DE2328967A1

DE2328967A1 - Steuereinrichtung fuer eine maschinenanlage

Info

Publication number: DE2328967A1
Application number: DE2328967A
Authority: DE
Inventors: Forrest Thomson Randell
Original assignee: Weir Pumps Ltd
Current assignee: Weir Pumps Ltd
Priority date: 1972-06-08
Filing date: 1973-06-07
Publication date: 1973-12-20
Also published as: IT986432B; JPS5312036B2; NL153343B; GB1435300A; FR2188868A5; NL7308090A; ES415714A1; US3859006A; BE800649A; JPS4962884A

Description

PATENTANWÄLTE

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL-CHEM. ALEK VON KREISLER DIPL-CHEM. CAROLA KELLER DR.-ING. KLÖPSCH DIPL-ING. SELTING

KÖLN 1, DEICHMANNHAUS

8. 6.

Sg/est

WEIR PUMPS LIMITED

149 Newlands Road, Cathcart, Glasgow G 44 4EX, Schottland, Großbritannien

Steuereinrichtung für eine Maschinenanlage

Die Erfindung betrifft eine Steuereinrichtung für eine Maschinenanlage, welche eine eine Last antreibende Antriebsmaschine enthält.

Derartige Maschinenanlagen können zweckmäßigerweise eine Dampfturbine als Antriebsmaschine enthalten. Die Last kann von einer rotordynamischen Pumpe gebildet werden. Ein bekanntes Steuersystem für eine Dampfturbine enthält einen hydraulisch betätigten Geschwindigkeitsregler, der von einer Hilfsantriebswelle der ölpumpe der Turbine angetrieben ist und über ein mechanisches Hebelgestänge mit einem in der Dampfzufuhrleitung liegenden Drosselventil verbunden ist. Ferner sind verschiedene Auslösemechanismen mechanisch mit^einem separaten Absperrventil in der Dampfzufuhrleitung verbunden.

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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Regeleinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die mit konstruktiv einfachen Mitteln eine exakte Reglung ermöglicht und so sicher ist, daß auch bei Ausfall einzelner Funktionsteile keine Gefahr des ungeregelten· Hochlaufes der Antriebsmaschine besteht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei einer Steuereinrichtung der eingangs genannten Art eine erste Anzeigevorrichtung zur Ermittlung der Antriebsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine öder einer anderen innerhalb der Anlage herrschenden, von der Antriebsgeschwindigkeit abhängenden Betriebsbedingung vorgesehen ist, welche der ermittelten Geschwindigkeit oder der anderen Bedingung proportionale Signale erzeugt, daß das ermittelte Signal in einem Komparator mit einem Sollwert verglichen und ein auf dem Vergleich basierendes Steuersignal erzeugt wird, daß eine Geschwindigkeitssteuervorrichtung für die Antriebsmaschine mit einem Stellglied verbunden ist, welches über eine Energie-Zufuhrleitung versorgt wird und die Geschwindigkeit der Antriebsmaschine einstellt, daß eine dem Stellglied zugeordnete Servo-Steuervorrichtung mit dem Steuersignal in der Weise beaufschlagt wird, daß die Energiezufuhr zu dem Stellglied und dadurch der Betrieb des Stellgliedes geregelt wird, wodurch die Antriebsgeschwindigkeit oder die andere Bedingung auf dem gewünschten Wert gehalten wird, und diß eine Gefahr-Anzeigevorrichtung mit Sensoren aim Erfassen der Maschinen-Antriebsgeschwindigkeit und/oder anderen Betriebsbedingungen innerhalb der Maschinenanlage vorhanden ist, und daß in die Energiezuführungsleitung zu dem Stellglied ein Schalter eingeschaltet ist, der von der Anzeigevorrichtung schaltbar ist und ausgelöst wird und damit die sofortige Still-

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setzung der Antriebsmaschine bewirkt, wenn die Maschinengeschwindigkeit oder die andere Betriebsbedingung einen unzulässigen Wert erreicht.

