DE610238C - Hydraulische Regelungseinrichtung - Google Patents

Hydraulische Regelungseinrichtung

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DE610238C
DE610238C DEW89448D DEW0089448D DE610238C DE 610238 C DE610238 C DE 610238C DE W89448 D DEW89448 D DE W89448D DE W0089448 D DEW0089448 D DE W0089448D DE 610238 C DE610238 C DE 610238C
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B25/00Regulating, controlling, or safety means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01BMACHINES OR ENGINES, IN GENERAL OR OF POSITIVE-DISPLACEMENT TYPE, e.g. STEAM ENGINES
    • F01B2250/00Accessories of steam engines; Arrangements or control devices of piston pumps, compressors without crank shafts or condensors for so far as they influence the functioning of the engines
    • F01B2250/002Valves, brakes, control or safety devices for steam engines

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Description

  • Hydraulische Regelungseinrichtung Die Erfindung bezieht sich auf eine Regelungseinrichtung mit hydraulischer nachgiebiger Rückführung, bei der ein den Zufluß oder Abfluß der Steuerflüssigkeit der Hilfsmaschine regelndes Steuerorgan und ein Rückführorgan (z.B. Kolben) vorhanden sind. Solche Einrichtungen können für beliebige Zwecke verwendet werden, z. B. in Dampfanlagen, bei Kraftmaschinen' oder Arbeitsmaschinen, zur Regelung von Drücken, Temperaturen, Drehzahlen oder elektrischen Meßgrößen. Als Steuerflüssigkeit kommt öl, Wasser oder eine andere Flüssigkeit in Betracht.
  • Die Erfindung besteht darin, d,aß auf das RüekführoTgan ein anderer Flüssigkeitsdruck einwirkt als ,auf den Kolben der Hilfsmaschine und dieser Flüssigkeitsdruck über dem Rückführorgan durch eine andere Steuerstelle geregelt wird als der Flüssigkeitsdruck über dem Kolben der Hilfsmaschine, wobei die Änderungen des Flüssigkeitsdruckes für die Rückführung durch -einen über eine Drosselvorrichtung strömenden Ausgleichsstrom ganz oder teilweise wiederaufgehoben werden.
  • Die Erfindung bezweckt, eine schnellwirkende Regelungseinrichtung von großer Genauigkeit und hoher Stabilität zu schaffen. Dieses Ziel wird durch die oben angeg ebtenen Mittel dadurch erreicht, daß im ersten Augenblick des Regelvorganges durch den auf das Rückführorgan einwirkenden Rüclführdruck ein kräftiger Rückführimpuls ausgeübt wird, der jedoch. durch den Ausgleichstrom sofort wieder beseitigt wird. Die Größe dies Rückführdruckes und des Ausgleichstromes können leicht geregelt und die Regeleinrichtung somit allen Bedürfnissen der Regelaufgabe angepaßt werden. Infolge der starken Rückführung und der raschen Wiederherstellung des normalen Druckes über dem Rückführkalben kommt das Steuerorgan bei jedem Regelvorgang rasch wieder in seine Gleich: gewichtslage.
  • Die Erfindung benutzt also zur Erzielung einer hohen Stabilität einen großen Ungleichförmigkeitsgrad, sie vermeidet jedoch durch den Ausgleichstram die Nachteile der großen Ungleichförmigkeit, die in verhältnismäßig großen Änderungen des zu regelnden Zustandes bestehen.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung :ergeben sich aus der Beschreibung in Verbindung mit den dargestellten Ausführungsbeispielen. In den Abb. i bis 5 sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Abb. i einen Schnitt durch eine Einrichtung mit Geschwindigkeitsregler Lund Abb.3 einen Schnitt durch eine solche mit Druckregler.
  • Abb.2 stellt eine besondere Ausführungsform eines bei der Erfindung verwendeten Steuerschiebers dar, während die Abb. 4 r und 5 neuartige Drosselstellen zeigen, deren Wirkungsweise in Abb.6 mit derjenigen bekannter Drosselstellen verglichen ist.
  • In dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i treibt die Welle i (beispielsweise einer Dampfturbine) über den Schneckentrieb 2, 3 die Schwunggewichte 5 des Geschwindigkeitsregler s an, der vermittels der Spindel 6 die miteinander verbundenen Steuerschieber 8 und 9 verstellt.
