Auf die Drehzahl ansprechender Regler. Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein auf die Drehzahl ansprechender Regler, in welchem der Zentrilugaldruek einer rotie renden Flüssigkeit ausgenützt wird. Der Zweck der Erfindung ist, die gewünschte Sta bilität der Reglerwirkung auf eine möglichst einfache Weise zu erzielen.
Der erfindungsgemässe Regler besitzt einen rotierenden Teil mit mindestens einem spiral förmigen Flüssigkeitsdurchfluss und einen beweglichen federbelasteten Teil, welcher auf den Zentriiiigaldimek der Flüssigkeit an- ,spricht.
Zweckmässig besitzt der Regler eine Mehr zahl von miteinander in Verbindung stehen den, spiralförmigen Dutrehlässen, die abweeh- seind in entgegengesetzter Richtung verlau fen.
In der beiliegenden Zeichnung ist der Er- findun-,s#)#e,yenstand beispielsweise näher dar- n n<B>c</B> gestellt. Es zeigen: Fit-.<B>1</B> einen auf Drehzahl ansprechenden Regler, welcher zur Regelung der Brennstoff- förderung der Brennstoffpumpe z. B. eines Strahltriebwerkes dient, und Fig. 2 eine Variante zu Fig. <B>1.</B>
Wie aus Fig. <B>1</B> ersichtlich, besitzt der Regler einen Hohlkörper a, in welchem drei Kammern b, c und<B>d</B> gebildet sind, wobei die beiden Kammern b und c mittels eines Durch lasses e miteinander in Verbindung stehen. In der Kammer<B>b</B> befindet sich ein Rotor<B>f,</B> der auf einer Antriebswelle<B>g</B> festsitzt. Die An- triebswelle <B>g</B> wird durch die zu regelnde Maschine, welcher der Regler zugeordnet ist, <I>.L</I> ZD angetrieben. 'Der Rotor<B>f</B> wird durch zwei Scheiben gebildet.
In<B>-</B>der einen Scheibe ist eine spiralförmige Nut gebildet, deren Offen- seite durch die andere Rotorscheibe abae- schlossen ist, so dass im Rotor<B>f</B> ein spiral förmiger Durchlass h gebildet ist. Der Rotor j ist im Hohlkörper a einerseits mittels der Welle<B>g</B> und anderseits mittels eines hohlen Wellenstumpfes gelagert. Die Bohrung des Wellenstumpfes steht sowohl mit der Kam mer d als auch mitdem innern Ende des spi ralförmigen Durehlasses h in Verbindung.
Die beiden Kammern c und<B>d</B> sind durch eine nachgiebige Membran i voneinander ge trennt, die durch eine Zugfeder j belastet ist und den beweglichen, lederbelasteten Teil des Reglers bildet. In der Kammer<B>d</B> befindet sich die eine Hälfte eines Hebels<B>k,</B> welcher durch eine Feder m belastet ist und mittels der Membran i betätigbar ist, während sich die andere Hälfte dieses Hebels<B>k</B> durch eine Dichtung hindurch in ein Ventilgehäuse n erstreekt, welches einen Ventilsitz o enthält, mit welchem ein am Hebel<B>k</B> befindl.iches Sehliessorgan <B>p</B> zusammenwirkt.
Der beschriebene Regler dient der Rege lung der Brennstofförderung einer Betriebs stoffpumpe einer Gasturbinenanlage, z. B. eines Strahltriebwerkes. Die genannte Pumpe ist eine Sehrägscheibenpumpe, die einen hydraulisch betätigten Servomeehanismus be- sitzt. Der -enannte Servomechanismus besitzt einen Zylinder 2, welcher an einem Ende mit der Auslassleitung <B>3</B> der Pumpe in Verbin dung steht. Die beiden Enden des Zylinders 2 sind durch einen Kanal 4 miteinander ver bunden, in welchem eine Verengung<B>5</B> vor gesehen ist.
In dem Zylinder ist ein durch eine Feder<B>7</B> belasteter Kolben<B>6</B> angeordnet, der mittels einer Stange<B>8</B> mit der verstell baren Sehrägseheibe der Pumpe verbunden ist. Das<U>von</U> der Auslassleitung <B>3</B> der Pumpe entferntere Ende des Zylinders 2 ist durch eine Leitung<B>9</B> mit dem vom Ventilsitz o um gebenen Ventileinlass des Reglers verbunden, während die Ventilkammer des Gehäuses n des Reglers durch eine Leitung<B>10</B> mit dem Pumpeneinlass oder einem Brennstoffreser voir verbunden ist.