Bei dem erfindungsgemäßen System zur Geschwindigkeitssteuerung und Auslösung ist das Absperr- und Drossel- ' ventil der bekannten Maschinenanordnung durch ein kombiniertes Absperr-Drossel- und Auslöseventil ersetzt. Durch diese Kombination, bei der drei verschiedene Funktionen in einem Ventil zusammengefaßt sind, werden die gleichen Funktionen ausgeführt wie sie zuvor von zwei Ventilen wahrgenommen wurden.

Außerdem wird durch den Verzicht auf die hydraulische Steuerung keine integrale Ölpumpe oder ein Ölsumpf benötigt. Auf diese Weise kann ein modulares Schmiersystem verwendet werden. Dieses System ermöglicht es, alle integralen Ölpumpen und Tanks, die von jeder Turbine benötigt werden, durch einen großen öltank und eine Ölpumpe zu ersetzen, die gleichzeitig eine große Anzahl von Turbinen speisen können.

Das erfindungsgemäße System zur Geschwindigkeitssteuerung und Auslösung ermöglicht es, die Zahl der zum Arbeiten mit Hochtemperaturdampf benötigten Komponenten herabzusetzen und gleichzeitig die Sicherheit des Steuerventils zu erhöhen. Das Steuer- und Auslösesystem ist äußerst zuverlässig. Infolge des Modulaufbaus wird die Wartung wesentlich vereinfacht. In dem System sind mehrere zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen getroffen, durch die die Turbine vor unzulässigen Arbeitsbedingungen geschützt wird, während bei den bekannten Anordnungen die Turbine ungeschützt ist.

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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung treibt die Antriebsmaschine eine Ladepumpe, beispielsweise in einem öltanker, wobei der Pumpenausgang durch Veränderung der Antriebsgeschwindigkeit der Maschine verändert wird, und die erste Anzeigevorrichtung dient der Steuerung der Geschwindigkeit der Antriebsmaschine.

Die Antriebsmaschine kann eine Fluidmaschine sein. Die Regeleinrichtung enttält vorzugsweise ein Drosselventil zur Steuerung des Fluidflusses zur Antriebsmaschine,und die Stellvorrichtung des Drosselventils ist elektrisch betätigbar, wobei der erwähnte Schalter ein elektrischer Schalter ist.

Zweckmäßigerweise sind die erste Anzeigevorrichtung, der Komparator und die Servo-Steuervorrichtung als elektrische Geräte ausgebildet, wobei zur Steuerung der Bewegung des Stellgliedes ein elektrisches Steuersignal an die Servo-Steuervorrichtung abgegeben wird.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Stellglied des Drosselventiles eine hydraulische Vorrichtung zur Steuerung der Ventilöffnung,und die Geschwindigkeitsregelvorrichtung enthält zusätzlich einen Elektromotor für die Lieferung von Druckfluid zu der Hydraulikvorrichtung, wobei dem Motor elektrische Energie über die genannte Versorgungsleitung zugeführt wird.

Vorzugsweise besteht die erste Anzeigevorrichtung aus einem elektronischen Tachometer, der ein der Geschwindigkeit der Antriebsmaschine proportionales Signal erzeugt und mit einem elektrischen Umsetzer verbunden ist, der zur Messung der Drehgeschwindigkeit der Antriebswelle funktionell mit dieser verbunden ist.

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Die zweite Anzeigevorrichtung enthält zweckmäßigerweise eine elektronische Geschwindigkeitswarnvorrichtung, die so angeordnet ist, daß sie ein Signal liefert, wenn die zu überwachende Geschwindigkeit oder Bedingung über einen vorbestimmten Wert ansteigt, wobei der Schalter auf das Signal zum Schließen der Stellvorrichtung anspricht.

Die elektronische Geschwindigkeitswarnvorrichtung enthält zweckmäßigerweise ein signalerzeugendes Element.

Es ist wünschenswert, daß die Antriebsmaschine bei einem Versagen der ersten Anzeigevorrichtung angehalten wird, da die Maschine anderenfalls außer Kontrolle geraten könnte. Zu diesem Zweck können Mittel vorgesehen sein, um die Stellvorrichtung beim Versagen der ersten Anzeigevorrichtung zu schließen. Vorzugsweise ist die erste Anzeigevorrichtung funktionell mit dem signalerzeugenden Element verbunden, wobei im Falle des Ausfalls der ersten Anzeigevorrichtung das Stellglied in seine Schließposition versetzt wird. Ferner können Mittel vorgesehen sein, die das Signal der elektronischen Geschwindigkeitswarnvorrichtung unwirksam machen und eine Öffnungsbewegung der Stellvorrichtung beim Anlaufen der Maschinenanlage ermöglichen.

Der Komparator enthält vorzugsweise ein elektronisches Stellglied zur Erzeugung eines dem Sollwert der ermittelten Geschwindigkeit oder anderweitigen Bedingung proportionalen Signales,und die Vorrichtung zum Unwirksammachen der Geschwindigkeitswarnvorrichtung kann mit der Stellvorrichtung vereinigt sein, um zu arbeiten, wenn die Stellvorrichtung auf einen bestimmten Wert eingestellt wurde.

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Vorzugsweise ist eine weitere, mechanisch betätigbare Geschwindigkeitswarnvorrichtung vorgesehen, um das Schließen der Stellvorrichtung anzuzeigen, wenn die Geschwindigkeit der Antriebsmaschine einen bestimmten Wert übersteigt.

Die zweite Anzeigevorrichtung kann weitere Sensoren zur Erkennung weiterer in der Installation vorhandener Bedingungen enthalten. Solche Bedingungen sind beispielsweise:

1. Lageröldruck,

2. Maschinentemperatur, J5. Maschinenvibration,

4. Maschinenverschleiß und

5· Drehrichtung der Antriebswelle.

Im folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Fig. 1 zeigt schematisch die Anordnung einer Rückkqplungs-Steuerschaltung für die Grunddrehzahl und eine Gefahr-Steuerschaltung in einer durch eine Dampfturbine angetriebenen Pumpenanlage und

Fig. 2 zeigt schematisch den Aufbau und die Anordnung der Elemente der Schaltungen nach Fig. 1.

Die in den Zeichnungen dargestellte Maschinenanlage enthält eine dampfgetriebene Turbine 1, deren Antriebswelle 2 mit einer (in Fig. 2 nicht dargestellten) Last 3 verbunden ist, beispielsweise mit einer roto-dynamischen Pumpe zur Förderung einer Ölladung zu einer Küstenanlage.

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Der Dampffluß 4 zu der Turbine 1 wird durch ein kombiniertes Absperr- und Drosselventil 5 geregelt, das eine hydraulische Stellvorrichtung 6 enthält, dem die Druckflüssigkeit von einem Elektromotor 7 zugeführt wird. Die Anlage enthält ferner eine elektrische Rückkopplungsschaltung 8 für die Regelung der Geschwindig- keit der Antriebswelle 2 der Turbine. Eine elektrische Servo-Vorrichtung 9> die beispielsweise ein Potentiometer enthält, steuert die Energiezufuhr zum Motor 7 des Ventil-Stellgliedes 6 zur Einstellung des Ventiles 5, und diese Servo-Vorrichtung 9 erhält Betriebssignale von dem ersten Rückkopplungszweig 8. Das Ventil 5 ist aus Gründen der Betriebssicherheit von einer (nicht dargestellten) Feder in seine Schließposition vorgespannt.

Gemäß Fig.2wird die Geschwindigkeit der Antriebswelle 2 von einem magnetischen Umsetzer 10 erfaßt, der von einer ringförmig angeordneten Reihe von sechs Vorsprüngen am Umfang der Antriebswelle getriggert wird. Die Vorsprünge können aus den Kanten einer -echseckigen Mutter 12 oder aus den Zähnen eines Zahnrades bestehen. Sie erzeugen ein Wechselspannungssignal v.> dessen Frequenz sechsmal so groß ist wie die Turbinengeschwindigkeit. Die erste Rückkopplungsschaltung 8 enthält einen elektronischen Tachometer 12 in Form eines Moduls, um den Ausbau und die Ersetzung zu erleichtern. Der Modul enthält einen Verstä?- ker 13, der ein Wechselspannungssignal v. empfängt, und einen Impulszähler 14, dem ein Ausgangssignal ν von Verstärker 13 zugeführt wird. Der Impulszähler 14 erzeugt ein Gleichspannungsausgangssignal V , das der Geschwindigkeit der Turbinenwelle direkt proportional ist. Zusätzlich ist ein Indikator 15 zur sichtbaren Anzeige der Geschwindigkeit vorgesehen. Diesem Indikator wird die Aus-

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gangsgleichspannung V zugeführt.