  • Der Steuerschieber 8 regelt den durch die Leitung 15 zur Hilfsmaschine 16, 17. -fließenden Flüssigkeitsstrom, der das Dampfeinlaßventil4i der Turbine .einstellt. Der Steuerschieber g regelt den zur Rückführvorrichtung über Leitung 18 strömenden Flüssigkeitsstrom.
  • Die Rückführungsvorrichtung besteht aus dem Kolben ig und der Feder 2o, die auf dem mit den Steuerschiebern 9 und 8 verbundenen Teller i o aufliegt. In dem Deckel 2 i des Rückführzylinders ist :ein :einstellbares Drosselorgan 22 angeordnet, durch das die Flüssigkeitszufuhr in den Raum 23 über denn Rückführkolben i9 gedrosselt werden kann.
  • Das Gehäuse 24 enthält die Isodromvorrichtun-g, die aus den beiden Drosselvorrichtungen 34 und 35 und aus dem Überströmventil25 besteht. Die Spannung der Feder 26 des Überströmventils kann durch die Schraubenspindel 27 mittels des Schneckentriebes 29,30 eingestellt werden, und @es ist :eine Ferneinstellung durch den Elektromotor 3 i vorgesehen. _ Die Steuerflüssigkeit wird mittels einer in Abb. i nicht dargestellten Pumpe durch die Leitung 32 zugeführt. Der Flüssigkeitsstrom teilt sich in zwei Zweige, von denen der .eine nach den Steuerkolben 8 und 9 fließt, während der andere über die Drosselvorrichtung 35 in den Raum 33 strömt, der einerseits über das Überströmventil25 mit dem Rücklauf 36 und andererseits über die Drosselvorrichtung 34 mit der Rückführleitung 18 in Verbindung steht.
  • Die Wirkungsweise der Regelungseinrichtung ist folgende: Im Gleichgewichtszustand befinden sich die Steuerschieber 8 und 9 in ihrer Mittellage, während das Dampfventil 41 sich in irgendeiner Zwischenstellung befindet. Die von den Schwunggewichten 5 auf die Spindel 6 ausgeübte Kraft ist im Gleichgewicht mit dem gegen den Rückführkolben i9 wirkenden Flüssigkeitsdruck im Raume 23, wobei die Feder 2o diesem Druck entsprechend zusammengepreßt ist.
  • Der Regelvorgang bei einer Störung des Gleichgewichtszustandes wird am leichtesten verständlich, wenn man zunächst die Wirkungsweise der Einrichtung ohne die Isodromeinrichtung# betrachtet, wenn man also annimmt; daß die Drosseleinrichtung 34 ganz geschlossen ist. Bei einer Steigerung der Drehzahl, z. B. infolge einer plötzlichen Entlastung der Turbine, bewegen die Schwunggewichte 5 die Steuerschieher 8 und 9 nach oben, wobei im ersten Augenblick des Regelvorgang(#s der Rückführkolben i9 in Ruhe bleibt. Durch die Aufwärtsbewegung gibt einerseits der Steuerschieber 8 den Flüssigkeitsablauf von der Hilfsmaschine frei, so daß das Dampfeirilaßventil4i mehr schließt. andererseits öffnet gleichzeitig der Schieber 9 den Flüssigkeitszulauf zum Raume 23 über dem Rückführkolben, der durch den Rückführstroin nach unten gedrückt wird und mittels der Feder 2o die Steuerschieber 8 und 9 sowie den Geschwindigkeitsregler in ihre Mittellage zurückführt. Bei einer Verminderung der Drehzahl spielt sich der umgekehrte Vorgang ab.
  • Da der Hub der Steuerschieber 8 und 9 infolge ihrer starren Verbindung gleich ist und . da das Druckgefälle an den Steuerschiebern 8 und 9 durch @entsprechende Bemessung der Rückführvorrichtung und der Hilfsmaschine zweckmäßig :einander gleichgemacht wird, -so strömen bei gleichen Abmessungen der Steuerschieber 8 und 9 während gleicher Zeiten gleiche Flüssigkeitsmengen zur Hilfsmaschine und zur Rückführvorrichtung. Die - Bewegung des Rück-führkolbens i 9 ist deshalb annähernd proportional derjenigen des Kolbens 17. jeder Stellung des Dampfventils 41 entspricht deshalb im Gleichgewichtszustand eine bestimmte Lage des Rückführkolbens ig und :eine bestimmte Spannung der Feder 2o. Da im Gleichgewichtszustand die. von der Federspannung erzeugte Kraft und die von den Schwunggewicliteai 5 erzeugte Kraft einander gleich ist, so ist jeder Drehzahl .eine bestimmte Spannung der Feder 2o und eine bestimmte .Stellung des Kolbens 17 und des Dampfventils 43. zugeordnet: Dieser Zusammenhang zwischen Drehzahl und Stellung des geregelten Ventils ist -das Kennzeichen der starren Rückführung.
