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Regelvorrichtung für Rohrleitungsturbinen mit hydraulisch gekuppeltem
Leitapparat-und Druckreglerstellmotor Das Hauptpatent bezieht sich auf eine Regelvorrichtung
für Wasserturbinen, denen das Betriebswasser durch Druckrohrleitungen zugeführt
wird, mit einem durch einen hydraulischen Stellmotor verstellbaren Turbinenleitrad
und einem durch einen weiteren hydraulischen Stellmotor zu betätigenden Entlastungsventil
in der Rohrleitung (Rohrleitungs-Druckregler). Durch die im Hauptpatent vorgeschlagenen
Maßnahmen soll verhindert werden, daß das Leitrad schnell schließt, ohne daß der
Druckregler öffnet. Dies wird dadurch erreicht, daß der Leitradstellmotor und der
Druckreglerstellmotor mit ihren Öffnungsseiten und/oder mit ihren Schließseiten
über eine bzw. je eine Leitung hydraulisch miteinander verbunden werden, wobei in
der Leitung bzw. in den Leitungen ein vom Turbinenregler beeinflußtes und in Abhängigkeit
von der Leitradstellung zurückgeführtes Steuerventil angeordnet wird, und ferner
dadurch, daß die Stellmotoren so ausgebildet werden, daß bei einem Leitradschließvorgang
entweder die vom Kolben des jeweils steuernden Stellmotors ausgeschobene Ölmenge
oder die Differenz zwischen den sich zu Beginn und am Ende des Schließvorganges
im steuernden Stellmotor befindlichen Gesamtölmengen stets der in den gesteuerten
Stellmotor eingeschobenen Ölmenge gleich sind. Diese Einrichtung hat den Vorteil,
daß sie ermöglicht, sowohl den Leitapparatestellmotor als auch den Druckreglerstellmotor
als einfache normale Stellmotoren auszubilden und das Steuerventil klein und billig
bauen zu können. Außerdem vermeidet sie die Anwendung von Gestängen. In zweckmäßiger
Ausbildung des Erfindungsgedankens gibt das Hauptpatent für eine Reihe von Ausführungsmöglichkeiten
einer solchen Regelvorrichtung Lösungen an.
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Gemäß vorliegender Erfindung werden nun in zweckmäßiger weiterer Ausbildung
des Erfindungsgedankens für eine Reihe weiterer Ausführungsmöglichkeiten vorteilhafte
Lösungen angegeben.
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So wird für eine nach Anspruch 6 des Hauptpatentes ausgebildete Regelvorrichtung,
also für eine solche, bei der das Steuerventil in einer Verbindungsleitung zwischen
den Öffnungsseiten der' beiden Stellmotoren angeordnet und so ausgebildet ist, daß
es bei einem vom Turbinenregler ausgelösten Leitradschließvorgang die Verbindungsleitung
freigibt und dadurch die Öffnungsseiten der beiden Stellmotoren miteinander verbindet,
vorgeschlagen, das Steuerventil so auszubilden, daß es in der Mittellage, also bei
vom Turbinenregler weder im Sinne einer Belastung noch im Sinne einer Entlastung
der Turbine verstelltem Steuerventilkolben, über einen zwischen diesem und dem Steuerventilgehäuse
ausgebildeten, in seiner Größe der gewünschten bzw. geforderten Schließgeschwindigkeit
des Druckreglerstellmotors entsprechend bemessenen Durchflußquerschnitt, beispielsweise
über eine oder mehrere im Steuerventilkolben angeordnete kleine Nuten und eine im
Steuerventilkolben oder im Steuerventilgehäuse angeordnete Blende den Abfluß des
Druckmittels von der Öffnungsseite des Druckreglerstellmotors freigibt, wobei die
Blende die Schließzeit des Druckreglers bestimmt, oder daß das Steuerventil so ausgebildet
ist, daß es den Abfluß des Druckmittels von der Öffnungsseite des Druckreglerstellmotors
über eine im Steuerventilkolben oder im Steuerventilgehäuse angeordnete Blende bei
einem Leitradöffnungsvorgang und über eine weitere, zusätzliche Blende ständig freigibt.
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Weitere Einzelheiten der Erfindung sind im folgenden an Hand einiger
Ausführungsbeispiele erläutert. Die Fig. 3 b und 3 c zeigen eine Anordnung der Steuerung
der Regelvorrichtung entsprechend der Fig. 3 des Hauptpatentes, also eine solche,
bei der das Steuerventil 3 in einer Verbindungsleitung 14 zwischen den Öffnungszeiten
1 b und 2 b der beiden Stellmotoren 1 und 2 angeordnet ist, so daß bei einem Leitradschließvorgang
der Leitradstellmotor 2 das Öl aus seiner Öffnungsseite 2 b auf die Öffnungsseite
1 b des Druckreglerstellmotors 1 ausschiebt, jedoch hat der Steuerventilkolben 30
an den Stellen Bunde, an denen der Steuerv entilkolben 30 gemäß den Fig. 3 und 3
a des Hauptpatentes Eindrehungen aufweist. Entsprechend dieser veränderten Ausbildung
des Steuerventilkolbens 30 ist auch das Steuerventilgehäuse ausgebildet. Gegenüber
den Fig. 3 und 3 a des Hauptpatentes sind dadurch die Steuerkanten vertauscht. Auch
ist die Schließrichtung des Leitradstellmotors 2 eine umgekehrte und sind die in
den Ablaufleitungen des
Druckmittels auf den beiden Seiten des Leitradstellmotors
2 angeordneten Blenden 13 und 20 im Steuerventilkolben 30 angeordnet.
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Gemäß Fig. 3 b ist die Steuerkante 3 d mit einem Durchflußquerschnitt
ausgebildet, der in der Mittellage des Steuerventilkolbens 30 dem Drucköl
den Abfluß von der Öffnungsseite 1 b des Druckreglerstellmotors 1 über die
Blende 20, welche die Druckreglerschließzeit bestimmt, freigibt. Dagegen
ist nach Fig. 3 c die Steuerkante 3 d normal ausgebildet, jedoch ist eine zusätzliche
Blende 19a vorgesehen, die dem Drucköl den Abfluß von der Öffnungsseite 1 b des
Druckreglerstellmotors 1 ständig freigibt, so daß auch dann, wenn der Steuerventilkolben
nicht in seine Mittellage zurückkehren kann, der Druckregler schließen kann, wobei
die Blende 19 a die Schließzeit bestimmt. Folgt unmittelbar einem Entlastungsvorgang
ein Belastungsvorgang, bevor der Druckregler ganz geschlossen hat, dann gibt die
Steuerkante 3 d dem Öl den Abfluß von der Öffnungsseite 1 b des Druckreglerstellmotors
über die Blende 20 frei. Da nun sowohl über die Blende 20 als auch
über die Blende 19a Öl
abfließen kann, schließt der Druckregler schneller,
bis der Steuerkolben wieder zurückgeführt ist. Im übrigen entspricht die Wirkungsweise
der Vorrichtungen gemäß den Fig. 3 b und 3 c derjenigen der Vorrichtung gemäß Fig.
3 des Hauptpatentes, Wird die Regelvorrichtung entsprechend der Fig. 5 des Hauptpatents
so ausgebildet, daß die Schließseiten la und 2a der beiden Stellmotoren an eine
Druckleitung 21 konstanten Druckes p angeschlossen sind und daß bei einem
Leitradschließvorgang S die öffnungsseiten 1 b und 2 b der beiden
Stellmotoren miteinander verbunden werden, dann kann das Steuerventil 3 gemäß den
Fig. 5 b und 5 c ausgebildet werden. Hierbei ist nach Fig. 5 b das Steuerventil
so ausgebildet, daß in der Mittellage des Steuerventilkolbens 30 über die
entsprechend ausgebildete Steuerkante 3 d Drucköl von der Öffnungsseite 1
b des Druckreglerstellmotors durch die Blende 20 abfließen kann. Diese besondere
Ausbildung der Steuerkante 3 d erübrigt sich bei einer Ausführung gemäß Fig. 5 c,
wo das Drucköl von der Öffnungsseite 1 b des Druckreglerstellmotors 1 über eine
zusätzliche, im Steuerventilkolben 30 angeordnete Blende 25 ständig abfließen kann,
so daß der konstante Druck auf der Seite 1 a des Druckreglerstellmotors 1 den Druckregler
schließen kann. Falls ein Öffnen des Leitrades erfolgt, bevor der Druckregler geschlossen
ist, dann kann dieser schneller schließen, da nun das 01 sowohl über die
Blende 20 als auch über die Blende 25 abfließen kann.