Das Gleichspannungsausgangssignal V vom Tachometer 12 wird einem elektronischen Komparator zugeführt, in dem es mit einer der Sollgeschwindigkeit der Turbinenwelle proportionalen Referenzspannung V, verglichen wird. Die Referenzspannung V. wird in einer Spannungsstellvorrichtung 17» beispielsweise einem Potentiometer, erzeugt.

Der Komparator l6 erzeugt eine Differenz- oder Fehlerspannung V , und diese Fehlerspannung wird verstärkt und in ihrer Polarität umgedreht, so daß eine negative Spannung erzeugt wird, wenn die Wellengeschwindigkeit den Sollwert d übersteigt,und eine positive Spannung, wenn die Wellengeschwindigkeit unterhalb des Sollwertes d liegt. Die Ausgangs- oder Fehlerspannung V von Komparator l6 wird einem Spannungs-Strom-Umsetzer 18 zugeführt, der ein Strom-Steuersignal I an die elektrische Servo-Vorrichtung 9 des Stellmotors 7 für das Dampfventil liefert. Die Bemessung ist so vorgenommen, daß die volle negative Ausgangsspannung vom Komparator 16 am Umsetzer 18 ein 4 mA-Ausgangssignal erzeugt, während die volle positive Spannung ein Stromsignal I von 20 mA erzeugt. Ein negatives Stromsignal bewirkt das Schließen des Dampfventiles, wobei der volle Verschluß bei einem negativen 4 mA-Signal eintritt, während ein positives Stromsignal das Dampfventil öffnet. Dieses wird durch ein positives 20 mA-Signal voll geöffnet.

Der Komparator l6, die Spannungsstellvorrichtung I7 und der Umsetzer 18 haben die Form eines Moduls 19> um den Einbau und die Ersetzung ^u erleichtern. Das Proportionalband, d. h. diejenige Änderung der Turbinengeschwindigkeit, die notwendig ist, damit sich das Dampfventil von einer ge-

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schlossenen zu einer voll geöffneten Stellung verändert, kann durch Änderung des Spannungs-Verstärkungsfaktors von Komparator 16 geändert werden.

Es ist wichtig darauf zu achten, daß die Geschwindigkeit der Turbine nicht über einen vorbestimmten Höchstwert ansteigt, da die Maschine sonst zerstört werden kann. Um dies zu erreichen, ist die Maschinenanlage mit einer elektrischen Ubergeschwindigkeits-Überwachungsschaltung 20 (Fig. 1 und 2) versehen, die das Dampfventil 5 schließt, wenn die Turbinengeschwindigkeit über einen bestimmten Wert hinaus ansteigt. Die Schaltung enthält einen Verstärker 21, der zusätzlich das Wechselspannungssignal ν von dem magnetischen Umsetzer 10 empfängt. Das Ausgangssignal v, des Verstärkers 21 wird einem elektrischen Filter 22 zugeführt, das eine solche Charakteristik hat, daß sein Ausgang v_? bis zu einem bestimmten Eingangswert einen konstanten Wert annimmt. Steigt der Eingangswert jedoch über den vorbestimmten Wert hinaus an, dann fällt die Ausgangsspannung ν scharf ab. Das Amplitudenfilter 22 ist funktionell mit einem Auslöserelais 23 verbunden. Wenn der Filterausgang ν« scharf abfällt, wird eine Triggerschaltung des Relais 23 betätigt, um Relais 23 stromlos zu machen. Der Elektromotor 7 der hydraulischen Stellvorrichtung 6 für das Dampfventil wird über Leitung 24 mit elektrischer Energie versorgt. In der Versorgungsleitung 24 ist zur Steuerung der elektrischen Leistungszufuhr zum Motor 7 ein Schalter 25 vorgesehen. Der Schalter 25 wird durch das Auslöserelais zum Ansprechen gebracht, so daß er das Fluidventil 5 in seiner Öffnungsstellung beläßt. Wenn jedoch das Auslöserelais aberregt wird, öffnet Schalter 25 und schaltet die Leistungszufuhr zum Motor 7 ab. Dementsprechend wird das

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Dampfventil 5 durch die Feder schnell in seine Schließposition gebracht.

