DE531158C - Schnellschlussventil - Google Patents

Description

Ein sehr schwieriges Regelungsproblem tritt im Falle plötzlicher Entlastung einer Dampfkraftmaschine, insbesondere einer Turbine, auf. Wenn es gelänge, Regelsysteme zu entwickeln, die praktisch masselos sind, so würden Schwierigkeiten nicht auftreten. Gerade die Massenkräfte sind es, welche die Schwierigkeiten hervorrufen. Bei einer plötzlichen Entlastung ist die von der Maschine .10 zunächst noch entwickelte Leistung größer als die Belastung. Es steht also freie Energie zur Verfügung, die, weil sie nicht abgenommen wird, in der Maschine selbst bleibt und zu einer starken Beschleunigung führt. Aufgäbe des Reglers wäre es, diesen Energieüberschuß gar nicht 'erst entstehen zu lassen, sondern durch rechtzeitige Verminderung der Dampfzufuhr nur so viel Treibmittelenergie in die Maschine gelangen zu lassen, als der augenblicklichen stark verminderten Last entspricht. Das läßt sich infolge der Trägheit der zu beschleunigenden oder zu verzögernden Massen praktisch nicht erreichen. Es bleibt zwischen dem Einsetzen der Lastveras minderung und dem Einsetzen der Regelwirkung ein nicht ausgeglichener Bereich, der zu einer Beschleunigung der Maschine, d.h. zu einem Drehzahlenanstieg, führt. Man könnte versuchen, durch weitgehende Verringerung der Massen eine Besserung der Verhältnisse herbeizuführen, muß aber dabei berücksichtigen, daß eine zu empfindliche Regelung unter Umständen auch betriebliche Nachteile haben kann. · Es ist unter Umständen gar nicht erwünscht, daß die Maschine jede kleinste Laständerung ausfährt, denn das führt gegebenenfalls zu unruhigem Lauf und zu Pendelungen, ganz abgesehen davon, daß schließlich auch die empfindlichste Regelung nicht so trägheitslos ist, daß sie jeder Entlastung gewachsen wäre. Man hat sich daher mit der Trägheit der Regelung abgefunden und hat dafür andere Wege gesucht, tun wenigstens den Drehzahlenanstieg für die Maschine unschädlich zu machen. Bekannt ist z. B. der Sicherheitsregler der Turbine, ein labiler Fliehkraftregler, der bei Erreichen der Schnellschlußgrenze anspricht und die Maschine abstellt. Der hierdurch erreichten Betriebssicherheit steht aber auf der anderen Seite ein Nachteil gegenüber, nämlich das Außerbetriebnehmen der Maschine. Eine plötzliche Entlastung ist an sich noch kein Anlaß zum Stillsetzen der Maschine, sondern sie soll eigentlich nur .auf eine entsprechend kleine Last eingeregelt werden. Der Sicherr

*) Von dem Patentsucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Hans Kasparek in Ludrvigshöhe b. Nürnberg.

