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Vorrichtung zur Regulierung von hydraulischen Turbinen
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Die Hilfsregeleinrichtung kann beispielsweise so ausgelegt sein, dass sie schon voll, d. h. bis zum Grenzhub öffnet, wenn der Turbinenregulator nur 2 % seines Hubes ausführt, selbst wenn die Regulatorbewegung so langsam erfolgt, dass sie 5 oder mehr Sekunden erfordert. Dieses Stabilisierungs-Entlastungsventil der Hilfsregeleinrichtung steht zur sekundären Regeleinrichtung in einem ähnlichen Verhältnis wie etwa eine Noniusskala zur Hauptmassskala eines Instrumentes, das an jeder gerade in Verwendung stehenden Stelle der Massskala eine erhöhte Ablesegenauigkeit ermöglicht, ohne dass die Massskala durchgehend mit einer entsprechenden Feinteilung versehen ist.
Normalerweise wird das Stabilisierungs-Entlastungsventil durch eine Feder in seine Schliessstellung gedrückt. Im Hinblick auf seine kleinen Abmessungen kann das Stabilisierungs-Entlastungsventil aber auch ohne unzulässige Verluste an Druckwasser normal teilweise offen gehalten werden. In diesem Falle wird das Ventil durch den Turbinenregulator, während dieser auf die Mengenregeleinrichtung im Sinne einer Schliessung derselben einwirkt, voll geöffnet, und während dieser auf die Mengenregeleinrichtung im Sinne einer Öffnung derselben einwirkt, vorübergehend ganz geschlossen, so dass die Wirkung des Stabilisierungs-Entlastungsventils hier nicht in erster Linie nur in der Unterdrückung eines Druckanstieges in der Druckrohrleitung während kleiner Schliessbewegungen der üblichen Mengenregeleinrichtung der Turbine besteht,
sondern sich auch auf die Unterdrückung von Druckabfällen erstreckt, wenn der Turbinenregulator eine Öffnungsbewegung der Mengenregeleinrichtung auslöst. Hiebei kann das Stabilisierungs-Entlastungsventil in teilweise geöffneter Lage zwischen zwei einander entgegenwirkenden Federn eingespannt sein, von denen die eine in Schliessrichtung und die andere in Öffnungsrichtung wirkt.
In Fällen, in denen ein Verlust an Druckwasser bedeutungslos ist, kann das Stabilisierungs-Entlastungsventil sogar unter Umkehrung der oben beschriebenen Federanordnung durch den Federdruck normalerweise offen gehalten und nur dann vorübergehend geschlossen werden, wenn der Turbinenregulator eine Öffnungsbewegung der Mengenregeleinrichtung bewirkt. In diesem Falle bewirkt das StabilisierungsEntlastungsventil in erster Linie eine Unterdrückung von Druckabfällen anstatt von Druckerhöhungen.
Ohne Rücksicht darauf, ob das Stabilisierungs-Entlastungsventil normalerweise in die Schliessstellung oder in die Offenstellung gedrückt oder in einer Zwischenstellung gehalten wird, ist seine Fähigkeit zur Kompensation von Druckschwankungen nicht auf den Anfangsteil seines Arbeitshubes, d. h. auf seinen Übergang aus der Normallage in die Pendellage. beschränkt. Wenn das Stabilisierungs-Entlastungsventil infolge einer Bewegung des Regulators aus seiner Normallage herausbewegt worden ist, so kann es sofort wieder einer umgekehrten Regulatorbewegung folgen. Demnach kann das Stabilisierungs-Entlastungsventil unabhängig von seiner anfänglichen Bewegungstendenz im Verlaufe einer Pendelschwingung des Regulators abwechselnd die bei dieser Schwingung auftretenden Drucksteigerungen und Druckabfälle unterdrücken.
