Steuerungseinrichtung eines Servomotors, der die Reguliernadel einer Hochdruckturbine bewegt. Der Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Steuerungseinrichtung eines Servo motors, der zur Bewegung der Reguliernadel bei einer Hochdruckturbine dient, deren Ge schwindigkeit durch Strahlablenkung gesteuert wird. .
Die doppelte Regulierung, die bei Hoch- druck-Peltonrädern in Verwendung kommt, denen das Wasser in langen Rohrleitungen zugeführt wird, arbeitet zum Zwecke der Verhütung von gefährlichen Wasserstössen in der Rohrleitung wie folgt: Bei Belastungsänderungen, zum Beispiel bei Entlastung, lenkt der Wasserstrahlab- lenker die Richtung des Wassers vom Lauf- rade derart ab, dass sich die Leistung der Turbine verkleinert und dann erst schiebt sich die Reguliernadel langsam in die Düse hinein; in dem AZasse, als sich die Nadel einschiebt, schwenkt der Strahlablenker aus dem Wasserstrahl aus.
Bei plötzlicher Be lastung ,schwenkt der Strahlablenker aus und wird gleichzeitig die Nadel aus der Düse herausgezogen, wodurch der Wasserzufluss zum Laufrade vergrössert wird. Die oben be schriebene umständliche Bewegung beider Regulierorgane erzielt man bei bestehenden Konstruktionen durch eine sehr komplizierte Einrichtung mit Hilfe von Katarakten, Bremsen und Federn, die zur Bewegung des Strahlablenkers oder der Nadel dienen. Die Kräfte, die zum Erzielen dieser Bewegung benötigt werden, sind bedeutend und infolge dessen sind die Federn, Bremsen usw. von grossen Dimensionen.
Die gegenseitige Lage der beiden Organe wird durch verscbiedene Anschläge und gekrümmte Flächen erzielt, auf denen sich die Anschläge oder Hebel bewegen. Diese Einrichtungen sind im ganzen sehr kompliziert, unübersichtlich und teuer, und es ist nur selten möglich, Regulatören normaler Konstruktion zu verwenden.
Infolge ihrer Kompliziertheit können sie leicht versagen, und es ist dabei unmöglich, zu erzielen, dass sich der Strahlablenker knapp über dem Wasserstrahl befindet, da- mit er bei einer Entlastung der Turbine augenblicklich den Strahl ablenke.
Durch vorliegende Erfindung sollen diese Fehler und Nachteile beseitigt werden. Die Er findung besteht darin, dass derZylinder des Ser vomotors, der zur Bewegung des Strahlab- lenkers dient, durch eine Rohrleitung in Verbindung mit einem Hilfszylinder steht, der auf ein Steuerorgan des zur Bewegung der Nadel dienenden Servomotors einwirkt, wobei der Druckunterschied zu beiden Seiten des Kolbens des Servomotors, der zur Be wegung des Strahlablenkers dient, zum Be trieb des Hilfszylinders verwendet wird. Die Vorrichtung gemäss der Erfindung ist in ihrer Wirkungsweise ungewöhnlich einfach,
da durch auch betriebssicher und genau, da alle Bewegungen der Reguliernadel aus schliesslich hydraulisch erfolgen.
Auf der beiliegenden Zeiehuung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt. Abb. 1 stellt die Gesamtanordnung dar; Abb. 2 und 3 sind Einzelheiten.
In Abb. 1 ist V der Zylinder eines nor malen hydraulischen Geschwindigkeitsreglers zur Bewegung des Strahlablenkers 2. Mit dem Kolben 1 ist der Strahlablenker 2 mit teist Lenkerstange und Hebel verbunden. Beide Räume vor und hinter dein Kolben sind durch die Rohrleitungen 3 und 4 mit dem Hilfszylinder 5 verbunden, in dem sich der Kolben 6 bewegt, der unter dein Ein- flusse der Feder 13 steht und finit dem Ver teilungsschieber 7 verbunden ist.
Beide Räume vor und hinter dein Kolben 1 des Zylinders V sind durch eine Rohrleitung, (nicht dargestellt) mit der Quelle oder den Quellen des Druckmittels, und zwar durch eine Zufluss- bezw. Abflussleitung verbunden. Am Boden des Zylinders des Verteilungs schiebers ist eine Stellschraube 8 angebracht, mit welcher der Hub des Schiebers begrenzt werden kann. Der Zylinder des Verteilungs schiebers ist durch die Rohrleitungen 10;10' mit dem Servomotor IV für die Nadelbe wegung verbunden.
Die Vorrichtung wirkt folgendermassen Bei Entlastung der Turbine steigt der Druck vor dem Kolben 1 und der Kolben verschiebt sich so, dass der Strahlablenker 2 den Wasserstrahl ganz oder teilweise vom Laufrade ablenkt. Bei Druckerhöhung vor dem Kolben 1 erhöht sich auch der Druck über den Kolben 6; dadurch verschiebt sich dieser in der Richtung nach unten und ver schiebt auch den mit ihm verbundenen Ver teilungsschieber in die in Abb. 2 dargestellte Lage.
In dieser Lage strömt das Drucköl, das durch die Rohrleitung 9 eingeleitet wird, durch den teilweise offenen Kanal 10 hinter den Differenzialkolben 11 des Servomotors ll', der mit der Reguliernadel 12 verbunden ist, die sieh langsam in die Düse hineinschiebt. Durch das Einschieben der Reguliernadel in die Düse wird die ausströmende Wasser menge verkleinert und schwenkt der Strahl ablenker allmählich aus dem Wasserstrahl aus, bis endlich der der neuen Belastung entsprechend starke Strahl gebildet ist. Ent spricht nun die Strahlstärke der neuen Be lastung, so liegt der Strahlablenker knapp an der Aussenfläche des Wasserstrahls.
Der Druck auf beiden Seiten des Kolbens 1 hat sich ausgeglichen und der Kolben 6 ver schiebt sich durch die Wirkung der Feder 13 in der Mittellage, wodurch der Kanal 10' so weit abgeschlossen wird, dass die Be wegung des Kolbens 11 aufhört.
Bei augenblicklicher Belastungserhöhung steigt der Druck hinter dem Kolben 1, und der Strahlablenker schwenkt von der Aussen fläche des Strahls ab. Durch das Ansteigen des Druckes hinter dein Kolben 1 steigt auch der Druck unter dem Kolben 6, der sich samt dem Schieber 7 verschiebt und die Verbindung der Kanäle 10' und 14 ver ursacht (siehe Abbildung 3).
Durch Verbin dung dieser beiden Kanäle fliesst die Druck flüssigkeit aus dem Raume hinter dein Kol ben 11 ab und verschiebt sich dieser augen blicklich, da ein ständiger Druck auf seine kleinere Flüche einwirkt, und zwar derart, dass die Reguliernadel sieh aus der Düse herausseliiebt und einen grösseren Wasserzu- fluss in das Laufrad in dem Masse, wie es der Belastung der . Turbine entspricht; zulässt.
Control device of a servo motor that moves the regulating needle of a high pressure turbine. The subject of the present invention is a control device of a servo motor which is used to move the regulating needle in a high-pressure turbine, the speed of which is controlled by deflection of the jet. .
The double regulation, which is used in high-pressure Pelton wheels, to which the water is fed in long pipelines, works as follows to prevent dangerous water surges in the pipeline: When the load changes, for example when the load is released, the water jet deflects divert the direction of the water from the impeller in such a way that the power of the turbine is reduced and only then does the regulating needle slowly slide into the nozzle; In the cup, when the needle pushes in, the jet deflector swings out of the water jet.
In the event of a sudden load, the jet deflector swings out and at the same time the needle is pulled out of the nozzle, increasing the flow of water to the impeller. The awkward movement of both regulating organs described above is achieved in existing constructions by a very complicated device with the help of cataracts, brakes and springs, which are used to move the beam deflector or the needle. The forces required to achieve this movement are significant and as a result the springs, brakes, etc. are of large dimensions.
The mutual position of the two organs is achieved by different stops and curved surfaces on which the stops or levers move. On the whole, these devices are very complicated, confusing and expensive, and regulators of normal construction can only rarely be used.
As a result of their complexity, they can easily fail and it is impossible to achieve that the jet deflector is located just above the water jet so that it deflects the jet immediately when the turbine is relieved.
The present invention is intended to eliminate these defects and disadvantages. The invention consists in that the cylinder of the servomotor, which is used to move the jet deflector, is connected by a pipeline to an auxiliary cylinder which acts on a control element of the servomotor used to move the needle, the pressure difference on both sides the piston of the servo motor, which is used to move the beam deflector, is used to operate the auxiliary cylinder. The device according to the invention is unusually simple in its mode of operation,
as a result, it is also reliable and precise, as all movements of the regulating needle are ultimately hydraulic.
An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown schematically on the enclosed drawing. Fig. 1 shows the overall arrangement; Figures 2 and 3 are details.
In Fig. 1, V is the cylinder of a normal hydraulic speed controller for moving the jet deflector 2. With the piston 1, the jet deflector 2 is connected with mostly handlebar and lever. Both spaces in front of and behind your piston are connected by the pipes 3 and 4 to the auxiliary cylinder 5 in which the piston 6 moves, which is under the influence of the spring 13 and finitely connected to the distribution slide 7.
Both spaces in front of and behind your piston 1 of the cylinder V are connected by a pipeline (not shown) to the source or sources of the pressure medium, namely by an inflow respectively. Drain pipe connected. At the bottom of the cylinder of the distribution slide, an adjusting screw 8 is attached, with which the stroke of the slide can be limited. The cylinder of the distribution slide is connected by the pipes 10; 10 'to the servomotor IV for the Nadelbe movement.
The device works as follows. When the turbine is relieved of pressure, the pressure in front of the piston 1 increases and the piston shifts so that the jet deflector 2 deflects the water jet completely or partially from the impeller. When the pressure in front of the piston 1 increases, the pressure across the piston 6 also increases; as a result, this moves in the downward direction and also moves the Ver distribution slide connected to it into the position shown in Fig. 2.
In this position, the pressure oil, which is introduced through the pipe 9, flows through the partially open channel 10 behind the differential piston 11 of the servo motor 11 ', which is connected to the regulating needle 12, which slowly pushes into the nozzle. By inserting the regulating needle into the nozzle, the amount of water flowing out is reduced and the jet deflector gradually swivels out of the water jet until the jet, which is strong enough for the new load, is finally formed. If the jet intensity now corresponds to the new load, the jet deflector is just below the outer surface of the water jet.
The pressure on both sides of the piston 1 has equalized and the piston 6 moves ver through the action of the spring 13 in the central position, whereby the channel 10 'is so far completed that the movement of the piston 11 stops.
With a momentary increase in the load, the pressure behind the piston 1 rises, and the jet deflector swings away from the outer surface of the jet. As the pressure behind the piston 1 rises, so does the pressure under the piston 6, which moves together with the slide 7 and connects the channels 10 'and 14 (see Figure 3).
By connecting these two channels, the pressure fluid flows out of the space behind your piston 11 and this shifts instantly, because a constant pressure acts on its smaller curses, in such a way that the regulating needle looks out of the nozzle and selects one greater water inflow into the impeller in proportion to the load on the. Turbine equivalent; allows.