DE1012829B

DE1012829B - Beschleunigungsregler fuer Kraftmaschinen

Info

Publication number: DE1012829B
Application number: DEE9985A
Authority: DE
Inventors: Konrad Oechslin
Original assignee: Escher Wyss GmbH
Current assignee: Sulzer Escher Wyss GmbH
Priority date: 1953-12-30
Filing date: 1954-12-15
Publication date: 1957-07-25

Description

Die Erfindung betrifft einen Beschleunigungsregler für Kraftmaschinen, bei welchem Winkeländerungen zwischen der Reglerwelle und einer drehelastisch mit ihr verbundenen Beharrungsmasse Druckänderungen in einer Regelflüssigkeit erzeugen.

Um eine rasche Wirkung der Regelorgane auf Kraftmaschinen, insbesondere bei Lastabschaltungen, zu erreichen, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, neben den normalen Drehzahlreglern auch ein auf Drehzahlbeschleunigung ansprechendes Gerät auf die Regelorgane der Kraftmaschine einwirken zu lassen. Die Anwendung solcher Beschleunigungsregler ist insbesondere gegeben, wenn bei der Regelung noch sonstige die Wirkung des Regeleingriffes verzögernde Ursachen vorhanden sind, wie tote Dampfräume zwisehen Regelventil und Turbineneintritt bei Dampfturbinen oder größere Speicherräume in den Leitungen und Wärmeaustauschapparaten von Gasturbinen.

Es sind Beschleunigungsregler bekannt, bei welchen Winkeländerungen zwischen der Reglerwelle und einer elastisch mit ihr verbundenen Beharrungsmasse Druckänderungen in einer Regelflüssigkeit erzeugen und bei welchen diese Druckänderungen durch Steuerung der Abflußöffnung eines gedrosselten Flüssigkeitsstromes bewirkt werden.

Andererseits hat sich bei Regeleinrichtungen anderer Art die Steuerung eines Flüssigkeitsdruckes durch mehr oder weniger starke Ablenkung eines von einer Sendedüse ausgehenden und auf eine Empfangsdüse auftreffenden Flüssigkeitsstrahles als vorteilhaft erwiesen. Es sind dabei nur außerordentlich geringe Bewegungen eines Strahlablenker erforderlich, um beträchtliche Druckunterschiede zu erzeugen, wobei praktisch keine auf das Steuerorgan rückwirkende Kräfte auftreten.

Weiter ist ein Drehzahlregler bekannt, welcher das Prinzip des Strahlreglers benutzt und bei welchem in der Reglerachse eine Sendedüse zur Erzeugung eines axial gerichteten Flüssigkeitsstrahles durch unter Druck zugeführte Regelflüssigkeit, eine dieser Düse gegenüberliegende Empfangsdüse und dazwischen ein Strahlablenker angeordnet sind. Der Strahlablenker ist dabei mit einem um eine exzentrische Achse schwenkbaren Fliehgewicht verbunden. Eine Drehzahländerung bewirkt, daß sich das Fliehgewicht, welches durch eine Feder im Gleichgewicht gehalten wird, radial nach außen oder nach innen bewegt, so daß der Strahlablenker mehr oder weniger in den Strahl eintaucht. Im Gegensatz zu Drehzahlreglern läßt sich eine solche Anordnung aber nicht für Beschleunigungsregler verwenden.

Bei einem Beschleunigungsregler für Kraftmaschinen, bei welchem Winkeländerungen zwischen der Reglerwelle und einer drehelastisch mit ihr verbun-Beschleunigungsregler für Kraftmaschinen

Anmelder:

Escher Wyss G. m. b. H.,
Ravensburg (Württ.)

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 30. Dezember 1953

Konrad Oechslin, Zürich (Schweiz),
ist als Erfinder genannt worden

denen Beharrungsmasse Druckänderungen in einer Regelflüssigkeit erzeugen, sind nun erfindungsgemäß in an sich bekannter Weise in der Reglerachse eine Sendedüse zur Erzeugung eines axial gerichteten Flüssigkeitsstrahles durch unter Druck zugeführte Regelflüssigkeit, eine dieser Düse gegenüberliegende Empfangsdüse und dazwischen ein Strahlablenker angeordnet, und der Strahlablenker sitzt auf einer an der Beharrungsmasse einseitig befestigten und im wesentlichen radial verlaufenden Blattfeder, welche an einem mit der Reglerwelle drehfest verbundenen Ablenkstift anliegt.

Beim Erfindungsgegenstand wird somit das an sich bekannte Prinzip der Beeinflussung eines Regeldrukkes durch Ablenkung eines Flüssigkeitsstrahles auf einen Beschleunigungsregler übertragen und in einer einfachen und gedrängten Bauweise verwirklicht. Da der Strahlablenker mit der Beharrungsmasse und der Reglerwelle umläuft, entfallen jegliche Mechanismen zur Übertragung der Relativverschiebung zwischen beiden auf ein feststehendes Gerät. Zur Übertragung dient nur der Flüssigkeitsstrahl, der aber, da seine Achse mit jener der Reglerwelle zusammenfällt, trotz der Drehung der Reglerwelle stets am selben Ort verbleibt.

