DE959248C

DE959248C - Speed control for prime movers, especially small, high-speed steam turbines

Info

Publication number: DE959248C
Application number: DEH740A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Harald Hany
Original assignee: Henschel and Sohn GmbH
Current assignee: Henschel and Sohn GmbH
Priority date: 1949-12-03
Filing date: 1949-12-03
Publication date: 1957-02-28

Description

Es'ist üblich, für Kraftmaschinen, an deren gleiehförmigeniLauf besondere hoheAnifordtexungengestellt werden, eine mittelbare Drehzahlregelung zu verwenden. Hierbei wird beispielsweise durch den Drehzahlregler ein Ventil verstellt, durch das eine Steuerflüssigkeit Zutritt zu dem Gehäuse eines Steuerschiebers erhält, der somit verschoben wird und seinerseits eine Druckflüssigkeit zur Einwirkung auf eine Seite eines Steuerkolbens bringt, mittels dessen der Regelkörper für die Zufuhr des Treibmittels zur Kraftmaschine, beispielsweise des Frischdampfes für eine Dampfturbine, veränderlich eingestellt wird. Eine derartige Regelvorrichtung kommt jedoch nur für größere Kraftanlagen in Betracht. Tritt die Anforderung einer Drehzahlregelung in sehr engen Grenzen bei einer kleinen Antriebsmaschine auf, so ist die angegebene Bauweise dafür zu vielteilig und unwirtschaftlich, schon deshalb, weil die zahlreichen kleinen Steuerteile einem zu hohen Verschleiß unterliegen.It is common for prime movers to have a uniform run particularly high Aniford examinations to use an indirect speed control. Here, for example, by the Speed controller adjusts a valve through which a control fluid access to the housing of a Control slide receives, which is thus moved and in turn a pressure fluid to act brings to one side of a control piston, by means of which the control body for the supply of the Propellant to the engine, for example the live steam for a steam turbine, variable is set. Such a control device is only used for larger power plants into consideration. If the requirement for speed control occurs within very narrow limits with a small one Drive machine on, the specified construction is too many-part and uneconomical, if only because the numerous small control parts are subject to excessive wear.

Es ist schon vorgeschlagen worden, insbesondere für letztgenannten Fall der kleinen Maschine eine möglichst einfache mittelbare Regelung zu schaffen, bei der auch der Verschleiß weitgehend ausgeschaltet ist. Zu diesem Zweck werden außer dem Drehzahlregler lediglich ein Steuerkolben und ein mit diesem verbundener Hauptregelschieber, mittels dessen die Treibmittelzufuhr zur Kraftmaschine mengenmäßig bestimmt wird, verwendet; die eine Seite des Steuerkolbens steht unter Federeinwirkung und einem niedrigen konstanten Druck, beispielsweise Atmosphärendruck, Auspuff- oder Kon-It has already been proposed, particularly one for the latter case of the small machine To create the simplest possible indirect control, in which the wear and tear is largely eliminated is. For this purpose, in addition to the speed controller, only one control piston and one with this connected main control slide, by means of which the propellant supply to the engine quantified is used; one side of the control piston is under the action of a spring and a low constant pressure, for example atmospheric pressure, exhaust or con

densatordruck bei Dampfkraftmaschinen, während die andere Kolbenseite einem vom Drehzahlregler veränderlich eingestellten Steuerdruck ausgesetzt ist. Diese Druckveränderung kommt dadurch zustände, daß das Steuermedium, z. B. eine kleine abgezweigte Frischdampfmenge bei einer Dampfturbine, der aktiven Kolbenseite zwar durch einen konstanten Querschnitt zufließt, jedoch nur durch einen vom Drehzahlregler veränderlich einstellbaren Auslaßquerschnitt, also mehr oder minder stark gedrosselt, abfließen kann. Dabei· ist die Einrichtung so getroffen, daß der drosselnde Körper, insonderheit die verschiebliche Stange eines Fliehkraftreglers, sich der Mündung des Auslaßkanals für das Steuermedium von außen her je nach Reglerstellung mehr oder weniger nähert, so daß ein veränderlicher Durchlaßspalt gebildet wird. Somit sind in vorteilhafter Weise nicht umlaufende und umlaufende Teile baulich ganz voneinander getrennt, und Zwischenglieder, die der Abnutzung unterliegen könnten, fallen fort. Dies ermöglicht, insbesondere bei schnell laufenden Turbinen, den Drehzahlregler unmittelbar auf die Maschinenwelle zu setzen.capacitor pressure in steam engines, while the other side of the piston is one from the speed controller is exposed to variably set control pressure. This change in pressure comes about that the control medium, e.g. B. a small amount of live steam diverted from a steam turbine, the active piston side flows through a constant cross-section, but only through an outlet cross-section that can be variably adjusted by the speed controller, i.e. more or less strongly throttled, can flow off. The device is designed in such a way that the throttling body, in particular the sliding rod of a centrifugal governor, located at the mouth of the outlet channel for the control medium from the outside depending on the controller position more or less approaches, so that a variable passage gap is formed. Thus, in an advantageous manner, they are not circumferential and circumferential parts structurally completely separated from each other, and intermediate links that are subject to wear and tear fall away. This enables, especially with high-speed turbines, to place the speed controller directly on the machine shaft.

Eine Weiterentwicklung gemäß der Erfindung ergibt sich ferner aus dem Vorschlag, den Steuerkolben und einen den Zufluß des Treibmittels zur Maschine unmittelbar regelnden Hauptregelschieber baulich zu vereinigen, wobei das Steuermedium der aktiven Kolbenseite über einen verjüngten Teil des Schiebers und eine Längsbohrung des Steuerkolbens zufließt, also im Sinne des vorhergehenden Absatzes dem Treibmittel der Maschine entnommen wird.A further development according to the invention also results from the proposal, the control piston and a main control valve directly regulating the flow of propellant to the machine to be structurally combined, with the control medium of the active piston side via a tapered part of the slide and a longitudinal bore of the control piston flows in, so in the sense of the preceding Paragraph is taken from the propellant of the machine.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es bedeutet ι den Steuerkolben, 2 den Kanal für den Zufluß des Steuermediums zur aktiven Kolbenseite, 4 den mittels der Reglerstange 5 veränderlich einstellbaren Auslaßspalt für das Steuermedium, das durch den Kanal 6 abfließen kann.An exemplary embodiment of the invention is shown schematically in the drawing. It means ι the control piston, 2 the channel for the inflow of the control medium to the active piston side, 4 the by means of the regulator rod 5 variably adjustable outlet gap for the control medium, the can flow through the channel 6.

Mit 7 ist der Hauptregelschieber für das Treibmittel der Maschine bezeichnet, das gemäß den ausgezogenen Pfeilen bei 13 zufließt und bei 14 in die Maschine eintritt, 8 ist eine einen Teil des Schiebers verjüngende Ringnut am Schieber 7, die zum Durchtritt des Treibmittels dient. Eine kleine Menge des letzteren fließt durch die Bohrung 2 des mit dem Hauptregelschieber 7 vereinigten Steuerkolbens 1 der aktiven Kolbenseite zu. Das Schiebergehäuse ist mit 12, der Hauptregel querschnitt mit 15 bezeichnet. Die alternativ eingetragenen gestrichelten Pfeile geben eine Variante mit umgekehrter Strömungsrichtung des Treibmittels wieder.With 7 the main slide valve for the propellant of the machine is designated, which according to the solid arrows at 13 and enters the machine at 14, 8 is a part of the Slider tapering annular groove on the slide 7, which is used for the passage of the propellant. A small Amount of the latter flows through the bore 2 of the control piston combined with the main control slide 7 1 on the active side of the piston. The valve body is with 12, the main rule cross-section designated by 15. The dashed arrows entered as an alternative indicate a variant reverse flow direction of the propellant again.

Wenn im Betrieb der Maschine das Steuermedium durch den konstanten Querschnitt 2 der aktiven Seite des Steuerkolbens 1 zufließt und durch den Kanal 6 abströmt, so nähert sich die Endfläche der Stange 5 des Drehzahlreglers der Mündung des Kanals 6 um so mehr, je höher die Drehzahl steigt, und kann sie gegebenenfalls abschließen. Durch die Veränderung des Drosselspalts zwischen der Mündung des Kanals 6 und dem Stangenende wird also in Abhängigkeit von Drehzahl und Reglerstellung der auf den Steuerkolben ι einwirkende Steuerdruck und damit das Ausmaß der Verschiebung des durch Feder 11 belasteten Kolbens 1 bestimmt, dessen Hub der Hauptregelkörper mitmacht. Das durch den Querschnitt 2 zufließende Steuermedium wird der Treibmittelmenge der Maschine selbst entnommen, und zwar vor oder hinter dem Hauptregelkörper der Maschine, im zweiten Falle mit der bereits geschilderten Wirkung bezüglich der Rückführung des Steuerkolbens.If the control medium through the constant cross-section 2 of the the active side of the control piston 1 flows in and flows out through the channel 6, the approaching End surface of the rod 5 of the governor of the mouth of the channel 6, the more the higher the Speed increases, and can complete it if necessary. By changing the throttle gap between the mouth of the channel 6 and the rod end is therefore dependent on Speed and controller position of the control pressure acting on the control piston ι and thus the Determines the extent of the displacement of the loaded by spring 11 piston 1, the stroke of the Main body of rules. The control medium flowing in through cross-section 2 becomes the amount of propellant taken from the machine itself, in front of or behind the main control body of the Machine, in the second case with the already described effect with regard to the return of the control piston.

Bei dieser zweiten Ausbildung des Vorschlages nach der Erfindung wird das Steuermedium, das von der Treibmittelmenge abgeleitet wird, erst hinter dem Hauptregelschieber der Maschine entnommen. Beim Herunterregeln durch den Drehzahlregler tritt somit auch das Steuermedium in schon gedrosseltem Zustand vor die aktive Seite des Steuerkolbens 1, was die auf den Kolben ausgeübte Rückführungswirkung verbessert.In this second embodiment of the proposal according to the invention, the control medium that is derived from the amount of propellant, only taken after the main control slide of the machine. When the speed controller is turned down, the control medium also kicks in already throttled state in front of the active side of the control piston 1, which exerted on the piston Improved return effect.

Claims

Patent claims:

i. Speed control for prime movers, especially small, high-speed steam turbines, with a centrifugal governor, a control piston to be displaced by a control medium and one of these to be adjusted Main control slide, by means of which the propellant supply to the machine can be changed is set, wherein the active side of the control piston is removed from the propellant Control medium, for example live steam from a steam turbine, with a constant cross section flows in, but only through an outlet cross-section that can be variably adjusted by the speed controller can flow off, characterized in that the control piston (1) and the main control slide (7) the machine are structurally combined and the control medium via an example annular groove (8) of the slide (7) and a longitudinal bore (2) of the control piston (1) flows to the active side of the piston.

2. Speed control according to claim 1, characterized in that that of the propellant The control medium diverted from the machine is only taken after the main control slide (7) will.

Cited earlier rights: German patent application ρ 27010 la / 60 D (Patent 918,791).

1 sheet of drawings