DE819502C

DE819502C - Speed controller for high-speed machines operated by pressure medium

Info

Publication number: DE819502C
Application number: DEP29843D
Authority: DE
Inventors: Alwin Dipl-Ing Duesterloh
Original assignee: G Duesterloh GmbH; G Duesterloh Fabrik fuer Bergwerksbedarf GmbH
Current assignee: G Duesterloh GmbH; G Duesterloh Fabrik fuer Bergwerksbedarf GmbH
Priority date: 1949-01-01
Filing date: 1949-01-01
Publication date: 1951-10-31

Description

Drehzahlregler für durch Druckmittel betriebene schnellaufende Maschinen Die bisher bekannten Regeleinrichtungen für schnellaufende Maschinen, beispielsweise für Turbinenaggregate, besitzen durch die Verwendung von Fliehkraftkörpern unter Zwischenschaltung eines Verstellzeuges, von Drucklagern usw. den Nachteil, daß die bei diesen Einrichtungen auftretenden Reibungen eine einwandfreie Drehzahlregelung in möglichst engen Grenzen nicht gewährleisten.Speed controller for high-speed machines operated by pressure medium The previously known control devices for high-speed machines, for example for turbine units, due to the use of centrifugal bodies under Interposition of a Verstellzeuges, pressure bearings, etc. the disadvantage that the with these devices occurring friction a proper speed control not guaranteed within the narrowest possible limits.

Gegenstand der Erfindung ist ein Drehzahlregler für schnellaufende Maschinen, die durch ein Druckmittel betrieben werden und bei denen ohne Verwendung eines Verstellzeuges die Innehaltung der gewünschten Drehzahl in sehr engen Grenzen möglich ist. Gemäß der Erfindung erfolgt dies in der Weise, daß der Abfluß des Druckmittels zu dem Druckvorraum der Arbeitsmaschine durch einen Steuerschieber gedrosselt wird, indem der Druckluft, die den Steuerschieber entgegen der Kraft einer Feder belastet, unter dem Einfluß der Fliehkraft ein Abflußkanal geöffnet wird, der Steuerschieber demnach entlastet wird und durch Verschieben unter dem Einfluß einer Feder die Abströmöffnung drosselt.The invention relates to a speed controller for high-speed Machines that are operated by a pressure medium and that are not used of an adjustment tool, the desired speed is maintained within very narrow limits is possible. According to the invention, this is done in such a way that the discharge of the pressure medium to the pressure antechamber of the working machine is throttled by a control slide, by the compressed air, which loads the control slide against the force of a spring, under the influence of centrifugal force a drainage channel is opened, the control slide accordingly, the discharge opening is relieved by moving under the influence of a spring throttles.

Die Öffnung des unter dem Einfluß der Fliehkraft stehenden Abflußkanals erfolgt vorzugsweise durch ein Paar von Fliehkolben, die gegen den Druck von Federn auseinandergetrieben werden und dabei einen Spalt bilden oder sonst eine Öffnung freigeben in einer Leitung, durch die das auf der Stirnfläche des Steuerschiebers stehende Druckmittel mehr oder weniger abgeleitet wird. Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch eine Preßluftturbine, und zwar durch die Achse des Turbinenrades.The opening of the drainage channel under the influence of centrifugal force is preferably carried out by a pair of centrifugal pistons, which against the pressure of springs are driven apart and thereby form a gap or some other opening release in a line through which the on the face of the control spool standing pressure medium is more or less diverted. The drawing shows a section through a compressed air turbine, through the axis of the turbine wheel.

