DE621958C - Umsteuervorrichtung fuer eine mit einer Kolbendampfmaschine verbundene Abdampfturbine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Umsteuervorrichtung für eine Abdampfturbine, die mit einer Kolbendampfmaschine verbunden ist und auf die Schraubenwelle der Kolbenmaschine arbeitet. Eine derartige Turbine besitzt ein Umsteuerventil, mit dem Dampf vom Niederdruckzylinder zur Turbine oder unmittelbar zum Kondensator geleitet werden kann; sie ist außerdem mit einer lösbaren Kupplung zwischen der Turbine und der Schraubenwelle versehen.

Bei den bisher bekannten Umsteueranordnungen dieser Art geschieht die Drehung des Umsteuerventils und das Ausrücken der Kupplung gleichzeitig, um ein Durchbrennen der Turbine zu verhindern, denn das Durchbrennen der Turbine würde eintreten, wenn diese zwei Händlungen in verkehrter Reihenfolge durchgeführt würden. Um dies zu verhindern, hat man vorgeschlagen, die Abdampfturbine mit einer elastischen Kupplung auszurüsten, die derart mit der Steuervorrichtung und mit dem Dampfumschaltorgan zur Turbine verblockt ist, daß während des Manövrierens mit der Kolbenmaschine die Kupplung gelöst und die Dampfzufuhr zur Turbine abgestellt ist. Weil jedoch das Ausrücken der Kupplung eine große Arbeitskraft beansprucht und die Drehung des Umsteuerventile schnell erfolgen muß, damit das Manöver der Hauptmaschine nicht verlangsamt wird, hat man bei den bisher ausgeführten Anlagen dieser Art hydraulische, pneumatische, elektrische oder andere mittelbar wirkende Hilfsmittel als Zwischenglied zwischen Manövrier handgriff auf der einen Seite und Umsteuerventil und Kupplung auf der anderen Seite anwenden müssen. Man hat auch schon daran gedacht, die Verblockung zwischen Kupplung und Dampfumschaltorgan mechanisch vorzunehmen, ohne daß jedoch eine Lösung auf diesem Wege bisher bekanntgeworden wäre.

Ferner kennt man Abdampfturbinen mit Vorwärts- und Rückwärtsbeschaufelung, bei denen die beiden Drosselklappen für die Abdampfzuleitung der beiden Beschaufelungen durch Gestänge mit dem Umsteuerhebel für die Hauptmaschine verbunden sind. Diese Anordnungen benötigen aber zusätzliche Einrichtungen, die auf hydraulischem oder pneumatischem Wege arbeiten, um die doppelt wirkende Turbine z. B. mittels Frischdampfes umzusteuern. Ferner sind Turbine und Kolbenmaschine zwangsläufig gekuppelt, so daß beim Manövrieren die Abdampfturbine dauernd geschaltet werden muß, was in vielen Fällen unerwünscht ist.

Die Erfindung beschreitet zur Umsteuerung einer auf die Schraubenwelle arbeitenden Abdampfturbine einen neuen Weg, indem sie auf die bisher für unerläßlich gehaltene Verblockung der Kupplung mit dem Dampfumschaltorgan verzichtet und durch Verwendung anderer Sicherungsmaßnahmen eine verkehrte Reihenfolge der Schaltungen und damit ein Durchbrennen der Turbine verhindert. Gemäß der Erfindung wird eine mit der Kolbenmaschinenumsteuerung zusammenhängende Mitnehmereinrichtung, z. B. eine Nocken-

scheibe, vorgesehen, die das Turbinendampf- | .die das Umsteuerventil der Turbine für den ventil zwangsläufig rein mechanisch umschaltet, wenn die Kolbenmaschine auf »Stop« oder »Rückwärts« geschaltet wird. Beim Um-5 steuern und Manövrieren der Kolbendampfmaschine wird also nur das Umsteuerungsventil der Turbine gedreht, dessen Bedienung einen verhältnismäßig kleineren Kraftverbrauch beansprucht. Die Turbine läuft dabei ίο leer im Vakuum mit, was, wie die Erfahrung gezeigt hat, ohne Schaden für die Turbine _ geschehen kann. Es besteht jedoch die Möglichkeit, die Kupplung¹ zu einem späteren geeigneten Zeitpunkt auszurücken.
¹S Auf diese Weise wird die Drehung des Umsteuerventils und das Ausrücken der Kupplung als je eine voneinander unabhängige Handlung ausgeführt. Die Drehung des Umsteuerventils erfordert, wie erwähnt, einen ²⁰ verhältnismäßig kleinen Kraftverbrauch, und das Ausrücken der Kupplung kann entsprechend langsam durchgeführt werden. Die zwei Handlungen können deshalb ausschließlich mit Handkraft ausgeführt werden, so daß ?5 die kostspieligen und Platz beanspruchenden, hydraulischen oder ähnlichen Anordnungen fortfallen können.

Wird in umgekehrter Weise, d. h. von »■Rückwärts« oder .»Stop« -auf »Vorwärts«, geschaltet, so beeinflußt die Mitnehmereinrichtung das Turbinendampfventil nicht. Esist also in das Belieben des Maschinisten gestellt, die Turbine dann umzuschalten, wenn er es für zweckmäßig erachtet. Um jedoch zu vermeiden, daß versehentlich Dampf auf die Turbine gegeben wird, bevor deren Kupplung eingerückt ist, wird bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung in dem Gestänge ein durch die ausrückbareTurbinenkupplung zwangsläufig betätigtes Verriegelungsorgan vorgesehen, das das Dampfventil bei ausgerückter Kupplung in geschlossener Stellung verriegelt. Infolgedessen muß zunächst die Turbinenkupplung eingerückt werden, ehe das Dampfventil geöffnet werden kann. Zweckmäßig besteht das Verriegelungsorgan aus einem Schließstück mit zwei sich schneidenden Bohrungen, in denen zwei Stangen unabhängig voneinander gleiten, deren eine mit dem Umschaltventil verbunden eine Bohrung besitzt, die von der anderen Stange in Sperrstellung durchsetzt wird.

Die Mitnehmereinrichtung besteht zweckmäßig aus einer Nockenscheibe, die auf der mit der Kolbenmaschinenumsteuerung fest verbundenen Welle aufgekeilt sein kann. Sie besitzt eine'dem Turbinenmanövrierhandgriff. o. dgl. gegenüberliegende Kammfläche von solcher Gestalt, daß der Handgriff o. dgl. bei Stop und bei Rückwärtsgang der Hauptmaschine in eine Stellung gezwungen wird,

Dampfzugang zur Turbine schließt.

Die rein mechanische Ausführung der Umsteuervorrichtung gestattet, den an sich be- 65 kannten Maximalregler der Turbine, der mittels eines Gewichtes oder einer gespannten Feder bei der Auslösung das Umsteuerventil für den Dampfzugang zur Turbine schließt, in besonders zweckmäßiger Weise anzuord- 70 nen. Beispielsweise kann in dem Gestänge ein Hebel angeordnet werden, dessen Umdrehungszapfen in einer federbelasteten Stange o. dgl. gelagert ist, deren Kopf an einem beweglichen, unter der Einwirkung des 75 Maximalreglers stehenden Arm aufgehängt ist.

Bei der angegebenen Erfindung erreicht man außer den schon erwähnten Vorteilen noch folgende: 80

a) daß etwa auftretende Fehler bei einem rein mechanischen System leichter zu entdecken und zu beseitigen sind als bei hydraulischen oder ähnlichen Systemen. Dies ist bei einer Störung in der Manövrieranordnung 85 von weittragender Bedeutung;

b) daß der Maschinist imstande ist, diejenige Betriebsform zu wählen, die dem Augenblicksbedarf geeignet erscheint. Normalerweise ist selbstverständlich die Turbine eingekuppelt und der Abdampf zur Turbine geleitet. Wenn jedoch auf See von »Voraus« auf »Rückwärts« übergegangen werden soll, so kann es zweckmäßig erscheinen, die Turbine eingekuppelt zu lassen, jedoch keinen Dampf zuzuleiten. Eine derartige Schaltung nimmt die Mitnehmereinrichtung selbsttätig vor, ohne daß der Maschinist irgendeine Maßnahme beachten müßte. Will er aber die Kupplung nachträglich ausrücken, so kann - dies ohne weiteres von Hand geschehen, weil zu diesem späteren Zeitpunkt die Drehzahl der Turbine weit genug gesunken ist;

c) daß man die Hilf spumpen für einhydraulisches oder ähnliches Zwischenglied entbehren kann. Da die Abdampfturbine öfter in ältere, schon vorhandene Maschinenanlagen eingebaut wird, ist es in einigen Fällen nur möglich, diesen Einbau vorzunehmen, wenn man auf die Hilf spumpen verzichten kann;

d)¹ daß eine bedeutende Preissenkung eintritt, wenn man das einfache System der Erfindung anwendet, statt der bisher bekannten zusammengesetzten hydraulischen oder ähnlichen Manövrieranordnungen. Bei einem hydraulischen System hat man bewegliche Teile, die mit großer Genauigkeit ausgeführt werden müssen, um eine gute Dichtung zu erzielen. Außerdem erfordert das hydraulische SystemRegulatoren, Behälter und vieleRohrleitungen. Das nach der Erfindung angewendete mechanische System erfordert da-

gegen keine genauen Fassungen und ist deshalb einfach und kann billig eingebaut werden;

e) daß, wenn die Hauptmaschine von Vorwärts- auf Rückwärtsgang geschaltet wird, die Umsteuerung »Dampf zur Turbine« und »Dampf um die Turbine« selbsttätig erfolgen kann. Der Maschinist braucht daher nicht die Turbine zu berücksichtigen und kann mit ίο der Hauptmaschine in derselben Weise manövrieren wie mit jeder anderen Maschine ohne Abdampfturbine;

f) daß die Verbindung der Umsteueranordnung der Hauptmaschine mit dem Umsteuerventil der Turbine nicht diese Organe untereinander zwangsweise steuert. Wenn die Hauptmaschine auf Vorwärtsgang geschaltet ist, kann der Maschinist entweder der Turbine Dampf zuführen oder sie leer mitlaufen lassen;

g) daß die einfache undvollkommen sichere Schließvorrichtung einen Fehler beim Manövrieren der Turbine ausschließt. Ohne diese Schließvorrichtung könnte ein Unbefugter der Turbine Dampf zuführen, bevor die Kupplung eingerückt wäre, oder die Kupplung ausrücken, bevor der Dampfzugang geschlossen worden wäre; diese beidenManöver wären vollkommen verfehlt und könnten

3Q großen Schaden mit sich führen. Die Schließvorrichtung verhindert diese Fehlmanöver, während sie erlaubt, die Turbine auf alle Arten, die der Turbine nicht schaden, zu benutzen;

h) daß der Maximalregler in einfacher Weise unmittelbar zur Einwirkung auf das gleiche Dampfumsteuerventil, das zum Manövrieren der Turbine benutzt wird, gebracht werden kann. Der-Dampfweg vom Niederdruckzylinder bis zur Turbine wird dabei so kurz wie möglich, und es wird ein Umlauf für den Dampf gespart.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist schematisch auf der Zeichnung dargestellt,

+5 die die Turbine und einen Teil der Transmission mit der dazugehörigen Manövrieranordnung zeigt. Um die Zeichnung übersichtlich zu machen, .ist die Hauptmaschine und die Schraubenwelle fortgelassen worden.

Die Turbine 1 treibt z. B. durch ein Getriebe 2 die Zwischenwelle 3 an, auf der die Ausrückkupplung 4 angebracht ist. Das Ende 5 der Zwischenwelle, das mit Hilfe -der Kupplung mit der Welle 3 verbunden oder gelöst werden kann, gibt seine Kraft durch einen Kettenzug oder durch ein Getriebe oder durch andere Mittel, die jedoch nicht auf der Zeichnung gezeigt sind, an die Schraubenwelle der Hauptmaschine ab.

Das Dampfumsteuerventil 6 ist in einer Stellung gezeigt, in der der Dampf vom Niederdruckzylinder in der Richtung des Pfeiles 7 um die Turbine herum geleitet, nach dem Kondensator, der am Flansch 8 angeschlossen wird, strömt. Wird der Arm 9 des Umsteuerventils in die Lage o._a gebracht, muß der Dampf die Turbine durchströmen, bevor er in den Kondensator gelangen kann. Der Zapfen 10 wird gewöhnlich in der gezeigten Stellung festgehalten, und der Arm 9 kann deshalb durch ein System von Hebeln und Zugstangen vom Handgriff 11 aus bewegt werden. Eine Nockenscheibe 12 ist auf der Welle 13, die mit dem Umsteuerorgan der Hauptmaschine fest verbunden ist, angebracht.

Die in der Figur gezeigte Stellung der Nockenscheibe entspricht der Stopstellung der Umsteueranordnung. Wird die Umsteueranordnung so eingestellt, daß die Hauptmaschine rückwärts läuft, dreht sich die Nockenscheibe dem Uhrzeigersinn entgegen. Schaltet man die Umsteueranordnung so, daß die Hauptmaschine vorwärts läuft, wird sich die Nockenscheibe in Richtung des Uhrzeigersinnes drehen. Der Kamm der Nockenscheibe ist so geformt, daß eine Rolle 14, die mit dem Handgriff in Verbindung steht, verhindert, daß der Handgriff 11 bewegt wird, während die Umsteueranordnung der Haiiptmaschine auf Stop oder Rückwärtsgang eingestellt ist, doch kann der Handgriff 11 bewegt werden, wenn die Umsteueranordnung auf Vorwärtsgang geschaltet ist. Wenn der Handgriff 11 in dieLage n_a, d. h. auf Dampfzugang zur Turbine, gebracht wird, so wird er die Lage 11, in der der Dampf um die Turbine herum geleitet wird, sofort wieder einnehmen, wenn die Umsteueranordnung der Hauptmaschine von Vorwärtsgang auf Stop oder Rückwärtsgang geschaltet wird.

