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Einrichtung zum Regeln von Holzschleiferantrieben.
Die Kraftmaschine, mittels deren ein Holzschleifer angetrieben wird, treibt mitunter gleichzeitig einen elektrischen Generator an, der Energie für die elektrischen Betriebe der Anlage zu liefern hat.
Bei einer derartigen Anordnung bereitet die selbsttätige Regelung des Schleifers auf konstante Belastung, die einerseits mit Rücksicht auf gleichmässige Erzeugung eines guten Holzschliffes sehr wichtig ist, anderseits den kleinsten Kraftverbrauch für die Gewichtseinheit des erzeugten. Holzschliffes zur Folge hat, gewisse Schwierigkeiten ; denn es sind drei Regelungen miteinander in Einklang zu bringen, diejenige des Holzschleifers auf konstante Belastung, die des elektrischen Generators auf konstante Spannung und die der Antriebskraftmaschine auf konstante Drehzahl, wobei sich die Leistung der Kraftmaschine jeweils dem Energiebedarf der beiden von ihr angetriebenen Maschinen anzupassen hat.
Bei den bisher bekannten Antrieben von Holzschleifern durch Dampf-oder Wasserturbinen wird gewöhnlich für die Schleiferregelung ein besonderer Gesehwindigkeitsregler vorgesehen. Wenn dabei die Schleiferbelastung aus irgendeinem Grunde sinkt, so steigt die Drehzahl der Kraftmaschine, der Schleiferregler spricht an und öffnet das Ventil für die Pressflüssigkeit des Schleifers. Gewöhnlich besitzt die Antriebsmaschine noch einen eigenen Fliehkraftregler, und beide Regler müssen so eingestellt sein, dass sie sich gegenseitig nicht stören. Die Führung hat dann der Sehleiferregler. Nun liegt es in der Natur der Sache, dass, wenn auch der Schleiferregler sofort anspricht, eine gewisse Zeit vergeht, bis sich seine Wirkung auf die Belastung bemerkbar macht.
Es ist eine gewisse Zeit notwendig, bis die Druckflüssigkeit und das Holz, besonders wenn es schlecht geschichtet war, nachgekommen sind. Wenn sich anderseits infolge einer Überlastung das Regelventil schliesst, wird dadurch die Überlastung nicht sofort beseitigt, da das zusammengepresste Holz elastisch ist und es eine gewisse Zeit dauert, bis so viel weggeschliffen ist, dass sich die der gewünschten Belastung entsprechende Anpressung des Holzes gegen den Schleifstein ergibt. Dabei ist nicht zu vermeiden, dass vorübergehend grössere Drehzahlabweichungen auftreten. Um diese möglichst zu beschränken, hat man solche Antriebsgruppen mit Schwungrädern ausgestattet, wodurch auch für den Geschwindigkeitsregler der Antriebsmaschine günstigere Regulier- verhältnisse geschaffen werden.
Besonders unangenehm werden diese Drehzahlschwankungen in dem eingangs erwähnten Falle, nämlich dann, wenn die Turbine noch einen elektrischen Generator antreibt. Es treten dann Frequenzund Spannungsschwankungen auf, die sehr nachteilig. für die vom Generator gespeisten Motoren sind, besonders aber wenn ein elektrischer Papiermaschinenantrieb angeschlossen ist.
Gegenstand der Erfindung ist nun eine Einrichtung, die der Tatsache Rechnung trägt, dass die Belastung des Schleifers in jedem Augenblick gleich der Differenz zwischen Turbinenleistung und der vom Generator aufgenommenen Leistung sein solle. Erfindungsgemäss steht daher das Regelventil der Schleiferdruckflüssigkeit unter dem Einfluss von Organen, deren Wirkung einesteils der Leistung der Kraftmaschine, anderseits der vom Generator aufgenommenen Leistung proportional sind.
Ein Ausführungsbeispiel für die Erfindung ist in Fig. 1 der Zeichnung dargestellt. Danach wird von der Dampfturbine a die Dynamo b und über das Zahnradvorgelege c der Stein e eines Schleifers d angetrieben, auf welchen bei geöffnetem Absperrventil i das Holz im Magazin t vom hydraulischen Zylinder g gepresst wird. Der Pressdruck und damit die Leistung des Schleifers werden durch das Ventil h
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die Turbinenleistung rückwirkend beeinflussen. Aber auch der elektrische Generator b hat keinen kaon- stanten Leistungsbedarf und bestimmt daher in zweiter Linie die Turbinenleistung.
Es ist nun angenommen, dass die Turbine eine Öl4rucksteuerung k besitzt, bei dem sich die Düsenventile der Turbine um so weiter öffnen, je höher der Öldruck ist. Letzterer wird von einem Fliehkraftregler gesteuert und ist ein unmittelbares Mass für die Leistung der Turbine. Er wird in bekannter Weise von einer kleinen von der Turbine angetriebenen und dauernd mitlaufenden Zahnradpumpe geliefert.
Dieser Öldruck herrscht nun auch in dem Zylinder m, von dessen Kolben das Regelventil h bewegt wird.
