DE279854C

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Publication number: DE279854C
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Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

^VTENTSCHRIFT^ VTENTSCHRIFT

Vr 279854 KLASSE 88«. GRUPPEVr 279854 CLASS 88 «. GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. August 1913 ab.Patented in the German Empire on August 20, 1913.

Die Erfindung betrifft eine Regelungsvorrichtung für Freistrahlturbinen mit zwei Steuermaschinen, von denen die eine schnell den Ablenker (Schirm) verstellt, die andere langsam die Nadel vorschiebt, also die Aufschlagswassermenge langsam vermindert, jedoch schnell die Nadel zurückzieht, also die Aufschlagswassermenge schnell vermehrt, wobei für alle Belastungsgrade im. Beharrungszustande die Schneide des Ablenkers (Schirmes) den Treibstrahl tangiert. Sie besteht darin, daß das Steuerventil der Steuermaschine für die Düsennadel von dem Kolben der Steuermaschine des Ablenkers (Schirmes) verstellt wird, und daß die Rückführung des Steuerventils in die Mittellage teils durch den Kolben der Steuermaschine des Ablenkers (Schirmes), teils durch den Kolben der Steuermaschine der Nadel erfolgt.The invention relates to a control device for free jet turbines with two control machines, One of which quickly adjusts the deflector (umbrella), the other slowly advances the needle, i.e. the amount of impact water slowly decreases, but quickly withdraws the needle, i.e. the amount of water used multiplied rapidly, with im. Steady state the cutting edge of the deflector (screen) the propulsion jet affects. It consists in the fact that the control valve of the control machine for the nozzle needle is adjusted by the piston of the control machine of the deflector (umbrella), and that the return of the control valve to the central position partly through the piston of the control machine of the deflector (umbrella), partly through the piston of the control machine of the needle.

Hierdurch wird erreicht, daß bei einer Entlastung der Turbine nach erfolgtem Ausgleich von Kraftaufnahme und -abgabe der Strahlquerschnitt durch den Ablenker in gleichem Maße vergrößert wird, wie ihn die Verstellung der Düse verkleinert, und bei einer Belastung der Turbine beide Arbeitskolben den Strahlquerschnitt in gleichem Maße vergrößern.This ensures that when the turbine is relieved after compensation has taken place of force absorption and output of the beam cross-section through the deflector in the same way Dimensions is increased as the adjustment of the nozzle makes it smaller, and with a load Both working pistons of the turbine enlarge the jet cross-section to the same extent.

Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes dargestellt.An exemplary embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing.

Fig. ι zeigt schematisch die Gesamtanordnung der Regelung,Fig. Ι shows schematically the overall arrangement of the scheme,

Fig. 2 das Geschwindigkeitsdiagramm.
In Fig. ι wird die Welle α durch den Hebel a_x von einem beliebigen Geschwindigkeitsregler d eingestellt, der mit einer Vorrichtung β zur Einstellung der Umlaufgeschwindigkeit im Beharrungszustand entsprechend der Belastung versehen sein kann. Der Regler wirkt auf das Steuerventil c ein, das den doppelten Arbeitskolben b steuert, dessen Kolbenstange mit dem Hebel α_Ύ in Verbindung steht.Fig. 2 shows the speed diagram.
In Fig. Ι the shaft α is set by the lever a _x of any speed controller d , which can be provided with a device β for adjusting the rotational speed in the steady state according to the load. The regulator acts on the control valve c , which controls the double working piston b , the piston rod of which is connected to the lever α _Ύ .

Die Welle α ist durch einen Hebel und die Stange f mit dem Ablenker g verbunden.The shaft α is connected to the deflector g by a lever and the rod f.

