DE616944C - - Google Patents

Description

DEUTSCHES REICH

AUSGEGEBEN AM 8. AUGUST 1935

REICHSPATENTAMT

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14 g GRUPPE 3 os

B 155048 IJi4 g Tag der Bekanntmachung über die Erteilung des Patents: iS. Juli ip35

Eric Henri Berkhuysen in 's Gravenhage, Holland Vorrichtung zur Reglung der Dampfzufuhr bei Gegendruckdampfmaschinen

Patentiert im Deutschen Reiche vom 31. März 1932 ab

j)ie Priorität der Anmeldung in den Niederlanden vom 31. März 1931 ist in Anspruch genommen.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reglung der Dampfzufuhr bei Gegendruckdampfmaschinen, bei welchen der Abdampf in das Verbrauchsnetz abgegeben wird und eine Reglung beispielsweise auf einen gleichbleibenden Gegendruck erfolgen soll, bei denen also die erzeugte Leistung von der an das Verbrauchsnetz abgegebenen Gegendruckdampfnienge abhängig ist. Bei derartigen Anlagen

ίο ordnet man vorzugsweise ein mit der Dampfmaschine parallel geschaltetes Drosselventil an, durch das gegebenenfalls Frischdampf in die Abdampfleitung einströmen kann, und zwar ist dieses Ventil derart eingerichtet, daß es in Tätigkeit tritt, wenn der niedrigstzulässige Druck im Gegendrucknetz erreicht ist, so dai3 ein weiteres Sinken unter diesen Druck verhindert wird.

Bei der Anwendung derartiger Gegendruckmaschinen haben sich Schwierigkeiten ergeben, insbesondere in solchen Betrieben, bei denen der Bedarf an Gegendruckdampf starken Schwankungen unterworfen ist. Man ist in solchen Fällen gezwungen, die Gegendruckreglung der Maschine derart einzustellen, daß ζ. B. während Spitzen des Gegendruckdampfbedarfes gerade so viel Dampf durch das Drosselventil hindurchgehen kann, daß die Maschine keine höhere Belastung als die gewünschte aufnehmen kann. Dieses war dadurch zu erreichen, daß das Drosselventil und das die Dampfzufuhr der Maschine regelnde Reglungsorgan während kurzer oder !anger Zeit gleichzeitig arbeiteten. Ein derartiges gleichzeitiges Wirken ist unwirtschaftlich, insbesondere bei wechselnder Dampfa.bnahme. Überdies ist es praktisch tatsächlich unmöglich, es auf zuverlässige Weise durchzuführen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin, die sich bei Gegendruckmaschinen bei wechselnder Dampfabnahme und wechselnder Belastung ergebenden Schwierigkeiten zu beseitigen und dadurch neue Verwendungsmöglichkeiten für diese einfache Maschinenart zu schaffen.

Die Erfindung betrifft mithin eine Vorrichtung zur Reglung der Dampfzufuhr bei Gegendruckdampfmaschinen, welche diese derait regelt, daß der Druck, gegebenenfalls die Temperatur des Gegendruckdampfes gleichbleibt und in Verbindung mit einer Umlaufleitung mit einem Drosselventil arbeitet, welches Frischdampf in die Gegendruckdampfleitung strömen läßt, wenn der Druck, gegebenenfalls die Temperatur, in dieser Leitung unter einen bestimmten Wert sinkt. Die Erfindung ist gekennzeichnet durch zwei verstellbare Anschläge, deren erster den größten Dampfeintritt und deren zweiter den kleinsten Dampfeintritt bestimmt.

Diese beiden Anschläge ermöglichen es, die ι Stellung des Reglungsorgans für die Dampfzufuhr sowohl in Schließrichtung wie in der Richtung des ÖfTnens zu begrenzen und dt-mentsprechend auch die Leistung, welche \<m der Maschine erzeugt wird, nach Bedarf n-<ch oben und nach unten hin zu begrenzen. Der Vorteil dieser Vorrichtung besteht darin, daß die Gegendruckreglung immer auf einen Druck eingestellt werden kann, bei dem das Drosselventil unbedingt noch geschlossen ist, und d:.ß diese Einstellung nicht mehr geändert zu werden braucht. Die Maschine kann, bevor der Druck im Gegendrucknetz so weit abge-

_tj fallen ist, daß das Drosselventil tätig wird, mit größter Leistung arbeiten. Das obenerwähnte gleichzeitige Wirken 'von Drosselventil und Dampfzufuhrreglungsorgan ist also ausgeschlossen. Wie durch eingehende Versuche festgestellt worden ist, weisen mit der neuen Reglungsvorrichtung versehene Anlagen eine bedeutende Ersparnis auf, welche noch dadurch erhöht werden kann, daß die Bedienung der beiden Anschläge selbsttätig erfolgen kann.