Der Druck auf diesen Kolben ist durch das am Hebel o angreifende Gegengewicht n ausgeglichen und der Regelvorgang durch d, ie kleine-Zusatzfeder p statisch gemacht.
Am gleichen Hebel wirkt nun noch mittels eines Zugorganes q der Drehmagnet 1', dessen Drehmoment der abgegebenen Leistung des auf das Netz s arbeitenden Generators b proportional ist und dem Öldruck im Zylinder m ebenfalls entgegenwirkt.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist nun folgende : Wird die Turbine a angelassen, wobei zuerst das Ventil i geschlossen ist, so stellt sich ein bestimmter Öldruck im Zylinder m ein, der aber noch nicht
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auf den Hebel ausgeübte Drehmoment dasjenige des Gegengewichtes n überwindet, so schliesst sich das Regelventil h etwas ; die Belastung der Turbine a nimmt dadurch ab, der Öldruck fällt und der Kolben stellt sich in diejenige Stellung ein, die der durch die Gegengewichte eingestellten Schleiferbelastung entspricht. Da die Auswirkung durch Verstellung des Ventiles h nur langsam erfolgte, sind bei der kleinen Regelgeschwindigkeit Pendelungen nicht zu befürchten.
Wenn erforderlich, kann ausserdem durch Einschalten einer Drosseleinrichtung in die Öldruckleitung eine Dämpfung erreicht werden.
Wird nun noch der Generator b belastet, so würde durch die Zugkraft des Drehmagneten r im ersten Moment das Ventil h mehr geöffnet werden ; durch die grössere Belastung der Turbine a steigt jedoch der Öldruck, so dass die Zugkraft des Drehmagnete ausgeglichen wird, bevor noch eine Änderung der Schleiferbelastung stattfinden kann.
Fig. 2 gibt eine graphische Darstellung der Verhältnisse. Darin bedeuten die Ordinaten das auf den Hebel o ausgeübte Drehmoment, die Abszissen die Turbinenleistung, eingeteilt in Viertel-, Halb-,.
Dreiviertel-und Vollast. Kurve 1 zeigt das vom Öldruck ausgeübte Drehmoment, das den beiden vom Gegengewicht und vom Drehmagnet ausgeübten Drehmomenten entgegenwirkt. Diese sind durch die Geraden 2 und 3 veranschaulicht, von denen die erstere 2 das konstante Drehmoment des Gegengewichtes, die letztere. 3 das mit der Belastung wachsende des Drehmagnete zeigt. Der letztere muss so eingestellt sein, dass die Neigung der Geraden 3 derjenigen des geraden Teiles der Kurve 1 gleich ist, was durch geeignete Bemessung und Vorschaltwiderstände ohne weiteres erreicht werden kann.
In Fig. 2 ist angenommen, dass die Schleiferbelastung durch Bemessung der Gegengewichte n auf 50% der Nennleistung der Turbine eingestellt und dass der elektrische Generator bei Vollast der Turbine ebenfalls 50% der Turbinenleistung abgebe und damit vollbelastet sei. Während des Belastunganstieges der Turbine von Null bis Vollast steigt der Öldruck nach der Kurve 1 und übt ein entsprechendes Drehmoment auf den Hebel c aus ; ihm entgegen wirkt das Drehmoment des Gewichtes n. Somit fängt das Regelventil h erst beim Punkt 1/2 an sich zu schliessen. Wird nun der Generator b belastet, so steigt das vom Öldruck ausgeübte Moment weiter entsprechend dem rechts vom Punkt 1/2 liegenden Teil der Kurve 1 über das durch die Gerade 2 dargestellte Gegengewichtsmoment ; seine Wirkung wird aber
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dem schraffierten Teil des Bildes konstant bleibt.
Die Erfindung ist nicht auf Turbinenantrieb des Schleifers beschränkt, obwohl es an sich neu ibt. die Öldrucksteuerung der Turbine und des Schleifers zu vereinigen, insbesondere den gleichen Öldruck, der zur Turbinensteuerung benutzt wird, auch auf das Regelventil des Schleifers einwirken zu lassen. Auch bei Antrieb des Schleifers durch Kolbenmaschinen, Gas-oder Dieselmotoren ist die Einrichtung möglich.
Es ist ferner möglich, jedes andere Regelgesetz zu verwirklichen, indem die Proportionalität mittels besonders geformter Schlitze in den hydraulischen Schiebern oder mittels Kurvenscheiben an Stelle von Kreisscheiben od. dgl. durch ein anderes Abhängigkeitsverhältnis ersetzt werden kann. Durch eine von der Kreisform abweichende Formgebung der das Band q aufwickelnden Scheibe kann man auch den Wirkungsgrad des Generators, der ja mit der Belastung sich ändert, Rechnung tragen.
. Die Bauart der Regler kann anders und dem Antriebsmittel angepasst sein. Beispielsweise wird man bei elektromotorischem Vorschub des Schleifholzes einen elektrischen Regler an Stelle des Ventiles A verwenden. Statt des Drehmagnete kann eine andere elektromechanische Vorrichtung benutzt werden.
Wird an Stelle des Magazinschleifers ein. stetiger Schleifer angetrieben, so ist auch bei diesem die Erfindung ohne weiteres anwendbar.
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