In der Zeichnung ist als Beispiel eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes in vereinfachter Darstellung veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 einen axialen Längsschnitt durch den Beschleunigungsregler und

Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie H-II der Fig. 1.

Bei dem dargestellten Beschleunigungsregler wird eine Reglerwelle 1 unmittelbar oder mittelbar von der nicht gezeigten zu regelnden Kraftmaschine angetrieben. Die Reglerwelle ist in einem Gehäuse 2 ge-

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lagert und trägt auf Kugellagern 3 eine zu ihr koaxial angeordnete Beharrungsmasse 4. Die Reglerwelle weist an ihrem freien Ende einen Flansch 5 auf. Die Beharrungsmasse 4 ist mit der Reglerwelle elastisch verbunden, indem ein an der Beharrungsmasse befestigtes federndes Glied 6 in eine Nut 7 des Flansches 5 eingreift.

Bei gleichförmiger Drehung der Reglerwelle läuft im Beharrungszustand die Beharrungsmasse ebenfalls gleichförmig um, und es wird zum Antrieb der Beharrungsmasse nur zur Überwindung der Reibungskräfte eine kleine Kraft benötigt. Das elastische Glied 6 wird daher in praktisch ungespanntem Zustand sein und die Beharrungsmasse relativ zur Reglerwelle; in einer bestimmten Lage halten.

Tritt dagegen eine Beschleunigung der Reglerwelle auf, so muß auch die Beharrungsmasse in gleicher Weise beschleunigt werden. Die dazu erforderliche Kraft tritt aber erst auf, wenn sich das elastische Glied 6 entsprechend ausgebogen hat, d. h., wenn die Beharrungsmasse um einen gewissen Winkelbetrag gegenüber der Reglerwelle nacheilt.

Die Reglerwelle ist in einem Lager 8 gelagert. Sie weist eine zentrale Längsbohrung 9 auf, welcher über eine Leitung 10, einen im Lager 8 vorhandenen Ringraum 11 und eine mit der Längsbohrung in Verbindung stehende, die Reglerwelle durchdringende Querbohrung 12 Regelflüssigkeit unter Druck zugeführt wird. Die Längsbohrung mündet am Ende der Reglerwelle in eine axial gerichtete Düse 13 aus. 3< >

Der aus dieser Düse austretende Flüssigkeitsstrahl trifft auf eine im Reglergehäuse 2 angeordnete feste Empfangsdüse 14 auf, welche der Düse 13 gegenüberliegt.

Der erzeugte Druck dient als Regeldruck für ein Regelorgan der Kraftmaschine und wird durch eine Leitung 15 an ein solches übertragen.

Die sich ins Gehäuse ergießende Regelflüssigkeit wird aus diesem durch eine Öffnung 16 abgelassen.

Ein Strahlablenker 17 ist mit der Beharrungsmasse 4 durch eine Blattfeder 18 verbunden. Diese ist durch Schrauben. 19 an einem vorstehenden Teil 20 der Beharrungsmasse befestigt. Zwischen der Befestigungsstelle und dem Strahlablenker liegt die Blattfeder an einem mit der Reglerwelle in fester Verbindung stehenden Stift 21 an, welcher mit einem exzentrischen Zapfen 22 in eine Bohrung 23 des Flansches 5 eingesetzt ist. Bei Drehung des Stiftes 21 um den exzentrischen Zapfen 22 kann die Blattfeder 18 vorgespannt werden, d. h., es wird damit eine Feineinstellung der Lage des Ablenkers relativ zur Mittelachse der Reglerwelle erreicht.

Bei einer Winkeländerung der Beharrungsmasse relativ zur Reglerwelle verschiebt sich der Stift 21 gegenüber der Befestigungsstelle der Blattfeder 18 am vorstehenden Teil 20 der Beharrungsmasse. Die Blattfeder 18 wird somit je nach der Größe dieser Winkeländerung mehr oder weniger stark ausgebogen, und der Ablenker taucht in einem von der Winkeländerung zwischen der Beharrungsmasse und der Reglerwelle abhängigen Betrag in den aus der Düse 13 austretenden Flüssigkeitsstrahl ein. Auf diese Weise wird der in der Empfangsdüse 14 erzeugte Flüssigkeitsdruck verändert.

Um den Zusammenhang zwischen der Eintauchtiefe des Strahlablenker und der Winkeländerung noch beeinflussen zu können, ist im Flansch 5 noch eine zweite Bohrung 24 vorgesehen, welche ebenfalls zur Aufnahme des mit Zapfen versehenen Stiftes 21 dienen kann. Wird der Stift an dieser weiter innen

Claims

Patentansprüche:

1. Beschleunigungsregler für Kraftmaschinen bei welchem Winkeländerungen zwischen der Reglerwelle und einer drehelastisch mit ihr verbundenen Beharrungsmasse Druckänderung^, in einer Regelflüssigkait erzeugen, dadurch gekennzeichnet, daß in an sich bekannter Weise in de*¹ Reglerachse eine Sendedüse (13) zur Erzeugung eines axial gerichteten Flüssigkeitsstrahles durch

liegenden Bohrung 24 angesetzt, so bewegt sich der Ablenker bei einer Winkeländerung der Beharrungsmasse in geringerem Maße, d. h., einer solchen Winkel- _n änderung entspricht nun eine geringere Änderung der Eintauchtiefe des Strahlablenker als bei der^BirHi¹ fügung des Stiftes 21 in die weiter außen liegeü|dei Bohrung 23.

Soll der Beschleunigungsregler auf positive und Ί""¹ negative Werte der Beschleunigung ansprechen, so ist es zweckmäßig, den Strahlablenker bei gleichförmiger "' Drehung der Reglerwelle durch entsprechende Einstellung des Stiftes 21 in einer solchen Lage zu halten, in welcher er den Flüssigkeitsstrahl teilweise νοη der Empfangsdüse ablenkt. Er kann dann, je nachdem, ob eine positive oder negative Beschleunigung auftritt infolge der Winkeländerung in der einen oder in der andern Richtung mehr oder weniger in den Strahl eintauchen, wobei im ersten Falle eine Drucksemj|suiig und im zweiten Falle eine Drucksteigerung in der Empfangsdüse eintritt.

Wird der Beschleunigungsregler in der Darstellung nach Fig. 2 im Uhrzeigerdrehsinn angetrieben, so wird bei einem Nacheilen der Beharrungsmasse, d. h. algp bei positiver Drehbeschleunigung, der Strahlablenker in eine Lage verstellt, in welcher er den Flüssigkeitsstrahl in stärkerem Maße ablenkt. Wird er aber gegen den Uhrzeigerdrehsinn angetrieben, so wird bed Nacheilen der Beharrungsmasse der Strahlablenker in eine j Lage mit geringerer Strahlablenkung verstellt. Dasselbe kann auch erreicht werden, wenn bei Drehung im Uhrzeigerdrehsinn der Strahlablenker und Stift 21 ' ¹I" in der Fig. 2 in bezug auf die Vertikale in eine SMa- 1, metrische Lage versetzt werden. . (jilli '¹Ij

Je nach der Anordnung kann so erreicht werden, Λ\ daß bei einer positiven Drehbeschleunigung der Druck ¹I der Regelflüssigkeit in der Empfangsdüse fällt oder steigt.

Es gibt auch Fälle, in denen bei kleinen Drehzahlschwankungen ein Eingreifen des Beschleunigungsreglers nicht erforderlich ist. Es ist dann zweckmäßig, den Stift 21 so einzustellen, daß der Strahlablenker bei gleichförmiger Drehung der Reglerwelle außerhalb " des Flüssigkeitsstrahles gehalten und erst bei Erreichen eines bestimmten Nacheilwinkels zwisclieij (| Beharrungsmasse und Reglerwelle in den Flüssigkeits- H strahl eingeführt wird. ii

Ein Beschleunigungsregler der erfmdungsgemäjßen I Bauart kann mit Vorteil mit einem Drehzahlregler "' zusammengebaut werden, welcher den Druck einer Regelfiüssigkeit in Abhängigkeit von der Drehzahl verändert, wobei dieser Flüssigkeitsdruck in Verbindung mit dem in der Empfangsdüse des BesdUeunigungsreglers erzeugten Flüssigkeitsdruck auf ein der Regelung der Kraftmaschine dienendes Organ einwirkt. Der Drehzahlregler kann dann beispielsweise aus einem auf die Reglerwelle des Beschleunigungsreglers aufgesetzten Pumpenrad bestehen, dessen ' , Förderdruck zu Regelzwecken verwendet wird und das mit Vorteil auch von der zentralen Bohrung f|er Reglerwelle aus mit Flüssigkeit beliefert wird.

unter Druck zugeführte Regelflüssigkeit, eine dieser Düse gegenüberliegende Empfangsdüse (14) und dazwischen ein Strahlablenker (17) angeordnet sind und daß der Strahlablenker (17) auf einer an der Beharrungsmasse (4) einseitig befestigten und im wesentlichen radial verlaufenden Blattfeder (18) sitzt, welche an einem mit der Reglerwelle (1) drehfest verbundenen Ablenkstift (21) anliegt.

2. Beschleunigungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die eine der beiden Düsen (13,14) im Raum fest angeordnet ist.

3. Beschleunigungsregler nach Anspruch 2, bei welchem eine zentrale Längsbohrung der Regler-

welle, der die Regelflüssigkeit unter Druck zugeführt wird, in eine axial gerichtete, mit der umlaufenden Reglerwelle fest verbundene Sendedüse ausmündet, dadurch gekennzeichnet, daß die zugeordnete Empfangsdüse (14) im Raum fest angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 563 579, 651341; Patentschrift Nr. 1732 des Amtes für Erfindungsund Patentweisen in der sowjetischen Besatzungszone Deutschlands;

britische Patentschrift Nr. 372 258.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709* 58*169 T. 5T