<Desc/Clms Page number 1>
Regelung der Drehschaufeln der Laufräder von Wasserturbinen, Pumpen, Propellern und anderen Rotationsmaschinen.
Die Regelung der drehbaren Laufradsehaufeln von Wasserturbinen, Pumpen, Propellern und andern Rotationsmaschinen, welche mit durch die Turbinenwelle gehenden Lenkgestängen arbeiten, ist oft mit Schwierigkeiten verbunden, die darin bestehen, dass in den Regelorganen beträchtliche Kräfte wirken, die deren Bewegung deswegen ungenau und schwerfällig machen, da die Reaktion der Reibung sehr gross wird. Infolge dieser bedeutenden Kräfte und Widerstände, die bei den bisher bekannten Ausführungen dieser Art auftreten, werden einzelne Teile in kurzer Zeit abgenutzt und müssen durch neue ersetzt werden.
Während es für Drehschaufelregelungen, die mit in der Nabe angeordneten hydraulischen Servomotoren arbeiten, bereits bekannt ist, die Verstellkräfte so zu verteilen, dass auf die Schaufeln bloss ein Moment wirkt, wodurch einseitige Reaktionen vermieden werden, ist es noch nicht gelungen, entsprechende Bauarten mit mechanischem Antrieb zu schaffen.
Vorliegende Erfindung hat eine Drehschaufelregelung letzterer Art zum Gegenstande, bei welcher ebenfalls einseitige Reaktionen vollständig vermieden sind und eine dauernd verlässliche Wirkung des
Regelungstriebes verbürgt ist. Dies wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass jede Schaufel an ihrem inneren Ende mit einem zweiarmigen Hebel verbunden ist, auf welchen die Drehorgane mechanisch derart einwirken, dass jede zur Verdrehung nötige Kraft symmetrisch oder annähernd symmetrisch zur Achse der Schaufel wirkt.
Auf der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung schematisch dargestellt, Fig. 1 stellt einen axialen Schnitt durch das Laufrad dar. Fig. 2 einen Schnitt in einer Ebene senkrecht zur Achse der Welle, Fig. 3 die Ansicht auf einen zweiarmigen Hebel der Schaufel mit Zugstangen, Fig. 4 die Ansicht auf die Schaufel mit symmetrisch eingesetzten Zapfen und Zugstangen, Fig. 5 die Ansicht auf die Schaufel mit verzahntem Segment und verzahnten Zugstangen, Fig. 6 zeigt einen Längsschnitt durch die Turbinenwelle und den Zylinder des Servomotors mit einem Schema der hydraulischen Steuerung mit Rückführung, Fig. 7 zeigt ein Schema des Bewegungsmechanismus für die Verdrehung der Schaufeln.
Jede Drehschaufel 3, die sich auf dem Zapfen 16 dreht, welcher in der Nabe 2 befestigt ist, ist an ihrem inneren Ende mit einem zweiarmigen Hebel 13 versehen, welcher die Zapfen 5 trägt, oder bloss mit Zapfen 5 allein Fig. 4, welche symmetrisch zur Drehachse 16 angeordnet sind. An diesen Zapfen sind zwei Zugstangen 4 befestigt, so dass beim Einwirken irgendeiner Kraft ein Moment ohne einer resultierenden Reaktion auf die Achse der Schaufel auftritt. An Stelle eines zweiarmigen Hebels 13. kann auch vorteilhafterweise ein Zahnrad oder ein Segment 29 verwendet werden, in dessen Verzahnung Zahnstangen 14 eingreifen, die. parallel und symmetrisch angeordnet sind.
Jede Schaufel 3 weist zwei parallele, ungleich lange Stangen 4, 14 auf, die eine Bewegung in verkehrter Richtung ausführen, deren andere Enden mittels Zapfen 15 entweder an zwei Platten 6,7 oder an einer Sternnabe eingehängt sind, u. zw. derart, dass sämtliche Zugstangen, welche eine Bewegung in gleicher Richtung ausführen, stets an einer Platte oder an einer Sternnabe angreifen.
Erhalten die Sternnaben 6, 7 gleichzeitig eine Bewegung in entgegengesetzter Richtung im Sinne der Länge der angeschlossenen Zugstangen, so tritt eine Verdrehung der Schaufeln des Rades ein. Die Bewegung dieser Sternnaben geschieht mittels der Zugstangen 8, 9, die am vorteilhaftesten in der Mitte dieser Sternnaben in der Weise angeordnet werden, dass die Zugstange 8 der oberen Sternnaben hohl ist,
<Desc/Clms Page number 2>
und durch diese geht die Zugstange 9 der unteren Sternnabe hindurch. Beide Regulierzugstangen, die mit Kolben 10, 11 versehen sind, werden durch die Höhlung in der Welle J ! in den hydraulischen Zylinder 12 geführt, welcher direkt in der Welle ausgebildet ist.
Wird nun durch die Rohrleitungen 26 und 27 zwischen beide Kolben Flüssigkeit zugeführt, so tritt eine Bewegung dieser Kolben in verkehrter Richtung ein, dadurch auch der Zugstangen 8, 9 der Sternnaben 6, 7 und demzufolge auch eine Verdrehung der Schaufeln.
Wird die Regulierflüssigkeit den beiden äusseren Flächen 30 und 31 der Kolben zugeführt, so nähern sich diese einander, und es entsteht eine Verdrehung der Schaufeln im entgegengesetzten Sinn.
Durch eine geeignete Wahl der Grösse der Flächen der Kolben wird erzielt, dass bei der Regulierbewegung auch die Reaktion beseitigt wird, welche auf den Sehaufelzapfen vom Gewichte der Reguliermechanismen wirkt.
Es ist vorteilhaft, zur Verteilung der Druckflüssigkeit für den Regulierzylinder einen Verteilungsschieber M mit Rückführung zu verwenden. Die Bewegung für die Rückführung wird vorteilhafterweise bloss von einem Kolben abgeleitet, im vorliegenden Falle vom Kolben 11 mittels der Stange 17 und dem Mitnehmer 18, u. zw. mittels der Fassung 19 und der Hebel 20, 21, 22, von welchen der Hebel 22 mit der Muffe des Zentrifugalreglers 23 verbunden ist, oder unmittelbar so, dass das Gehäuse 25 des Regulierschiebers 25 eine direkte Bewegung von einem Kolben erhält, oder dass derselbe direkt in einen Kolben untergebracht wird. Diese Drehvorrichtung kann auch in der Weise angeordnet werden, dass der Regulierzylinder direkt im Kopf des Laufrades untergebracht wird.
Fig. 1 und Fig. 6 sind zwei Teile einer Abbildung, aus welcher ersichtlich ist, dass die Regulierkräfte, welche auf die Kolben 10 und 11 wirken, direkt durch den Regelungsmechanismus auf die Schaufel übertragen werden, ohne dass sie auf die Welle oder auf den Drehzapfen der Schaufel wirken.
Aus der Zeichnung und aus der Beschreibung ist die Wirkungsweise der ganzen Reguliervorrichtung klar ersichtlich, und es ist zu ersehen, dass die Regulierkräfte hier bedeutend herabgesetzt und zweckmässig auf alle Teile des Mechanismus verteilt werden.
PATENT-ANSPRÜCHE ;
1. Regelung der Drehschaufeln der Laufräder von Wasserturbinen, Pumpen, Propellern und andern Rotationsmaschinen, bei welchen die Verstellkräfte derart verteilt werden, dass sie auf die Schaufel bloss durch einen Drehmoment wirken, dadurch gekennzeichnet, dass jede Schaufel an ihrem inneren Ende mit einem zweiarmigen Hebel versehen ist, auf welchen die Drehorgan mechanisch derart einwirken, dass jede zur Verdrehung nötige Kraft symmetrisch oder annähernd symmetrisch zur Achse der Schaufel wirkt.