ln dem Gehäuse i ist das Turbinenrad 2 eingebaut und auf der Welle 3 befestigt. An dem Turbinenrad 2 ist ein Schwunggewichtshalter 4 angebracht, der zwei Fliehkolben 5 trägt, die sich in einer Querbohrung des Schwunggewichtshalters bewegen können und unter dem Druck der beiden Federn 12 stehen. Die Betriebsluft tritt durch den Rohrstutzen 6 in einen Steuerschieber 7 ein, der im mittleren Teil der Außenwand eine Ringnut hat und auf einem Rohr g geführt wird. Der Steuerschieber 7 steht unter dem Druck der Druckfeder io und kann sich in seiner Führungsbüchse axial hin und her bewegen; er steuert die Einlaßkanäle 11, die radial in der Steuerbüchse eingebohrt sind. Außerdem besitzt der Steuerschieber 7 noch eine Bohrung 8, die die Ringnut des Schiebers mit der vorderen Kolbenfläche verbindet.The turbine wheel 2 is installed in the housing i and on the shaft 3 attached. A flywheel holder 4 is attached to the turbine wheel 2, which two centrifugal pistons 5 carries, which are in a transverse bore of the flywheel holder can move and are under the pressure of the two springs 12. The operating air enters through the pipe socket 6 in a control slide 7, which is in the middle part the outer wall has an annular groove and is guided on a pipe g. The control slide 7 is under the pressure of the compression spring io and can be located in its guide sleeve move axially back and forth; it controls the inlet channels 11, which are radially in the control sleeve are drilled. In addition, the control slide 7 has a bore 8 that connects the ring groove of the slide with the front piston surface.

Die Arbeitsweise der Regeleinrichtung ist folgende: Durch den Einführungsstutzen 6 tritt die Frischluft in die Ringnut des Steuerschiebers 7 und gelangt von hier durch die Bohrung 8 auf die eine Stirnseite dieses Steuerschiebers. Sie bewirkt, daß der Steuerschieber entgegen dem Druck der Feder io nach rechts verschoben wird, sobald der Frischluftdruck auf die Maschine wirkt. Dadurch wird der Steuerschieber in die auf der Zeichnung dargestellte rechte Endstellung gebracht, bei der die Frischluft aus dem Einführungsstutzen 6 über die Ringnut des Steuerschiebers 7 in den Steuerkanal i i gelangen kann. Von hier tritt die Luft in den Düsenkasten 13 ein, wo der Druck der Betriebsluft in Geschwindigkeit umgesetzt und die Schaufeln 14 des Turbinenrades 2 beaufschlagt werden. Beim Anlaufen der Maschine werden nach Überschreiten einer bestimmten Umdrehungszahl infolge der Zentrifugalkraft die Fliehkolben 5 nach außen geschleudert, die durch die Federn 12 im Gleichgewicht gehalten werden. Wird die Nenndrehzahl der Turbine erreicht, so wird durch das Auseinanderfliegen der Kolben 5 zwischen diesen Kolben ein Spalt bestimmter Größe gebildet, so daß eine bestimmte Menge der hinter dem Kolbenschieber 7 stehenden Druckluft durch die Bohrung des Rohres 9 und durch den Spalt in den Auspuffraum entweichen kann. Je größer der Spalt zwischen den Fliehkolben 5 wird und je mehr Druckluft von der linken Stirnseite des Schieberkolbens 7 über die Bohrung des Rohres 9 entweichen kann, um so geringer wird der Druck der auf auf der linken Kolbenfläche wirkenden Frischluft.The operation of the control device is as follows: Through the inlet nozzle 6 the fresh air enters the annular groove of the control slide 7 and arrives from here through the hole 8 on one end of this control slide. She causes that the control slide is moved to the right against the pressure of the spring io, as soon as the fresh air pressure acts on the machine. This becomes the control spool brought into the right end position shown in the drawing, in which the fresh air from the inlet connection 6 via the annular groove of the control slide 7 into the control channel i i can get. From here the air enters the nozzle box 13, where the pressure the operating air converted into speed and the blades 14 of the turbine wheel 2 are applied. When the machine starts up, after a certain number of revolutions due to the centrifugal force, the centrifugal piston 5 to the outside thrown, which are held by the springs 12 in equilibrium. Will the When the turbine reaches the nominal speed, the pistons fly apart 5 formed between these pistons a gap of a certain size, so that a certain Amount of the compressed air standing behind the piston valve 7 through the bore of the Pipe 9 and can escape through the gap into the exhaust chamber. The bigger the gap between the centrifugal piston 5 and the more compressed air from the left front side of the slide piston 7 can escape via the bore of the tube 9, the less becomes the pressure of the fresh air acting on the left piston surface.

