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Sicherheitsvorrichtung für Turbinen. Durch das Patent 327II9 ist eine
Sicherheitsvorrichtung an Turbinen geschützt, bei der eine ausrückbare Verbindung
der verstellbaren Leitschaufeln der Turbine mit dem sie dem Drucke eines Spannwerkes
entgegen in der Offenstellung haltenden Sperrmittel vorhanden ist und bei der ein
Fliehkraftpendel angeordnet ist, das diese Verbindung bei Erreichung einer bestimmten
Umlaufzahl aufhebt.
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Den Gegenstand der Erfindung bildet eine Sicherheitsvorrichtung dieser
Art, die sich durch schnelle und sichereWirkung auszeichnet und bei der als Spannwerk
ein Flüssigkeitsdruckkessel angeordnet ist, der mit einem an sich bekannten, die
Turbinenleitschaufeln verstellenden, aus Zylinder und Kolben bestehenden Hubwerk
verbunden ist. Das Fliehkraftpendel veranlaßt, daß bei Überschreitung einer bestimmten
Umdrehungszahl die die Offenstellung der Leitschaufeln haltende Flüssigkeit aus
dem Hubwerk abfließen kann, so daß das Spannwerk zur Wirkung koxmmt.
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Das Spannwerk steht ferner mit einer Bremse in Verbindung, die gleichzeitig
mit dem durch das Spannwerk bewirkten Schließen der Turbine in Tätigkeit gesetzt
wird. Albbesehen von demn durch diese Bremse erreichten schnelleren Stillsetzer
der Turbine und der von ihr angetriebenen Maschine (z. B. Generator), wird durch
die Bremse ein Stillsetzer der Turbine selbst dann erreicht, wenn durch äußere Einflüsse
(z. B. Fremdkörper im Leitapparat) ein völliges Schließen des Leitapparates nicht
eintreten sollte. Auf diese Weise sind wesentliche Drehzahlüberschreitungen mit
völliger Sicherheit zu vermeiden, die angetriebenen Maschinen (Generatoren) können
leichter als bisher gebaut werden.
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Damit das Spannwerk bei Anlagen, die elektrischen Strom erzeugen,
schon beim Auftreten eines Kurzschlusses, noch ehe eine Drehzahlüberschreitung stattfindet,
in Tätigkeit tritt, ist ein das Spannwerk in Betrieb setzender Magnet angeordnet,
der mit dem Fliehkraftpendel derart in Verbindung steht, daß beide unabhängig voneinander
das Spannwerk auszulösen vermögen.
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Die Zeichnung zeigt schematisch ein Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Der als Spannwerk dienende Flüssigkeitsdruckkessel a ist durch eine Rohrleitung
b mit einem die Verstellung der Turbinenleitschaufeln t bewirkenden, aus Zylinder
und Kolben bestehenden Hubwerke c verbunden, und zwar derart, daß die Druckflüssigkeit
aus dem Kessel a von oben gegen den Kolben cl des Hubwerkes c tritt. Der unterhalb
des Kolbens liegende Zylinderraum ist mit einer frei ausmündenden Leitung d verbunden,
in die als Absperrmittel ein Ventil e eingeschaltet ist. Dieses Ventil steht mit
einem zwischen Druckkessel a und Hubwerk c eingeschalteten Ventil f durch ein Gestänge
derart in Bewegungszusammenhang, daß, wenn das Ventil e die frei ausmündende Leitung
d öffnet, der Weg der Druckflüssigkeit vom Druckkessel a zum Hubwerk c ebenfalls
freigegeben ist. Das Ventil f und mit diesem das Ventil e wird mittels eines Hebels
g gesteuert, der an einem schwenkbaren Kipphebel h angelenkt ist. Dieser Hebel h
faßt während des Ganges der Turbine, also bei geschlossenen Ventilen e und f und
bei durch eine Pumpe i in Offenstellung gebrachten Turbinenleitschaufeln, hinter
einen Ansatz hl eines drehbaren zweiarmigen Hebels s, der mit einem Ende auf der
Verschiebemnuffe des Fliebkraftpendels p aufliegt und der am anderen Ende ein Ausgleichsgewicht
G trägt.
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Der Kolben cl des Hubwerkes wirid bei der Offenstellung der Turbinenleitschaufeln
durch die unterhalb des Kolbens befindliche Flüssigkeit in der in der Zeichnung
beispielsweise dargestellten Hochlage behalten.
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Beien Überschreiten einer bestimmten Umdrehungszahl der Turbine wird
der zweiarmige Hebel s vorn Fliehkraftpendel p, das mit der Turbine durch einen
Riementrieb o. dgl. verbunden ist, angehoben, so daß der Ansatz hl den Kipphebel
h freigibt und tdieser sich in der Pifeilrichung umlegt. Dadurch werden die Ventile
e und f geöffnet, so daß die Flüssigkeit aus dem Druckkessel a durch
die Leitung b von oben auf den Kolben cl des Huhwerkes c treten kann. Infolge des
gleichzeitig eintretenden Öffners des Ventilese kann die Flüssigkeit unter dem Kolben
cl des Hubwer#Ikes durch die Leitung d in einen offenen Behälter o entweichen. Dadurch
wird der Kolben cl nach unten gepreßt, und die Turbinenleitschaufeln wenden geschlossen.
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Um die Vorrichtung wieder in tBetrieb zu setzen, wird der Gewichtshebel
in seiner angehobenen Lage hinter den Ansatz hl gebracht,
wodurch
die Ventile e und f geschlossen werden. Darauf wird die in der Tieflage des Kolbens
cl Über diesem .befindliche Druckflüssigkeit mittels einer von Hand angetriebenen
Pumpe i unter den Kolben cl gepreßt, so daß dieser aus seiner Tieflage wieder in
die die Leitschaufeln offenhaltende Hochlage gebracht wird. Die Vorrichtung kann
danach wieder in Betrieb genommen werden.
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Auf den von der Turbine angetriebenen Generator wirkt eine Bremse
k ein, deren Bremsklotz mit einer durch eine Scheibe versteiften Membran m fest
verbunden ist, die in einem Gehäuse mn1 eingespannt ist. Dieses Gehäuse ml ist durch,
eine Leitung n über das als Dreiweghahn ausgebildete Ventil f mit dem Druckkessel
a derart verbunden, daß beim Öffnen des Ventiles f durch die oben beschriebenen
Auslösevorrichtungen die Druckflüssigkeit gegen die Membran m gepreßt wird und diese
den Druck auf den Bremsklotz überträgt. Dadurch wird erreicht, daß wenn bei Überschreitung
einer bestimmten Umdrehungszahl des Generators die Leitschaufeln der Turbine geschlossen
werden, die angetriebene Maschine sofort wirksam gebremst wird. Eine vom Membrangehäuse
mz1 nach dem Behälter ö führende, während des Betriebes des Generators durch einen
Hahn q1 verschlossene Rückleitung q dient zum Ablassen der Druckflüssigkeit nach
erfolgtem Stillsetzen des Generators l, wenn die Bremse zur Wiederinbetriebnahme
des Generators gelöst werden soll.
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In die Stromleitung des von der Turbine angetriebenen Generators kann
ein Magnet eingeschaltet sein, der (bei auftretendem Kurzschluß seinen Anker auf
den zweiarmigen Hebel s fallen läßt, so daß dieser in der Pfeilrichtung verschwenkt
wird und der die Schließvorrichtung und die Bremse einrückende Kipphebel h ebenso
wie durch das Pendel freigegeben wird.
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Damit der Magnet z bei Kurzschluß in der Leitung des Generators unabhängig
von der durch das Fliehkraftpendel überwvachten Umdrehungszahl des Generators die
Auslösung des Kipphebels h bewirken kann, ist der den Kipphebel h freigebende zweiarmige
Hebel s einseitig mit dem Fliehkraftpendel p gekuppelt, beispielsweise dadurch,
daß er auf der Verschiebemuffe u des Fliehkraftpendels aufruht. Wenn der Magnetanker
z den Hebel s losläßt, so kann dieser also unabhängig vom Fliehkraftpendel verscbwenkt
und der Kipphebel h ausgelöst werden, da dieser sich von der Verschiebemuffe abheben
kann. Da der Anker des Magneten mit dem Auslösehebel nicht fest verbunden ist, kann
anderseits auch das Fliehkraftpendel die Auslösevorrichtung unabhängig vom Magneten
betätigen.
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Selbstverständlich kann man statt des Hubwerkes c auch Zylinder und
Kolben eines bekannten Öldruokreglers für den gleichen Zweck verwenden.