DE623969C

DE623969C - Drive of speed controllers

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Publication number: DE623969C
Application number: DEK132113D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1933-11-10
Filing date: 1933-11-10
Publication date: 1936-01-08

Description

Die Drehzahlregler von Kraftmaschinen^ die. mit gleichbleibender Betriebsdrehzahl arbeiten, insbesondere zum Antrieb von Stromerzeugern dienen, werden in der üblichien Ausführung von der Maschinenwelle bei einem gleichbleibenden Drehzahlverhältnis zwischen Maschinenwelle und Drehzahlregler angetrieben. In Einzelfällen wurde hierbei noch ein Sicherheitsantrieb vorgesehen, der ständig mitläuft und bei Versagen des ersten Antriebes, z. B. beim Herabfallen des Antriebsriemens, den Antrieb des Drehzahlreglers bei gleichbleibender Drehzahl desselben übernimmt. Bei diesen bekannten Antrieben ist der Arbeitsbereich des Drehzahlreglers begrenzt und abhängig von der Drehzahl der Maschinenwelle. Er kann also nicht bei außerhalb des Arbeitsbereiches des Drehzahlreglers liegenden Drehzahlen der Kraftmaschine und bei Stillstand der Kraftmaschine arbeiten. Diese Antriebe weisen also den Nachteil auf, daß sie, sofern für Sonderzwecke ein wechselndes Drehzahlverhältnis zwischen Maschinenwelle und Drehzahlregler bis zu voller Drehzahl des Drehzahlreglers insbesondere bei stillstehender Maschinenwelle notwendig ist, nicht arbeiten können.The governors of prime movers ^ the. work with constant operating speed, are used in particular to drive power generators Execution of the machine shaft with a constant speed ratio between Driven machine shaft and speed controller. In individual cases a Safety drive provided, which runs continuously and if the first drive fails, z. B. when the drive belt falls, the drive of the speed controller with constant Speed of the same takes over. In these known drives, the working area is of the speed controller is limited and dependent on the speed of the machine shaft. So he cannot be outside of the work area of the speed controller lying speeds of the engine and at a standstill the prime mover work. These drives have the disadvantage that they if for special purposes an alternating speed ratio between the machine shaft and speed controller up to the full speed of the speed controller, especially when it is at a standstill Machine shaft is necessary, cannot work.

Die bekannte Ausführung, den Regler durch ein Wechselgetriebe anzutreiben, beseitigt diese Nachteile nicht, weil die Zahl der Übersetzungsstufen innerhalb der Grenzen der wirtschaftlichen Ausführungsmöglichkeit zu gering ist und die Abhängigkeit von der Maschinenwelle als Antriebsmaschine bestehen bleibt. Durch hydraulische stufenlose Übersetzung zwischen Maschinenwelle und Drehzahlregler kann man zwar gleichbleibendes Arbeitsvermögen des Drehzahlreglers bei allen Maschinendrehzahlen erzielen. Bestehen bleibt jedoch die Abhängigkeit von der Maschinenwelle als Antrieb^ außerdem genügt diese Anordnung nicht den Anforderungen an Wirtschaftlichkeit und" an Sicherheit der Riegelgenauigkeit. Erwähnt sei nur, daß die -Leistungsfähigkeit der Pumpenseite des hydrauliachen Antriebes nach der kleinsten, nur in Sonderfällen vorkommenden Drehzahl der Maschinenwelle bei der normalen Drehzahl des Drehzahlreglers bemessen sein muß.The known design of driving the controller through a gearbox is eliminated these disadvantages are not because the number of translation levels is within the limits the economic implementation possibility is too low and the dependence on the machine shaft remains as the drive machine. By hydraulic stepless The translation between the machine shaft and the speed controller can be constant Achieve the working capacity of the speed controller at all machine speeds. Exist however, the dependence on the machine shaft as the drive remains sufficient this arrangement does not meet the requirements for economy and "security of the Bolt accuracy. It should only be mentioned that the performance of the pump side of the hydraulic Drive according to the lowest speed of the machine shaft, which only occurs in special cases, at the normal speed of the speed controller must be dimensioned.