Von der Welle α wird durch einen weiteren Hebel über die Stange m und den Hebel η das Steuerventil 0 des die Düsennadel q verstellenden Arbeitskolbens ft eingestellt. Der Weg der Düsennadel q wird, in einem geeigneten Übersetzungsverhältnis als Rückführungsanteil für das Ventil 0 durch einen um den Punkt r drehbaren Winkelhebel und die Stange s auf den Hebel η übertragen.From the shaft α , the control valve 0 of the working piston ft adjusting the nozzle needle q is adjusted by a further lever via the rod m and the lever η . The path of the nozzle needle q is transmitted in a suitable transmission ratio as a return component for the valve 0 by an angle lever rotatable about the point r and the rod s on the lever η .

Die Wirkungsweise der Regelung ist folgende:The mode of operation of the regulation is as follows:

Es werde angenommen, die Turbine werde von voller Belastung plötzlich auf Leergang entlastet. Dabei hebt sich die Muffe des Reglers d und dreht den Hebel U₁ mit der Welle a im Sinne des Uhrzeigers von links nach rechts, z. B. aus der Lage'α-1 in die Lage «-3, wobei der Strahlablenker g aus der Lage i'-i' in die punktierte Lage 3'-3' gelangt. Das Steuerventil 0 wird durch die Stange m und den Hebel n, der , aus der Lage i'-i' in die neue Lage i'-3' übergeht, indem der Punkt 1/ als Drehpunkt dient, angehoben. Dadurch gelangt Druckflüssigkeit. aus dem an einem Druckbehälter angeschlos.senen Raum ν durch den Kanal w auf die linke Seite des Arbeitskolbens ft, wodurch eine langsame Rechtsverschiebung der Nadel q ein-It is assumed that the turbine is suddenly relieved of full load to idle. The sleeve of the regulator d lifts and rotates the lever U ₁ with the shaft a clockwise from left to right, z. B. from position'α-1 to position «-3, the beam deflector g moving from position i'-i 'to the dotted position 3'-3' . The control valve 0 is raised by the rod m and the lever n, which changes from the position i'-i 'to the new position i'-3', in that the point 1 / serves as a fulcrum. This causes hydraulic fluid to enter. from the space ν connected to a pressure vessel through the channel w to the left side of the working piston ft, which results in a slow right-hand shift of the needle q

geleitet wird, so daß eine Verminderung des Strahlquerschnittes eintritt. Gleichzeitig tritt die rechts vom Kolben ft befindliche Druckflüssigkeit . durch den Kanal χ zum Auslaß-is directed so that a reduction in the beam cross-section occurs. At the same time, the hydraulic fluid located to the right of the piston ft occurs. through the channel χ to the outlet

stutzen y über. jtrim y over. j

Die Geschwindigkeit des Kolbens ft in der j Schlußrichtung der Nadel (nach rechts) kann j von Hand durch eine Schraube t geregelt werden, durch die der Durchfluß querschnitt für dieThe speed of the piston ft in the j closing direction of the needle (to the right) can be regulated by hand by a screw t through which the flow cross section for the

ίο Druckflüssigkeit verändert wird. \ ίο hydraulic fluid is changed. \

Mit der Verminderung des Strahlquerschnittes | tritt aber auch eine Verminderung der Umlauf- [ geschwindigkeit der Turbine ein, wodurch der Hebel U₁ der Welle α unter dem Einfluß des Reglers d wieder langsam von rechts nach links gedreht und der Ablenker g durch die Stange f wieder abwärts bewegt wird, während die Nadel q den auf Laufrad und Ablenker auftreffenden Strahlquerschnitt noch weiter verringert. Im gleichen Maße, wie die Querschnittsverminderung des das Laufrad treffenden Teiles des Strahles vor sich geht, wird dieser durch das Ausschwenken des Ablenkers dem Laufrad wieder zugeführt. Dabei bewegen sich die beiden Stangen m und s abwärts.With the reduction of the beam cross-section | but also occurs a reduction in the rotational speed of the turbine, whereby the lever U _{1 of} the shaft α slowly rotated again from right to left under the influence of the controller d and the deflector g is moved down again by the rod f, while the Needle q further reduces the jet cross-section that hits the impeller and deflector. As the cross-section of the part of the jet hitting the impeller is reduced, it is fed back to the impeller when the deflector is pivoted out. The two rods m and s move downwards.

