DE641974C - Hydraulischer Regler - Google Patents

Description

Bei dem Regler nach. Patent 522 119 wirken die Mengenänderungen eines Hilfsteuermittels, das von einer mit der zu regelnden Maschine gekuppelten Pumpe geliefert wird, auf einen Schieber (Mengenschieber) ein, der seine . Bewegungen auf das Regelorgan der Maschine überträgt. Ein zweiter Schieber (Druckschieber), der dem Mengenschieber nachgeschaltet ist, hält den Druck des Steuermittels hinter dem Mengenschieber konstant. Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, bei einem solchen Regler 'nicht den gesamten Regelölstrom 'über den Mengenschieber zu führen, sondern nur einen Teilstrom, um den Steuer quer schnitt des Mengenschiebers klein halten zu können. Der andere Teilstrom wird über eine den Mengenschieber umgehende Leitung in den Raum hinter dem Mengenschieber geführt, wobei für diese Leitung ein einstellbares Drosselorgan vorgesehen ist. Der Regler gemäß Patent 522 119 dient zur Verstellung des Regelorgans. Außer diesem Regelorgan ist aber noch ein diesem vorgeschaltetes ■ Hauptabsperrventil für das

25. Treibmittel der Mas diine^j vorgesehen, das in üblicher Weise als Schnellschluß ventil ausge-

* bildet ist. Wenn es auch an sich möglich erscheint, die Maschine durch das Hauptabsperrventil anzufahren, so entstehen hier doch z.T. recht erhebliche Schwierigkeiten, da man die Maschine mit dem Hauptabsperrventil nicht genügend in der Hand hat. Es wird deshalb vielfach gefordert, daß die Maschine nicht durch das Hauptabsperrventil, sondern durch ihr Regelventil angefahren wird. Aber auch, hierbei entsteht die Schwierigkeit, daß sich, die Maschine unter Umständen so beschleunigt, daß. sie durchgeht und dadurch das Schnellschlußventil zum Ansprechen bringt. Der hydrauliche Regler nach dem Patent 522 119 soll deshalb in der Weise weiter ausgebildet werden, daß dafür gesorgt ist, daß das dem Hauptabsperrventil nachgeschaltete Regelorgan unbedingt geschlossen ist, wenn das Absperrventil geöffnet wird, und die Maschine, ohne daß die Gefahr des Durchgehens besteht, von Hand so weit hochgefahren werden kann, bis der Regler eingreift. Zu diesem Zweck wird bei dem hydraulichen Regler mit Mengenschieber und Druckschieber und einer Umführungsleitung für den Mengenschieber mit einem einstellbaren Drosselorgan in dieser ' Umf ührungsleitung dieses Drosselorgan einerseits als Sperre für die Bewegung des Men-· genschiebers und andererseits als Steuerorgan für das Hauptabsperrventil der Maschine ausgebildet, wobei es die Bewegung des Mengenschiebers erst frei gibt, nachdem durch seine Verstellung das Hauptabsperrventil geöffnet

worden ist. Es kommt dann, wie an Hand der Figuren erläutert werden wird, noch die Möglichkeit hinzu, dem Drosselorgan, wie bekannt, auch noch die Aufgabe der Drehzahlverstellung zuzuweisen, so daß es-~".:&Is> dann drei gemeinsame Aufgaben erfüllt, nam·- lieh das Anfahren der Maschine von Häifö.;* die Steuerung des Hauptabsperrventils und die Drehzahleinstellung der Maschine. ίο Die Erfindung sei an Hand der Fig. ι bis .3 erläutert, von denen die Fig. ι einen Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt, Fig. 3 schematisch den Aufbau des Reglers darstellt. Der hydrauliche Regler enthält als wesentliehe Teile den Mengenschieber 1 als eigentlichen Regelschieber und den Druckschieber 2, der dazu dient, den Druck im Raum 3 zwischen Mengenschieber und Druckschieber konstant zu halten. Mit dem Mengenschieber ι ist der Steuerstift 4 einer Hilfsteuerung verbunden, dem eine Steuerhiilse 5 zugeordnet ist. Es ist bei dieser Ausführung, was aber für die Erfindung· selbst tinwesentlich ist, angenommen, daß für den Servomotor des Regelorgans eine zweite HilfsSteuerung vorgesehen ist, die bei 6 mit der Hülse 5 gekuppelt ist. Zu diesem Zweck ist die Hülse 5 in ihrem unteren Teil zu einem Kraftkolben 7 ausgebildet, der durch eine Feder 8 belastet ist. Wird der Steuerstift 4 angehoben, so tritt Drucköl, das über die Leitung 16 zugeführt wird, in den Raum 9 unterhalb des Kolbens 7 und hebt diesen entgegen der Kraft der Feder 8 an, und zwar so weit, bis der S teuer zylinder ι ο wieder die Steueröffnung 11 abdeckt. Die Steuerhülse 5 wirkt also gleichzeitig als Nachführung.

