DE309588C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

- JVr 309588 KLASSE 88«. GRUPPE- JVr 309588 CLASS 88 «. GROUP

EDMOND FULPIUS in GENF, Schweiz.EDMOND FULPIUS in GENEVA, Switzerland.

in Tätigkeit gesetzten Auslaßvorrichtung.activated discharge device.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 9. Mai 1918 ab.Patented in the German Empire on May 9, 1918.

Vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Vermeidung von Druckerhöhungen in einer eine oder mehrere Wasserturbinen . speisenden Leitung.The present invention relates to a device for avoiding pressure increases in one or more water turbines. feeding line.

Die Einrichtung besitzt, wie andere bekannte, demselben Zweck dienende Einrichtungen, eine Auslaßvorrichtung, die durch einen Geschwindigkeitsregler nur dann in Tätigkeit gesetzt wird, wenn eine rasche Schließung des Gliedes erfolgt, welches die von der Turbine aufgefangene Wassermenge regelt. Sie unterscheidet sich aber dadurch von den andern, daß allein die Öffnung der Auslaßvorrichtung diese rasche Schließung des die Wassermenge regelnden Gliedes verursachen kann und dies, indem in einen dieses Glied eintreibenden Servomotor die ganze Menge einer zur Schließung der Auslaßvorrichtung dienenden Druckflüssigkeit oder ein Teil dieser Druckflüssigkeit befördert wird.The facility has, like other known facilities serving the same purpose, an outlet device which is activated by a speed regulator only when a rapid one Closure of the link takes place, which is the amount of water collected by the turbine regulates. But it differs from the others in that only the opening of the Outlet device cause this rapid closure of the member regulating the amount of water can and this by putting the whole amount in a servo motor driving this link a pressure fluid used to close the outlet device or a part of it Hydraulic fluid is conveyed.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung schematisch dargestellt, und zwar veranschaulicht die einzige Figur einen Längsschnitt durch dieses Ausführungsbeispiel.An exemplary embodiment of the device is shown schematically in the accompanying drawing shown, namely the single figure illustrates a longitudinal section this embodiment.

In dieser Figur ist α eine Druckleitung, die eine nicht dargestellte Turbine durch eine Düse b speist; c ist ein entlastetes Ventil, das auf der Leitung α angeordnet und imstande ist, wenn rasche Entlastungen der Turbine erfolgen, den der Belastungsverminderung entsprechenden Bruchteil der Wassermenge abzulassen; c¹ ist eine Scheibe des Ventils; c² ist eine Antriebsstange der Scheibe; c³ ist ein Entlastungskolben für diese Scheibe; f ist ein Kolbenmotor, dessen Kolben p¹ mit dem Entlastungskolben c³ einen Differentialkolben bildet; p² ist die kleine Fläche dieses Kolbens, auf welche der Druck einer Flüssigkeit 0 wirkt, welche das Bestreben hat, das Ventil zu öffnen; pⁱ ist die große Fläche des Kolbens, auf welcher der Druck einer anderen Flüssigkeit lastet, die normalerweise danach strebt, das Ventil zu schließen; r ist die Zuführungsleitung der Flüssigkeit 0 zur Kammer p³ ; f ist ein einfach wirkender Servomotor; δ¹ ist das Glied zur Regelung der durch die Turbine hindurchströmenden Wassermenge, da es dem Drucke der Leitung α unterworfen ist, stets das Bestreben hat, die Düse b zu öffnen; f³ ist eine Pleuelstange, welche dieses Glied mit dem Kolben f^z des Servomotors verbindet; f⁵ ist die Servomotorkammer, in welcher der Druck der die Schließung der Düse δ bewirkenden Flüssigkeit. o¹ ausgeübt wird; g ist eine Steuervorrichtung, deren Kolbenschieber g¹ die Zuführung und den Auslaß der Flüssigkeit o¹ durch den Kanal f^e steuert; h ist einIn this figure, α is a pressure line which feeds a turbine, not shown, through a nozzle b; c is a relieved valve, which is arranged on the line α and is able, if the turbine is relieved rapidly, to drain the fraction of the amount of water corresponding to the reduction in the load; c ¹ is a disc of the valve; c ² is a drive rod of the disc; c ³ is a relief piston for this disc; f is a piston engine, the piston p ^{1 of} which forms a differential piston with the relief ^{piston c 3;} p ² is the small area of this piston on which the pressure of a liquid O acts, which tends to open the valve; p ⁱ is the large area of the piston on which the pressure of another liquid rests, which normally tries to close the valve; r is the supply line of the liquid 0 to the chamber p ³ ; f is a single acting servo motor; δ ¹ is the element for regulating the amount of water flowing through the turbine, since it is subjected to the pressure of the line α , it always tries to open the nozzle b; f ³ is a connecting rod which connects this link to the piston f ^{z of} the servo motor; f ⁵ is the servomotor chamber in which the pressure of the liquid causing the closure of the nozzle δ. o ^{1 is} exercised; g is a control device, the piston slide g ^{1 of} which controls the supply and discharge of the liquid o ¹ through the channel f ^e; h is a