Die Erfindung beseitigt diese Nachteile. Für die normalen Betriebsfälle, z. B. den normalen Stromerzeugungsbetrieb, wird der bekannte und bewährte einfache Antrieb durch die Maschinenwelle mit unveränderlichem. Drehzahlverhältnis zwischen Maschinenwelle und Drehzahlregler verwendet. Für Sonderfälle, bei denen ein anderes Dreihzahlverhältniis vorteilhaft oder zur Erreichung des gewünschten Zweckes sogar unbedingt notwendig ist, wird der Hauptantrieb durch einen von der Hauiptmaschine an sich unabhängigen Sonderantrieb ersetzt, der eine' von der Drehzahl der Hauiptmaschine unabhängige, veränderbare Drehzahl des Drehzahlreglers ergibt. Der Hauptantrieb muß hierbei ausgekuppelt sein, tun den angestrebten Zweck,The invention overcomes these disadvantages. For normal operating cases, e.g. B. the normal power generation operation, the well-known and proven simple drive through the machine shaft with unchangeable. Speed ratio used between machine shaft and speed controller. For special cases in which a different three-speed ratio is advantageous or even absolutely necessary to achieve the desired purpose, the main drive is replaced by a special drive that is independent of the main engine and that results in a variable speed of the speed controller that is independent of the speed of the main engine. The main drive must be disengaged here, do the intended purpose,

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Änderung des Drehzahlverhältnisses zwischen Maschinenteile und Drehzahlregler, unabhän gig von der Drehzahl der Maschinenwelle zu erreichen. Der Zweck und die Vorteile eines derartigen neuen Doppelantriebes für den Drehzahlregler lassen sich am einfachsten an Verwendungsbeispielen erläutern. ' Bekanntlich müssen bei den bisher ausgeführten Kraftmaschinen, beispielsweise Dampf to turbinen, bis zu den größten Abmessungen diese meist sogar »mit angekuppeltem Stromerzeuger, lediglich zum Einstellen und Prüfen der. Drehzahlregler und des davon ab hängigen Regelgestänges des öfteren biei Montage und späterhin bei Prüfungen und nach Überholungen oder nach Einbau von Ersatzteilen durch ihre kritischen Drehzahlen hochgefahren und wieder abgestellt werden, weil der Antrieb nur von der Maschinenwelle möglieh ist. Dabei .wird nicht nur viel Zeit, sondern es werden große Mengen Dampf und elektrische Leistung, z. B. für den Antrieb der Kondensation, für Beleuchtung, für Anwärmen der Rohrleitungen, für teilbelastete und ungleich belastete Kessel, vertan. Dazu kommt noch, daß man die Prüfung im Gebiet der kritischen Drehzahlen und der Überdrehzahlen der Maschinenwellen nicht in Ruhe vornehmen kann. Auch ergeben manche Kraftmaschinen bei längerem Fahren im Leerlauf infolge der auftretenden erhöhten Temperaturen im Abdampfstutzen und der anders verteilten Erwärmung der Kraftmaschine leicht Schwierigkeiten, die sich z, B. in unruhigem. Lauf bei wiederholtem Hochfahren der Maschine zeigen, ja, bestimmte Maschinenlassen sich warm ohne Betriebsgefahr überhaupt nicht hochfahren, Die .erforderlichen Abkühlzeiten vergrößern den Zeitbedarf der angegebenen Arbeiten beträchtlich. Besonders bei Betrieben, bei denen die erforderlichen Arbeiten in bestimmten Zeiten, z. B. nachts, erledigt sein müssen, um Betriebsstockungen zu vermeiden, sind diese Zeitverluste von großer wirtschaftlicher Bedeutung. Dazu kommt noch die Gefährdung der ganzen Maschine, wenn, beispielsweise beim Einfahren neuer Lagerbüchsen für den Drehzahlregler, diese Lagerbüchsen bei voller Dreihzahl der Maschine festbrennen. Springt dabei infolge' der festgebremsten Reglerwelle das Antriebsschneckenrad und klemmen sich die Stücke fest, so wird die Maschinenwelle unruhig, streift, während gleichzeitig die Drehzahl der Maschine bis zur Auslösung des Schnellschlusses steigt. "Im günstigen Fall tritt ' nur eine* immerhin teure Beschädigung der Stopfbüchsen ein, aber ebensogut kann der Rotor sich werfen, die Schaufelung beschädigt werden. Allgemein wird jede Beschädigung durch die lange Auslauf zeit der Maschine verstärkt. Beseitigung des starren Mitlaufens der Maschinenwelle erhöht daher unbedingt die Sicherheit.Change of the speed ratio between machine parts and speed controller, independent gig of the speed of the machine shaft. The purpose and benefits of one Such a new double drive for the speed controller can be easiest Explain usage examples. 'It is well known that in the case of the previously executed Power machines, for example steam to turbines, up to the largest dimensions these usually even »with the generator connected, only for setting and checking the. Speed controller and the control linkage that depends on it, often during assembly and later during tests and after overhauls or after the installation of spare parts be started up and switched off again by their critical speeds, because the drive is only possible from the machine shaft. This not only takes a lot of time, but large amounts of steam and electrical power, e.g. B. for driving the condensation, for lighting, for heating of the pipelines for partially loaded and unevenly loaded boilers, wasted. In addition there is also the test in the area of critical speeds and overspeed the machine shafts cannot do in peace. Also, some engines idle for extended periods of time as a result of the increased temperatures occurring in the exhaust steam connection and the differently distributed heating of the engine easy trouble, for example in restless. Show run on repeated machine start-ups, yes, certain machine lets do not start up warm at all without risk of operation, the .necessary Cooling times increase the time required for the specified work considerably. Particularly in companies where the necessary Working in certain times, e.g. B. at night, have to be done to avoid business interruptions to avoid, these time losses are of great economic importance. In addition, there is a risk to the entire machine if, for example, when it is running in new bearing bushes for the speed controller, these bearing bushes at full speed stick to the machine. Jumps as a result of the locked controller shaft the drive worm wheel and the pieces clamp together, so the machine shaft becomes restless, grazes while at the same time the The speed of the machine increases until the emergency circuit is triggered. "In the best case occurs 'Only one * at least expensive damage to the stuffing box, but it can just as well Throwing the rotor, damaging the blades. General any damage reinforced by the long run-down time of the machine. Elimination of rigid tracking the machine shaft therefore necessarily increases safety.

Eine weitere, fast stets vorkommende Verlängerung von Überholungszeiten ergibt sich bisher aus dem Zwang, Erprobungen am Drehzahlregler und dem Gestänge bis nach Erledigung der Arbeiten an den Maschinengehäusen, der Kondensation, den Kesseln und Rohrleitungen zurückzustellen.Another, almost always occurring extension of overtaking times results so far from the compulsion to test the speed controller and the linkage until after the work on the machine housing has been completed, of condensation, to reset the boilers and pipelines.

In anderen Fällen, z. B. in Zuckerfabriken, steht in' den Hauptüberholungszeiten Dampf meist nicht zur Verfügung, oder die Kessel und Rohrleitungen sind nicht betriebsbereit.. Daher müssen die Arbeiten am Drehzahlregler uiid seinen Antriebsstellen, z.B. den .Schneckengetrieben., in Eile kurz vor Beginn der Betriebszeit geschehen. Kommt es hierbei aber zu Störungen und Erfordernis, von Ersatzteilen, so entsteht leicht eine Verzögerung im Beginn der Betriebszeit mit ihren wesentlichen wirtschaftlichen Nachteilen.In other cases, e.g. B. in sugar factories, is in 'the main overhaul times steam mostly not available, or the boiler and pipes are not ready for operation .. Therefore, the work on the speed controller and its drive points, e.g. the .Worm gear., Happened in a hurry just before the start of the operating period. It comes here but for malfunctions and the need for spare parts, there is a slight delay at the beginning of the operating period with its significant economic disadvantages.

Diese geschilderten Nachteile fallen bei der Anwendung des Antriebes für den Regler gemaß der Erfindung fort. Der von der Maschinenwelle unabhängige zweite Antrieb des Drehzahlreglers ermöglicht das Prüfen und Einstellen des Drehzahlreglers, seiner Antriebsteile und des Regelgestänges, das Einfahnen der dazugehörenden neu eingebauten Ersatzteile unabhängig von der Drehzahl der Maschinenwelle, also auch bei stillstehender Maschinenwelle. Die Gefährdung der Maschine fällt fort. Es kann gleichzeitig mit dem Erproben des Drehzahlreglers an den übrigen Teilen der Maschinen- und Kesselanlage gearbeitet werden. Das Anfahren und Abstellen erfolgt schnell und wirtschaftlich bei geringstem Energieverbrauch; in Zuckerfabriken kann· durch elektrischen Sondefantrieb ohne Dampfbedarf die Überholung des Drehzahlreglers und der Regeleinrichtungen zu beliebiger Zeit durchgeführt werden.These disadvantages are in accordance with the use of the drive for the controller of the invention. The second drive of the speed controller, which is independent of the machine shaft, enables testing and Adjustment of the speed controller, its drive parts and the control linkage, the single-flagging the associated newly installed spare parts regardless of the speed of the machine shaft, i.e. even when the machine is at a standstill Machine shaft. There is no danger to the machine. It can be simultaneous with Testing the speed controller on the other parts of the machine and boiler system to be worked. Starting and stopping is quick and economical with the lowest energy consumption; in sugar factories can · by electrical special drive The overhaul of the speed controller and the control devices without the need for steam can be carried out at any time.