In der Zeichnung ist die Erfindung veranschaulicht; es ist als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine Anlage dargestellt, bei welcher der Gegendruckdampf zur Wassergaserzeugung angewendet wird und bei der die Gegendruckdampfmaschine einen elektrischen Stromerzeuger antreibt, der parallel mit einem zweiten, vom Ortsnetz angetriebenen Stromerzeuger an ein Kraftnetz angeschlossen ist.

Es sei vorausgesetzt, daß eine ein Gleichhalten des Druckes des Gegendruckdampfes bewirkende Reglung erfolgt.

Ein unter einstellbarer Federbelastung stehendes Reglungsorgan α spricht bei Änderungen des Gegendruckes der Maschine f an und regelt demzufolge mittels des Einlaßventils b den Dampfeintritt in die Maschine /. Wenn der Dampfeintritt bereits völlig geöffnet ist und der Gegendruck wegen Bedarfs an Gegendruckdampf noch weiter abfallen sollte, tritt bei einer bestimmten Höhe dieses Gegendruckes das Umlauf- oder Drosselventil g in Tätigkeit, welches sodann Frischdampf in die Gegendruckdampfleitung der Maschine / einströmen läßt. Der Regler /; ist während dieses Gegendruckbetriebes mit dem Punkte c des Gestänges mit totem Gang derart verbunden, diiß er die Maschine / nicht beeinflußt, sondern nur als eine Art Sicherheitsregler arbeitet. Beim gewöhnlichen Reg]erbetrieb ist dieser tote Gang aufgehoben, und das Reglerorgan α ist von der Gegendruckdampfleitung abgeschlossen und entlüftet.
Der Hub der Reglervor richtung kann

durch verstellbare Anschläge c und d derart begrenzt werden, daß eine weitergehende Vorstellung des Reglers in derselben Richtung vermieden wird, wenn der Regler einen dieser Anschläge berührt. Der Anschlag c verhindert auf diese Weise mittels des Reglers ein weiteres Öffnen und der Anschlag d ein weiteres Schließen des Einlaßventils b. Dementsprechend bestimmt der Anschlag c den größten Dampfeintritt und der Anschlag d den kleinsten Dampfeintritt in die Maschine f. Die beiden Anschläge c, d können an einem beliebigen Punkt der Reglervorrichtung angreifen.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel treibt die Maschine / einen Gleichstromerzeuger m an, der im Parallelbetrieb mit einem zweiten Stromerzeuger / geschaltet ist, welcher von einem an das Ortsnetz angeschlossenen Drehstrommotor k angetrieben wird. Die Spannung dieses zweiten Stromerzeugers wird gleichbleibend gehalten; sie ermöglicht demzufolge, daß die Gegendruckmaschine / durch eine geringe Beschleunigung ader Verzögerung mehr oder weniger Belastung übernehmen kann. Es wurde für das Beispiel vorausgesetzt, daß der Gegendruckdampf für die Herstellung von Wassergas Anwendung finden soll. Eine derartige Herstellung erfordert nun einen zeitweise unterbrochenen Betrieb, nämlich daß während einiger Minuten der Dampf in nicht immer gleichbleibender Menge entnommen wird, worauf sogleich ein Zeitabschnitt folgt, währenddessen keinerlei Dampf entnommen wird. Jn diesem letzten Zeitabschnitt würde sich also die Maschine verzögern, dies aber nur so weit, bis der Stromerzeuger m, als Motor laufend, anfängt, die Kraftmaschine anzutreiben.

Um eine derartige unerwünschte, regelmäßig wiederkehrende Lage zu verhindern, gelangt nach der Erfindung der verstellbare Anschlag d zur Anwendung. Dieser wird nämlich derart eingestellt, daß der Regler a den Dampfeintritt nur bis auf eine bestimmte kleinste Menge beschränken kann, die gerade für den Antrieb der Maschine im Leerlauf ausreicht. Der Überschuß an Gegendruckdampf wird in das Gegendrucknetz abgegeben und gegebenenfalls selbsttätig durch ein Sicherheitsventil abgeblasen. Sobald wieder genügend Gegendruckdampf entnommen wird, öffnet das Reglerorgan α den Dampfeinlai) wieder; die Maschine kann sogleich wieder Belastung aufnehmen.

Außer durch die erwähnten Schwankungen in dem Bedarf an Gegendruckdampf können auch starke Änderungen in der Gesamtbclastung des Gleichstromnetzes auftreten. Es tritt häufig der Fall ein, und zwar besonders während der Nachtzeit, daß die gesamie Netzbelastung geringer ist als die untei Berücksichtigung des Gegendruckdampfbedarfes von der Gegendruckmaschine f erzengbare

Leistung. Den Überschuß an erzeugter elektrischer Energie nimmt infolgedessen die parallel geschaltete Umformergruppe Iz, I mit, was aber nur so lange zulässig ist, als diese Energie die Leerlauf leistung dieser Gruppe nicht übersteigt; es wird aber aus verschiedenen Gründen unzulässig, sobald die Lecrkvuf leistung überschritten wird.

Ein derartiger unerwünschter Betriebs-

ίο zustand wird nach der Erfindung durch Anwendung des verstellbaren Anschlages c vermieden. Dieser Anschlag wird nämlich derart eingestellt, daß der Regler α den Dampfeintritt nur bis zu einer größten Menge gestattet, die gerade zum Aufnehmen der verfügbaren Belastung hinreicht. Der Druck im Gegendruckdampfnetz fällt, weil diese Dampfmenge kleiner ist als die verlangte Menge an Gegendruckdampf, bis auf denjenigen Wert ab, bei dem das Drosselventil g in Tätigkeit tritt, um die fehlende Menge nachzuliefern.

Aus vorstehendem geht deutlich hervor, daß die Stellung des Anschlages c bei Parallell >etrieb mit der Belastung des parallel arbeitenden Stromerzeugers in Zusammenhang steht, welcher nicht unter einen bestimmten Wert sinken darf. Falls dieser Stromerzeuger aus dem Netz angetrieben wird, kann der genannte Wert auch negativ sein. Es ist deshalb zweckmäßig, den Anschlag c mittels einer auf diese Belastung ansprechenden Vorrichtung sich einstellen zu lassen, derart, daß diese durch Verstellen des Anschlages c den Dampfeintritt verringert, sobald die erwähnte Belastung unter den bestimmten Wert abfüllt. Der Anschlage/ hingegen steht mit der Belastung der Gegendruckmaschine / selbst in Zusammenhang, welche nicht unter einen be-. stimmten Wert abfallen darf, der, falls der Antrieb aus dem Netz erfolgt, gegebenenfalls negativ sein kann. Zweckmäßig wird der Anschlag el mittels einer auf jene Belastung ansprechenden Vorrichtung eingestellt, derart, daß diese Vorrichtung durch Verstellen des Anschlages d den Dampfeintritt vergrößert, sobald die Belastung unter den bestimmten Wert abfällt.

Es können ferner beim Parallelbetrieb Verhältnisse eintreten, welche es wünschenswert

go erscheinen lassen, die beiden Anschläge c. d miteinander zu kuppeln, und zwar derart, daß beim Verstellen z. B. des Anschlages c gleichzeitig auch der Anschlag d verstellt wird.
Dieses wird besonders dann zweckmäßig sein, wenn die Möglichkeit besteht, daß der parallel arbeitende Stromerzeuger während Zeitabschnitte niedrigen Gegendruckdampfbedarfs überlastet wird. Der Anschlag c regelt dann, wie beschrieben, den größten Dampfeintritt in die Gegendruckmaschine/; der Anschlag r/ wird derart mit dem Anschlag c verbunden, daß der Unterschied zwischen den größten und kleinsten, von der Gegendruckmaschine/ aufzunehmenden Belastungen gleich derjenigen Belastung des vollbelastcten paral IeI arbeitenden Stromerzeugers ist, vermehrt oder nicht vermehrt um den für den Antrieb dieses Stromerzeugers / aus dem Netz erforderlichen Betrag.

Die Stellung des Anschlages d steht also nicht mit der kleinsten Belastung der Gegendruckmaschine / selbst in Zusammenhang, wohl aber mit der größten Belastung des parallel arbeitenden Stromerzeugers I; dies jedoch unter dem Vorbehalt, daß der Anschlag d niemals einen geringeren Damp feintritt gestatten kann, als er für den Leerlaufantrieb der Gegendruckmaschine erforderlich ist.

Wenn der Anschlag c selbsttätig mittels einer auf die Belastung des Stromerzeugers / ansprechenden Vorrichtung eingestellt wird, so wird die Kupplung zweckmäßig dadurch erzielt, daß auch der Anschlag d von dieser Vorrichtung eingestellt wird.

Der Anschlag d stellt gleichzeitig einen Vorteil für die Bedienung der Gegendruckmaschine beim Übergehen vom normalen Reglerbetrieb auf Gegendruckbetrieb oder umgekehrt dar. Das Reglerorgan α soll hierbei unter Druck gesetzt oder entlüftet werden; go letzteres kann jedoch im Hinblick auf den Regler leicht zu schnell vor sich gehen, und demzufolge können unerwünschte Umdrehungsschwankungen auftreten. Dieser Übelstand wird bei der Vorrichtung gemäß eier Erfindung dadurch beseitigt, daß das Reglerorgan α mit Hilfe des Anschlages d auf richtige Weise allmählich in seine höchste oder niedrigste Stellung gebracht werden kann. Wenn man ferner bei Parallelbetrieb der auf gleichbleibenden Gegendruck eingeregelten Maschine / von der einen parallel geschalteten Maschine auf die andere übergehen will, so sind die Belastungsschwankungen der Gegendruckmaschine / infolge des wechselnden Gegendruckdampfbedarfs hinderlich. Es war bisher erforderlich, dann die Gegendruckmaschine / zeitweise auf Reglerbetrieb umzuschalten. Bei Anwendung der Vorrichtung nach der Erfindung ist dieses nicht mehr no erforderlich; man kann durch Verstellen der beiden Anschläge c, d den Regler in der gewünschten Stellung feststellen. Dadurch sind der Dampfeintritt in die Gegendruckmaschine und naturgemäß auch die aufgenommene Belastung beim Übergehen von der einen parallel geschalteten Maschine auf die andere unverändert.

In der vorstehenden Beschreibung behandelt das Ausführungsbeispiel den Antrieb elektrischer Stromerzeuger. Die Erfindung ist natürlich hierauf nicht beschränkt; sie kann auch

dann Anwendung finden, wenn die Gegendruckmaschine / eine Kreiselpumpe oder einen Lüfter antreibt, die in Parallelschaltung- mit anderen Kreiselpumpen oder Lüftern arbeiten.

Claims (4)

1. Patentansprüche:

   ι . Vorrichtung zum Regeln der Dampfzufuhr bei Gegendruckdaimpfmaschinen, die auf gleichbleibenden Druck, gegebenenfalls auf gleichbleibende Temperatur des Gegendruckdampfes regelt und in Verbindung mit einer Umlaufleitung mit einem Drosselventil arbeitet, das Frischdampf in die Abdampfleitung strömen läßt, wenn der Druck, gegebenenfalls die Temperatur, in dieser Leitung unter einen bestimmten Wert sinkt, gekennzeichnet durch zwei verstellbare Anschläge (c, d), von denen der erste (c) den größten Dampfeintritt und der zweite (d) den kleinsten Dampfeintritt bestimmt.
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, bei der die Gregendruckdampfmaschine einen elektrischen Stromerzeuger (Kreiselpumpe, Lüfter) antreibt, der zusammen mit einem zweiten, von einer unabhängigen Kraftquelle angetriebenen Stromerzeuger (Kreiselpumpe, Lüfter), der an dasselbe Kraftnetz (Elektrizitätsnetz, Wasserleitungsnetz, Luftleitung) in Parallelschaltung angeschlossen ist, die gesamte Netzbelastung aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß der den größten Dampfeintritt bestimmende verstellbare Anschlag (c) durch eine auf die Belastung des parallel geschalteten Stromerzeugers (Kreiselpumpe, Lüfter) ansprechende Vorrichtung derart eingestellt wird, daß er die größte Dampfzufuhr zu der Gegendruckdampfmaschine (/) begrenzt.
3. 3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der den kleinsten Dampfeintritt bestimmende verstellbare Anschlag (d) durch eine auf die Belastung der Gegendruckdampfmaschine (/) ansprechende Vorrichtung derart eingestellt wird, daß er die kleinste Dampfzufuhr begrenzt, wenn die Belastung unter einen zur Zeit zulässigen Wert sinkt.
4. 4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbaren Anschläge (c, d) miteinander gekuppelt sind.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen

   HPRMN. GEDRUCKT IN DCR