Hebel, der bei h¹ durch die Stange s eines nicht dargestellten Geschwindigkeitsreglers betätigt wird, bei h³ an der Stange des Servomotorkolbens angelenkt und bei A² mit der Stange g² des Kolbenschiebers g¹ verbunden ist; r² ist ein Hahn zur Regelung der Menge der Flüssigkeit o¹, weiche die Leitung r¹ an die die Steuerungsvorrichtung mit dem Servomotor p verbindende Leitung abgibt.Lever which is actuated at h ¹ by the rod s of a speed controller (not shown), is hinged to the rod of the servomotor piston at h ³ and is connected to the rod g ^{2 of} the piston valve g ¹ ^{at A 2} ; r ² is a cock for regulating the amount of liquid o ¹ which the line r ¹ delivers to the line connecting the control device to the servomotor p.

ίο Die Wirkungsweise des veranschaulichten Ausführungsbeispieles ist folgende:ίο The mode of action of the illustrated Embodiment is the following:

Wenn der Lauf der Turbine ein normaler ist und für irgendeine Turbinenbelastung, die einer bestimmten öffnung der Düse b, d. h.If the running of the turbine is normal and for any turbine load that a certain opening of the nozzle b, ie

dem Schließen des Kanals f^e durch den Kolbenschieber g¹ entspricht, wird das Auslaßventil durch den Druck, der Flüssigkeit o¹ geschlossen gehalten, der mit voller Wirkung die große Fläche des Kolbens p^l belastet.corresponds to the closing of the channel f ^e by the piston ^{valve g 1} , the outlet valve is kept closed by the pressure of the liquid o ¹ , which loads the large area of the piston p ^{l with full effect.}

Falls eine rasche Entlastung der Turbine erfolgt, so versohiebt die Stange s des Geschwindigkeitsreglers das Ende h¹ des Hebels h rasch von unten nach oben, der, indem er um h³ schwingt, den Kolbenschieber g¹ derIf the turbine is rapidly relieved of pressure, the rod s of the speed regulator quickly pushes the end h ^{1 of} the lever h from the bottom upwards, which, by swinging around h ^3, pushes the piston valve g ^{1 of} the

Steuerungsvorrichtung g so hebt, daß die Kammer f⁵ des Servomotors mit der Kammer p⁵ des Kolbenmotors durch das Rohr q in Verbindung gesetzt wird. Wenn also der in p^B durch den Kolbenmotor p erzeugte Druck größer vorgesehen ist, als der Gleichgewichtsdruck des Servomotors f, was immer möglich ist, bringt eine ausreichende Hebung des Kolbenschiebers g¹ eine Verminderung des Druckes im Räume p⁵ mit sich, wodurch eine öffnung des Ventils c und gleichzeitig eine Schließung der Düse b infolge der in die Kammer f ⁵ des Servomotors beförderten Flüssigkeitsmenge hervorgerufen werden. Wenn andererseits die Durchmesser und die Hübe der Kolben p¹, f^z so vorgesehen sind, daß die Zylindervolumina des Kolbenmotors und des Servomotors, die einer und derselben öffnung des die Wassermenge steuernden Gliedes und des Ventils entsprechen, einander gleich sind und daßControl device g raises so that the chamber f ^{5 of} the servo motor is connected to the chamber p ^{5 of} the piston motor through the pipe q . If the pressure generated in p ^B by the piston motor p is provided to be greater than the equilibrium pressure of the servo motor f, which is always possible, sufficient lifting of the piston valve g ¹ brings about a reduction in the pressure in space p ⁵ , which results in an opening of the valve c and at the same time a closure of the nozzle b caused by the amount of liquid conveyed into the chamber f ^{5 of the servomotor.} If, on the other hand, the diameters and the strokes of the pistons p ¹ , f ^z are provided so that the cylinder volumes of the piston motor and the servo motor, which correspond to one and the same opening of the member controlling the amount of water and of the valve, are equal to one another and that

weiter die Änderung der durch diese Organe strömenden Wassermengen dem Hube der Kolben p¹, f² direkt proportional ist, so ist es klar, daß für irgendeine Entlastung der Turbine, die gleichzeitige Bewegung dieser beiden Organe keine Änderung in der durch die Leitung strömenden Wassermenge, d. h. keine Druckerhöhung mit sich bringt, und dies welches auch die'Schließgeschwindigkeit der Düse b sei.Furthermore, the change in the amount of water flowing through these organs is directly proportional to the stroke of the pistons p ¹ , f ² , so it is clear that for any relief of the turbine, the simultaneous movement of these two organs does not change the amount of water flowing through the pipe, ie does not bring about any increase in pressure, and this is whatever the closing speed of the nozzle b .

Nach einer solchen Schließung wird das Ventil c langsam durch die Druckflüssigkeit o^l geschlossen, welche durch die Leitung r¹ geliefert wird; indem diese Flüssigkeit die Kammer p^s ausfüllt, befördert sie die Flüssigkeit 0 aus der Kammer p³. Die Schließgeschwindigkeit dieses Ventils c hängt also einzig von der durch die Leitung r¹ strömenden Flüssigkeitsmenge ab; nun kann diese Flüssigkeitsmenge mittels des Nadeibahnes r^z geregelt werden, um theoretisch keine Druckerhöhung in der Leitung α zu verursachen.After such a closure, the valve c is slowly closed by the pressure fluid o ^l , which is supplied through the line r ^1; in that this liquid fills the chamber p ^s , it conveys the liquid 0 out of the chamber p ³ . The closing speed of this valve c depends solely on the amount of liquid flowing through the line r ^1; Now this amount of liquid can be regulated by means of the needle track r ^{z in} order not to theoretically cause a pressure increase in the line α.

Wenn eine langsame Entlastung der Turbine stattfindet, so ist die Hubbewegung des Kolbenschiebers g¹ nicht ausreichend, um den Druck in der Kammer p⁵ auf einen solchen Wert herabzumindern, daß das Ventil c sich öffnen kann. Die Düse h wird einzig und allein durch die Flüssigkeit o¹ geschlossen, welche an den Servomotor f durch die Leitung r¹ geliefert wird; die Schließgeschwindigkeit dieser Düse kann somit für einen gegebenen Durchmesser des Servomotorzylinders nicht größer sein, als diejenige, welche das Ventil besitzt, wenn es einer raschen Entlastung der Turbine zufolge geschlossen wird; in diesem Fall auch kann keine unerwünschte Druckerhöhung in der Leitung a vorkommen.If the turbine is slowly relieved of pressure, the stroke movement of the piston valve g ^{1 is} not sufficient to reduce the pressure in the chamber p ⁵ to such a value that the valve c can open. The nozzle h is closed solely by the liquid o ¹ , which is supplied to the servo motor f through the line r ^1; the closing speed of this nozzle, for a given diameter of the servomotor cylinder, cannot therefore be greater than that which the valve possesses when it is closed as a result of a rapid unloading of the turbine; in this case, too, no undesirable pressure increase can occur in line a .

