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Umschaltvorrichtung für Arbeitsmaschinen mit doppeltem Antrieb Betriebswichtige
Arbeitsmaschinen rüstet man vielfach mit einem Doppelantrieb aus in der Weise, daß
normalerweise nur die eine der beiden Antriebsmaschinen in Tätigkeit ist, während
die andere zur Reserve dient und erst den Antrieb übernimmt, wenn die erste Antriebsmaschine
ausfällt. So sieht man z. B. bei Pumpensätzen für Kondensationsanlagen einen Elektromotor
für den normalen Betrieb vor und zusätzlich eine Dampfturbine, die eingeschaltet
wird, wenn der Elektromotor ausfällt. Den Impuls für die Umschaltung von einem Antrieb
auf den anderen wird man zweckmäßig von der Drehzahl des Maschinensatzes abnehmen,
da diese ein Kennzeichen dafür ist, ob der normale Antrieb richtig arbeitet oder
nicht. Da es darauf ankommt, die Umschaltung so schnell wie möglich vorzunehmen,
empfiehlt es sich, mit dem Maschinensatz einen labilen Fliehkraftregler zu kuppeln,
d. h. einen Regler, der nach Absinken der Drehzahl unter einen vorher gewählten
Wert nahezu schlagartig zur Wirkung kommt und die Umschaltung des Antriebes vornimmt.
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Der eben erwähnte Regler hat die Aufgabe, die Drehzahl der Maschine
für den Fall zu überwachen, daß eine Drehzahlabsenkung eintritt. Es kann aber auch
z. B. dann, wenn der Hilfsantrieb eine Turbine ist, eine unzulässige Drehzahlsteigerung
eintreten, die zu einer Gefährdung des Maschinensatzes führen kann. Die Erfindung
beschäftigt sich mit der Aufgabe, eine Steuerungsanordnung für doppelte Antriebe
zu schaffen, die sowohl bei Drehzahlabsenkung wie bei Drehzahlanstieg in Tätigkeit
tritt und dabei so ausgebildet ist, daß der Aufbau der Steuerung einfach und billig
bleibt. Zu diesem Zweck ist gemäß der Erfindung die Einrichtung so getroffen, daß
die Steuerleitungen zur Öffnung des Dampfeinlaßventils der Hilfsturbine, die von
einem auslösenden Organ, z. B. einem labilen Fliehkraftregler, geschaltet werden,
über eine Umschaltvorrichtung geführt sind, die von einem Sicherheitsregler beherrscht
wird.
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Die Abb. i und 2 zeigen schematisch die Einordnung dieses Reglers
in eine hydraulische Steuerung, und zwar stellt die Äbb. i die betriebsmäßige Schaltung
für elektromotorischen Antrieb eines Pumpensatzes und Abb.2 diejenige für Turbinenantrieb
dar. In Abb. i ist der labile Regler unter der Bezeichnung 2i schematisch dargestellt.
22 ist ein normal gebauter Sicherheitsregler. - Der Regler 21 steuert ein Ventil
io, das die Druckölsteuerungen i2 und 13 schaltet. 30 ist ein Hebel, der eine Bedienung
des Ventils von Hand gestattet. Diese Einrichtung ermöglicht auch eine Kontrolle
der Umschaltvorrichtung während des Betriebes. Der Sicherheitsregler22 beherrscht
eine Umschaltvorrichtung
31 für die Steuerleitungen. Diese enthält
drei Kolben 32, 33 und 2;, von denen der letztere nur als Druckausgleichskolben
dient, während die beiden anderen Kolben die Leitungen 17, 18 und i9 oder ii und
12 schalten. In der gezeichneten Lage, die bei elektromotorischem Antrieb normalerweise
eingestellt wird, ist zwischen den Leitungen i i und 12 eine Verbindung freigegeben,
während die Leitung 18 gegen die Leitung 17 abgesperrt ist.
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Zur Förderung des Drucköls aus dem Ablaufbehälter 23 dient die Pumpe
25. 2q. ist ein Hochbehälter, der über Leitung 16 den Betriebsdruck in der Steuerleitung
i i auch dann aufrechterhält, wenn die Pumpen versagen.
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15 ist ein Einlaßventil für die Dampfzuführung zur Turbine. Das Ventil
15 steht einerseits unter dem Einfluß einer Feder 1q., andererseits unter dem Einfluß
des im Raum 8 befindlichen Drucköls, das auf den Kolben 9 wirkt. Der Kolben 9 ist
mit dem Ventil 15 starr verbunden. Das Drucköl wird dem Raum 8 über die Steuerleitung
13 zu- und über Leitung 17 abgeführt. Diese Einrichtung wirkt wie folgt: Bei Antrieb
durch den Elektromotor und bei normaler Drehzahl befindet sich die Umschaltvorrichtung
31 in der dargestellten Lage und ist das Ventil io geschlossen, weil der Steuerdruck
in den Leitungen i i und 12 durch die normal arbeitende Pumpe 25 aufrechterhalten
wird. Die Leitung 13 ist ohne Druck. Das Ventil 15 bleibt deshalb unter dem Einfluß
der Feder 14. geschlossen. Versagt jetzt der elektromotorische Antrieb, so spricht
der Regler 21 in der bereits dargestellten Art an und öffnet das Ventil io. Hierdurch
werden die Steuerleitungen 12 und 13 miteinander verbunden und der Öldruck im Raum
8 derart verstärkt, daß das Ventil 15 geöffnet wird. Damit wird Dampf auf die bisher
in Vakuum laufende Hilfsturbine gegeben, so daß der Antrieb des Pumpensatzes jetzt
durch die Hilfsturbine erfolgt.
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Die Schaltung bei Antrieb durch die Hilfsturbine ist in Abb. 2 dargestellt.
Da hier dieselben Bezugszeichen wie in Abb. i verwandt sind, so genügt es, auf diese
zu verweisen. Gegenüber der früheren Schaltung hat sich lediglich die Stellung der
Ventile io und 15 geändert.
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Da bei elektromotorischem Antrieb ein unzulässiges Ansteigen der Drehzahl
nicht zu erwarten ist, so bleibt für diesen Betrieb im allgemeinen die Umschaltvorrichtung
31 in der dargestellten Lage. Dagegen kann der Regler 22 bei Antrieb durch die Dampfturbine
ansprechen, wenn während eines solchen Betriebes ein unzulässiger Drehzahlanstieg
erfolgt. In diesem Falle werden die Steuerkolben 32, 33 und 27 gesenkt und die Leitungen
12 und 13 gegen die Zufuhr von weiterem Drucköl abgesperrt. Dagegen wird das im
Raum 8 befindliche öl über die Steuerleitungen 17, ig und 18, die jetzt miteinander
verbunden sind, in den Olablaufbehälter 23 abgeführt.
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Sollte im Augenblick des Umschaltens vom elektromotorischen zum Turbinenantrieb
der Pumpendruck zur Steuerung nicht mehr ausreichen, so tritt der Hochbehälter 24
in Tätigkeit und versorgt über die Leitung 16 die Steuerleitungen mit dem nötigen
Öldruck.
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Die Regelorgane 2i und 22 können auch zu einem einzigen Organ vereinigt
werden.