Der Verstärker 21, das Filter 22 und das Auslöserelais 23 der Übergeschwindigkeits-Überwachungsschaltung sind zweckmäßigerweise ebenfalls als Modul 26 ausgeführt.

Es ist wichtig, daß im Falle eines Versagens des elektrischen Tachometers 12 das Dampfventil 5 in den Schließzustand gesteuert wird, da anderenfalls die Geschwindigkeit der Turbine Infolge des Aussetzens der Regelung der Turbinengeschwindigkeit gefährlich hoch werden kann. Der Tachometerausgang ist daher zusätzlich über eine Verbindungsleitung 27 mit dem Auslöserelais der Übergeschwindigkeitsschaltung derart verbunden, daß bei einem Ausfall des Tachometers 12 das Relais aberregt wird und den Schalter 25 öffnet und auf diese Weise eine schnelle Schließung des Dampfventiles 5 bewirkt. Da jedoch der Tachometer 12 zu Beginn des Maschinenstarts noch auf Null steht, würde der Schalter 25 über das Auslöserelais 23 der Übergeschwindigkeitsschaltung ein Öffnungssignal erhalten. Es ist daher notwendig, die Übergeschwindigkeitsschaltung beim Maschinenstart zu überbrücken, um die Turbine in Betrieb setzen zu können. Zu diesem Zweck ist dem Stellglied 17 ein (nicht dargestellter) Mikroschalter zugeordnet, der schließt, wenn das Stellglied (17) auf Startstellung gestellt ist, d. h. um eine vorbestimmte öffnung des Dampfventiles zu erhalten, wird eine entsprechende elektrische Vorspannung von dem Mikroschalter über Leitung 28 des Auslöserelais 23 gelegt. Diese Spannung liegt höher als die Ausgangsspannung der Übergeschwindigkeits-Überwachung und hält den Schalter 25 in seiner Schließstellung.

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Gemäß Fig. 1 kann die Maschinenanlage weitere sekundäre Tasteinrichtungen enthalten, die zusätzliche, für die Maschinenanlage wichtige Bedingungen überwachen und in einer Schaltung 20 untergebracht sein können. Beispielsweise kann ein Sensor 29 (Fig. 2) vorgesehen sein, um den Schmieröldruck an den Turbinenlagern zu überwachen und/oder den Schmieröldruck an den Lagern anderer Maschinen, beispielsweise einer in der Anlage enthaltenen Pumpe, und der Öldrucksensor kann derart mit dem Schalter 25 verbunden sein, daß das Dampfventil 5 zum Anhalten der Turbine 1 geschlossen wird, wenn der Öldruck unter einen bestimmten Wert abgefallen ist. Weitere Tast- oder Fühlvorrichtungen, wie sie in Fig. 2 z. B. mit dem Bezugszeichen 31 angedeutet sind, können beispielsweise die folgenden Bedingungen überwachen:

a) Maschinentemperatur,

b) Maschinenvibration,

c) Verschleiß in der Maschinenanlage,

d) Druckzustand an entfernten Stellen innerhalb der Anlage und

e) Gegenrotation der Turbinenwelle, wie sie beispielsweise auftritt, wenn öl unter ungünstigen Bedingungen von der Küstenanlage zurückfließt.

Jede Tast- oder Fühlvorrichtung 31 wird ähnlich wie der Drucksensor 30 mit dem Schalter 25 verbunden, und jede ) Tast- oder Fühlvorrichtung kann vorzugsweise in Modulform zum Einsatz kommen, um die Anbringung des Gerätes in der Anlage zu erleichtern.

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Da die elektrische Übergeschwindigkeits-Überwachung bei dem Maschinenstart der Turbine unwirksam gemacht wird, kann zusätzlich als Sieherheitsvorkehrung ein weiteres Ubergeschwindigkeits-Überwachungsgerät 32 vorgesehen sein, das von der Turbinenwelle 2 angetrieben wird und derart mit dem Schalter 25 verbunden ist, daß es die Turbine 1 abstoppt, wenn die Turbinengeschwindigkeit gefährlich hoch angewachsen ist. Dieses weitere Ubergeschwindigkeits-Uberwachungsgerät 32 bildet darüber hinaus einen Sicherheitsfaktor gegen einen Ausfall des Tachometers 12 während des Maschinenstarts. Die StartUberwachung 33a und die StoppUberwachung 33b der Turbine arbeiten über den Schalter 25. Der Geschwindigkeitssteuermodul 19 enthält ebenfalls eine Geschwindigkeitsbegrenzungssteuerung J>k, die an den Spannungs-Stromwandler 18 angeschlossen ist und die Hochlaufgeschwindigkeit der Turbine 1 beim Turbinenstart begrenzt ,und die zusätzlich mit dem Spannungsstellglied YJ gekoppelt ist, so daß die Überwachung 3^ ausgeschaltet ist, wenn die Stell-vorrichtung 17 sich nicht mehr in der Starteinstellung befindet. Die Geschwindigkeits-Begrenzungssteuerung 3^ kann beispielsweise eine (nicht dargestellte) Diode enthalten, die durch Schließen eines zweiten (nicht dargestellten) Mikroschalters, der dem Spannungsstellglied 17 zugeordnet ist, in die Geschwindigkeitsüberwachung eingeschaltet wird. Der Mikroschalter wird geschlossen, wenn das Stellglied auf Startposition eingestellt wird und die GeschwindigkeitsbegrenzungsUberwachung 3 4· begrenzt das Steuersignal I für die Servo-Vorrichtung 9 des Dampfventilmotors 7.

Zum Anlaufen der Turbine 1 wird die Spannungsstellvorrichtung 17 zunächst auf Startposition eingestellt, so daß

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• die Tatsache der Nichtanzeige durch den Tachometer 12 allein nicht zu einer öffnung des Schalters 25 über die elektrische Übergeschwindigkeitsschaltung 20 führen kann. Die Turbinen-Startsteuerung wird in Betrieb gesetzt, um das Ventil 5 zu öffnen, wobei das Dampfventil sich so weit öffnet, daß die Turbine bis zu einer vorgegebenen Geschwindigkeit hochlaufen kann. So kann beispielsweise die Geschwindigkeitsbegrenzungsüberwachung 34 die Anlaufgeschwindigkeit, bis zu der die Turbine beim Start hochläuft, auf 2 000 U/min begrenzen, es kann jedoch auch irgendein beliebiger anderer Wert eingestellt werden. Ist die Turbine so gestartet, so wird das Spannungsstellglied 17 langsam auf die gewünschte Soll-Geschwindigkeit der Turbine eingestellt. Die Mikroschalter des Stellgliedes werden dementsprechend betätigt, um die elektrische Übergeschwindigkeitsüberwachung 20 einzuschalten und die Geschwindigkeitsbegrenzungsüberwachung 34 abzuschalten, und der Hauptrückkopplungszweig 18 bewirkt, daß die Turbinengeschwindigkeit auf dem gewünschten Laufwert gehalten wird. Jegliches kleine Anwachsen der Turbinengeschwindigkeit von der eingestellten Laufgeschwindigkeit bewirkt, daß das Dampfventil 5 in Richtung auf seine Schließposition verstellt wird ,und jegliches Abfallen der Turbinengeschwindigkeit bewirkt eine stärkere öffnung des Dampfventiles 5.

Sollte die Turbinengeschwindigkeit über den eingestellten Wert hinaus ansteigen, oder sollte eine der anderen ständig überwachten Bedingungen der Maschinenanlage, beispielsweise der Schmieröldruck oder der Tachometerbetrieb ,versagen oder gefährlich von dem eingestellten Wert abweichen, dann wird die entsprechende Tastvorrichtung getriggert, um den Schalter 25 zu öffnen ,und so das Dampfveiatil 5 geschlossen,um die Turbine 1 anzuhalten. Zweckmäßigerweise ist die

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Steuerung so ausgebildet, daß bei einer Triggerung der elektrischen Ubergeschwindigkeits-Uberwachung 20 die Überwachung 20 nicht von neuem erregt wird, wenn die Turbinengeschwindigkeit auf die eingestellte Laufgeschwindigkeit absinkt, weil es anderenfalls möglich sein würde, die Turbine mit der Spannungsstellvorrichtung 17 der Uberwachungssteuerung in jeder Position von neuem zu starten. Dies würde wahrscheinlich zu einer weiteren Triggerung der Ubergeschwindigkeitsüberwachung 20 führen, wenn die Turbine von neuem gestartet wurde.

