DE204826C

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Publication number: DE204826C
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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die vorliegende Neuerung bezieht sich auf indirekt wirkende Regler, welche an Gruppen von Kraftmaschinen angebracht sind, deren die Leistung abgebende Teile derart verbunden sind, daß durch die äußeren Bedingungen nur die Summe der Leistungen aller Maschinen der Gruppe vorgeschrieben ist. Dieser Fall liegt z. B. vor bei Turbinen, welche auf dieselbe Welle oder auf elektrische GeneratorenThe present innovation relates to indirectly acting controllers which are connected to groups of prime movers are attached, the power-delivering parts of which are connected in this way are that due to the external conditions only the sum of the performances of all machines prescribed by the group. This case is e.g. B. before with turbines, which on same shaft or on electric generators

ίο arbeiten, welche auf dasselbe Netz geschaltet sind. In solchen Fällen muß es die Aufgabe der Regler sein, die verlangte Leistung auf alle Kraftmaschinen gleichmäßig oder in einem beliebig einstellbaren Verhältnis zu verteilen.ίο work which is connected to the same network are. In such cases it must be the task of the controller to achieve the required output to distribute all power machines equally or in any adjustable ratio.

Dieser Zweck wurde bei den bisherigen Reglern durch einen Ungleichförmigkeitsgrad der Regelung erreicht, die hierzu oft größer sein mußte, als zur Erfüllung der anderen an einen Regler zu stellenden Anforderungen erforderlieh war; besonders wurde dadurch die Anwendung des Ungleichförmigkeitsgrades Null, welcher bei indirekt wirkenden Reglern, solange sie nur eine einzige von anderen unabhängige Kraftmaschine beherrschen, erreichbar ist, für derartige Maschinengruppen unmöglich gemacht. Bei solchen Gruppen würde, sobald der Ungleichförmigkeitsgrad der einzelnen Regler klein oder Null wird, die gegenseitige Abhängigkeit der Regler so gering, daß die Verteilung der von der Kraftmaschinengruppe verlangten Leistung auf die einzelnen Maschinen nicht in eindeutiger Weise bestimmt ist. Der Zweck der neuen. Anordnung besteht darin, auch bei beliebig kleinen Ungleichförmigkeitsgraden der Regler eine starke gegenseitige Abhängigkeit derselben zu erzielen.In the previous controllers, this purpose was achieved by a degree of non-uniformity in the Regulation reached, which for this often had to be greater than for the fulfillment of the other to one Regulator was required to set requirements; This made the application special of the degree of irregularity zero, which in the case of indirectly acting controllers, as long as they can only master a single prime mover independent of others is made impossible for such machine groups. With such groups as soon as possible the degree of irregularity of the individual controllers becomes small or zero, the mutual Dependence of the controller so low that the distribution of the engine group The performance required on the individual machines is not clearly determined. The purpose of the new. Arrangement consists in this, even with arbitrarily small degrees of irregularity the controller to achieve a strong mutual dependency of the same.

Dieser Zweck wird nach der neuen Erfindung durch eine mechanische Verbindung der einzelnen Regler erreicht.This purpose is achieved according to the new invention by a mechanical connection of the individual Regulator reached.

Zur Verdeutlichung der Erfindung ist in Fig. ι eine Gruppe von drei Reglern in Ansicht dargestellt, während Fig. 2 die Einrichtung eines jeden dieser drei in Ansicht und im Schnitt schematisch zeigt.To illustrate the invention, FIG. 1 shows a group of three controllers while Fig. 2 shows the setup of each of these three in elevation and in FIG Section shows schematically.

Im Punkte 1 (Fig. 2) greift die Muffe des Fliehkraftreglers 2 an den Hebel 3 an. An den Hebel 3 ist im Punkte 4 die zum Steuerventil 5 führende Ventilstange 6 angeschlossen, welche durch das Handrad 7 verlängert und verkürzt werden kann, während das andere Ende der Stange 3 durch den im Punkte 8 angreifenden Lenker 9 mit dem Punkte 10 des Hebels 11 verbunden ist. Der eine Endpunkt 12 des Hebels 11 ist mit der verlängerten Kolbenstange 13 des in bekannter Weise vom Steuerventil 5 betätigten Servomotors 14 verbunden. Der andere Endpunkt 15 des Hebels 11 ist durch den Lenker 16 mit dem Endpunkt 17 des auf der Welle 18 aufgekeilten Hebels 19 verbunden. Der Punkt 17 ist durch die Spiralfeder 20 mit dem Endpunkt 21 des Hebels 22 verbunden, dessen anderer Endpunkt 23 an der verlängerten Kolbenstange 13 drehbar befestigt ist, während der Punkt 24 dieses Hebels durch den Lenker 25 mit dem festen Punkt 26 verbunden ist.. Die Länge der Feder 20 ist so bemessen, daß sie in der gezeichneten Lage spannungslos ist. Das Regelorgan der Kraftmaschine (Leitapparat einer Turbine, Drosselklappe usw.) ist im Punkt 27 mit dem Servomotor 14 verbunden.In point 1 (Fig. 2) engages the sleeve of the Centrifugal governor 2 to lever 3. On lever 3, point 4 is the one for the control valve 5 leading valve rod 6 connected, which is extended by the handwheel 7 and can be shortened, while the other end of the rod 3 by the in point 8 attacking handlebar 9 is connected to the point 10 of the lever 11. The one end point 12 of the lever 11 is with the extended Piston rod 13 of the servomotor operated in a known manner by the control valve 5 14 connected. The other end point 15 of the lever 11 is through the handlebar 16 connected to the end point 17 of the lever 19 keyed on the shaft 18. The point 17 is connected by the spiral spring 20 to the end point 21 of the lever 22, the other end point 23 is rotatably attached to the elongated piston rod 13, while the point 24 of this lever is connected to the fixed point 26 by the handlebar 25 is .. The length of the spring 20 is dimensioned so that it is in the position shown is dead. The control element of the engine (distributor of a turbine, throttle valve etc.) is connected to the servomotor 14 at point 27.

Die Welle i8 verbindet alle Regler derThe wave i8 connects all controllers of the

Gruppe (Fig. i). Die Hebelarme 19 und die Punkte 17 sind somit gezwungen, bei allen Reglern zu derselben Zeit stets die gleiche Lage einzunehmen.Group (Fig. I). The lever arms 19 and the Points 17 are therefore forced to always be the same for all controllers at the same time To take position.

Die Kräfte, welche auf die Welle 18 drehend einwirken, rühren her von den Gewichten der Kurbelarme 19 und den Gewichten der Hebelverbindungen bis zum Steuerventil, ferner vonThe forces which act on the shaft 18 in rotation are due to the weights of the Crank arms 19 and the weights of the lever connections to the control valve, and also from

ίο den Reibungswiderständen in den verschiedenen Gelenkverbindungen und im Steuerventil, endlich wirken die von den Federn 20 ausgeübten Kräfte verdrehend auf die Welle 18 ein; es wird angenommen, daß die Federn 20 so hart ausgeführt sind, daß gegenüber den Federkräften alle anderen eben angeführten Kräfte vernachlässigt werden können.ίο the frictional resistance in the various Articulated connections and in the control valve, finally, those exerted by the springs 20 act Forces twisting on the shaft 18; it is assumed that the springs 20 are made so hard that all others just mentioned are compared to the spring forces Forces can be neglected.

Der Einfachheit halber werde ferner angenommen, daß die Verbindung des Regelorgans jeder Kraftmaschine mit dem Servomotor des Reglers (im Punkt 27) derart hergestellt sei, daß gleichen Bewegungen des Servomotorkolbens in allen Teilen seines Hubes die gleichen Änderungen in der Leistung der geregelten Kraftmaschine entsprechen.For the sake of simplicity, it is also assumed that the connection of the control organ every engine with the servomotor of the controller (in point 27) is made in such a way, that the same movements of the servomotor piston are the same in all parts of its stroke Correspond to changes in the performance of the controlled engine.

Unter diesen Annahmen ist die Stellung der Welle 18 der Hebelarme 19 und der Punkte 17 allein von der gesamten von der Kraftmaschinengruppe abgegebenen Leistung abhängig, unabhängig dagegen von der Art und Weise, wie sich diese Leistung auf die einzelnen Maschinen der Gruppe verteilt. Zur Erklärung der 'Arbeitsweise der auf diese Art verbundenen Regler sei beispielsweise angenommen, daß die drei in Fig. 1 dargestellten Regler Turbinen regeln, welche parallel geschaltete Wechselstromgeneratoren antreiben. Wenn die gesamte Maschinengruppe be- oder entlastet wird und keiner der Regler durch irgendwelche besondere störende Umstände oder durch Verstellung des Handrades 7 zu einer von den übrigen Reglern abweichenden Bewegung veranlaßt wird, dann wird sich die Welle 18 bei der Bewegung der Servomotorkolben so drehen, daß die Länge aller Federn 20 sich nicht ändert; es wird somit auch die Entfernung der beiden Punkte 15 und 21 näherungsweise dieselbe bleiben, und der Hebel 11 wird sich bewegen, als ob sein vertikal über dem Punkt 24 liegender Punkt 28 fest wäre; die Bewegung des Punktes 8 des Hebels .3 und dadurch der Ungleichförmigkeitsgrad der Regelung wird somit, wenn die Gruppe als Ganzes Belastungsänderungen erfährt, durch das Verhältnis der Entfernungen zwischen den Punkten 28-12 und 28-10 bestimmt; durch Verkleinern der Entfernung 28-10 kann der Ungleichförmigkeitsgrad der Maschinengruppe beliebig verkleinert werden.Under these assumptions, the position of the shaft 18 is the lever arms 19 and the points 17 alone from the whole of the prime mover group performance dependent, regardless of the way in which this performance affects the individual Machines distributed among the group. To explain the 'working of the in this way It is assumed, for example, that the three connected controllers are shown in FIG Regulator regulate turbines that drive alternating current generators connected in parallel. When the entire machine group is loaded or unloaded and none of the controllers due to any particular disturbing circumstances or by adjusting the handwheel 7 to one that deviates from the other controllers Movement is induced, then the shaft 18 will move with the movement of the servomotor piston rotate so that the length of all springs 20 does not change; it is thus also the distance between the two points 15 and 21 will remain approximately the same, and the lever 11 will move as if point 28 vertically above point 24 would be fixed; the movement of point 8 of the lever .3 and thereby the degree of irregularity of the regulation is thus if the group as a whole experiences changes in stress due to the ratio of the distances determined between points 28-12 and 28-10; by decreasing the distance 28-10, the degree of irregularity of the machine group can be reduced as required.

Durch diese Verkleinerung wird aber das gegenseitige Abhängigkeitsverhältnis der Regler untereinander nicht beeinträchtigt. Um dies zu zeigen, sei also vorausgesetzt, daß die Belastung der Gruppe unveränderlich sei, dann wird auch, wie oben bereits erwähnt, die Lage der Welle 18 und der Punkt 17 unveränderlich sein; bei etwaigen Änderungen in der öffnung des Regelorgans einer Turbine wird sich somit der Hebel 11 um den Punkt 15 als festen Punkt drehen. Durch die elektrische Kupplung der von den Turbinen angetriebenen Generatoren in dem angegebenen Beispiel müssen die Umdrehungszahlen der Turbinen zu derselben Zeit immer gleich sein; die Muffen der Fliehkraftregler müßten, wenn die Regler ideal vollkommen wären, immer zu gleichen Zeiten die gleichen Stellungen einnehmen; falls nun durch irgendwelche Störungen bei einem Regler eine etwas abweichende Muffenstellung eintritt, durch welche das Ventil 5 aus der Mittellage verschoben und der Servomotor in Bewegung gesetzt wird, dann führt schon eine sehr kleine Bewegung des Servomotors das Ventil in die Mittelstellung zurück, da dann der Hebel 11 sich um den Punkt 15 als festen Punkt dreht. In bezug auf die gegenseitige Abhängigkeit der Regulatoren ist daher diese Anordnung mit solchen einzelnen nicht mechanisch verbundenen Reglern gleichwertig, bei denen die Bewegungen des Servomotorkolbens im Verhältnis der Hebelarme 15-12 zu 15-10 verkleinert auf den Punkt 8 übertragen werden, d.h. gleichwertig mit mechanisch nicht verbundenen Reglern von bedeutend höherem Ungleichförmigkeitsgrade als dem tatsächlichen Ungleichförmigkeitsgrad der vorliegenden Anordnung; dieser letztere Ungleichförmigkeitsgrad ergibt sich, wie oben erwähnt, aus der Verkleinerung im Verhältnis der Hebelarme 28-12 zu 28-10, mit welcher die Bewegungen des Servomotorkolbens bei Änderungen der Belastung auf den Punkt 8 übertragen werden.However, this reduction in size increases the mutual dependency of the controllers not interfered with each other. So to show this, let us assume that the load of the group is unchangeable, then, as already mentioned above, the position the shaft 18 and point 17 are immutable; in the event of any changes in the opening of the regulating member of a turbine is thus the lever 11 around the point 15 as rotate fixed point. By the electric coupling of the driven by the turbines Generators in the example given must have the rotational speeds of the turbines always be the same at the same time; the sleeves of the centrifugal governor should if the governor ideally would be perfect, always take the same positions at the same times; if now a slightly different socket position due to any malfunctions in a regulator occurs, through which the valve 5 is moved from the central position and the servomotor in Movement is set, then even a very small movement of the servomotor will result Valve back to the middle position, since then the lever 11 is fixed around the point 15 Point rotates. With regard to the interdependence of the regulators, this is the case Arrangement with such individual not mechanically connected controllers is equivalent, at which the movements of the servomotor piston in the ratio of the lever arms 15-12 to 15-10 can be reduced to point 8, i.e. equivalent to mechanical unconnected controllers with a significantly higher degree of non-uniformity than the actual one Degree of non-uniformity of the present arrangement; this latter degree of nonuniformity results, as mentioned above, from the reduction in the ratio of the lever arms 28-12 to 28-10, with which the movements of the servomotor piston when the load changes to point 8 be transmitted.

Die neue Anordnung gestattet auch die Anwendung des Ungleichförmigkeitsgrades Null unbeschadet der gegenseitigen Abhängigkeit der Regler. Dieser Ungleichförmigkeitsgrad wird erreicht, indem man die Entfernung der Punkte 28 und 10 in Fig. 2 gleich Null werden läßt; man gelangt dadurch zu den in Fig. 3 dargestellten Verhältnissen. In Fig. 3 sind die gleichen Teile mit denselben Zahlen wie in Fig. 2 bezeichnet. Um zu verhüten, daß infolge der Anwendung des Ungleichförmigkeitsgrades Null die ganze Anlage in Schwankungen gerät, ist es erforderlich, die Bewegungen der Welle 18 zu dämpfen. Dies geschieht durch eine Ölbremse 31, deren Kolben 30 durch die Stange 29 im Punkt 28 an den Hebel 19 angreift. Diese Ölbremse braucht nur bei einem Regler der Gruppe ausgeführt zu werden.The new arrangement also allows the zero degree of nonuniformity to be used without prejudice to the mutual dependency of the controllers. This degree of non-uniformity is achieved by making the distance of points 28 and 10 in Fig. 2 equal to zero leaves; this leads to the relationships shown in FIG. 3. In Fig. 3 the same parts are denoted by the same numbers as in FIG. To prevent that as a result of the application of the degree of irregularity zero the entire system in If fluctuations occur, it is necessary to dampen the movements of the shaft 18. this is done by an oil brake 31, the piston 30 of which through the rod 29 at point 28 the lever 19 engages. This oil brake only needs to be carried out with one controller in the group to become.

Ebenso kann die Feder 20 bei einzelnen Reglern der Gruppe weggelassen werden; spe-. ziell kann sie auch bei allen außer einem weggelassen und bei diesem dann durch eine starre Verbindung ersetzt werden.The spring 20 can also be omitted from individual controllers in the group; spe-. It can also be omitted from all but one and then replaced by a rigid connection to be replaced.

Es ist zur Kennzeichnung der Erfindung nicht erforderlich, daß die Verbindung der Regler durch eine Welle 18 erfolgt; es können beliebige andere Mittel, z. B. Schubstangen, Anwendung finden, wesentlich ist nur, daß bei den Regulatoren in der kinematischen Verbindung zwischen Servomotor 14, Pendelmuffe 1 und dem Steuerorgan 5 ein Glied (der Hebelarm 19) eingeschaltet ist, welches durch die Verbindung der Regler bei eintretenden Belastungsänderungen gezwungen wird, sich bei allen Reglern in demselben Sinne zu bewegen. Das Handrad 7 erlaubt bei der neuen Anordnung trotz des geringen Ungleichförmigkeitsgrades der Regelung eine weitgehende Verstellung der Umdrehungszahl bzw. bei mechanisch oder elektrisch gekuppelten Kraftmaschinen eine genaue Einstellung der Leistung jeder einzelnen Kraftmaschine.It is not necessary for characterizing the invention that the connection of the Regulator takes place through a shaft 18; any other means, e.g. B. push rods, It is only essential that the regulators are used in the kinematic connection between servomotor 14, pendulum sleeve 1 and the control element 5 a link (the lever arm 19) is switched on, which is achieved by connecting the controller when the load changes is forced to move in the same direction with all controllers. The handwheel 7 allows in the new arrangement an extensive adjustment despite the low degree of non-uniformity of the regulation the number of revolutions or in mechanically or electrically coupled prime movers precise adjustment of the power of each individual prime mover.

Claims

Patent claim:

Indirectly acting controller for engine groups, characterized in that, that in the kinematic connection between servo motor, pendulum sleeve and Control organ is a link, which by a connection with the corresponding Outlining the other regulator is forced to always be in the same Moving senses like this, for the purpose of achieving a large interdependence of the controllers with arbitrarily small ones Degree of irregularity in the regulation.

1 sheet of drawings.