DE3300978A1 - Verfahren zur steuerung des betriebes einer mehrstufigen hydraulischen maschine - Google Patents
Verfahren zur steuerung des betriebes einer mehrstufigen hydraulischen maschineInfo
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Description
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VERFAHREN ZUR STEUERUNG DES BETRIEBES EINER MEHRSTUFIGEN
HYDRAULISCHEN MASCHINE
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer mehrstufigen hydraulischen Maschine, insbesondere
ein Verfahren zum steuern und justieren einer Last oder eines Wasserspiegels während einer stetigen Betriebsbedingung
einer mehrstufigen hydraulischen Maschine, in welcher alle Druckstufen durch Rückführleitungen miteinander verbunden sind
und bei welcher die Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck mit verstellbaren Leitschaufeln versehen sind.
In einer bekannten hydraulischen Maschine wird der Betrieb oder die Laufbedingung der Maschine durch Justierung der Wasserströmungsmenge,
die einen Läufer durchsetzt, oder durch ein Einlaßventil erfolgt ist, das an einem Einlaßteil der hydraulischen
Maschine angeordnet ist, gesteuert. Dei der bekannten üTehrstufiaen hvdraulischen
Maschine, in welcher jeweilige Druckstufen mit Läufern versehen sind, die durch Rückführleitungen miteinander verbunden
sind, sind verschiedene Verfahren zur Steuerung der Wasserstömungsbedingungen
an den jeweiligen Stufen durch Leitschaufeln vorgeschlagen worden, die auf den Umfangen der Läufer der Stufen
angeordnet sind, um dadurch den Betrieb der hydraulischen Maschine
zu steuern. Jedoch ist es mit der mehrstufigen hydraulischen Maschine der oben beschriebenen Art wegen der konstruktiven
Begrenzung äußerst schwierig, Leitschaufeln auf den äuß =
eren Umfangen der Läufer der entsprechenden Stufen anzuordnen und die Öffnung und Schließung der Leitschaufeln durch eine
Leitschaufel-Steuereinheit zu steuern, die mit den Leitschaufeln verbunden ist, was ein Problem für den praktischen Gebrauch der
mehrstufigen Maschine bedeutet.
Bei dem anderen Steuerverfahren, bei welchem nur stationäre
Leitschaufeln mit konstantem Öffnungsgrad normalerweise an der Außenumfangsflache eines Läufers jeder Druckstufe angeordnet
sind, erfolgt die Justierung der Wassorströmungsmenge und die
Maschinenbetriebssteuerung durch AuE-Zu-Steuerung des am Einlaß-
teil der hydraulischen Maschine vorgesehenen Einlaßventils. Jedoch kann bei diesem Verfahren die Wasserstömungsbedingung
am Umfang des Läufers jeder Stufe nicht in Abhängigkeit von der Strömungsmenge des hindurchströmenden Wassers richtig
justiert werden, so daß im Bereich von niedrigen und hohen Strömungsgeschwindigkeiten außerhalb von Berechnungspunkten
der hydraulische Wirkungsgrad herabgesetzt ist und die hydraulische Maschine bei verringertem hydraulischem Gesamtwirkungsgrad
arbeitet.
Um die oben beschriebenen Nachteile und Probleme auszuschalten, ist auch ein Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer mehrstufigen
hydraulischen Maschine vorgeschlagen worden, bei welchem verstellbare Leitschaufeln nur für die Stufe mit höchstem
Druck vorgesehen sind und die Strömungsmenge an Wasser durch Regelung des Öffnungsgrades der verstellbaren Leitschaufeln
eingestellt werden kann. Gemäß diesem Betriebssteuerverfahren wird der statische Wasserdruckverlust am Einlaßventil,
welcher auftritt, wenn keine verstellbaren Leitschaufeln in der Stufe mit höchstem Druck angeordnet sind, nicht beobachtet,
so daß dieses Steuerverfahren einen besseren Betriebswirkungsgrad hat als das zuerst erwähnte Verfahren. Unabhängig aber von
den oben beschriebenen Vorteilen des später beschriebenen Verfahrens treten, da die Stufe mit niedrigstem Druck bei einem
Betriebspunkt betrieben wird, der während des Betriebes mit geringer Wassermenge weit von einem berechneten Betriebspunkt
abliegt, Wasser-Trenn-Erscheinungen und/oder eine sekundäre örtliche Strömung auf, und diese nachteiligen Erscheinungen
werden oft beobachtet, während der Wasserdruck an der Auslaßseite nachläßt, so daß Probleme auftreten, wie z.B. diejenigen,
daß die Wasser-Trenn-Erscheinung und die sekundäre örtliche
Strömung in der Stufe mit niedrigstem Druck zunehmen, wo der Wasserdruck auf der Auslaßseite des Läufers dieser Stufe geringer
ist als derjenige der anderen Stufen, und es arbeitet
die hydraulische Maschine dieser Art unter einer unstabilen Bedingung, wodurch Kavitation, starke Schwingungen und Geräusche
hervorgerufen werden.
Infolgedessen hat man daran gedacht, eine mehrstufige hydraulische
Maschine zu konstruieren, die mit verstellbaren Leitschaufeln für die Stufen mit höchstem Druck und mit niedrigstem
Druck versehen ist, als eine ideale mehrstufige hydraulische Maschine mit vernünftiger Konstruktion und mit einem
verhältnismäßig hohen hydraulischen Betriebswirkungsgrad.
Mit der tatsächlichen Betriebssteuerung für den Betrieb der mehrstufigen hydraulischen Maschine, in welcher die Stufen mit
höchstem Druck und mit niedrigstem Druck mit verstellbaren Leitschaufeln versehen sind, hat die mehrstufige Maschine dieser
Bauart mit Rücksicht auf die Last- oder Wasserspiegel-Justierungssteuerung bei stetigem Betrieb einen komplizierten Strömungsdurchgang
im Vergleich mit einer einstufigen hydraulischen Maschine, und es ist erforderlich, die verstellbaren Leitschaufeln
der Stufen mit höchstem und niedrigstem Druck genau zu betreiben oder zu steuern. Ferner werden in einem Falle, in welchem
die Steuerung der verstellbaren Leitschaufeln nicht exakt ausgeführt wird, das Verhältnis des statischen Wasserdruckes
oder die Verteilung auf die Läufer der jeweiligen Stufen ungleichmäßig, was eine Herabsetzung des hydraulischen Wirkungsgrades
der Maschine bewirken kann, wodurch Kavitation, Vibration und Geräusche an der Stufe mit niedrigstem Druck hervorgerufen
werden.
Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Steuerung
des Betriebes einer mehrstufigen hydraulischen Maschine, bei welchem die Lastjustierung bei einer stetigen Betriebsbedingung
durch Steuerung der Öffnungsgrade der verstellbaren Leitschaufeln der Stufen mit höchstem und niedrigstem Druck erfolgen
kann.
Ferner soll durch die Erfindung ein Verfahren zur Steuerung des
Betriebes einer mehrstufigen hydraulischen Maschine geschaffen werden, in welchem die Wasserspiegel !-justierung in Abhängigkeit
von der Änderung des statischen Wasserdruckes unter einer stetigen Betriebsbedingung durch Steuerung der Öffnungsgrade der
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verstellbaren Leitschaufeln der Stufen mit höchstem und niedrigstem
Druck erfolgt.
Durch die Erfindung soll ferner ein Verfahren zur Steuerung der Öffnungsgrade der verstellbaren Leitschaufeln der Druckstufen
mit höchstem und niedrigstem Druck geschaffen werden, um dadurch die Erzeugung von Kavitation, von Vibration und von
Geräuschen zu verhindern und einen abnormalen Druckanstieg an der Stufe mit niedrigstem Druck zu vermeiden.
