DE260460C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- JV* 260460 KLASSE 88«. GRUPPE

BRIEGLEB, HANSEN & CO. in GOTHA.

Regler für Freistrahlturbinen mit zwei Arbeitszylindern.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. September 1911 ab.

Regler für Freistrahlturbinen, bei welchen von. einem Fliehkraftpendel aus zwei Arbeitszylinder gesteuert werden, von denen der eine eine rasche Verstellung des Strahlablenkers, der andere eine langsame Verstellung der Düse bewirkt, und bei denen jeder Arbeitskolben auf das zugehörige Steuerventil mit einer starren Rückführung einwirkt, sind bekannt. Bei derartigen Reglern wird durch die starren

ίο Rückführungen jeder Stellung des Düsenverschlusses für den Beharrungszustand eine bestimmte Stellung des Strahlablenkers zugeordnet, und durch passende Wahl der Maßverhältnisse kann man erreichen, daß im Beharrungszustande der Strahlablenker immer gerade am Rande des Strahles steht, was für eine präzise Regelung notwendig ist. Andererseits wiesen aber diese Regler bisher infolge der starren Rückführung eine bleibende Ungleichförmigkeit zwischen Leerlauf und voller Belastung auf. Der Zweck der vorliegenden Neuerung ist, diese bleibende Ungleichförmigkeit zu beseitigen, ohne den durch die starren Rückführungen hergestellten eindeutigen Zusammenhang zwischen den Stellungen der beiden Arbeitskolben für den Beharrungszustand zu stören.

In der Zeichnung ist die neue Anordnung schematisch dargestellt, α ist der Arbeitszylinder für die Bewegung des Düsenverschlusses s, b das zugehörige Steuerventil, c ist der Arbeitszylinder für die Bewegung des Strahlablenkers t, und d das Steuerventil für denselben. Die Steuerung ist so eingerichtet, daß der Arbeitskolben im Zylinder α nach unten geht und die Düsenöffnung verkleinert, wenn der Steuerkolben im Steuerventil b nach oben aus der Mittelstellung verschoben wird; ebenso hat eine Verschiebung des Steuerkolbens im Steuerventil d eine Abwärtsbewegung des Arbeitskolbens im Zylinder c zur Folge, durch welche der Strahlablenker in den Strahl hineingeschoben wird. Das Steuerventil b wird durch den Hebel e, das Steuerventil d durch den Hebel f verstellt. Die Hebel e und f sind im Punkte g gelenkig miteinander verbunden. Die anderen Endpunkte der Hebel e und f stehen mit den Kolbenstangen der in den Arbeitszylindern α und c arbeitenden Kolben in Verbindung und bewirken so die Rückführung. Der Punkt g wird nun nicht wie bei den bekannten Reglern unmittelbar von dem Fliehkraftpendel verstellt, sondern steht durch die Stange h mit dem Hebel i in Verbindung. Im Punkte k des Hebels i greift das Fliehkraftpendel I an. Der andere Endpunkt m des Hebels i ist gelenkig mit der Kolbenstange des Ölbremsenkolbens verbunden. Das Gehäuse der Ölbremse ist fest, die Kolbenstange ist nach unten verlängert und greift an dem einen Ende der Zug- und Druckfeder 0 an. Das andere Ende der Feder 0 ist an dem Endpunkte φ des Hebels f gelenkig befestigt und folgt somit auch den Bewegungen des den Strahlablenker bewegenden Arbeitskolbens.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Im Beharrungszustande ist die Feder 0 spannungslos; wenn eine plötzliche Regelungsbewegung des Arbeitskolbens des Strahlablenkers erfolgt, kommt die Feder unter Spannung, weil der Ölbremsenkolben nurlangsam

nachgibt. Es möge beispielsweise eine Entlastung der Turbine stattfinden; für den ersten Augenblick ist dann der Punkt m als fester Punkt zu betrachten. Zuerst wird der Punkt g vom Fliehkraftpendel angehoben, dann geht der Arbeitskolben des Strahlablenker schnell nach abwärts, führt das Steuerventil d in die Mittelstellung zurück und kommt zur Ruhe, während der Arbeitskolben für die Düsenverstellung sich langsam nach abwärts zu bewegen beginnt. Für das vorliegende Beispiel möge der Einfachheit halber angenommen werden, daß es sich um eine rechteckige Düse handelt, bei welcher durch den Düsenverschluß die Breite des Rechteckes, welches den Stahlquerschnitt bildet, verkleinert wird, so, daß nur diejenigen Teile des Strahles, welche vom Strahlablenker bereits abgelenkt waren, durch die nachrückende Düsenverstellung allmählich abgestellt werden. Für den weiteren Verlauf des Regelungsvorganges nach der oben beschriebenen Phase ist dann die Geschwindigkeit, mit welcher die Düse geschlossen wird — solange sie nur so klein bleibt, daß keine wesentlichen Druckänderungen in der Zuflußleitung entstehen —, vollkommen gleichgültig, da sie nur diejenigen Teile des Strahles beeinflußt, welche von dem Strahlablenker sowieso von der Turbine abgelenkt werden.