Falls eine Zunahme der Turbinenbelastung erfolgt, so geht der Kolbenschieber g¹ hinünter, indem er der Bewegung der Reglerstange s folgt, und setzt somit die Kammer f⁵ des Servomotors mit dem Auslaß g* der Steuerungsvorrichtung in Verbindung, wodurch eine öffnung der Düse b verursacht wird, bis zu der Zeit, zu welcher der Hebel h den Kolbenschieber g¹ in die Ruhelage zurückgebracht hat, die in der Fig. 1 angegeben wird und der neuen Turbinenbelastung entspricht. Während dieser öffnungsbewegung bleibt das Ventil c geschlossen, wie im Falle einer langsamen Entlastung. Es wird angenommen, daß die öffnungsgeschwindigkeit der Düse durch die Bewegung selbst des Reglers oder unter Zuhilfenahme irgendeines anderen bekannten Mittels geregelt wird.If there is an increase in the turbine ^{load, the piston valve g 1} goes down, following the movement of the control rod s, and thus connects the chamber f ^{5 of} the servomotor with the outlet g * of the control device, which causes the nozzle b to open until the time at which the lever h has returned the piston valve g ¹ to the rest position which is indicated in FIG. 1 and which corresponds to the new turbine load. During this opening movement, the valve c remains closed, as in the case of a slow release. It is believed that the opening speed of the nozzle is controlled by the movement itself of the regulator or with the aid of some other known means.

Die Dauer der Schließbewegung des Entlastungsventils könnte unter Zuhilfenahme eines anderen Mittels geregelt werden, z. B. unmittelbar durch die in der Zeiteinheit beförderte Flüssigkeitsmenge einer Pumpe, die den Servomotor und den Kolbenmotor speisen würde.The duration of the closing movement of the relief valve could be with the help another means, e.g. B. directly by the conveyed in the unit of time Amount of liquid from a pump that would feed the servo motor and the piston motor.

Die zum Antrieb des Servomotors und des Kolbenmotors dienende Druckflüssigkeit kann auch unmittelbar durch aus der Leitung a entnommenes Druckwasser geliefert werden.The hydraulic fluid used to drive the servo motor and the piston motor can also be supplied directly by pressurized water taken from line a.

Die Einrichtung, wie sie mit Bezug auf. die Figur beschrieben wurde, kann auch dann angewendet werden, wenn die Leitung mehrere voneinander unabhängige Turbinen speist. In diesem Falle erhält das Auslaßventil solche Abmessungen, die der größten durch diese Turbinen in der Zeiteinheit strömenden Wassermenge entsprechen, und wird der KoI-benmotor p ebenfalls entsprechend dimensioniert. The establishment as they are referring to. the figure has been described can also be used when the line feeds several independent turbines. In this case, the outlet valve is given such dimensions which correspond to the largest amount of water flowing through these turbines in the unit of time, and the piston engine p is also dimensioned accordingly.

Claims

Patent address:
ι. Device for avoiding pressure increases in a water turbine line with an outlet device activated by a speed regulator when the water regulating device is closed, characterized in that only the opening of the outlet device (c) can cause ^{this rapid closure of the element (δ 1) regulating the amount of water,} in that in a servomotor (f) driving this member, the whole amount of a pressure fluid used to close the outlet device or a part of this pressure fluid is conveyed.

. 2. Device according to claim i, characterized in that the closure of the outlet device (c) is brought about by a piston motor ( P) which is fed by any pressure fluid source and is able to convey pressure fluid during the opening of the outlet device.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized in that the force necessary to convey the pressure fluid through the piston motor (p) is supplied by pressure fluid which comes from a different source, such as that required for closing the .Aüslaßvorrichtung (c ) is used.

1 sheet of drawings.