Regelvorrichtung für Kraftmaschinen. Bisher war es üblich, die Regelvorrich tungen von Kxaftmaschinen unmittelbar mit der b1aechine zu verbinden. Diese Anordnung macht aber besonders bei Dampfturbinen neuerer Bauart grosse Schwierigkeiten. Durch die Anwendung kleiner 31aschinendurehmes- ser werden die Regelapparate im Verhältnis zur Maschine unförmlich gross, und sie lassen sich nicht leicht mit den übrigen Bestand teilen der Maschine verbinden.
Dazu kommt, dass durch die grössere Länge der Maschine grössere Entfernungen zwischen den einzelnen Teilen der Regelvorrichtung zu überwinden sind. Dies gilt besonders für die mehrgehäu- sigen Maschinen, bei denen zur Dampfent nahme oder aus andern Gründen Regelorgane an den verschiedenen Gehäusen: vorhanden sind.
Es genügt nicht, eine Anordnung zu tref fen, bei welcher die Verbindung zwischen dem Steuerschieber der Regelvorrichtung und dem Kraftgetriebe durch Drucköl an Stelle des mechanischen Gestänges hergestellt ist.
Vielmehr ist es auch zweckmässig, den Steuerschieber selbst von der Maschine los- zulösen. Durch die Trennung des-Steuer- schiebers von der Maschine ist es möglich, neuartige hochempfindliche Regler zu ver wenden, die vor den. Erschütterungen ge schützt werden müssen, welche bei èster Verbindung mit der Maschine entstehen.
Der getrennte Aufbau des .Steuerschiebers ermög- licht, auch Regler mit Gewichtsbelastung zu verwenden, welche durch die Maschinen- erschütterungen ungünstig beeinflusst wür den.
Die Trennung der Steuerschieber von der Maschine hat ferner den Vorteil, dass sich das Steuerwerk der Maschine übersichtlich mit andern -Steuerwerken verbinden. lässt, welche zur Regelung anderer Organe, zum Beispiel gesteuerter Drosselventile, dienen, die mit der Maschine zusammen arbeiten. Beim Bau von Maschinen:
grosser Leistungen ist es üblich, Hochdruckteil und Niederdtuck- teil mit besonderen Generatoren zu versehen, wodurch eine. Aufteilung @in räumlich., ge- trennte Maschinensätze entsteht.
Auch in der artigen Fällen muss häufig eine gemeinsame Regelung der getrennten Maschinensätze er folgen, zum Beispiel zur Verhütung eines Durchgehens des Niederdruckteils bei der Anwendung von Zwischenüberhitzern. Bei der Trennung der Steuerschieber von der Maschine kann dann die Steuereinrichtung zwischen den Maschinensätzen aufgestellt werden, so dass kleinere.
Entfernungen zwi schen Steuerschieber und Kraftgetriebe zu überwinden sind. Bei der bekannten Regelung der Kraftmaschinen durch Drosselung eines Ölstromes, der zu dem Kraftgetriebe führt, werden. die Forderungen, welche durch die neuartigen Maschinenbauarten entstehen. nicht erfüllt.
Bei diesen Regelvorrichtungen ist für die Drosselung des Ölstromes zur Re gelung der Drehzahl ein Geschwindigkeits regler fest mit der Maschine verbunden, wel cher einen ebenfalls fest verbundenen Steuer schieber zur Drosselung des Ölstromes be tätigt.
Die Trennung des Steuerschiebers von der Maschine wird durch die vorliegende Er findung in vollkommener Weise ermöglicht. Statt eines Fliehkraftreglers wird in an sich bekannter Weise eine Ölpumpe verwendet, die einen Förderdruck erzeugt, welcher als Mass für die Drehzahl der Maschine dient.
Dieser Förderdruck der Pumpe beeinflusst durch ein Steuerorgan den iSteueröldruck, beispielsweise federbelasteter Kraftgetriebe, in der Weise, .dass jedem Förderdruck der Pumpe ein entsprechender Steueröldruck zu geordnet ist, welcher auf die Kraftgetriebe wirkt.