Sobald der Hebel η infolge des Fortschreitens des Kolbens ft und des Sinkens der Stange m die Lage 2'-2' einnimmt, ist das Ventil 0 wieder in seine Mittellage und der Hebel U₁ in die Lage a-2 gelangt. Die Bewegungen des Kolbens ft und des Ablenkers g sind mithin zum Stillstand gekommen. Der Strahl hat jetzt einen dem Leergang der Turbine entsprechenden Querschnitt und tritt wieder ungehindert ins Laufrad, wobei der Ablenker g genau an der unteren Begrenzung des Strahles anliegt.As soon as the lever η assumes the position 2'-2 'as a result of the advancement of the piston ft and the sinking of the rod m , the valve 0 is again in its central position and the lever U ₁ in position a-2 . The movements of the piston ft and the deflector g have therefore come to a standstill. The jet now has a cross-section corresponding to the idle speed of the turbine and enters the impeller again unhindered, with the deflector g resting exactly on the lower limit of the jet.

In Fig. 2 sind die Schaulinien der Geschwindigkeitsänderung der Turbine zur Darstellung gebracht, und zwar stellt die-Linie 1-2-3-4-5 das Schaubild eines Reglers mit im Beharrungszustand bei allen Belastungen veränderlicher Umlaufgeschwindigkeit und die Linie 1-2-3-6-7 das Schaubild eines Reglers mit bei allen Belastungen gleichbleibender Umlaufgeschwindigkeit dar. Im Punkt 1 beginnt die Entlastung, bei 2 ist die größte Abweichung in der Umdrehungszahl erreicht, bei 3 tritt beim Regler mit veränderlicher Beharrungs-Umlaufgeschwindigkeit wieder ein öffnen der Turbine ein, bei 4 oder 6 beginnt das langsame Ausschwenken des Ablenkers g, wodurch der Strahl in dem Maße auf das Laufrad geleitet wird, wie sein Quer-. schnitt durch die Nadel q verringert wird. In den Punkten 5 und 7 ist der Beharrungszustand wieder erreicht. Langsame Entlastungen können allein von der Düsenverstellung ausgeglichen werden, ohne daß der Ablenker in den Strahl einschneidet.In Fig. 2 the visual lines of the speed change of the turbine are shown, namely the line 1-2-3-4-5 represents the diagram of a controller with a variable speed of rotation in the steady state at all loads and the line 1-2-3 -6-7 shows the diagram of a controller with constant rotational speed under all loads. At point 1 the relief begins, at 2 the greatest deviation in the number of revolutions is reached, at 3 the turbine reopens for the controller with a variable steady-state rotational speed , at 4 or 6, the deflector g begins to slowly pivot out, whereby the beam is directed onto the impeller to the same extent as its transverse. cut through the needle q is reduced. In points 5 and 7 the steady state is reached again. Slow relief can be compensated for by adjusting the nozzle without the deflector cutting into the jet.

Wird die Turbine wieder belastet, so dreht der Hebel a_x die Welle α von rechts nach links,If the turbine is loaded again, the lever a _x rotates the shaft α from right to left,

z. B. aus der Lage a-z in die Lage α-τ. Der Ablenker g gelangt in die in ausgezogenen' Linien gezeichnete Lage, während das Steuerventil 0 abwärts bewegt wird, indem der Hebel η aus der Lage 2'-2' in die Lage 2'-i' übergeht. Mithin gelangt Druckflüssigkeit durch den Kanal * auf die rechte Seite des Kolbens p, während für die linke Seite desselben eine Öffnung u im Kanal ζ freigegeben wird, die die Druckflüssigkeit links vom Kolben ungehindert zum Abfluß y entweichen läßt.z. B. from position az to position α-τ. The deflector g moves into the position shown in solid lines, while the control valve 0 is moved downwards, in that the lever η changes from position 2'-2 ' to position 2'-i'. Pressure fluid therefore passes through the channel * to the right side of the piston p, while an opening u in the channel ζ is released for the left side of the same, which allows the pressure fluid to escape unhindered to the drain y to the left of the piston.

Der Kolben ft bewegt sich rasch nach links und vergrößert die Aufschlagwassermenge der Turbine. Bei dieser Bewegung wird der Hebel η wieder in die Lage i'-i' gebracht, in der sich das Ventil 0 wieder in seiner Mittellage befindet.The piston ft moves quickly to the left and increases the amount of impact water from the turbine. During this movement, the lever η is brought back into the position i'-i ', in which the valve 0 is again in its central position.

Der Ablenker g hat sich während dieser Zeit abwärts bewegt und in gleichem Maße den Weg für den ungehinderten Durchgang des Strahles freigegeben, wie der Strahl durch die Verstellung der Düse vergrößert wurde. Die untere Begrenzung des Strahles wird hierbei ständig vom Ablenker berührt. In der gezeichneten Stellung ist wieder Beharrungszustand erreicht.The deflector g has moved downwards during this time and has released the path for the unimpeded passage of the jet to the same extent as the jet was enlarged by the adjustment of the nozzle. The lower limit of the beam is constantly touched by the deflector. In the position shown, the steady state is reached again.

Die langsame Bewegung der Nadel kann natürlich auch durch eine Flüssigkeitssperrung bekannter Bauart erreicht werden, auch kann z. B. an Stelle der Regelschraube t die punktiert angedeutete Schraube Zi₁ angeordnet werden, die den Übergang zwischen den Kanälen ζ und y vermittelt. Es kann auch die Regelschraube t dadurch ersetzt werden, daß die die linke Seite des Kolbens ft regelnde Öffnung des Steuerventils 0 entsprechend kleiner ausgeführt wird als die die rechte Seite des Kolbens ft regelnde Öffnung dieses Ventils. Für Turbinen mit mehreren Einlaufen können vorteilhaft alle Ablenker von ein und demselben Kraftzylinder betätigt werden, während jede Düsenverstellung von einem besonderen Kraftzylinder beeinflußt wird, deren Steuerventile von dem die Ablenker betätigenden Zylinder bewegt werden.The slow movement of the needle can of course also be achieved by a liquid barrier of known type. B. instead of the regulating screw t the dotted screw Zi _{1 can be} arranged, which mediates the transition between the channels ζ and y. The regulating screw t can also be replaced by making the opening of the control valve 0 regulating the left side of the piston ft correspondingly smaller than the opening of this valve regulating the right side of the piston ft. For turbines with several inlets, all deflectors can advantageously be actuated by one and the same power cylinder, while each nozzle adjustment is influenced by a special power cylinder whose control valves are moved by the cylinder which actuates the deflectors.

Claims

Patent Claims:

i. Control device for free-jet turbines with two control machines, one of which quickly adjusts the deflector (screen), the other slowly advances the needle, i.e. slowly reducing the amount of water at stake, but quickly withdrawing the needle, i.e. rapidly increasing the amount of water at streak, with all load levels in the steady state the cutting edge of the deflector (screen) is tangent to the propulsion jet, characterized in that the control valve (0) of the control machine ( ft) for the needle (q ) is adjusted by the piston (δ) of the control machine of the deflector (screen), and that the Return of tax

valve (ο) in the middle position partly by the piston (δ) of the control machine of the deflector (umbrella), partly by the piston (p) of the control machine of the needle.

2. Control device according to claim i, characterized in that the rapid retraction of the needle (q) by releasing a larger flow cross-section of the control valve (o and u) and the slow advance of the needle (q) by releasing a smaller flow cross-section of the control valve (o) is produced.

For this purpose ι sheet of drawings.