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Steuerung für mehrere durch ein Kraftmittel wirksame Regelorgane, deren Bewegungen von einem einzigen, durch einen Regler beherrschten Steuerschieber gesteuert werden.
Die Erfindung betrifft eine Steuerung für mehrere durch ein Kraftmittel wirksame Regelorgane, deren Bewegungen von einem einzigen, durch einen Regler beherrschten Steuerschieber gesteuert werden. Bei den bekannten Steuerungsvorrichtungen solcher Art sind entweder besondere Hilfsschieber oder Druckänderungen des Kraftmittels erforderlich, um die gesetzmässige Bewegung der Regelorgane zu erzielen.
Die Erfindung hat den Zweck, mehrere durch einen gemeinsamen Steuerschieber gesteuerte Regelorgane in einfacher Weise so zu betätigen, dass der Steuerschieber die zu verschiedenen Belastungen der Maschine gehörenden verschiedenen Stellungen der Regelorgane derart umstellt, dass er im Beharrungszustand stets dieselbe oder doch nahezu dieselbe Lage-nämlich seine Mittelstellung-einnimmt.
Hierdurch wird erreicht, dass die ganze Regelung einerseits von schwankendem Drucke des zur Verfügung stehenden Kraftmittels, andrerseits von zufällig oder plötzlich eintretenden Bewegungswiderständen der Regelungsorgane nahezu unabhängig wird, weil bereits bei geringfügigen Bewegungen des Steuerschiebers sofort die volle Stellkraft zur Verfügung steht, Zur Erzielung dieser Wirkung weisen die Kraftkolben der Hilfskraftmaschinen für die Regelorgane verschiedene Bewegungswiderstände auf.
Eine vorteilhafte Ausführungsform besteht darin, dass die Kraftkolben mit Ölzuströmung und-abströmung ausgerüstet sind und dass jedes Regelorgan durch eine Rückführungseinrichtung den Steuerschieber um einen ganz bestimmten Betrag zurückführt. Es lässt sich so eine den Bewegungswiderständen der Kraftmaschine und der Belastungen der Maschinenanlage entsprechende gesetzmässige Bewegung der Regelorgane erzielen. Die Rückführung des gemeinsamen Steuerorganes durch die Regelorgane kann durch eine geschlossene Kette von Gestängen und auch teilweise oder ganz auf hydraulischem Wege erfolgen.
Zur Erzielung der erforderlichen Stabilität der Regelvorrichtung können nicht nur die üblichen Rückführungseinrichtungen, sondern auch alle anderen Einrichtungen benutzt werden, welche für die Mittelstellung des Steuerschiebers den stabilen Zustand herbeiführen.
In der Zeichnung sind vier verschiedene Ausführungsformen der Erfindung beispielsweise dargestellt. Bei allen Ausführungsformen sind die Ventilstange 21, 22 der Ventile 23, 24, welche die Abdampf-und Frischdampfventile einer Abdampf-Frischdampfanlage darstellen mögen, mit Kolben 19, 20 ausgerüstet, welche in Zylindern 15, 16 verschiebbar und auf einer Seite durch verschieden starke Schraubenfedern 17, 18 belastet sind. Nach beiden Seiten der Kraftkolben 19, 20 kann bei entsprechenden Stellungen des durch den an der Reglermuffe 1 des Reglers 2 vermittelst des Zapfens 8, der Stange 7 und der Stange 9 angelenkten, in dem Schiebergehäuse 11 verschiebbaren Kolbenschieber 10 Kraftmittel durch die Leitungen 13, 14, 25, 26 gelangen.
Bei der Ausführungsform nach Fig. i ist die an der Reglermuffe 1 angelenkte, mit dem gemeinsamen Steuerorgan 10 verbundene Stange 7 durch den Zapfen 2. 7 mit einer Schwinge 500 verbunden, deren beide Enden mit den
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niedergehen wird, so dass der Kolben 19 in seiner Lage verharren kann, bis der Kolben 20 seine untere Grenzlage erreicht hat und das Frischdampfventil 24 vollständig geschlossen ist. Erst wenn das Frischdampfventil 24 geschlossen ist, kann also das Kraftmittel auch den Kolben 19 des Abdampfregelorganes 23 niederdrücken. Während der Bewegung der beiden Kolben 19, 20 wird durch die entsprechende Bewegung der Schwinge 500 das gemeinsame Steuerorgan ständig zurückgeführt.
Beim Niedergehen der Muffe 1 des Geschwindigkeitsreglers 2 wird umgekehrt das Kraftmittel durch die Leitung 13 unter die beiden Kolben 19, 20 gelangen und den durch die schwächere Schraubenfeder 17 belasteten Kolben 19 des Abdampfventiles 23 zuerst anheben müssen, so dass das Frischdampfregelorgan 24 in seiner Lage so lange verharrt, bis der Kolben 19 seine obere Grenzlage erreicht hat oder diejenige Spannung auf der oberen Seite des Kolbens 19 sich eingestellt hat, welche der auf der oberen Seite des Kolbens 20 vorhandenen Spannung annähernd gleich ist.
. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 wird das gemeinsame Steuerorgan 10 von dem durch die Hilfskraftmaschinen wandernden Kraftmittel zurückgeführt, das durch die Leitungen 113, 114 gegen die beiden Seiten eines in dem Zylinder 29 verschiebbaren Kolbens 50 drückt, der geeigneten Falles auch durch eine Membrane, eine Stauscheibe o. dgl. ersetzt werden kann. Ein Teil des nach dem Zylinder 29 strömenden Kraftmittels kann durch die mit Drosselvorrichtungen 31 ausgerüsteten Leitungen 30, 40 strömen, wogegen der übrige Teil nach dem Schiebergehäuse 11 zurückströmt und von dort nach der Kraftquelle gelangt, wobei der Austritt des Kraftmittels aus dem Schiebergehäuse 11 durch ein besonderes Steuerorgan gesteuert weiden kann, das von dem Geschwindigkeitsregler 2 abhängig, jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist.
Der Rückführungskolben 50 ist mittels der Kolbenstange 28 und des Zapfens 27 einerseits an der Reglermuffe 1, andrerseits an dem Zapfen 33 angelenkt, der durch Federn 5, 6 an den Festpunkten 3, 4 aufgehängt ist,'so dass vermöge der durch die wechselnde Spannung in den Federn 5, 6 bei jedem Rückführungsvorgange eintretenden Verschleppungen eine isqdrome Regelung erzielt wird.
Die beiden Ventile 23, 24 müssen sich beim Auf-und Niedergehen der Reglermuffe 1 ebenfalls gesetzmässig nacheinander öffnen und schliessen, ohne dass der Druck des Kraftmittels sich ändern müsste.
In der Ausführungsform nach Fig. 3, deren Einrichtung bezüglich der Ausbildung der isodromen, hydraulischen Rückführungseinrichtung im wesentlichen der nach Fig. 2 entspricht, ist eine für die E richtung der Erfindung besonders geeignete Reglelvorrichtung zur Veränderung der Stellung des Abdampfventiles 23 durch den Druck des Wärmespeichers dargestellt.
In die unter den Kolben 19 des Abdampfventiles 23 von dem gemeinsamen Steuerschieber 10 herführende Kraftmittelleitung 26, 260 ist ein Zylinder 35 eingeschaltet, in dem ein Schieber 34 durch den Druck des Wärmespeichers verschiebbar ist. Die Stange 36 des Schiebers 34 ist durch den Zapfen 37 an einer Stange 38 drehbar befestigt, die an der Ventilspindel 21 des Abdampfventiles 23 und an der Stange 39 des im Zylinder 40 verschieb-, baren Kolbens 41 angelenkt ist, so dass der Schieber 34 durch die Bewegungen des Abdampfventiles 23 zurückgeführt wird. Durch die Leitung 43 gelangt der Druck des Abdampfspeichers auf die obere Seite des Kolbens 41, der auf seiner unteren Seite durch die Schraubenfeder 42 entgegen dem Abdampfdrucke belastet ist.
An dem Zylinder 35 ist eine Leitung 44 für die Ableitung des Druckmittels aus dem unteren Teil des Kraftzylinders 15 des Abdampfventiles 23 angebracht, so dass das Kraftmittel unter dem Kolben 19 entweichen kann, wenn der Schieber 34 bei plötzlichem Sinken des Abdampfdruckes durch die Feder 42 so hoch angehoben wird, dass die Leitungen 260 und 44 gegeneinander geöffnet werden.
Das durch die Leitung 44 ausströmende Druckmittel kann nach der Kraftquelle oder auch durch die punktiert angegebene Öffnung 100 des Rückstellzylinders 29 über den Rückstellkolben 50 geleitet werden, wenn eine plötzliche Beeinflussung des Frischdampfventiles 24 bei plötzlichem Sinken des Abdampfdruckes ungeachtet der Wirkung des Geschwindigkeitsreglers 2 erwünscht ist.
Auch bei dieser besonderen Art der Kupplung des Abdampfdruckreglers mit der üb. igen Regelvorrichtung ist eine gesetzmässige. Bewegung der Ventile 23, 24 gemäss der
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Erfindung leicht möglich, ohne dass besondere Hilfsschieber o. dgl. erforderlich sind, denn nach Absperren der unteren Seite des Kolbens 19 von dem gemeinsamen Steuerorgan wird beim Auf-und Niedergehen der Muffe 1 des Geschwindigkeitsreglers 2 die Rückführung des Steuerorganes in gleicher Weise wirksam sein, wie bei den Einrichtungen, die in Fig. i und 2 dargestellt sind.
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früher an als der Kolben 20 mit Frischdampfventil 24. Da man vollkommene Ausnutzung des Abdampfes wünscht, so muss, um diesen wirtschaftlichen Zweck zu erreichen, volle Eröffnung des Abdampfventiles bewirkt werden, bevor das Frischdampfventil geöffnet wird und Frischdampf zulässt. Man wird die Belastungen der Kraftkolben, ihre Abmessungen und Höhe entsprechend wählen, um diesen Zweck zu erreichen.
Das im Raume über dem Kolben 19 befindliche Druckmittel wird durch die Leitungen 25, 14 und 114 in den Zylinder 29 unter den Rückstellkolben 50 gefördert ; dieser wird angehoben und stellt den Steuerschieber wieder in seine Mittellage ein. Da die Feder 6 angespannt, die Feder 5 aber entlastet wurde, also eine Zugkraft nach unten entsteht, so muss der Kolben 60 wieder in seine Anfangslage zurückkehren, wobei das Druckmittel durch die Leitungen 30, 40, mit ihren Drosselvorrichtungen 31 zu-bzw. abströmt. Die Rückehr des Kolbens 50 in seine Mittellage bedingt, wie leicht zu erkennen ist, auch die Rückkehr der Reglermuffe 1 in ihre ursprüngliche Stellung, wodurch die isodrome Regelung bewirkt wird.
Der vorstehend beschriebene Vorgang wird eingeleitet durch eine kleine Abnahme der Umlaufzahl, die durch eine Zunahme der Leistung oder aber auch Abnahme der Abdampfspannung hervorgerufen wird. Steigt die Leistung weiter, dann wird bei voll geöffnetem Abdampftiel der Anhub des Frischdampfventiles eingeleitet und so weit fortgesetzt, bis Gleichgewicht zwischen Leistung und Belastung besteht. Der Frischdampf arbeitet im Hochdruckventil und expandiert auf eine gewisse Endspannung. Wenn diese Endspannung höher wird, als die zur Verfügung gestellte Abdampfspannung, dann würde schliesslich eine Rückströmung des Frischdampfes in den Abdampfspeicher eintreten, was man durch Schliessen des Abdampfventiles vermeiden kann. Dieses Schliessen wird nun durch die in der Fig. 3 erkennbare Abdampfregelung bewirkt.
Bei abnehmendem Abdampfdruck wird nämlich der Kolben 41 durch die Kraft der Feder 42 angehoben und mit ihm der kleine Schieber 34, und zwar so weit, bis der Schieber 34 die Mündung der Leitung 260 freilegt, so dass das Druckmittel unter dem-Kolben-M durch die Leitung 260, 44 zur Kraftquelle zurück bzw. durch die Mündung 100 auf die Oberseite des Rückstellkolbens 50 gelangen kann. Durch diese letztere Schaltung wird bewirkt, dass sich der Steuerschieber 10 abwärts bewegt und das beschleunigte Eröffnen des Frischdampfventiles veranlasst. Bei diesem Vorgange ist die Mündung der Leitung 26 abgeschlossen, so dass das Druckmittel der Kraftquelle nicht unter den Kolben 19 gelangen kann.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 4 ist auf dem Kraftzylinder 15 des Abdampfregelorganes 23 unmittelbar ein Zylinder 400 aufgesetzt, in dem ein auf der unteren Seite durch den Abdampfdruck, auf der oberen Seite durch den Atmosphärendruck belasteter Kolben 410 verschiebbar ist, dessen Kolbenstange 390 durch ihr knaufartiges Ende 391 den Kraftkolben 19 des Abdampfregelorganes niederdrückt und somit den Abdampf absperrt, wenn der Abdampfdruck plötzlich sinkt.
Auch bei dieser Art der Kupplung des Abdampfdruckreglers 400, 410 wird an dem gesetzmässigen Arbeiten der Regelorgane 23, 24 nichts geändert, vielmehr der Vorteil erreicht, dass durch das unter dem Kolben 19 weg nach der unteren Seite des Kolbens 20 gedrückte Kraftmittel ein plötzliches Anheben des Frischdampforganes 24 erzielt wird, wie dies bei plötzlichem Ausbleiben des Abdampfes erwünscht ist.
Durch das gemeinsame Steuerorgan 10 lassen sich gemäss der Erfindung selbstverständlich auch noch mehr als zwei Hilfskraftmaschinen für mehr als zwei Regelorgane steuern, da es nur der entsprechend verschiedenen Bemessung der Bewegungswiderstände der Hilfskraftmaschinen bedarf, um die gewünschte gesetzmässige Bewegung der Regelorgane zu erzielen.
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