Bei längerem Fahren der Maschine mit niedrigen Drehzahlen, z. B. beim Einlaufen der Lager, der Stopfbüchsen, zum Auswuchtein der Rotoren, zum Anwärmen u. dgl. m., ergibt die Erfindung den Vorteil, daß die von dem Sonderantrieb bewegten, also von der Drehzahl der Maschine unabhängigen Teile bei ihrer . Betriebsdrehzahl arbeiten können, was beispielsweise Entlastung der Reglermuffe, richtige Ölfilmbildung in den Lagern, vollen Öldruck der von der Reglerwelle an-When driving the machine at low speeds for a long time, e.g. B. when running in the bearings, the stuffing boxes, the balancing element the rotors, for heating and the like. M., The invention has the advantage that the of the special drive moving parts that are independent of the speed of the machine At her . Operating speed can work, which, for example, relief of the regulator sleeve, correct oil film formation in the bearings, full oil pressure of the

etriebenen Ölpumpe für Regulierung, Sicherheitseuirichtungen und Schmierung auch ohne Mitlaufen der Hilfsölpumpe ergibt. Dazu tritt noch infolge des arbeitenden Drehzahlreglers die zusätzliche schnellschlußartige Wirkungs- iao möglichkeit auf die Regulierventüe durch Abstellen und gegebenenfalls Abbremsen desdriven oil pump for regulation, safety devices and lubrication results even without the auxiliary oil pump running. In addition occurs still due to the working speed controller the additional quick-closing effect iao possibility of accessing the regulating valves by turning off and, if necessary, braking the

Sonderantriebes. Dies kann beispielsweise erforderlich werden bei Versagen des Schnellschlußventils, bei Festbremsen der Drehzahlverstellung oder ihrer falschen Einstellung, ja auch ihre Betätigung von Hand kann zu langsam sein, wenn bemerktes Streifen der Stopfbüchsen, Heißlaufen eines, Lagers, starkes Springen des Rotors bei einer Auswuchtdrehzahl schnellstes Absperren der Dampfzufuhr erforderlich machen. Auch ist das Abstellen und Wiederinbetriebsetzen des Sonderantriebes einfacher als die Betätigung des von Hand bei größeren Maschinen von einem einzelnen Mann nur schwer und außerdem zeitraubend zu öffnenden Schnellschlußventils. Weiterhin erhält man bei Anwendung des Sonderantriebes erhöhte Sicherheit dadurch, daß erhöhter Widerstand, z. B. an den Lagern, durch Streifen der Stopfbüchsen u. dgl.m.,Special drive. This may be necessary, for example, if the quick-acting valve fails, if the speed adjustment locks or is incorrectly set, yes, even their manual operation can be too slow if the streak is noticed Stuffing boxes, overheating of a bearing, strong jumping of the rotor at a balancing speed make it necessary to shut off the steam supply as quickly as possible. Also parking is and restarting the special drive is easier than actuating the from Hand with larger machines by a single man difficult and also time-consuming to open the quick-closing valve. Furthermore, when using the special drive, increased safety is achieved by that increased resistance, e.g. B. on the bearings, by strips of the stuffing boxes and the like,

2.0 sich sofort in einem Sinken der Drehzahl der Maschinenwelle äußert, während bei von der Maschine angetriebenem. Drehzahlregler dieser selbsttätig die eingestellte Drehzahl durch erhöhte Dampfzufuhr wiederherstellt. Obige Vorteile lassen es als durchaus zweckmäßig erscheinen, beim Anwärmen der Maschine den Drehzahlregler durch den Sonderantrieb anzutreiben. Da es beim Anwärmen nur darauf ankommt, daß ein oberer oder ein unterer Drehzahlbereich nicht unterschritten wird, genügt die erreichbare Regelung. Wird eine genauere Regelung gewünscht, so kann die Drehzahl des Drehzahlreglers oder die Stellung der Drehzahlverstellung in bekannter Weise vom Dampfdruck oder Gegendruck oder allgemeiner durch Impulse, ausgelöst von der Drehzahl der Maschinenwelle, beeinflußt werden, z. B. durch Verwendung von Tachometern mit einstellbaren Grenzkontakten. Die Stromänderung bei Kontakt kann dann in irgendeiner bekannten Art. auf den Sonderantrieb, z.B. den Schalter des Elektromotors, zur Wirkung gebracht werden. Die Wirksamkeit ist dabei an sich unabhängig von der jeweils eingestellten Drehzahl des Drehzahlreglers.2.0 immediately results in a decrease in the speed of the Machine shaft expresses while driven by the machine. Speed controller this automatically restores the set speed by increasing the steam supply. Above Advantages make it seem useful when warming up the machine to drive the speed controller through the special drive. As it only warms up on it it matters that an upper or a lower speed range is not undershot is sufficient the achievable regulation. If more precise regulation is required, the speed of the speed controller or the position the speed adjustment is triggered in a known manner by the steam pressure or counter pressure or more generally by pulses can be influenced by the speed of the machine shaft, e.g. B. by using Speedometers with adjustable limit contacts. The change in current on contact can then in some known way on the special drive, e.g. the switch of the electric motor, be brought into effect. The effectiveness is in itself independent of the set speed of the Speed controller.

Bei dem bekannten Anwärmen unter Drehen der Maschine durch einen Elektromotor erhält man die Möglichkeit, den Drehzahlregler mit voller Drehzahl mitlaufen zu lassen oder ihn überhaupt stillzusetzen, d.h. zu schonen, oder an ihm. zu arbeiten oder ihn zu prüfen, während die Maschine angewärmt wird, somit Zeit zu sparen, die Sicherheit zu erhöhen. In the known warming up by turning the machine by an electric motor you have the option of running the speed controller at full speed or to stop him at all, i.e. to spare him, or to him. to work or to test him, while the machine is being warmed up, thus saving time and increasing safety.

Die Abbildung zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Hauptantrieb des Drehzahlreglers geht von der Maschinenwelle c über die Kupplung d, die Welle b und das Schneckengetriebe zur Reglerwelle a. Durch axiales Verschieben der Welle b im Sinne der Zeichnung nach links werden die Wellen & und c in einfachster und sicherster Weise ent- sowie der zweite Antrieb mit dem bezüglich seiner Drehzahl regelbaren Motor h und der Welle £ über das Zahnradgetriebe e, f mit der Welle δ gekuppelt. Nach Einschalten des Motors erhält die Regierwelle b die gewünschte neue Drehzahl.The figure shows an embodiment of the invention. The main drive of the speed controller goes from the machine shaft c via the clutch d, the shaft b and the worm gear to the controller shaft a. By axially shifting the shaft b to the left in the sense of the drawing, the shafts & and c are removed in the simplest and safest manner, and the second drive with the motor h , which can be regulated with regard to its speed, and the shaft £ via the gear transmission e, f with the shaft δ coupled. After switching on the motor, the governor shaft b receives the desired new speed.

Setzt man in einer Abänderung den Motor auf die verlängerte Welle b, so fällt das Zahnradgetriebe e, f fort. Der Rotor des Motors muß, von der Welle b angetrieben, ausgeschaltet mitgeschleppt werden.If, in a modification, the motor is placed on the extended shaft b, the gear transmission e, f is omitted. The rotor of the motor, driven by shaft b , must be dragged along with it switched off.

Als Antriebsmaschine beim Sonderantrieb ist jede Kraftmaschine verwendbar. Ob noch besondere Übersetzungseinrichtungen.zwischen Sonderkraftmaschine und Drehzahlregler erforderlich sind, ist im Einzelfall zu prüfen. Die Wahl des Antriebes wird sich nach den durch die Betriebsverhältnisse gegebenen Möglichkeiten zu richten haben.Any prime mover can be used as the prime mover in the special drive. Whether still special transmission devices required between special engine and speed controller must be checked on a case-by-case basis. The choice of the drive will depend on the given operating conditions Have opportunities to judge.

Claims

Patent claims:

1. Drive of speed controllers for those working with constant operating speed and in particular for driving power generators serving engines, which are directly or indirectly from the Engine shaft from or takes place by a special drive independent of the engine, characterized by using a decoupling connection between controllers and machine shaft and a special drive that drives the controller after it has been released from the machine shaft with variable and from the speed of the machine shaft independent speed drives.

2. Drive of speed regulators according to claim r, characterized by a Between the machine and controller shaft arranged intermediate shaft, the axial displacement of which decouples the Controller from the machine shaft and its coupling with the special drive and vice versa the decoupling from the special drive and coupling with the machine shaft takes place.

1 sheet of drawings