Schnellschlußvorrichtung für Absperrventil Es ist bekannt, Absperrventile
mit einer Schnellschlußvorrichtung zu versehen. Damit wird beispielsweise bei Dampfturbinen
eine Überschreitung der höchstzulässigen Drehzahl verhindert, indem die Schnellschlußvorrichtung
z. B. durch Fliehgewichte ausgelöst wird. Die Auslösung erfolgt mechanisch mittels
Klinken, Nocken od. dgl., auf welche die von den Fliehgewichten ausgeübte Kraft
mittels eines Gestänges oder Getriebes übertragen wird. Schon aus Sicherheitsgründen
muß diese an sich umständliche mechanische Steuervorrichtung mit hoher Genauigkeit
ausgeführt sein. Hierdurch ist u. a. bedingt, daß das Schnellschlußventil räumlich
in der Nähe des umlaufenden Teiles der zu schützenden Maschine unterzubringen ist.
Demgegenüber kann erfindungsgemäß eine Vereinfacheng und eine größere Freiheit in
der räumlichen Anordnung erzielt werden, indem für das Absperrventil ein Haltemagnet
mit ferngesteuerter Auslösewicklung vorgesehen wird, der das Ventil gegen eine Rückstellkraft
in offener Stellung hält.Quick-closing device for shut-off valve Shut-off valves are known
to be provided with a quick release device. This is used, for example, in steam turbines
an excess of the maximum permissible speed is prevented by the quick-closing device
z. B. is triggered by flyweights. It is triggered mechanically by means of
Pawls, cams or the like on which the force exerted by the flyweights
is transmitted by means of a linkage or transmission. For security reasons alone
must this cumbersome mechanical control device with high accuracy
be executed. This is, inter alia. requires that the quick-closing valve spatially
must be placed near the rotating part of the machine to be protected.
In contrast, according to the invention, a simplification and greater freedom in
the spatial arrangement can be achieved by a holding magnet for the shut-off valve
with remote-controlled release winding is provided, which the valve against a restoring force
holds in the open position.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch
dargestellt. Mit i i ist beispielsweise ein Dampfabsperrventil bezeichnet, das durch
eine an der Ventilstange 12 angreifende Feder 13 in die Schlußstellung gezogen
werden kann. Entgegen der Rückstell.kraft dieser Feder wird jedoch das Ventil i
i durch einen Haltemagneten 1d, dessen Anker 15 mit der Ventilstange 12 verbunden
ist, in der Betriebslage, d. h. also in geöffneter Stellung gehalten. Zwecks Ersparnis
einer besonderen Erregerstromquelle kann
der Haltemagnet mit einem
Dauermagneteinsatz 16 zur Erzeugung seines Hauptkraftflusses ausgestattet sein.
Die Pole des Dauermagneten 16 sind mit N, S bezeichnet. Der Magnet kann beispielsweise,
wie dargestellt, dreischenklig ausgeführt sein. Zum Schutz des Dauermagneten gegen
zu starke Entmagnetisierung bei abgefallenem Anker sind magnetische Nebenschlüsse
mit'schmalenLuftspalten 17 :wischenden Magnetschenkeln vorgesehen, über die sich
ein Teil des vom Dauermagneten 16 erzeugten Kraftflusses schließt. Damit die zurAuslösung
erforderliche Arbeit möglichst gering ist, werden die Auslösewicklungen 18 vorteilhaft
in Durchbrechungen i9 der Magnetschenkel angeordnet. Bei dem gezeichneten Haltemagneten
liegen in der Bahn des Hauptkraftflusses je zwei vom gleichen Strom durchflutete
Durchbrechungen i9 hintereinander. Dadurch wird erreicht, daß die Auslösewicklung
nicht längs magnetisierend auf der Bahn des Hauptkraftflusses wirkt. Es bilden sich
lediglich um die Durchbrechungen herum örtliche ,Kraftflüsse aus. Jeder dieser örtlichen
Kraftflüsse ist auf der einen Seite der Durchbrechung dem Hauptkraftfluß entgegengerichtet
und schwächt ihn infolgedessen. Auf der anderen Seite der Durchbrechung hat der
örtliche Kraftfluß die gleiche Richtung wie der Hauptkraftfluß, vermag ihn jedoch
wegen der Sättigung nicht in dem Maße zu verstärken, daß dadurch die Schwächung
auf der anderen Seite der Durchbrechung ausgeglichen wird. Die Folge davon ist insgesamt
eine Schwächung des Hauptkraftflusses. Bei geeigneter Bemessung der Magnetquerschnitte
beiderseits der Durchbrechungen derart, daß sie durch den Hauptkraftfluß allein
gerade bis zum Knie der Magnetisierungskennlinie gesättigt sind, kann durch eine
verhältnismäßig geringe Erregung der Steuerwicklung eine wesentliche Abnahme des
in den Anker übertretenden Haltekraftflusses erreicht werden. Derartige Magneten
werden auch Sperrmagneten genannt. Ein Hauptvorteil des Sperrmagneten besteht darin,
daß er gegen eine beliebig hohe Überschreitung des Auslösestromwertes unempfindlich
