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Einrichtung zum selbsttätigen Einschalten der Antriebsturbine für
mit Elektromotoren-und Turbinenantrieb versehene Pumpen oder Verdichter Die Erfindung
bezieht sich auf Pumpenanlagen, bei denen die Pumpe normalerweise durch einen Elektromotor
und bei Ausfall desselben durch eine Hilfsturbine angetrieben wird.
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Bei den Anlagen dieser Art hat man bereits vorgeschlagen, den Kraftkolben
des Einlaßorgans der Antriebsturbine in Abhängigkeit von dem Förderdruck entgegen
der Wirkung einer Feder zu beeinflussen. Wenn die Drehzahl des antreibenden Elektromotors
und daher der Pumpendruck unter ein bestimmtes Maß sinkt, so wird selbsttätig unter
der Wirkung der Gegenfeder des Kraftkolbens das Daml>feinlaßorgan der Hilfsturbine
geöffnet. Die Drehzahl der Turbine muß also niedriger eingestellt sein als diejenige
des Elektromotors, so daß der Förderdruck 'der Pumpe, weicher der Pumpendrehzahl
proportional ist, bei Turbinenantrieb entsprechend niedriger als bei Motorenantrieb
ist.
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Dieser Anordnung haftet demnach der Nachteil an, daß bEi der Einrichtung
der Pumpen für die Motorendrehzahl bei Turbinenantrieb die Leistung der Pumpe zurückgeht,
womit die Gefahr eintritt, daß der erreichte Pumpendruck für den Betrieb bei Vollast
nicht ausreicht. Sind dagegen die Pumpen für die Turbinendrehzahl eingerichtet,
so ist der Kraftbedarf bei der höheren 1'Iotorendrehzahl wesentlich größer. Infolgedessen
muß, da der Motorenantrieb der regelmäßige ist, dauernd mit einem höheren Kraftverbrauch
gerechnet werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Anlage nachteilig beeinflußt
wird.
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Mit Rücksicht hierauf hat man eine Anordnung vorgeschlagen, bei welcher
die Pumpe sowohl bei Motoren- als auch bei Turbinenantrieb mit der gleichen Drehzahl
betrieben werden kann. Auf die Regelungsvorrichtung der Dampfzuführung zur Turbine
wirkt ein Elektromagnet ein, der bei vorhandenem elektrischen Strom unabhängig vom
Turbinenregler die Dampfzufuhr sperrt. Der Elektromagnet steht also bei Elektromotorenantrieb
ständig unter Strom. Dies führt zu einem nachteiligen Stromverbrauch. Außerdem kann
der Fall eintreten, daß die Magnetwicklung durch den ständigen Stromdurchgang warm
wird und durchbrennt.
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Um nun die geschilderten Nachteile der bekannten Ausführungen zu vermeiden
und trotzdem sowohl bei Motoren- als auch bei Turbinenantrieb die gleiche Drehzahl
aufrechtzuerhalten, ist nach der Erfindung der von dem Förderdruck der Pumpe entgegen
der Wirkung einer Gegenkraft beeinflußte Kraftkolben des Dampfeinlaßorgans der Hilfsturbine
als Differentialkolben ausgebildet,
wobei die bei Abfall des Förderdruckes
wirksame Differentialfläche des Kolbens zu der Gegenkraft derart abgestimmt ist,
daß nach erfolgter Umschaltung dieselbe Pumpendrehzahl und daher der gleiche Förderdruck
aufrechterhalten werden kann. Der Förderdruck sinkt demnach nur bei Beginn der Umschaltung,
also nur für eine kurze Zeit, um einen bestimmten Betrag. Sobald jedoch die Gegenfläche
des Differentialkolbens von dem Fördermittel beaufschlagt wird, findet eine Entlastung
des Differentialkolbens statt, so daß die Gegenkraft nunmehr entgegen der Wirkung
des Förderdruckes das Dampfeinlaßorgan der Antriebsturbine vollständig öffnen kann.
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Da nach erfolgter Umschaltung die gleiche Drehzahl und daher der gleiche
Förderdruck wieder eingestellt ist, eignet sich die Umschalteinrichtung insbesondere
für Ölpumpen mit Elektromotor- und Turbinenantrieb, die das Öl für die Druckölsteuerung
einer Hauptmaschine liefern.
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Ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Anlage ist im folgenden näher
beschrieben und in der Zeichnung in einer Abbildung dargestellt. In dieser bezeichnen
a den als Differentialkolben ausgebildeten Kraftkolben des Dampfeinlaßorgans b der
nicht dargestellten Hilfsturbine und c die Gegenfeder desselben. d ist das Gehäuse
des Kraftkolbens, welches oben und unten je eine Zuführungsöffnung i und
e besitzt, wobei die letztere während des Elektromotorenantriebes von dem
Kraftkolben überdeckt wird. Der Druck des von der Pumpe geförderten Öles wirkt also
bei geschlossenem Dampfventil b auf die Oberseite f des Kolbens
e,
Sinkt die Drehzahl des Elektromotors und damit der Förderdruck der Pumpe,
so wird der Kraftkolben a und mit ihm das Dampfeinlaßorgan unter der Einwirkung
der Feder c angehoben. Hierbei wird die öffnung e freigegeben, so daß auch die Unterseite
g des Kolbens vom Drucköl beaufschlagt wird. Der ursprünglich entsprechend der Fläche
der Feder c entgegenwirkende Oldruck wird hiermit entsprechend der kleineren Fläche
verringert. Infolgedessen wird das
Dampfeinlaßorgan b unter der Wirkung der Feder c rasch geöffnet. Die Durchmesser
D1 und D2 des Kolbens sind mit der Feder c so abgestimmt, daß bei der Umschaltung
auf Turbinenantrieb die gleiche Drehzahl und daher der gleiche Öldruck erreicht
wird. Ein Abfallen des 0ldruckes findet bei dieser Einrichtung demnach nur für eine
ganz kurze Zeit während der Umschaltung statt, was auf die Betriebssicherheit der
Anlage keinen nachteiligen Einfluß hat.
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Die Schraube h dient zur Hubbegrenzung des Kraftkolbens und kann verwendet
werden, um bei wiederanfallendem Strom den Differentialkolben a entgegen der Wirkung
der Feder c nach unten zu drücken und dadurch das Dampfeinlaßorgan b zu schließen.
Um die Abwärtsbewegung des Kolbens a zu erleichtern, wird hierbei zweckmäßig der
unterhalb des Differentialkolbens befindliche Druckraum, sobald der Kolben die Gberdeckung
e erreicht hat, durch eine absperrbare, nichtdargestellte Leitung mit der Atmosphäre
verbunden. Diese Abwärtsbewegung des Differentialkolbens und demnach ein Schließen
des Dampfeinlaßorgans b kann aber auch selbsttätig dadurch herbeigeführt werden,
daß der Ölpumpe durch ihren zeitweise gleichzeitigen Antrieb durch Dampfturbine
und Elektromotor eine zusätzliche Beschleunigung erteilt wird, so daß der auf
| die Differenzfläche "n- wirkende Öldruck |
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vergrößert wird.
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Die Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ülpumpenanlage beschränkt.
Sie kann mit gleichem Vorteil für Antriebe von Pumpen anderer Art und auch für Antriebe
von Verdichtern Verwendung finden.