heitsregler läßt das aber nicht zu, und so ist man gezwungen, nach dem Abschalten der Maschine sie erneut anzufahren, ihren Generator zu synchronisieren und eine Reihe weiterer Vorgänge durchzuführen, die mit dem Anfahren im Zusammenhang stehen. Während dieser Zeit steht die Maschine für eine Lastübernahme nicht zur Verfügung, und gerade hieraus können sich sehr unangenehme ίο Folgen ergeben. Erstrebenswert ist es, bei plötzlicher Entlastung der "Maschine zunächst wohl die Dampfzufuhr so weit zu Verringern oder ganz abzuschalten, als zur Verhinderung eines unerwünschten Drehzahlanstiegesι erforderlich ist, die Dampfzufuhr aber dann sofort wieder freizugeben, wenn die Maschine die. der augenblicklich stark verringerten Last entsprechende Drehzahl angenommenhat. Diese an sich bekannte Aufgabe läßt sich bei den ao bekannten, durch Öldruck offen gehaltenen und durch Federkraft im Schließsinne belasteten Schnellschlußventilen mit absperrbaren Ablaufbohrungen für das Drucköl im Kraftkolben lösen, wenn man gemäß der Erfindung den ventilartigen Abschlußkörper für die Ablaufbohrungen mit einem Kolben, verbindet, der den Absperrkörper durch Öldruck auf seinen Sitz preßt, und zwar entgegen der Kraft einer Feder, die den Absehlußkörper von seinem Sitz zu entfernen sucht. Wenn man dann bei- einem Drehzahlanstieg,, dex zwar übernormal ist, aber noch unterhalb der Schnellschlußgrenze liegt, den Öldruck dieses Zusatzkolbens wegnimmt, so öffnet der Abdeckkörper, gibt die Ablaufbohrungen -frei, und das Ventil schließt. Wenn aber jetzt der Öldruck wiederkehrt, so drückt der Zusatzkolben den Abdeckkörper wieder auf seinen Sitz, schließt dadurch die Ablauf bohrungen, und das Ventil öffnet wieder, gibt also die " Maschine wieder für die Regelung frei, sowie die normale Drehzahl erreicht ist. Man erzielt durch die Erfindung also auf sehr einfachem Wege, daß eine plötzliche Verminderung der Last zwar den Drehzahlanstieg nicht ausschalten kann, daß dieser aber in unschädlichen Grenzen bleibt, ohne daß die Maschine außer Betrieb gesetzt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Abb. r und 2 dargestellt, und zwar in der Abb. 1 bei geöffnetem, in der Abb. 2 bei geschlossenem Ventil. Das Ventil 1 ist in bekannter Weise über die Spindel & mit einem Kraftkolben α verbunden, der durch Drucköl, das durch die Leitung i zugeführt wird, im Öffnungssinne und durch eine Feder k im Schließsinne belastet ist. Um das Ventil zu schließen, muß dem im Raum m unterhalb des Kolbens α befindlichen Drucköl eine Ablaufmöglichkeit geschaffen werden. Zu diesem Zweck sind Durchtrittsbohrungen η im KoI-.ben α vorgesehen, die normalerweise durch eine Platte c abgedeckt sind. Diese bildet eine Art Ventil, das an einer Stange h befestigt und mit einem Kraftkolben d ausgerüstet ist. Durch eine Abzweigleitung i wird dem Raum 0 oberhalb des Kolbens d Drucköl zugeführt, während eine Feder e der Druckölbelastung entgegenwirkt. Ein Handrad g und eine Spindel f dienen zur Handverstellung.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende,:

"Geht man von dem geöffneten Zustand nach .Abb. r aus, so herrscht im Raumm der durch die Leitung i zugeführte Öldruck, der den Kolben α belastet und diesen zusammen mit dem. Ventil/ entgegen der Kraft der Feder k .in der Offenlage des Ventils hält. Der Kolben d nimmt seine obere Lage ein, da der Kolben α infolge seiner großen Fläche in der Lage ist, den Öldruck im Raum 0, der auf dem Kolben d lastet, zu überwinden. Wird jetzt durch irgendeinen Impuls, der noch unterhalb der Schnellschlußgrenze liegt, der Öldruck in der Leitung i sehr stark vermindert oder völlig aufgehoben, so ist die Feder k in der Lage, den. Kolben α abwärts zu bewegen. Hierdurch tritt ein Abheben des Ventils c von seinem Sitz, d. h. eine Freigabe der Durchtrittsöffnungen im Kolben a, ein. .g₀ Dieser schließt also sehr schnell das Ventil I. Kehrt jetet der_;ÖJdr.uclc wieder, da die Drehzahl der Maschine-auf einen zulässigen Wert abgesunken ist, so werden, die- Leitungen.i und Ϊ wieder unter Druck gesetzt. Im Raum m kann der Druckanstieg dabei aber noch.nicht eintreten; denn das Ventil, c ist noch von seinem Sitz langehoben, der Durchfluß durch den Kolben α also noch nicht wieder abgesperrt. Dagegen wird jetzt der KoI-ben ei von oben her" belastet und. drückt' das Ventili? entgegen der Kraft, der Feder0 herunter, bis es wieder auf seinen Sitz aufgedrückt ist. Jetzt sind; die Durchtrittsöffnungen im Kolben α abgeschlossen, und es kann sich im Raum m ein Drück einstellen, der das Ventil/' wieder anhebt, so daß es unter Zusammendrückung der'Feder k und unter Entspannung der Feder e, die in Abb. 1 dargestellte Lage wieder einnimmt. ' no

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Durch Drucköl offen gehaltenes und durch Federkraft im Schließsinne belastetes Schnellschluß ventil, insbesondere . für Dampf turbinen, mit Ablaufbohrungen für das Drucköl im Kraftkolben, die zum Öffnen und Offenhalten, des Ventils durch einen ventilartigen Körper abgedeckt werden müssen, dadurch gekennzeichnet, daß der die Bohrungen abdeckende Körper (c)

   von einem Kolben (d) getragen wird, der ihn durch Öldruck entgegen der Kraft einer Feder (e) gegen seinen Sitz drückt, so daß bei Wegfall des Öldruckes die Bohrungen (n) freigegeben werden und das Ventil (I) schließt, während bei wiederkehrendem Öldruck die Bohrungen (n) durch den Abdeckkörper (c) wieder geschlossen werden, so daß das Ventil (/) wieder öffnet.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen