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Stellwerk für drehbare Wasserturbinen-Laufradschaufeln. In dem deutschen
Patent 394 525 ist ein Stellwerk für drehbare Wasserturbinen-Laufradschaufeln mit
einem mit der Turbinenachse fest verbundenen und sich mit ihr drehenden hydraulischen
Zylinder (Servomotor) beschrieben, zu dessen Betätigung ein Regulierventil vorhanden
ist, dessen wesentlicher Bestandteil aus einem innerhalb des Servomotorkolbens bzw.
der Kolbenstange abdichtend hin und her verschiebbaren Zylinderschieber besteht.
Bei der Verschiebung des Zylinderschiebers in der einen oder anderen Richtung wird
die dem Zylinderschieber zugeführte Druckflüssigkeit von dem Zylinderschieber so
verteilt, daß sich der Servomotorkolben in derselben Richtung und Bleichweit wie
der Zylinderschieber bewegt.
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Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine weitere Ausbildung
der Einrichtung nach diesem Patent 394 525, die bei gleicher Wirksamkeit wesentlich
einfacher herzustellen ist und deren Steuerflächen, falls erforderlich, wesentlich
leichter nachgearbeitet werden können. Die Erfindung bezweckt, den innerhalb des
Servomotorkolbens verschiebbar geführten dünnen Zylinderschieber zu vermeiden, der
nur schwer herzustellen ist und auch leicht zerbrechen kann, insbesondere wenn sie
bei Turbinen mit horizontal liegender Welle benutzt werden, und besteht darin, daß
der verschiebbare Teil des das Vorsteuerungsventil für den Servomotorkolben bildenden
Regulierventils außerhalb des Servomotorkolbens und dessen Kolbenstange angeordnet
ist. Durch eine derartige Anordnung des Regulierventils wird auch erreicht, daß
die Kolbenstange des Servomotors nur zwei Kanäle gegenüber der großen Anzahl von
Kanälen bei einer Ausbildung der Einrichtung nach dem Hauptpatent zu erhalten braucht.
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Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele von Stellwerken für
drehbare Wasserturbinen-Laufradschaufeln entsprechend der Erfindung im Schnitt dargestellt,
und es ist bei allen Ausführungsformen angenommen., daß der verschiebbare Teil des
Regulierventils seine Ruhestellung einnimmt. Bei der in Abb. z dargestellten Ausführungsform
wird das Regulierventil, durch welches gleichzeitig die Druckflüssigkeit oder das
Drucköl zugeführt wird, als ein Rohr 2 ausgebildet, das weiterhin gleich als Antriebs-
oder Kuppelstange für das Stellwerk dient und in bekannter Weise innerhalb der hohlen
Turbinenwelle 3 untergebracht ist. Der Kolben z des Servomotors ist als Differentialkolben
ausgebildet, und seine Kolbenstange 4 ist mit zwei Kanälen 5 und 6 versehen, von
denen der eine Kanal 5 eine dauernde Verbindung zwischen dem Innern des Druckölzuführungsrohres
2 und dem unteren ringförmigen, von der kleineren Fläche des Differentialkolbens
abgeschlossenen Zylinderraum 7 herstellt, so daß in diesem Zylinderraum 7 dauernd
ein unveränderter Druck herrscht. Der andere Kanal 6 verbindet je nach der Stellung
des am unteren Ende des Druckölzuführungsrohres 2 angeordneten eigentlichen Regulierventils
8 den oberhalb der größeren Fläche des Differentialkolbens z vorhandenen Zylinderraum
9 des Servomotors entweder mit dem Inneren des Druckölzuführungsrohres 2 oder mit
dem außerhalb des Druckzuführungsrohres vorhandenen Ringraum 13, der außen von der
Innenwandung der hohlen Turbinenwelle begrenzt wird und zur Abführung der Druckflüssigkeit
dient. Im Zylinderraum 9 herrscht somit je nach der Stellung des Regulierventils
8 ein veränderlicher Druck. Wird z. B. das Ölzuführungsrohr mit dem Regulierventil
8 aus der in Abb. r gezeichneten Stellung abwärts verschoben, so tritt das Drucköl
aus dem- Rohr 2 durch den Kanal 6 in den Zylinderraum 9 ein und der Kolben z wird
abwärts bewegt, da der Gesamtdruck auf der oberen größeren Fläche des Kolbens x
größer ist als der Gesamtdruck auf der unteren kleineren Fläche des Kolbens x. Wird
dagegen das Rohr 2 aus der in Abb. r gezeichneten Stellung aufwärts verschoben,
so wird der Zylinderraum 9 durch den Kanal 6 mit dem Ringraum 13 verbunden,
in dem kein Druck herrscht, und der Kolben z wird infolgedessen unter der Wirkung
des Druckes im Zylinderraum 7 aufwärts verschoben. Der Differentialkolben x wird
also je
entsprechend der Bewegung der hohlen, das Druckölzuführungsrohr
bildenden Kuppelstange 2 bewegt.
