DE946589C - Vorrichtung zur Drehzahlregulierung bzw. -ueberwachung, insbesondere bei Dampfturbinen - Google Patents

Vorrichtung zur Drehzahlregulierung bzw. -ueberwachung, insbesondere bei Dampfturbinen

Info

Publication number
DE946589C
DE946589C DEK15677A DEK0015677A DE946589C DE 946589 C DE946589 C DE 946589C DE K15677 A DEK15677 A DE K15677A DE K0015677 A DEK0015677 A DE K0015677A DE 946589 C DE946589 C DE 946589C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spring
speed
rod
shaft
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEK15677A
Other languages
English (en)
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Howden Turbo GmbH
Original Assignee
Kuehnle Kopp and Kausch AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kuehnle Kopp and Kausch AG filed Critical Kuehnle Kopp and Kausch AG
Priority to DEK15677A priority Critical patent/DE946589C/de
Application granted granted Critical
Publication of DE946589C publication Critical patent/DE946589C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05DSYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
    • G05D13/00Control of linear speed; Control of angular speed; Control of acceleration or deceleration, e.g. of a prime mover

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Turbines (AREA)

Description

  • Vorrichtung zur Drehzahlregulierung bzw. -überwachung, insbesondere bei Dampfturbinen Es sind Drehzahl- bzw. Schnellschlußregler bekanntgeworden, bei denen als Fliehkraftpendel eine in der Wellenachse angeordnete stabförmige Biegungsfeder, kurz Stabfeder genannt, verwendet wird. Diese Stabfeder hat gegenüber den üblichen Fliehkraftreglern den Vorteil, daß sie keinerlei Hebel, Gelenke, Schneiden, Muffen oder Wälzbahnen besitzt und daher frei ist vbn unliebsamen Spielen, Reibungen und Abnutzungen. Außerdem kann sie im Gegensatz zu fast allen anderen Drehzahlreglern in schnellaufende Wellen, bei Dampfturbinen z. B. in die eigentliche Turbinenwelle, ohne Zwischenschaltung eines Getriebes eingebaut werden, was die Betriebssicherheit weiterhin erhöht. Bei den bekanntgewordenen Ausführungen dieser Stabfederregulierung erfolgt die Übertragung des die Drehzahl messenden Stabfederausschlages auf das Stellorgan, beispielsweise . das Dampfdrosselventil einer Dampfturbine unter Zwischenschaltung von Öldruck als Hilfskraft. In Fig. i und 2 ist schematisch eine solche Anordnung dargestellt, und zwar für eine stabile Drehzahlregulierung. i ist die Stabfeder mit beispielsweise rechteckigem Querschnitt, die mit ihrem Zapfen :2 in der Welle 12 eingespannt ist. Am freien Ende der Feder sitzt exzentrisch die Masse 3, der gegenüber sich die feststehende Düse q. befindet, die durch einen Ansatz am Stabfederende im Ruhezustand überdeckt wird. Zwischen rotierender Stabfeder und feststehender Düse 4 ist ein Spalts. Die Düse 4 ist durch eine Leitung 5 mit dem Zylinderraum 6 des Kraftkolbens 7 verbunden, der andererseits durch die Feder 8 belastet ist. Über die Stange 9 wird das nicht dargestellte Regulierventil betätigt. Das Drucköl fließt durch die Leitung io über eine Drossel i i der Düse bzw. der Leitung 5 zu. Der Druck in dieser Leitung und damit im Zylinderraum 6 des Kraftkolbens ist abhängig von der Größe des Ausflußquerschnittes aus der Düse 4, der von der Stabfeder mit stabiler Charakteristik in stetig steigendem Maße mit steigender Drehzahl freigegeben wird (vgl. Fig.2). Entsprechend der Charakteristik der Feder 8 gehört zu jedem Druck im Zylinderraum 6 eine bestimmte -Stellung des Regelventils.
  • Die Stabfeder wird auch im Dampfturbinenbau als Schnellschlußregler verwendet. Durch - entsprechende Bemessung , der Exzentrizität der Masse 3 und Anbringung einer Vorspannung ist es möglich, der Stabfeder_ eine labile Drehzahl-Charakteristik zu geben, so daß sie bis 'zu einer gewissen Drehzahl in ihrer Mittelstellung bleibt und die Düsenöffnung 4 ganz überdeckt, bei einer vorbestimmten Sclmellschlußdrehzahl aber plötzlich in Ausschlagendstellung geht und den ganzen Querschnitt freigibt, so daß das Schnellschlußventil- sofort geschlossen wird. - ' -Die Stabfederregelung verbürgt, wie schon oben erläutert, höchste Sicherheit gegen ein Versagen. Man kann daher bei Verwendung der Stabfeder für die Drehzahlregulierung