DE2331282A1

DE2331282A1 - Einrichtung zur drehzahlregelung

Info

Publication number: DE2331282A1
Application number: DE2331282A
Authority: DE
Inventors: Hans Kalb
Original assignee: AEG Kanis Turbinenfabrik GmbH
Current assignee: Alstom Power Turbinen GmbH
Priority date: 1973-06-15
Filing date: 1973-06-15
Publication date: 1975-01-16
Also published as: DE2331282B2; DE2331282C3; GB1463716A; US3922853A; JPS5076601A; JPS5838805B2

Description

AEG-KANIS TURBINENFABRIK GMBH 85 Nürnberg 2, Frankenstraße 70-80

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Einrichtung zur Drehzahlregelung

Die Patentanmeldung betrifft eine Einrichtung zur l^rehsahlregelur.g mit einer Verdrängerpumpe als Impulsgeber, bei dar eine mittels einem einer als Sollwerteinsteller diener::!en 7e:^%-i:illblende strömungsmäßig nachgeschalteten Differe;v:druckregler eingeregelte im wesentlichen konstante Fördermenge ver- =;lichen wird mit einer drehzahlproportionalen Fördermenge und uns von Differenzdruckregler abgesteuerte Medium zur '^eaufs'jr.iagung des Stellkolbens eines Stellgliedes herangezogen wird, ri.v^r. Patent ... (Patentanmeldung ? 22 5C 113). Eine so^cne Einrichtung ist in der Häuptpauentanmeldung beschrieben.

.:.fgabe der Erfindung ist es,bei dieser die Ansprechempfind- -i^r-keiö des Differenzdruckreglers zu verbessern, und das ..r-jeitivermögen des Stellgliedes ohne Mehrbelastung der Verar-^n.~erpumpe zu erhöhen.

'.cso wird dadurch gelöst, daß der Differenzdruckregler aus '. L;iir in einem Düsenraum ausgangsseitig angeordneten Steuer- .VlsC' und einer sowohl den Düsenraum gegenüber der Düsenmündung begrenzenden als auch die Düsenmündung mittels einer Platte zva Düsenraum hin abdeckenden, zu dem Zweck von der FumgenuU£rri'-sseite her beaufschlagten Membran und einer diese be- -ii£~e:idsn Druckfeder im Düsenraum besteht, daß der Düsenraum direkt hinter die Verstellblende geschaltet ist, so daß der Γ-ίΓί"erenzdruck die Differenz vom im Düsenraum zum vor der V?rstel^biende herrschenden Druck darstellt, und daß der Druck des Lüsenraumes den Stellkolben gegen eine Druckfeder direkr. beaufschlagt.

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^ine vorteilhafte Ausbildung der Erfindung besteht darin, die Stellung des Stellkolbens mittels eines reibungsfreicn Zugelventils in einen Rückführdruck p^ umzusetzen.

Ais vorteilhaft ergibt sich hierbei weiter, daß auf die Anwendung von Präzisionspumpen als Impulsgeber verzichtet werden kann, wenn die Viskositätsänderungen des Druckmediums mittels zv/eier, ungleich langer Drosselblenden in Reihenschaltung, als Zaskadendruck p^ , gemessen und dieser Druck auf die Hociidruo'.:- seite des Differenzdruckreglers zur Einwirkung gebracht wir·::.

Man hat dann auch noch den v/eiteren Vorteil, daß die -ibsteuermenge über die P-Drossel zusätzlich als Arbeitsdruckmediun für· das Stellglied genutzt werden kann, wenn die veränderliche ?-Drossel p^, mit Po verbindet.

Anhand eines Ausführungsbeispiels wird nachstehend die ..irkurirsveise mit den folgenden Abbildungen erläutert:

Fig. 1 - ein Schaltbild der Regeleinrichtung Fig. 2 - der Druckverlauf ρ ^ , P^₁, P2 und. p^

über den Stellhub Y
Fig. 3 - ein Schnitt des Seglers.

Die Verdrängerpumpe 50, von einer Kraftmaschinenteile mit der Drehzahl Z angetrieben, fördert Druckmedium mit Hochdruck p^, durch eine Verstellblende 19 sowie parallel durch eine viskositätsabhängige Festdrossel 22 in den ρ^,-Raum des Differenzdruckreglers D. Der sich hinter der Verstellblende 19 einstellende Druck Pp wird durch den Differenzdruckregler D jeweils so geregelt, daß sich eine Druckzuordnung P2 zu p^, über den Stelihub gemäß Fig. 2 ergibt, d.h., mit steigenden Drücken p.-. und P^, steigt auch der Druck pp an, jedoch mit einer steileren Kennlinie, so daß sich der Differenzdruck von Δ ρ aufA ρ¹ über den Stellhub Y vermindert. Diese Differenzdruckminderung bewirkt an der Verstellblende 19 eine Durchflußminderung

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BAD OR5QINAL

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und kompensiert den voIumetrisehen Pumpenschlupf. Der Pg wird direkt zur Beaufschlagung des Stellkolbens 2 herangezogen und entsprechend dem Stellhub Y wird die Arbeitsmittelzufuhr zur Kraftmaschine und damit deren Drehzahl geregelt.

Der Differenzdruckregler besteht im wesentlichen aus einer Membran 12, deren Membranteller 14, einer Düse 15, deren Mündung 16 vom Membranteller 14 mehr oder weniger abgeschlossen wird und einer Feder 18, die die Membran 12 von der Seite der Düse aus belastet. Dabei wird um die Düse herum der Düsenraum mit dem Druck po und gegenüber auf der anderen Seite der Membran der Membranraum 10 mit dem Druck p^, , gebildet. Innerhalb der Düse wird durch die Düsenbohrung noch ein weiterer (p*-) Druckraum 13 gebildet (s. Fig. 3).