Die Ausrückkupplung 4 wird durch ein Handrad 15 bedient. Das Handrad ist auf einer Welle befestigt, die, um axialen Schub zu vermeiden, mit einem Drucklager 16 versehen ist. Am Ende ist die Welle mit Gewinde versehen, das sich in eine Mutter 17 einschraubt. Die Mutter 17 ist an einem Winkelhebel befestigt, der das Ein- und Ausrücken der Kupplung besorgt. Das Hebelverhältnis und die Steigung des Gewindes der. Welle sind so gewählt, daß man mit Handkraft ohne Schwierigkeit die Kupplung bedienen kann.

In einer der Zugstangen, die dasUmsteuerventil 6 mit dem Handgriff 11 verbindet, ist ein zylindrisches Stück 19 eingeschaltet, das mit einer winkelrechten Bohrung 20 versehen ist. Wenn das Umsteuerventil so geschaltet ist, daß der Dampf um die Turbine herum strömt, deckt sich die Bohrung 20 mit einer Bohrung des Schließstücks 18, in der eine

Riegelstange 2i, die mit der Ausrückvorrichtung der Kupplung in Verbindung steht, gleitet. Bei eingerückter Kupplung ist die Riegelstange so weit zurückgezogen, daß das zylindrische Stück 19 in dem Schließstück 18 frei bewegt werden kann. Wenn die Kupplung 4 ausgerückt wird, wird die Riegelstange 21 durch die Bohrung 20 verschoben und verhindert dabei jegliche Bewegung des zylindrischen Stückes 19. Wird bei eingerückter Kupplung das zylindrische Stück ig verschoben, kann die Riegelstange 21 nicht bewegt und somit auch die Kupplung 4 nicht ausgerückt werden, bevor nicht wieder das zylindrische Stückig in diejenige Lage gebracht worden ist, die einer Stellung des Umsteuerventils 6 entspricht, die den Dampf um die Turbine leitet.

Wenn die Umdrehungszahl der Turbine

«o eine im voraus bestimmte Grenze überschreitet, wird ein Maximalregler in bekannter Weise eine Klinke 22 nach rechts drücken. Danach dreht sich der durch die Klinke 22 ausgelöste Handgriff 23, durch sein Eigengewicht gezogen, nach unten, und eine an der Nabe des Handgriff s angebrachteErhöhung24 gibt dabei den Kopf 25. frei, so daß die Stange, in deren Ende der Zapfen 10 gelagert ist, durch die Kraft dsir Feder 26 nach'unten gedrückt wird. Die nach unten'durchgeführte Bewegung des Zapfens 10 veranlaßt, daß der Hebelarm bei 10 seine Lage ändert und dabei das Umsteuerventil 6 für Dampfzugang zur Turbine schließt.

Claims (1)

1. Patentansprüche:' "

   i. Umsteuervorrichtung für eine mit ¹ einer Kolbendampfmaschine verbundene Abdampfturbine, die auf die Schraubenwelle der Kolbenmaschine arbeitet, gekennzeichnet durch eine mit der Kolbenmaschinenumsteuerung zusammenhängende Mitnehmereinrichtung, die das Turbinendampf ventil zwangsläufig rein mechanisch umschaltet, wenndieKolbenmaschine auf »Stop« oder »Rückwärts« geschaltet wird.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gestange ein durch die ausrückbare Turbinenkupplung zwangsläufig betätigtes Verriegelungsorgan (18) vorgesehen ist, das das Dampfventil (6) bei ausgerückter Kupplung in geschlossener Stellung verriegelt.

   3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verriegelungsorgan (18) aus einem Schließstück mit zwei sich schneidenden Bohrungen besteht, in denen zwei Stangen unabhängig voneinander gleiten, deren eine (19) eine Bohrung (20) besitzt, die von der anderen Stange (21) in Sperrstellung durchsetzt wird. .

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Nocken- ' scheibe (12), die auf der mit der Kolbenmaschinenumsteuerung fest verbundenen Welle (13) aufgekeilt sein kann, eine dem Turbinenmanövrierhandgriff (11) o. dgl. gegenüberliegende · Kammfläche von solcher Gestalt besitzt, daß der Handgriff (i'i)

   10. dgl. bei Stop und blei Rückwärtsgang der Hauptmasehine in eine Stellung gezwungen wird, die das Umsteuerventil (6) der Turbine für den Dampfzugang zur Turbine sehließt.

   Hierfcu 1 Blatt Zeichnungen