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Vorrichtung zum Stillsetzen von Turbinen u. dgl. Bei Turbinen und
ähnlichen Maschinen dauert es, wenn sie mit großen Schwungmassen gekuppelt sind
oder selbst solche enthalten, oft lange, bis der Maschinensatz völlig zum Stillstand
kommt, was vom Standpunkt eines sicheren Betriebes im allgemeinen, besonders aber
im Falle eines Unfalles sehr unerwünscht sein kann. Eine erhöhte Bedeutung hat die
Frage eines raschen Anhaltens seit Einführung einiger neuer Spurlager gewonnen,
die nicht oder nicht lange mit verminderter Geschwindigkeit betrieben werden sollten.
Zum raschen Stillsetzen von großen Einheiten wurden bisher elektrische oder mechanische
Bremsen angewendet; auch besondere Bremsräder und Bremsdüsen sind schon im Gebrauch.
Doch ist ihre Wirkung nicht in dem Sinn selbsttätig wie bei der nachstehend beschriebenen
Vorrichtung, die den Gegenstand der Erfindung bildet.
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Die Erfindung besteht in einem zum Zwecke des Anhaltens eingeschalteten
Regelorgan, das die Regelung der Maschine stets auf »Bremsen«, d. h. so einstellt,
daß auf die Welle so lange ein der augenblicklichen Drehrichtung entgegengesetzt
gerichtetes Kraftmoment ausgeübt wird, bis die Maschine stillsteht oder sich nur
noch mit ganz geringer Geschwindigkeit bewegt, also einem Regelorgan, dessen Stellung
von der Richtung und, wenn auch erst in zweiter Linie, von der Größe der Drehgeschwindigkeit
der Maschine abhängt. Abb. i bis 3 der Zeichnung zeigen schematisch einige Ausführungsbeispiele
des Erfindungsgegenstandes.
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Abb. i entspricht einem Turbinenregler einfachster und an sich bekannter
Bauart. Der Hebel i, 2, 3 wird im Punkt 2 vom Geschwindigkeitspendel 4. gefaßt ;
Punkt i wirkt auf das Steuerventil 5, das,sofern es aus seiner normalen Mittelstellung
hervorbewegt wird, einen auf der Zeichnung nicht ersichtlichen Hilfsmotor steuert,
der seinerseits die ebenfalls nicht angegebene Regelung der Maschine bewegt. Mit
dem Hilfsmotor oder der Regelung ist die Reglerwelle 8 verbunden, die durch den
Hebel 9 und die Rückführstange 6 Punkt 3 derart verstellt, daß bei dem gewählten
Schema im Beharrungszustand jeder Stellung des Pendels q. eine bestimmte Stellung
der Regelung 8 entspricht. Bei neuzeitlichen Konstruktionen treten durch Zwischenschaltung
von Isodromvorrichtungen u. dgl. Abweichungen von diesem Schema einfachster Art
auf, die jedoch für die Anwendbarkeit der neuen Erfindung bedeutungslos sind.
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Bekanntlich kann die Turbine auf kleinere Geschwindigkeit eingestellt
und schließlich die Regelung ganz geschlossen werden, wenn man den Zusammenhang
der Punkte 5, i, 2, 3, 8 an irgendeiner Stelle entsprechend ändert, z. B. durch
Verkürzung der wirksamen Länge von Stange 6, indem das mit Gewinde auf Stange 6
sitzende Handrädchen 7 an dieser niedergeschraubt wird, diese Bewegung geschieht
heute in großen Zentralen fast stets durch Fernsteuerung vom Schaltraum aus, d.
h. durch elektrischen Antrieb von Rädchen 7. Wird die Regelung über die dem Kraftzufluß
Null entsprechende Lage hinausbewegt, so ändert das Kraftmoment bei geeigneter Konstruktion
der Regelung seinen Drehsinn, die vorwärtslaufende Maschine wird gebremst; das gleiche,
wenn auch im umgekehrten Sinn, tritt ein, wenn so geschaltet wird, daß auf die rückwärts
laufende Maschine ein nach vorwärts gerichtetes Kraftmoment wirkt.
