DE416638C - Hydraulic control device - Google Patents
Hydraulic control deviceInfo
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- DE416638C DE416638C DEF54563D DEF0054563D DE416638C DE 416638 C DE416638 C DE 416638C DE F54563 D DEF54563 D DE F54563D DE F0054563 D DEF0054563 D DE F0054563D DE 416638 C DE416638 C DE 416638C
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- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B15/00—Controlling
- F03B15/02—Controlling by varying liquid flow
- F03B15/04—Controlling by varying liquid flow of turbines
- F03B15/06—Regulating, i.e. acting automatically
- F03B15/14—Regulating, i.e. acting automatically by or of water level
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Description
In Abb. ι der Zeichnung bezeichnet A einen Zylinder, in dem, dagegen abgedichtet, zwei einen Differentialkolben bildende, auf einer gemeinsamen Kolbenstange 5 übereinandersitzende Kolben K, K' verschiebbar angeordnet sind, wobei der obere Kolben K, größer ist als der untere K.'. Der Zylinder befindet sich in der gezeichneten senkrechten Stellung in einer gewissen Tiefe unter dem WasserspiegelIn Fig. Ι of the drawing, A denotes a cylinder in which, on the other hand, sealed, two pistons K, K ' , which form a differential piston and sit on top of one another on a common piston rod 5, are arranged displaceably, the upper piston K, being larger than the lower K. '. In the vertical position shown, the cylinder is at a certain depth below the water level
ίο in einem mit Wasser gefüllten Behälter, so daß die äußeren Stirnflächen F, F' beider Kolben zu gleicher Zeit einem von außen wirkenden Flüssigkeitsdruck ausgesetzt sind. Die Kolbenfläche des großen oberen KoI-bens K. betrage bei 25 cm Durchmesserίο in a container filled with water, so that the outer end faces F, F 'of both pistons are exposed to an externally acting fluid pressure at the same time. The piston area of the large upper piston K. is 25 cm in diameter
F — ~ 490 qcm, F - ~ 490 sqcm,
diejenige des unteren Kolbens Kf bei 20 cm Durchmesserthat of the lower piston Kf at 20 cm in diameter
„,",
F' -:- ~ 314 qcm. F ' -: - ~ 314 sq cm.
Die. Entfernung der äußeren Stirnflächen der beiden Kolben voneinander betrage | 100 cm. Es zeigt sich, daß der Druck auf j beide Kolben bei einer bestimmten Tiefe X j der Stirnfläche des oberen Kolbens gleich groß ist. Diese Tiefe ergibt sich ausThe. The distance between the outer end faces of the two pistons is | 100 cm. It can be seen that the pressure on both pistons is the same at a certain depth X j of the end face of the upper piston. This depth results from
F-X=F' · (X+ 1) = F'· X+F' zul= -^A- FX = F ' (X + 1) = F' X + F ' perm = - ^ A-
p·p
Mit vorstehend angegebenen Werten für F und F' wirdWith the values given above for F and F ' ,
X --- —3 '-■*— — 3'4
490 — 314 176 X --- - 3 '- ■ * - - 3 ' 4
490-314 176
m,m,
d. h. wenn sich die obere Stirnfläche des obe- j ren Kolbens 1,8 m unter der Wasseroberfläche befindet, ist der Druck auf beide Kolben gleich groß. 'd. H. when the upper face of the upper piston is 1.8 m below the surface of the water the pressure on both pistons is the same. '
Befindet sich nun der Zylinder A 50 cm j höher, so ist der spezifische Druck der Wassersäule auf den oberen Kolben 0,18 — 0,05 = 0,13 Atm. und auf den unteren Kolben o, 13 -|- 0,1 = 0,23 Atm. und der Gesamtdruck auf den oberen Kolben F · 0,13 = 490 · 0,13 i = 63,70 kg und auf den unteren Kolben ; F'' 0,23 = 314-0,23 = 72,22 kg. ;If the cylinder A is now 50 cm j higher, the specific pressure of the water column on the upper piston is 0.18 - 0.05 = 0.13 atm. and on the lower piston o.13 - | - 0.1 = 0.23 atm. and the total pressure on the upper piston F * 0.13 = 490 * 0.13 i = 63.70 kg and on the lower piston; F " 0.23 = 314-0.23 = 72.22 kg. ;
Befindet sich dagegen der Zylinder 50 cm tiefer als 1,8 m, so ist der spezifische Druck der Wassersäule auf den oberen Kolben o, 18 -j- 0,05 = 0,23 Atm. und auf den unteren Kolben 0,23 -j- 0,10 = 0,33 Atm. und der Gesamtdruck auf den * oberen Kolben F -0,23 = 490· 0,23 = 112,70 kg und auf den unteren Kolben F' · 0,33 = 314 · 0,33 = 103,62 kg.If, on the other hand, the cylinder is 50 cm deeper than 1.8 m, the specific pressure of the water column on the upper piston is 0.18 -j- 0.05 = 0.23 atm. and on the lower piston 0.23 -j- 0.10 = 0.33 atm. and the total pressure on the * upper piston F -0.23 = 490 x 0.23 = 112.70 kg and on the lower piston F 'x 0.33 = 314 x 0.33 = 103.62 kg.
Aus dieser Gegenüberstellung ersieht man, daß, wenn die über dem großen Kolben stehende Wassersäule kleiner ist als i,Sm, der Druck auf den kleinen Kolben größer ist als der auf den großen Kolben, und daß umgekehrt, wenn die über dem großen Kolben stehende Wassersäule größer ist als 1,8 m der Druck auf den großen Kolben größer ist als der auf den kleinen Kolben.From this comparison it can be seen that when the above the large piston standing water column is less than i, Sm, the pressure on the small piston is greater than the one on the large flask, and vice versa, if the column of water above the large flask is greater than 1.8 m the Pressure on the large piston is greater than that on the small piston.
Diese wechselnden Druckverhältnisse sind um so größer, je größer die Höhenschwankungen der Flüssigkeitssäulen sind. Dabei ist es natürlich gleichgültig, ob sich der Zylinder im Wasser auf und ab bewegt oder der Spiegel des Wassers über dem Zylinder sich hebt und senkt. Infolge der Druckdifferenz zwischen beiden Kolben wird in dem einen Fall eine Bewegung der Kolben selbsttätig nach oben, in dem andern Falle eine solche nach unten ausgeführt. Diese Bewegung der Kolben kann zur Arbeitsleistung, beispielsweise zum Steuern von Absperrschiebern, Ventilen u. dgl., nutzbar gemacht werden.These changing pressure conditions are greater, the greater the height fluctuations the columns of liquid are. It is of course immaterial whether the cylinder is moves up and down in the water or the level of the water above the cylinder rises and lowers. As a result of the pressure difference between the two pistons, in one case one Movement of the pistons upwards automatically, in the other case it moves downwards executed. This movement of the pistons can be used for work, for example for controlling of gate valves, valves and the like., Can be made usable.
Abb. 2 der Zeichnung zeigt die Anwendbarkeit der Vorrichtung zum Steuern des Absperrschiebers in der Wasserzuführung für Wasserturbinen. Fig. 2 of the drawing shows the applicability of the device for controlling the gate valve in the water supply for water turbines.
Die Durchflußrichtung des Wassers in dem zur Turbine führenden Zuführungsrohr R, ist durch Pfeilrichtungen angedeutet.The direction of flow of the water in the feed pipe R leading to the turbine is indicated by the directions of the arrows.
ι stellt den Absperrschieber dar. In dem senkrechten Zylinder 3 befindet sich der Diffcrentialkolben 2 mit der oberen großen F!äche F und der unteren kleinen Fläche F'. Kolben und Schieber sind durch eine Stange Z fest verbunden. 10 ist ein verstellbarer Hahn (in Abb. 2a im Längsschnitt dargestellt) mit dem Arm 11 für den Angriff eines Regulators. Bei bestimmter Stellung des Hahnes 10 fließt das Wasser aus dem Rohr JR. durch die Verbindungsrohre 7, 6, 4 in den Zylinder 3 und steigt, wenn Zylinder 3 ganz gefüllt ist, in der Steigeleitung 8 empor. In der markierten Höhe N-N befindet sich die Oberfläche des Wassers, analog dem anfangs angeführten Zahlenbeispielj i,8 m über der oberen Kolbenfläche F. Da in diesem Falle der Druck auf die Kolbenflächen F und F' gleich groß ist, wird sich der Kolben in eine Mittellage einstellen. Eingeschaltet soll hier werden, daß durch entsprechende Wahl der Abmessungen des Kolbens dessen Eigengewicht und das Gewicht des Schiebers 1 ausgeglichen werden muß. Bei der Mittellage des Kolbens befindet sich also auch der Schieber 1 in der Stellung, die der Normalleistung der Turbine entspre-1 represents the gate valve. In the vertical cylinder 3 is the differential piston 2 with the upper large surface F and the lower small surface F '. The piston and slide are firmly connected by a Z rod. 10 is an adjustable cock (shown in longitudinal section in Fig. 2a) with the arm 11 for the action of a regulator. When the tap 10 is in a certain position, the water flows out of the tube JR. through the connecting pipes 7, 6, 4 into the cylinder 3 and, when cylinder 3 is completely full, rises in the riser line 8. At the marked height NN is the surface of the water, similar to the numerical example given at the beginning, 8 m above the upper piston surface F. Since in this case the pressure on the piston surfaces F and F 'is the same, the piston will turn into a Adjust the central position. It should be switched on here that the weight of the piston and the weight of the slide 1 must be balanced by appropriate choice of the dimensions of the piston. When the piston is in the middle position, the slide 1 is also in the position that corresponds to the normal output of the turbine.
chen soll. Bei Mittellage des Kolbens steht der Hahn ι ο so, daß nur die Rohre 4, 6 und 8 mit dem Zylinder 3 in Verbindung stehen.should be. When the piston is in the middle position, the cock ι ο is so that only the tubes 4, 6 and 8 are in communication with the cylinder 3.
Geht jetzt z. B. die Tourenzahl der Turbine zurück, erfordert also die Turbine einen größeren
Wasserzufluß, so wird durch Drehen des Hahnes 10 vermittels des Regulators wieder
eine Verbindung der Rohre 4, 6, 7, 8 hergestellt. Die Wassersäule in dem Rohr 8
steigt also weiter, und gleichzeitig wird durch allmähliches Zunehmen des Druckes auf die
Kalbenfläche F der Kolben nach unten gedrückt und der Schieber 1 in dem Zuflußrohr
R mehr geöffnet. Steigt dabei das Wasser bis zu 2 m über die Linie N-N, so würde
der Druck zum Öffnen des Schiebers schon wie folgt anwachsen: Druck auf die obere
Kolbenfläche F ■ ρ = 490 (o,2 -j- 0,18) — 490 · 0,38 = — 186 kg, Druck auf die
untere Koibenfläche F' · j/ = 314 (0,2 -J- 0,283
= 314-0,48 =—150 kg.
Es würden also schon 186 bis 150—36kg
verfügbar sein. Da man einen Maximaldruck auf den Schieber nicht zu überschreiten
braucht, das Wasser in dem Rohr 8 aber entsprechend dem Druck in dem Rohr R
weiter steigen würde, so wird die Leitung' 8 durch den Überlauf 8' nach unten abgeführt,
wo bei 13 das Druckwasser so lange abfließt, bis die Normalleistung der Turbine
wieder erreicht ist.Now z. B. back the number of revolutions of the turbine, so if the turbine requires a larger flow of water, a connection of the pipes 4, 6, 7, 8 is established again by turning the tap 10 by means of the regulator. The water column in the pipe 8 thus continues to rise, and at the same time, by gradually increasing the pressure on the calving surface F, the piston is pressed down and the slide 1 in the supply pipe R is opened more. If the water rises up to 2 m above the line NN, the pressure to open the slide would increase as follows: Pressure on the upper piston surface F ■ ρ = 490 (o, 2 -j- 0.18) - 490 · 0.38 = - 186 kg, pressure on the lower cylinder surface F ' · j / = 314 (0.2 -J- 0.283 = 314-0.48 = -150 kg.
So there would already be 186 to 150-36kg available. Since you do not need to exceed a maximum pressure on the slide, but the water in the pipe 8 would continue to rise in accordance with the pressure in the pipe R , the line '8' is discharged downwards through the overflow 8 ', where at 13 the pressurized water flows off until the turbine has reached its normal output again.
Steigt dagegen die Tourenzahl der Turbine, so bewirkt gleichzeitig die entgegengesetzte Drehung des Hahnes 10 eine Verbindung der Rohre 4, 6, 8, 9. Es wird also durch das Rohr 9 Wasser abfließen und der Wasserspiegel in dem Rohr 8 fallen, wobei der Druck auf die Kolbenfläche F' jenen auf die Kolbenfläche F übersteigt und der Schieber ι mehr und mehr geschlossen wird. Der für den Fall des Beispiels zu erreichende maximale Druck zum Schließen des Schiebers wäre erreicht, wenn das Wasser über der oberen Kolbenfläche F vollständig abgelaufen ist. Da für diesen Fall der Kolben sich in der oberen Endstellung befindet, drückt nur der Wasserdruck der Kolbenflächenentfernung von ι m auf den kleinen Kolben, alsoIf, on the other hand, the number of revolutions of the turbine increases, the opposite rotation of the cock 10 simultaneously causes the pipes 4, 6, 8, 9 to be connected the piston area F ' exceeds that on the piston area F and the slide ι is closed more and more. The maximum pressure to be achieved in the case of the example for closing the slide would be reached when the water over the upper piston surface F has completely drained off. Since the piston is in the upper end position in this case, only the water pressure of the piston surface distance of ι m presses on the small piston, ie
F' - ο, ι — 314 · ο, ι = 31,4 kg. F '- ο, ι - 314 ο, ι = 31.4 kg.
5 ist ein Behälter, der, wenn das Wasser in den Rohren 7, 8 und 9 abgelaufen sein sollte, das erforderliche Wasser zusetzt für das unter der Fläche F' beim Hochgehen des Kolbens frei werdende Volumen.5 is a container which, if the water in the tubes 7, 8 and 9 should have run off, adds the necessary water for the volume that is released under the surface F ' when the piston goes up.
Durch das Rohr 12 soll das gegebenenfalls an den Manschetten des Kolbens durchgedrungene Wasser abfließen.Through the tube 12, what may have penetrated the collars of the piston Drain the water.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEF54563D DE416638C (en) | Hydraulic control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEF54563D DE416638C (en) | Hydraulic control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE416638C true DE416638C (en) | 1925-07-24 |
Family
ID=7107172
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DEF54563D Expired DE416638C (en) | Hydraulic control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE416638C (en) |
-
0
- DE DEF54563D patent/DE416638C/en not_active Expired
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