Regler mit vorgesteuertem hydraulischem Servomotor:. Um Maschinen oder Apparate in Ab hängigkeit von einer Betriebsgrösse zu regeln, benutzt man hydraulische Servomotoren, die von einem Organ gesteuert werden, das von jener Betriebsgrösse beeinflusst wird. Die Empfindlichkeit dieser Regler ist abhängig von der Grösse des Durchgangsquerschnittes für die Druckflüssigkeit, der von dem Organ gesteuert werden muss. Dieser Querschnitt hat nun infolge der ständig wachsenden Grösse der Maschinen und Apparate dauernd zugenommen.
Um die damit Hand in Hand gehende Verminderung der Empfindlichkeit zu vermeiden, hat man in letzter Zeit die Regelung in der Weise unterteilt, dass von dem von der Betriebsgrösse beeinflussten Organ ein Steuerorgan eines Vorsteuer kolbens bewegt wird. Dieser Vorsteuerkolben steht in Verbindung mit einem Steuer schieber, von dem die Druckflüssigkeit für den Servomotor gesteuert wird. Als Druck flüssigkeit sowohl für den Servomotor, als auch für die Vorsteuerung dient Drucköl.
Gemäss der Erfindung wird nun als Druck flüssigkeit für die Vorsteuerung 0l verwen- det, während der Servomotor mit Druckwas ser betrieben wird.
Der Regler gemäss der Erfindung wird billiger, denn meistens kann die Pumpe zur Erzeugung der Druckflüssigkeit für den Servomotor wegfallen, da das Druckwasser aus einer Druckleitung entnommen werden kann. Sicher aber entfallen die verhältnismässig grossen, für den Servomotor erforderlichen Ölmengen. Der Regler gemäss der Erfindung wird betriebssicherer, wenn die Pumpe für den Servomotor wegfällt oder wenn der Servo motor in der Nähe von mit hohen Tempe raturen arbeitenden Vorrichtungen angeord net werden muss.
Zum Beispiel bei Elek- trodenöfen bilden bis jetzt die zur Regelung erforderlichen Ölmengen eine Quelle von Ge fahren, die um so grösser ist, je näher der Servomotor an den zu verschiebenden Elek troden ist.
Als Ausführungsbeispiel des Erfindungs gegenstandes ist in der Zeichnung ein Regler für ein Peltonrad dargestellt.
Die Düse 1 wird durch eine Nadel 2 beherrscht. Die Nadel 2 ist an der Kolben- .-lange 3 des Servomotorkolbens -1 ange ordnet. Die beiden Seiten des Servomotor zylinders 5 stehen durch zwei Rohrleitungen 6 und 7 mit zwei Ringnuten 8 und 9 in dem Hauptschiebergehäuse 10 in Verbindung. Zwischen den beiden Ringnuten 8 und 9 mündet eine Rohrleitung 11 in das Schieber- < @@-lüiusc, die mit der Düse 1 in Verbindung steht.
In der zylindrischen Bohrung des Schiebergehäuses 10 spielt der Steuerschie ber 1?, der zwei Ringnuten 13 und 1-1 ent hält. Die Nut 13 steht dauernd mit der Rohrleitung 11 in Verbindung, während die Tut 14 durch eine Bohrung 15 mit dem nicht gezeichneten Wasserablauf verbunden ist. Auf das Schiebergehäuse 10 ist ein Zylinder 16 aufgesetzt, in dem ein Vorsteuer- 1olben 17 spielt. Der Vorsteuerholben 17 ist durch eine Stange 18 mit dem Steuerschieber 12 verbunden. Von unten drückt auf ihn eine Feder 19.
Der obere Teil des Zylinders 16 ist mit der Druckleitung ?\? einer Zahn radö lpumpe 23 verbunden, deren Saugleitung ?4 in den Behälter 21 mündet. Der Zylinder 16 ist oben durch einen doppelwandigen Deckel 25 abgeschlossen. Durch die untere Wand dieses Deckels ragt eine stangenähn- lielie Verlängerung 26 des Kolbens 17, die einen Kanal 27 enthält. Dieser verbindet die obere Seite des Zylinders 16 mit dem Zwi schenraum im Deckel 25 und wird von einer Nadel ?8 beherrscht.
