DE565801C

DE565801C - Regelungsgetriebe, insbesondere fuer Turbinen

Info

Publication number: DE565801C
Application number: DE1930565801D
Authority: DE
Inventors: Heinrich Ernst
Original assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Current assignee: Siemens Schuckertwerke AG; Siemens AG
Priority date: 1930-11-06
Filing date: 1930-11-06
Publication date: 1932-12-08

Description

AUSGEGEBEN AM
8. DEZEHBER 1932

Die von einem Regler, z. B. Geschwindigkeitsregler, einer Turbine ausgehenden Verstellimpulse sind im allgemeinen zu schwach, als daß man sie unmittelbar auf die Regel-5 organe übertragen könnte. Man schaltet deshalb zwischen Regler und Regelglied einen Kraftschalter ein, der entweder pneumatisch, hydraulisch oder elektrisch arbeitet. Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit einer

ίο Aufgabe, die sich aus der Anwendung eines elektrischen -Kraftschalters ergibt. Der elektrische Kraftschalter wird in der Form eines Elektromotors angewendet, der unmittelbar, oder, wie es meist der Fall ist, über ein Getriebe mit dem Regelglied, z. B. dem Regelventil einer Dampfturbine, gekuppelt ist.

Der Regler einer Turbine hat die Aufgabe, die Energiezufuhr zur Turbine in das Gleichgewicht mit ihrer jeweiligen Belastung zu bringen, und zwar so schnell wie möglich. Die Regelgeschwindigkeit wird maßgebend durch die Größe der Massen beeinflußt, die beim Regelvorgang zu bewegen sind. Es sind dies einmal die Massen des Reglers selbst und ferner die Massen des Regelgetriebes einschließlich des Ventils. Je geringer die Massen sind, um so geringer ist die Massenbeschleunigung und mit um so geringeren Kräften kommt man aus.

Wenn man das Regelglied durch einen Elektromotor verstellt, so'muß dieser zu Beginn jedes Regelvorganges zunächst angelassen werden. Der Anlaßvorgang erfordert aber, da Massen zu beschleunigen sind, eine bestimmte Zeit, die zu einem Nacheilen der Regelwirkung gegenüber dem vorauseilenden Impuls "führt. Je größer der Verstellmotor mit Rücksicht auf die zu überwindenden Verstellwiderstände gewählt werden muß, um so größer ist der Einfluß der Massenwirkung.

Um diese weitestgehend zu beseitigen, ist gemäß der Erfindung zwischen Motor und Regelorgan eine selbsttätige Kupplung zwischengeschaltet, die den ständig umlaufenden Elektromotor bei Einsetzen eines Regelimpulses mit dem Regelorgan kuppelt. Es werden also die Massenkräfte des Verstellmotors ausgeschaltet, und es bleiben nur die Beschleunigungen der bewegten Teile der selbsttätigen Kupplung übrig. Da diese aber nur kleine Massen besitzt und hinreichend große Versrellkräftc für ihre Schaltung bereitgestellt werden können, so ist eine wesentliche Verlangsamung des Regelvorganges

*) Von dem Patent sucher ist als der Erfinder angegeben worden:

Heinrich Ernst in'Berlin-Neiikolln.

durch die Einschaltung der selbsttätigen Kupplung nicht zu erwarten.

Einige schematisch gehaltene Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Abb. ι S und 2 dargestellt.

Die Turbine 15 ist in bekannter Weise mit einem Geschwindigkeitsregler 1 ausgerüstet, der durch die Turbinenwelle 2 angetrieben wird. Zur Verstellung des Einlaßto ventils 10 der Turbine 15 dient ein Motor 13, der über das Schneckengetriebe 9, 11 mit der Ventilspindel gekuppelt ist. 12 ist eine Rückführungsspindel, die über die Stangen 19 und 20 mit der Muffe des Reglers 1 gekuppelt ist. Gemäß der Erfindung ist nun der Motor 13 nicht unmittelbar mit der Welle der Schnecke 9. gekuppelt, sondern es ist eine selbsttätige Kupplung 8 zwischengeschaltet. Die Kupplung wird über das Kontaktstück 3 und die Widerstände 4 und 5 an das Netz 6, 7 angeschlossen. Der Regelvorgang verläuft in der Weise, daß bei Erhöhung der Drehzahl das Kontaktstück 3 angehoben und ein Strom von der Leitung 6 über den Widerstand 4 zur Kupplung S und von da zur Leitung 7 geschlossen wird. Die Kupplung 8 kann z. B. mit Magnetkupplungen arbeiten. Sie stellt in einfachster Ausführung eine abschaltbare Umkehrkupplung dar, die, je nachdem, ob der Stromkreis über den Widerstand 4 oder 5 geschlossen wird, die Drehrichtung der Schnecke 9 und damit die Bewegungsrichtung des Ventils 10 ändert. Der Motor 13 läuft bei dieser Anordnung also durch und braucht nicht stillgesetzt zu werden, so daß seine Massen ohne Einfluß auf. den Regelvorgang sind.

