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Einrichtung zur Regelung von Wasserstrahlturbinen durch zwei Arten von Regelungs vorrichtungen, von denen die eine den Wirkungsgrad und die andere die Wassermenge verändert.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Ausführung jenes Regelungsverfahrens für Wasserstrahlturbinen, das in der Anwendung zweier Arten von Regelungsvorrichtungen besteht. deren eine den Wirkungsgrad, die andere die Wassermenge in der Weise verändert, dass diese beiden Regelungsvorrichtungen durch ein und denselben selbsttätigen Regler derart in Tätigkeit gesetzt werden, dass bei plötzlicher Entlastung der Turbine die erste Vorrichtung durch Herabsetzen des Wirkungsgrades die Leistung der Turbine rasch abnehmen lässt und dann den günstigsten
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Nach der Erfindung werden beide Arten von Regelungsvorrichtungen mit Hilfe eines einzigen, in ein Gelenkviereck eingeschalteten Servomotors und eines damit vereinigten Kataraktes und einer vom Einfluss des Reglers unabhängigen äusseren Kraft zur Wirkung gebracht.
Der Erfindungsgegenstand ist auf der Zeichnung (Fig, 1) in einer beispielsweisen Aus- fiihrungsform dargestellt.
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in Fig. l z. R. durch eine Feder R dargestellt wird. die jedoch ebensogut durch einen Wasser-oder Öldruck, ein Gegengewicht oder dgl. ersetzt werden kann. Diese äussere Kraft hat den Zweck.
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dessen mit Stellschraube regelbaren Umleitkanal vor sich.
Die zweite Regelungsvorrichtung, die also die zufliessende Wassermenge nach und nach verändert, bestellt z. B. aus einer in der Längsachse der Düse verschiebbaren Nadel K, deren Verschiebung durch den Ausschlag des Endpunktes F des Hebels F A'D. der eine Seite des Gelenk- viereckes. 4 B C. D E F bildet, bewirkt wird.
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Soll nun infolge irgend welcher Entlastung der Arbeitsmaschine sehr rascal) Kraft der Turbine ausgeschaltet werden, ao bewegt sich der Servomotorkolben unter Einnuss des rasch steigenden Pendez-Reglers sehr rasch und lässt das Kataraktgefäss angenähert denselben Weg wie dessen Kolben beschreiben, da der hinter dem Kolben in der Kataraktflüssigkeit entstehende Druck keine Zeit findet, sich durch den Umleitkanal auszugleichen. Die Punkte C und D des Gelenkviereckes beschreiben also nahezu dieselben Wege, so dass der zum festen Drehpunkte A in Beziehung auf das Gelenkviereck symmetrisch gelegene Punkt F in diesem Augenblick keinen oder doch nur einen sehr kleinen Weg beschreibt und folglich als augenblicklich fester Drehpunkt des Hebels F E D zu betrachten ist.
Die Folge davon ist, dass die Stellung des Regelungsgliedes K unverändert bleibt, also die zufliessende Wassermenge nicht verkleinert wird. Dagegen teilt sich die Bewegung des Punktes D über die Kupplungsstange D T dem Regelungsglied I mit, dessen Ausschlag eine Ablenkung des Strahles aus den Laufradschaufeln bewirkt. Durch diese Ablenkung wird Gleichgewicht zwischen Last und Kraft der Turbine hergestellt. Während der Ablenkung sucht die in Fig. 1 als Zugfeder R dargestellte äussere Kraft das Regelungsglied I, d. h. den Ablenkerschirm, in die Anfangslage zurückzubringen, und zwar mit der vom Olkatarakt H abhängigen Geschwindigkeit. Da sich der Servomotorkolben in einer bestimmten, dem Grade der Abschaltung entsprechenden Ruhelage befindet, bleibt also der Hebel ABC und damit Punkt E in Ruhe.
Die äussere Kraft R bewirkt demnach eine infolge des Olkataraktes H langsame Drehung des Hebels D E F um den Punkt E und lässt so die zweite Regelungsvorrichtung K durch Verschieben der Düsennadel zur Wirkung kommen. In gleichem Masse, wie das Regelungsglied I in die Anfangslage zurückkehrt, wird die zufliessende Wassermenge verringert, so dass das Gleichgewicht zwischen Last und Kraft angenähert ungestört bleibt. Die vom Regelungsglied I einzunehmende Endlage seiner Rückwärtsbewegung kann, statt wie in Fig. 1 durch einen ortsfesten Anschlag L, durch einen beweglichen Anschlag L (Fig. 2 und 3) bestimmt werden, dessen Stellung durch die
Kuppelungsstange u vom Regelungsglied K abhängig gemacht ist.
Es entspricht also für den
Beharrungszustand jeder Wassermenge eine vollständig bestimmte Stellung des Regelung- gliedes I, die einerseits die dem besten Wirkungsgrade der Turbine entsprechende und anderer- seits die für den nächsten Regelungsvorgang günstigste ist, indem dieser mit dem geringsten
Zeitverlust vor sich gehen kann.
Die diesen beiden Voraussetzungen entsprechende günstigste Stellung des Regelungsgliedes I int in diesem Fall diejenige, in der der Ablenkerschirm den Strahl genau tangiert.
Der Offnungsvorgang ist folgender : Der Kolben des Servomotors G beschreibt unter Einfluss3
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rechts, so übt er einen Druck auf die sich links vom Kataraktkolben M befindende ölmenge aus. Erfolgt die Schliessung rasch, so kann diese ölmenge nicht entweichen und der Kataraktkolben wird gezwungen, denselben Weg wie der Servomotorkolben zurückzulegen. Dadurch wird über D T zuerst das Regelungsglied I betätigt, während der Hebel D E F um den Punkt F ausschlägt.
Das Regelungsglied K zur Verminderung der Wassermenge tritt also erst dann in Tätigkeit, wenn die äussere, nun durch den Überdruck am Differentialkataraktkolben M ersetzte Kraft R den Hebel D E F eine Drehung um die Endlage des Punktes E beschreiben lässt.
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Kanals P die Möglichkeit der Regelung der Schlusszeit des Regelungsgliedes K gegeben ist.
Bewegt sich der Servomotorkolben (Fig. 4) im Sinne der Öffnung der Turbine, also nach links, so kann, da der Kataraktkolben über die Kuppelstange D I vom Anschlag L festgehalten wird, diese Bewegung nur in dem Masse stattfinden, wie die sich rechts vom Kataraktkolben M befindende Olmenge durch den Kanal Q gepresst wird. Eine Regelung des Kanalquerschnittes Q
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gliedes K der Turbine.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zur Regelung von Wasserstrahlturbinen durch zwei Arten von Regelungs- vorrichtungen. von denen die eine den Wirkungsgrad und die andere die Wassermenge verändert und die in der Weise nacheinander zur Wirkung kommen, dass zuerst die durch Verkleinerung des Wirkungsgrades tätige und sodann nach und nach die durch Verminderung der Wassermenge wirkende Regelungsvorrichtung in Wirksamkeit tritt.
wobei die erstgenannten in gleichem Masse in ihre Anfangslage zurückkehrt, wie die zweitgenannte die zufliessende Wassermenge verändert. dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Arten von Regelungsvorrichtungen unter Einfluss eines
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vereinigten Kataraktes (H), ferner einer vom Einfluss des Reglers unabhängigen äusseren Kraft zur Wirkung gebracht werden.