DE2331282C3

DE2331282C3 - Einrichtung zur Drehzahlregelung

Info

Publication number: DE2331282C3
Application number: DE2331282A
Authority: DE
Inventors: Hans 8500 Nuernberg Kalb
Original assignee: AEG Kanis Turbinenfabrik GmbH
Current assignee: Alstom Power Turbinen GmbH
Priority date: 1973-06-15
Filing date: 1973-06-15
Publication date: 1978-04-20
Also published as: JPS5838805B2; DE2331282A1; DE2331282B2; GB1463716A; JPS5076601A; US3922853A

Description

Gegenstand des Patents 22 50 118 ist eine Einrichtung zur Drehzahlregelung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer solchen Einrichtung die Ansprechempfindlichkeit des Differenzdruckreglers zu verbessern, und das Arbeitsvermögen des Stellgliedes phne Mehrbelastung der Verdrängerpumpe zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Differenzdruckregler aus einer in einem Düsenraum ausgangsseitig angeordneten Steuerdüse und einer sowohl den Düsenraum gegenüber der Düsenmündung begrenzenden als auch die Düsenmündung mittels ^iner Platte zum Düsenraum hin abdeckenden, zu dem Zweck von der Pumpenaustrittseite her beaufschlagten Membran und einer diese belastenden Druckfeder im Düsenraum besteht, daß der Düsenraum direkt hinter die Verstellblende geschaltet ist, so daß der Differenzdruck die Differenz vom im Düsenraum zum vor der Vei stellblende herrschenden Druck darstellt, und daß der Druck des Düsenraumes den Stellkolben gegen eine Druckfeder direkt beaufschlagt

Dadurch wird die Empfindlichkeit des Differenzdruckreglers erhöht und gleichzeitig das Arbeitsvermögen des Stellgliedes erhöht

Eine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, die Stellung des Stellkolbens mittels eines reibungsfreien Kugelventils in einen Rückführdruck pj umzusetzen.

Als vorteilhaft ergibt sich hierbei weiter, daß auf die Anwendung von Präzisionspumpen als impulsgeber verzichtet werden kann, wenn die Viskositätsänderungen des Druckmediums mittels zweier ungleich langer Drosselblenden in Reihenschaltung als Kaskadendruck Pv gemessen und dieser Druck auf die Hochdruckseite des Differenzdruckreglers zur Einwirkung gebracht wird.

Man hat dann auch noch den weiteren Vorteil, daß die Absteuermenge über die F-Drossel zusätzlich als Arbeitsdruckmedium für das Stellglied genutzt werden kann, wenn die veränderliche P-Drossel py mit pi verbindet

An Hand eines Ausführungsbeispiels wird nachstehend die Wirkungsweise mit den folgenden Abbildungen erläutert:

F i g. 1 — ein Schaltbild der Regeleinrichtung

Fi g. 2 — der Druckverlauf p\, p\; pi und pi über den Stellhub Y

F i g. 3 — ein Schnitt des Reglers.

Die Verdrängerpumpe 50, von einer Kraftmaschinenwelle mit der Drehzahl X angetrieben, fördert Druckmedium mit Hochdruck pi durch eine Verstellblende 19 sowie parallel durch eine viskositätsabhängige Festdrossel 22 in den pi-Raum des Differenzdruckreglers D. Der sich hinter der Verstellblendc 19 einstellende Druck pi wird durch den Differenzdruckregler D jeweils so geregelt, daß sich eine Druckzuordnung pi zu pt' über den Stellhub gemäß F i g. 2 ergibt d. h, mit steigenden Drücken p\ und pv steigt auch der Druck pi an, jedoch mit einer steileren Kennlinie, so daß sich der Differenzdruck von Ap auf Ap' über den Stellhub Yvermindert Diese Differenzdruckminderung bewirkt an der Verstellblende 19 eine Durchflußminderung und kompensiert den volumetrischen Pumpenschlupf, Der prDruck wird direkt zur Beaufschlagung des Stellkolbens 2 herangezogen und entsprechend dem Stellhub Y wird die Arbeitsmittelzufuhr zur Kraftmaschine und damit deren Drehzahl geregelt.

Der Differenzdruckregler besteht im wesentlichen aus einer Membran 12, deren Membranteller 14, einer Düse 15, deren Mündung vom Membranteller 14 mehr oder weniger abgeschlossen wird und einer Feder 18, die die Membran 12 von der Seite der Düse aus

belastet. Dabei wird um die Düse herum der Düsenraum 17 mit dem Druck Pi und gegenüber auf der anderen Seite der Membran der Membranraum to mit dem Druck p\< gebildet Innerhalb der Düse wird durch die Düsenbohrung noch ein weiterer (/*-) Druckraum 13 gebildet (s. F ig. 3).

Auf der nicht vom Steuerdruck beaufschlagten Seite des Stellkolbens 2, wo dieser von einer Druckfeder 4 abgestützt wird, befindet sich ein druckloser Raum 25 (Druck pb) mit einem Ausgang 27.

