Vorrichtung zun7 Stillsetzen von Turbinen und andern Kraftmaschinen. Bei Turbinen und andern Kraftmaschinen dauert es, wenn sie mit grossen Schwung massen gekuppelt sind oder selbst solche ent halten, oft verhältnismässig lange, bis der Maschinensatz völlig zum Stillstand kommt, was vom Standpunkt eines sicheren Betriebes im allgemeinen, besonders aber im Falle eines Unfalles sehr unerwünscht sein kann; eine erhöhte Bedeutung hat die Frage eines ra schen Anhaltens seit Einführung einiger neuer Konstruktionen von Spurlagern gewon nen, die nicht oder nicht lange mit vermin derter Geschwindigkeit betrieben werden sollten.
Zum raschen Stillsetzen von grossen Einheiten wurden bisher elektrische oder me chanische Bremsen angewendet; auch beson dere Bremsräder und Bremsdüsen sind schon im Gebrauch; doch ist ihre Wirkung nicht oder nicht in dem Sinne selbsttätig wie bei der nachstehend beschriebenen Vorrichtung, die den Gegenstand der Erfindung bildet.
Erfindungsgemäss ist diese neue Einrich tung mit einem Regelorgan versehen, das, wenn zum Zwecke des Anhaltens eingeschal tet, die Regulierung der Maschine stets auf ,Bremsen", d. h. so einstellt, dass auf die Welle so lauge ein ihrer momentanen Dreh richtung entgegengesetzt gerichtetes Kraft moment :ausgeübt wird, bis die Maschine stillsteht oder sich nur noch mit ganz gerin ger Geschwindigkeit bewegt, also einem Regelorgan, dessen Stellung von der Rich tung .der Drehbewegung der Maschine ab hängt.
Fig. 1 bis 3 der Zeichnung zeigen sche matisch einige Ausführungsbeispiele des Er- findungsgegenstandes.
Der in vollständig ausgezogenen Linien gezeichnete Teil der Fig. 1 stellt einen Tur binenregulator einfachster und an sich be kannter Bauart,dar. Der Hebel 1, 2, 3 wird im Punkt; 2 vom Geschwindigkeitspendel 4: gef asst; Punkt 1 betätigt das Steuerventil 5, ,das, sofern es aus seiner normalen Mittel- stellung herausbewegt wird, einen auf der Zeichnung nicht ersichtlichen Hilfsmotor steuert, der seinerseits die ebenfalls nicht an gegebene Regulierung der Maschine bewegt.
Mit dem Hilfsmotor oder der Regulierung ist die Reglerwelle 8 verbunden, die durch den Hebel 9 und die Rückführstange 6 den PunkE 3 derart nachstellt, dass bei dem gewählten Schema im Beharrungszustand jeder Stellung des Pendels 4 eine bestimmte Stellung der Reglerwelle 8 entspricht. Bei neuzeitlichen Konstruktionen treten durch Zwischenschal tung von Isodromvorrichtungen und derglei chen Abweichungen von diesem Schema ein fachster Art auf, die jedoch für das Wesen der neuen Erfindung bedeutungslos sind.
Be kanntlich kann die Turbine auf kleinere Ge schwindigkeit eingestellt und schliesslich die Regulierung ganz geschlossen werden, wenn man den Zusammenhang der Punkte 5, 1, 2, 3, 8 an irgend einer Stelle entsprechend än dert, z. B. durch Verkürzung der tvirlzsameii Länge von Stange 6, indem das mit Gewinde auf Stange 6 sitzende Handrädchen 7 an dieser niedergeschraubt wird; diese Beweguni; geschieht heute in grossen Zentralen fast stets durch Fernsteuerung vom Schaltraum aus, cl. h. durch elektrischen Antrieb von Rä cl- chen 7.
Wird die Regulierung über die dem Kraftzufluss 'Null entsprechende Lage hin ausbewegt, so ändert bei geeigneter Kon struktion der Turbinenregulierung das auf die Turbinenwelle ausgeübte Iira.ftmoment seinen Drehsinn, die vorwärtslaufei:de Ma- chine wird gebremst;
das Gleiehe, wenn auch in u ingekehrtem Sinn tritt, ein, wein so ge schaltet vTircl, dass auf die rüek@vä.rts lau fende Maschine ein nach vorwärts gerichtetes Kraftmoment wirkt.
