DE149425C

DE149425C -

Info

Publication number: DE149425C
Application number: DENDAT149425D
Authority: DE

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

- M 149425 KLASSE - M149425 CLASS

Die Turbinen müssen stets eine gleichmäßige Umdrehungsgeschwindigkeit besitzen, obgleich die abgegebenen Tangentialkräfte sehr wesentliche Änderungen erleiden können. Diese Änderungen können sich sogar über die Gesamtheit der abgegebenen Arbeit erstrecken, wenn diese Arbeit plötzlich gleich Null wird oder plötzlich von neuem ansteigt. The turbines must always have a constant speed of rotation, although the tangential forces emitted can undergo very significant changes. These changes can even extend over the entirety of the submitted work, when this work suddenly becomes zero or suddenly increases again.

ίο Man hat verschiedene Mittel angewendet, um die Geschwindigkeit der Turbinen zu regeln, entweder Schwungkraftregler, welche sehr empfindlich sind und nur zu geringe Leistungen hervorbringen, oder Bremsen zur Aufzehrung der lebendigen Kraft, die wiederum in Fällen, wo beträchtliche Kräfte im Spiele sind, zu schwerfällig werden oder auch Schwungmassen, welche den gewöhnlichen sich drehenden Massen der Turbine hinzugefügt werden und so die Dauer der Geschwindigkeitsschwingungen vergrößern. Das vorliegende System zur selbsttätigen Regelung der Geschwindigkeit weist nicht die eben genannten Nac'hteile auf und entwickelt dabei beträchtliche Kräfte zum Antrieb des Hilfsmotors für den Turbinenschieber, auch bei unbedeutenden Geschwindigkeitsschwankungen und unabhängig davon, wie groß die Leistung und wie die Anordnung der Turbine ist.ίο Various means have been used to regulate the speed of the turbines, either inertia regulator, which are very sensitive and only produce too little performance, or brakes for Consumption of the living force, which in turn in cases where considerable forces in the Games are too cumbersome or even oscillating masses, which the ordinary ones rotating masses of the turbine are added and so the duration of the speed oscillations enlarge. The present system for automatic speed control does not have the ones just mentioned Subsequent parts and develops considerable forces to drive the auxiliary engine for the turbine valve, even with insignificant speed fluctuations and regardless of how great the power and how the arrangement of the turbine is.

Außerdem kann dieses System mit einer Bremse zur augenblicklichen Aufzehrung der Geschwindigkeit verbunden werden, wodurch, beispielsweise im Falle eines plötzlichen gänzlichen Abreißens der Last, verhindert werden kann, daß die Geschwindigkeit ein unzulässiges Maß überschreitet.Also, this system can be equipped with a brake for instant consumption Speed can be linked, thereby, for example in the event of a sudden total Tearing off the load, the speed can be prevented from becoming unacceptable Exceeds measure.

Fig. ι zeigt den Geschwindigkeitsregler im Längsschnitt, Fig. 2 in einem Querschnitt nach JVf-JV (Fig. 1). Fig. 3 zeigt eine Einzelheit in größerem Maßstabe. Fig. 4 zeigt einen Schnitt nach P-Q, (Fig. 3).Fig. Ι shows the speed controller in longitudinal section, Fig. 2 in a cross section according to JVf-JV (Fig. 1). Fig. 3 shows a detail on a larger scale. Fig. 4 shows a section according to PQ, (Fig. 3).

Ein geschlossener Stromkreis von Wasser, Öl oder anderer Flüssigkeit wird durch kleine, sich drehende Meßtrommeln bezw. eine drehende Pumpe Z in eine dauernde Bewegung versetzt, wobei die Pumpe Z durch die zu regelnde Turbine angetrieben wird. Die Flüssigkeit tritt aus den Fördertrommeln Z mit niedrigem Drucke aus (etwa 0,625 kg pro Quadratzentimeter bei - normalem Gange), strömt durch den Raum A und tritt durch ein Mundstück E mit nach außen sich erweiternden Rinnen O aus. Innerhalb des Mundstückes ist ein beweglicher Ventilkegel F verstellbar angeordnet, der bei χ (Fig. 3) rings eine scharfe Kante besitzt. Dieser Ventilkegel F ist an der Stange / eines Kolbens Q befestigt, auf welchen eine Schraubenfeder T von der anderen Seite drückt.. Die Spannung der Feder kann durch eine Mutter U'geregelt werden. .A closed circuit of water, oil or other liquid is BEZW by small, rotating measuring drums. a rotating pump Z is set in constant motion, the pump Z being driven by the turbine to be regulated. The liquid emerges from the conveyor drums Z at low pressure (about 0.625 kg per square centimeter with normal pace), flows through the space A and exits through a mouthpiece E with outwardly widening channels O. A movable valve cone F is adjustable within the mouthpiece and has a sharp edge around it at χ (Fig. 3). This valve cone F is attached to the rod / piston Q , on which a helical spring T presses from the other side. The tension of the spring can be regulated by a nut U ' . .

Je nach der Lage, die der Ventilkegel F in dem Mundstück E einnimmt, wird der Ausflußquerschnitt für die Flüssigkeit größer oder geringer, woraus, sich Schwankungen des inneren Druckes ergeben, entweder, dadurch, daß der innere Druck selbst sich ändert oder daß die Geschwindigkeit der. Meßtrom-Depending on the position occupied by the valve cone F in the mouthpiece E , the outflow cross-section for the liquid is larger or smaller, which results in fluctuations in the internal pressure, either because the internal pressure itself changes or the speed of the . Measuring current

mein Z veränderlich wird. Die beiden Faktoren, Geschwindigkeit und Druck, sind also durch die Anordnung des Mundstückes E miteinander vereinigt.my Z becomes mutable. The two factors, speed and pressure, are therefore combined with one another through the arrangement of the mouthpiece E.

Der Kolben Q arbeitet in einem Zylinder, der an den Rohrkörper R angesetzt ist, durch den die aus dem Raum A kommende Flüssig-' . keit austritt, so daß der Druck dieser Flüssigkeit auf seine untere Fläche einwirkt. DieserThe piston Q works in a cylinder which is attached to the tubular body R , through which the liquid coming from the space A '. speed leaks so that the pressure of this liquid acts on its lower surface. This

ίο Kolben hat also das Bestreben, den Ventilkegel F in dem Mundstück mit der erweiterten Mündung aufsteigen zu lassen, entgegen dem Druck der Feder T, die danach strebt, den Kegel wieder herabzudrücken.ίο The piston thus tends to let the valve cone F rise in the mouthpiece with the enlarged mouth, against the pressure of the spring T, which tends to push the cone down again.

Die durch die Meßtrommeln Z geförderte Flüssigkeit wird durch die Öffnungy dem Vorratsraume entnommen und tritt dann durch die Öffnung \ in den Raum A, wo ein beschwerter hydraulischer Kolben -B in die.The liquid conveyed through the measuring drums Z is taken from the storage space through the opening y and then passes through the opening \ into the space A, where a weighted hydraulic piston -B enters the.

Flüssigkeit eintaucht. Dieser Kolben B hat die Aufgabe, den Verteilungsschieber N des den . Turbinenschieber regelnden Relais G mit hydraulischem Kolben einzustellen. Diese Einstellung geschieht vermittels der beiden Zahnstangen C und J, die beide in ein lagerloses, frei auf- und abbewegliches Zahnrad i eingreifen, dessen Drehachse durch ein Exzenter auf den Schieber N einwirkt.Immersed in liquid. This piston B has the task of the distribution slide N of the. Adjusting the turbine valve regulating relay G with hydraulic piston. This setting is done by means of the two racks C and J, which both engage in a bearingless, freely movable up and down gear i , the axis of rotation of which acts on the slide N through an eccentric.

Dadurch, daß der Schieber N durch das Exzenter mit dem Rade i verbunden ist, ist es ermöglicht, den Hilfsmotor in Bewegung zu setzen oder anzuhalten, indem man von Hand den Schieber N unabhängig von dem Antrieb durch den Kolben B hebt oder senkt.The fact that the slide N is connected to the wheel i by the eccentric makes it possible to set the auxiliary motor in motion or to stop it by raising or lowering the slide N by hand independently of the drive by the piston B.

Bei normalem Gange ergießen die Meßtrommeln Z die Flüssigkeit von y durch \ in den Behälter A, von hier in das Rohrstück R und rings um den Ventilkegel F. Das System nimmt eine Gleichgewichtslage ein, welche abhängt von der durch die Meßtrommeln Z beförderten Flüssigkeitsmenge, von dem .Durchflußquerschnitt zwischen E und F, von dem inneren Flüssigkeitsdruck in A und R und endlich von der Spannung der Feder T, die dem Flüssigkeitsdruck unter dem Kolben Q. das Gleichgewicht bietet, abzüglich des Druckes, der auf den Ventilkegel F wirkt.During normal operation, the measuring drums Z pour the liquid from y through \ into the container A, from here into the pipe section R and around the valve cone F. The system assumes a position of equilibrium, which depends on the amount of liquid conveyed through the measuring drums Z, from the flow cross-section between E and F, the internal fluid pressure in A and R and, finally, the tension of the spring T, which balances the fluid pressure under the piston Q. , minus the pressure that acts on the valve cone F.

Eine Änderung der Fördermenge der Meßtrommeln Z gibt sich durch eine Lagenveränderung des beweglichen Getriebes Q., F kund. Man kann die Abmessungen der Vorrichtung und die Spannung der Feder T so regeln, daß bei einer mittleren Fördermenge, die sich aus der der mittleren Tourenzahl der Turbine entsprechenden Geschwindigkeit der Meßtrommeln ergibt, der Ventilkegel F - eine möglichst unstabile Gleichgewichtslage einnimmt, derart, daß bei der kleinsten Än'derung der Ganggeschwindigkeit in der Flüssigkeit der Räume A und R plötzliche und beträchtliche Druckschwankungen. entstehen, durch welche die Empfindlichkeit der Vorrichtung als Geschwindigkeitsmesser gekennzeichnet wird. Die starken Druckschwankungen, die so in der Flüssigkeit des Raumes A entstehen, bewirken eine Verschiebung des Kolbens B und damit eine solche des Schiebers N, der den Kolben G steuert und infolgedessen vermittels der Stange K auf den Regelschieber der Turbine einwirkt.A change in the delivery rate of the measuring drums Z is indicated by a change in the position of the movable gear Q., F. You can regulate the dimensions of the device and the tension of the spring T so that at an average flow rate, which results from the speed of the measuring drums corresponding to the average number of revolutions of the turbine, the valve cone F - assumes an equilibrium position that is as unstable as possible, in such a way that at the slightest change in the speed of passage in the fluid in spaces A and R causes sudden and considerable pressure fluctuations. arise through which the sensitivity of the device is characterized as a speedometer. The strong pressure fluctuations that arise in the liquid in space A cause a displacement of piston B and thus that of slide N, which controls piston G and consequently acts on the control slide of the turbine by means of rod K.

Wenn die Turbinenregelung eine beträchtliche Zeitdauer in Anspruch nimmt, wie es besonders bei Turbinen mit geringem Gefälle der Fall ist, so bedarf es, wenn der Regler begonnen hat, den Einlaß des Wassers abzusperren bei einer Verminderung des Widerstandes, eines gewissen Zeitaufwandes, um diesen Einlaß des Wassers in die Turbinenschaufelung genügend zu reduzieren. Da inzwischen die Drehgeschwindigkeit der Turbine sich übermäßig vergrößern könnte, ist in einem Räume H, der mit dem Behälter A in Verbindung steht, ein beschwerter Hilfskolben D angeordnet. Dieser Kolben D wirkt vermittels einer Stange L durch einen Hebel S auf einen Schieber V ein, welcher eine kleine hydraulische Presse P steuert, deren Kolben auf einen Hebel M eines Bremsklotzes X einwirkt. Der Bremsklotz X legt sich gegen ein 90^ Rad Y, welches auf einer mit der Turbine verbundenen Welle festgekeilt ist.If the turbine control takes a considerable amount of time, as is particularly the case with turbines with a low gradient, it requires a certain amount of time to this inlet when the controller has started to shut off the inlet of the water with a decrease in resistance of the water in the turbine blades sufficiently. Since the rotational speed of the turbine could increase excessively in the meantime, a weighted auxiliary piston D is arranged in a space H which is in communication with the container A. This piston D acts by means of a rod L through a lever S on a slide V which controls a small hydraulic press P, the piston of which acts on a lever M of a brake pad X. The brake block X lies against a 90 ^ wheel Y, which is wedged on a shaft connected to the turbine.

