Gesteuerte Wasserablassvorrichtung an Wasserturbinen. Die Erfindung betrifft eine gesteuerte Wasserablassvorrichtung für Wasserturbinen mit einem durch einen Drehzahlregler ge steuerten Leitapparat, bei welcher ein Ab schlussorgan durch den Kolben eines zuge ordneten Servomotors betätigt wird.
Solche Wasserablassvorrichtungen können beispielsweise zur Begrenzung des Druck stosses bei an Rohrleitungen angeschlossenen Turbinenanlagen öder zur Vermeidung der Schwallbildung bei Niederdruck-Flusskraft werken dienen, wenn vomn Drehzahlregler eine Schliessbewegung des Leitapparates ausgelöst wird.
Zweck der Erfindung ist, gesteuerte Wasserablassvorrichtungen dieser Art be triebssicherer zu machen. Zu diesem Behufe bewirken bei einer gemäss der Erfindung ge bauten Wasserablassvorrichtung vom Dreh zahlregler der Wasserturbine ausgelöste Schliessbewegungen des Turbinenleitapparates die Verstellung eines Verdrängerkolbens, der dabei auf eine Flüssigkeit und über diese auf ein getrennt vom Servomotor des Abschluss organs angeordnetes Steuerorgan einwirkt, welches den Zu- und Abfluss von Druckmittel in bzw. aus dem Zylinder dieses Servomotors beherrscht.
Ferner führt ein mit dem Ab schlussorgan fest verbundener Hilfskolben beim Bewegen des Kolbens dieses Servomotors in einem das Öffnen des Abschlussorgans be wirkenden Sinne ein Abströmen von Flüssig keit aus dem an den Stirnseiten vom Ver drängerkolben und dem Steuerorgan begrenz- ten Raum in einen den Hilfskolben auf nehmenden Zylinder und zusammenhängend damit eine Rückstellung des von einer Feder beeinflussten Steuerorgans herbei.
Auf der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel der Erfindung in vereinfachter Dar stellungsweise veranschaulicht.
In der Figur bezeichnet A den Drehzahl regler einer Wasserturbine, von der nur einige Einzelheiten gezeichnet sind. Der Dreh zahlregler A, von dem die meisten Teile in einem Gehäuse-1 -untergebracht sind, weist ein Fliehkraftpendel 26 auf, das auf, das nicht gezeichnete Steuerventil einer Vorrichtung 25 einwirkt. An letztere sind die Druckleitung 33 einer Öl aus einer Kammer 11 des Ge häuses 1 ansaugenden Prunpe 27, ferner eine Steuerleitung 31 und eine Abflussleitung 32 angeschlossen. Ferner bezeichnet 28 einen ver stellbaren, hohlen Regulierkolben, der einen Teil eines feststehenden Zylinders 281 umgibt.
und den eine Feder 30 nach abwärts zu drücken trachtet. Durch die Steuerleitung 31 kann Drucköl durch ein Blendendrosselventil 13, 14, 16 in den Hohlraum 282 des Kolbens 28 gelangen, wobei der Öldruck diesen Kol ben entgegen der Wirkung der Feder 30 nach aufwärts zu verstellen trachtet. Der Kolben 28 wirkt über eine Stange<B>291</B> auf einen Hebel 29 ein, der fest auf der Regulierwelle 2 der Wasserturbine sitzt. Auf dieser Welle 2 sitzt ferner fest ein Hebel 3, an den über eine Stange 31 ein Verdrängerkolben 4 an gelenkt ist. Dieser wirkt. auf eine einen Raum 7 eines Zylinders 71 ausfüllende Flüs sigkeit ein.
Der Raum 7 wird stirnseitig unten vom obersten Kolben 5 eines zwei weitere Kol ben 8, 9 aufweisenden Steuerorgans und oben stirnseitig vom Kolben 4 begrenzt. Der unterste Kolben 9 dieses Organs begrenzt nach oben einen Raum 6.
40 bezeichnet die Ablassvorrichtung, die als Abschlussorgan einen längsverschiebbaren Abschlusskegel 18 aufweist, dem ein Wasser eintrittsstutzen 181 gleichzeitig als Sitz dient, wenn dieser Kegel 18 vom Kolben 21 eines ein Gehäuse 23 aufweisenden Servomotors in die Schliesslage verstellt worden ist. Das Steuer organ 5, 8, 9 ist getrennt von diesem Servo motor angeordnet. Starr mit dem Servo motorkolben 21, und damit auch mit dem Ab schlusskegel 18, ist ein Hilfskolben 20 ver bunden, der zusammen mit einem Zylinder 22 einen Raum 24 begrenzt. Dieser steht durch eine Leitung 241 mit dem Raum 7 in Verbin dung, und ein Raum 19 des Servomotor zylinders 23 steht durch eine Leitung 242 mit einem Raum zwischen den zwei Steuer kolben 8, 9 in Verbindung.
Der Kolben 9 be herrscht die Verbindung zwischen der Lei tung 242 und einer in die Kammer 11 mün denden Leitung 243, während der Kolben 8 die Verbindung zwischen einer von der Druckleitung 33 der Pumpe 27 abzwei genden Leitung 244 und der Leitung 242 beherrscht. 38 bezeichnet eine in die Lei tung 244 eingebaute Blende. Das Blenden drosselventil 13, 14, 16 steht durch eine Lei tung 37 mit dem Raum 6 unterhalb des Kol bens 9 in Verbindung. 101 bezeichnet eine Leitung, welche die Kammer 11 mit dem Raum 7 verbindet, wenn sich ein in diese Lei tung 101 eingebautes Rückschlagventil 10 in der offenen Lage befindet.
Damit langsame Regulierbewegungen auf die Wasserablass vorrichtung 40 nicht einwirken können, ist in eine das Rückschlagventil 10 umgehenden Leitung 102 eine Blende 34 eingebaut, durch die etwas von dem im Raum 7 eingeschlosse nen Öl entweichen oder auch etwas Öl in diesen Raum einströmen kann. Die beschriebenen Teile wirken folgender massen zusammen: Angenommen, der Dreh zahlregler A leite z. B. infolge einer erfolgten Entlastung der Wasserturbine eine Schliess bewegung des Leitapparates dieser Turbine 1 ein.
Die Folge davon ist, dass das Steuer ventil der Vorrichtung 25 Drucköl aus dem Raume 282 durch die Leitung 31 in die Ab flussleitung 32 überströmen lässt, so dass die Feder 30 den Kolben 28 nun nach abwärts bewegen kann und die Regulierwelle 2 in folgedessen in schliessendem Sinne bewegt und der Verdrängerkolben 4 in die im Raume 7 enthaltene Flüssigkeit gestossen wird. Dabei wird auch das der Ablassvorrichtimg 40 zu geordnete Steuerorgan 5, 8, 9 nach abwärts gedrängt, so dass der Kolben 9 das Ab fliessen von Flüssigkeit aus dem Raum 19 des Gehäuses 23 durch die Leitungen 242 und 24' in die Kammer 11 freigibt.
Der auf dem Ab schlusskegel 18 lastende Wasserdruck ist nun imstande, diesen in öffnendem Sinne zu ver stellen, so dass durch die Ablassvorriehtung 40 ungefähr die Wassermenge ausströmen wird, die der durch den Drehzahlregler A ver stellte Leitapparat am Einströmen in die Turbine verhindert. Diese Relation wird durch den Umstand hergestellt, dass sich beim Bewegen des Abschlusskegels 18 in öffnendem Sinne der Hilfskolben 20 nach rechts ver schiebt und dabei ein Abströmen von Flüssig keit aus dem Raum 7 durch die Leitung 241 in den Raum 24 des Zylinders 22 herbeiführt.
Wegen dieses Entzuges von Flüssigkeit aus dem Raume 7 ist eine Feder 72 imstande, das Steuerorgan 5, 8, 9 zu heben, wobei von einem gewissen Punkte an der Kolben 9 das Ab fliessen von Flüssigkeit aus dem Raum 19 unterbindet. Sobald letzteres eingetreten ist, lässt der Kolben 8 Drucköl dureh die Leitun gen 244 und 242 in den Raum 19 des Ge häuses 23 überströmen, so dass der Abschluss- kegel 18 langsam wieder in seine Sehliesslage zurückgebracht wird. Auf diese Weise besteht.
Gewähr dafür, dass kein Wasser unnütz durch die Ablassvorrichtung 40 abfliesst und doch ein unzulässiger Druekstoss oder eine Schwallbildung vermieden wird. Erfährt die Turbine dagegen eine Be lastungszunahme, so verharrt der Abschluss- kegel 18 in seiner Schliesslage. Der Verdrän- gerkolben 4 wird jetzt angehoben, wobei aber das Steuerorgan 5, 8, 9 keine weitere Ver schiebung nach oben erfährt, so dass auch der Hilfskolben 20 in seiner Lage verharrt.
Der Raum 7 wird beim Anheben des Kolbens 4 aus der Kammer 11 durch die Leitung 101 mit Öl nachgefüllt, da sich bei diesem An- lheben das Rückschlagventil 10 öffnet.
Sollte sich der Abschlusskegel 18 bei einer raschen Schliessbewegung des Leitapparates wider Erwarten nicht öffnen, so bewirkt das Blendendrosselventil 13, 14, 16 eine Vermin derung der Verstellgeschwindigkeit des Re gulierkolbens 28, indem jetzt vom Kolben 9 aus dem Raum 6 verdrängte Flüssigkeit durch die Leitung 37 nach dem Raum ober halb des Kolbens 14 des Drosselventils ge langt, so dass der Stift 13 dieses Ventils in die Blendenöffnung 16 geschoben wird. In folgedessen wird der Öldurchgang durch die Leitung 31 teilweise versperrt, so dass, trotz dem sich das Steuerventil der Vorrichtung 25 in der offenen Stellung befindet, das öl aus dem Raume 282 nur langsam entweichen kann und daher der Drehzahlregler A den Leit- apparat nur langsam zu schliessen vermag.
Eine grosse Abwärtsbewegung des Steuer organs 5, 8, 9, welche imstande ist, das Blen dendrosselventil 13, 14, 16 in obigem Sinne zu beeinflussen, tritt aber nur ein, wenn sich der Abschlusskegel 18 nicht öffnet, das heisst der Kolben 20 kein Abziehen von Flüssigkeit aus dem Raume 7 herbeiführt.
Aus obigem geht hervor, dass die ange strebte grosse Betriebssicherheit bei der be schriebenen, erfindungsgemässen Bauart weit gehend erreicht ist.