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Regelung für Kraftmaschinen.
Gegenstand der Erfindung ist eine Regelungsvorrichtung für Kraftmaschinen, insbesondere für Dampf- oder Gsteurbinen, welche in Verbindung mit Flüssigkeitsgetrieben arbeiten. Das neue Merkmal der Erfindung besteht daiin, dass der Druck der Getriebeflüssigkeit zur Regelung
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organ 7 mit der Turbine 1.
Die Vorrichtung besitzt folgende Wirkungsweise : Wird der Druck in einem der Kreisläufe 3 oder 3 verringert, so wird durch die Leitung-5 und 6 der Druck unterhalb der Kolben
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nan oberhalb der Kolben des Zylinders 4 Federn anordnet oder Dampf oder eine Druckflüssigkeit wirken lässt, welche bei schwindendem Druck in der Leitung 5 oder 6 das Einlassorgan schliesst.
Des weiteren konnte man die Kolben des Zylinders 4 zunächst auf einen Servomotor einwirken lassen, der von Drucköl, Dampf oder Speisewasser oder einem anderen zur Verfügung stehenden Betriebsmittel betrieben wird und seinerseits die Regelungsvorrichtung der Antriebsmaschine betätigt. Ferner könnte man die Kolben des Zylinders 4 oder des Servomotors als sogenannte Dämpfungskolben ausbilden, welche ein plötzliches Schliessen des Regelungsorganes 7 verhindern und einen sanften Abschluss ermöglichen. Des weiteren könnte man durch Anordnung eines Drosselorganes in der Leitung 5 und 6 die Schnelligkeit der Druckveiminderung und damit
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Geschwindigkeit der Leistungsaufnahme bzw.-abgabe des Flüssigkeitsgetriebes abhängig gemacht wird.
Diese Anordnung ist von besonderem Vorteil bei allen Anlagen, die mit verschiedenen Belastungen zu arbeiten haben, insbesondere bei Schiffsmaschinenanlagen, die bei beschleunigtet Fahrt eine grosse Leistung, bei Marschfahrt dagegen nur eine sehr geringe Leistung aufzubringen haben. In dem einen Falle erfolgt die Leistungsaufnahme bzw.-abgabe des Getriebes, d. h. das Auffüllen und Entleeren der Getriebekreisläufe schneller als in dem anderen. Damit nun das Regelungsorgan für die Kraftmaschine stets in dem richtigen Augenblick betätigt wird, ist die Bewegung des Regelungsorganes abhängig gemacht von der Leistungsaufnahme bzw.-abgabe des Getriebes.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 treibt die Dampfturbine 1 über ein Flüssigkeit. getriebe mit dem Vorwärtskreislauf 2 und dem Rückwärtskreislauf 3 die Arbeitswelle an. Der Vorwärtskreislauf 2 steht durch das Rohr 4', der Rückwärtskreislauf durch das Rohr 5'mit dem Kraftzylinder 6'in Verbindung, wobei der Druck im Vorwärtskreislauf auf den Kolben 7', der Druck im Rückwärtskreislauf auf den Kolben 8'wirkt. Die diesen Kolben gemeinsame Kolbenstange 9 bewegt den Schieber 10, wobei die Feder 11 den Verstellkräften der Kolben 7'und 8' entgegenwirkt.
Der Schieber 10 steuert je nach seiner Stellung ein Druckmittel auf den Kolben 12 oder, den Kolben 13, welche mit dem als Regelungsorgan wirkenden Ventil 1S in der Frischdampf- leitung der Turbine verbunden sind. In dem Ausführungsbeispiel werden die Kolben 12 und 13 durch Dampf bewegt, welcher durch die Leitung 15 in den Schieber 10 strömt. Der Abdampf der
Vorrichtung strömt durch die Leitung 16 in den Abdampfbogen der Turbine 1. Das Ventil 14 besitzt die Umführungsleitung 17, welche hinter dem Ventil wieder in die Fnscbdampfleitung mündet.
Die Wirkungsweise ist nun folgende : Nimmt der Druck, beispielsweise im Vorwärt@ kreislauf 2, infolge Entleerens des Kreislaufes ab, so bewegt die Kraft der Feder 11 den Schieber 1@ derart, dass der Dampf auf den Kolben 12 einwirkt, der infolgedessen das Ventil 14 schliesst.