  • Der Grad der starrere Rückführung, d. h. der Ungleichförmigkeitsgrad kann durch entsprechende Bemessung der Kolben und Steuerschieber für die -beiden Flüssigkeits- Der Grad der Rückführung könnte beispielsweise durch Veränderung der Steuerkante des Rückführschiebers 9 eingestellt werden. Dies würde - aber auch eine: entL sprechende Änderung der Drosselstelle 34 bedingen, da Drosselvorrichtung' 34 und Rückführschmeber 9 in einem bestimmter! Verhältnis zueinander stehen müssen.
  • Alle diese Nachteile werden vermieden durch die Anordnung der einstellbaren Drosselstelle 22, die in gleichem Maße den Flüssigkeitsstrom - - durch den Rückführsehieber 9 einerseits und durch die Drosselvorrichtung 3 ¢ andererseits beeinfluß.t, so daß das Verhältnis zwischen Rückführschieber 9 und Drosselvorrichtung 34 nicht geändert wird.
  • Je mehr die Drosselvorrichtung 22 geöffnet ist, desto stärker wirkt die Rückführung. Im Grenzfall, d. h. bei.. vollständig geschlossener Drosselung 22, arbeitet die Einrichtung ohne Rückführung.
  • Wollte man bei den bekannten Regelungseinrichtungen mit mechanischer, nachgiebiger Rückführung den Grad der Rückführung einstellbar machen, so, müßte das Hebelverhältnis an den übertragungsmitteln veränderlich gestaltet werden, was jedoch mit baulichen Schwierigkeiten verbunden ist. Es ist somit ein weiterer Vorteil der hydraulischen Rückführung gemäß der Erfindung, daß die Anpassung an die Betriebsverhältnisse durch einfache Drosselvorrichtungen durchgeführt werden kann.
  • Es ist bereits ausgeführt worden, daß die Drehzahl der Turbine im Ausführungsbeispiel nach Abb. i durch den vom überstrOmventil 25 im Raume 33 gehaltenen Druck bestimmt wird, da im Gleichgewichtszustand der Flüssigkeitsdruck im Raum 23 über dem Rückführkolben gleich dem Druck im Raum 33 ist. Der Druck in der Kammer 33 und damit die Drehzahl der Turbine kann in weiten Grenzen durch entsprechende Einstellung der Feder 26 verändert werden, und die Einstellung kann z. B. von dner entfernten Kommandostelle aus mittels der Maschine 31 vorgenommen werden.
  • Durch eine selbsttätige Verstellung des Druckes im Raum 33 kann nun die Regelung mit einem bleibenden Ungleichförmigkeitsgrad versehen werden, was z. B. bei parallel geschalteten elektrischen Stromerzeugern erwünscht ist. Die Einrichtung kann beispielsweise so getroffen werden, daß. die Spannung der Feder 26 in Abhängigkeit von der Stellung des Kolbens 17 durch einen Hebel oder Seilzug verstellt wird. Eine andere Lösung besteht darin, daß. man den Flüssigkeitsdruck in der Kammer 33 unmittelbar von der Leistung des Stromerzeugers abhängig macht, indem beispielsweise die Verstelhnaschine 3 i selbsttätig von eihem die Leistung des Stromerzeugers angebenden Wattmeter gesteuert wird. -Diese Lösung hat den Vorteil, daß man einen genau bestimmten, z. B. linearen Zusammenhang erhält zwischen dem zu regelnden Zustand (z. B. Drehzahl) und der vom Regler gesteuerten Mengte (z. B. Leistung des Stromerzeugers) unabhängig von der Ausführung und den Fehlexquellem der dazwischenliegenden Übertragungsmittel. Die Regeleinrichtung mit bleibendem Ungleichförmigkeitsgrad läB,t sich entsprechend auch bei der Regelung von Dampfnetzen, Feuerungsregelung usw. anwenden.
  • Abb.3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der' Erfindung bei einem Druckregler, und zwar ist das Ventil89 von dem Druck in der Leitung 9o vor dem Ventil derart gesteuert, daß das Ventil bei überschreiten eines einstellbaren Druckes öffnet und bei Unterschreiben deseinstellbaren Druckes schließt.
  • Während bei dem Ausführungsbeispiel nach Abb. i der Impuls (Drehzahl der Turbine) unmittelbar auf die beiden Steuerschieber 8, 9 einwirkt, ist gemäß Abb. 3,ein Relais zwischen dem Impuls (Dampfdruck) und die Steuerschieber 71, 72 eingeschaltet. Das Gehäuse des Relais ist mit 54 bezeichnet. In das Gehäuse ist die Büchse 59 eingeschraubt, deren unterer Teil durch die Hülse 58 abgeschlossen. ist. Innerhalb der Büchse 59 ist das Doppelventil 6o, 6 1 angeordnet, das mit dem Teller 55 fest verbunden ist. Die Feder 56, die an dem Teil 58 anliegt, drückt den Teller 55 gegen die Membran 52, die unter der Wirkung des Dampfdruckes in der Leitunggo steht. Der Balg-57 liegt einerseits an dem Tei16o und andererseits. an dem Teil 58 an und verhindert den Austritt der Druckflüssigkeit aus dem Raum 63. Der Druck in den Räumen 63 und 64 ist ausgeglichen, da die Durchmesser der Teile 57, 6o und 61 gleich-sind.
  • Die Druckflüssigkeit wird aus der Hauptleitung 62 dem Raum 63 zugeführt und strömt über den Raum 64 je nach der Stellung des vom Druckimpuls abhängigen Doppelventils teils durch das Innere der Büchse .59 zum Rücklauf der Pumpe, teils durch die Leitung 65 in den Raum 66 unter den Kalben 73. Der Druck im Raum 66 wird also von dem im Gehäuse 54 untergebrachten Relais gesteuert und ist von dem Druckimpuls, der durch die Leitung 5 i auf die Membran 52 übertragen wird, abhängig. -Die Rückführvorrichtung ist ähnlich ausgeführt wie in Abb. i ; der Rüekführkolben 75 steht durch die Feder 74 mit dem die Schieber 7 i und 72 einstellenden Kolben 73 in Verbindung. Die Isodromeinrichtung besteht ströme beliebig verändert werden. ''eAbb: 2 zeigt eine Ausführungsform-- des Rückführ= schiebers 9, - der bei gleichem Hub, kleinere Querschnitte für die Steuerflüssigkeit - freigibt als der Schieber-8: Dies wird dadurch erreicht; daß- der--Schieber mit überdeckungen -ausgeführt ist, -die mit abgest°liräkkten Aussparungen 44 versehen sind.' Die Propartiänalität zwischen Rückführbye«tgtmg und Bewegung des Kolbens -der Hilfsmaschine' bleibt trotz der Änderung des Rückführschiebers bestehen. - -- -Die oben _ -beschriebene starre Rückführung geht in eine nachgiebige Rückführung über, wenn man die -Isodromei,nriclitung 24, wie in Abb. i dargestellt, anschließt, so daß .eine Strömung -durch die :oben -,als geschlossen angenommene Drosseleinrichtung 34 stattfinden kann.
  • Bei einer Störung des Gleichgewichtszustandes spielt sich dann der Regelvorgang im ersten -Augenblick ähnlich ab, wie aber bei der- starren Rückführung beschrieben. Bei :einer plötzlichen Steigerung der Drehzahl gibt- der Steuerschieber B. den Abfluß von der Hilfsmaschine- und -der Steuerschieber 9 den Zufluß zum Rückführkolben frei, so daß. zunächst eine kräftige Rückführung stattfindet.
  • Erst allmählich- kommt der Druckausgleich durch die Drosselvorrichtung 34 zur Wirkung, und es -fließt infolge-iler Steigerung des Rückführdruckes Steuerflüssigkeit über DrosseWörrichtung 34 und Überströmventil-25 ab. Der Gleichgewichtszustand ist wiederhergestellt, wenn der Rückführdruck im Raum 23 wieder gleich dem durch das Überströmventil 25 im Raum 33 geregelten Druck ist.
  • Der geregelte Zustand (in dem Ausführungsbeispiel also die Drehzahl der Turbine) hat am Schluß -des Regelvorganges- genau den gleichen. Wert wie vor Eintritt der Gleichgewichtsstörung, - weil .der Druck über dem Rückführkolben i 9 -wieder der gleiche ist. Dies sind die Merkmale der nachgiebigen oder isodromen - ,oder isobaren Rückführung, von der vorliegende Erfindung eine besonders einfache, rein.hydraulische Ausführungsform zeigt. -Die Rückführbewegung gemäß der Erfindung wirkt - somit unmittelbar nach Eintritt der Gleichgewichtsstörung ähnlich wie .eine starre Rückführung mit -einem Ungleichförmigkeitsgrad, wodurch die Stabilität des Regelvorganges -erreicht wird. - Im weiteren Verlauf -des Regelvorganges verschwindet infolge des Druckausgleichs über die Drossel. stelle 34 der Ungleichförmigkeitsgrad, und der geregelte Zustand -nimmt nach Beendigung des - RegelvGrganges _ wieder den gleichen Wert an..' Die günstigsten Regelverhältnisse werden erzielt, -wenn..man-dez@rosselvorrichtung34 und. den= Rückführschie:b.er 9 so bemißt, daß das Nachgeben des Rückführkolbens z9 unter der Wirkung der - Feder 2o etwa- nein, n-'mal langsamer erfolgt als die durch das Öffnen des -Rückführschieb,ers g- entstandene primäre Bewegung.
  • '= Die Drosselvorrichtung 22 ermöglicht es, dein Regler in -einfacher Weise den verschiedensten Betriebsverhältnissen anzupassen und bildet, wie aus nachstehenden Ausführungen hervorgeht, einen wichtigen Teil der Erfl'r.-dung. .
  • Die Eigenschaften eines Reglers sind um so -besser, je kleiner die durch eine Störung des Gleichgewichts. verursachte Abweichung des: geregelten Zustandes und j e größer die Stabilität des. Reglervorganges ist. Der Idealfall, der. Stabilität ist die sog. apealodische Regelung; wobei der geregelte Zustand nach einer- Störung stetig und ohne Schwingungen auf den gewünschten Wert zurückgeht.
  • Es ist bekannt, daß obige Bedingungen um so. schwerer zu erfüllen sind, je kleiner die Anlaufzeit der geregelten Maschine (z. B. Schwungmasse der geregelten Masche bei Gesch3vindigkeitsregelung oder Speichervermögen der Rohrleitung bei Druckregelung) und je- größer die Schlußzeit - des Reglers ist.
  • Eine minimale Abweichung vom geregelten Zustand ist möglich, wenn der Regler so gebaut wist, daß durch eine möglichst kleine Änderung des geregelten Zustandes eine volle öffnungz des Steuerschiebers für -die Hilfsmaschine bewirkt wird. Dies kann- im Ausführungsbeispiel. Abb. i dadurch- erreicht werden, _daf,, die Peder 20 verhältnismäßig schwach .ausgeführt wird, so daß der- Geschwindigkeitsregler bei einer kleinen Abweichung,der Drehzahl eine große Bewegung des Schlvehers 8 hervorruft.
  • Um einen stabilen Regelverlauf zu erhalten, muß dann., der große Hub des Schiebers 8 durch eine -kräftige Rückführung ausgeglichen werden, die; durch entsprechende Bemessung des Rückführkolbens i9 und des Rückführschiebers 9 erzielt werden kann.
  • Der Grad der Rückführung kann durch den Teil. des Hubres, den der Kalben der Hilfsmaschine zurücklegt, wenn der Rückführkolben 19 den- Schieber 8 von seiner äußersten Stellung in seine Mittellage zurückgeführt hat, ausgedrückt werden.
  • Es läßt sich ferner nachweisen, daß -sich der beste Regelverlauf nur bei einem ganz bestimmten Grad der Rückführung erreichen läßt, der für jede - Regelanlage verschieden ist und der von der Anlaufzeit der -Anlage abhängt. Die Rückführung muß - um- so kräftiger. sein, j e kleiner die-Anlaufzeit ist. aus den beiden Drosseleinrichtungen 8o und 8i, von denen die Drosselstelle 8o an die Zuflußleitung 62 und die Drosselstelle 8i an die Rückflußleitung angeschlossen ist. Der Raum zwischen den Drosselstellen steht über die Leitung 7.9a mit dem Raum 77 über dem Rückführkolben 75 in Verbindung.
  • Die Wirkungsweise der Einrichtung ist f olgende Im Gleichgewichtszustand befindet sich das Dampfventil 89 in irgendeiner Zwischenstellung, und die Steuerschieber 7i und 72 sind in der Mittellage. Der Druck im Raum 66 ist ausgeglichen durch den Druck im Raum 77, der seinerseits durch den Druck-in der Zuflußleitung 62 und die Abmessungen der Drosselvorrichtungen 8o und 81 bestimmt ist.
