为环形结构，通过中间孔和阀杆等部件连接起来。周向的环形槽用于安放密封零件。活塞在速关阀的中的作用非常重要，将油压力和弹簧力的势能转化为执行部件的动能。从而实现速关阀的快速关闭。

传动机构的下侧为油缸，传动机构与油缸之间有活塞隔开。动力油源系统集成在一起，成为液压油站。在常态下，油泵向系统供油，使系统保持额定压力，通过控制阀的闭锁，实现阀门的保位功能在工作状态下，液压执行机构受控于液压阀，依靠系统控制油压和蓄能器的蓄能能量释放，实施快速关闭和正常启闭。在阀门快速关闭的过程中，当近于全关位置时减速关闭，防止密封面受冲击。

在速关阀打开的时候，液压油对活塞做功底部弹簧积蓄能量，在速关阀需要关闭的时候，弹簧释放能量对活塞做功带动阀头、阀杆运动使速关阀快速关闭。缸体是速关阀机构的主要零件之一，其体积、重量较大，油道孔槽较多要求具有较高的加工精度。其气密性的好坏直接决定着速关阀机构能否平稳、有效的运行。其机构如图3所示。

速关阀工作原理

速关阀在船舶正车航行时，进油口打开，出油口关闭，液压油从进油口通入，在液压油的作用下活塞向下运动，底部弹簧被压缩，直至规定位置，速关阀完全打开，此时工作腔内的液压力与活塞底部弹簧力平衡。

当船舶需倒车航行时，控制阀收到速关阀关闭的指令，控制阀在顶部弹簧力的作用下迅速向上运动时间非常短可忽略不计出油口打开，工作腔内液体压力瞬间消失，活塞在底部弹簧力和液流惯性阻力的作用下快速向上运动，油腔中的液压油从出油口排到油箱中，实现速关阀快速关闭。

速关阀受力分析

由于重力和摩擦力与弹簧力相比非常小，故在计算过程中可以忽略不计，则执行部件在运动过程中主要受到底部弹簧力和液压腔中液流惯性阻力。在一般的动力分析情况下，只须先分别求出弹簧力和液压油的液流惯性阻力与时间的关系，然后将力与时间的关系分别施加到受力部位，通过ANSYS/LS-DYNA几一计算出速关阀的关闭时间及在冲击过程中的动态应力。以下分别对弹簧力及液流惯性阻力进行计算。