Die Nadel 28 ist an den Anker 29, zum Beispiel eines Spannungs messers, mit, der Spule 30 und einer Feder 31 beffesti;t, an der der Anker 29 hängt. Von dem Zwischenraum des Deckels 25 führt eine Rohrleitung 3?, von der untern Seite des Zylinders 16 eine Rohrleitung 20 zu dem Behälter 21. Diese ermöglicht dem etwa an dem Kolben 17 vorbeitretenden 01 den Aus tritt in einen 01behälter 21.
Die Vorrichtung wirkt wie folgt: Das 01 im Behälter 21 wird von der Pumpe 23 in die obere Seite des Zylinders 16 gefördert und kann von dort durch den Ka nal 27 an der Ventilnadel 28 vorbei in den Zwischenraum des Deckels 25 austreten und von dort durch das Ablaufrohr 32 wieder in den Behälter 21 zurückfliessen. Die Stel lung des Kolbens 17 ist abhängig von der Drosselung des von der Pumpe ?3 geförder ten Ols durch die Ventilnadel ?8.
Je stärker von der Ventilnadel 28 das 01 gedrosselt wird, um so höher steigt der Druck auf den Kolben 17, um so tveiter wird er also den liolben 17 entgegen dem Druclz. der Feder 19 nach unten driiclien. Die in der Zeichnung dargestellte.
Stellung ist die einem stationären Betriebszustand entsprechende Mittelstellung; der Kolben 17 steht in einer solchen Lage, da.ss von dem Ha.uptsteuerschieber 12 gerade die Ringnuten 8 und 9 abgeschlossen werden, so da.ss der Servomotorkolben .1 stille steht. Sinkt nun zum Beispiel die Maschinenspan nung, so wird die Ventilnadel 28 gesenkt und drosselt das 01 stärker, so dass der Kol ben 17 nach unten geschoben wird. Infolge dessen wird durch die Ringnut 13 des Steuer schiebers 12 die Druckwasserleitung 1.1 mit.
der Ringnut 8 in Verbindung gebracht, so dass (las Druckwasser durch die Rohrleitung 11, die Ringnut 8 und die Leitung 6 auf die rechte Seite des Servoniotorzylinders treten kann. Die an., der linken Seite des Servomotorzylinder,# 5 verdrängte Flüssigkeit kann durch die Rohrleitung 7, den Ring kanal 14 und die Bohrun7 15 abfliessen.
Der Servomotorkolben d macht also eine Be wegung nach links und öffnet (lie Regulier düse ?, so da.ss die (lein Generator zugeführte Leistung steigt.
Wird umgekehrt infolge -wachsender Spannung der Anker 29 angeho ben, dann wird die Drosselung des 01: ver ringert, so (la.ss der Kolben 17 eine Aufwä,rts_ bewegung macht und durch die Ringnut 13 des Steuerschieber: die Rohrleitung 11. init der Ringnut 9 verbunden wird.
Das Druck wasser kann dann durch die Rohrleitung 11, den Ringkanal 9 und die Rohrleitung 7 in die linke Seite des Servomotorzylinders 5 eintreten, so dass sich der Kolben 4 nach rechts bewegt und die Steuerdüse schliesst, bis die Maschinenspannung wieder das nor male Mass erreicht hat.
Die aus. dem Steuerschieber 12 und dem Steuergehäuse 10 bestehende Hauptsteuerung für das Druckwasser wird vorteilhaft un mittelbar mit der Vorsteuerung und dem von der Betriebsgrösse beeinflussten Organ zu sammengebaut. Der Servomotor 4, 5 wird dagegen vorteilhaft möglichst nahe an dem zu regelnden Organ angeordnet, trotz der da für erforderlichen langen Rohrleitungen 6, 7 und 11.
Controller with pilot operated hydraulic servo motor :. In order to regulate machines or devices in dependence on an operating variable, hydraulic servomotors are used, which are controlled by an organ that is influenced by that operating variable. The sensitivity of this regulator depends on the size of the passage cross-section for the hydraulic fluid, which has to be controlled by the organ. This cross-section has now increased continuously as a result of the constantly growing size of the machines and apparatus.
In order to avoid the reduction in sensitivity that goes hand in hand with it, the control system has recently been subdivided in such a way that a control element of a pilot piston is moved by the organ influenced by the operating size. This pilot piston is connected to a control slide, which controls the hydraulic fluid for the servomotor. Pressure oil is used as the pressure fluid for both the servo motor and the pilot control.