Die Arbeitsweise des beschriebenen Reglers ist folgende: Die Kammern<B>b</B> -Lind c sind mit einer ge eigneten Flüssigkeit gefüllt. Beim Rotieren des Rotors entstellt ein ZentrifLigaldnielz im spiralförmigen Durchlass <B>A</B> des Rotors, und dieser Druck wird durch die Flüssigkeit auf ,die Membran i übertragen. Normalerweise ist das Ventil in der Ventilkammer it ge schlossen, und in diesem Zustand wirkt, die Feder<B>7,</B> indem sie auf den Kolben<B>6</B> des Servomechanismus drilekt, im Sinne einer maximalen Förderleistung der Pumpe.
Wenn der Rotor des Reglers jedoch eine vorher bestimmte Drehzahl erreicht, biegt der auf die Membran i wirkende erhöhte Flüssigkeits druck die letztere durch (in Fig. <B>1</B> nach un ten) und bewirkt dadurch eine Bewegung des Hebels<B>k</B> im Sinne des öffnens des Ventils 1), o. Dieser erhöhte Flüssigkeitsdruel-, auf der in<B>F,</B> ig. <B>1</B> obern Membranseite ist eine Folge des durch den Rotor<B>f</B> erzeugten Zen- trifiigaldruekes, der über den Durehlass e in der Kammer<B>c</B> erzeugt wird.
Flüssigkeit kann nun durch die Leitung<B>9</B> aus dem Servo- ineehanismus durch das offene Ventil<B>p,</B><I>o</I> und anschliessend durch die Leitung<B>10</B> zum Pumpeneinlass strömen, und der die Wirkung der Feder<B>7</B> überwiegende Flüssigkeitsdriiek, welcher den Kolben<B>6</B> auf der der Feder<B>7</B> abgekehrten Seite belastet, verschiebt den Kol ben<B>6</B> im Sinne einer entsprechenden Ver minderung der Pumpenförderung.
<B>k3</B> Infolge der dadurch bewirkten Drehzahl verminderung des Rotors biegt die Zugieder i die Membran i in ihre ALisgangsformzurüek, und aus der Kammer c wird Flüssigkeit durch den Durehlass e in die Kammer<B>b</B> und in den Rotor gedrückt.
Durch geeignete Wahl der Länge -Lind der Quersehnittsform des im Rotor vorhandeiieii spiralförmigen Durehlasses A kann die vom Rotor<B>f</B> verdrängte Flüssigkeitsmenge und somit die Grösse der Trägheitskräfte bestimmt werden; irgendein gewünsehter Grad von Eigendämpfung und somit von Stabilität der Wirkung des Reglers bei Drehzahländerun gen kann auf einfache Weise erzielt werden.
Flüssigkeitsverluste der Kammern<B>b</B> und c des Reglers werden durch Zustrom aus fler Kammer<B>d</B> wieder ausgeglichen; letztere Kam- iner wird von einem. nicht gezeichneten Vor ratsbehälter aus durch eine Leitung<B>11</B> mit Flüssigkeit versorgt.
In der in Fig. 2 gezeigten Variante des, <B>C kn</B> Ausführungsbeispiels gemäss Fig. <B>1</B> besitzt der Hohlkörper a nur eine einzige Kammer<B>b,</B> welche den Rotor<B>f</B> aufnimmt. Im Rotor sind zwei Kammern<B>13,</B> 20 -gebildet, wovon die eine (20) vollkommen geschlossen ist, während die andere Kammer (13) durehtlie Kammer öffnung 13a mit der Kammer<B>b</B> in Verbin dung steht.
Die beiden im Rotor vorhandenen Kammern sind durch eine nachgiebige Mein- bran i voneinander getrennt; letztere ist dureli eine in der Kammer<B>13</B> vor-esehene Druck feder j belastet und bildet so den bewegliehen, federbelasteten Teil des Reglers. Der Rotor -umfasst eine Anzahl voll Scheiben.
In jeder Rotorsehelbe ist ein spiralförmi-er Durch- lass h gebildet, wobei diese Durchlässe li abwechselnd in entgegengesetzter Rielitung 7ueinander verlaufen. Die Rotorseheiben sind in Gruppen angeordnet, welche durch Trenn wände 14 voneinander getrennt sind.