beispielsweise bei Dampfturbinen auf den sonst üblichen zusätzlichen Schnellschlußregler mit gesondertem Schnellschlußventil verzichten, ohne daß ein Durchgehen der Turbine zu befürchten ist. In vielen Fällen ist es aber erwünscht, bei über den normalen Leerlauf hinausgehender Entlastung der Turbine diese nicht mit erhöhter Drehzahl weiterlaufen zu lassen, sondern sofort still zu setzen. Dies kann z. B. der Fall sein bei Abreißen der Strömung einer von der Turbine angetriebenen Kreiselpumpe oder bei Bruch ,der Kupplung' zur Arbeitsmaschine. Auch bei anderen Maschinen kann es erwünsdht sein, eine Vorrichtung zu haben, die als Regulierung und Schnellsehluß im eben beschriebenen Sinne arbeitet oder auch in Abhängigkeit von der Drehzahl in einem gewissen Bereich einen anderen Vorgang steuert und außerhalb dieses Bereiches bei einer bestimmten Drehzahl einen Aus- oder Einschaltvorgang bewirkt.
  • Die Erfindung löst .die Aufgabe, unter Verwendung .der- Stabfeder in abgewandelter Form ein Regelorgan zu schaffen, das die stabile Charakteristik der Drehzahlregulierung mit der labilen eines Schnellschlusses verbindet. In einem.gewissen, durch die Stabilität der Regulierung bedingten Drehzahlbereich zwischen Leerlauf und Vollast erfolgte Drehzahlregulierung. Bei einer bestimmten, am Ende oder außerhalb dieses Bereiches liegenden Drehzahl tritt die labile Sehnellschlußwirkung ein. Dies wird. dadurch erreicht, daß die Stabfeder aufgeteilt wird in zwei in der Ebene der Drehachse angeordnete neben- oder ineinanderliegende Stabfedern, die an einem Ende gemeinsam fest mit der Welle verbunden sind und am anderen freien Ende sich mit Vorspannung in radialer Richtung gegeneinanderlegen. Beide Federteile tragen am freien Ende eine exzentrische Masse. Eine der beiden Federn steuert mit ihrem freien Ende den Ausfluß aus der Öldüse.
  • In Fig.. 3 und 4 ist die Regelvorrichtung gemäß der Erfindung an einem Beispiel im Aufriß und Grundriß in vereinfachter Darstellung aufgezeichnet. r2 ist die Maschinenwelle, in der die Doppelfeder 21, 22 mit ihrem einen Ende eingespannt ist. Dabei ist diese in-dem gezeichneten Beispiel so angeordnet, daß der Federstab 22 in der gleichen durch die Drehachse gehenden Ebene zwischen den zwei parallelen Schenkeln des Federstabes 21 liegt. Der Teil 22 trägt am freien Ende eine Masse 23, die mit ihrem Ansatz 24 je nach Ausschlag in radialer Richtung die Düsenöffnung4 mehr oder weniger freigibt. Der Federstab 22 liegt mit dem freien Ende- unter - Vorspannung gegen einen Anschlag 25 an. Dieser wird gebildet durch' eine Schraube, die in der Masse 26 eingeschraubt ist. Die Masse 26 befindet sich am freien Ende des Federteiles 21. Um die gewünschte Charakteristik zu erhalten, 'hat der Federteil :2i eine wesentlich größere Steifheit als der Teil 22 und die Masse 26 ist größer als die Masse 23. Der Schwerpunkt der Masse 26 ist gegenüber der Mittellinie des Federstabes 21 exzentrisch angeordnet, und zwar nach der Richtung, in der der Ausschlag erfolgt infolge der Zentrifugaikräfte. Diese ist durch den Pfeil A angedeutet. Die Masse 23 ist an dem Federteil 22 mit einer Exzentrizität gegenüber von dessen Mittellinie angebracht, die entgegen dieser Richtung A liegt. Die Feder 22 erhält durch die mit dem Anschlag 25 gegebene Vorspannung stets eine größere Durchbiegung als die Feder 21, und zwar ist diese im Betriebszustand so groß, daß der .Schwerpunkt der Masse 23 von der Drehachse der Welle 12 aus gesehen auf der Seite des Ausschlages A liegt.
  • Innerhalb eines gewissen, durch die Wahl der entsprechenden Federkonstanten, Massen und Exzentrizitäten gegebenen Drehzahlbereiches bleibt der Teil 22 fest an dem Anschlag 25 anliegend und die Massen 26 und 23 mit dem Ansatz 24 bewegen sich in gleichem Maße in stetig mit der Drehzahl steigendem Ausschlag in Richtung A, die Düsenöffnung 4 nach und nach freigebend. Die Endstellung innerhalb dieser der stabilen Drehzahlregulierung entsprechenden Phase ist in Fig.5 ausschnittweise in vergrößertem Maßstab dargestellt. Hierbei ist die Düse 4 noch nicht ganz freigegeben. Bei weiterer Drehzahlerhöhung wird eine Stellung erreicht, in der der Federteil 22 mit der Masse 23 sich in labilem Gleichgewicht befindet und schlagartig in die. Endstellung. d. h. an den Anschlag 27 geht, während Federteil 2i.mit der Masse 26 in ihrer innegehabten Lage bleiben. Fig. 6 zeigt diese Stellung, bei der. die Düsen- Öffnung 4 ganz freigegeben ist. Die Drehzahl, bei der diese Schnellschlußwirkung eintritt, kann durch Verstellung der Anschlagschraube 25 in der Masse 26 eingestellt werden.
  • Die Düse 4 in Fig. 3 und 6 entspricht im wesentlichen der Düse 4 in Fig. i. An sie ist ein Druckölsystem für die Steuerung des Kraftkolbens 7 des Regulierventils angeschlossen (vgl. Fig. i). Dabei sind die Querschnitte der Drossel i i, der Düse 4 mit der Öffnung durch den Ansatz 24 (in Fig. 3) sowie die Charakteristik der Feder 8 im Servomotor in Verbindung mit den Kräften am Regulierventil so abgestimmt, daß für den stabilen Dreh, zahlbereich die Stellung des Regulierventils von voller Öffnung bis Leerlaufstellung geht. Bei ganz freigegebener Öffnung 4 dagegen (Fig. 6) sinkt der Öldruck soweit ab, daß das Ventil ganz geschlossen und die Maschine stillgesetzt wird.
  • Es ist auch möglich, in der durch die vorbeschriebene Regelvorrichtung beeinflußten Druckölleitung ein Relais einzubauen, das ein getrenntes Schnellschlußventil für die Absperrung der Dampfzufuhr betätigt. Dieses Relais spricht nicht an, solange der Öldruck in dieser Leitung in den Grenzen bleibt, die für die stabile Drehzahlregulierung nach Fig. 3 bis 5 festgelegt sind. Bei voller Öffnung dagegen (Stellung nach Fig. 6) und unter die untere Grenze für die Regulierung abgesenktem Öldruck läßt das Relais das Drucköl aus einem zweiten Leitungssystem ab, das ein getrenntes Schnellschußventil offen gehalten hat. Dieses Schnellschlußventil wird also jetzt geschlossen.
  • In manchen Fällen wird verlangt, daß das zusätzliche Schnellschlußventil nicht von dem Ölablauf aus der Düse 4 abhängig ist, durch den gleichzeitig das Regulierventil gesteuert wird. In solchen Fällen wird die Vorrichtung nach der Erfindung zweckmäßig durch die in Fig. 7 dargestellte zusätzliche Einrichtung erweitert. Fig. 7 stellt einen Seitenriß zu Fig. 3 in Richtung B gesehen unter Weglassung der Düse 4 dar. Neben der rotierenden Masse 23 ist am Gehäuse 31 eine feststehende Klinke 32 angeordnet, die bei der gezeichneten Regulierstellung der rotierenden Masse 23-außerhalb von deren Drehbereich liegt. Tritt die Schnellschlußfunktion der Vorrichtung ein, d. h. geht die Masse 23, in die gestrichelt gezeichnete Endstellung, wobei ihr äußerster Punkt den Kreis C beschreibt, so wird die Klinke aus ihrer Raststellung geschlagen und gibt den unter Federkraft der Feder 33 stehenden Steuerschieber 34 frei. Das in der Leitung 35 befindliche Drucköl läuft ab und ein durch dieses Drucköl offen gehaltenes, in der Zeichnung nicht dargestelltes 'besonderes Schnellschlußventil für das Treibmittel der Turbine schließt sich. Schnellschlußvorrichtungen mit Klinke und Öldrucksteuerung sind zwar bekannt. Das Neue an der erfindungsgemäßen Einrichtung ist aber, daß diese in Verbindung mit dem Drehzahlregler so gestaltet ist, daß für beide Funktionen - Drehzahlregulierung und Schnellschluß - nur ein Regelorgan an der Welle angebracht wird und dabei die gleiche Sicherheit erreicht wird, wie bei anderen getrennten Drehzahlreglern und Schnellschluß reglern.
  • Die Zeichnungen stellen nur Ausführungsbeispiele der beschriebenen Erfindung dar, die entsprechende Abänderungen erfahren können. Die Vorrichtung ist zur . Drehzahlregulierung bzw. -überwachung besonders bei Dampf- und Gasturbinen,. aber auch bei allen anderen Kraftmaschinen, bei denen entsprechende Einrichtungen gefordert werden, verwendbar. Sie kann aber auch mit entsprechenden Abwandlungen bei Arbeitsmaschinen und anderen Anlagen verwendet werden, um drehzahlabhängige Regulierungen und Schaltungen im beschriebenen Sinne vorzunehmen. Es ist auch möglich, die Federungen,. Massen und zentrizitäten der Vorrichtung so zu bemessen, daß eine labile Schnellschlußauslösung bei einer Drehzahl unterhalb des labilen Regulierbereiches erfolgt. Es kann z. B. mit dieser Einrichtung eine Maschine auf konstante Drehzahl geregelt und andererseits automatisch abgestellt werden, wenn infolge Überlastung die Drehzahl bis auf einen bestimmten unterhalb des Regelbereiches liegenden Wert absinkt.

Claims (3)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Vorrichtung zur Drehzahlregelung bzw. -überwachung, insbesondere für Dampf- oder Gasturbinen, bei welcher der Durc'hfluß einer Druckflüssigkeit durch eine Düse in Abhängigkeit von der Drehzahl einer Welle mit Hilfe einer in ihrer Achse angeordneten stabförmigen Biegwngsfeder gesteuert wird, die an ihrem einen Ende fest mit der Welle verbunden ist und in der Ruhelage mit ihrem freien Ende die diesem gegenüberstehende Düsenöffnung überdeckt, dadurch gekennzeichnet, daß neben dieser Stabfeder (22) eine .zweite, ebenfalls in der Wellenachse liegende, am entsprechenden Ende mit der ersten fest eingespannte Stabfeder (21) angeordnet ist, wobei sich die freien Enden der beiden Stabfedern mit Vorspannung in radialer Richtung gegeneinanderlegen und in an sich bekannter Weise mit exzentrischen Massen (23, 26) versehen sind.
  2. 2. Vorrichtung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß in die Druckölleitung (5) ein Relais eingebaut ist, welches bei voll.stänaigem Absinken des Druckes in dieser Leitung ein zusätzliches Schnellschlußvenbil schließt.
  3. 3. Vorrichtung nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Anordnung einer Klinke (32), welche bei vollem Ausschlag der Masse (23) der stabförmigen Biegefeder (22) ein zusätzliches Schnellschlußventil schließt.
DEK15677A 1952-10-02 1952-10-02 Vorrichtung zur Drehzahlregulierung bzw. -ueberwachung, insbesondere bei Dampfturbinen Expired DE946589C (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEK15677A DE946589C (de) 1952-10-02 1952-10-02 Vorrichtung zur Drehzahlregulierung bzw. -ueberwachung, insbesondere bei Dampfturbinen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEK15677A DE946589C (de) 1952-10-02 1952-10-02 Vorrichtung zur Drehzahlregulierung bzw. -ueberwachung, insbesondere bei Dampfturbinen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE946589C true DE946589C (de) 1956-08-02