ist.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing. With ii, for example, a steam shut-off valve is designated, which can be pulled into the closed position by a spring 13 acting on the valve rod 12. Contrary to the restoring force of this spring, however, the valve i i is held in the operating position, that is to say in the open position, by a holding magnet 1d, the armature 15 of which is connected to the valve rod 12. In order to save a special excitation current source, the holding magnet can be equipped with a permanent magnet insert 16 for generating its main force flow. The poles of the permanent magnet 16 are denoted by N, S. The magnet can, for example, be designed with three legs, as shown. To protect the permanent magnet against excessive demagnetization when the armature has fallen, magnetic shunts are provided with narrow air gaps 17: wiping magnetic legs, over which part of the force flow generated by the permanent magnet 16 closes. So that the work required for triggering is as little as possible, the triggering windings 18 are advantageously arranged in openings 19 in the magnet legs. In the case of the holding magnet shown, two openings i9 through which the same current flows are located one behind the other in the path of the main force flow. This ensures that the release winding does not have a longitudinal magnetizing effect on the path of the main force flow. Local force flows only develop around the openings. Each of these local power flows is directed opposite to the main power flow on one side of the opening and consequently weakens it. On the other side of the opening, the local flow of force has the same direction as the main flow of force, but because of the saturation it cannot intensify it to the extent that it compensates for the weakening on the other side of the opening. The overall consequence of this is a weakening of the main force flow. With a suitable dimensioning of the magnet cross-sections on both sides of the openings in such a way that they are saturated by the main force flow just up to the knee of the magnetization curve, a relatively low level of excitation of the control winding can result in a substantial decrease in the holding force flow into the armature. Such magnets are also called blocking magnets. A main advantage of the blocking magnet is that it is insensitive to any excess of the tripping current value.
Da nämlich die Auslösewicklung praktisch keine längs magnetisierende
Wirkung auf der Bahn des Hauptkraftflusses ausüben kann, so ist auch bei noch so
hoher Erregung der Auslösewicklung das Zustandekommen eines entgegengesetzten Halteflusses
und eine Entmagnetisierung oder Ummagnetisierung des Dauermagneten ausgeschlossen.
Infolgedessen braucht der Auslösestromkreis des Sperrmagneten nicht durch Widerstände
oder Induktivitäten stabilisiert zu sein und kann daher mit verhältnismäßig niedriger
Spannung und ent-3prechend geringem Arbeitsaufwand betrieben werden. Zur Erregung
der Auslösewicklung kann ;Teichstrom oder 'Wechselstrom oder ein Strom-3toß von
beliebigem zeitlichem Verlauf und beiebiger Richtung verwendet werden.Because the release winding is practically not magnetized lengthways
Can exert an effect on the path of the main flow of forces, so is also the case with
high excitation of the release winding the occurrence of an opposite holding flow
and a demagnetization or reversal of magnetization of the permanent magnet is excluded.
As a result, the lock magnet tripping circuit does not need resistors
or inductances to be stabilized and can therefore with relatively lower
Voltage and correspondingly low workload. To arousal
the trigger winding can; pond current or 'alternating current or a current 3toß of
can be used in any time course and in any direction.
Die Auslösung des Sperrmagneten 14 kann bei-;pielsweise mittels eines
Magnetinduktors 2o bewirkt werden. Der Magnetinduktor .2o kann mit einem Dauermagneten
21 ausgerüstet sein, dessen Kraftfluß sich über zwei ruhende Magnetteile 22 und
23 und eine bewegliche Magnetplatte24schließt. Zum Schutze ,des Dauermagneten
gegen zu starke Entmagnetisierung sind ferner magnetische Nebenschlüsse mit schmalen
Luftplatten 25 vorgesehen. Auf dem ruhenden Magnetteil 23 liegt eine Induktionsspule
26. Durch Abreißen der Magnetplatte 2@4 wird eine Änderung des die Spule 26 durchsetzenden
Magnetflusses und damit ein Stromstoß hervorgerufen. Dieser Stromstoß wird der an
den Magnetinduktor angeschlossenen Auslösewicklung 18 des Sperrmagneten 14 zugeführt
und löst diesen aus, so daß sein Anker 15 von der Feder 13 abgerissen wird.The blocking magnet 14 can be triggered, for example, by means of a magnetic inductor 2o. The Magneto .2o may be equipped with a permanent magnet 21, the power flow over two stationary magnetic parts 22 and 23 and a movable Magnetplatte24schließt. To protect the permanent magnet against excessive demagnetization, magnetic shunts with narrow air plates 25 are also provided. An induction coil 26 lies on the stationary magnetic part 23. By tearing off the magnetic plate 2 @ 4, a change in the magnetic flux passing through the coil 26 and thus a current surge is caused. This current surge is fed to the triggering winding 18 of the blocking magnet 14 connected to the magnetic inductor and triggers it, so that its armature 15 is torn off by the spring 13.