Diese Unterdrückung von Druckänderungen kann bei kleinen Regulatorschwingungen vollständig oder bei grösseren Bewegungen wenigstens teilweise erfolgen ; in jedem Falle wird aber eine Stabilisierungswirkung dadurch erzielt, dass dem Anwachsen der Schwingungen entgegengewirkt, das Abklingen der Schwingung hingegen begünstigt wird.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Hilfsregeleinrichtung nach der Erfindung enthält eine mit einstellbaren Verzögerungsorganen ausgestattete Dämpfungseinrichtung, die zwischen dem Turbinenregulator und dem Steuerventil eines das Stabilisierungs-Entlastungsventil betätigenden Servomechanismus eingeschaltet ist. Die Dämpfungseinrichtung ist mit einer Sicherheitseinrichtung versehen, durch welche besonders heftige Bewegungen des Turbinenregulators freigegeben werden, weil diese andernfalls zu einer Beschädigung des Stabilisierungs-Entlastungsventils durch übermässigen Druck auf den schon am Ende seines Hubweges befindlichen Ventilkörper führen könnten. Die Steuerungen sind dann so angeordnet, dass das Stabilisierungs-Entlastungsventil, wenn der Regulator nicht bewegt wird, die Tendenz hat, in seine Schliessstellung zurückzukehren.
Bei dieser Anordnung wird im Falle einer Schliessbewegung des Turbinenregulators das StabilisierungsEntlastungsventil geöffnet, wodurch die im turbinenseitigen Endteil des Druckrohres gewünschte Druckentlastung bewirkt wird. Da das Stabilisierungs-Entlastungsventil nur zur Verfeinerung der Wirkung anderer Mechanismen dient, können seine Verzögerungs- und sonstigen Eigenschaften von jenen der sekundären Regeleinrichtung ganz verschieden und vollkommen kleinen Regulatorbewegungen angepasst sein.
In den meisten Fällen ist es zwar am günstigsten, ein gänzlich getrenntes, kleines StabilisierungsEntlastungsventil der oben beschriebenen Art vorzusehen, doch kann es auch Fälle geben, in denen es aus Gründen der Ersparnis an Raum und Material erwünscht ist, ein Turbinen-Hauptentlastungsventil so auszubilden, dass seine normale Wirkung mit der Wirkung eines Stabilisierungs-Entlastungsventils kombiniert wird. Diese kombinierte Wirkung kann mit einer später noch genauer beschriebenen Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung erzielt werden.
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Die derzeit normalerweise verwendeten Turbinenentlastungsventile wirken bei stetiger Strömung aus folgendem Grunde nicht stabilisierend. Zur Einsparung von Wasser und zur Verhütung einer Erosion der Ventilsitze muss auf die Ventile im Sinne eines relativ schnellen Wiederschliessens eingewirkt werden ; dieses Wiederschliessen soll bei normalen Regulatorbewegungen für den vollen Hubweg innerhalb 10-100 Sekunden erfolgen. Diese Tendenz zum Wiederschliessen besteht natürlich auch während des Öffnens und wirkt hiebei der Öffnungsbewegung entgegen, so dass bei langsamer Regulatorbewegung das Entlastungsventil nur sehr verzögert oder überhaupt nicht mehr öffnet.
Da nun bei stetigen Strömungsbedingungen die Regulatorbewegungen sehr langsam erfolgen, musste für diesen Fall das Entlastungsventil, damit es wirksam wird, eine Wiederschliesszeit von 10 bis 100 Sekunden für nur 1 % seines Hubweges aufweisen, d. h. dass es etwa 100 mal langsamer als normalerweise schliessen müsste ; es wäre aber anderseits höchst unerwünscht, diese Verzögerungsverhältnisse bei vollem Hubweg zuzulassen, denn dies würde bedeuten, dass bei normalen, relativ grossen Regulatorbewegungen eine grosse Wassermenge verloren ginge und eine starke Abnützung der Ventilsitze erfolgen würde. Ferner wäre eine ungewöhnlich grosse Genauigkeit des Steuermechanismus für das Ventil erforderlich, wenn dieses sehr kleine, aber genaue Bewegungen ausführen soll.
Es kann allerdings, insbesondere bei niedrigem Wasserdruck, Fälle geben, in denen es möglich ist, einige der erwähnten Nachteile in Kauf zu nehmen, unter der Voraussetzung, dass die aussergewöhnlich langsame Schliessbewegung des Entlastungsventils auf einen Bruchteil des ganzen Ventilhubweges beschränkt werden kann.