Die neue Erfindung soll nun - diesen Wechsel des Drehmomentes, also zum Bei spiel die Verkürzung der Stange 6 (Fig. <B>1)</B> oder allgemeiner die Änderung des Zusam menhanges der Punkte 5 und 8 selbsttätig und in der Richtung ausführen, dass stets ein der momentanen Betvegungsrichtung ent gegengesetzt geriehtetes Moment auf die Ma schinenwelle virht und (lies so lange fort setzten, bis diese vollständig oder nahezu vollständig zum Stillstand kommt.
Fig. 2 und 3 der Zeichnung zeigen zwei Ausführungsformen des in Betracht kommen den Regelorganes; sie stellen jedoch nur den Teil des ganzen Regulators dar, der sich nach Fig. 1 zwischen Stange 6 und der Welle 8 befindet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 ist die Stange 6 nach Fig. 1 nicht mehr unmittel bar mit Welle 8 verbunden, sondern unter Vermittlung eines Hebels 11, 12, der durch Stange 6 und Riidehen 7 den Punkt 3 der Fit,. 1 bewegt.
Punkt 12 bleibt während des Betriebes fest, so dass der Zusammenhang des Punktes 3 und der Reglerwelle 8 zunächst :inngemäss der gleiche bleibt, wie nach Fig. 1. Soll nun die 11 k:schine stillgesetzt werden, so wird die Vorriehtung 1'-), 1.3, 14, 15, 16 in Tätigkeit gesetzt.
Die Welle 14 ist in zwangs läufiger Verbindung mit der Hauptwelle, dreht sich also mit ihr vor- und rizcliwärts. Auf ihr sitzt eine kleine Reibungskupplun 15, mit deren losem Teil der Hebel 13 starr verbunden ist.
Wä,hrtnd des normalen Be triebes bleibt die Kupplung ausgeschaltet, so dass die lose K_upplungsliiilfte mit 13 durch Federn 1.6 in der 3Zittellage festgehalten wird. Soll die Maschine stillgesetzt werden, so wird dio Kupplung eingerückt, wodurch der He bel 13 soweit ausschlägt,
als das Moment der Federkräfte oder Anschläge dies zulassen. Bei geeigneter Bemossu ng dieser Kräfte und geeigneter Lage der _a iiseliläge kann die so entstehende effektive Veränderung der Länge der Stange 6 so weit getrieben werden, dass die Regulierung, sofern dieselbe das Kraft moment umzulzeliren gestattet, die dem Kraft zufluss Null entsprechende Lage überschrei tet;
das Kraftmoment beginnt nun in erit- geengesetzter Richtung zu wirken, wodurch die Maschine abgebremst wird. Steht diese still und sollte sie anfangen, rückwärts zii laufen, so wird Hebel 1.3 durch die Kupplung 15 über seine Nullage in entgegengesetzter Richtung ausschlagen, die Bremswirkung ausgeschaltet und nötigenfalls wieder ein der Bewegung entge;engesetzt gerichtetes Kraft moment erzeugt. Das Spiel wiederholt sich so lange, bis die 1bascliine l;
atsächlieh. und dauernd stillsteht; bei geeigneter Konstruk tion kann dies schon nach dem ersten Aus schlag erreicht, -tverden.
An Stelle der Peibungskupplung kann irgend eine andere Kupplung treten, z. B. eine hydraulische, als Zahnrad- oder andere Pumpe ausgebildete, die im normalen Betrieb abgestellt oder durch grosse Offnungen kurz geschlossen bleibt.
Statt die Pumpe in den Hebel 13 als Element 15 einzubauen, kann n zan sie auch, wie in Fig. 3 dargestellt, in einen Zylinder 18 fördern lassen, dessen durch Federn 16 oder andere Kräfte in Mittelstellung gehaltener Kolben 17 den Punkt 12 verstellt, sobald die Umlaufleitung; 21 durch das Drosselorgan 20 abgesperrt wird und somit die Pumpe 19 je nach der @9t;ellung der Regulierung bezw. Drehrich tung der Turbine in der einen oder andern Richtung in den Zylinder 1.8 zu fördern be ginnt.
Je nach Einstellung des Drossel organes 20 der Umleitung 21 kann erreicht -werden, dass die Bremswirkung, die durch. 'Umstellen der Turbinenleitschaufeln bezw. Umkehren des auf die Turbinenwelle ausge- iibten Kraftmomentes erzeugt wird, erst bei völligem Stillstand der Maschine oder schon unmittelbar vorher aufhört.
Die Vorrichtung 16 bis 21 kann statt zur Verstellung von Punkt 12 auch dazu ver wendet werden, die Umsteuerung des das Rädchen 7 antreibenden Elektromotors her beizuführen oder auf andere Weise den Zu sammenhang zwischen Regulierventil 5 (Fig. 1.) und Welle 8 so zu beeinflussen, dass stets ein der momentanen Drehrichtung ent gegengesetzt gerichtetes Kraftmoment er zeugt wird. Die erste Variante ist in Fig. 1 in gestrichelten Linien angedeutet.
Hiernach wird ein am Handrädchen 7 angeordnetes Zahnrad 22 von einem Ritzel 23 und dieses unter Vermittlung eines Schneckengetriebes 24 von einem Elektromotor 25 angetrieben, der den Strom durch Zuleitungen 26 und 27 erhält.
Zwischen den Leitungen 26 und 27 ist ein Umschalter 28 angeordnet, der mit dem beidseitig von Federn 16 beeinflussten Kol ben 17 in Verbindung steht und durch diesen gegebenenfalls betätigt wird. Tst die mit der Turbinenwelle zwangsläufig verbundene Pumpe 19 ausgeschaltet oder durch Leitung 21. kurgesehlossen, so wirken auf den Kolben 17 in der Hauptsache nur die Federkräfte, die in Abwesenheit von zusätzlichem Flüs- sigkeitsdruck den Kolben finit dem @GTmschal- ter in der Mittelstellung, den Strom also aus geschaltet halten.
Wird die Pumpe 1.9 behufs Stillsetzer der Maschine (Turbine) einge schaltet oder die Umleitung 21 durch Hahn 20 geschlossen, so wird je nach der Drehrich tung der Pumpe über oder unter dem Kol ben 17 Druck erzeugt, dadurch der Umschal ter 28 aus der Mittelstellung in der einen oder andern Richtung verstellt, der Elektro motor 25 in der einen oder andern Richtung angetrieben und damit die Regulierung ent sprechendverstellt.
Device for stopping turbines and other prime movers. In the case of turbines and other prime movers, if they are coupled with large inertia masses or even contain such, it often takes a relatively long time for the machine set to come to a complete standstill, which is generally very important from the standpoint of safe operation, but especially in the event of an accident can be undesirable; The question of rapid stopping has become more important since the introduction of some new designs of thrust bearings that should not be operated at reduced speed or not for long.
For the rapid shutdown of large units, electrical or mechanical brakes have been used so far; special brake wheels and brake nozzles are already in use; but their effect is not or not automatic in the sense of the device described below, which forms the subject of the invention.
According to the invention, this new Einrich device is provided with a control element that, if switched on for the purpose of stopping, the regulation of the machine always on "braking", ie sets so that on the shaft so lauge a moment of their current direction of rotation opposite force moment : is exercised until the machine comes to a standstill or only moves at a very low speed, i.e. a regulating element whose position depends on the direction of the rotary movement of the machine.
1 to 3 of the drawing schematically show some exemplary embodiments of the subject matter of the invention.
The drawn in full lines part of Fig. 1 represents a tur binenregulator of the simplest and known type of construction. The lever 1, 2, 3 is in point; 2 from the speed shuttle 4: enclosed; Point 1 actuates the control valve 5, which, if it is moved out of its normal central position, controls an auxiliary motor not shown in the drawing, which in turn moves the regulation of the machine, which is also not given.
The regulator shaft 8 is connected to the auxiliary motor or the regulation and adjusts the point 3 by means of the lever 9 and the feedback rod 6 in such a way that with the selected scheme in the steady state, each position of the pendulum 4 corresponds to a certain position of the regulator shaft 8. In modern constructions occur through the interposition of isodrome devices and derglei chen deviations from this scheme on a technical type, which are, however, meaningless for the essence of the new invention.
Be known, the turbine can be set to smaller Ge speed and finally the regulation can be completely closed if you change the context of points 5, 1, 2, 3, 8 at any point accordingly, z. B. by shortening the tvirlzsameii length of rod 6, by screwing the handwheel 7, which is seated with thread on rod 6, on it; this movement; is almost always done today in large control centers by remote control from the switch room, cl. h. by electric drive of caterpillars 7.
If the regulation is moved beyond the position corresponding to the force inflow zero, then, with a suitable construction of the turbine regulation, the torque exerted on the turbine shaft changes its direction of rotation, the forward-running machine is braked;
the equilibrium, even if it occurs in the opposite sense, turns vTircl in such a way that a forward-directed moment of force acts on the rüek@vä.rts running machine.
The new invention should now - this change of torque, so for example the shortening of the rod 6 (Fig. 1) </B> or more generally the change in the context of points 5 and 8 automatically and in the direction that a moment opposite to the current direction of movement is always applied to the machine shaft and (let it continue until it comes to a complete or almost complete standstill.
Fig. 2 and 3 of the drawings show two embodiments of the come into consideration the control member; however, they only represent that part of the entire regulator which, according to FIG. 1, is located between rod 6 and shaft 8. In the embodiment according to FIG. 2, the rod 6 according to FIG. 1 is no longer directly connected to the shaft 8, but through the intermediary of a lever 11, 12 which, through the rod 6 and belt 7, point 3 of the fit. 1 moves.
Point 12 remains fixed during operation, so that the relationship between point 3 and controller shaft 8 initially remains the same as in Fig. 1. If the 11 k: machine is now to be shut down, the device 1'-) , 1.3, 14, 15, 16 put into operation.
The shaft 14 is in positive connection with the main shaft, so it rotates forward and backward with it. On it sits a small friction clutch 15, with the loose part of which the lever 13 is rigidly connected.
During normal operation, the clutch remains switched off, so that the loose clutch clutch is held in the central position by springs 1.6. If the machine is to be stopped, the clutch is engaged, whereby the lever 13 deflects so far,
than the moment of the spring forces or stops allow this. With a suitable dimensioning of these forces and a suitable position of the _a iiseliläge, the resulting effective change in the length of the rod 6 can be driven so far that the regulation, if it allows the moment of force to be changed, exceeds the position corresponding to zero force inflow;
the moment of force now begins to act in a set direction, whereby the machine is braked. If this stands still and should it begin to run backwards, then lever 1.3 will deflect in the opposite direction by the clutch 15 via its zero position, the braking effect will be switched off and, if necessary, a force torque opposite to the movement will be generated again. The game repeats itself until the 1 bascliine l;
atsächlieh. and stands still; With a suitable construction, this can be achieved after the first deflection.
Instead of the clutch, any other clutch can occur, e.g. B. a hydraulic, designed as a gear or other pump, which is turned off in normal operation or remains briefly closed by large openings.
Instead of installing the pump in the lever 13 as an element 15, it can also, as shown in FIG. 3, be promoted into a cylinder 18, the piston 17 of which is held in the center position by springs 16 or other forces and moves the point 12 as soon as the bypass line; 21 is shut off by the throttle member 20 and thus the pump 19 depending on the @ 9t; osition of the regulation respectively. Direction of rotation direction of the turbine in one direction or the other in the cylinder 1.8 begins to promote begins.
Depending on the setting of the throttle organ 20 of the diversion 21 can be achieved that the braking effect, which by. '' Changing the turbine guide vanes resp. Reversing the force torque exerted on the turbine shaft is generated only when the machine is at a complete standstill or stops immediately beforehand.
The device 16 to 21 can be used instead of the adjustment of point 12 also ver to bring about the reversal of the electric motor driving the wheel 7 or otherwise to influence the relationship between regulating valve 5 (Fig. 1) and shaft 8 so that a moment of force directed opposite to the current direction of rotation is always generated. The first variant is indicated in Fig. 1 in dashed lines.
Thereafter, a gear 22 arranged on the handwheel 7 is driven by a pinion 23 and this is driven by an electric motor 25 through the intermediary of a worm gear 24, which receives the current through supply lines 26 and 27.
Between the lines 26 and 27, a changeover switch 28 is arranged, which is connected to the piston 17, which is influenced on both sides by springs 16, and is possibly actuated by this. If the pump 19, which is inevitably connected to the turbine shaft, is switched off or closed by means of line 21, only the spring forces act on the piston 17 in the main, keep the power switched off.
If the pump 1.9 is switched on for the purpose of shutting down the machine (turbine) or the bypass 21 is closed by valve 20, pressure is generated above or below the piston 17 depending on the direction of rotation of the pump, causing the switch 28 from the center position to adjusted in one direction or the other, the electric motor 25 driven in one direction or the other and thus adjusts the regulation accordingly.