DE212550C

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Publication number: DE212550C
Application number: DENDAT212550D
Authority: DE

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 88«. GRUPPE

SCHNEIDER, JAQUET & CIE G.m.b.H. in STRASZBURG-KÖNIGSHOFEN i. E.

Turbinenregelungseinrichtung. Patentiert im Deutschen Reiche vom 7. Juli 1908 ab.

Vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen

selbsttätigen Turbinenregler, dessen Gestänge

. so bemessen und angeordnet ist, daß lediglich durch Verstellung des Steuer- und des Rückführgestänges zueinander eine Regelung der Umdrehungszahl erzielt wird, die entsprechend den Belastungsschwankungen im Betriebe zu- oder abnimmt oder unabhängig von diesen bleibt.

ίο Bei den bisherigen Einrichtungen dieser Art, bei welchen Steuer- und Rückführgestänge ein Gestänge bilden, dessen eines Ende mit der Steuervorrichtung und dessen anderes Ende mit der Hilfsmaschihe (Servomotor) in Verbindung steht, schwanken die Umdrehungszahlen entgegengesetzt den Belastungsänderungen, oder es ist die Möglichkeit gegeben, die Umdrehungszahlen für alle Belastungsschwankungen unveränderlich zu halten.

Im Gegensatz hierzu gestattet die Turbinenregeleinrichtung gemäß der Erfindung nicht nur diese beiden Regelungsweisen gemeinsam, sondern auch eine solche, bei welcher die

' Umdrehungszahlen im Sinne der Belastungs-Schwankungen sich ändern.

In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in einer Ausführungsform schematisch in drei verschiedenen Verwendungsmöglichkeiten sowie in einer Hilfsflgur dargestellt.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, besteht die Turbinenregelungsvorrichtung im gezeichneten Falle aus dem an der' Muffe a des Fliehkraftreglers drehbar gelagerten Reglerhebel b mit den an dessen Enden angelenkten Stangen c und d als Steuergestänge und dem um einen Festpunkt e drehbaren Rückführhebel f mit den angelenkten Stangen g und h als Rückführgestänge. Die Steuer- und Rückführstangen d und h sind an den freien Enden mit einem über die erstere hinaus verlängerten Hebel i verbunden, an welchem zugleich die Steuerkolbenstange k und die Kolbenstange einer Ölbremse / angreift, die etwa auftretenden Stößen im Gestänge begegnen soll. Die Steuerkolbenstange k, ist mit ihren Kolben im Steuerzylinder m verschiebbar, welcher in bekannter Weise durch Kanäle η und 0 mit dem Kolbenraum des Hilfsmotors (Servomotor) p in Verbindung steht, um je nach der Bewegung der Steuerkolben Druckflüssigkeit vor oder hinter den Kolben q dieses Motors gelangen zu lassen und dadurch eine Kolbenverschiebung bzw. eine Änderung des Wasserzuflusses der Turbine herbeizuführen. Zu diesem Zwecke wirkt die Kolbenstange r des Hilfsmotors p mit ihrem freien Ende auf ein — in der Zeichnung nicht angegebenes — Hebelgestänge ein, welches. die Regelvorrichtung für den Wasserzufluß der Turbine bedient. Außerdem wirkt die ' Kolbenstange r auf einen mit ihr verbundenen Lenker, bestehend aus dem Gestänge s und einem um eine feststehende Achse t drehbaren Kniehebel u ein. Der Lenker greift an dem einen Ende eines um einen Festpunkt ν drehbaren doppel armigen Hebels w an, welcher an dem längeren Arm in gelenkiger Verbindung mit der Verstellstange c des Steuergestänges und am kürzeren Arm in Verbindung mit der Stange g des Rückführgestänges steht. Der Doppelhebel w und der Reglerhebel b sind derart ausgebildet, daß die Stange c an diesen

verstellt werden kann, um die Turbinenregelungseinrichtung für verschiedene Regelungs-. weisen verwenden zu können. ■

Die Fig. i, 2 und 3 lassen den Turbinenregler bei der Stellung der Teile zur Erzielung von drei verschiedenen Regelungsarten erkennen und sind die Abweichungen in der gegenseitigen Lage des Gestänges aus den jeweiligen Abständen x, y und ζ der Stangen c und g ersichtlich. Die voll ausgezogen gezeichnete Lage des Gestänges entspricht der Stellung desselben bei normaler Belastung im Beharrungszustande der Einrichtung, während die strichpunktiert angegebene Lage die Gestängestellung bei größter Belastung ebenfalls im .Beharrungszustande erkennen läßt.

Der Wirkungsvorgang der Regelungseinrichtung ist folgender:

Angenommen, die Belastung im Betriebe steige, so hat dies eine Verminderung der Umlaufszahl des Fliehkraftreglers und damit ein Sinken der Muffe α desselben zur Folge. Da der Drehpunkt ,zwischen der mit der Kolbenstange r des Hilfsmotors φ durch Zwischenmechanismen in Verbindung stehenden Stange c und dem Reglerhebel b bei eintretender Bewegung als feststehend zu betrachten ist, so wird der Reglerhebel um diesen Drehpunkt nach unten schwingen (Fig. 1 a). Die Steuerstange d macht diese Abwärtsbewegung mit und dreht hierbei den Hebel i um den Drehpunkt zwischen diesem und der Stange h des Rückführgestänges, welches sich zu Beginn der Hebeldrehung ebenso wie die Stange c des Steuergestänges in unbeweglicher Lage befindet. Die Drehung des Hebels i hat nun eine Verschiebung der Steuerkolbenstange k zur Folge, wobei sich die Kolben im Steuerzylinder m nach unten bewegen und der unter Druck stehenden Flüssigkeit in diesem Zylinder gestatten, durch den Kanal η hinter den Hilfsmotorkolben q zu treten und dessen Verschiebung nach links zu veranlassen, während die vor dem Kolben q befindliche Flüssigkeit durch den gleichzeitig vom unteren Steuerkolben freigegebenen Kanal 0 nach einem Sammelraum bzw. Behälter ausgetrieben wird. Durch die Verschiebung des Kolbens q des Hilfsmotors ft wird das an das Kolbenstangenende angeschlossene — nicht gezeichnete — Hebelgestänge zwecks Öffnung der Wasserzuflußvorrichtung betätigt. Zugleich findet aber auch durch den mit der Kolbenstange r verbundenen, um t drehbaren Lenker s, u eine Drehung des Doppelhebels w um dessen feststehende Drehachse ν statt, wodurch sowohl das Steuergestänge c, b, d als auch das um den festen Punkt e schwingende Rückführgestänge g.f, h beeinflußt wird. Diese Beeinflussung ist derart, daß die Verstellstange c entsprechend der Drehung des Doppelhebels w unter gleichzeitiger Beeinflussung des Reglerhebels b durch die infolge der zunehmenden Umlaufszahl des Fliehkraftreglers steigende Muffe a den Hebel i und das vom Doppelhebel w betätigte Rückführgestänge g, f, h denselben Hebel i so bewegen, daß die Steuerkolben in die gezeichnete Verschlußstellung gelangen, · wodurch die Tätigkeit des Hilfsmotors ft für diesen Regelungsabschnitt beendet ist. Das gesamte Gestänge befindet sich in dem.Augenblicke, in welchem die Steuerkolben im Steuerzylinder m in der Verschlußlage angekommen sind, im Beharrungszustande. Eine Änderung der Lage der Teile tritt erst wieder bei Schwankungen im Betriebe, also bei Änderung der dem Beharrungszustande des Gestänges entsprechenden Umdrehungszahl des Fliehkraftreglers und der dadurch bedingten Höhenverstellung der Muffe α ein.

Durch die Verstellbarkeit der Stange c des Steuergestänges an dem Doppelhebel w und dem Reglerhebel b ist die Möglichkeit geschaffen, den Schnittpunkt I (Fig. 1, 2 und 3) des in drei Beharrungszuständen gezeichneten Reglerhebels b entweder rechtsseits der Muffenmitte, in die Muffenmitte oder linksseits der-, selben zu verlegen. . Die Erklärung hierfür ergibt sich bei näherem Vergleich der Fig. r und 3 aus der jeweiligen Lage der einerseits an dem Reglerhebel b und andererseits an dem Doppelhebel w angreifenden Verstellstange c in bezug auf den Drehpunkt ν des Doppelhebels.

Im ersteren Falle ist die infolge der Verstellung der Wasserzuflußvorrichtung mittels des Lenkers s, u bewirkte Rückführbewegung der Verstellstange c bzw. des Reglerhebels b derart bemessen, daß der Beharrungszustand der Einrichtung der unter gleichzeitiger Einwirkung des Rückführgestänges g, f, h und der gewaltsam hoch- oder niederstrebenden Muffe α auf den die Steuer kolbenstange k leitenden Hebel i in Lagen des Reglerhebels b erreicht wird, bei welchen der ideelle Schnittpunkt I rechtsseits der Muffenmitte zu liegen kommt.

Bei der Anordnung der Verstellstange c nach Fig. 3 werden demgegenüber im Verlaufe der Verstellung der Wasserzuflußvorrichtung nur kleine Bewegungen der Verstellstange c und damit solche des linken Endes des Reglerhebels b erzielt, so daß der ideelle Schnittpunkt I für alle Beharrungslagen des Gestänges der Turbinenregelungseinrichtung linksseitig der Muffenmitte liegt.

Durch die Bemessung der wirksamen Gestänge- bzw. Hebellängen nach Fig. 1 mit linksseits der Muffenmitte liegendem Schnittpunkt I wird bezweckt, daß sich die Umlaufszahl des Fliehkraftreglers und damit diejenige der Betriebswellen im Sinne der Belastungsschwankungen ändert, indem bei zunehmender Betriebsbelastung, also bei Störungen des Be-

Claims

harrungszustandes, dieser infolge der Öffnung der Wasserzuflußvorrichtung und der dadurch bewirkten Verstellung der am Reglerhebel b angreifenden Verstellstange c nicht bei der ursprünglichen, sondern erst bei einer größeren Umlaufszahl des Fliehkraftreglers wieder hergestellt wird. Zur Veranschaulichung der Bewegungen des Reglerhebels b während des Verlaufs eines Reguliervorgangs ist das Gestange in Fig. ia in übertriebener Lage bei , sinkender und steigender Muffe in je zwei Stellungen gezeichnet. Wie hieraus ersichtlich, dreht sich der Reglerhebel b bei niederstrebender Muffe α ausschließlich um seinen Verbindungsbolzen mit der Verstellstange c, wie auch die Drehung des gleichzeitig durch die Steuerstange d beeinflußten Hebels i ausschließlich um den Verbindungsbolzen zwischen diesem und der Stange h des Rückführgestänges ao erfolgt. Bei emporstrebender Muffe α kommen dagegen zur Herbeiführung des Beharrungszustandes der Einrichtung mehrere gleichzeitig auftretende Bewegungen in Betracht, und zwar außer der Bewegung der Muffe selbst eine solche der Verstellstange c wie auch eine des Rückführgestänges g,f, h. Durch die Anordnung des Gestänges nach Fig. r, wobei der Schnittpunkt I des Reglerhebels b für alle in Frage kommenden Beharrungszustände rechtsseits der Muffenmitte liegt, wird also erreicht, daß bei Erhöhung der Betriebswiderstände mit der selbsttätigen Öffnung der Wassereinlaß vorrichtung der Turbine die Umlaufszahl zur Herbeiführung des Beharrungszustandes des .Reglergestänges wachsen muß, was beispielsweise für elektrische Licht- und Kraftanlagen von Vorteil ist, da durch diese Regelungsweise mit dem Einschalten weiterer Verbrauchsstellen die Umlaufszahl der elektrischen Maschinen zur erforderlichen Steigerung der Spannnng selbsttätig erhöht wird. Bei Anordnung der ,Stange c nach Fig. 2, wobei der Schnittpunkt I des Reglerhebels b für die Beharrungszustände des Gestänges in die Muffenmitte fällt, findet die Regelung des Wasserzuflusses in der Weise statt, daß die Umlaufszahl des Fliehkraftreglers bzw. der Turbinenwelle in allen Fällen gleichbleibend erhalten wird, da der jeweilige Beharrungszustand nur bei der Stellung der Muffe a in der einen, und zwar in der. normalen Lage erreicht werden kann. Diese Art der Regelung kommt für Betriebe in Betracht, bei welchen eine bestimmte Umlaufszahl der Antriebswelle, wie beispielsweise in Spinnereien, erforderlich ist. Bei Anordnung der Stange c nach Fig. 3, in welchem Falle sich der Schnittpunkt I für die Beharrungszustände des Reglernebels links von der Muffe α befindet, vermindert sich die Umlaufszahl bei zunehmender Belastung, und es kommt diese Regelungsart für solche Betriebe, z. B. Webereien u. dgl., in Frage, bei welchen im normalen Betriebszustand eine bestimmte Anzahl von Maschinen in Gang sind, die aber beispielsweise bei niederem Wasserstand in der Gesamtheit mit verminderter Umdrehungszahl in Betrieb erhalten werden sollen. Tritt in diesem Falle infolge Wassermangels eine Verminderung der Antriebskraft (Wasserkraft) ein, so wird nach der durch das Sinken der Muffe α herbeigeführten, zur Bedienung der Stange k mit den Steuerkolben erforderlichen Störung des Beharrungszustandes dieser schon bei einer gegenüber der ursprünglichen Umdrehungszahl niederen Umlaufszahl des Fliehkraftreglers wieder hergestellt. Die Stange c kann in allen Lagen zwischen den Stellungen nach Fig. 1 und 3 gebracht werden, wodurch ein Anpassen der Turbinenregelüngseinrichtung den Erfordernissen des jeweiligen Betriebes entsprechend möglich ist. Patent-A ν Sprüche: g

1. Turbinenregelungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß zwei als Steuer- und Rückführgestänge dienende Hebelsysteme derart ausgebildet und miteinander verbunden sind, daß lediglich durch Verstellung dieser Gestänge zueinander die Regelung der Umdrehungszahl im Sinne oder entgegengesetzt 'den Belastungsschwankungen erfolgt oder unabhängig von diesen ■ bleibt. '95

2. Turbinenregelungseinrichtung nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß das an der Muffe (a) des Fliehkraftreglers angreifende Steuergestänge (b, c, d) und das gesondert von diesem drehbare Rückführgestänge ff, g, h) durch doppelarmige Hebel (i und w), von denen der eine an die Steuervorrichtung und der andere, um einen Festpunkt (v) drehbare, an das Kolbengestänge fr, s, t, u) des Hilfsmotores angeschlossen ist, derart verbunden sind, daß durch Verstellen der Steuergestängstange (c) am Doppelhebel (w) und am Reglerhebel (b) und dem dadurch bewirkten Verkürzen oder Verlängern des wirksamen Hebelarmes dieses Doppelhebels bei entsprechender Verkürzung oder Verlängerung des Reglerhebels ■ (b) die im Sinne oder entgegengesetzt dem Sinne der Belastungsschwankungen oder unabhängig von diesen mögliehe Regelung erzielt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.