Die Einstellung der Reglerverstärkung bzw. des Regler-P-Grades erfolgt über die P-Drossel 20, indem aus dem pr-Raum mehr oder weniger Druckmedium nach Pi abgesteuert wird. Dadurch wird der Kaskadendruck pi· und zugleich die Steigung der pi-Kennlinie ^ über den Stellhub Y verändert und somit direkt der Durchfluß an der Verstellblende 19.

Das über das aus Membranteller 14 und Mündung 16 der Steuerdüse 15 bestehende Ventilelement durch die Steuerdüse 15 abströmende /^-Druckmedium wird im /33-Raumi mittels eines aus einer von einer Feder 8 belasteten Kugel 6 bestehenden Rückführvenths RVin einen Riickführdruck pi niedrigerer Druckhöhe gewandelt, dergestalt, daß die Vorspannung der Feder 8 mit dem Stellhub verändert und der so stellungsproportional gebildete Rückführdruck ps auf die Steuerdüsenfläche des Membrantellers 14 als Gegenkopplung zur Einwirkung gebracht wird.

Viskosititsänderungen des Druckmediums werden über große Bereiche kompensiert, dergestalt, daß das Pi-Druckmedium zum pi-Raum eine viskositätsabhängige Drosselblende 22 durchströmt und damit dem Kaskadendruck Pv eine viskositätsproportionale Druckänderung überlagert wird. So steigt beispielsweise mit zunehmender Temperatur des Druckmediums der Pi-Druck an, ebenso der prDruck, was wiederum zu einer Verkleinerung des Differenzdruckes Ap, Ap' und somit zu einer gewollten Durchflußminderung an der Verstellblende 19 führt Fallende Druckmitteltemperatur bewirkt analog eine Kompensation in umgekehrter Richtung.

Ein Überdruck-Sicherheitsventii ÜV, ebenfalls aus einer Kugel 29 und einer Feder 30 bestehend, schützt die Verdrängerpumpe 50 vor Überlastung, indem es bei überhöhtem Pumpendruck einen Ablaß von p\ nach P₀ öffnet

Es versteht sich, daß zur Fernsteuerung bzw. Automatisierung der zu regelnden Kraftmaschine die Sollwerteinstellung (Verstellblende 19) mittels elektrischer oder pneumatischer Stellglieder angesteuert werden k.\nn.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Einrichtung zur Drehzahlregelung mit einer Verdrängerpumpe als Impulsgeher, einer Verstellblende als Sollwerteinsteller und einem von einem Steuerschieber her mit dem Druckmedium beaufschlagten Stellmotor, wobei der Verstellblende ein Differenzdruckregler nachgeschaltet ist, der durch Ausregelung eines etwa konstanten Differenzdrucks io. vor und nach der Versteilblende einen bei mit der Drehzahl der die Verdrängerpumpe antreibenden Kraftmaschine ansteigender Pumpenfördermenge !eicht ansteigenden Durchfluß durch die Verstellblende einregelt, wobei der einen konstanten Wert übersteigende Anteil des Durchflusses durch die Verstellblende nur der Kompensation von Viskositätsänderungen des Druckmediums und des volumetrischen Pumpenschlupfes dient und parallel zur Verstellblende and dem Differenzdruckregler vom Pumpenausgangsdruck aber Kanäle mit zwischengeschalteter Drossel eine Verbindung zum das zur Beaufschlagung des Stellkolbens des Stellmotors dienende Druckmittel enthaltenden Steuerkanal besteht,dadurch dadurch gekennzeichnet, daß der Differenzdruckregler a?s einer in einem Düsenraum (17) ausgangsseitig angeordneten Steuerdüse (15) und einer sowohl den Düsenraum (17) gegenüber der Düsenmündung (16) begrenzenden als auch die Düsenmündung (16) mittels einer Platte (14) zum Düsenraum (17) hin abdeckenden, zu dem Zweck von der Pupipenaucrittseite (p\) her beaufschlagten Membran (12) und einer diese belastenden Druckfeder (18) im rjüsenraum (17) besteht, daß der Düsenraum (17) direkt hinter die Verstellblende (19) geschaltet ist, so daß der Differenzdruck die Differenz vom im Düsenraum (17) zum vor der Verstellblende (19) herrschenden Druck (p\) darstellt, und daß der Druck des Düsenraumes (17) den Stellkolben (2) gegen eine Druckfeder (4) direkt beaufschlagt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellkolben (2) durch eine weitere Druckfeder (8) gegen den Steuerdruck abgestützt wird, welche eine Gegenkopplung durch Belastung eines die Düsenbohrung (13) auf der der Mündung (16) gegenüberliegenden Seite verschließenden Ventilkörpers (6) bewirkt

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine viskositätsabhängige Festdrossel (22) in den Strömungsweg von der Pumpenaustrittseite (p\) zu dem Düsenraum (17) an der Membran (12) gegenüberliegenden Membranraum (10) geschaltet ist

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die der Einstellung der Reglerverstärkung dienende Drossel (20) in den Strömungsweg vom Membranraum (10) zum Düsenraum (17) geschaltet ist

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