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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSEGREAT

Gesteuerter Leerlauf für Turbinen.Controlled idling for turbines.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 16. Februar 1899 ab.Patented in the German Empire on February 16, 1899.

Den Gegenstand vorliegender Erfindung bildet ein gesteuerter Leerlauf für Turbinen, welcher dazu dient, Drucksteigerungen, welche bei plötzlich grofser Kraftänderung, besonders bei langen Rohrleitungen, eintreten, zu verhindern. Zu diesem Zwecke ist vor dem Einlauf der Turbine eine Leerlaufleitung abgezweigt, welche mit einem Verschlufsorgan, das mit einem Hebelwerk des Reglers in Verbindung steht, versehen ist. Diese Einrichtung ermöglicht es, dafs, wenn der Einlauf der Turbine vermittelst des Reglers geschlossen wird, der Leerlauf sich öönet und dann langsam wieder schliefst, wodurch erreicht wird, dafs die plötzlich vor dem Einlauf eintretende Stauuns des Treibmittels und die damit verbundene Drucksteigerung durch den geöffneten Leerlauf eine Ableitung erhält.The subject of the present invention forms a controlled idling for turbines, which serves to reduce pressure increases, which occur with suddenly great changes in force, especially with long Pipelines to prevent entering. For this purpose is before the inlet of the turbine an idle line branched off, which with a closure member that with a Lever mechanism of the controller is in connection, is provided. This facility enables that when the inlet of the turbine is closed by means of the regulator, the idling is closed and then slowly fall asleep again, whereby it is achieved that the suddenly before the Inlet accumulation of the propellant and the associated increase in pressure receives a discharge through the open idle.

In der Zeichnung ist eine beispielsweise Ausführungsform eines gesteuerten Leerlaufes theils im Verticalschnitt, theils schematisch dargestellt. In the drawing, an example embodiment of a controlled idle is part in vertical section, partly shown schematically.

Vor dem Einlauf der Turbine ist eine Leerlaufleitung α von der Zuleitung abgezweigt und mit einem Differentialkolben b, welcher sich vor einen Ausfiufs c der Leerlaufleituns einstellen kann, verschliefsbar. Der Differentialkolben ist von einem senkrechten Cylinder d umgeben, in welchem seine gröfsere Druckfläche nach oben gerichtet ist, und führt sich mit einer Kolbenstange e im Deckel / des Cylinders. In seinei- Längsrichtung ist der Differentialkolben von einem feinen Kanal g durchsetzt, welcher sich in der Kolbenstange e fortsetzt und oberhalb derselben aufserhalb des Cylinders, sowie auch durch seitliche Oeffnungen h in der Kolbenstange innerhalb des Cylinders ausmündet. Durch den Kanal g ist eine Vereinigung der Räume unter und über dem Kolben hergestellt.Before the inlet of the turbine, an idle line α is branched off from the supply line and can be closed with a differential piston b, which can be positioned in front of an outlet c of the idle line. The differential piston is surrounded by a vertical cylinder d, in which its larger pressure surface is directed upwards, and is guided with a piston rod e in the cover / of the cylinder. In its longitudinal direction, the differential piston is penetrated by a fine channel g , which continues in the piston rod e and opens out above it outside the cylinder, as well as through lateral openings h in the piston rod inside the cylinder. A union of the spaces below and above the piston is produced by the channel g.

Auf der Mündung des Kanals g aufserhalb des Cylinders ruht ein abschliefsender Zapfen i auf, welcher im Boden eines Oelkataraktcylinders k angebracht ist. In letzterem ist ein Kolben / verschiebbar. Derselbe hat zwei Kanäle, einen \veiten Kanal m und einen engeren Kanal n. welch letzterer eine fortwährende Vereinigung zwischen den Räumen über und unter dem Kolben vermittelt. Der weite Kanal in kann bei Hochgang des Kolbens unten durch einen Bund 0 einer Kolbenstange jj, auf welcher der Kolben mit etwas Spielraum q in senkrechter Richtung verschiebbar ist, ventilartig verschlossen werden. Beim Niedergang des Kolbens mit der Kolbenstange verschiebt sich letztere etwas nach unten, wodurch der Kanal in vom Verschlufs befreit wird. und eine Vereinigung zwischen den Räumen über und unter dem Kolben / kann alsdann auch durch Kanal m stattfinden. A final pin i rests on the mouth of the channel g outside the cylinder and is attached to the bottom of an oil cataract cylinder k. In the latter, a piston / is slidable. It has two canals, a wide canal m and a narrower canal n. The latter mediates a continuous union between the spaces above and below the piston. When the piston goes up, the wide channel in can be closed in the manner of a valve at the bottom by a collar 0 of a piston rod jj, on which the piston can be displaced with some clearance q in the vertical direction. In the demise of the piston with the piston rod displaces the latter bit is freed down, whereby the channel in the Verschlufs. and a union between the spaces above and below the piston / can then also take place through channel m.

An der Kolbenstange ρ greift ein zweiarmiger Hebel / an, welcher durch die eigentliche Regelvorrichtung bewegt werden, kann. Die letztere, in bekannter Weise der ■'Hauptsache nach aus einem Cylinder r mit Kolben s und Schieber t bestehend, erhält ihren Antrieb durch einen Reglerhebel h, welcher unmittelbar an der Schieberstange des Schiebers t A two-armed lever / acts on the piston rod ρ , which can be moved by the actual control device. The latter, which in a known manner mainly consists of a cylinder r with piston s and slide t , is driven by a control lever h which is located directly on the slide rod of the slide t

und vermittelst eines Zwischenhebels %v an der Kolbenstange ν des Kolbens s angreift. Die Kolbenstange ν ist durch einen Hebel χ mit einem Einlafsventil (Drosselklappe) derart verbunden, dafs, wenn der Kolben s mit der Kolbenstange niedergeht, das Einlafsventil zur Turbine verschlossen werden kann. Der Hebel j, welcher einerseits an der Kolbenstange ρ angreift, ist andererseits an der Kolbenstange ν angelenkt und kann um eine Unterstützung ^ schwingen. Geht bei beschleunigtem Gang der Turbine die Kolbenstange ν nieder und vermittelt den Verschlufs des Einlafsventils, so wird durch den Hebel j die Kolbenstange ρ angehoben und der Leerlaufapparat wirkt, wie unten näher beschrieben ist.and by means of an intermediate lever % v engages the piston rod ν of the piston s. The piston rod ν is connected to an inlet valve (throttle valve) by a lever χ in such a way that when the piston s descends with the piston rod, the inlet valve to the turbine can be closed. The lever j, which acts on the one hand on the piston rod ρ, on the other hand is hinged to the piston rod ν and can swing around a support ^. If the piston rod ν goes down while the turbine is accelerated and causes the inlet valve to close, the lever j lifts the piston rod ρ and the idling apparatus works, as described in more detail below.

Durch die Oeffnungen h strömt das im Kanal g hochsteigende Druckwasser in den Raum über den Differentialkolben, und da sich dem Druckwasser daselbst eine gröfsere wirksame Druckfläche bietet als unter dem Kolben, so wird derselbe herabgedrückt und stellt sich absperrend vor den Ausflufs c der Leerlaufleitung. Diese Stellung entspricht ungefähr dem normalen Gang der Turbine. Der mit dem Zapfen i die Mündung der Kolbenstange e abschließende Kataraktcylinder k folgt langsam der niedergehenden Bewegung des Differentialkolbens und das OeI im Kataraktcylinder dringt langsam durch den engen Kanal η des Kolbens I und füllt den Raum unter letzterem aus. Verringert nun der Regler vermittelst der Regelvorrichtung den Querschnitt des Einlaufs in die Turbine, so geht, wie schon oben erwähnt, die Kolbenstange ν nieder, dreht den Hebel j um seinen Stützpunkt, und die Kolbenstange ρ wird dadurch angehoben. Da durch den engen Kanal η des Kolbens I nur verhältnifsmä'fsig langsam und wenig OeI dringen kann, so wird der ganze Oelkatarakt mitgenommen und der Zapfen i giebt die MündungThe pressurized water rising in channel g flows through the openings h into the space above the differential piston, and since the pressurized water there is a larger effective pressure surface than under the piston, it is pressed down and is shut off in front of the outflow c of the idle line. This position corresponds roughly to the normal speed of the turbine. The cataract cylinder k , which closes the mouth of the piston rod e with the pin i , slowly follows the downward movement of the differential piston and the oil in the cataract cylinder slowly penetrates through the narrow channel η of the piston I and fills the space under the latter. If the controller now uses the control device to reduce the cross section of the inlet to the turbine, the piston rod ν goes down, as already mentioned above, turns the lever j around its support point, and the piston rod ρ is thereby raised. Since only relatively slowly and little oil can penetrate through the narrow channel η of the piston I , the entire oil cataract is carried along and the pin i gives the mouth

des Kanals s in der Kolbenstange e frei. θείο σ of the channel s in the piston rod e free. θείο σ

Druck über dem Differentialkolben nimmt nun, weil das Wasser durch die hohle Kolbenstange e entweichen kann, ab und infolge dessen überwiegt der Druck unter dem Kolben b. Letzterer wird dadurch nach oben getrieben und giebt den Ausflufs c der Leerlaufleitung frei; dieselbe ist also geöffnet, während der Turbineneinlauf im Querschnitt verringert wurde. Indem der Differentialkolben b nach oben geht, folgt die Kolbenstange e dem nach oben entweichenden 'Zapfen p-nach und stellt sich mit der Mündung des Kanals g wieder unter den Zapfen, so dafs derselbe die Mündung verschliefst, und über dem Kolben b entsteht der nöthige Druck, um sein Gleichgewicht wieder j herzustellen.Pressure above the differential piston now decreases because the water can escape through the hollow piston rod e , and as a result the pressure under piston b predominates. The latter is thereby driven upwards and releases the outflow c of the idle line; the same is therefore open, while the turbine inlet has been reduced in cross-section. As the differential piston b goes upwards, the piston rod e follows the pin p-escaping upwards and, with the opening of the channel g , comes back under the pin, so that the same closes the opening, and the necessary one arises above the piston b Pressure to restore equilibrium j.

j Hat nun die Regelvorrichtung einen ganzen j Hub oder nur einen Bruchtheil desselben zurückgelegt, so kann der Differentialkolben auch nur so weit ihm folgen und der Ausflufs c bezw. die Leerlaufleitung kann nur in dem Mafse geöffnet werden, wie der Einlauf der Turbine geschlossen wird. Es fliefst also durch j die Leerlauföffnung so viel Wasser, als die Regelung am Einlauf abschliefst.
j Geht die Regelvorrichtung in ihre Stellung für Normalbetrieb zurück, so bewegt der Hebel j die Kolbenstange ρ nach unten, und j da dieselbe einen Spielraum in dem Kolben / hat, wird sie zunächst etwas durch letzteren j gleiten. Sie entfernt dabei den durch den j Bund ο bewirkten ventilartigen Abschlufs von j der Oeffnung des weiten Kanals in, und der Kolben kann im Kataraktcylinder k niedergehen, während das OeI in letzterem aus dem Raum unter dem Kolben durch den weiten Kanal in schnell nach oben entweichen kann.j If the control device has now covered a whole j stroke or only a fraction of the same, the differential piston can only follow it so far and the outflow c respectively. the idle line can only be opened to the same extent as the inlet of the turbine is closed. As much water flows through the idle opening as the regulation at the inlet ends.
j If the control device goes back to its position for normal operation, the lever j moves the piston rod ρ downwards, and j since the same has a clearance in the piston /, it will initially slide somewhat through the latter j. It removes the valve-like closure caused by the collar ο from the opening of the wide channel in, and the piston can fall in the cataract cylinder k , while the oil in the latter can quickly escape upwards from the space under the piston through the wide channel in can.

Claims

Patent Claims:

1. A controlled idling for turbines, characterized in that an idling the final organ is so connected with the lever mechanism of the regulator, that through it in the same measure as the inlet to the turbine is closed, the idle opens and slowly again is closed.

2. An embodiment of a controlled idling apparatus according to claim ι, characterized characterized that the closure member with a differential piston which is under water pressure on both sides is connected, the effect of which is for rapid opening by relieving the pressure on the large side of the piston as a result, a cataract connected with the turbine control increases the hydraulic pressure on the larger one Differential piston side picks up as a result of rising cataract cylinder while through the effect of the cylinder weight is slow, regulated by the cataract effect Downward movement and thus the closing of the idle takes place.

For this purpose ι sheet of drawings.