Die Schieber N und V des Reglers und der Bremse sind in Kästen angeordnet, die einerseits durch die Leitungen- α bezw. a' mit einem statischen Akkumulator und andrerseits durch b bezw. b' mit dem Auslaß in Verbindung stehen.The slide N and V of the controller and the brake are arranged in boxes, which on the one hand through the lines α BEzw. a ' with a static accumulator and on the other hand by b respectively. b 'are in communication with the outlet.

Die Bremswirkung wird so geregelt, daß sie nur bei einem bestimmten Übermaß von Geschwindigkeit in Wirkung tritt, indem man die auf den Kolben D wirkende Feder r entsprechend einstellt. Die Bremswirkung" des Klotzes X ist nur eine augenblickliche, sie währt nur so lange, bis der Regelschieber durch den Servomotor abgeschlossen ist. Wenn die Geschwindigkeit, die zuerst das Bestreben hatte, zu wachsen, gegen den normalen Gang abfällt, so sinkt der Kolben D, und der Schieber V stellt die Verbindung der Presse P mit dem Auslaß b' her, worauf die Bremswirkung aufhört. Man kann unter diesen Bedingungen die Geschwindigkeitsvergrößerungen der Turbine auf ein sehr geringes Maß beschränken, sogar bei plötzlicher lebhafter Abnahme des Widerstandes in den mit der Turbine verbundenen Maschinen. Wenn die Belastung plötzlich wieder hergestellt wird, ergibt sich kein unnützer Widerstand, und die plötzliche Geschwindigkeitsverminderung, die dabei entstehen kann, ist so schwach wie möglich, da der ReglerThe braking effect is regulated so that it only comes into effect when there is a certain excess of speed by adjusting the spring r acting on the piston D accordingly. The braking effect "of the block X is only momentary, it only lasts until the control slide is closed by the servomotor. When the speed, which first tried to increase, drops against the normal rate, the piston D sinks and the slider V is b 'connects the press P to the outlet ceases whereupon the braking effect. one may, under these conditions, the rate increases in the turbine at a very low level limit, even at sudden bleed decrease of the resistance in the Turbine connected machines. If the load is suddenly restored, there is no unnecessary resistance, and the sudden decrease in speed that can result is as weak as possible, because of the governor

-—-

fast augenblicklich auf den Servomotor G und dieser sogleich auf die Turbinensteuerung einwirkt.almost instantly on the servomotor G and this immediately on the turbine control acts.

Claims

Patent Claims:

i. Speed regulators for turbines and other motors with a liquid pumping station driven by the same, characterized in that the liquid flow is driven through two spaces (A, R) , one of which (A) contains a piston (B) connected to the control of the auxiliary motor, and the other the other (R) is provided on one side with a widening orifice (E) and on the other side with a spring-loaded piston (Q) , on whose rod a. In the opening (E) protruding valve cone (F) is, so that when the speed of the turbine or the like. An increase in pressure in the two spaces (A, R) occurs, whereby even with a slight increase in pressure, the rise of the spring piston (Q) and as a result, the closure of the outflow opening (E) is effected to a greater or lesser extent and so the pressure in the space (A) is increased considerably, so that the piston (B) rises.

2. embodiment of the speed regulator according to claim 1, characterized in that the piston (B) engages by means of a toothed piston rod (C) in a bearing-free gear (i) which at the same time rolls on the rack (J) of the auxiliary motor (G) and whose axis acts through an eccentric on the slide (N) controlling the auxiliary motor.

3. Embodiment of the speed controller according to claim 2, characterized in that the auxiliary motor can be set in motion or stopped by hand by means of the eccentric independently of the drive of the piston (B).

4. Embodiment of the speed controller according to claim 1, characterized in that the pressure increase in the spaces (A) as a result of the increase in speed of the motor on a further by a spring (r) loaded piston (D) comes into action, which during its movement Control of a hydraulic press (P) moves, the piston of which causes a braking of the motor when the control is opened, whereby this braking is only an instantaneous and lasts only as long as the time required for the closing of the control slide of the door bine by the auxiliary motor (G) is.

1 sheet of drawings.