Um die Trägheit der zu bewegenden Teile der selbsttätigen Kupplung leichter zu überwinden, kann es zweckmäßig sein, auf der Motorwelle ein Schwungrad anzubringen.

Es ist klar, daß man bei dieser Anordnung den Geschwindigkeitsregler 1 durch einen elektrischen Regler oder durch einen hydraulisehen Regler ersetzen kann. Man kann die Schaltung weiter in der Weise ausbilden, daß der Regelvorgang mit steigender Regelgeschwindigkeit verläuft, die um so größer wird, je größer die auftretende Drehzahländerung ist. Das läßt sich z. B. dadurch erreichen, daß man durch die vorgeschalteten Widerstände 4 und 5 den Schlupf der Magnetkupplung in Abhängigkeit vom Reglerhub zu- oder abnehmen läßt. Man kann weiter in der selbsttätigen Kupplung ein Geschwindigkeitswechselgetriebe, zweckmäßig in Form eines Reibradgetriebes, einbauen, um die Regelgeschwindigkeit zu ändern.

In der Abb. 2 ist eine elektrische Regelanordnung gemäß der Erfindung dargestellt.

' Mit der Turbinenwelle ist in diesem Falle eine Tachometerdynamo 21 gekuppelt, deren Stromkreis über eine Spannungsspule 23 geführt ist. Mit dem Anker der Spule 23 ist über einen Hebel 25 ein Kontaktstück 24 zur Schaltung der Widerstände 30 und 31 und weiter über eine Stange 36 die Rückführrolle '.

37 gekuppelt, die durch eine Rückführscheibe ; (unrunde Scheibe) 35 verstellt werden kann. · Wenn von der dargestellten Stellung der Teile aus die Geschwindigkeit der Maschine sich vergrößert, so steigt die Spannung der Maschine 21 an, und der Kern der Spannungsspule 23 wird entgegen der Kraft der Feder

38 in die Spule hineingezogen, so daß das Kontaktstück 24 den Widerstand 31 der Magnetkupplung 27 einschaltet. Hierdurch wird der ständig laufende Motor 29 über das Schneckengetriebe 22 mit der Nockenwelle 26 gekuppelt, und die Ventile 28 und 32 werden weiter geschlossen. Gleichzeitig wird beim Schließvorgang, da jetzt der Kern der Spannungsspule 23 einen Festpunkt darstellt, das Kontaktstück über die Rückführvorrichtung 3S> 36» 37 angehoben, bis seine Kontaktgabe mit dem Teil 31 wieder unterbrochen ist.

Bei einer Drehzahlverminderung wird durch Spannungsverminderung der Maschine 21 der Kern 23 durch, die Feder 38 aus der Spule herausgezogen und ein Kontakt zwischen den Teilen 24 und 30 herbeigeführt, so daß jetzt der durchlaufende Motor 33 über das Getriebe 34 mit der Welle 26 gekuppelt wird, wodurch die Ventile 32 und 28 geöffnet werden.

Die Erfindung wurde bisher im Zusammenhang mit einer Turbinenregelung besprochen. Selbstverständlich gelten die für den Turbinenregler entwickelten Grundsätze hinsichtlich der Massen wirkung auch für andere Reg-'100 ler (Druckregler, Kesselregler usw.), so daß sich die Anwendung der Erfindung auch auf solche Regler erstreckt.

Claims

Patentansprüche:

i. Regelungsgetriebe, insbesondere für Turbinen, mit Verstellung der Regelorgane durch einen Elektromotor oder deren mehrere, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Elektromotor und Regelorgan eine selbsttätige Kupplung zwischengeschaltct ist, die den ständig umlaufenden Elektromotor bei Einsetzen eines Regelimpulses mit dem Regelorgan kuppelt.
2. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die selbsttätige Kupplung als an sich bekannte, ausschaltbare Umkehrkupplung ausgebildet ist.
3. Getriebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für jede Bewegungs- iao richtung der Regelorgane ein besonderer, ständig laufender Motor vorgesehen ist,

der durch ihm zugeordnete Kupplungsorgane jeweils entsprechend der erforderlichen Bewegungsrichtung mit dem Regelorgan gekuppelt wird.
4. Getriebe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in den Schaltstrom

kreis für die selbsttätige Kupplung eine in Abhängigkeit von der Geschwindigkeitsänderung der Regelgröße selbsttätig arbeitende Regelvorrichtung eingeschaltet ist, welche die Regelgeschwindigkeit beeinflußt.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen