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Vorrichtung zur Regelung der Drehzahl einer Antriebsmaschine Die Erfindung
betrifft eine Vorrichtung zur selbsttätigen Regelung der Drehzahleiner Antriebsmaschine
in Abhängigkeit von der sich nach einem beliebigen Gesetz ändernden Drehzahl einer
anderen Maschine. Die Vorrichtung benutzt in an sich bekannter Weise eine volumetrische
Pumpe, die von der zu regelnden Maschine entsprechend ihrer Drehzahl betrieben wird,
und deren Förderdruck mittels eines Drosselmittels und eines Druckreglers auf die
Regelmittel für die Drehzahl der Antriebsmaschine wirkt, wobei das Drosselmittel
den Strömungswiderstand - im Förderweg der Pumpe ändert.
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Die Vorrichtung kennzeichnet sich dadurch, daß die zweite Maschine,
von deren Drehzahl diejenige der zu regelnden Maschine nach einem beliebig gewählten
Gesetz beeinflußt werden soll, selbst eine volumetrische Pumpe treibt, deren Förderdruck
die Stellung eines Ventils in der Druckleitung der von der ersten zu regelnden Maschine
betriebenen. volumetrischen Pumpe und eines Ventils steuert, welches in der Druckrohrleitung
der von der zweiten Maschine betriebenen Pumpe angeordnet ist und auf derselben
Ventilstange wie das Steuerventil sitzt.
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Die Zeichnung zeigt schematisch die Vorrichtung in Anwendung auf eine
Dampfturbine, deren Drehzahl in bestimmter Abhängigkeit von derjenigen einer anderen
Maschine geregelt werden soll.
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Gemäß der Zeichnung soll eine Dampfturbine i zum Antrieb einer beliebigen
Maschine 2 dienen. Die Dampfturbine treibt auch mit der gleichen oder mit proportionaler
Drehzahl eine volumetrische Tachometerpumpe 3, d.h. eine Pumpe, deren Fördermenge
ihrer Drehzahl proportional ist. Diese Pumpe saugt öl oder eine, beliebige
andere Flüssigkeit durch ein Rohr 5 aus einem Behälter 4 an und drückt es durch
ein Rohr in eine Kammer 7. Diese Kammer steht mit einer Ablaufkammer 8 durch eine
Öffnung 9 in Verbindung, die zwischen einem geeignet profilierten Ventil Io und
dessen Sitz liegt. Das hier durchgeflossene öl kehrt aus der Kammer
8 durch ein Rohr i i in den Flüssigkeitsbehälter 4 zurück.
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Der Dampf strömt der Turbine durch ein Rohr 12 zu und geht durch ein
Regelventil o. dgl. 13. Dieses Ventil wird durch einen Druckregler 14 gesteuert,
der mit dem Druckrohr der Tachometerpumpe derart durch ein Rohr 15 verbunden
ist, daß dieser Regler unter dem Einfluß des Förderdruckes der PumPe3 steht. Dieser
Druckregler braucht nicht im einzelnen beschrieben zu werden, da hierfür irgendeine
bekannte Ausführungsform solcher Regelvorrichtungen venvendbar
ist.
Es sei lediglich erwähnt, daß durch sein Eingreifen bewirkt wird, den Druck in der
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Leitung 6 durch Öffnung des Regelkörpers 13 auf gleicher Höhe zu halten,
d.h. durch Erhöhung der Drehzahl der Turbine, wenn sich der Druck zu vermindern
strebt, oder andererseits durch Schließen des Regelkörpers 13, d. h. durch Verringerung
der Drehzahl der Turbine, wenn dieser Druck zu steigen sucht.
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Der Druck im Rohr 6 hängt lediglich von der Fließgeschwindigkeit
des die Öffnung 9 durchströmenden Fördermittels ab. Demgemäß ist dieser Druck bei
einem bestimmten Querschnitt dieser Öffnung 9 nur von der Fördermenge der Tachometerpumpe
abhängig, d. h. von der Drehzahl der Maschine. Die beschriebene Vorrichtung, welche
diesen Druck selbsttätig gleichhält, hält somit zugleich auch die Drehzahl auf derselben
Höhe, solange die Öffnung 9 selbst ihre Größe beibehält.
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Ändert sich da- en der Durchströmquerschnitt bei 9, so ändert
sich die Drehzahl des Maschinensatzes selbsttätig, bis sie einen neuen Wert erreicht,
für welchen die Durchströmgeschwindigkeit der Flüssigkeit im Querschnitt
9 und der Förderdruck der Pumpe von neuem ihren bestimmten Regelwert haben
werden.
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Die Abbildung zeigt, wie sich eine Ab-
hängigkeit in den Beziehungen
zwischen der Drehzahl der Antriebsmaschine i und derjenigen einer anderen umlaufenden
Maschine 27 ausbilden läßt. Die Maschine 27, deren Drehzahl. diejenige
N, der Maschine i zugeordnet werden soll, treibt gleichfalls eine Tachometerpumpe
281. deren unter Druck gesetztes Fördermittel die Leitung 29 den veränderlichen
Öffnungsquerschnitt eines Ventils 30 und das Rohr 31 durchfließt, durch welches
es in den Behälter 4 zurückgelangt-, aus dem es durch die Pumpe 28 angesaugt
worden ist.
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Die Ventile Io und 30 sind auf derselben durchgehenden Stange 32 angebracht,
und ihre Einstellung wird gleichzeitig durch einen Kolben 33 gesteuert. Die
eine Seite dieses Kolbens steht mittels eines Rohres 34 unter dem Druck in der Leitung
29, während auf die andere Kolbenseite eine Gegenfeder 35 wirkt.
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Der Druck in der Leitung 29 hängt von der Fördermenge der Pumpe 28,
d. h. von der Drehzahl N2 der Maschine 2-, und von der Größe des Durchtrittsquerschnitts
des Ventils 3o ab.
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Andererseits muß dieser Druck der Spannung der Feder 35 das
Gleichgewicht halten. Wenn sich demgemäß von einem bestimmten Gleichgewichtszustand
ab z. B. die Drehzahl N.,
;'erhöht so steigt auch der Druck im Rohr
29 Dadurch überwindet der Kolben 33 den Widerstand der Feder 35, so daß sich der
Huh I Ventils 3o und damit auch der Durchgangsquerschnitt durch diese-, Ventil vergrößert.
Es stellt sich dann ein neuer Gleichgewichtszustand bei einer etwas größeren Hublage
des Ventils 3o ein. Man erkennt somit. daß jedem Wert der Drehzahl N2 eine ganz
bestimmte Stellung des Kolbens 33 und infolgedessen genau gegebene Hubhöhen der
Ventile 30 » und Io entsprechen. Es läßt sich somit je nach dem dem Ventil Io gegebenen
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Profil eine bestimmte gewünschte Beziehung zwischen der Drehzahl N2 und
dem Durchströmquerschnitt durch dieses Ventil herstellen.
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Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß sich durch die Vorrichtung gemäß
der Erfindung selbsttätig die Drehzahl NI der 'Maschine i von der Drehzahl N2. der
Maschine 27 nach einem frei wählbaren Gesetz entsprechend dem danach gewählten Profil
des Ventils Io in Abhängigkeit bringen läßt.