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Reguliereinrichtung für die Leitschaufeln einer Wasserturbine
Die Erfindung betrifft eine Reguliereinrichtung für die Leitschaufeln einer Wasserturbine, bei der die Schaufeln durch ein Schliessgewicht gegen ihre Geschlossenstellung hin und durch einen flüssigkeitbeauf- schlagten Stellmotor gegen ihre Offenstellung hin gezogen werden, wobei der Zu- und Abfluss der den Stellmotor beaufschlagenden Flüssigkeit mittels eines Steuerschiebers gesteuert wird.
Bei grösseren Anlagen treten in einer solchen Regullereinrichtung infolge der Trägheit der Gewichtsmasse bei raschen Verstellungen der Schaufeln, beispielsweise bei plötzlicher Entlastung des Generators, bedeutende Kräfte auf, die zu Beschädigungen der Verstellelemente führen können, und es entstehen lästige, kaum abklingende Schwingungen.
Die Erfindung bezweckt, diese Nachteile zu vermeiden.
Bei einer Reguliereinrichtung der eingangs beschriebenen Art drosseln zu diesem Zweck erfindunggemäss die den Abfluss der Flüssigkeit aus dem Stellmotor steuernden Kanten des Steuerschiebers den Abflussquerschnitt und bilden eine Bremse für die Bewegung des Schliessgewichtes, die beim Öffnen und Vergrössern des Abflussquerschnittes den Druck im Stellmotor auf einem'Wert hält, der mindestens Wo des Druckes beträgt, der bei ruhendemSchliessgewicht imStellmotor auftritt und die beim Vermindern des Abflussquerschnittes die mittlere Verzögerung der Bewegung des Schliessgewichtes auf einem Wert hält, der unterhalb des Wertes der Erdbeschleunigung liegt.
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gegen ihre Geschlossenstellung hin gezogen.
Ein flüssigkeitsbeaufschlagter Stellmotor 8, der einen Stellkolben 9 aufweist, ist mittels eines Gestänges 10 am Hebel 4 angelenkt und zieht bei Beaufschlagung mit Drucköl die Schaufeln l gegen ihre Offenstellung hin, wobei ein Steuerschieber 11 mit Schieberkolben 12 den Zu- und Abfluss des den Stellmotor 8 beaufschlagendenDrucköls steuert. Die Leitung 13 dient der Zuleitung des Drucköls von einer nicht gezeichneten Druckölquelle zum Steuerschieber 11, eine Leitung 14 dem Zu-und Rücklauf des Drucköls zwischen Steuerschieber 11 und Stellmotor 8, und eine Ablaufleitung 15 dient dem Ölrücklauf zu der Druckölquelle. In der Leitung 15 ist eine gegebenenfalls verstellbare Blende 16 eingebaut.
Der Steuerkolben 12 ist durch ein Gestänge 17 mit einem Hebel 18 verbunden, an dem der Regler 19 und ein mit dem Gestänge 10 verbundenes Rückführgestänge 20 angreifen.
Steigt die Drehzahl der Turbine an, so hebt der Regler 19 den Steuerkolben 12, und aus dem Stellmotor 8 fliesst über die Leitung 14 durch den vom Steuerkolben 12 freigegebenen AbflussquerschnittÖl in die Ablaufleitung 15 aus. Mit der Bewegung des Steuerkolbens 12 wächst der Abflussquerschnitt vom Wert Null bis auf einen Wert, der dem Querschnitt der Blende 16 entspricht. Während dieses ersten Bewegungsabschnittes wird das Schliessgewicht 7 vom Ruhezustand bis auf eine durch die Blende 16 begrenzte Maximalgeschwindigkeit beschleunigt. Der Steuerkolben 12 bewegt sich weiter und der Durchflussquersclmitt des Steuerschiebers wächst zwar dementsprechend, der Abfluss des Öls bleibt aber in diesem zweiten Bewegungsabschnitt allein durch die Blende 16 bestimmt.
Wenn nach Erreichung des Regelzieles der Steuerkolben 12 durch die Rückführung 20 wieder gegen seine Ruhestellung zurückgeführt wird. durchläuft er wieder die Stellung, in der der Abflussquerschnitt des Steuerschiebers 11 dem Querschnitt der Blende 16
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entspricht. Von dieser Stellung bis zur Ruhestellung reicht der dritte Bewegungsabschnitt, in welchem das Schliessgewicht 7 entsprechend dem abnehmenden Abflussquerschnitt des Steuerschiebers 11 von seiner Maximalgeschwindigkeit bis zum Ruhezustand verzögert wird. Die mittlere Verzögerung des Schliessgewichtes in diesem Bewegungsabschnitt wird also durchDivision der Maximalgeschwindigkeit des Schliessgewichtes durch die Zeitdauer dieses Bewegungsabschnittes erhalten.
Die den Abfluss der Flüssigkeit freigebenden Kanten 22 des Steuerschiebers 11 sind so klein dimensioniert, dass einerseits beim Öffnen und Vergrössern des Abflusses (d. h. beim genannten ersten Bewegungsabschnitt) das Abfliessen der Flüssigkeit so gedrosselt ist, dass der Druck im Stellmotor 8 mindestens S% des bei ruhendem Schliessgewicht 7 herrschenden Druckes beträgt, und dass anderseits beim wiedervermindern des Abflusses (d. h. beim genannten dritten Bewegungsabschnitt) der mittlere Wert der Verzögerung der Bewegung des Schliessgewichtes 7 unterhalb des Wertes der Erdbeschleunigung bleibt.
Auf diese Weise ist auch bei sehr schnellen Regelvorgängen das Öl im Stellmotor 8 immer unter Druck, das Schliessgewicht 7 hebt sich nie vom Gehänge 6 ab und das Gehänge zwischen dem Schliessgewicht 7 und dem Stellkolben 9 wird nie ganz entlaster.Insbesondere aber werden zu Schla gbeanspruchungen des Gestänges tührende Schwingungen des Schliessgewichtes 7 und störende Schwingungen des Reguliersystems mit Sicherheit vermieden.
Bei einem Steuerschieber mit kreiszylindrischem Kolben, wie in der Zeichnung dargestellt, sind die den Abfluss freigebenden Kanten 22 dem Kolbendurchmesser propotional, so dass hier der Kolbendurch messer entsprechend klein dimensioniert werden muss.
Zwischen dem Schliessgewicht 7 und dem Gehänge 6 sind elastische Glieder 21 aus einem schwingungsdämpfenden Material, beispielsweise Gummi angeordnet, die ebenfalls Stösse auffangen und Schwingungen der Regeleinrichtung verhindern helfen.
Werden schliesslich die den Abfluss der Flüssigkeit freigebenden Kanten 22 des Steuerschiebers 11 so
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tes der Erdbeschleunigung bleibt, so erübrigen sich besondere Vorrichtungen für die Schwingungsdämpfung.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Reguliereinrichtung für die Leitschaufeln einer Wasserturbine, bei der die Schaufeln durch ein Schliessgewicht gegen ihre Geschlossenstellung hin und durch einen flüssigkeitsbeaufschlagten Stellmotor gegen ihre Offenstellung hin gezogen werden, wobei der Zu- und Abfluss der den Stellmotor beaufscbla- genden Flüssigkeit mittels eines Steuerschiebers gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die den Abfluss der Flüssigkeit aus dem Stellmotor steuernden Kanten des Steuerschiebers den Abflussquerschnitt drosseln und eine Bremse für die Bewegung des Schliessgewichtes bilden, die beim Öffnen und Vergrössern
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flussquerschnittes die mittlere Verzögerung der Bewegung des Schliessgewichtes (7) auf einem Wert hält, der unterhalb des Wertes der Erdbeschleunigung liegt.