Hiedurch wird der Wasserverlust stark verringert, weil bei Beschränkung der langsamen Schliessbewegung des Entlastungsventils auf einen kleinen, nahe der Schliessstellung liegenden Bruchteil des Hubweges des Ventils sowohl die Dauer des langsamen Schliessvorganges als auch der durch diesen langsamen Schliessvorgang bewirkte Wasserverlust im Verhältnis zum Quadrat des Ventilhubes verringert werden.
Wenn z. B. der langsame Regelvorgang auf 1/20 des Hubweges beschränkt wird, so beträgt der nach der
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Bei einer zweiten Ausführungsform der Erfindung ist deshalb eine Einrichtung vorgesehen, welche die Bewegung beim Wiederschliessen eines Turbinen-Hauptentlastungsventils so steuert, dass sie über den
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wesentlich während des tatsächlichen Wiederschliessens, sondern hauptsächlich während des Öffnens (um zu verhindern, dass in dieser Zeit die Tendenz zum Wiederschliessen die Tendenz zum Öffnen aufhebt), kann die Verlangsamung der Ventilbewegung nicht durch ein Verzögerungsventil bewirkt werden, das unmittelbar die Bewegungsgeschwindigkeit der Ventilschliesseinrichtung herabsetzt. Wenn nämlich diese Geschwindigkeit Null wird oder die Bewegung sogar in umgekehrter Richtung erfolgt, so kann keine Berichtigung mehr durch eine Geschwindigkeitsherabsetzung erfolgen.
Das Verzögerungsventil muss deshalb das Verzögerungsorgan der Dämpfungseinrichtung beeinflussen, die dem Entlastungsventil die Tendenz zu seiner Selbstrückstellung verleiht.
Zum besseren Verständnis soll nun die Erfindung nachstehend unter Bezugnahme auf einige in den Zeichnungen veranschaulichte Ausführungsbeispiele näher erläutert werden. Fig. 1 zeigt schematisch eine erfindungsgemässe Vorrichtung zur Regulierung einer Aktionsturbine. Fig. 2 zeigt eine ähnliche Vorrichtung, die sowohl für eine Aktionsturbine als auch für eine Reaktionsturbine verwendbar ist. Gegenüber den üblichen Bauteilen sind in den Fig. l und 2 die neuen, erfindungsgemässen Bestandteile durch einen strichpunktierten Rahmen hervorgehoben. In Fig. 3 sind die in den Fig. 1 und 2 innerhalb des strichpunktierten Rahmens angedeuteten Bauteile in grösserem Massstab genauer daigestellt. Fig. 4 veranschaulicht in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform der Erfindung teilweise im Schnitt.
Die Fig. 5 und 6 zeigen Modifikationen der zweiten Ausführungsform.
Bei der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemässen Vorrichtung zur Regulierung von hydraulischen Turbinen betätigt der Hauptservomotor 11 eines Turbinenregulators 1 direkt einen Strahlablenker 3 und steuert mittels eines Nockens 10 und eines Steuerventils 9, das auch eine Verzögerungseinrichtung und eine Umsteuereinrichtung enthält, einen Servomotor 12 für die Düsennadel 2 einer Aktionsturbine. Das Druckrohr 13 ist oberstromseitig von der Düsennadel 2 durch eine Rohrleitung 14 mit einem Stabilisierungs-Entlastungsventil 4 verbunden, das in einen Ablauf mündet.
Dieses Stabilisierungs-Entlastungs- ventil4 ist über einen Servomechanismus 7 und eine zusammenschiebbare Dämpfungseinrichtung 5 an den
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Nocken 10 oder an eine andere geeignete Stelle eines durch den Hauptservomotor 11 betätigten Gestänges angeschlossen. Die Rückstellung des Stabilisierungs-Entlastungsventils 4 in seine Normallage erfolgt unter der Wirkung einer Feder 6.
Gemäss Fig. 2 betätigt der Servomotor 11 des Turbinenregulators 1 über ein Gestänge 15 die Düsennadel 2 einer Aktionsturbine oder statt dessen den (nicht gezeigten) Schliessmechanismus einer Reaktionsturbine und über einen Nocken 10 und eine Dämpfungseinrichtung 16 ein in einen Ablauf mündendes gewöhnliches Entlastungsventil 23 in der Druckleitung 13. Die Anordnung der Rohrleitung 14 und der Bestandteile 4,5, 6 und 7 ist genau die gleiche wie in Fig. l.
Sowohl in Fig. 1 als auch in Fig. 2 stellt die Düsennadel 2 (oder der nicht gezeigte Schliessmechanismus) die Mengenregeleinrichtung dar, der Strahlablenker 3 in Fig. 1 bzw. das gewöhnliche Entlastungventil 23 in Fig. 2 bildet die sekundäre Regeleinrichtung, und das Stabilisierungs-Entlastungsventil 4 ist die Hilfs-oder Feinregeleinrichtung.
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genauer erläutert werden.
Das eigentliche Stabilisierungs-Entlastungsvent ! 14 hat einen pilzförmigen Ventilkörper, dessen Schaft 24 mit einem Kolben 17 des Servomechanismus 7 verbunden ist. Dieser Kolben ist hohl und enthält einen zylindrischen Ventilschieber 27, der an seinen Enden zwei Ringleisten hat und in seinem Mittelteil ausgespart ist. Durch ein Zuführungsrohr 18 kann an beiden Enden hydraulische Druckflüssigkeit in den Kolben eingeführt und an dessen Mitte durch ein Abströmrohr 19 aus dem Innenraum des Kolbens wieder abgeführt werden.
Der zylindrische Ventilschieber 27 ist durch eine Kolbenstange 37 starr mit dem Zylinder 5 der Dämpfungseinrichtung verbunden, deren Kolben 29 seinerseits durch eine Kolbenstange 35 über einen Doppelhebel mit dem Hauptservomotor 11 des Turbinenregulators 1 verbunden ist. Im Kolben 29 sind zwei Entlastungsventile 8 und 25 angeordnet, die nach entgegengesetzten Richtungen öffnen ; die beiden Enden des Zylinders 5 der Dämpfungseinrichtung sind miteinander über eine einstellbare Verzögerungseinrichtung 28 verbunden.
Zwischen dem Zylinder 5 der Dämpfungseinrichtung und dem Zylinder des Servomechanismus 7 ist die Wendeldruckfeder 6 eingesetzt, welche eine Rückstellkraft ausübt, um das Ventil 4 langsam wieder in die Schliessstellung zurückzuführen, wenn es unter dem Einfluss des Turbinenregulators geöffnet worden ist.
Im Betrieb wird durch rasches Ansprechen des Turbinenregulators 1 eine rasche Regelwirkung der sekundären Regeleinrichtung ausgelöst, welche eine wirksame Regulierung ohne unzulässigen Druckanstieg ermöglicht. Auf diese Weise schneidet der Strahlablenker 3 (Fig. 1) den Strahl sofort teilweise oder gänzlich ab, wogegen sich die Düsennadel 2 langsamer auf die neuen Strömungsbedingungen einstellt bzw. das gewöhnliche Entlastungsventil 23 (Fig. 2) öffnet, fast so schnell wie der Turbinen-Hauptschliessmechanis- mus schliesst. und es unterdrückt dadurch den Druckanstieg gänzlich oder mindestens teilweise.
Wenn hingegen die Schliessbewegung des Turbinenregulators nur klein ist oder sehr langsam erfolgt, dann können diese sekundären Regeleinrichtungen nicht in der oben beschriebenen Weise zur Wirkung gelangen.
Hier kommt nun die erfindungsgemässe Feinregulierung zur Wirkung, die insbesondere die kleinen Bewegungen (bzw. den Anfangsteil einer grossen, aber langsamen Bewegung) der Mengenregeleinrichtung berücksichtigt. Bei jeder Schliessbewegung des Turbinenregulators 1 wird über das Gestänge 35 der Kolben 29 des Zylinders 5 der Dämpfungseinrichtung und dementsprechend auch der Zylinder 5 selbst nach rechts (in den Fig. 1 - 3) verschoben. Die Verschiebungsbewegung des Dämpferzylinders 5 wird durch die Kolbenstange 37 auf den zylindrischen Ventilschieber 27 übertragen, der hiebei eine Leitung freigibt, welche hydraulische Druckflüssigkeit links vom Kolben 17 zuführt, wodurch dieser nach rechts verschoben und das mit dem Kolben 17 durch die Kolbenstange 24 verbundene, kleine Stabilisierungs-Entlastungsventil 4 geöffnet wird.
Hiedurch tritt in der Rohrleitung 14 ein Druckabfall auf, der sich in den oberstromseitig unmittelbar an die Düsennadel2 (bzw. an die Schliesseinrichtung) anschliessenden Teil des Druckrohres fortpflanzt und den kleinen Druckanstieg, der sonst auftreten würde, wirkungslos macht.
Bei grossen und raschen Bewegungen des Turbinenregulators 1 und damit auch der Dämpfungseinrichtung 5 wird dasStabilisierungs-Entlastungsventil 4 schnell bis an dasEnde seines Hubweges verschoben. und hiedurch wird der Zylinder 5 der Dämpfungseinrichtung durch einen metallischen Anschlag (nämlich des Teiles 27 am Teil 17 und des Teiles 17 am rechten Zylinderboden im Gehäuse des Servomechanismus 7) an einer weiteren Verschiebungsbewegung (in Fig. 3 nach rechts) gehindert, wodurch der Druck Im Innern des Dämpfungszylinders 5 steigt und das Sicherheitsventil 8 öffnet, wonach sich der Kolben 35 weiterbe-
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wegen kann, ohne eine weitere Verschiebung des Zylinders 5 zu bewirken.
Wenn die Bewegung der Kolbenstange 35 endet, schliesst sich das Sicherheitsventil 8, und nun wandert der Dämpferzylinder 5 unter dem Einfluss der Feder 6 langsam wieder nach links, wobei die Geschwindigkeit dieser Bewegung durch das langsame Überströmen des Drucköles geregelt wird, das über die Verzögerungseinrichtung 28 von der rechten Seite zur linken Seite des Dämpferzylinders überströmt. Diese Bewegung findet so lange statt, bis das Stabilisierungs-Entlastungsventil 4 wieder vollständig geschlossen ist.
So lange das Stabilisierungs-Entlastungsventil 4 noch geöffnet ist, bewirkt jede Bewegung der Kolbenstange 35 nach links, dass sich diese und das Ventil 4 miteinander verschieben, bis das StabilisierungsEntlastungsventil wieder geschlossen ist.
Wenn das Stabilisierungs-Entlastungsventil 4 bereits vollständig geschlossen ist und sich daher in Schliessrichtung nicht mehr weiterbewegen kann, bewirkt jede Verschiebung der Kolbenstange 35 nach links, dass sich das Sicherheitsventil 25 öffnet, um sodann in ähnlicher Weise wie das oben beschriebene Sicherheitsventil 8 zu wirken.
Bei der in Fig. 4 dargestellten zweiten Ausführungsform der Erfindung betätigt der nicht gezeigte Turbinenregulator, wenn er sich in jener Richtung bewegt, bei der die Turbine heruntergeregelt wird, einen Hebel 101 oder eine Schubstange in der durch einen Pfeil angedeuteten Richtung und drückt hiebei einen Kolben 102 in einen Dämpferzylinder 103 nach unten. Wenn diese Bewegung schnell erfolgt, so findet zwischen dem Kolben 102 und dem Zylinder 103 der Dämpfungseinrichtung nur eine kleine Relativverschiebung statt, und der Zylinder 103 drückt daher einen Nocken 104 eines Steuerventils 105 nach unten.
Durch das Öffnen dieses Steuerventils 105 fällt der Druck in der Schliesskammer 106 eines Servomotors für ein Hauptentlastungsventil, so dass nun der Druck in der Öffnungskammer 107 des Servomotors, der normalerweise kleiner ist als der Druck in der Schliesskammer 106, den Verschlussteil 108 des Entlastungsventils von seinem Sitz 109 abhebt, wodurch aus dem Druckrohr Wasser in den Abfluss ausströmen kann. Bei dieser Bewegung verschiebt der Ventilverschlussteil 108 den Nocken in der Weise, dass der Öffnungsquerschnitt des Steuerventils 105 verkleinert wird. Die Kontur des Nockens ist so geformt, dass die Verschiebungsbewegung des Ventilverschlussteiles 108 in irgendeinem gewünschten Verhältnis zur Bewegung des Turbinenregulators steht, z. B. direkt proportional zu dieser ist.
Wenn sich das Steuerventil 105 schliesst, so steigt durch Zustrom von Druckmittel durch einen verengten Durchlass 110 in der Schliesskammer 106 des Servomotors für das Hauptentlastungsventil der Druck wieder auf die ursprüngliche Höhe.
Wenn nun die Dämpfungseinrichtung 103 in sich vollkommen starr wäre, dann könnte keine merkliche Wiederschliessung des Verschlussteiles 108 erfolgen, weil die kleinste Verschiebungsbewegung des Verschlussteiles 108 in Schliessrichtung die Stellung des Nockens 104 in der Weise ändern würde, dass das Steuerventil 105 wieder geöffnet wird, bis sich zwischen der Zufuhr von Druckflüssigkeit durch den verengten Durchlass 110 und ihren Abfluss durch das Steuerventil 105 ein Gleichgewichtszustand in der Weise einstellt, dass der resultierende Druck in der Schliesskammer 106 die auf der Öffnungsseite 107 des Servomotors für das Hauptentlastungsventil wirksame Kraft genau ausgleicht. Die Wiederschliessung des Hauptentlastungsventils kann also nur bei einer Zusammenschiebbarkeit der Dämpfungseinrichtung erfolgen.
Das Zusammenschieben wird normalerweise durch die Vorsehung von verengten Überströmdurchlässen, z. B. 111, ermöglicht, welche aber häufig nicht, wie in Fig. 4 gezeigt, aussen, sondern innerhalb des Kolbens 102 oder des Zylinders 103 der Dämpfungseinrichtung angeordnet sind.
Im Kolbenkörper 102 der Dämpfungseinrichtung angeordnete Sicherheit-un Rückschlagventile 124 sind nur im Hinblick auf ein mögliches Versagen des Mechanismus oder der Öffnungshubbewegung des Turbinenregulators vorgesehen und brauchen nicht näher erklärt zu werden.
Die bisherige Beschreibung erläutert die normale Funktion des Entlastungsventils. Dabei sind zahlreiche Abänderungen möglich, etwa hinsichtlich der Form des Verschlussteiles und der Art der Erzeugung der Verstellkräfte durch Druckwasser oder Drucköl, Federn oder Gegengewichte. Die Rückstellung wird jedoch allgemein durch eine Dämpfungseinrichtung bewirkt, und nach der vorliegenden Erfindung wird die Rückstellwirkung entsprechend der jeweiligen Lage des Verschlussteiles des Hauptentlastungsventils in folgender Weise verlangsamt.
Das Ölleitungsrohr 112, durch welches Öl von der Unterseite des Dämpferkolbens 102 in den oberen Raum des Dämpferzylinders 103 überströmen kann, wird durch ein Durchlaufsteuerventil 113 gesteuert.
Dieses Ventil unterbricht, wenn der Verschlussteil 108 des Hauptentlastungsventils vollständig oder nahezu vollständig geschlossen ist, die Strömung durch den Überströmweg 112, 111 und verhindert hiedurch jede weitere Bewegung des Verschlussteiles 108 in Schliessrichtung, falls nicht Undichtigkeiten vorhanden sind und falls nicht im Durchlaufsteuerventil 113 oder hinter diesem eine kleine Durchflussöffnung, wie z. B. die in Fig. 4 angedeutete Drosselöffnung 114, vorgesehen ist.
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Auf diese Weise kann die Schliesstendenz des Entlastungsventils auf irgendeinen für kleine Regelbewegungen des Turbinenregulators geeigneten Wert herabgesetzt werden. Wenn der Turbinenregulator aber grosse Bewegungen ausführt, so wird der Kolben des Durchlaufsteuerventils 113 bis über jenen Punkt, an dem er die Strömung in der Rohrleitung 112 unterbricht, hinaus verschoben, wodurch der Mechanismus dann weiterhin wie ein normales Entlastungsventil wirkt.
Wenn das Durchlaufsteuerventil 113 nicht benötigt wird, kann es leicht mittels eines Nebenschlussventils 115 ausser Wirkung gesetzt werden, indem durch Öffnen dieses Ventils 115 der Ölströmung ein Nebenschlussweg von der Leitung 112 zur Drosselstelle 111 freigegeben wird. Wenn also das Nebenschluss- ventil 115 geöffnet wird, so wirkt das Hauptentlastungsventil 108 weiterhin nicht mehr als Feinstabilisator, sondern nur noch wie ein übliches Entlastungsventil.
Wie bereits erläutert worden ist, wird ein genaues Ansprechen des Hauptentlastungsventils auf kleinste und langsamste Schliessbewegungen des Turbinenregulators hauptsächlich dadurch behindert, dass bei solchen Bewegungen in der Regeleinrichtung eine Schliesskomponente auftritt, welche der Öffnungskomponente entgegenwirkt. Daraus folgt, dass ein besseres Ansprechen auf Öffnen erreicht werden kann, wenn die erwähnte Schliesskomponente verkleinert wird. Zur Erreichung des gleichen Zieles kann aber alternativ auch eine Vorrichtung vorgesehen werden, durch welche die Schliesstendenz der Steuereinrichtungen während der Öffnungsbewegungen aufgehoben wird, und eine solche Einrichtung bildet den Gegenstand einer abgewandelten Ausführungsform der Erfindung, welche nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 5 näher erläutert wird.
Das Hauptentlastungsventil kann wie in Fig. 4 ausgebildet sein, und der Hebel 101 und die Teile 103, 111 und 112 der Dämpfungseinrichtung sind in der schon beschriebenen Weise ausgebildet. An Stelle der Teile 113,114 und 115 nach Fig. 4 sind jedoch gemäss Fig. 5 Einrichtungen 116,117, 118, 119, 120und 121 vorgesehen, die in folgender Weise arbeiten.
Wenn der Turbinenregulator eine Schliessbewegung der Mengenregeleinrichtung (entsprechend der Öffnungsbewegung des Hauptentlastungsventils) ausführt, bewegt sich der Hebel 101 abwärts und drückt hiebei den Kolben einer Hilfsdämpfungseinrichtung 118 nach unten, wodurch etwas Drucköl in einen federbelasteten Servomotor 117 gefördert wird, der ein Steuerventil 116 betätigt, welches sodann die Strömung durch die Überströmleitung 112 und die Drosselstelle 111 der Hauptdämpfungseinrichtung 103 sperrt, wodurch jede Rückstellwirkung der Hauptdämpfungseinrichtung 103 verhindert wird.
Wenn die Bewegung des Turbinenregulators endet, dann kann Druckflüssigkeit hinter den Kolben der Dämpfungseinrichtung verdrängt werden, so dass die Feder des Servomotors 117 ihren Kolben in seine Anfangsstellung zurückführen kann, wobei das Steuerventil 116 wieder geöffnet wird, wodurch die Hauptdämpfungseinrichtung wieder normal, d. h. selbstrückstellend, wirksam wird.
Um die Hilfsdämpfungseinrichtung, falls sie nicht benötigt wird, ausser Wirkung zu setzen, ist ein Absperrventil 119 vorgesehen, bei dessen Öffnung das Steuerventil dauernd offen bleibt. Ferner ist ein Sicherheitsventil 120 vorgesehen, welches das Entstehen eines übermässig hohen Druckes im Zylinder der Hilfsdämpfungseinrichtung 118 verhindert, wenn das Steuerventil 116 auf seinem Sitz aufliegt und dadurch eine weitere Verschiebung des Kolbens im Servomotor 117 nach links verhindert. Ein Rückschlagventil 121 verhindert das Entstehen von übermässigen bzw. unternormalen Drücken an beiden Seiten der Hilfsdämpfungseinrichtung 118 während der nach oben gerichteten Öffnungsbewegungen des Regulatorhebels 101.
Wie unter Bezugnahme auf die erste Ausführungsform der Erfindung schon erläutert worden ist, kann es Fälle geben, in denen es erwünscht ist, dass das Hilfs- oder Feinstabilisierungs-Entlastungsventil normalerweise mehr zur Einstellung in eine teilweise geöffnete Stellung als in die volle Schliessstellung neigt. Die gleiche Überlegung kann auch auf das Hauptentlastungsventil angewendet werden, wenn dieses zur Feinstabilisierung herangezogen wird. Eine praktische Ausftihrungsform einer solchen Vorrichtung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Fig. 6 beschrieben.
Das Hauptentlastungsventil ist wie in Fig. 4 ausgebildet, und die Dämpfungseinrichtung ist wieder mit 103 bezeichnet. Diese wird unter dem Einfluss des federbelasteten Steuerventils nach oben gedrückt, wobei ein Emporsteigen über einen bestimmten Punkt durch einen Hebel 122 verhindert wird, dessen Bewegung durch einen federbelasteten Anschlag 123 begrenzt ist. Infolgedessen befindet sich die Dämpfungseinrichtung 103, soferne sie nicht durch eine äussere Kraft gegen das durch den Hebel 122 und den Anschlag 123 gebildete Widerlager gepresst wird, in einer leicht nach unten gedrückten Stellung, bei welcher das Hauptentlastungsventil 108 teilweise geöffnet ist.
Wenn infolge einer Öffnungsbewegung des Turbinenregulators die Dämpfungseinrichtung 103 nach oben gezogen wird, so gibt der federbelastete Anschlag 123 elastisch nach und ermöglicht eine weitere Bewegung der Dämpfungseinrichtung 103 und des
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Verschlussteils 108 des Hauptentlastungsventils, bis dieses vollständig geschlossen ist.
Wenn infolge der Beendigung der Öffnungsbewegung des Turbinenregulators an der Dämpfungseinrichtung der Zug nach oben aufhört, dann verschwindet in der oberen Kammer des Zylinders der Dämpfungseinrichtung 103 der Überdruck allmählich, der federbelastete Anschlag 123 geht in seine Normalstellung zurück und drückt dadurch die Dämpfungseinrichtung 103 nach unten, welche hiebei den Verschlussteil 108 des Hauptentlastungsventils wieder in seine normale, teilweise geöffnete Stellung zurückführt.
Um diese Wirkung zu erzielen, müssen die Rückschlagventile 124'im Kolben 102 der Dämpfungsem- richtung gemäss Fig. 6 durch Federn belastet sein und können nicht, wie in Fig. 4 dargestellt, als einfache Flat'terventile ausgebildet sein, die der Ölströmung keinen Widerstand entgegensetzen.
Dem Hebel 122 kann eine lösbare Sperre 125 zugeordnet sein, durch die der Hebel in einer Stellung verriegelbar ist, in welcher er die Bewegung der Dämpfungseinrichtung 103 nicht behindert, um zu ermöglichen, dass der Verschlussteil 108 des Hauptentlastungsventils frei auf seinen Sitz zurückkehren kann, falls eine teilweise Offenhaltung dieses Ventils nicht erwünscht ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorrichtung zur Regulierung von hydraulischen Turbinen, die bei grossen Fallhöhen und mit Druckrohren beträchtlicher Länge arbeiten, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich zur üblichen Mengenregeleinrichtung und zu üblichen sekundären Regeleinrichtungen eine Hilfsregeleinrichtung vorgesehen ist, die unter der Steuerwirkung des Turbinenregulators den Druck im turbinenseitigen Ende des Druckrohres schon nach Regelbewegungen des Turbinenregulators regelt, deren Grösse und Geschwindigkeit noch wesentlich unter Grösse und Geschwindigkeit jener Regulatorbewegungen liegen, bei welchen sekundäre Regeleinrichtungen ansprechen.