Gemäß der Erfindung wird in einer Hinsicht ein Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer mehrstufigen hydraulischen Maschine
bei einer stetigen Betriebsbedingung geschaffen, bei
welcher die jeweiligen Druckstufen durch Läufer und Rückführleitungen in Reihe miteinander verbunden sind und bei der die
Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck mit verstellbaren Leitschaufeln versehen sind, deren Öffnungsgrade veränderbar
sind, wobei der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln einer der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem
Druck in Abhängigkeit von Steuerinstruktionen bezüglich der Last gesteuert wird, und wobei der Öffnungsgrad der verstellbaren
Leitschaufeln der anderen Stufe mit höchstem oder mit niedrigstem Druck in Abhängigkeit von Steuerinstruktionen bezüglich
der hydraulischen Druckdifferenz zwischen einem Druck an einem Teil zwischen den Stufen mit höchstem Druck und mit
niedrigstem Druck und einem Druck an einem Teil außerhalb einer der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck gesteuert
wird.
Gemäß einem anderen Ausblick der Erfindung ist ein Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer mehrstufigen hydraulischen
Maschine unter einer stetigen Betriebsbedingung vorgesehen, bei welchem die jeweiligen Stufen durch Läufer und Rückführleitungen
in Reihe geschaltet sind und bei welcher die mit einem Spiralgehäuse verbundene Stufe mit höchstem Druck und die mit einem
Saugrohr verbundene Stufe mit niedrigstem Druck mit verstellbaren Leitschaufeln versehen sind, deren Öffnungsgrade veränderbar
sind, wobei der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufel
einer der Stufen mit höchstem Druck und mit niedrigstem Druck in Abhängigkeit von Steuerinstruktionen bezüglich der Strömungsmenge
gesteuert wird, und wobei der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln der anderen Stufe mit höchstem und niedrigstem
Druck in Abhängigkeit von Steuerinstruktionen bezüglich des hydraulischen Druckverhältnisses oder der hydraulischen
Druckdifferenz zwischen einem Druck an einem Teil zwischen den Stufen mit höchstem Druck und mit niedrigstem Druck und einem
Druck an einem Teil außerhalb einer der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck gesteuert wird.
Nach einer noch anderen Ansicht der Erfindung ist ein Verfahren
zur Steuerung des Betriebes einer mehrstufigen hydraulischen Maschine in Abhängigkeit von einer Änderung eines auf die gesamte
Struktur der hydraulischen Maschine einwirkenden statischen Druckes unter einer stetigen Betriebsbedingung vorgesehen,
in welcher die jeweiligen Druckstufen durch Läufer und Rückführungen in Reihe geschaltet sind und die Stufen mit
höchstem und niedrigstem Druck mit verstellbaren Leitschaufeln versehen sind, deren Öffnungsgrade veränderbar sind, wobei der
Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln einer der Stufen mit höchstem Druck und mit niedrigstem Druck in Abhängigkeit
von Steuerinstruktionen bezüglich des statischen Druckes gesteuert wird, und wobei der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln
der anderen Stufe mit höchstem oder mit niedrigstem Druck in Abhängigkeit von Steuerinstruktionen bezüglich der hydraulischen
Druckdifferenz zwischen einem Druck an einem Teil zwischen den Stufen mit höchstem Druck und mit niedrigstem
Druck und einem Druck an einem Teil außerhalb der anderen der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck gesteuert wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung an Ausführungsbeispielen
näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 und 7 schematisch Längsschnitte durch eine typische zweistufige hydraulische Maschine, auf die die
Erfindung anwendbar ist,
| Fig. bis |
3a 3c |
| Fig. bis |
4a 4c |
| Fig. bis |
5a 5c |
| Fig. bis |
6a 6c |
| Fig. 8 u. |
7, 9 |
Fig. 2 eine schematischo Ansicht eines hydraulischen Systems,
welches die in Fig. 1 gezeigte hydraulische Maschine enthält,
Blockschaltbilder für die Steuerung des Betriebes von verstellbaren Leitschaufeln der hydraulischen Maschine
unter einer stetigen Betriebsbedingung, und zwar durch die erfindungsgemäßen Verfahren,
graphische Darstellungen, welche die Beziehung zwischen dem relativen Verhältnis oder der relativen Differenz
zwischen dem statischen Druck und der hydraulischen Druckdifferenz unter einer stetigen Betriebsbedingung
in Verbindung mit ihrem vorgeschriebenen Bereich darstellt. ·
Ein Ausführungsbeispiel des Betriebs-Steuerverfahrens einer
mehrstufigen hydraulischen Maschine nach der Erfindung wird im folgenen in Verbindung mit Fig. 1 beschrieben, in der eine
zweistufige hydraulische Francis-Maschine gezeigt ist.
In Fig. 1 sind ein Läufer 2 der Hochdruckstufe und ein Läufer 3 der Niederdruckstufe auf einer gemeinsamen Welle 1 mit axialem
Abstand angeordnet. Der Läufer 2 ist mit oberen und unteren Abdeckungen 4 und 5 abgedeckt, wodurch eine Läuferkammer 8 der
Hochdruckstufe abgegrenzt wird, und es ist der Läufer 3 mit oberen und unteren Abdeckungen 6 und 7 abgedeckt, die eine Läuferkammer
9 der Niederdruckstufe begrenzen. Die Läuferkammern 8 und 9 sind durch eine Rückführleitung 10 miteinander verbunden,
in welcher Rückführblätter 11 angeordnet sind, und in der auch
verstellbare Leitschaufeln 12 der Niederdruckstufe mit veränderbarem
Öffnungsgrad angeordnet sind.
Ein Spiralgehäuse 13 ist außerhalb der Läuferkammer 8 angeordnet, die mit einer Spiralkammer 14 des Gehäuses 13 verbunden
ist. Der Einlaßteil der Spiralkammer 14 ist über ein Einlaßventil 20 mit einem Druckrohr 21 verbunden, das wiederum mit
einem oberen Wehr D1 (Fig. 2) in Verbindung steht. Auf der
Außenseite des Läufers 2 sind verstellbare Leitschaufeln 15
_ IC ...
der Hochdruckstufe angeordnet, die einen veränderbaren Öffnungsgrad haben. Die Läuferkammer 9 ist mit einem Saugrohr 16 verbunden,
das mit einem überlaufrohr 22 in Verbindung steht, das
wiederum mit einem unteren Wehr D„ verbunden ist. In Fig. 2
bezeichnet das Bezugszeichen 23 die gesamte Struktur einer zweistufigen hydraulischen Maschine, und es bezeichnet das Bezugszeichen
24 eine dynamoelektrische Maschine, die mit der hydraulischen Maschine 23 verbunden ist. Eine hydraulische
Druck-Meßvorrichtung 17 ist mit der Rückführleitung 10 verbunden ,um den hydraulischen Druck in der Leitung 10 zwischen
den Läuferkammern 8 und 9 zu messen.
Die Figuren 3a und 4a zeigen Betriebs-Steuer-Blockschaltbilder,
welche erforderlichenfalls die Last während der stetigen Betriebsbedingung steuern und justieren, wobei der Öffnungsgrad
der verstellbaren Leitschaufeln 15 der Hochdruckstufe durch eine Leitschaufel-Steuervorrichtung 26a gesteuert werden kann, die
in Abhängigkeit von Steuerinstruktionen von einer Last-Einstellvorrichtung
2 5a betätigt wird.