Da die Maschine nicht durch das ungeregelte Hauptabsperrventil, sondern durch die geregelten Einlaßventile angefahren werden soll, so muß, bevor das Hauptabsperrventil geöffnet werden kann, der Regler in der Stellung stehien, bei der die Regelventile geschlossen sind. Zu diesem Zweck ist ein zweiarmiger Hebel 12 vorgesehen, der den Mengenschieber ι in seiner untersten, d. h. also in der Stellung hält, die der Schlußstellung der Regelventile entspricht. Der zweiarmige Hebel 12 ist über das Gestänge 13, 14 mit der Spindel 15 gekuppelt, die durch ein Handrad in Richtung ihrer Achse verschoben werden kann. Solange der Schwenkhebel 12 die in den Fig. 1 und 3 dargestellte Lage einnimmt, ist der Mengenschieber 1 blockiert, und das oder die Regelventile können infolgedessen nicht geöffnet werden.

Beim Anfahren der Turbine ist nun zunächst nur eine Hilfsölpumpe 3 5" in Betrieb. Sie drückt Öl über die Leitung 3 6 durch den Stutzen 17 in den Raum 18, der durch den Ringspalt 19 zwischen der Spindel 15 und dem Gehäuseteil 20 mit dem Raum 21 in Verbindung steht, der seinerseits über eine Leitung 37 und Stutzen 33 mit dem Raum 38 vor ^: dem Mengenschieber verbunden ist. Außer-'dem "ist der Raum 18 durch die Leitung22 . niit dem zwischen dem Mengenschieber 1 und dem Druckschieber 2 liegenden Raum 3 verbunden. Da nun aber das aus dem Raum 18 in den Raum 21 und von dort über Leitung 37, Stutzen 33 in den Raum 38 vor dem Mengenschieber gelangende Öl bei 19 gedrosselt wird, so ist der Druck oberhalb des Mengenschiebers geringer als unterhalb, so daß eine aufwärts gerichtete Differenzkraft vorhanden ist. Wenn daher durch Verschieben der Spindel 15 nach links der zweiarmige Hebel 12 auf seiner im Sinne der Fig. 3 rechten Seite angehoben wird, so folgt der Mengenschieber dieser Bewegung nach. Per Steuerstift 4 wird mit angehoben und die Regelventile beginnen zu öffnen.

Nun soll aber, wie bereits erwähnt, die Bewegung der geregelten Turbineneinlaßventile erst beginnen können, wenn das als Schnellschlußventil ausgebildete Hauptabsperrventil voll geöffnet ist. Die Öffnung des, Schnellschlußventils soll aber ihrerseits erst durchgeführt werden, wenn ein genügender Druck der Hilfsölpumpe vorhanden ist. Um das zu erreichen, ist folgende Zusatzeinrichtung vorgesehen: Im Gehäuseteil 24 ist längs verschieblich ein auf der gegen den Raum 26 gerichteten Seite offener durch eine Zugfeder 28 nach rechts gezogener Kolben 25 gelagert, der auf der anderen abgeschlossenen Seite eine Bohrung 29 besitzt, in die das schwächere Ende 30 der Spindel 15 mit Spiel hineinpaßt, und die bei einer Rechtsbewegung der Spindel durch den deren schwächeren too Teil 30 mit dem stärkeren 15 verbindenden Kegel 31 geschlossen werden kann. In den Raum 26 mündet bei 27 eine von der Hilfsölpumpe 35" herkommende Leitung 36', die über die Leitung 36" auch noch mit dem Zylinderraum 39 des Servomotors 40 für das Hauptabsperrventil in Verbindung steht. Wenn die Maschine stillsteht, und auch die Hilfsölpumpe 3 5" abgeschaltet ist, so ist die Spindel 15 nach links und der Kolben 2 5 nach no rechts gezogen. Die Bohrung 29 ist also offen und der Raum 26 steht mit dem Raum 18 in Verbindung. Solange aber der Raum 26 durch den Konus 31 gegen den Raum 18 nicht abgeschlossen ist, läuft das von der Hilfsölpumpe 35" geförderte Öl über die Leitung 36', Stutzen 27, Raum 26, Bohrung 29, Raum 18, Leitung 22 zum Raum 3 hinter dem Mengenschieber. Es kann sich kein Druck einstellen und das Schnellschlußventil bleibt geschlos- iao sen. Um den Druck der Hilfsölpumpe herzustellen, wird die Bohrung 29 durch den

Konus 31 geschlossen. Um das Schnellschluß-, ventil zu öffnen, muß die Spindel 15 so weit nach, rechts verschoben werden, daß. sie die Bohrung 29 des Kolbens 25 verschließt. Einer Bewegung der Spindel 15 nach, rechts entspricht aber gleichzeitig eine Schwenkbewegung des doppelarmigen Hebels 12 im Uhrzeigersinne, also eine Verschiebung des Mengenschiebers ι in die dargestellte Lage, d. h.

die Kjegelventile werden geschlossen, soweit das nicht bereits vorher der Fall war. Wenn die Spindel 15 genügend weit nach, rechts verschoben ist, so daß, ihr konischer Teil 31 die Bohrung 29 abgeschlossen, hat, kann das Öl der Hilfsölpumpe nicht mehr abfließen. Es bildet sich eine bestimmte Drucfchöhe heraus und diese verschiebt den Kolben 2 5 in die dargestellte Lage. Wienn also aus irgendeinem Grunde beim Anfahren der Turbine vergessen war, die Regelventile zu schließen, so ist ein Anfahren der Maschine solange nicht möglich, als der Maschinist nicht durch Verstellen der Spindel 15 diesen Mangel beseitigt hat.

Betrachtet man, um auf den weiteren Bewegungsvorgang zurückzukommen, die Fig. 2

• und 3, so erkennt man, daß zwischen den konischen Teil 31 der Spindel f 5 und der Kante 32 des Gehäuseteiles 20 ein zylindrisches Stück α leingeschaltet ist. Dieses hat folgende Bedeutung; die Maschine darf der Regelung erst dann vollkommen unterstellt werden, wenn sie ihre richtige Drehzahl erreicht hat, bei der die Reglerölpumpe 3 5' in der Lage ist, die Regelimpulse abzugeben. Zunächst war ja nur die Hilfsölpumpe 3 5" in Betrieb. Wenn nun der Mengenschieber 1, wie oben erläutert, angehoben wird, nachdem das Hauptabsperrventil geöffnet ist, so kommt die Maschine nach und nach auf Touren. Die Reglerölpumpe 3 S' beginnt, in den Stutzen 33 zu fördern, 'so daß Hilfsölpumpe und Hauptölpumpe gewissermaßen gegeneinander zu arbeiten beginnen. Solange nun der zylindrische TeU. α der Spindel sich noch innerhalb der Bohrung 19 befindet, ist ein Drehzahlaiistieg der Maschine nicht möglich; denn die Ölmenge, die im Nebenschluß zum Regelölstrom über den Raum 21, Öffnung 19, Raum 18, Leitung 22 in den Raum 3 hinter dem. Mengenschieber abfließen soll, wird nicht vergrößert, so daß die gesamte Ölmenge, die von der Regelölpumpe 3 5' gefördert wird, über den Steuerquerschnitt 34 abfließt, so daß der Mengenschieber jetzt von oben her mit einer größeren Kraft belastet wird, die auf eine Abwärtsbewegung des Schiebers 1 hinwirkt. Bei der Bewegung der Spindel 15 ist gleichzeitig der doppelarmige Hebel 12 um seinen Drehpunkt 12' !entgegengesetzt dem Uhrzeigersinne verdreht worden, bis er den Mengenschieber ι vollkommen freigegeben hat. Um keinen zu großen Ausschlag des doppelarmigen Hebels 12 zu benötigen, ist dieser über leine Federkupplung mit dem Hebel 13 verbunden, in der Weise, daß er sich nach Erreichen seiner Endlage gegen einen Anschlag legt und der Hebel 13 entgegen der Kraft der Federkupplung weiterbewegt werden kann.