Da bei federbelasteten Kraftgetrieben der Hub desselben vom Steueröldruck ab hängt, entspricht also im Beharrungszustand jedem Förderdruck der Pumpe eine be stimmte Stellung der Kraftgetriebe. Die Her stellung eines bestimmten Steueröldruckes kann durch veränderliche Drosselung einer ständig fliessenden Ölmenge geschehen.
Statt dessen. kann die Vorrichtung auch derart aus gebildet sein, dass Zufluss und Abfluss des Drucköls der federbelasteten Kraftgetriebe gesteuert werden, und zwar ist dabei die Öl- menge der Steuerleitung in Ruhe, soweit nicht durch Undichtigkeiten oder zur Entlüftung und Erneuerung des Öls .ständig eine geringe Ölmenge bei den Kraftgetrieben ausfliesst;
dadurch lä,sst sich der ungünstige Einfluss der Druckabfälle in den Steuerölleitungen beseitigen, welcher bei ständigem Durchfluss mit hoher Geschwindigkeit durch die Ver änderlichkeit der Druckabfälle zu Ungenauig keiten führt. Sowohl die Verbindung zwischen Steuerorgan und Kraftgetrieben, als auch die Verbindung zwischen der Ölpumpe und dem Steuerorgan kann durch Draekölleitun- gen;
hergestellt sein, so dass durch diese An ordnung grundsätzlich beliebige Entfernun gen zwischen ,Steuerorgan und Kraftmaschine überwunden werden können.
Die Zuordnung des Reglerö.ldruckes der Pumpe und des Steueröldruckes der Kraft getriebe lässt sich auf verschiedene Arten durchführen.
Auf der Zeichnung sind vier Ausfüh rungsbeispiele der Regelvorrichtung schema tisch dargestellt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten VoiTich- tung wirkt der Förderdruck der Ölpumpe 1 auf einen federbelasteten Regler 2, dessen Hub sich mit der Drehzahl der Pumpe und damit der zu regelnden Kraftmaschine ändert. Der Regler bewegt ein Strahlrohr ss, welches @S\teuerdrucköl gegen eine Steueröffnung .1 strömen lässt.
Steht das Strahlrohr mitten vor der Steueröffnung, so herrscht dort annähernd der volle Öldruck, mit welchem das Strahl rohr gespeist wird, da sich die Geschwindig keitsenergie des Ölstrahles fast vollständig in Druck umsetzt. Entfernt sich das .Strahlrohr von der Mittelstellung, zum Beispiel nach un ten, dann sinkt der Öldruck in der .Steuer öffnung bis auf Null, wenn der Ölstrahl die Steueröffnung überhaupt nicht mehr erreicht.
Jeder Stellung des Strahlrohres ist also ein bestimmter Öldruck zugeordnet, welcher im Beharrungszustand, also bei ruhender Öl menge, zwischen der Steueröffnung und den Kraftgetrieben 5 einer bestimmten Stellung der Kraftgetriebe entspricht. Bei Beharrung entspricht also jeder Drehzahl ein bestimmter Öldruck der Pumpe, diesem ein bestimmter Hub des Reglers 2, folglich eine zugehörige Stellung des Strahlrohres 3 und dadurch ein bestimmter Steueröldruck, welcher von der Steueröffnung 4 auf die Kraftgetriebe 5 übertragen wird.
18 ist ein Stellschieber, 19 eine Gegen feder. Diese Teile dienen dazu, eine Verstel lung der Ungleichförmigkeit durchführen zu können, indem je nach der Stellung des. Schie bers 18 durch die Gegenfeder 19 eine verän derliche Gegenkraft ausgeübt wird.
Der Regelungsvorgang bei Belastungs änderungen vollzieht sieh folgendermassen: 13ei steigender Last, also sinkender Drehzahl, vermindert sich der Förderdruck, der Pumpe 1, der Regler 2 steigt unter dem<B>Ei</B> influss der Federkraft, das Strahlrohr 3 nähert sich der Mittelstellung, und es fliesst solange Öl durch die Steueröffnung 4, bis der Öldruck in die- s(-r der neuen Stellung des Strahlrohres ent spricht.
Durch diesen Olzufluss heben sich die Kraftgetriebe 5 solange, bis das Gleich gewicht wieder hergestellt ist, indem durch den erhöhten. Dampfzufluss zur Kraftma schine eine Erhöhung der Kraftleistung der Maschine stattfindet. Umgekehrt wird bei sinkender Last, also steigender Drehzahl, das Strahlrohr von der Mittellage entfernt, und es findet ein Rückfluss von Öl durch die Steueröffnung 4 statt, bis sich durch den verringerten Dampfzufluss zur Maschine ein neuer Beharrungszustand :einstellt.
Die Kraft getriebe 5 lassen sich in bekannter Weise durch Abstimmung der Federkräfte derart (.einstellen, dass sie unter dem Einfluss des Steueröldruckes nacheinander öffnen und schliessen.
Fig. .2 zeigt die Verbindung des Ge schwindigkeitsreglers mit Dampfdruckreg- lern, welche zur Regelung der Kraftma- sehine dienen. Der Regler 6 ist; ein Über- trömregler, welcher unter dem Einfluss des Dampfdruckes bei steigendem Druck bestrebt ist, den 7,ufluss zur Maschine zu steigern. Ihm wirkt der Grenzbereichregler 7 entgegen.
Der Grenzbereichregler 7 arbeitet unter An- wendung von zwei Federn in der Weise, dass er in Ruhe bleibt, solange der Dampfdruck, welcher auf den Regler wirkt, einen bestimm ten Grenzbereich nach oben und unten nicht überschreitet. Sinkt der Dampfdruck unzu lässig, dann hebt sich der Kolben und ver mehrt den Dampfzufluss zur Kraftmaschine, wobei nur die innere Feder des Reglers in Tätigkeit ist.
Bei unzulässig steigendem Dampfdruck muss der Regler die Kraft zweier Federn überwinden, um bei sinkendem Kol ben eine Verminderung des Dampfzuflusses zur Maschine herbeizuführen. Der Geschwin digkeitsregler 8 :ist bei dieser Anordnung ebenfalls als Grenzbereichregler ausgebildet, welcher den Dampfzufluss vermindert, wenn die Drehzahl unzulässig steigt, währenddem er den Dampfzufluss erhöht, wenn die Dreh zahl unzulässig sinkt.
Er wirkt den Dampf clruckreglern entgegen und hebt deren Wir kung auf, wenn die Drehzahl den: Grenzwert erreicht hat, was mit Hilfe eines Hebels 9 durchgeführt wird, welcher durch Anschläge 10 und 11 in den Regelungsvorgang ein greift. Die Kraft des Geschwindigkeits reglers 8 ist grösser bemessen als die Kraft der Dampfdruckregler, so dass der Geschwindig keitsregler jederzeit imstande ist, die Wir kung der Dampfdruckregler auszuschalten.
Das Strahlrohr erfüllt auch dann seine Aufgabe, wenn man zur Entlüftung und Er neuerung des Öls ständig eine gewisse Öl menge durch die Steuerölleitung fliessen lässt. Ist die Durchflussölmenge sehr gross, so dass sich durch Einschnürung des. Ölstromes grö ssere Druckabfälle erzielen lassen, so kann ,das Strahlrohr auch in bekannter Weise durch einen einfachen Schieber ersetzt, werden, wel cher zur Herstellung eines bestimmten Öl druckes in der Steuerleitung den ständig flie ssenden Ölstrom mehr oder weniger drosselt.
Will man einen Schieber an Stelle eines Strahlrohres in Fällen anwenden, wo ein ständig fliessender Ölstrom nicht vorgesehen ist, so kann eine andere Ausführungsform, nach Fig. 3, gewählt werden, um den Förder- druck der Pumpe 1 mit dem Steueröldruck in Übereinstimmung zu bringen. Der Steuer- schieber 12 ist hier als gewöhnlicher Kolben schieber ausgebildet, dessen Verstellung nach unten Öl zur Steuerleitung 1,3 zufliessen lässt, während die Verstellung nach oben Öl aus der Steuerleitung 13 abfliessen lässt.
Die Ab hängigkeit des Öldruckes der Steuerleitung 1'3 von dem Öldruck der Reglerleitung 14 wird .dadurch hergestellt, dass beide Öldrücke auf zwei gegenüberliegende Regler 15 und 16 wirken., welche sich das Gleichgewicht halten. :Solange die Öldrücke beider Regler im Gleichgewicht sind, bleibt der Steuer schieber 12 geschlossen;
sinkt bei steigender Belastung die Drehzahl der Kraftmaschine und damit der Öldruck des Reglers 15, dann bewegt sich der iSteuerschieber 12 nach unten, bis durch den Ölzufluss der Druck in der Steuerleitung 13 soweit angestiegen ist, dass sich die Regler 15 und 16 wieder das Gleich gewicht halten. Da der Druck in der Leitung 14 sich nur um einen kleinen Bruchteil des gesamten:
Förderdruckes zu ändern braucht, um bei veränderter Drehzahl die Kraftge triebe zu öffnen und zu schliessen und damit den Druck der Leitung 13 von seinem Min destwert auf den Höchstwert ansteigen zu lassen, ist ein Gegengewicht 17 vorgesehen, welches der Höchstdrehzahl der Maschine ent spricht. Nur die Abweichungen von dieser Drehzahl wirken also auf den Regler 15.
Durch den Stellschieber 18, welcher das Kräfteverhältnis der beiden Regler verstellt, lässt sich die Ungleichförmigkeit des Reglers willkürlich einstellen. Bei Verstellung dieses Schiebers ist ,der Kraft desi Reglers 16, wel che sich mit dem Hub der Kraftgetriebe än dert, eine andere Gegenkraft des Reglers 15, also ein anderer Drehzahlunterschied, zuge ordnet.
Die Drehzahlverstellung lässt sich bei den in den Fig. 1 und 3 dargestellten Regler vorrichtungen durch Verstellung der Kräfte durchführen, welche dem Öldruck das Gleich gewicht halten, also in Fig. 1 durch die Span nung der Feder des Reglers 2 oder der Gegen feder 19 und in Fig. 3 durch Verschiebung des Gewichtes 17.
Bei allen beschriebenen Vorrichtungen kann statt dessen auch die Fördermenge und der Druck der Ölpumpe, zum Beispiel durch Drosselung, beeinflusst werden, um .eine Drehzahlverstellung durch zuführen, gleichgültig, ob eine Zahnrad pumpe mit nachgeschaltetem Drosselquer schnitt zur Herstellung des Öldruckes ver wendet wird oder eine Kreiselpumpe.
Fig. 4 zeigt eine Regelvorrichtung mit einem Geschwindigkeitsregler in Verbindung mit Dampfdruckreglern, welche zeitweise die Steuerung der Kraftgetriebe und damit die Regelung der Kraftmaschine übernehmen. Wie bei Fig. 2 ist links ein Überströmregler 6 vorgesehen, der bei steigendem Druck öff net, rechts ein Grenzbereieliregler 7, der ein greift, wenn ein, iGrenzbereich nach oben oder nach unten überschritten wird.