Der Regelungsvorgang hat somit seinen vorläufigen Abschluß damit gefunden, daß der Punkt g und mit ihm die Muffe des Fliehkraftpendels in einer im Vergleiche zur Anfangslage höheren Stellung zur Ruhe gekommen sind, während der Punkt m sich noch nicht wesentlich verschoben hat. Entsprechend der hohen Muffenstellung ist die Umlaufzahl höher als normal. Nun beginnt die Ölbremse η langsam nachzugeben. Dadurch wird zunächst die Stange h und damit der Steuerkolben des Steuerventils d etwas angehoben; der Arbeitskolben des Strahlablenkers rückt noch etwas nach unten und schiebt den Strahlablenker noch etwas in den Strahl hinein. Die dadurch gegebene Kraftverminderung der Turbine leitet ein Sinken der Umlaufzahl ein, bis sich schließlich ein Beharrungszustand einstellt, bei welchem der Punkt m gegenüber dem Anfangszustande um ebensoviel tiefer steht wie der Arbeitskolben im Zylinder c, und bei dem ferner der Punkt g höher ist als in der Anfangslage. Die Höhenlage der Pendelmuffe im Beharrungszustande hängt von der Wahl der Hebelverhältnisse ab; wenn sich g-q zu q-p verhält, wie r-k zu k-m, so kehrt die Muffe des Fliehkraftpendels in die Anfangslage zurück, womit unveränderliche Umlaufgeschwindigkeit der Turbine für alle Belastungen erreicht ist. Bei abweichender Wahl der Hebelverhältnisse kann nach Belieben auch ein positiver oder negativer Ungleichförmigkeitsgrad erzielt werden.

Für die Dynamik des dargestellten Regelungsvorganges ist bei den angegebenen Voraussetzungen die Bewegung des Düsenver-Schlusses unwesentlich. Es ist deshalb auch gleichgültig, ob in dem Zeitpunkte, in welchem die Muffe des Fliehkraftreglers ihre Anfangslage wieder erreicht, der Düsenverschluß das überschüssige Wasser schon ganz abgestellt hat oder nicht. In dieser Hinsicht ergeben sich auch bei verschiedenen Turbinenanlagen verschiedene Bedingungen. Die Geschwindigkeit, mit welcher die Ölbremse nachgeben darf, hängt nämlich von der Größe der Schwungmassen, von der Bauart des Steuerventils usw. ab, nicht aber von der Länge der Wasserzuleitung, da bei den Bewegungen des Strahlablenkers die Trägheit des Wassers in der Zuleitung nicht wirkt. Umgekehrt hängt die zulässige Schließgeschwindigkeit hauptsächlich von den Verhältnissen der Wasserzuleitung ab, weil sie durch die. zulässigen Drucksteigerungen gegeben ist. Um diesen Umständen Rechnung zu tragen und nicht zwei Elemente, welche unabhängig voneinander die dynamischen Verhältnisse der Regelung festlegen, durch die Reglerbauart störend miteinander zu verbinden, ist es notwendig, den unteren Endpunkt der Feder 0 vom Arbeitskolben des Strahlablenkers und nicht etwa vom Arbeitskolben des Düsenverschlusses bewegen zu lassen.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Regler für Freistrahlturbinen mit zwei Arbeitszylindern, von denen der eine zur raschen Verstellung eines Strahlablenkers und der andere zur langsamen Verstellung der Düse dient, und welche beide durch je ein Steuerventil von einem Punkte (g) eines- Hebelwerkes unter Einschaltung je einer starren Rückführung gesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß dieser Punkt (g) unter dem gleichzeitigen Einflüsse eines Fliehkraftpendels und eines zweiten Punktes (m) steht, welcher den Bewegungen des Strahlablenkers verzögert nachfolgt, zu dem Zwecke, eine beliebige Abhängigkeit der Umlaufgeschwindigkeiten im Beharrungszustande von der Belastung zu erreichen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.