Nachdem die Maschine ihre geringste zum Regelbereiche gehörende Drehzahl erreicht hat, ist der zylindrische Teil α im Sinne der Zeichnung nach links vollkommen durch die Bohrung 19 hindurchgetreten. Wird jetzt die Spindel 15 weiter nach links verschoben, so gelangt der konische Teil 31 in den Bereich der Öffnung 19. Von diesem Zeitpunkte an wird die im Nebenschluß zum Mengenschieber abfließende Ölmenge verändert, und zwar wird diese Ölmenge vergrößert. Da entsprechend die über den Mengenschieber fließende Ölmenge verringert wird, so bedeutet das für diesen das gleiche, als wenn sich die Drehzahl der Maschine verringert hätte, d. h. er führt eine Bewegung im Sinne einer Vergrößerung der Treibmittelmenge aus und stellt dadurch die Maschine auf eine höhere Drehzahl ein. Die Spindel 15. wirkt denmach nicht nur als Anfahrvorrichtung und Sicherheitsvorrichtung für die richtige Reihenfolge der "Ventilbewegungen, sondern sie dient gleichzeitig zur Drehzahlverstellung.

Die Maschine wird dadurch abgeschaltet, daß der Öldruck weggenommen wird. Es wird dann der Raum 26 drucklos. Die Feder 28 zieht den Kolben 25 zurück, und jetzt ist ein neues Anfahren der Maschine erst möglich, wenn, wie oben erläutert, die Spindel· 15 wieder so weit nach rechts verschoben wird, daß die Bohrung 29 durch den Ansatz 30 abgeschlossen ist.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Hydraulischer Regler nach Patent 522119 mit Mengenschieber und Dnickschieber und einer Umführungsleitung für den Mengenschieber mit einem einstellbaren Drosselorgan in dieser Leitung, dadurch gekennzeichnet, daß. das Drosselorgan gleichzeitig Teil einer Steuerung "für das Hauptabsperrventil der Maschine und für den Mengenschieber ist in der Weise, daß das Hauptabsperrventil nur bei geschlossenem Regelventil und das Regelventil nur bei geöffnetem Hauptabsperrventil geöffnet werden kann.

2. Regler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan mit einem mechanisch auf den Mengenschieber wirkenden Riegel gekuppelt ist, der bei -einer Verstellung des Drosselorgans den

Mengenschieber so lange verriegelt hält, bis das Haup tab sperrventil der Maschine geöffnet ist.

3. Regler nach Anspruch. 1 oder 2 in Verbindung mit einem Hauptabsperrventil, das durch einen ölbeaufschlagten Servomotor geöffnet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Drosselorgan Teil einer in den Ölweg· eingeschalteten Hüfssteuerung für den Servomotor des Hauptabsperrven.-tils ist.

4. Anordnung" nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in den Ölweg des Servomotors eingeschaltete Hüfssteuerung besteht aus einem Zylinder (24), einem längs verschieblichen, durch eine Zugfeder (28) belasteten Kolben (25) mit einer Durchtrittsbohrung· (29) und einem zylindrischen Ansatz (30) am Drosselorgan (15) zum Schließen oder Öffnender Durchtrittsöffnung (29).

5. Regler nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen zylindrischen Teil (a) am Drosselglied (15) von solcher Länge, daß während der Bewegung des Drosselorgans (15) um diese Strecke (a) einDrehzahlanstieg der Maschine über den kleinsten Drehzahl-wert ihres Regelbereiches hinaus unmöglich ist.

6. Regler nach. Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den zylindrischen Teil (a) des Drosselorgans (15) ein konischer Teil (31) anschließt, der bei einer Weiterbewegung des Drosselorgans (15) den Drehzahlbereich der Maschine ändert (Drehzahlverstellung).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen