DE246166C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATE NTAMi:

PATENTSCHRIFT

-Λ* 246166-KLASSE 14 c. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 13. Februar 1910 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf partial beaufschlagte Dampfturbinen mit mehreren Einlaßventilen und hat zum Gegenstand eine Fernsteuerung, bei welcher ein von einem Schwungregler, einem Dampfdruckregler, von Hand oder sonstwie gesteuerter Servomotor (mechanisches Relais) durch Vermittelung eines hydraulischen Gestänges auf die Einlaßventile der Turbine derart einwirkt, daß diese sich eines nach dem andern öffnen oder schließen. Die Besonderheif~der erfundenen Fernsteuerung liegt darin, daß die Belastung eines Zentralkolbens, dessen jeweilige Lage von der des Servomotor kolbens bestimmt wird, den Druck der hinter dem Zen-

!5 tralkolben befindlichen Steuerflüssigkeit (vorzugsweise Öl) dem Hub des Servomotorkolbens proportional erhält.

Behufs Durchführung der Erfindung werden die Spindeln sämtlicher Einlaßventile mit je einem Kolben versehen, der auf der einen Seite unter dem Druck der Steuerflüssigkeit, auf der anderen Seite unter Federbelastung steht. Dabei wird dafür Sorge getragen, daß die Spannung der Belastungsfedern von Ventil zu Ventil stufenweise abnimmt, Wobei die größte vorkommende Federspannung dem in der Zuleitung der Steuerflüssigkeit (vor dem Zentralkolben) herrschenden Druck entspricht. Hinter dem Zentralkolben, d. h. zwischen dem Zentral-■ kolben und dem Einlaßventilkolben, herrscht dann ein niedrigerer Druck, dessen Höhe von der jeweiligen Stellung des Zentralkolbens abhängt. Durchläuft nun der Zentralkolben eine Reihe von Lagen, was man von Hand bewirken oder unter dem Einfluß des Reglers selbsttätig vor sich gehen lassen kann, so.schließen oder öffnen sich die Einlaßventile eines nach dem andern, indem jeweils nur dasjenige Ventil seine bisherige Lage verändert, bei welchem der in der hydraulischen Zuleitung herrschende Druck den von der entgegenwirkenden Federspannung bestimmten Ausgleichungsdruck durchschreitet.'

Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 die schematische Zusam- ■ menstellung einer Turbine nebst dem unmittelbar von der Turbinenwelle angetriebenen, im Gehäuse K eingeschlossenen Regler. Fig. 2 ist zum Teil Vorderansicht der Turbine, zum Teil ein Querschnitt durch den Dampfeinströmungskanal A, der sich oben, bei C, fächerartig erweitert und zu den Einlaßventilen V, V usw. führt. Die in größerem Maßstabe gezeichnete Fig. 3 läßt den Regler, den Querschnitt des Reglergehäuses, einen Verteilungsschieber und den Zentralkölben erkennen, während die ebenfalls in größerem Maßstabe aufgezeichnete Fig..4 ein Bruchstück des Turbinenrades T' nebst den Schaufeln -p, die davor befindliche Düse U, das Einlaßventil V und den damit verbundenen Steuerkolben S veranschaulicht.

Der als Kölbchen ausgebildete Verteilungsschieber E (Fig. 3) ist mit der Hülse M des Reglers R durch ein Zwischengestänge verbunden und folgt somit ihrer Auf- und Abbewegung;

er wird in der hohlen Nabenverlängerung des Zentralkolbens P geführt, welche ihrerseits in einer mit der Wand Y zusammengegossenen Mittelführüng läuft. Zur Belastung des Zentralkolbens P dient die (zweckmäßig einstellbare) Feder 5. Durch den in der Wand Y vorgesehenen Kanal c tritt, das Druckmittel emv Jedesmal, wenn die Hülse M wegen Vergrößerung der Turbinenbelastung steigt, öffnet der

ίο Kolbenschieber E die untere Spalte des in der Zentralkolbennabe vorgesehenen Kanals d, so daß das Druckmittel vom Zuleitungskanal c und dem in der Mittelführung ausgesparten Ringraum durch einen zweiten Kanal der Zentralkolbennabe, den rings um eine Einziehung des Kolbenschiebers E verbleibenden Ringraum, den Kanal d und den Raum unterhalb des Zentralkolbens P nach der bei der Gehäuse-Öffnung f beginnenden Zwischenleitung gelangen kann. Die Zwischenleitung führt nach der öffnung b des Ventilgehäuses D (Fig. 4), so daß der Flüssigkeitsdruck auf der Rückseite des Kolbens 5 zur Wirkung kommt und das Einlaßventil V öffnet, sobald er die Spannung der Ventilfeder m zu überwinden vermag.

Beim Eintritt des Druckmittels durch die Zuleitung c unter den Zentralkolben P wird aber auch die Zentralkolbenfeder s um einen gewissen Betrag zusammengedrückt. Der KoI-ben P folgt also nach kurzer Zeit dem steigenden Kolbenschieber E. Dadurch wird bei gleichbleibender Lage der Reglerhülse der Übertritt des Druckmittels wieder unterbrochen. Erst wenn die Reglerhülse M weiter steigt, treten neue Mengen des Druckmittels von der Zuleitung c nach der Zwischenleitung f über. Da das Druckmittel bei der Ubertrittsstelle vom Steuerkolben E nach dem Kanal d gedrosselt wird, hängt der in den Zwischenleitungen

herrschende Druck ausschließlich von der jeweiligen Spannung der auf dem Zentralkolben P lastenden Feder s ab. Im besprochenen Beispiel wird also beim späteren Druckmittelübertritt in den Zwischenleitungen ein höherer Druck erzielt als beim vorhergegangenen Druckmittelübertritt, so daß nunmehr die Federspannung des nächst stärker belasteten Einlaßventils V überwunden werden kann. Daher wird jetzt ein weiteres Einlaßventil V geöffnet, und die entsprechenden Vorgänge wiederholen sich, solange der Druck der bei c eingetretenen Flüssigkeit, ausreicht, d. h. bis wegen des Wegfalls der Drosselung der Druck in sämtlichen nach je einem Ventilgehäuse D führenden Zwischenleitungen dem in der Zuleitung c herrschenden Anfangsdruck gleich geworden ist.

Sinkt hingegen die Hülse M wegen Verminderung der Turbinenbelastung, so öffnet der Steuerkolben E die obere Spalte des Kanals d, so daß Flüssigkeit aus den Zwischenleitungen b-f durch die hohle Zentralkolbennabe über den Zentralkolben P gelangen kann. Dadurch wird der der Feder s entgegenwirkende Flüssigkeitsdruck vermindert, ebenso auch der auf die Ventilkolben 5 wirkende Flüssigkeitsdruck. Infolgedessen schließt sich einerseits eines der Einlaßventile V, andererseits der Flüssigkeitsauslaß d. Bei weiterem Sinken der Hülse M treten neue Mengen des Druckmittels aus, der Flüssigkeitsdruck in den Zwischenleitungen sinkt noch eine Stufe tiefer, es schließt sich ein zweites Ventil usw. Damit der Raum oberhalb des Zentralkolbens P sich nicht gänzlich mit dem Druckmittel füllen kann, wodurch das Austreten weiterer Flüssigkeitsmengen verhindert werden würde, ist oberhalb des Zentralkolbens im Gehäuse eine Ableitung e vorgesehen.

Bei der Anordnung nach Fig. 3 liegen der Regler J?, der Kolbenschieber E und der Zentralkolben P in der nämlichen Achse übereinander. Unter Umständen, z. B. mit Rücksicht auf die Raum Verhältnisse, ist es jedoch vorzuziehen, die genannten Organe nach drei getrennten parallelen Achsen anzuordnen. Dann ergibt sich die Ausführungsform gemäß Fig. 5, in welcher nach Möglichkeit die nämlichen Bezugszeichen verwendet sind wie in Fig. 3. Die Steuerung der Ventile V erfolgt auch in diesem Fall ganz ähnlich wie bei der beschriebenen Ausführungsform, nämlich so:

Wenn die Umlaufgeschwindigkeit des Reglers wegen Vergrößerung des Widerstandes abnimmt und dementsprechend die Hülse M sinkt, so hebt sie mittels des Gestänges F-h-H den Steuerkolben E, wodurch die untere Spalte des Kanals d sich öffnet. Nunmehr kann das Druckmittel von der Zuleitung c aus über den Zentralkolben P gelangen, und da die Zwischenkammer G schon vorher mit dem Druckmittel (Öl) vollständig gefüllt war, so sinkt der Zentralkolben P, wodurch die Feder s ein wenig zusammengedrückt wird. Beim Niedergang des Zentralkolbens P wird auch der Kolbenschieber E nach unten mitgenommen, so daß der Kanal d sich wieder schließt. Da aber das Gehäuse K von einer oder mehreren Öffnungen f aus durch Zwischenleitungen mit der Öffnung b (Fig. 4) des Ventilgehäuses D in Verbindung steht und der Flüssigkeitsdruck mit der Spannung der Feder s gestiegen ist, so öffnet sich eines der Ventile V, und die Dampfzufuhr in der Turbine vermehrt sich.

Nimmt hingegen die Belastung der Turbine ab, so steigt die Hülse M, und der Kolbenschieber E sinkt, bis der Kanal d an seiner oberen Spalte geöffnet wird. Alsdann kann ein Teil der Flüssigkeit aus den Zwischenleitungen b-f austreten und auf der Unterseite des Zentralkolbens durch den Ablaß β entweichen. Dementsprechend nimmt der Druck in den Zwischenleitungen ab, und eines der Einlaßventile schließt sich.

Selbstverständlich könnte der Hebel H auch von Hand oder mittels Elektrizität bedient werden.

Aus Fig. 6 in Verbindung mit Fig. 4 ist eine dritte Ausführungsform ersichtlich, die sich auf den Fall bezieht, daß der Kolbenschieber E von einem Dampfdruckregler beeinflußt werden soll. Dabei sind wiederum die früheren Bezeichnungen für entsprechende Teile beibehalten.

Der bei q eintretende Dampf hebt bei steigendem Druck, der Belastungsfeder η entgegenwirkend, den im Zylinder N spielenden Reglerkolben Z, so daß durch Vermittelung der Schwinge L der Kolbenschieber E gesenkt und die obere Spalte des Kanals d geöffnet wird. Infolgedessen tritt öl aus den Zwischenleitungen b-f zurück über den Zentralkolben P. Dabei nimmt die einseitige l^draulische Belastung des Zentralkolbens P und der Ventilkolben S ab, und eines der Einlaßventile schließt sich. Sinkt hingegen der Dampfdruck, so streckt sich die Reglerfeder n, und der Reglerkolben Z geht eine Stufe abwärts. Infolgedessen wird der Kolbenschieber E gehoben und die untere Spalte des Kanals d geöffnet. Alsdann tritt von c aus neue Druckflüssigkeit ein, die durch Vermittelung der Zwischenleitungen f-b auf die Ventilkolben S wirkt. Wegen der dadurch bedingten Druckvermehrung in den Zwischenleitungen öffnet sich eines der bisher geschlossenen Einlaßventile der Turbine.

Die zuletzt beschriebene Anordnung wird vorzugsweise dann angewendet, wenn — was bekanntlich zur bestmöglichen Ausnutzung der im Dampf aufgespeicherten Energie führt — der Abdampf der Turbine zu Heizzwecken weiter verwendet werden soll und somit gleichbleibender Abdampfdruck erwünscht ist.

Der Reglerkolben Z steht dann also auf seiner Unterseite unter dem Druck der Heizleitung.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Fernsteuerung mittels hydraulischen Gestänges für partial beaufschlagte Dampfturbinen mit mehreren Einlaßventilen und mit gesteuertem Servomotor, dadurch gekennzeichnet, daß die Federbelastung (s) eines Zentralkolbens (P), dessen jeweilige Läge von der des Servomptorkolbens (E) bestimmt wird, den Druck der das hydraulische Gestänge bildenden Steuerflüssigkeit dem Hub des Servoniotorkolbens (E) proportional erhält.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.