Damit nun ein Stillstehen der Turbine nicht eintreten kann, strömt durch die Umführungs- leitung 17 Dampf in die Turbine, wobei jedoch die Abmessungen der Leitung 17 so getrussen sind, dass bei grösstem Vakuum, stärkstem Dampfdruck, geringster Dampfnässe usw. die Turbine eine bestimmte Umdrehungszahl nicht überschreiten kann. Soll jetzt zur Rückwärtsfahrt uber- gegangen werden, so wird der Rückwärtskreislauf J aufgefüllt, der Druck im Kreislauf J und auf den Kolben S'steigt, welcher den Schieber 10 derart bewegt, dass der Dampf auf den Kolben 13 einwirkt, der das Ventil 14 öffnet.
An Stelle der Umführungsleitung 17 könnte man
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natürlich, wenn es die besonderen Verhältnisse für geboten erscheinen lassen, die Umführungsleitung in eine besondere Düse oder eine geeignete Stufe der Turbine führen.
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eingebaute Regelungsorgan als Kolbenschieber 2C ausgebildet, welcher von dem Servomotor bewegt wird.
Die Steuerung des Servomotors erfolgt durch den Steuerschieber 22, welcher einerseits durch die Leitung 23 unter der Einwirkung von Frischdampf, andererseits untel des Einwirkung des Druckes in den Kreisläufen des Flüssigkeitsgetriebes steht. Zu diesem Zwecke ist der Steuerschieber 22 mit den Kolben im hydraulischen Kraftzylinder 6' verbunden. der wie in der Ausführungsform nach Fig. 2 durch die Leitungen 4'und 5'mit den Kreisläufen des Getriebes in Verbindung steht.
Das Leckwasser fliesst aus dem Zylinder 6'durch l die Leitung 24 ab Zur Rückverstellung des Steuerschiebers 22 ist die die beiden Kolben tragende Spindel mit einem Längskanale versehen, welcher einerseits zwischen den beiden Kolben und andererseits am Unterende der Spindel, allenfalls unter einem dort angebrachten Kolben, ausmündet.\oi dem Regelungssrhieber 20 zweigt die Umführungsleitung 25 ab, welche zu einer besonderen Düse der Turbine 1 führt. Ausserdem führt eine besondere Frischdampfleitung 26, welche vor dem Hauptmanövrierventil 19 abzweigt, zu der Turbine. In diese Leitung 26 ist ein Ventil 27 ein gebaut, welches mittels des Hebels 28 von Hand geöffnet werden kann, jedoch für gewöhnlich von der Feder 29 geschlossen gehalten wird.
Ist das Flüssigkeitsgetriebe, welches in den Fig. 3,4 und 5 nicht gezeichnet ist, in Betrieb, so wird durch den Druck in dem jeweils in Betrieb befindlichen Kreislauf das Regelorgan 20, wie bei der Ausführungsform nach Fig. 2, geöffnet gehalten. Wenn nun z. B. von Vorwärtsfahrt zur Rückwärtsfahrt übergegangen wird, so sinkt infolge des Entleerens des Vorwärtsskreislaufes der Druck im Kraftzylinder 6'. Der auf dem Steuerschieber 22 lastende Druck des Frischdampfes aus der Leitung 23 steuert daher den Servomotor 21 so, dass der Regelungsschieber 20 die Haupt.
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Bei. Stillstand der Maschine schliesst der Regelungs chiebe@ 20 die Hauptdampfleitung ab.
Da im allgemeinen durch die Umführungsleitung 25 nicht die zum Anfahren erforderliche Dampfmenge strömen kann, ist die Leitung 26 mit dem Ventil 27 vorgesehen, welches durch den Handhebe128 geöffnet werden kann. Diese Leitung kann ausserdem dazu dienen, während des Betriebes die Turbine vorübergehend stärker belastet oder mit grösserer Umdrehungszahl laufen zu lassen, indem man das Ventil 27 öffnet und Dampf in die Turbine strömen lässt. Die Feder 29 bewirkt nach dem Loslassen des Handhebels stets einen sicheren Abschluss der Leitung.
Bei Anwendung der Regelungsvorriehtung im Schiffsbetriebe ist einer Eigentümlichkeit des Schifisbetriebes Rechnung zu tragen.
Die von dem Flüssigkeitsgetriebe zu übertragende Leistung ist nämlich bei beschleunigter Fahrt erheblich grösser als bei Marschfahrt. Dementsprechend ist bei beschleunigter Fahrt der im Getriebe auftretende Flüssigkeitsdruck grösser als bei Marschfahrt. Würde man nun die Regelungsvorrichtung so einstellen, dass sich bei Marschfahrt das Regelungsorgan in der Frischdampfleitung der Turbine im richtigen Augenblick öffnet und schliesst, so würde sich unter Umständen bei beschleunigter Fahrt das Regelorgan in der Frischdampfleitung zu flüh öfmen bzw. zu spät schliessen, so dass sich beim Umsteuern des Getriebes die Umdrehungszahl der Turbine verändert.
In den Fällen, in denen diese Schwankungen zu Unzutiaglichkeiten führen können, macht man daher das rechtzeitige Offenen und Schliessen des Regelorganes in der Frischdampf-
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der Frisehdampfleitung öffnet oder schliesst dann, wenn das Fliissigkeitsgetiiebe eine bestimmte Leistung überträgt.
Die Regelvorriehtung wirkt bei beschleunigter Fahrt erst bei einer grösseren Leistungs- uebertragung durch das Flüssigkeitsgetriebe als bei Marschfahrt, d. h. sie muss bei Marschfabrt empfindlicher sein als bei beschleunigter Fahrt. Eine der Leistungsübeitraoung entsprechende Empfindlichkeit kann man dadurch erreichen, dass man die Kräfte (z. B. Spannung der Feder 11 in Fig. 2), die den Kraftäusserungen des hydraulischen Kraftzylinders 6'das Gegengewicht halten, den Leistungen der Flüssigkeitsgetriebe entsprechend verändert.
Man könnte durch Hebel oder dgl. die Spannung der Feder 11 von der Stellung des
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von der Bewegung des anderen Ventiles abhängig macht. Weitere Wege zur selbsttätigen Regelung waren die, dass man die Kraftkolben 7 und 8' mit Ölbremsen oder anderen Dämpfungs- vormchtgungen versi@ht. welche entsprechend der Belastung des Getriebes geregelt werden.
Beim Auffüllen eines Kreislaufes wächst der Druck im Getriebe rascher als die Leistungs-
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erforderliche Druck erscheint unter Umständen, bevor das Getriebe eine entsprechende Leistung zu ubertragen vermag, so dass das Regelorgan in der Frischdampfleitung zu früh öffnet und die
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Kolben 7'bzw. 8'rasch abnimmt, das Regelorgan in der Frischdampfleitung schnell schliesst, in letzteren Falle dagegen der Druck auf die Kolben langsamer ansteigt und das Regelorgan langsanier öffnet. Die Geschwindigkeit, mit der der Druck zu- und abnimmt, kann durch Regeln des Ventiles in der Leitung 4'bzw. 5'eingestellt werden.
Die Verzögerung des Offnens des Regelorganes in der Frischdampfleitung liesse sich auch
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Auffüllung des Kreislaufes auftritt.
Eine andere Möglichkeit, das Oftnen des Regelorganes der Frischdampfleitung beim Auf. füllen des Kreislaufes zu verzögern, besteht darin, dass in die Leitungen'und 5'ein kleiner Behälter eingebaut wird, welcher beim Auffüllen eines Kreislaufes zunächst aufgefüllt werden muss, bevor der Druck auf die hydraulischen Kraftkolben 7'bezw. 8'wirken kann.
Bei Ausführungen mit Kolbenschiebern als Regelorgane, wie in der Ausführungsform nach Fig. 3,4 und 5, kann man ausserdem eine Verzögerung durch entsprechende Ausbildung der Überdeckung des Schiebers erreichen.
Anstatt den absoluten Druck im Flüssigkeitsgetriebe zur Betätigung der Kraftkolben 7' und 8'zu benutzen, kann man auch den Druckunterschied an zwei Stellen des Kreislaufes be.
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mit Flüssigkeitsgetrieben, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck der Arbeitsflüssigkeit des Getriebes zur Regelung für die Antriebsmaschine benutzt wird.
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