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Die neue Erfindung soll nun diesen Wechsel des Drehmomentes, also
z. B. die Verkürzung der Stange 6 (Abb. i) oder allgemeiner die Änderung
des
Zusammenhanges der Punkte 5 und 8 selbsttätig und in der Richtung ausführen, daß
stets ein der jeweiligen Bewegungsrichtung entgegengesetzt gerichtetes Moment auf
die Maschinenwelle wirkt und dies so lange fortsetzen, bis diese zum völligen Stillstand
kommt.
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Abb. 2 und 3 der Zeichnung zeigen zwei Ausführungsformen des in Betracht
kommenden Regelorganes; sie stellen jedoch nur den Teil des ganzen Regulators dar,
der sich nach Abb. i zwischen Stange 6 und der Welle 8 befindet.
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Bei der Ausführungsform nach der Abb. 2 ist die Stange 6 nach Abb.
i nicht mehr unmittelbar mit der Welle 8 verbunden, sondern unter Vermittlung eines
Hebels 11, 12, der durch Stange 6 und Rädchen 7 Punkt 3 der Abb. = bewegt. Punkt
12 bleibt während des Betriebes. fest, so daß der Zusammenhang des Punktes 3 und
der Reglerwelle 8 zunächst sinngemäß der gleiche bleibt wie nach Abb. i. Soll nun
die Maschine stillgesetzt werden, so wird die Vorrichtung 12, 13, 14, 15, 16 in
Tätigkeit gesetzt. Die Welle 14 ist in zwangläufiger Verbindung mit der Hauptwelle,
dreht sich also mit ihr vor- und rückwärts. Auf ihr sitzt eine kleine Reibungskupplung
15, mit deren losem Teil der Hebel 13 starr verbunden ist. Während des normalen
Betriebes bleibt die Kupplung ausgeschaltet, so daß die lose Kupplungshälfte mit
13 durch Federn 16 in der Mittellage festgehalten wird. Soll die Maschine stillgesetzt
werden, so wird die Kupplung eingerückt, wodurch der Hebel 13 soweit ausschlägt,
als das Moment der Federkräfte oder Anschläge dies zulassen. Bei geeigneter_Bemessung
dieser Kräfte und Lage der Anschläge kann die so entstehende effektive Verkürzung
von Stange 6 soweit getrieben werden, daß die Regelung den Punkt des Kraftzuflusses
Null überschreitet, das Kraftmoment seine Richtung umkehrt und die Maschine dadurch
gebremst wird. Steht diese still und sollte sie anfangen, rückwärts zu laufen, so
wird Hebel 13 sofort umgestellt; die Bremswirkung ausgeschaltet und nötigenfalls
wieder ein der nunmehrigen Bewegung entgegengesetzt gerichtetes Kraftmoment erzeugt.
Das Spiel wiederholt sich so lange, bis die Maschine tatsächlich und dauernd stillsteht;
bei geeigneter Konstruktion kann dies schon nach dem ersten Ausschlag erreicht werden.
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Auf die Stelle der Reibungskupplung kann irgendeine andere Kupplung
treten, z. B. eine hydraulische Zahnrad- oder andere Pumpe, die im normalen Betrieb
abgestellt oder durch große Öffnungen kurz geschlossen bleibt. Statt die Pumpe in
den Hebel 13 als Element 15 einzubauen, kann man sie auch, wie in Abb. 3 dargestellt,
als Element ig in einem Zylinder 18 fördern lassen, dessen durch Federn 16 oder
andere Kräfte in Mittelstellung gehaltener Kolben 17 und Punkt i2 verstellt, sobald
die Pumpe ig in der einen oder anderen Richtung zu fördern beginnt. Je nach Einstellung
des Drosselorganes 2o der Umleitung 21 kann erreicht werden, daß die Bremswirkung
erst bei völligem Stillstand der Maschine oder schon unmittelbar vorher aufhört.
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Die Vorrichtung 13, 20 kann statt zur Verstellung von Punkt 12 auch
dazu verwendet werden, die Umsteuerung des das Rädchen 7 antreibenden Elektromotors
herbeizuführen oder auf andere Weise den Zusammenhang zwischen Regelungsventil 5
(Abo. i) und Welle 8 zu beeinflussen.
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Zylinder 18 und Pumpe 15 oder ig sind nicht notwendigerweise neue
Elemente, vielfach werden nach entsprechender Vervollständigung und Ergänzung durch
eine Steuerung schon vorhandene Teile dem gleichen Zwecke dienen können.