Die Druckkraft der Feder io ist so bemessen, daß sie bei Erreichung der Nenndrehzahl der Turbine den Steuerkolben 7 nach links bewegt, so daß dadurch die radialen Steuerkanäle i i mehr oder weniger gedrosselt werden. Bei Überschreiten der Drehzahl fliegen die Zentrifugalkolben 5 so weit auseinander, ,daß durch das Führungsrohr 9 mehr Luft abströmen kann als durch die Bohrung 8 zu der linken Stirnseite des Steuerkolbens 7 geführt wird, so daß durch den Federdruck der Feder io der Kanal i i immer mehr gedrosselt wird.The compressive force of the spring io is dimensioned so that when it is reached the nominal speed of the turbine moves the control piston 7 to the left, so that thereby the radial control channels i i are more or less throttled. When exceeded the speed of the centrifugal pistons 5 fly so far apart that by the Guide tube 9 can flow out more air than through the bore 8 to the left end face of the control piston 7 is guided so that the channel through the spring pressure of the spring io i i is being throttled more and more.

Bei Unterschreiten der Nenndrehzahl wird der sich zwischen den Kolben bildende Spalt kleiner, so daß weniger Luft durch das Rohr 9 abfließen kann, als durch die Bohrung 8 zufließt, so daß sich der Druck auf der linken Seite des Kolbens 7 wieder erhöht, die Feder io zusammendrückt und der Steuerkanal i i wieder geöffnet wird. So spielen sich infolge ihrer Zentrifugalkräfte die Fliehkolben 5 und der Kolbenschieber 7 in Abhängigkeit von den Federspannungen 12 und io so ein, daß die gewünschte Drehzahl indirekt geregelt und gehalten werden kann, wobei der Kolbenschieber 7 mit relativ großen Verstellkräften hin und her bewegt wird.If the speed falls below the nominal value, the between the pistons forming gap smaller, so that less air can flow through the tube 9 than flows through the bore 8, so that the pressure on the left side of the piston 7 increases again, compresses the spring io and opens the control channel i i again will. So play due to their centrifugal forces, the centrifugal piston 5 and the Piston valve 7 depending on the spring tensions 12 and io so that the desired speed can be controlled and maintained indirectly, with the piston valve 7 is moved back and forth with relatively large adjustment forces.

Die Regeleinrichtung hat dabei noch den großen Vorteil, daß sie bei geringsten Drehzahlschwankungen augenblicklich reagiert, daß sie eine sehr einfache Bauart besitzt und daß sie unbedingt betriebssicher und ohne Trägheit und nennenswerte Reibungen arbeitet und leicht zugänglich ist. Ein Durchgehen der Turbine ist unmöglich, weil das Querschnittsverhältnis der Bohrung 8 des Steuerschiebers 7 zur Bohrung 9 des Führungsrohres so gewählt ist, daß schon bei geringster Spaltöffnung der Fliehkolben 5 die Luft von der linken Stirnfläche des Steuerkolbens 7 schnell abströmen kann, so daß die Feder 1o den Steuerschieber 7 augenblicklich nach links bewegt und dadurch den Kanal i i abdrosselt. Mit dem neuen Drehzahlregler gelingt es, Umdrehungszahlen über 2ooo Umdrehungen in der Minute innerhalb eines Bereiches von ±,40/0 innezuhalten.The control device has the great advantage that it is at the slightest speed fluctuations that it reacts instantly that it is a very simple one Has construction and that it is absolutely reliable and without inertia and worth mentioning Friction works and is easily accessible. A runaway of the turbine is impossible, because the cross-sectional ratio of the bore 8 of the control slide 7 to the bore 9 of the guide tube is chosen so that even with the smallest gap opening the centrifugal piston 5 the air can flow quickly from the left end face of the control piston 7, so that the spring 1o moves the spool 7 instantly to the left and thereby throttles channel i i. With the new speed controller it is possible to achieve speeds to pause over 2,000 revolutions per minute within a range of ± .40 / 0.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Speed controller for high-speed machines operated by pressure medium, characterized in that the outflow of the pressure medium to the pressure chambers of the working machine is throttled by a control slide (7) by the compressed air which loads the control slide (7) against the force of a spring (io), Under the influence of the centrifugal force, an outflow channel (9) is opened, the control slide (7) is accordingly relieved and the outflow opening (ii) throttles through displacement under the influence of the spring (io).

2. Speed controller for by pressure medium operated high-speed machine according to claim i, characterized in that a pair of centrifugal pistons (5) is provided, which by the centrifugal force is driven apart against the pressure of springs (12) and thereby creates a gap forms through which the pressure medium standing on an end face of the control slide (7) is derived more or less, whereby this control slide (7) the drainage channels (i i) throttles the pressure medium to the pressure antechamber to a greater or lesser extent.