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Schnelldrosselvorrichtung für Kleindampfturbinen Die Erfindung betrifft
eine Schnelldrosselvorrichtung für Kleindampfturbinen, insbesondere für dien Antrieb
der Prope11erwelle von Anlagen zur Erzeugung eines künstlichen Zuges bei Feuerungen
von ortsfesten Anlagen und Dampfschiffen. Zur Verhütung der Überschreitung einer
Höchstdrehzahl werden bisher bei solchen Kleindampfturbinen ebenso wie bei anderen
Dampfturbinen Schnellschlußvorrichtungen angewendet. Diese bestehen in einem von
der Turbinenwelle aus 'üblicherweise durch einen Geschwindigkeitsregler beeinfiußten
Einlaßventil, das bei überschreitung der höchstzulässigen Drehzahl den Arbeitsdampf
von der Turbine ganz absperrt. Werdern. solche Kleindampfturbinen, wie es bei derartigen
Anlagen meist der Fall ist, nicht mit Kesselfrischdampf, sondern Zwischendampf oder
Abdampf der Hauptmaschinen betrieben, so ist noch ein Frischdampfzusatzventil vorgesehen,
um vorübergehend, insbesondere beim Anheizen, die Turbinen mit Frischdampf zu betreiben
oder solchen während des Ganges zuzusetzen. In diesem Fall mu:ß dann neben dem Schnellschluß
für den Hauptdampf noch ein solcher für den Zusatzdampf vorgesehen. sein. Da im
Falle eines Propellersaugzuges, wobei die Turbinenwelle unmittelbar den Propeter
trägt, diese Welle rasch, umläuft und einer hohen Temperatur von aoo bis 300' unterliegt,
während gleichzeitig der Raum beschränkt ist, ist es schwierig, Schnellschluißvorrithtungen
der bei Betriebsturbinen gebräuchlichen Ausführung anzubringen. Diese Schwierigkeiten
werden durch die Schnelldrosselvorrichtung gemäß der Erfindung vermieden. Bei dieser
fällt das SchneUschlußventi zur Absperrung des Frischdampfes fort, und es wird,
wenn sich eine selbsttätige Stillsetzung der Turbine als notwendig erweist, der
Abdampf gedrossselt. Zwar ist es- bekannt, bei Dampfturbinen beim Überschreiten
der Höchstdrehzahl durch den Fliehkraftregler, welcher das Frischdampfventil beeinfiußt,
mittels Druckluft auch eine in die zum Kondensator führende Leitung eingebaute Drosselklappe
zu schließen. Eine derartige Regelungseinrichtung, wie sie für normale Betriebsturbinen
geeignet ist, würde indessen für den vorliegenden Anwendungsfall aus den dargelegten
Gründen zu umständlich und zu viel Raum beanspruchend sein.
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Umdiesen besonderen Verhältnissem Rechnung zu tragen und um gleichzeitig
nichfi nur bei Überschreitung einer bes 't=ten' Drehzahl, sondern auch beim Schlagen
der Turbinenwelle oder bei einer durch äußere Einwirkung hervorgerufenen Erschütterung
den Abdampf mittels einer die Dampfaustrittsöffnung aus dem Innern des 'Turbinengehäuses
ganz oder teilweise abdeckenden, drehbaren Drosselscheibe abzudrosseln, löst gemäß
der Erfindung .eine mit der Turbinenwelle lose umlaufende Fliehkraftscheibe die
Drosselscheibe
durch ein Klinkengesperneaus, das so ,ausgebildet und angeordnet ist, daß es die
Drosselscheibe nicht nur unter der Einwirkung der Fliehkraftscheibe, sondern auch.
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i bei einer stärkeren Erschütterung der Turbine freigibt und in die
Drosselstellung ausschwingen laßt. Eine solche Anordnung ist einfach zu treffen,
weil die Drosselscheibc etwa in der gleichen Ebene wie die Flieh kraftscheibe angeordnet
und durch einen ein. fachen Klinkenhebel gesperrt gehalten werden kann. Die für
den Erfindungszweck erforderliche Empfindlichkeit des Klinkengesperres kann durch
entsprechende Bemessung der Spannung der auf den Klinkenhebel einwirkenden Feder
erhalten und durch einseitige Gewichtsbelastung de Hebels erhöht werden. Es sei
noch erwähnt, daß Sicherheitsregler mit Auslösung durch eine Fliehkraftscheibe für
Turbinen bekannt sind. Dabei bewirkt aber der Regler .abweichend von der Erfin.
dang das Absperren des Dampfeintrittes und nicht ein Drosseln des Dampfaustrittes.
Außerdem ist keine Anordnung getroffen, um auch ohne Überschreiten einer bestimmten
Drehzahl das Gesperre des Regelgliedes unter der EinWirkung einer Erschütterung
der Turbine .auszulösen.
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Die Zeichnung zeigt in den Abt. 1, 2 und 3 beispielsweisse eine Ausführungsform
im Teilschnitt, in einer Innenansicht von unten und in einer Draufsicht- einer mit
der Schnelldrosselvorrichtunhg gemäß der Erfindung versehenen Turbine. Die Abb.
¢, 5 und '6 zeigen .eine abgeänderte Ausführungsform, während die Abb. 7 bis i i
Einzeldarstellung e a in größerem Maßstabe zeigen.
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Der Unterschied zwischen der Ausführung,-form nach den Abb. i bis
3 und derjenigen nach den Abb. ¢ bis 6 besteht darin, daß im ersten Fall eine einfache
Drosselscheibe vorgesehen ist, während im letzteren Falleine zweiflügelige, d. h.
gegenüber dem Drehpunkt symmetrisch ausgeglichene Scheibe Anwendung findet. Hiervon
abgesehen, sind alle Teile gleichartig. Es ist i der Abdampfstutzen .am Turbinengehäuse,
- 2 isst die Drosselscheibe. Diese dreht sich mit einer Welle 3 in einer Lagerbüchse
q.. An der Scheibe z ist eine Nase 5 .abgesetzt, hinter welche ein Klinkenhebel
6 mit dem Ende seines längeren Armes greift. Auf der Turbinenwelle 2o sitzt lease
eine Fliehkraftscheibe 7. In einer Aussparung derselben sind (Abt. 7 und 8) ein
Preßklobern 8 und eine Druckfeder 9 eingebaut. Der Preßkloben besitzt einen runden
Zapfen io, der in eine Bohrung I1 der Scheibe 7_ p.aßt. Die langrunde Bohrung der
Scheibe 7 sowie die Auskehlung des IGobens 8 haben denselben Radius wie die Welle
2 0. Die der Aussparung der Scheibe entspre-' chende .einseitige Gewichtsverminderung
@exzeugt bei der raschen Umdrehung eine Fliehkraft, die aber erst dann eine Wirkung,
d. h. eine .exzentrische Lage der Scheibe hervorruft, wenn sie größer als die Spannung
der Druckfeder g wird. Infolgedessen lä:ßt sich durch die Verspannung dieser Feder
die Drehzahl bestimmen, bei welcher die Fliehkraftscheibe auszuschlagen beginnt.
Weiter läßt sich durch Anbringung von einem oder mehreren Gewichtsausgleichlöchern
die für die Fliehkraft in Frage kommende Masse von Fall zu Fall genau einrAegeln.
Je größer die Drehzahl, desto -stärker -wird die Feder zusammengepneßt, und um so
größer wird der Druck, welchen der Preßkloben 8 auf die Turbinenwelle 2o ausübt.
Durch diesen Preßdruck wird die Fliehkraftscheibe mit der Welle nach Art einer Reibungskuppelung
verbunden und kann, wenn die Mitnahmekraft genügend- groß ist, auf den kurzen Arm
deg. Klinkenhebels 6 eine Stoßwirkung ausüben, die diesen Arm nach außen und den
langen Arm dieses Klinkenhebels nach innen bewegt. Die Höhe der Nase 5 .an der Drosselscheibe
2 bestimmt den Ausschlag, den der Klinkenhebel haben muß, damit das Ausklinken der
Drosselscheibe 2 eintritt. Der Klinkhebel 6 sowie die Drosselscheibe 2 stehen unter
der Einwirkung von Federn 12 und 13 (Abt. i i und 9), welche beide von außen einstellbar
sind. Durch stärkeres oder schwächeres Spannen der Feder 12 wird eine geringere
oder stärkere Empfindlichkeit des Klinkenhebels erreicht, so daß, bei schwacher
Federspannung ein geringer Stoß an der Turbine genügt, um den Hebel auszulösen.
Erhöht wird die Empfindlichkeit durch :eine Verstärkung 14, die die Masse des langen
Armes des Klinkhebels nahe seinem freien Ende vergrößert. Es wird also hier, außer
durch die Fliehkraft bei übersteigung der Drehzahl der Turbinenwelle, auch dann
die Drosselscheibe .ausgelöst, wenn die Turbine einem. Stoß durch die Welle oder
eine über dass zulässige Maß. hinausgehende Erschütterurng erfährt. Durch das starke
Sinken der Leistung der Turbine infolge Abdrosselung des Dampfaustritts. wird die
Bedienung auf den im Entstehen begriffenen Schaden aufmerksam gemacht und kann diesen
beheben. Beim Ausklinken schnappt der Stellhebel 15 in die aus den Abb.3 und 6 ersichtliche
Lage. Durch Anziehen eines Zugorgans 16 läßt sich die Feder 13 wieder -spannen und
die Drosselscheibe einklinken.
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Um gegebenenfalls die Drehzahl, bei welcher das Ausklinken der Drosselscheibe
er- i folgt, zu erhöhen oder aber die Schnell:-drossel'vorrichtung abzuschalten,
ist die Welle 3
in der Büchse q. exzentrisch gelagert. Wird die
mit einem Sechskant versehene Büchse, die mit Gewinde im Gehäuse befestigt ist,
gedreht, so verschiebt sich die Welle von innen nach außen, wodurch der Klinkenhebel
eine geringe Drehung erfährt und sich der Abstand x des kurzen Arms dieses Hebels
gegenüber dem Umfang der Fliehkraftscheibe verkleinert. Wird dieser Abstand gleich
dem Abstand y in Abb. 7 zwischen der Welle 2o und dem Rand der Bohrung der Scheibe
7, so übt der Umfang der Scheibe 7 keinen Druck auf den Klinkenhebel aus, d. h.
eine Auslösung der Drosselscheibe bei einer Erhöhung der Umdrehungszahl kann nicht
mehr erfolgen. Da die Fliehkraft proportional zu dem Unterschied der Masse der ausgesparten
Hälfte gegenüber der vollen Hälfte der Scheibe ist, so entspricht einer jeden Änderung
des Abstands x eine Erhöhung oder Verminderung der Drehzahl, bei welcher das Ausklinken
erfolgt. Jede Stellung des Sechskants der Büchse 4 bestimmt daher eine andere Umdrehungszahl.
Dieses Sechskant der Büchse 4 hat vorteilhaft eine Marke 18 (Abt. io), deren Stellung
an einer Skala i9 ablesbar ist. An dieser kann man daher die einem bestimmten Druckgefälle
entsprechende Ausklinkdrehzahl ablesen. Nach dem gezeichneten Beispiel sind Abdampfleitung
und Schnelldrosselvorrichtung im obenliegenden Turbinengehäuse eingebaut dargestellt.
Dies kann ,auch im unteren Deckel erfolgen, 'was den Vorteil einer besseren Zugänglichkeit
der Fliehkraftscheibe 7 haben kann.