Regeldüse für Wasserturbinen Bei Wasserturbinen mit einem Leitapparat,
der mindestens eine durch eine Nadel regulierbare Düse zur Erzeugung eines kreisrunden
Wasserstrahles aufweist, wechselt bekanntlich die Kraft zum Verschieben der Nadel
je nach der augenblicklichen Nadelstellung erheblich. Sie ist am größten beim Öffnen
der vollständig geschlossenen Mündung. Wird die Nadel mehr und mehr zurückgezogen,
so nimmt der Druck im Düsenzuflußrohr nur wenig ab; dagegen wächst in viel stärkerem
Maße der Druck auf die vordere Seite des Nadelkopfes infolge der Umsetzung von Druck
in Geschwindigkeit. Es verbleibt aber immer ein die Nadel zum Schließen trachtender
Überdruck. Es ist nun bereits bekannt, auf ein Abschlußorgan der Düse den in der
Nähe der Austrittsöffnung des Mündungsstückes herrschenden Druck einwirken zu lassen,
so daß ein Ausgleich der auf das Abschlußorgan wirkenden Kräfte stattfindet, und
zwar in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Wassers in der Düse. Eine solche
Ausführung weist gegenüber ebenfalls bereits bekannten Anordnungen mit einem in
der Öffnungsrichtung wirkenden Ausgleichkolben und einer in der Schießrichtung wirkenden
Feder den Vorteil auf, daß sie ganz ohne Federn auszukommen ermöglicht, die bei
Düsen für ,größeren Strahldurchmesser und hohes Gefälle von nicht mehr herstellbarer
Größe ausfallen würden und zudem der Ermüdung unterworfen werden, weil sie im normalen
Betrieb der Turbine fortwährend gespannt sind. Dagegen weisen die Ausführungen,
bei denen der Druck in der Nähe der Düsenmündung auf das Abschlußorgan der Düse
einwirkt, den Nachteil auf, daß der Kanal zum Zuleiten des Druckmittels in den Ausgleichsraum
während des Betriebes unzugänglich ist. Es ist daher nicht möglich, bei Verstopfungen,
die an den Turbinen infolge Ansammlung von Laub, Gras und Unrat vorkommen, während
des Betriebes Abhilfe zu schaffen. Zwecks Behebung dieses Übelstandes ist- eine
Leitung, welche in der Nähe des Dü:senmündungsstückes entnommenes Druckwasser zum
Einwirken auf einen Ausgleichkolben bringt, nach der Erfindung außerhalb der Düse
angeordnet, und es ist ferner in diese Leitung ein Dreiwegventil eingebaut, dessen
Öffnen eine augenblickliche Entlastung des Ausgleichkolbens und zusammenhängend
damit das selbsttätige Schließen der Düsennadel zur Folge hat. Eine solche Leitung
kann während des Betriebes einer ständigen Kontrolle unterworfen werden.
Auf
der beiliegenden Zeichnung ist eine Ausführung der Erfindung beispielsweise veranschaulicht.Control nozzle for water turbines For water turbines with a diffuser,
the at least one nozzle, which can be regulated by a needle, for producing a circular one
As is known, the force for moving the needle changes
depending on the current needle position considerably. It is greatest when it is opened
the fully closed mouth. If the needle is withdrawn more and more,
so the pressure in the nozzle inlet pipe decreases only slightly; on the other hand grows in much stronger
Measures the pressure on the front side of the needle head as a result of the implementation of pressure
in speed. But there always remains a needle that tries to close
Overpressure. It is now already known on a closure member of the nozzle in the
To allow the pressure to act near the outlet opening of the mouthpiece,
so that the forces acting on the closing organ are balanced, and
depending on the speed of the water in the nozzle. Such
Execution has opposite also already known arrangements with an in
the opening direction acting compensating piston and one acting in the shooting direction
Spring has the advantage that it allows you to do without springs at all
Nozzles for larger jet diameters and high gradients that are no longer producible
Size would fail and also be subject to fatigue because they are normal
Operation of the turbine are continuously tensioned. On the other hand, the statements
at which the pressure in the vicinity of the nozzle mouth on the closing element of the nozzle
acts, the disadvantage that the channel for supplying the pressure medium into the compensation chamber
is inaccessible during operation. It is therefore not possible, in the case of constipation,
that occur on the turbines as a result of the accumulation of leaves, grass and debris while
of the company to remedy the situation. In order to remedy this deficiency there is one
Line, which in the vicinity of the nozzle: senmündungsstückes withdrawn pressurized water to
Acting on a compensating piston brings, according to the invention outside the nozzle
arranged, and there is also a three-way valve built into this line, its
Open an instant relief of the equalizing piston and contiguously
so that the nozzle needle closes automatically. Such a line
can be subjected to constant control during operation.
on
the accompanying drawing illustrates an embodiment of the invention, for example.
Die Abbildung zeigt einen Längsschnitt durch eine Düse mit einstellbarer
Nadel a. Der Schaft b dieser Nadel a trägt einen Ausgleichkolben c, der einen
Druckraum d auf der einen Seite begrenzt. Gegen das Zuflußrohr e der Düse
hin ist der Druckraum d
durch eine Manschette m abgedichtet.
t bezeichnet eine Druckleitung, die am einen Ende in der Nähe der Austrittsöffnung
des Düsenmündungsstückes g in dieses ausmündet und am anderen Ende mit dem Druckraum
d in Verbindung steht. Durch diese Leitung f wird bewirkt, daß auf die rechte Seite
des Ausgleichkolbens c jeweils der in der Nähe der Austrittsöffnung des Düsenmündungsstükkes
g herrschende Druck einwirkt. Der Druckausgleichkolben c ist so bemessen, daß er,
wenn die Nadel a ganz geschlossen ist, eine Kraft -ausübt, die etwas größer ist
als die vom Wasserdruck herrührende, die Nadel" zum Schließen trachtende Kraft,
so daß sich die Nadel a beim Anlassen der Turbine ohne öldruck ein kurzes Hubstück
selbsttätig öffnen wird. s bezeichnet eine Abflußleitung für Leckwasser und h einen
öldruckzylinder mit Kolben n. Diese Teile h, n stellen einen Teil
eines sonst nicht weiter veranschaulichten hydraulischen Regulators zur selbsttätigen
Regulierung der Düse dar. In die Druckleitung f ist ein Dreiwegventil
h eingeschaltet, das über eine Leitung eine Entleerung des Druckraumes d
und somit eine Entlastung des Ausgleichkolbens c ermöglicht, so daß, wenn aus irgendeinem
Grunde der 'öldruck im Servomotor der Steuerung fehlen sollte, durch Herstellung
der Verbindung des Raumes d mit der Leitung L die Nadel a geschlossen
wird.The figure shows a longitudinal section through a nozzle with an adjustable needle a. The shaft b of this needle a carries a compensating piston c which delimits a pressure space d on one side. The pressure space d is sealed off from the inlet pipe e of the nozzle by a sleeve m. t denotes a pressure line which opens into the nozzle mouthpiece g at one end near the outlet opening and communicates with the pressure chamber d at the other end. This line f has the effect that the pressure prevailing in the vicinity of the outlet opening of the nozzle mouth piece g acts on the right-hand side of the compensating piston c. The pressure compensation piston c is dimensioned so that it, when the needle a is fully closed, exerts a force that is slightly greater than the force resulting from the water pressure, the needle "striving to close, so that the needle a when starting the Turbine will automatically open a short stroke piece without oil pressure. S denotes a discharge line for leakage water and h an oil pressure cylinder with piston n. These parts h, n represent part of a hydraulic regulator for the automatic regulation of the nozzle, which is otherwise not illustrated. In the pressure line f A three-way valve h is switched on, which enables the pressure chamber d to be emptied via a line and thus a relief of the compensating piston c, so that, if for any reason the 'oil pressure in the servomotor of the control system should be missing, by establishing the connection of the chamber d with the Line L the needle a is closed.
Durch richtige Wahl des Durchmessers für den Ausgleichkolben c sowie
des Ortes und der Art der Anzapfung der auf diesen Kolben c zum Einwixken zu bringenden
Druckflüssigkeit können die Kolbenverstellkraft und die von den Dichtungsmanschetten
herrührende Reibungskraft derart ausgeglichen werden, daß die Nadel a in jeder Stellung
ihres Hubes mit der geringstmöglichen Kraft verstellt und die Regulierarbeit des
die Nadel betätigenden Geschwindigkeitsregulators auf das größtmögliche Minimum
gebracht werden kann.By choosing the correct diameter for the compensating piston c as well as
the place and type of tapping to be brought to this piston c to be wixken
Hydraulic fluid can adjust the piston displacement force and that of the sealing sleeves
Resulting frictional force are compensated so that the needle a in each position
their stroke is adjusted with the least possible force and the regulating work of the
the needle actuating speed regulator to the greatest possible minimum
can be brought.
Die beschriebene Anordnung läßt sich selbstverständlich auch in Verbindung
mit Düsen mit Handregulierung oder mechanischem Antrieb anwenden.The arrangement described can of course also be used in conjunction
use with nozzles with manual adjustment or mechanical drive.