  • Es- ist zweckmäßig, die Drosseleinrichtungen 8o und 8 i mit gleichen Abmessungen auszuführen, so daß im Gleichgewichtszustand der Druck im Raum 77 halb so, groß ist wie der Druck in der Zufuhrleitung 62. Es ist ferner zweckmäßig, die wirksame Fläche des Kolbens 7 5 gleich derjenigen des Kolbens 73 zu machen, so daß bei Gleichgewicht der Druck in der Kammer 66 gleich dem halben Druck in der Leitung 62 sein muß. Es müssen daher auch im Gleichgewichtszustand die Teile 6o und 61 des Düppelventils um den gleichen Betrag geöffnet sein, da sonst der Druck in den Räumen 64 und 66 nicht gleich dem halben Druck in der Zufuhrleitung 62 sein kann. Es kann also, nur bei einer bestimmten Stellung des Doppelventils 6o, 61 und nur für einen bestimmten Wert des zu regelnden Dampfdruckes Gleichgewicht bestehen. Der Dampfdruck kann eingestellt werden, indem man die Büchse 59 gegen die Membran 52 oder von dieser wegdreht.
  • Tritt nun eine Störung des Gleichgewichts dadurch ein, daß beispielsweise der Druck in der Dampfleitung 9o steigt, dann wird die Membran 52 nach oben durchgebogen, was ein Schließen des Ventils 6o und ein Öffnen des Ventils 61 um einen bestimmten Betrag verursacht. Der Druck in den Kammern 64 und 66 sinkt etwas, und der Kolben 73 bewegt sich unter dem Druck der Feder 74 um einen bestimmten Betrag nach unten.
  • Dadurch läßt einerseits der Steuerschieber 7 i Druckflüssigkeit zum Kolben 84 zuströmen, was ein Öffnen des Dampfventils 89 verursacht, und anderseits läßt der Steuerschieber 72 Druckflüssigkeit durch die Leitung 79 aus dem Raum 77 abströmen, so daß der Rückführkolben 75 sich nach oben bewegt und die Steuerschieber 71 und 72 in ihre Mittellage zurückführt.
  • Gleichzeitig findet ein Druckausgleich durch die Isodromenrichtung statt, indem durch die Drosselstellen 8o und 8 i sowie Leitung 79a der normale Druck in der Kammer 7 wiederhergestellt wird. Der Regelvorgang ist beendet, wenn der ursprüngliche Druck in der Dampfleitung 9o wiederhergestellt ist und das Dampfventi189 um einen der erhöhten Dampfströmung entsprechenden Betrag geöffnet ist.
  • Die Drosseleinrichtung 78 in Abb. 3 hat denselben Zweck wie die Drosselstelle 22 in Abb. i, nämlich die Einrichtung den verschiedenen Betriebsbedingungen anzupassen. Dies ist bei Druckregelung besonders wichtig, weil die Anlaufzeit der zu regelnden Druckleitung (z. B. Dampfleitung) in jedem Anwendungsfall verschieden ist. Während beispielsweise die Anlaufzeit für die Regelung von Dampfturbinen ungefähr io Sekunden beträgt, ist die Anlaufzeit bei Druckregelung von Dampfleitungen häufig nur ein Bruchteil einer Sekunde. Es ist daher zweckmäßig; die Schlußzeit der Rückführeinrichtung klein zu machen im Verhältnis zur Schlußzeit der Hilfsmaschine, um eine kräftige Rückführung zu erreichen. Auf diese Weise gelingt es,. auch bei Druckregelung eine hohe Stabilität au - erhalten, wo infolge der kurzen Anlaufzeit der Anlage die Stabilität oft große Schwierigkeiten bereitet.
  • Ein besonderer Vorteil des Ausführungsbeispiels in Abb.3 besteht darin, daß Änderungen im Druck der Flüssigkeit oder in der Viskosität des Drucköles die Wirkungsweise. der Einrichtung nicht beeinträchtigen können, weil eine Druckänderung in der Zuleitung 62 dieselbe Änderung in den Räumen 66 und 77 hervorruft, so daß sie sich gegenseitig aufheben.
  • Die Steuerung der Steuerschieber für den Flüssigkeitsstrom zur Hilfsmaschine und den Rückführstrom durch ein Relais, wie sie in Abb. 3 gezeigt ist, kann selbstverständlich auch für andere Regelzwecke verwendet werden. Es ist dann nur notwendig, die Membran 52 durch andere Mittel, die den Impuls auf das Relais übertragen, zu ersetzen.
  • Abb.4 zeigt eine für die Erfindung besonders geeignete Ausbildung der Drosseleinrichtung 34 von Abb. i und 8o und 81 von Abb.3. Für die beste Wirkungsweise der Erfindung ist es von Wichtigkeit, daß Propiortionalität besteht zwischen dem Flüssigkeitsstrom durch diese Drosselstellen und dem dabei eintretenden Druclzbfall, wie dies die gerade Linie 91 in dem Schaubild Abb. 6 zeigt. In diesem Schaubild ist auf der Senkrechten II der Druckabfall und auf der Waagerechten I der Flüssigkeitsstrom auf= getragen. Es ist bekannt, d,aß eine scharfe Drosselung, z. B. eine Düse, einen Drosselttngseffekt nach deinem Exponentialgesetz bewirkt, wie dies die Kurve 9z in Abb: 6 zeigt. Der Flüssigkeitsdurchfluß und der Druckabfall durch :cincit c:iigeil Durchgang, beispielsweise Drosselstelle 78 in Abb. 3, Moder durch Kapillarröbren, beispielsweise 8o und 81 (Abb.3), verlaufen nach einem. geradlinigen Gesetz der Kurve c1, Drosselungen, welche die Charakteristik der Kurve 92 haben, sind für vorliegende Zwecke unceigliet. Sie würden nur an dein S;@hnittpunht der Kurve 9 i und 92 befriedigend arbeiten, während für kleinere Durchtlußmengen ihr Widerstand zu klein und für größere Durchfiuß. mengen der Widerstand zu groß ist.
  • Abb.4 zeigt eine Ausführungsform, die in einem Kapillarkana193 besteht, der in Spiralform an dem Bolzen 94 angeordnet ist. Der Bolzei194 ist passend üi die Bohrung eingesetzt, deren Zulauf mit 96 und deren Ablauf mit 97 bezeichnet ist. Die Vorteile dieser Einrichtung bestehen darin, d<aß ein längerer Katial vorgesehen «erden kann, 11s wenn eine Öffnung von entsprechendem Durchincsser gebohrt werden würde. Es wird daher ein geringerer Raum als bei .einer Geradeführung des Durchflußkanals von gleicher Länge benötigt. Außerdem ist die 1!iöglichkeit zur Verstopfung wesentlich geringer im Vergleich zu Drosselstellen mit verschicdenen Querschnitten. .-auch die Zugänglichkeit für die Kontrolle und ilie Reinigung ist dadurch verbessert, daß die Schraube 94 leicht herausgenommen yverden kann.
  • Abb.5 zeigt eine besondere Ausführoungsform der einstellbaren Drosseleinrichtung 22 von Abb. i und 78 von Abb. 3. Die Bauart ist ähnlich derjenigen von Abb, 4; jedoch mit dem Unterschied, daß der Querschnitt des lDxesselkanals 98 gegen die Einlaßöffnung 99 zu allmählich abnimmt. Diese Bauart gestattet eine Einstellung der Drosselwirkung in weiten Grenzen, wobei die Vorteile, die zu der Bauart nach Abb. 4 angegeben wurden, voll erhalten bleiben.
  • Es ist ohne weiteres klar, daß vorsteherid beschriebene Erfindung .in der -verschiedensten Art und. Weise angewandt weiden kann. Jede Art von Regler, der Impulse auf Iiilfsventile überträgt, und jede Art von Iii1fsventilen und Hilfsmaschinen können an Stelle der beschriebenen verwendet werden.

Claims (3)

  1. PATI;NTANSPRÜCIIE
    i. Regelungseinrichtung mit nachgiebiger hydraulischer Rückführung, bei der ein den Druck oder die Menge der Steueidlüssigkeit in der Hilfsmaschine regelndes Steuerorgan und ein Rückführ-. organ (z. P. Kolben) vorhanden sind, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Riehführorgan (19,75) ein anderer Flüssigkeitsdruck einwirkt als auf den Kolben (17,84) der - Hilfsmascliiiie und der Flüssigkeitsdruck über dem Rückführorgan (d:9, 75) durch eine andere, ebenfalls vom Regelimpuls abhängige Steuerstelle (9,72) geregelt wird als der Flüssigkeitsdr uck über dem Kolben (17, $q.) eher Hilfsmasclrüie, wobei die Änderungen des Flüssigkeitsdruckes für die Rückführwig durch einen über eine Drosselvorrichtung (34, So und 81) strömenden Ausgleicbstrom ganz .oder teilweise wieder .aufgehoben werden.
  2. 2. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum (23 über eine Drosselstelle (34) mit einen, Raum (33) in Verbindung steht, in dem ein bestixnrnter Solldruck gehalten wird.
  3. 3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der .Raum (33) einerseits über eine Dxasselstellc (35) finit dem Flüssigkeitszulauf (32) und andererseits über eine zweite Drosselstelle, z, h. ein auf -einen beliebigen Druck einstellba.r-es Überströniventil (2; ), mit einem Ab- lauf (36) der Steueillüssigkeit in Verbindung steht, 4. Einrichtung nach Anspruch z und 3, bei. cler der Regelimpuls mittelbar durch ein hydraulisches Relais auf das Steuerorgan der Hilfsmaschine und das Regelorgan der Rückführvorrichtung übertragen wird, dadurch gekeirnzeicbnet, daß die Drosselstelle (So) für den Ausgleichstrom und das hydraulische Relais (6o, 61) an eine gemeinsame Flüssigkeitszufuhrletung (62) angeschlossen sind. 5. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung, durch welche die Flüssigkeit aus der zweiten Drosselstelle (81) abläuft, an der höchsten Stelle der Rebelungseinrichtung angebracht ist, 5,o daß gleichzeitig durch diese Öffnung -eine Entlüftung stattfindet. 6. Einrichtung nach Anspruch i mit bleibender Ungleichförmigkeit, insbesondere für Kraftmascl.inen, dadurch gebe;nzeichnet, daß der Raum (z3) über dem. Riicl#-fülirorgan (19) über eine Drosselstelle (3.4) reit einem anderen RauM (33) in Verbiz@,cluug steht, in dem der Flüssigkeitsdruck durch eine von der Leistung der Mascl4n-e abhängige Größe (z. B. durch .die durch das geregelte Ventil 5trömende Dampfmenge oder durch die Stellung des Xolbens der Hilfsmascl-ine) selbsttätig ge4nd-ert wird, 7. Einrichtuxig nach Aaispr ach z_ :oder 6, gekennzeichnet durch eine vom Raum (23) über dem Rüclführorgan ausgehende und mit einer eiust#ellbaren 1Drosselvo-rrichtung (22) versehene Leitung (18), von der eine Zweigleitung über eine Dresselvorrichtung (34) zum Raume (33) und eine andere Zweigleitung zum Regelorgan (9) der Rückführvorrichtung führt. B. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerorgan (8) der Hilfsmaschine und das Regelorgan (9) der Rückführvorrichtung als zwei fest miteinander verbundene Steuerschieber ausgebildet und die Steuerschieber mit dem Rückführorgan (i 9) in derselben Mittelachse angeordnet sind. 9. Einrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein oder beide Steuerschieber (8, 9) Verlängerungen mit Schlitzen (44) besitzen (Abb. 2). i o. Einrichtung nach Anspruch i bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Drosselvorrichtungen in Form von Schraubenkanälen (93) ausgebildet sind, wobei die Länge des Kanals im Verhältnis zu dem mittleren Durchmesser des Kanalquerschnitts groß ist, z. B. ioo:i. i i. Einrichtung nach Anspruch i o, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verschieben der Schraubenbolzen (94) in Richtung ihrer Achse die von der Flüssigkeit durchströmte Länge des Schraubenkanals verändert wird (Abb. 4 und 5).
DEW89448D 1931-07-17 1932-07-13 Hydraulische Regelungseinrichtung Expired DE610238C (de)

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DEW89448D Expired DE610238C (de) 1931-07-17 1932-07-13 Hydraulische Regelungseinrichtung

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BE (1) BE610238A (de)
DE (1) DE610238C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE756355C (de) * 1936-06-30 1952-12-15 Aeg Einrichtung zum Gleichhalten oder Begrenzen einer Regelgroesse

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE756355C (de) * 1936-06-30 1952-12-15 Aeg Einrichtung zum Gleichhalten oder Begrenzen einer Regelgroesse

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Publication number Publication date
BE610238A (fr) 1962-05-14

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