An Stelle der Federn in Fig. 2 sind zur Ausübung von Gegenkräften Gewichte 20 vorgesehen. Der Geschwindigkeitsregler liesse sich hier in ähn licher Weise einfügen wie in Fig. 2. Statt dessen ist hier eine Anordnung vorgesehen, bei welcher der Geschwindigkeitsregler da.s Kräfteverhältnis zwischen den Dampfdruck reglern und dem Regler 16 verstellt, welcher unter dem Einfluss des Steueröldruckes steht, und zwar ist das Ganze derart ausgebildet.
dass der Geschwindigkeitsregler entgegen der Wirkung der Dampfdruckregler in allen Fällen das Verschieben des Steuerschiebers bewirken kann, indem der Kolben 21 den An- griffspunkt 22 verstellt. Durch die Dampf- druekregler wirkt immer eine gewisse Kraft von oben auf den. Regler 16 und den Steuer schieber, welcher die Gegenkraft des Steuer öldruckes das Gleichgewicht hält.
Bewegt sich bei sinkender Drehzahl, also sinkendem Öldruck, der Kolben 21 nach rechts, so wird durch die Verschiebung des Angriffspunktes 22 die von oben wirkende Kraft verstärkt und die Gegenkraft gleichzeitig abge schwächt.
Der Schieber bewegt sich also nach unten und verursacht eine Öffnung der Kraft getriebe entgegen der Wirkung der Dampf- druckregler. Umgekehrt wird bei steigender Drehzahl, also sinkender Last, der Angriffs punkt 22 nach links gerückt, und die Kraft- getriebe schliessen entgegen der Wirkung der Dampfdruckregler. Auch dieser Geschwin digkeitsregler kann als Grenzbereichregler ausgebildet werden.
Hierzu sind ausser dem Belastungsgewicht 23 zwei Federn 24 vor gesehen, .die erst überwunden werden müssen, ehe eine Verschiebung des Angriffspunktes 22 nach der einen oder andern Seite erfolgt. Entsprechend kann also der Geschwindig keitsregler erst eingreifen, wenn die durch das Belastungsgewicht 23 eingestellte Dreh zahl um einen bestimmten Betrag nach oben oder unten überschritten wird.
Mit Hilfe der in den Fig. 2 und 4 dar gestellten Regelvorrichtungen kann leicht je des einzelne Ventil der Kraftmaschine durch mehrere Dampfdrücke und ausserdem noch durch die Geschwindigkeit beeinflusst werden, was besonders bei Mehrfachanzapfmaschinen, die zeitweise mit Speichern zusammenarbei ten, erforderlich ist und bei den bisherigen Bauarten von Reglern zu ausserordentlich ver wickelten Anordnungen geführt hat.
Die Schwierigkeit besteht bei derartigen Ma schinen darin, dass der Geschwindigkeitsregler imstande sein muss, die verschiedenen Ventile der Maschine nacheinander dem Einfluss meh rerer Druckregler zu entziehen, sobald :die Gefahr für ein Durchgehen oder ein Stehen bleiben der Maschine eintritt.<B>Es</B> genügt, den Förderdruck der Ölpumpe auf den Steuer schieber jedes der Ventile zu übertragen und durch Abstimmung der Gewichte und Federn, welche auf den Geschwindigkeitsregler jedes Ventils wirken, kann die Beeinflussung durch die Drehzahl in jeder beliebigen Reihenfolge durchgeführt werden.
Es kann zweckmässig sein, den Steueröl druck. der Kraftgetriebe ständig in Schwin gung, zu versetzen, um Reibungswiderstände zu überwinden, was sich zum Beispiel in be kannter Weise durch schwingende Bewegung eines Steuerorganes durchführen lässt.
Statt den Steueröldruck, welcher dem Förderdruck ,der Pumpe zugeordnet wird, un mittelbar auf federbelastete Kraftgetriebe wirken ztt lassen, kann man auch durch den Steueröldnzck zunächst die Stellung eines fe derbelasteten Hilfsschiebers beeinflussen, der selbst wieder unter Anwendung einer Rück führung einen entsprechenden Hub der Kraft- getriebe einstellt.