Die drehzahlabhängige Steuerung des Magnetinduktors 2o erfolgt durch
Fliehgewichte .27, deren Träger 28 auf dem Wellenstumpf 29 einer über das Ventil
i i beispielsweise mit Dampf gespeisten, in der Zeichnung nicht dargestellten Turbine
befestigt ist. Die Fliehgewichte 27 drücken mit hakenförmigen Ansätzen auf eine
umlaufende Platte 3o eines Druckkugellagers, dessen ruhende Gegenplatte 31 mit der
Magnetplatte 24 durch ein Rohr 32 fest verbunden ist. Eine dem FliehgewiclTtsdrwck
entgegengeric'htete Rückstellkr@aft wird von einer Druckfeder 33 ausgeübt, die sich
einerseits gegen die Platte 31 legt und andererseits an einem ruhenden Gegenlager
34 abgestützt ist, das mit dem ruhenden Teil 23 des Magnetinduktors 20 durch
eine Stange 35 verbunden ist, die durch das Rohr 31 hindurchragt. Das Gegenlager
34 kann auf der Stange 35 beispielsweise mittels 'Gewinde verstellbar sein. Dadurch
kann die Rückstellkraft der Druckfeder 33 und mithin die Auslösedrehzahl eingestellt
werden derart, daß bei Überschreitung dieser Drehzahl die von den Fliehgewichten
127 ausgeübte Kraft größer wird als die Summe der auf die Magnetplatte 24 ausgeübten,
vom Magneten 21 und von der Druckfeder herrührenden Kräfte. Infolgedessen wird die
Magnetplatte 24 bei Überschreitung der eingestellten Drehzahl abgerissen. Der hierdurch
in der Spule 2,6 erzeugte Stromstoß löst den Sperrmagneten 14 in der oben beschriebenen
Weise aus, so daß das Ventil i i plötzlich geschlossen wird. Eine derartige Schnellschlußvorrichtung
kann mit sehr kurzer Eigenzeit, gerechnet von der Überschreitung der höchstzulässigen
Drehzahl bis zu dem Zeitpunkt, wo das Ventil i i vollständig geschlossen ist, gebaut
werden. Sie zeichnet sich durch einfachen Aufbau und hohe Betriebssicherheit aus.
Da die Steuergröße teilweise auf elektrischem Wege übertragen wird, ist die räumliche
Anordnung des Ventils von dem Aufstellungsort der über das Ventil gespeisten Kraftmaschine
weitgehend unabhängig.The speed-dependent control of the magnetic inductor 2o is carried out by flyweights .27, the carrier 28 of which is attached to the stub shaft 29 of a turbine, not shown in the drawing, which is fed, for example, with steam via the valve ii. The flyweights 27 press with hook-shaped extensions on a circumferential plate 3o of a thrust ball bearing, the stationary counter plate 31 of which is firmly connected to the magnetic plate 24 by a tube 32. A restoring force counter to the centrifugal force is exerted by a compression spring 33 which, on the one hand, lies against the plate 31 and, on the other hand, is supported on a stationary counter bearing 34 which is connected to the stationary part 23 of the magnetic inductor 20 by a rod 35, which protrudes through the pipe 31. The counter bearing 34 can be adjustable on the rod 35, for example by means of a thread. As a result, the restoring force of the compression spring 33 and therefore the release speed can be set such that when this speed is exceeded, the force exerted by the flyweights 127 is greater than the sum of the forces exerted on the magnetic plate 24 by the magnet 21 and the pressure spring. As a result, the magnetic disk 24 is torn off when the set speed is exceeded. The current surge generated in this way in the coil 2, 6 triggers the blocking magnet 14 in the manner described above, so that the valve ii is suddenly closed. Such a quick-closing device can be built with a very short intrinsic time, calculated from the exceeding of the maximum permissible speed up to the point in time when the valve ii is completely closed. It is characterized by its simple structure and high operational reliability. Since the control variable is partially transmitted electrically, the spatial arrangement of the valve is largely independent of the installation location of the engine fed via the valve.