Die Turbine 1 kann eine Kreiselpumpe antreiben,und Tastvorrichtungen, wie sie oben beschrieben wurden, können beispielsweise dazu verwendet werden, den Ansaugdruck und/oder den Ausstoßdruck der Pumpe festzustellen und die Turbinengeschwindigkeit zu korrigieren, wenn diese Druckbedingungen sich in unerwünschtem Maße verändern. Anstelle der Aufrechterhaltung einer konstanten Turbinengeschwindigkeit kann die erfindungsgemäße Rückkopplung auch dazu verwendet werden, die Turbinengeschwindigkeit in Abhängigkeit vom Auslaßdruck einer Pumpe o. dgl. zu regeln. Die Unterbrechung der Leistungszufuhr zu dem Ventilstellglied hat beträchtliche Vorteile, insbesondere bei der Übergeschwindigkeits-Überwachung, weil nämlich ein schnelles Schließen des Dampfventiles möglich ist.

Im Rahmen der Erfindung sind eine Reihe von Modifikationen der beschriebenen Steuervorrichtung möglich. Beispielsweise kann im Falle der erwähnten Verwendung eines Sensors (e) für Gegenrotation der Turbinenwelle dieser Sensor derart mit der Laufsteuerung der Turbine verbunden werden, daß er die Klmpe für kurze Zeit in Gang setzt, wenn verseheriiich ein Rückstrom von der Küstenanlage zur Pumpe einsetzt.

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Claims

Ansprüche

1. Steuereinrichtung für eine Maschinenanlage, welche eine eine Last antreibende Antriebsmaschine enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Anzeigevorrichtung zur Ermittlung der Antriebsgeschwindigkeit der Antriebsmaschine (1) oder einer anderen innerhalb der Anlage herrschenden, von der Antriebsgeschwindigkeit abhängenden Betriebsbedingung vorgesehen ist, welche der ermittelten Geschwindigkeit oder der anderen Bedingung proportionale Signale (V ) erzeugt, daß das ermittelte Signal (V ) in einem Komparator (16) mit einem Sollwert (V,) verglichen und ein auf dem Vergleich basierendes Steuersignal (J. ) erzeugt wird, daß eine Geschwindigkeitssteuervorrichtung (5) für die Antriebsmaschine mit einem Stellglied (6) verbunden ist, welches über eine Energie-Zufuhrleitung (24) versorgt wird und die Geschwindigkeit der Antriebsmaschine einstellt, daß eine dem Stellglied (6) zugeordnete Servo-Steuervorrichtung (9) mit dem Steuersignal (I ) in der Weise beaufschlagt wird, daß die Energiezufuhr zu dem Stellglied (6) und dadurch der Betrieb des Stellgliedes (6) geregelt wird, wodurch die Antriebsgeschwindigkeit oder die andere Bedingung auf dem gewünschten Wert gehalten wird, und daß eine Gefahr-Anzeigevorrichtung (20) mit Sensoren (31, 32) zum Erfassen der Maschinen-Antriebsgeschwindigkeit und/oder anderen Betriebsbedingungen innerhalb der Maschinenanlage vorhanden ist, und daß in die Energiezuführungsleitung (2k) zu dem Stellglied (6) ein Schalter (25) eingeschaltet ist, der von der Anzeigevorrichtung (20) schaltbar ist und ausgelöst wird und damit die sofortige Stillsetzung der Antriebsmaschine (1) bewirkt, wenn die Maschinengeschwindigkeit

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oder die andere Betriebsbedingung einen unzulässigen Wert erreicht.

2. Steuereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anzeigevorrichtung (12) die Geschwindigkeit der Antriebsmaschine (1) erfaßt.

3. Steuereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsmaschine (1) eine Fluidmaschine ist, und daß die Geschwindigkeits-Steuereinrichtung (5) ein Drosselventil zur Regulierung des Fluidflusses zur Antriebsmaschine (1) enthält und das Stellglied (6) des Drosselventiles elektrisch gesteuert ist, wobei da? Schalter (25) ein elektrischer Schalter ist.

4. Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anzeigevorrichtung (12), der Komparator (16) und die Servo-Steuervorrichtung (9) als elektronische Geräte ausgebildet sind, wobei die Steuerung der Servo-Steuervorrichtung (9) zur Bewegung der Stellvorrichtung (6) durch ein elektrisches Steuersignal erfolgt.

5· Steuereinrichtung nach Anspruch J>, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (6) des Drosselventils eine hydraulische Vorrichtung zur Steuerung der Ventilöffnung enthält, und daß die Geschwindigkeits-Steuereinrichtung (5) zusätzlich einen Elä<tromotor (7) zur Lieferung von Druckflüssigkeit zu der Hydraulikvorrichtung enthält und der Motor über die Versorgungsleitung (24) mit elektrischer Energie versorgt ist.

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6. Steuereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet« daß die erste Anzeigevorrichtung (8) aus
einem elektronischen Tachometer (12) besteht, der mit einem von der Antriebswelle (2) beeinflußten elektrischen Umsetzer (10) verbunden ist und ein der Geschwindigkeit der Antriebsmaschine (1) proportionales Ausgangssignal (V ) erzeugt,

7. Steuereinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,, daß die zweite Anzeigevorrichtung (20) eine elektrorische Geschwindigkeitswarnvorrichtung enthält, die ein Signal abgibt, wenn die zu überwachende Geschwindigkeit oder Bedingung über einen vorbestimmten Wert ansteigt, wobei der Schalter (25) in dem Sinne auf das Signal anspricht, daß er die Stellvorrichtung (6) schließt.

8. Steuereinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Geschwindigkeitewarnvorrichtung (20) ein Signalerzeugungselement (23) enthält.

9. Steuereinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Anzeigevorrichtung (8) derart mit dem Signalerzeugungselement (23) verbunden ist,
daß die Stellvorrichtung (6) im Falle des Versagens
der ersten Anzeigevorrichtung in eine Schließposition gebracht wird, und daß Mittel (17) vorgesehen sind,
die die elektronische Geschwindigkeitswarnvorrichtung (20) unwirksam machen und eine Öffnungsbewegung des
Stellgliedes (6) beim Anlaufen der Maschinenanlage zulassen.

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10. Steuereinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Komparator (26) eine elektronische Stellvorrichtung (1?) zur Erzeugung eines dem Sollwert der ermittelten Geschwindigkeit oder des anderweitigen Zustandes proportionale Spannung erzeugt, und daß die Mittel zum Unwirksammachen in dem Stellglied enthalten sind und arbeiten, wenn das Stellglied (17) auf eine vorbestimmte Position eingestellt ist.

11. Steuereinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die elektronische Geschwindigkeitswanvorrichtung (20) ein elektrisches Filter

(22) enthält, mit einer derartigen Charakteristik, daß bis zu einem bestimmten elektrischen Eingangswert der Filterausgang einen konstanten Wert annimmt, jedoch scharf abfällt, wenn die Eingangsspannung einen vorbestimmten Wert übersteigt, daß die Filtereingangsspannung der gemessenen Geschwindigkeit entspricht, und daß das Filter mit einem Auslöserelais (23) verbunden ist, derart, daß bei einem scharfen Abfall der Filterausgangsspannung infolge des Ansteigens der Maschinengeschwindigkeit über den vorbestimmten Wert das Auslöserelais

(23) den Schalter (25) öffnet.

12. Steuereinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeiohnet, daß die erste Anzeigevorrichtung (8) eine beim Anlaufen der Antriebsmaschine (1) wirksame Geschwindigkeitsbegrenzungsvorrichtung (3^) enthält, die die Anlaufgeschwindigkeit der Maschine begrenzt, wenn die Stellvorrichtung (17) die Geschwindigkeitswarnvorrichtung (20) unwirksam macht.

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13· Steuereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere mechanisch betätigbare Geschwindigkeitswarnvorrichtung vorgesehen ist, di,e das Schließen der Stellvorrichtung (6) anzeigt, wenn die Geschwindigkeit der Antriebsmaschine (1) über einen vorbestimmten Wert ansteigt.

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