Nach diesem Steuerverfahren der verstellbaren Leitschaufeln 15 wird die Druckverteilung auf die Läufer 2 und 3 der Niederdruckstufe
und der Hochdruckstufe verändert. Wenn der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 15 der Hochdruckstufe (der
Stufe mit höchstem Druck) zunimmt, nimmt die Druckverteilung auf den Läufer 2 relativ ab, und wenn der Öffnungsgrad abnimmt,
nimmt die Druckverteilung verhältnismäßig zu, wodurch der hydraulische
Druck des in der Leitung 10 zur Niederdruckstufe fließenden Wassers geändert wird. Während dieses Steuersehrittes
kann unter Berücksichtigung der*Steuerung der verstellbaren
Leitschaufeln 12 der Niederdruckstufe (Stufe mit niedrigstem
Druck) der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 12 durch ein Steuersignal unter Berücksichtigung der hydraulischen
Druckdifferenz (Hd1) zwischen dem hydraulischen Druck auf der
Einlaßseite der Hochdruckstufe (beispielsweise der Druck in dem Druckrohr 21) und dem hydraulischen Druck an einem Teil zwischen
der Hochdruckstufe und der Niederdruckstufe (beispielsweise der Druck in der Rückführleitung 10) gesteuert werden, um eine hydraulisch
geeignete Druckverteilung zu erhalten.
Wie in Fig. 4 als einem tatsächlichen Ausführungsbeispiel gezeigt,
wird die hydraulische Druckdifferenz (Hd1) zwischen
dem hydraulischen Druck, beipielsweise im Druckrohr 21, der durch einen Druckdetektor 27a gemessen wird, der an der Einlaßseite
der Hochdruckstufe angeordnet ist, und dem hydraulischen Druck, beispielsweise in der Rückführleitung 10, der
durch den vorher beschriebenen Detektor 17 gemessen wird, durch einen hydraulischen Druckdifferenz-Detektor 28a gemessen.
Die so durch den Detektor 28a gemessene Druckdifferenz wird mit einem auf die gesamte Struktur der hydraulischen Maschine
einwirkenden statischen Druck (das ist der Wasserdruck Hst zwischen dem oberen Wehr D. und dem unteren Wehr D„), und zwar
unter Verwendung eines hydraulischen Druckdifferenz-Komparators
30a. Wenn im nächsten Schritt das relative Verhältnis oder die relative Differenz diese durch den Komparator 30a verglichene
Druckdifferenz den vorgeschriebenen Bereich überschreitet
( ein Beipiel ist in den Figuren 5a und 6a gezeigt), der vorbestimmt ist, um eine Druckverteilung zu erhalten, bei welcher
die jeweiligen Stufen mit hohem Betriebs-Wirkungsgrad arbeiten, mit anderen Worten, wenn der hydraulische Druck in der Rückführleitung
10 ansteigt und die Druckverteilung auf den Läufer der Niederdruckstufe abnimmt, werden Steuerinstruktionen für die
Drehung der verstellbaren Leitschaufeln 12 der Niederdruckstufe
in solcher Richtung zu einer Leitschaufel-Steuereinheit 31a übertragen, daß die Leitschaufeln geöffnet werden, wenn
andererseits das relative Verhältnis oder die oben beschriebene relative Differenz unterhalb des vorgschriebenen Bereiches
liegt, mit anderen Worten, wenn der hydraulische Druck in der Rückführleitung 10 abnimmt und die Druckverteilung auf den
Läufer der Niederdruckstufe abnimmt, werden Steuerinstruktionen für die Drehung der Leitschaufeln 12 in solcher Richtung zur
Leitschaufel-Steuereinheit 31a übertragen, daß diese im Schließsinn betätigt werden. Somit erfolgt in der oben beschriebenen
Weise die Steuerung des Öffnungsgrades der verstellbaren Leitschaufeln
12 der Niederdruckstufe kontinuierlich bis zu einem Zeitpunkt, in welchem das relative Verhältnis oder die relative
Differenz in den vorgeschriebenen Bereich kommen.
Somit kann nach einer Ausführung der Erfindung die mehrstufige hydraulische Maschine mit einer vorbestimmten Last in der oben
beschriebenen Weise betrieben werden, so daß der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 15 der Hochdruckstufe (Stufe
mit höchstem Druck) durch die Steuerinstruktionen auf der Last, die den Leitschaufeln 15 zugeführt werden, gesteuert
werden, während gleichzeitig der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 12 der Niederdruckstufe (Stufe mit niedrigstem
Druck) durch SteuerInstruktionen der hydraulischen Druckdifferenz
(Hd1) zwischen dem Druck an der Einlaßseite der Hochdruckstufe und dem Druck an einem Teil zwischen der Hochdruckstufe
und der Niederdruckstufe gesteuert werden.
Ein Betriebs-Steuerverfahren für die Erteilung von Last-Steuerinstruktionen
an die verstellbaren Leitschaufeln 12 wird im folgenden beschrieben.
Der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 12 der Niederdruckstufe
wird gesteuert durch übertragung von Last-Steuerinstruktionen zur Leitschaufel-Steuereinheit 26a von der Last-Einstelleinheit
25a, wie sie in Figur 3a gezeigt ist.
Andererseits wird der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln
der Hochdruckstufe gemäß dem Blockschaltbild gesteuert, wie es in Fig. 4a gezeigt ist. Wenn in diesem Steuerverfahren
das relative Verhältnis oder die relative Differenz des durch den Komparator 30a mit der hydraulischen Druckdifferenz
(Hd1) verglichenen statischen Druckes den vorgeschriebenen Bereich überschreitet, der eingestellt ist, um eine Druckverteilung
an den jeweiligen Druckstufen zur Erzielung eines Betriebes mit hohem Wirkungsgrad zu erhalten, werden Steuerinstruktionen
an die Leitschaufel-Steuereinheit 31a gegeben, um die Leitschaufeln 15 zu schließen, und wenn das relative
Verhältnis oder die relative Differenz unterhalb des vorgeschriebenen Bereiches liegt, werden an die Steuereinheit 31a
Steuerinstruktionen gegeben, die eine öffnung der Leitschaufeln
12 bewirken.
Obwohl nach dem oben beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel bezüglich der Steuerung der verstellbaren Leitschaufeln 12
der Niederdruckstufe (Stufe mit niedrigstem Druck) beschrieben ist, daß die Öffnungsgrade der verstellbaren Leitschaufeln 12
durch ein Steuersignal bezüglich der hydraulischen Druckdifferenz (Hd1) zwischen dem hydraulischen Druck auf der Einlaßseite
der Hochdruckstufe und dem hydraulischen Druck an einem Teil zwischen der Hochdruckstufe und der Niederdruckstufe gesteuert
werden kann, um eine hydraulisch stabile Druckverteilung gemäß der Erfindung zu erhalten, wird der Öffnungsgrad der
Leitschaufeln 12 auch durch ein Steuersignal bezüglich der hydraulischen Druckdifferenz (Hd2) zwischen dem hydraulischen
Druck an einem Teil zwischen der Hochdruckstufe und der Niederdruckstufe (beispielsweise dem Druck in der Rückführleitung 10)
und einem hydraulischen Druck an der Auslaßseite der Niederdruckstufe (beispielsweise der Druck in dem Überlauf 22) gesteuert,
um eine hydraulisch stabile Druckverteilung zu erhalten.
Wie in Figur 4b als Blockschaltbild gezeigt, wird die hydraulische
Druckdifferenz (Hd2) zwischen dem hydraulischen Druck, beispielsweise in der Rückführleitung 10, der durch die Meßeinheit
17, die an einem Zwischenteil zwischen der Hochdruckstufe und der Niederdruckstufe liegt, und dem hydraulischen
Druck, beispielsweise in dem überlauf 22, der durch einen auf der Auslaßseite der Niederdruckstufe angeordneten Druckdetektor
27b gemessen wird, durch einen hydraulischen Druckdifferenz-Detektor 28b festgestellt. Die so durch den Detektor 28b
festgestellte Druckdifferenz wird mit einem statischen Druck
verglichen, der auf die gesamte Struktur der hydraulischen Maschine (das ist der Wasserdruck Hst zwischen dem oberen
Wehr D und dem unteren Wehr D_) einwirkt, und zwar unter Verwendung
eines hydraulischen Druckdifferenz-Komparators 30b. Im nächsten Schritt werden, wenn das relative Verhältnis oder
die relative Differenz dieser durch den Komparator 30b verglichenen Druckdifferenz den vorbeschriebenen Bereich überschreitet
(beispielsweise in den Figuren 5b und 6b gezeigt), der eingestellt ist, um eine Druckverteilung zu erhalten, bei
welcher die jeweiligen Stufen mit hohem Betriebswirkungsgrad betrieben werden, mit anderen Worten, wenn der hydraulische
Druck in der Rückführleitung 10 abnimmt und die Druckverteilung auf den Läufer der Niederdruckstufe abnimmt, Steuerinstruktionen
für die Betätigung der verstellbaren Leitschaufeln 12 an eine Leitschaufel-Steuereinheit 31a gegeben, um
die Leitschaufeln 12 zu schließen. Andererseits werden, wenn das relative Verhältnis oder die relative Druckdifferenz, wie
sie oben beschrieben ist, unterhalb des vorbeschriebenen Bereiches liegt, mit anderen Worten, wenn der hydraulische Druck
in der Rückführleitung 10 zunimmt und die Druckverteilung auf den Läufer der Niederdruckstufe zunimmt, Steuerinstruktionenfür
die Betätigung der verstellbaren Leitschaufeln an die Steuereinheit 31b gegeben, um die Leitschaufeln 12 zu öffnen.
Somit erfolgt in der oben beschriebenen Weise die Steuerung des Öffnungsgrades der verstellbaren Leitschaufeln 12 der
Niederdruckstufe kontinuierlich bis zu einer Zeit, zu welcher das relative Verhältnis oder die relative Differenz in den
vorgeschriebenen Bereich kommt.
Somit kann nach der zweiten Ausführung der Erfindung die mehrstufige
hydraulische Maschine mit einer vorbestimmten Last durch die Weise betrieben werden, wie sie oben beschrieben ist,
und zwar derart, daß der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 15 der Hochdruckstufe (Stufe mit höchstem Druck)
durch die Last-Steuerinstruktionen gesteuert wird, die den Leitschaufeln 15 zugeführt werden, und es wird gleichzeitig
der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 12 der Niederdruckstufe (Stufe mit niedrigstem Druck) durch Steuerinstruktionen
der hydraulischen Druckdifferenz (Hd2) zwischen dem Druck an einem Teil zwischen der Hochdruckstufe und der Niederdruckstufe
und dem Druck an der Auslaßseite der Niederdruckstufe gesteuert.
Es wird nunmehr ein Betriebs-Steuerverfahren in dem anderen Gesichtspunkt
gemäß dieser Ausführung für die Übertragung von Last-Steuerinstruktionen zu den verstellbaren Leitschaufeln 12 beschrieben.
Obwohl der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 12 der Niederdruckstufe in der vorher beschriebenen Weise in Verbindung
mit Figur 3a gesteuert wird, wird der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 15 der Hochdruckstufe in der Weise
gemäß dem in Figur 4b gezeigten Blockschaltbild gesteuert. Nach diesem abgewandelten Steuerverfahren werden, wenn das relative
Verhältnis oder die relative Differenz des statischen Druckes, der durch den Komparator 30b mit der hydraulischen
Druckdifferenz (Hd2) verglichen worden ist, den vorbeschriebenen Bereich überschreitet, der eingestellt ist, um eine
Druckverteilung an der Druckstufe zur Bewirkung eines Betriebes mit hohem Wirkungsgrad zu erreichen, die Steuerinstruktionen
an die Leitschaufel-Steuereinheit 31b gegeben, um die Leitschaufeln 15 zu öffnen, und wenn das relative Verhältnis oder
die relative Differenz unter dem vorbeschriebenen Bereich liegt, werden die Steuerinstruktionen zum Schließen der Leitschaufeln
12 an die Steuereinheit 31b gegeben.
Es wird nunmehr ein weiteres drittes Ausführungsbeispiel des Betriebs-Steuerverfahrens einer mehrstufigen hydraulischen Maschine
nach der vorliegenden Erfindung beschrieben, bei welchem die Steuerung bewirkt wird durch Berücksichtigung der Änderung
des Wasserspiegels.
Wenn es bei einer stetigen Betriebsbedingung der mehrstufigen hydraulischen Maschine erforderlich ist, den Wasserspiegel in
Abhängigkeit von der Änderung des statischen Druckes zu justieren oder zu steuern, kann der Öffnungsgrad der verstellbaren
Leitschaufeln 15 der Hochdruckstufe (Stufe mit höchstem Druck) durch eine Leitschaufel-Steuereinheit 26b (Fig. 3b) gesteuert
werden, und zwar durch Steuerinstruktionen von einer Wasserspiegel-Einstelleinheit
25b in Abhängigkeit von der Änderung des statischen Druckes, wie es in Figur 3b gezeigt ist.
Bei dieser Ausführung kann die Steuerung der verstellbaren Leitschaufeln 12 der Niederdruckstufe (Stufe mit niedrigstem
Druck) in Abhängigkeit von dem statischen Druck durch das Ver-
fahren erfolgen, das demjenigen des zweiten Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Figuren 5c und 5d gleicht.
Wie oben gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung
beschrieben, wird der Grad der verstellbaren Leitschaufeln 15 der Hochdruckstufe durch die Steuerinstruktionen in Abhängigkeit
von der Änderung des statischen Druckes gesteuert, während gleichzeitig der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln
der Niederdruckstufe (Stufe mit niedrigstem Druck) gesteuert wird durch Steuerinstruktionen der hydraulischen Druckdifferenz
(Hd2) zwischen dem Druck an einem Teil zwischen der Hochdruckstufe
und der Niederdruckstufe und dem Druck an der Auslaßseite
der Niederdruckstufe. Somit kann die mehrstufige hydraulische Maschine in Übereinstimmung mit der Änderung des statischen
Druckes wirksam betrieben werden.
Nach einem Betriebs-Steuerverfahren gemäß einem anderen Gesichtspunkt
der Erfindung werden Steuerinstruktionen von der Wasserspiegel-Einstelleinheit 25b zur Leitschaufel-Steuereinheit 26b
übertragen, um dadurch den Öffnungsgrad der Leitschaufeln 12 der Niederdruckstufe zu steuern, wie es in Figur 4b gezeigt
ist. Die Steuerung des Öffnungsgrades der verstellbaren Leitschaufeln
15 der Hochdruckstufe kann erfolgen in Übereinstimmung mit dem durch das Blockschaltbild in Fig. 4b dargestellten
Verfahren. Auch in diesem Steuerverfahren werden, wenn das relative
Verhältnis oder die relative Differenz des statischen Druckes, die mit Komparator 30b mit der hydraulischen Druckdifferenz
(Hd2) verglichen worden ist, den vorgeschriebenen Bereich überschreitet, der so eingestellt ist, daß eine Druckverteilung
an der Druckstufe für einen Betrieb mit hohem Wirkungsgrad erreicht wird, die Steuerinstruktionen an die Leitschaufel-Steuereinheit
31b gegeben, um die Leitschaufeln 15 zu öffnen,
und wenn das relative Verhältnis oder die relative Differenz unterhalb des vorgeschriebenen Bereiches liegt, werden die
Steuerinstruktionen zum Schließen der Leitschaufeln 12 an die
Steuereinheit 31b gegeben.
Ferner kann nach der Vierten Ausführung der Erfindung der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufein einer der Hochdruckstufe
(Stufe mit höchstem Druck) und Niederdruckstufe (Stufe mit niedrigstem Druck) der hydraulischen Maschine durch die Strömungsmengen-Steuerinstruktionen
gesteuert werden, und es kann der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln der anderen der
Hochdruckstufe (Stufe mit höchstem Druck) und der Niederdruckstufe (Stufe mit niedrigstem Druck), durch die Laststeuerinstruktionen gesteuert
werden. Diese Steuerbetriebsart wird im einzelnen im folgenden beschrieben.
In Figur 7 sind die gleichen Bezugszeichen wie in Figur 1 für
entsprechende Teile verwendet. Es sind StrÖmungsmengen-Detektoren 18 und 19 vorgesehen, die nach einem Index-Verfahren arbeiten.
Diese Detektoren sind mit dem Spiral-Gehäuse 13 bzw. dem Saugrohr 16 verbunden. Diese Strömungsmengen-Detektoren
sind bekannter Art, welche die relative Änderung der Strömungsmenge messen und die Druckdifferenz zwischen zwei geeigneten
Punkten in den Strömungsleitungen durch Indexe bzw. Zeiger anzeigen.
Nach diesem Ausführungsbeispiel zur Steuerung des Betriebes der mehrstufigen, beispielsweise zweistufigen, hydraulischen
Maschine werden im Falle der Justierung und Steuerung der Last bei einem gegebenen Betriebsdruck unter einer stetigen Betriebsbedingung Steuerinstruktionen der durch die Detektoren 18 und
19 gemessenen Strömungsmenge an die Leitschaufel-Steuereinheit 26c übertragen, wie es in Figur 3c gezeigt ist, um hierdurch
den Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 15 der Hochdruckstufe zu steuern. Es wird der Öffnungsgrad der verstellbaren
Leitschaufeln 15 der Hochdruckstufe so gesteuert, daß die Leitschaufein 15 in Schließrichtung betätigt werden, wenn
die durch die Detektoren 18a und 19a gemessenen Strömungsmengen die Strömungsmengen entsprechend der Soll-Last überschreiten,
die durch die Beziehung zwischen dem Betriebsdruck und der Last (wie es in Figur 8 gezeigt ist) vorherbestimmt ist, und wenn
die Strömungsmengen unter den Strömungsmengen entsprechend der
Soll-Last liegen, werden die Leitschaufeln 15 in Öffnungsrichtung
betätigt.
In Übereinstimmung mit der Steuerung des Öffnungsgrades der verstellbaren
Leitschaufeln der Hochdruckstufe ändert sich die Druckverteilung auf die Läufer der Hochdruckstufe und der Niederdruckstufe.
Mit anderen Worten, wenn der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 15 der Hochdruckstufe zunimmt,
wird die Druckverteilung auf den Läufer der Hochdruckstufe verhältnismäßig geringer als diejenige auf den Läufer der Niederdruckstufe,
und wenn der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 15 abnimmt, nimmt die Druckverteilung auf die Hochdruckstufe
verhältnismäßig zu. Somit ändert sich der hydraulische Druck in der Rückführleitung an einem Punkt zwischen
der Hochdruckstufe und der Niederdruckstufe.
Der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 12 der Niederdruckstufe
kann gesteuert werden durch Übertragung des die hydraulische Druckdifferenz oder das hydraulische Druckverhältnis
(Hd3) zwischen dem hydraulischen Druck auf der Einlaßseite der Hochdruckstufe (beispielsweise der Druck im
Druckrohr) und dem hydraulischen Druck an einem Teil zwischen der Hochdruckstufe und der Niederdruckstufe (beispielsweise in der
Rückführleitung 10) zur Steuereinheit, um die verstellbaren
Leitschaufeln 12 so zu steuern, daß eine hydraulisch geeignete Lastverteilung erfolgt./wie in Figur 4 als Blockschaltbild gezeigt,
wird die hydraulische Druckdifferenz oder das hydraulische Druckverhältnis (Hd3) zwischem dem hydraulischen Druck
auf der Einlaßseite- der Hochdruckstufe, die durch einen Detektor 27c gemessen wird, und dem hydraulischen Druck an einem
Teil zwischen der Hochdruckstufe und der Niederdruckstufe, der durch einen Detektor 17 gemessen wird, durch einen Detektor 28c
festgestellt. Wenn die festgestellte hydraulische Druckdifferenz oder das hydraulische Druckverhältnis (Hd3) den vorgeschriebenen
Bereich (ein Beispiel ist in Figur 9 oder 10 gezeigt) überschreitet, die eingestellt ist, um eine Druckverteilung
für den Betrieb der jeweiligen Stufen mit hohem hydraulischen Wirkungsgrad zu erhalten, d.h., wenn der hydraulische
Druck an einem Teil zwischen der Hochdruckstufe und der Niederdruckstufe
abnimmt und die Druckverteilung auf den Läufer der Niederdruckstufe abnimmt, werden die verstellbaren Leitschaufeln
12 der Niederdruckstufe in einer solchen Richtung betätigt, daß sie geschlossen werden. Andererseits werden, wenn die hydraulische
Druckdifferenz oder das hydraulische Druckverhältnis (Hd3) unterhalb des vorgeschriebenen Bereiches liegt, d.h., wenn
der hydraulische Druck an einem Teil zwischen der Hochdruckstufe und der Niederdruckstufe abnimmt und die Druckverteilung
auf den Läufer der Niederdruckstufe zunimmt, die verstellbaren Leitschaufeln 12 in Öffnungsrichtung betätigt. Die SteuerInstruktionen
zum öffnen oder Schließen der verstellbaren Leitschaufeln 12 werden an die Leitschaufel-Steuereinheit 31c übertragen,
wodurch der Öffnungsgrad der Leitschaufeln 12 gesteuert wird, bis zu einer Zeit, in welcher die hydraulische Druckdifferenz
oder das hydraulische Druckverhältnis (Hd3) in den vorbeschriebenen Bereich zurückkehrt. Somit kann, da der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 15 der Hochdruckstufe
durch die Strömungsmengen-SteuerInstruktionen gesteuert wird,
der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 12 der Niederdruckstufe auch durch die Steuerinstruktionen der hydraulischen
Druckdifferenz (Hd3) gesteuert werden, um dadurch wirksam die hydraulische Maschine mit einer vorbestimmten Last zu betreiben.
Ein Betriebs-Steuerverfahren nach dem anderen Gesichtspunkt
dieses vierten Ausführungsbeispiels, bei welcher Strömungsmengen-Steuerinstruktionen
an die verstellbaren Leitschaufeln 12 der Niederdruckstufe übertragen werden, wird im folgenden
beschrieben.
Der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 12 kann gesteuert
worden durch Übertragung von Strömungsmengen- Steuerinstruktionen zur Leitschaufel-Steuereinheit 26c, wie es in
Figur 3c gezeigt ist, und zwar in solcher Weise, daß, wenn dia durch den Detektor 18 oder 19 gemessene Strömungsmenge
die Strömungsmenge entsprechend einer Soll-Last überschreitet, die Leitschaufeln 12 in Schließrichtung betätigt werden,
während andererseits, wenn die gemessene Strömungsmenge unter-
halb der Soll-Strömungsmenge liegt, sie in öffnungsrichtung
betätigt werden.
Zu dieser Zeit wird der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln
15 der Hochdruckstufe so gesteuert, wie es vorher in Verbindung mit dem Blockschaltbild nach Figur 4c beschrieben
worden ist. Jedoch werden in diesen Verfahren, wenn die hydraulische Druckdifferenz oder das hydraulische Druckverhältnis
(Hd3), das durch den Detektor 28c gemessen worden ist, den vorgeschriebenen Bereich überschreitet, der eingestellt ist,
um eine Druckverteilung für einen Betrieb mit hohem Wirkungsgrad zu erhalten, die verstellbaren Leitschaufeln 15 in Öffnungsrichtung betätigt, während dann, wenn die hydraulische Druckdifferenz
oder das hydraulische Druckverhältnis (Hd3) unterhalb
des vorgeschriebenen Bereiches liegt, die verstellbaren Leitschaufeln in Schließrichtung betätigt. Diese Steuerungen der
verstellbaren Leitschaufeln erfolgt durch die Steuereinheit 31c in Abhängigkeit von Steuerinstruktionen.
In einem noch anderen Ausführungsbeispiel eines Steuerverfahrens einer mehrstufigen hydraulischen Maschine unter Verwendung
von Detektoren nach dem Index-Verfahren kann die Steuer
rung des Öffnungsgrades der steuerbaren Leitschaufeln der Hochdruckstufe (Stufe mit höchstem Druck) in gleicher Weise
erfolgen, wie es vorher in Bezug auf das vierte Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist, wobei aber die Steuerung des
Öffnungsgrades der verstellbaren Leitschaufeln 12 der Niederdruckstufe
(Stufe mit niedrigstem Druck) so erfolgt, daß eine geeignete Druckverteilung durch übertragung eines Steuersignals
erreicht wird, welches die hydraulische Druckdifferenz (Hd4) zwischen einem Druck an einem Teil zwischen der Hochdruckstufe
und der Niederdruckstufe (z.B. in der Rückführleitung 10) und einem Druck an einem Teil auf der Auslaßseite
der Niederdruckstufe (z.B. in dem überlauf 22) berücksichtigt.
Wie in Figur 4d als Blockschaltbild gezeigt, wird die hydraulische
Druckdifferenz (Hd4) zwischen dem hydraulischen Druck, beispielsweise in der Rückführleitung, der durch den in einem
Zwischenteil zwischen der Hochdruckstufe und der Niederdruckstufe angeordneten Detektor 17 gemessen worden ist, und dem
hydraulischen Druck, beispielsweise in dem überlauf 22, der durch einen an der Auslaßseite der Niederdruckstufe angeordneten
Druckdetektor 27d gemessen worden ist, durch einen hydraulischen Druckdifferenz-Detektor 28d gemessen. Die durch
den Detektor 28d gemessene Druckdifferenz wird mit einem statischen
Druck verglichen, der durch einen Detektor 29d gemessen worden ist, und der auf die gesamte Struktur der hydraulischen
Maschine einwirkt (das ist der Wasserdruck Hst zwischen dem oberen Wehr D1 und dem unteren Wehr D2), und zwar
unter Verwendung eines hydraulischen Druckdifferenz-Komparators
3Od.
Als nächster Schritt werden, wenn das relative Verhältnis oder die relative Differenz dieser mit dem Komparator 3Od verglichenen
Druckdifferenz den vorgeschriebenen Bereich überschreitet (beispielsweise in Figuren 5b und 6b gezeigt), der so eingestellt
ist, das eine Druckverteilung erreicht wird, bei welcher die jeweiligen Stufen mit hohem Betriebswirkungsgrad
betrieben werden, mit anderen Worten, wenn der hydraulische Druck in der Rückführleitung abnimmt und die Druckverteilung
auf den Läufer der Niederdruckstufe abnimmt, SteuerInstruktionen
für die Betätigung der verstellbaren Leitschaufeln 12
an eine Leitschaufel-Steuereinheit 31d gegeben, um die Leitschaufeln
12 zu schließen. Andererseits werden, wenn das relative Verhältnis oder die relative Differenz, wie sie oben
beschrieben ist, unterhalb des vorgeschriebenen Bereiches liegen, mit anderen Worten, wenn der hydraulische Druck in
der Rückführleitung 10 zunimmt und die Druckverteilung auf den Läufer der Niederdruckstufe zunimmt, SteuerInstruktionen
für die Betätigung der verstellbaren Leitschaufeln 12 an die Steuereinheit 31d gegeben, so daß die Leitschaufeln 12 geöffnet
werden. Somit erfolgt in der oben beschriebenen Weise die Steuerung des Öffnungsgrades der verstellbaren Leitschaufeln^
der Niederdruckstufe so lange, bis das relative Verhältnis oder die relative Differenz in den vorgeschriebenen Bereich
kommt.
Somit kann nach diesem fünften Ausführungsbeispiel der Erfindung die mehrstufige hydraulische Maschine mit einer vorbestimmten
Last durch die Art und Weise so betrieben werden, daß der Öffnungsgrad der Leitschaufeln 15 der Hochdruckstufe
(Stufe mit höchstem Druck) durch Strömungsmengen-Steuerinstruktionen gesteuert wird, die an die Leitschaufeln 15 gegeben werden,
während gleichzeitig der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 12 der Niederdruckstufe (Stufe mit niedrigstem
Druck) durch Steuerinstruktionen der hydraulischen Druckdifferenz (Hd4) zwischen dem Druck an einem Teil zwischen der Hochdruckstufe
und der Niederdruckstufe und dem Druck an der Auslaßseite der Niederdruckstufe gesteuert wird.
Ein Betriebs-Steuerverfahren nach einem Gesichtspunkt des Ausführungsbeispiels
,in welchem Strömungsmengen-Steuerinstruktionen an die verstellbaren Leitschaufeln der Niederdruckstufen übertragen
werden, wird im folgenden beschrieben.
Der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 12 kann gesteuert
werden durch übertragung von Strömungsmengen-Steuerinstruktionen an die Leitschaufel-Steuereinheit 26c, wie es in
Figur 3c gezeigt ist, und zwar in solcher Weise, daß dann, wenn die durch den Detektor 18 oder 19 gemessene Strömungsmenge die
Strömungsmenge entsprechend einer Soll-Last überschreitet, die Leitschaufeln 12 in Schließrichtung betätigt werden, während
andererseits, wenn die gemessene Strömungsmenge unterhalb der erwünschten Strömungsmenge liegt, sie in Öffnungsrichtung be-;;=
tätigt werden.
Der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln 15 der Hochdruckstufe
wird gesteuert, wie es vorher in Verbindung mit dem Blockschaltbild nach Figur 4b beschrieben worden ist. Wenn aber
in diesem Verfahren die hydraulische Druckdifferenz oder das hydraulische Druckverhältnis (Hd4), das durch den Komparator
3Od verglichen worden ist, den vorgeschriebenen Bereich überschreitet,
der so vorbestimmt worden ist, daß eine Druckverteilung für einen Betrieb mit hohem Wirkungsgrad erhalten wird,
werden die verstellbaren Leitschaufeln 15 in Schließrichtung
betätigt, und wenn die hydraulische Druckdifferenz oder das hydraulische Druckverhältnis (Hd4) unterhalb des vorgeschriebenen
Bereiches liegt, die verstellbaren Leitschaufeln 12 in Schließrichtung betätigt. Diese Steuerungen der verstellbaren
Leitschaufeln erfolgen durch die Steuereinheit 32d in Übereinstimmung mit den Steuerinstruktionen.
Nach der vorliegenden Erfindung, wie sie oben beschrieben worden
ist, können im Falle der Steuerung und Einstellung der Last oder des Wasserspiegels in einer mehrstufigen hydraulischen
Maschine unter einer stetigen Betriebsbedingung die hydraulisch günstigste Kombination der Öffnungsgrade der verstellbaren
Leitschaufeln ausgewählt werden, um dadurch die mehrstufige hydraulische Maschine mit einem ausgezeichneten hydraulischen
Wirkungsgrad zu betreiben, da der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln einer der Hochdruckstufe
(Stufe mit höchstem Druck) und der Niederdruckstufe (Stufe mit niedrigstem Druck) gemäß der Steuerung oder Änderung des
Öffnungsgrades der verstellbaren Leitschaufeln der anderen Druckstufe gesteuert werden kann.
Ferner können, obwohl nachteilige Erscheinungen,wie Kavitationen
und Drall, allgemein an einem Läuferteil· der Niederdruckstufe
erzeugt werden, diese nachteiligen Erscheinungen vermieden werden durch Justierung der relativen Druckdifferenz oder des
relativen Druckverhältnisses zwischen dem statischen Druck und der hydraulischen Druckdifferenz zwischen dem Druck auf
der Einlaßseite der Hochdruckstufe oder an der Auslaßseite der Niederdruckstufe und dem Druck an einem Teil zwischen
der Hochdruckstufe und der Niederdruckstufe, so daß diese
relative Differenz oder das relative Verhältnis in den vorbeschriebenen Bereich für den Betrieb der hydraulischen Maschine
mit hohem hydraulischen Wirkungsgrad gelangen, da die Druckverteilung auf die jeweiligen Druckstufen immer gesteuert
werden kann.
Ferner kann, obwohl manchmal abnormale Ubergangsdruckanstiege
an der Niederdruckstufe in einigen Kombinationen der Öffnungsgrade der verstellbaren Leitschaufeln an der Hochdruckstufe
und der Niederdruckstufe auftreten können, gemäß der Erfindung der abnormale Druckanstieg festgestellt und verhindert werden,
da die verstellbaren Leitschaufeln unter Einwirkung des hydraulischen Druckes an einem Teil zwischen der Hochdruckstufe
und der Niederdruckstufe gesteuert werden.
Somit kann nach den Verfahren zur Steuerung der Last und des Wasserspiegels einer mehrstufigen hydraulischen Maschine nach
der vorliegenden Erfindung die hydraulische Maschine immer mit hohem und vernünftigem hydraulischen Wirkungsgrad betrieben
werden.
Claims (21)
- PATENTANSPRÜCHE1J Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer mehrstufigen hydraulischen Maschine bei einer Lastjustierung während einer stetigen Betriebsbedingung, in welcher die jeweiligen Druckstufen durch Läufer und Rückführleitungen in Reihe geschaltet sind und die Stufen mit höchstein und niedrigstem Druck mit verstellbaren Leitschaufeln versehen sind, deren Öffnungsgrade veränderbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln einer der Stufen mit höchstem Druck und mit niedrigstem Druck in Abhängigkeit von Steuerinstruktionen bezüglich der Last gesteuert wird und daß der Öffnungsgrad der verstellbaren- Leitschaufeln der anderen Stufe mit höchstem oder mit niedrigstem Druck in Abhängigkeit von Steuerinstruktionen bezüglich der hydraulischen Druckdifferenz zwischen einem Druck an einem Teil zwischen den Druckstufen mit höchstem Druck und mit niedrigstem Druck und einem Druck an einem Teil außerhalb einer der anderen der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck gesteuert wird.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck die Stufe mit höchstem Druck ist und daß der Teil außerhalb einer der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck ein Teil auf einer Einlaßseite der Stufe mit höchstem Druck ist.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck die Stufe mit höchstem Druck ist und daß der Teil außerhalb einer der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck ein Teil auf der Auslaßseite der Stufe mit niedrigstem Druck ist.
- 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck die Stufe mit niedrigstem Druck ist und daß der Teil außerhalb einer der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck ein Teil auf der Einlaßseite der Stufe mit höchstem Druck ist.
- 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck die Stufe mit niedrigstem Druck ist und daß der Teil außerhalb einer der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck ein Teil auf der Auslaßseite der Stufe mit niedrigstem Druck ist.
- 6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß, falls das relative Verhältnis oder die relative Differenz zwischen der hydraulischen Druckdifferenz und einem auf die gesamte Struktur der hydraulischen Maschine einwirkenden statischen Druck einen vorgeschriebenen Bereich überschreitet, die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit niedrigstem Druck in offnungsrichtuna betätigt werden, und daß, falls das relative; Verhältnis oder die relative Differenz niedriger ist als der vorbestimmte Bereich, die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit niedrigstem Druck in Schließrichtung betätigt werden, um dadurch die Last der mehrstufigen hydraulischen Maschine zu steuern und zu justieren.
- 7. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß, falls das relative Verhältnis oder die relative Differenz zwischen der hydraulischen Druckdifferenz und einem auf die gesamte Struktur der hydraulischen Maschine einwirkenden statischen Druck einen vorgeschriebenen Bereich überschreitet, die verstellbaren Leitschaufein der Stufe mit niedrigstem Druck in Schließrichtung betätigt werden, und daß, falls das relative Verhältnis oder die relative Differenz unter dem vorgeschriebenen Bereich liegt, die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit niedrigstem Druck in Öffnungsrichtung betätigt werden, um die Last der mehrstufigen hydraulischen Maschine zu steuern und zu justieren.
- 8. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß, falls das relative Verhältnis oder die relative Differenz zwischen der hydraulischen Druckdifferenz und einem auf die gesamte Struktur der hydraulischen Maschine einwirkenden statischen Druck einen vorgeschriebenen Bereich überschreitet,die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit höchstem Druck in Schließrichtung betätigt werden, und daß, falls das relative Verhältnis oder die relative Differenz unter dem vorgeschriebenen Bereich liegt, die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit höchstem Druck in Öffnungsrichtung betätigt werden, um die Last der mehrstufigen hydraulischen Maschine zu steuern und zu justieren.
- 9. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß, falls das relative Verhältnis oder die relative Differenz zwischen der hydraulischen Druckdifferenz und einem auf die gesamte Struktur der hydraulischen Maschine einwirkenden statischen Druck einen vorgeschriebenen Bereich überschreitet, die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit höchstem Druck in Öffnungsrichtung betätigt werden und daß, falls das relative Verhältnis oder die relative Differenz unter dem vorgeschriebenen Bereich liegt, die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit höchstem Druck in Öffnungsrichtung betätigt werden, um die Last der mehrstufigen hydraulischen Maschine zu steuern und ' zu justieren.
- 10. Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer mehrstufigen hydraulischen Maschine bei einer Lastjustierung während einer stetigen Betriebsbedingung, in welcher die jeweiligen Druckstufen durch Läufer und Rückführleitungen in Reihe geschaltet sind, und in welcher die mit einem Spiralgehäuse verbundene Stufe mit höchstem Druck und die mit einem Saugrohr verbundene Stufe mit niedrigstem Druck mit verstellbaren Leitschaufeln versehen sind, deren Öffnungsgrade veränderbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln einer der Stufen mit höchstem Druck und mit niedrigstem Druck in Abhängigkeit von Steuerinstruktionen bezüglich der Strömungsmenge gesteuert wird und daß der Öffnungsgrad der Verstellbaren Leitschaufeln der anderen Stufe mit höchstem und niedrigstem Druck in Abhängigkeit von Steuerinstruktionen bezüglich des hydraulischen Druckverhältnisses oder der hydraulischen Druckdifferenz zwischen einem Druck an einem Teil zwischen den Stufen mit höchstem Druck und mit niedrigstem Druck und einem Druck an einem Teil außerhalb einer der anderender Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck gesteuert wird. .
- 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil außerhalb einer der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck ein Teil auf der Einlaßseite der Stufe mit höchstem Druck ist.
- 12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil außerhalb einer der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck ein Teil auf der Auslaßseite der Stufe mit niedrigstem Druck ist.
- 13. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem nach einem Index-Verfahren arbeitende Strömungsmengendetektoren an dem Spiralgehäuse oder dem Saugrohr angeordnet sind und bei welchem SteuerInstruktionen bezüglich der durch unter den Detektoren ausgewählten Detektoren an die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit höchstem Druck gegeben werden, so daß die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit höchstem Druck in Schließrichtung betätigt werden, wenn die gemessene Strömungsmenge die Strömungsmenge entsprechend einer Soll-Last übersteigt, und in Öffnungsrichtung betätigt werden, wenn die gemessene Strömungsmenge unterhalb der Strömungsmenge gemäß der Soll-Last liegt, wobei gleichzeitig Steuerinstruktionen bezüglich des hydraulischen Druckverhältnisses oder der Druckdifferenz an die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit niedrigstem Druck gegeben werden, so daß die verstellbaren Leitschaufeln dieser Stufe mit niedrigstem Druck in Schließrichtung betätigt werden, wenn das hydraulische Druckverhältnis oder die hydraulische Druckdifferenz einen vorgeschriebenen Bereich überschreitet, und in Öffnungsrichtung betätigt werden, wenn das hydraulische Druckverhältnis oder die hydraulische Druckdifferenz unterhalb des vorgesehenen Bereiches liegt, um so das hydraulische Druckverhältnis oder die hydraulische Druckdifferenz innerhalb des vorgeschriebenen Bereiches zu halten.
- 14. Verfahren nach Anspruch 11, bei welchem nach einem Index-Verfahren arbeitende Strömungsmengendetektoren an demSprialgehäuse oder dem Saugrohr angeordnet sind, und bei welchem SteuerInstruktionen bezüglich der durch unter den Detektoren ausgewählten Detektoren an die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit niedrigstem Druck gegeben werden, so daß die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit niedrigstem Druck in Schließrichtung betätigt werden, wenn die gemessene Strömungsmenge die Strömungsmenge entsprechend einer Soll-Last übersteigt, und in Öffnungsrichtung betätigt werden, wenn die gemessene Strömungsmenge unterhalb der Strömungsmenge gemäß der Soll-Last liegt, wobei gleichzeitig Steuerinstruktionen bezüglich des hydraulischen Druckverhältnisses oder der Druckdifferenz an die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit höchstem Druck gegeben werden, so daß die verstellbaren Leitschaufeln dieser Stufe mit höchstem Druck in Öffnungsrichtung betätigt werden, wenn das hydraulische Druckverhältnis oder die hydraulische Druckdifferenz einen vorgeschriebenen Bereich überschreitet, und in Schließrichtung betätigt werden, wem das hydraulische Druckverhältnis oder die hydraulische Druckdifferenz unterhalb des vorgeschriebenen Bereiches liegt, um so das hydraulische Druckverhältnis oder die hydraulische Druckdifferenz innerhalb des vorgeschriebenen Bereiches zu halten.
- 15. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem nach einem Index-Verfahren arbeitende Strömungsmengendetektoren an dem Spiralgehäuse oder dem Saugrohr angeordnet sind, und bei welchem Steuerinstruktionen bezüglich der durch unter den Detektoren ausgewählten Detektoren an die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit höchstem Druck gegeben werden, so daß die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit höchstem Druck in Schließrichtung betätigt werden, wenn die gemessene Strömungsmenge die Strömungsmenge entsprechend einer Soll-Last übersteigt, und in Öffnungsrichtung betätigt werden, wenn die gemessene Strömungsmenge unterhalb der Strömungsmenge gemäß der Soll-Last liegt, wobei gleichzeitig Steuerinstruktionen bezüglich des relativen Verhältnisses oder der relativen Differenz zwischen der hydraulischen Druckdifferenz und einem auf die gesamte Struktur der hydraulischen Maschine einwirkenden Druck an die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit niedrigstem Druck gegeben werden, so daß die verstellbaren Leitschaufeindieser Stufe mit niedrigstem Druck in Schließrichtung betätigt werden, wenn das relative Verhältnis oder die relative Differenz einen vorgeschriebenen Bereich überschreitet, und in Öffnungsrichtung betätigt werden, wenn das relative Verhältnis oder die relative Differenz unterhalb des vorgeschriebenen Bereiches liegt, um so das relative Verhältnis oder die relative Differenz innerhalb des vorgeschriebenen Bereiches zu halten.
- 16. Verfahren nach Anspruch 12, bei welchem nach einem Index-Verfahren arbeitende Strömungsmengendetektoren an dem Spiralgehäuse oder dem Saugrohr angeordnet sind, und bei welchem Steuerinstruktionen bezüglich der durch unter den Detektoren ausgewählten Detektoren an die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit niedrigstem Druck gegeben werden, so daß die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit niedrigstem Druck in Schließrichtung betätigt werden, wenn die gemessene Strömungsmenge die Strömungsmenge entsprechend einer Soll-Last übersteigt, und in Öffnungsrichtung betätigt werden, wenn die gemessene Strömungsmenge unterhalb der Strömungsmenge gemäß der Soll-Last liegt, wobei gleichzeitig Steuerinstruktionen bezüglich des relativen Verhältnisses oder der relativen Differenz zwischen der hydraulischen Druckdifferenz und einem auf die gesamte Struktur der hydraulischen Maschine einwirkenden Druck an die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit höchstem Druckzustand gegeben werden, so daß die verstellbaren Leitschaufeln dieser Stufe mit höchstem Druck in Öffnungsrichtung betätigt werden, wenn das relative Verhältnis oder die relative Differenz einen vorgeschriebenen Bereich überschreitet und in Schließrichtung betätigt werden, wenn das relative Verhältnis oder die relative Differenz unterhalb des vorgeschriebenen Bereiches liegt, um so das relative Verhältnis oder die relative Differenz innerhalb des vorgeschriebenen Bereiches zu halten.
- 17. Verfahren zur Steuerung des Betriebes einer mehrstufigen hydraulischen Maschine in Abhängigkeit von einer Änderung eines auf die gesamte Struktur der hydraulischen Maschine einwirkendenstatischen Druckes unter einer stetigen Betriebsbedingung/ in welcher die jeweiligen Druckstufen durch Läufer und Rückführleitungen in Reihe geschaltet sind und die Stufen mit höchstem und niedrigstem Druck mit verstellbaren Leitschaufeln versehen sind, deren Öffnungsgrade veränderbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln einer der Stufen mit höchstem Druck und mit niedrigstem Druck in Abhängigkeit von Steuerinstruktionen bezüglich des statischen Druckes gesteuert wird und daß der Öffnungsgrad der verstellbaren Leitschaufeln der anderen Stufe mit höchstem oder mit niedrigstem Druck in Abhängigkeit von Steuerinstruktionen bezüglich der hydraulischen Druckdifferenz zwischen einem Druck an einem Teil zwischen den Stufen mit höchstem Druck und mit niedrigstem Druck und einem Druck an einem Teil außerhalb der anderen der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck gesteuert wird.
- 18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,daß die eine der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck die Stufe mit höchstem Druck ist und daß der Teil außerhalb der anderen der Stufen mit höchstem und mit niedrigstem Druck ein Teil auf der Auslaßseite.der Stufe mit niedrigstem Druck ist.
- 19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die eine der Stufen mit höchstem und niedrigstem Druck die Stufe mit niedrigstem Druck ist und daß der Teil außerhalb der anderen der Stufen mit höchstem und niedrigstem Druck ein Teil auf der Einlaßseite der Stufe mit höchstem Druck ist.
- 20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit niedrigstem Druck in Schließrichtung betätigt werden, wenn das relative Verhältnis oder die relative Differenz den vorgeschriebenen Bereich überschreitet, und in Öffnungsrichtung betätigt werden, wenn das relative Verhältnis oder die relative Differenz unterhalb des vorgeschriebenen Bereiches liegt.
- 21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Leitschaufeln der Stufe mit niedrigstem Druck in Öffnungsrichtung betätigt werden, wenn das relative Verhältnis oder die relative Differenz den vorgeschriebenen Bereich überschreitet, und in Schließrichtung betätigt werden, wenn das relative Verhältnis oder die relative Differenz unterhalb des vorgeschriebenen Bereiches liegt.
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