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Die in Abb. 2 dargestellte Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
unterscheidet sich von der eben beschriebenen dadurch, daß die obere Mündung 5'
des Kanals 5 in der zylindrischen Mantelfläche der Kolbenstange 4 des Differentialkolbens
i liegt, und daß das am unteren Ende der Kuppelstange 2 vorgesehene Regulierventil
8 derart angeordnet ist, daß je nach der Stellung des Regulierventiles 8 der unterhalb
des Kolbens i vorhandene Zylinderraum 7 entweder mit dem Ringraum 13 innerhalb der
Turbinenwelle 3 oder durch den Kanal 6 mit dem oberen Zylinderraum 9 in Verbindung
gebracht werden kann.
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Bei dieser Ausführungsform wird das Drucköl durch den Ringraum 13
zugeführt, während die hohle Kuppelstange 2 zur Ableitung des Drucköles dient.
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Wird bei dieser Ausführungsform das Kupplungsrohr 2 aus der Stellung
nach Abb. 2 aufwärts verschoben, so bleibt die Verbindung zwischen dem Druckölzuführungsraum
13 mit dem Zylinderraum 7 durch den Kanal 5 hergestellt, während der Zylinderraum
9 durch den Kanal 6 und die zylindrische Aussparung 14 im Regulierventil 8 mit dem
Innenraum des Rohres 2 verbunden wird, was gleichbedeutend damit ist, daß jeder
Überdruck im Zylinderraum 9 aufgehoben ist. Der Kolben i wird sich daher unter der
Wirkung der Druckflüssigkeit im Zylinderraum 7 aufwärts verschieben.
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Wird dagegen das Rohr 2 aus der Stellung nach Abb. 2 abwärts verschoben,
so kommt der Kanal 5 in Verbindung mit dem inneren Hohlraum 14 des Regulierventils,
und infolgedessen tritt das Drucköl sowohl in den Kanal 5 wie auch über den Ringraum
14 in den Kanal 6 ein, und beide Zylinderräume 9 und 7 gelangen unter die Wirkung
des zugeführten Drucköles, was zur Folge hat, daß der Kolben i sich abwärts bewegt,
da seine obere Grundfläche größer als seine untere Grundfläche ist.
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Bei einer Abwärtsverschiebung der Kuppelstange 2 findet also auch
eine Abwärtsverschiebung des Kolbens i des Servomotors statt.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 wird die mit dem Regulierventil
8 am unteren Ende versehene hohle Kupplungsstange io' von einem Rohr 11' umgeben,
das an seinem unteren Ende mit dem Servomotorkolben 4 starr verbunden ist. Das Rohr
1o' dient bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel zur Zuführung des Drucköls oder
sonstiger Druckflüssigkeit, während der Ringraum 12 zwischen den Rohren 1o' und
i1' zur Abführung der Druckflüssigkeit dient. Der Servomotorkolben i ist auch bei
diesem Ausführungsbeispiel ein Differentialkolben, und der untere Zylinderraum 7
steht durch das Kanalsystem 17 in dauernder Verbindung mit dem Kupplungsrohr 1o',
so daß in dem Zylinderraum 7 dauernd ein konstanter Druck herrscht. Wird bei diesem
Ausführungsbeispiel die hohle Kupplungsstange 1o' abwärts verschoben, so tritt das
Drucköl oder die sonstige Druckflüssigkeit aus dem Rohr 1o' durch den Kanal 18,
der in der Kolbenstange 4 vorgesehen ist, in den Zylinderraum 9, und der Kolben
i wird entgegen dem gegen seine Unterfläche wirkenden Druck abwärts bewegt. Wird
dagegen die Kuppelstange 1o' aus der in Abb. 3 gezeichneten Stellung aufwärts verschoben,
so wird hierdurch der Z@Tlinderraum 9 durch den Kanal 18 mit dem Ringraum 12' in
Verbindung gesetzt und der Druck in dem Zylinderraum 9 aufgehoben. Infolgedessen
wird der Kolben i unter der Wirkung des Druckes im Zylinderraum 7 aufwärts verschoben,
bis die Anfangsstellung der Kolbenstange des Motorkolbens i gegenüber dem Regulierventil
8 am unteren Ende der Kuppelstange 1o' wieder erreicht ist.
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Das Rohr 1i' macht bei der Auf- und Abwärtsbewegung des Servomotorkolbens
die Be-,,vegungen desselben mit, so daß man im Stellwerk- bzw. Maschinenhaus, bis
in das die beiden Rohre 1o' und 1i' hinaufreichen, feststellen kann, ob der Servömotorkolben
i tatsächlich die gewünschte Bewegung ausgeführt hat. Die Anordnung des Rohres 1i'
ermöglicht ferner Feststellungen darüber, inwieweit Drucköl aus dem Zylinderraum
9 zwischen der Serv omotorkolbenstange und dem Zylinderdeckel hindurchtritt, da
dieses hindurchtretende 01 gesondert für sich in den Ringraum zwischen der
Außenfläche des Rohres 11' und der inneren Umfangsfläche der hohlen Turbinenwelle
3 angesaminelt wird.