Die Welle<B>g,</B> welche die Rotorseheiben trägt, ist teilweise hohl und bestellt aus zwei Teilen, wobei in einem dieser Teile ein in axialer Riehtunfy verlaufender Kanal<B>15</B> mit seit- n liellen öffnungen <B>16</B> vorhanden ist. Ferner ist an einem Ende des einen Wellenteils eine Olesehlossene und zusammendrückbare Dose <B>17</B> befestigt.
Für die Zuführung von Luft zu dem die Dose tragenden Wellenteil sind An- sau-kanäle <B>18</B> vorgesehen, die sich quer durch die Welle und den angrenzenden Teil des lfolilkörpers a erstrecken. Anderseits könnte in die genannte Zone auch Flüssigkeit aus der Kammer<B>b</B> eingeführt werden.
Beginnend mit der untersten, in Fig. 2 dargestellten Scheibe kann bei rotierendem Rotor Flüssigkeit bei einer Drehzahländerung nach aussen durch den in dieser Scheibe gebildeten, spiralförmig im einen Wicklungs- Niiiii verlaufenden Durchlass verdrängt wer den. Gleichzeitig wird Flüssigkeit im nächst- obern, spiralförmig im andern Wicklungssinn.
verlaufenden Durehlass nach innen verdränot, was zur Folge hat, dass aus dem untersten Durehlass verdrängte Flüssigkeit in den näehstobern Durchlass eintritt. Das innere Ende dieses zweiten Durchlasses steht mit dein an-renvenden innern Ende des dritten Durehlasses in Verbindung, während das äussere Ende des letzteren mit dem äussern Ebide des vierten Durehlasses, der gleich wie der zweite Durchlass verläuft, verbunden ist.
Das innere Ende des vierten Durchlasses steht niit dem iiinern Ende des fünften Durehlasses in Verbindung, welcher gleichen Verlauf wie der erste Durehlass besitzt. Das Ganze bildet eine Serie von miteinander verbundenen Durehlässen, in welchen Flüssigkeitsverdrän- anngen stattfinden, und zwar abwechselnd in eniggegengesetzten Richtungen. Die vom letz ten, d.h. vom obersten Durehlass verdrängte Flüssigkeit wirkt im Raum 20 auf die Unter seite. der Membran i.
Mögliche Unterbreehun- Cen, ini Plüssigkeitsstrom werden durch die Dose<B>17</B> verhindert, welche -unter atmosphä- risehem Druck zusammenklappen kann, wenn aus ihrem Innern Flüssigkeit entzogen wird.
Bei der oben beschriebenen Anordn-unc kann <B>M</B> auf relativ kleinein. Raum ein Kanal von ge- vvilnseliter Länge geschaffen werden, um bei Drehzahländerungen auf die FlÜssigkeit die erforderliche Dämpfungswirkung auszuÜben.
Der die Membran i belastende Flüssig- keitsdruek dient dazu, um ein Ventil ähnlich wie mit Bezug auf Fig. <B>1</B> beschrieben zu betätigen. An dem Hohlkörper a ist ein Ven tilgehäuse n angebracht, welches einen He bel<B>k</B> enthält, der durch eine Feder gn belastet ist und ein Schliessorgan<B>p</B> trägt, welches mit einem Ventilsitz o zusammenwirkt, wobei die vom letzteren umgebene Ventilöffnung mit tels einer Leitung<B>9</B> mit dem Servomeehanis- mus der Pumpe in Verbindung steht.
Der Hebel<B>k</B> ist durch die Membran i über eine Stossstange 22 betätigbar. Das Ventilgehäuse wird durch die Leitung<B>10</B> an den Einlass der Pumpe (oder ein Reservoir) angesehlos- sen. Das Gehäuse n steht ferner durch eine öffnung <B>23</B> mit der Kammer b des I-1.ohlkör- pers a in Verbindung, wobei diese Kammer beim Betrieb des Reglers mit von der Pumpe gelieferter Flüssigkeit gefüllt ist.
Der Servo- meehanismus ist dem in Fig.1 dargestellten gleich und wird in gleicher Weise durch die Einwirkung der im Roto r enthaltenen Flüs sigkeit auf die Membran i gesteuert.
Die Verwendung des beschriebenen Reg lers ist nicht aul die Regulierung einer Brenn stoffpumpe eingeschränkt, sondern es kann ein solcher Regler auch auf andere Weise zur Steuerun-" der Brennstoffzufuhr zu einer Maschine in Abhängigkeit von. der Drehzahl dieser Maschine verwendet werden. So kann ein solcher Regler z. B. dazu dienen, ein Drosselventil für Brennstoff oder eine Neben leitung in einem Brennstoffzufuhrsystem einer Maschine zu steuern.
Regulator responsive to the speed. The present invention is a responsive to the speed controller in which the Zentrilugaldruek a rotating liquid is used. The purpose of the invention is to achieve the desired stability of the regulator effect in the simplest possible way.
The regulator according to the invention has a rotating part with at least one spiral-shaped liquid flow and a movable spring-loaded part which responds to the centrifugal time of the liquid.
The regulator expediently has a plurality of spiral-shaped Dutrehlässen that are connected to one another and that run away in the opposite direction.
In the accompanying drawing, the invention, s #) # e, yenstand, for example, is shown in more detail n <B> c </B>. They show: Fit-. <B> 1 </B> a speed-responsive controller, which is used to control the fuel delivery of the fuel pump z. B. a jet engine is used, and FIG. 2 shows a variant of FIG. 1
As can be seen from FIG. 1, the regulator has a hollow body a in which three chambers b, c and d are formed, the two chambers b and c by means of a through let e communicate with each other. In the chamber <B> b </B> there is a rotor <B> f, </B> which is stuck on a drive shaft <B> g </B>. The drive shaft <B> g </B> is driven by the machine to be controlled, to which the controller is assigned, <I> .L </I> ZD. 'The rotor <B> f </B> is formed by two disks.
A spiral groove is formed in one disk, the open side of which is closed off by the other rotor disk, so that a spiral passage h is formed in the rotor . The rotor j is supported in the hollow body a on the one hand by means of the shaft g and on the other hand by means of a hollow stub shaft. The bore of the stub shaft is connected both to the chamber d and to the inner end of the spiral-shaped passage h.
The two chambers c and <B> d </B> are separated from one another by a flexible membrane i which is loaded by a tension spring j and forms the movable, leather-loaded part of the regulator. In the chamber <B> d </B> there is one half of a lever <B> k, </B> which is loaded by a spring m and can be actuated by means of the membrane i, while the other half of this lever < B> k </B> extends through a seal into a valve housing n which contains a valve seat o with which a closing element <B> p </B> located on the lever cooperates.
The controller described is used to regulate the fuel delivery of an operating fuel pump of a gas turbine system, for. B. a jet engine. The mentioned pump is a saw disk pump which has a hydraulically operated servo mechanism. The servomechanism mentioned has a cylinder 2 which is connected at one end to the outlet line 3 of the pump. The two ends of the cylinder 2 are connected to one another by a channel 4 in which a constriction <B> 5 </B> is seen before.
A piston <B> 6 </B> loaded by a spring <B> 7 </B> is arranged in the cylinder and is connected to the adjustable saw disc of the pump by means of a rod <B> 8 </B>. The end of the cylinder 2 which is further away from the outlet line 3 of the pump is connected by a line 9 to the valve inlet of the regulator, which is surrounded by the valve seat, while the valve chamber of the housing n of the regulator is connected to the pump inlet or a fuel reservoir by a line 10.
The controller described works as follows: The chambers <B> b </B> -Lind c are filled with a suitable liquid. When the rotor rotates, a centrifugal force disrupts the spiral-shaped passage <B> A </B> of the rotor, and this pressure is transmitted through the liquid to the membrane i. Normally the valve in the valve chamber is closed, and in this state the spring <B> 7 </B> acts by pushing on the piston <B> 6 </B> of the servomechanism in the sense of a maximum delivery rate the pump.
However, when the rotor of the governor reaches a predetermined speed, the increased fluid pressure acting on the diaphragm i bends the latter through (in Fig. 1 </B> downwards) and thereby causes a movement of the lever > k </B> in the sense of opening the valve 1), o. This increased liquid pressure on the in <B> F, </B> ig. <B> 1 </B> The upper side of the diaphragm is a consequence of the centrifugal pressure generated by the rotor <B> f </B>, which is generated via the bore hole e in the chamber <B> c </B>.
Liquid can now flow through line <B> 9 </B> from the servo mechanism through the open valve <B> p, </B> <I> o </I> and then through line <B> 10 < / B> flow to the pump inlet, and the fluid pressure predominating over the action of the spring 7, which loads the piston 6 on the side facing away from the spring 7 , moves the piston <B> 6 </B> in the sense of a corresponding reduction in the pump delivery.
<B> k3 </B> As a result of the resulting reduction in the speed of the rotor, the members i bend the diaphragm i back into its initial shape, and liquid is released from the chamber c through the passage e into the chamber <B> b </B> and pressed into the rotor.
By suitable choice of the length -Lind of the cross-sectional shape of the spiral-shaped passage A present in the rotor, the amount of liquid displaced by the rotor and thus the magnitude of the inertial forces can be determined; any desired degree of self-damping and thus stability of the action of the controller in the case of speed changes can be achieved in a simple manner.
Loss of liquid in chambers <B> b </B> and c of the regulator is compensated for by an inflow from chamber <B> d </B>; the latter is made by one. Storage container (not shown) is supplied with liquid through a line 11.
In the variant of the, <B> C kn </B> embodiment shown in FIG. 2, according to FIG. 1, the hollow body a has only a single chamber <B> b, </B> which the Rotor <B> f </B>. Two chambers 13, 20 are formed in the rotor, one of which (20) is completely closed, while the other chamber (13) has a chamber opening 13a with the chamber <B> b </B> is connected.
The two chambers in the rotor are separated from one another by a flexible membrane i; The latter is loaded by a pressure spring j provided in the chamber <B> 13 </B> and thus forms the movable, spring-loaded part of the regulator. The rotor comprises a number of full disks.
A spiral-shaped passage h is formed in each rotor end, with these passages li running alternately in opposite directions. The rotor disks are arranged in groups which are separated from one another by partitions 14.
The shaft <B> g, </B>, which carries the rotor disks, is partially hollow and made up of two parts, with a channel <B> 15 </B> running in an axial direction with lateral openings in one of these parts <B> 16 </B> is available. Furthermore, an oil-closed and compressible can 17 is attached to one end of one shaft part.
For the supply of air to the shaft part carrying the can, suction channels 18 are provided which extend transversely through the shaft and the adjoining part of the film body a. On the other hand, liquid could also be introduced from the chamber <B> b </B> into said zone.
Starting with the lowest disk shown in FIG. 2, when the rotor rotates, liquid can be displaced outwards through the passage formed in this disk and running spirally in a winding Niiiii when the speed changes. At the same time, liquid becomes in the next upper direction, and in a spiral shape in the other.
running through passage inwardly, which has the consequence that liquid displaced from the lowest through passage enters the closest upper passage. The inner end of this second passage is connected to the adjacent inner end of the third passage, while the outer end of the latter is connected to the outer end of the fourth passage, which is the same as the second passage.
The inner end of the fourth passage is connected to the inner end of the fifth passage, which has the same course as the first passage. The whole forms a series of interconnected drainage channels, in which fluid displacement takes place, alternately in opposite directions. The one from the last, i.e. The liquid displaced by the uppermost Durehlass acts in space 20 on the underside. the membrane i.
Possible interruptions in the flow of liquid are prevented by the can <B> 17 </B>, which can collapse under atmospheric pressure when liquid is withdrawn from its interior.
With the arrangement described above, <B> M </B> can be set to relatively small. Space, a duct of a length of a few meters can be created in order to exert the necessary damping effect on the fluid when the speed changes.
The liquid pressure loading the membrane i serves to actuate a valve in a manner similar to that described with reference to FIG. 1. A valve housing n is attached to the hollow body a, which contains a lever which is loaded by a spring gn and carries a closing element which is equipped with a valve seat or the like cooperates, the valve opening surrounded by the latter being connected to the servomehanism of the pump by means of a line 9.
The lever <B> k </B> can be actuated through the membrane i via a push rod 22. The valve housing is connected to the inlet of the pump (or a reservoir) through the line <B> 10 </B>. The housing n is also connected to the chamber b of the hollow body a through an opening 23, this chamber being filled with liquid supplied by the pump when the regulator is in operation.
The servomechanism is the same as that shown in FIG. 1 and is controlled in the same way by the action of the liquid contained in the rotor on the membrane i.
The use of the controller described is not restricted to regulating a fuel pump, but such a controller can also be used in other ways to control the fuel supply to a machine as a function of the speed of this machine Regulators are used, for example, to control a throttle valve for fuel or a secondary line in a fuel supply system of a machine.