According to the invention, oil is now used as the pressure fluid for the pilot control, while the servomotor is operated with pressure water.
The controller according to the invention is cheaper because in most cases the pump for generating the pressure fluid for the servo motor can be omitted, since the pressure water can be taken from a pressure line. However, the relatively large amounts of oil required for the servomotor are certainly not required. The controller according to the invention is more reliable if the pump for the servomotor is omitted or if the servomotor has to be net angeord in the vicinity of devices operating at high temperatures.
In the case of electrode furnaces, for example, the amount of oil required for regulation has so far formed a source of danger that is greater the closer the servomotor is to the electrodes to be moved.
As an embodiment of the subject invention, a controller for a Pelton wheel is shown in the drawing.
The nozzle 1 is dominated by a needle 2. The needle 2 is on the piston. Long 3 of the servomotor piston -1 is arranged. The two sides of the servomotor cylinder 5 are through two pipes 6 and 7 with two annular grooves 8 and 9 in the main valve housing 10 in connection. Between the two annular grooves 8 and 9, a pipe 11 opens into the slide valve, which is connected to the nozzle 1.
In the cylindrical bore of the valve housing 10, the control slide plays over 1 ?, which holds two annular grooves 13 and 1-1. The groove 13 is permanently connected to the pipeline 11, while the Tut 14 is connected by a bore 15 to the water drain, not shown. A cylinder 16, in which a pilot control piston 17 plays, is placed on the slide housing 10. The Vorsteuerholben 17 is connected to the control slide 12 by a rod 18. A spring 19 presses it from below.
The upper part of the cylinder 16 is connected to the pressure line? \? a gear oil pump 23, the suction line? 4 of which opens into the container 21. The cylinder 16 is closed at the top by a double-walled cover 25. A rod-like extension 26 of the piston 17, which contains a channel 27, protrudes through the lower wall of this cover. This connects the upper side of the cylinder 16 with the intermediate space in the cover 25 and is dominated by a needle? 8.
The needle 28 is fastened to the armature 29, for example a tension meter, with the coil 30 and a spring 31 on which the armature 29 hangs. A pipe 3? Leads from the intermediate space of the cover 25, and a pipe 20 leads from the lower side of the cylinder 16 to the container 21.
The device works as follows: The oil in the container 21 is conveyed by the pump 23 into the upper side of the cylinder 16 and from there can exit through the channel 27 past the valve needle 28 into the space in the cover 25 and from there through the Drain pipe 32 flow back into container 21. The position of the piston 17 depends on the throttling of the oil conveyed by the pump? 3 through the valve needle? 8.
The more the 01 is throttled by the valve needle 28, the higher the pressure on the piston 17 increases, the wider it becomes the purple 17 against the pressure. the spring 19 driiclien downwards. The one shown in the drawing.
Position is the middle position corresponding to a steady operating state; the piston 17 is in such a position that the main control slide 12 just closes the annular grooves 8 and 9 so that the servomotor piston 1 is stationary. If the machine voltage drops, for example, the valve needle 28 is lowered and throttles the 01 more so that the piston 17 is pushed downwards. As a result, the pressure water line 1.1 with the annular groove 13 of the control slide 12.
of the annular groove 8 in communication, so that (the pressurized water can pass through the pipeline 11, the annular groove 8 and the line 6 to the right side of the servo motor cylinder. The liquid displaced at., the left side of the servo motor cylinder, # 5 can pass through the Pipeline 7, the ring channel 14 and the Bohrun7 15 drain.
The servomotor piston d therefore makes a movement to the left and opens (is the regulating nozzle? So that the power supplied by the generator increases.
Conversely, if the armature 29 is raised as a result of increasing tension, the throttling of the 01: is reduced, so (let the piston 17 make an upward movement and through the annular groove 13 of the control slide: the pipeline 11 Annular groove 9 is connected.
The pressurized water can then enter the left side of the servomotor cylinder 5 through the pipeline 11, the annular channel 9 and the pipeline 7, so that the piston 4 moves to the right and the control nozzle closes until the machine voltage has reached the normal level again .
From. the control slide 12 and the control housing 10 existing main control for the pressurized water is advantageously un indirectly assembled with the pilot control and the organ influenced by the operating size. The servomotor 4, 5, on the other hand, is advantageously arranged as close as possible to the organ to be controlled, despite the long pipelines 6, 7 and 11 that are required for this.