Auf der nicht vom Steuerdruck beaufschlagten Seite des Stellkolbens 2, wo dieser von einer Druckfeder 4 abgestützt wird, befindet sich ein druckloser Raum 25 (Druck p_Q) mit einem Ausgang 27·

Die Einstellung der Reglerverstärkung bzw. des Regler-P-Grades erfolgt über die P-Drossel 20, indem aus dem p^,-Raum mehr oder weniger Druckmedium nach P2 abgesteuert wird. Dadurch wird der Kaskadendruck p^, und zugleich die Steigung der p^,-Kennlinie über den Stellhub Y verändert und somit direkt der Durchfluß an der Verstellblende 19·

Das über das aus Meabranteller 14 und Mündung 16 der Steuerdüse 15 bestehende Vtntilelement durch die Steuerdüse I5 abströmende P2-Druckmtdium wird im p*-Raum mittels eines aus einer von einer ?·&·? 8 belasteten Kugel 6 bestehenden Rückführventils RY in einen ÄUckfuhrdruck Pz niedrigerer Druckhöhe gewandelt, dergestalt, dad die Vorspannung der Feder θ mit des Stellhub verändert qfcd dtr so etellungeproportional gebildete Rückführdruck p» *uf die Bteuerdüsenfläche dee Meabrantellers als Gegenkoppeluxn ^ettr Sinwirkung gebracht wird.

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Viskositätsänderungen des Druckmediums werden über große Bereiche kompensiert, dergestalt, daß das p.--Druckmedium zum p^,-Raum eine viskositätsabhängige Drosselblende 22 durchströmt und damit dem Kaskadendruck p^ _t eine viskositätsproportionale Druckänderung überlagert wird. So steigt beispielsweise mit zunehmender Temperatur des Druckmediums der ρ ^,-Druck an, ebenso der po-Druck, was wiederum zu einer Verkleinerung des Diff erenzdruckes.4 ρ, Δ ρ' und somit zu einer gewollten Durcliflußminderung an der Verstellblende 19 führt, Fallende Druckmitteltemperatur bewirkt analog eine Kompensation in umgekehrter Richtung.

3in Überdruck-Sicherheitsventil ÜV, ebenfalls aus einer Kugel und einer Feder 30 bestehend schützt die Verdrängerpumpe 50 vor Überlastung, indem es bei überhöhtem Pumpendruck einen Ablaß von p^ nach Pq öffnet.

Es versteht sich, daß zur Fernsteuerung bzw. Automatisierung der zu regelnden Kraftmaschine die Sollwerteinstellung (Verstellblende 19) mittels elektrischer oder pneumatischer Stellglieder angesteuert werden kann.

4- Seiten Beschreibung

4- Patentansprüche

2 Blatt Zeichnungen mit 3 Figuren

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Claims

AEG-KANIS TUEBINMi¹ABRIK GMBH 85 Nürnberg 2, Frankenstraße 70-80

Crüger/wt BI 75/049

Patentansprüche

1.] Einrichtung zur Drehzahlregelung mit einer Verdrängerpumpe als Impulsgeber, bei der eine mittels einem einer als Sollwerteinsteller dienenden Verstellblende strömungsmäßig nachgeschalteten Differenzdruckregler eingeregelte im wesentlichen konstante Fördermenge verglichen wird mit einer drehzahlproportionalen Fördermenge und das vom Differenzdruckregler abgesteuerte Medium zur Beaufschlagung des Stellkolbens eines Stellgliedes herangezogen wird, nach Patent ... (Patentanmeldung P 22 50 118), dadurch gekennzeichnet, daß eier Differenzdruckregler aus einer in einem Düsenraum (17) ausgangsseitig angeordneten Steuerdüse (15) und. einer sowohl den Düsenraum (17) gegenüber der Düsenmündung (16) begrenzenden als auch die Düsenmündung (16) mittels einer Platte (14) zum Düsenraum (17) hin. abdeckenden, zu dem Zweck von der Pumpenaustrittseite (p *) her beaufschlagten Membran (12) und einer diese belastenden Druckfeder (18) im Düsenraum (17) besteht, daß der Düsenraum (17) direkt hinter die Verstellblende (19) geschaltet ist, so daß der Differenzdruck die Differenz vom in Düsenraum (17) zum vor der Verstellblende (19) herrschenden Druck (p ^) darstellt, und daß der Druck des Düsenraumes (17) den Stellkoiben (2) gegen eine Druckfeder (4) direkt beaufschlagt.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ocellkolben (2) durch eine weitere Druckfeder (8) gegen den Steuerdruck abgestützt wird, welche eine Gegenkoppelunp; durch Belastung eines die Düsenbohrung (13) auf der der Mündung ^ io) gegenüberliegenden Seite verschließenden Ventilkörpers (6) bewirkt. 409883/0537

BAD ORKSiNAL

J. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine viskositätsabhängige Festdrossel (22) in den Strömungsweg von der Pumpenaustrittseite (p ^) zum der Düsenraum (1?) an der Membran (12) gegenüberliegenden 2ienbranraum (10) geschaltet ist.

4. Einrichtung nach Anspruch 3<> dadurch gekennzeichnet, daß die der Einstellung der Reglerverstärkung dienende Drossel (20) in den Strömungsweg vom Membranraum (10) zum Düsenraum (1?) geschaltet ist.

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