Family

ID=7214662

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEK15677A Expired DE946589C (de) 1952-10-02 1952-10-02 Vorrichtung zur Drehzahlregulierung bzw. -ueberwachung, insbesondere bei Dampfturbinen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE946589C (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2973771A (en) * 1959-02-04 1961-03-07 Carrier Corp Shaft speed limiting apparatus
DE1157925B (de) * 1958-05-21 1963-11-21 Bergmann Borsig Veb UEberdrehzahlschalter fuer Dampf-, Gas- oder Wasserturbinen
DE1202039B (de) * 1960-10-19 1965-09-30 Garrett Corp Zentrifugal-Drehzahlmesswerk
DE1267009B (de) * 1961-04-21 1968-04-25 Pametrada Res Station Hoechstdrehzahl-Geber

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1157925B (de) * 1958-05-21 1963-11-21 Bergmann Borsig Veb UEberdrehzahlschalter fuer Dampf-, Gas- oder Wasserturbinen
US2973771A (en) * 1959-02-04 1961-03-07 Carrier Corp Shaft speed limiting apparatus
DE1202039B (de) * 1960-10-19 1965-09-30 Garrett Corp Zentrifugal-Drehzahlmesswerk
DE1267009B (de) * 1961-04-21 1968-04-25 Pametrada Res Station Hoechstdrehzahl-Geber

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE946589C (de) Vorrichtung zur Drehzahlregulierung bzw. -ueberwachung, insbesondere bei Dampfturbinen
DE2055961C2 (de) Brennstoffregeleinrichtung
DE1626128A1 (de) Brennstoffsystem fuer Gasturbinenstrahltriebwerke
DE1299172B (de) Regelvorrichtung fuer Gasturbinenanlagen
DE2303974C3 (de) Brennstoffversorgungsanordnung für ein Gasturbinen-Triebwerk
EP0822332B1 (de) Wasserkraftanlage
DE1290373B (de) Brennstoffregelanlage fuer Gasturbinentriebwerke
DE909655C (de) Vorrichtung zur Drehzahlregelung bzw. -ueberwachung
DEK0015677MA (de)
DE560954C (de) Einrichtung zum Schubausgleich bei Dampfturbinen im UEberlastbetrieb
DE2429583C2 (de) Sicherheitsvorrichtung
DE729731C (de) Einrichtung zur Regelung von durch eine Hilfsturbine angetriebenen Kesselhilfsmaschinen
DE1576144A1 (de) Automatische Steuerung fuer einen hydraulischen Stell- oder Arbeitskolben
AT208791B (de) Regelvorrichtung für Wasserturbinen
DE1233269B (de) Hydraulischer Drehzahlregler
DE708752C (de) Regelvorrichtung fuer zum Antrieb von Generatoren dienende Kraftmaschinen, insbesondee Turbogeneratoren
DE725037C (de) Aus einer Hochdruckkesselbatterie mit geringem Fassungsvermoegen gespeiste Anzapfdampfturbine
DE1426850C (de) Hydraulische Regeleinrichtung fur Dampfturbinenanlagerf mit Zwischenuber hitzer
DE562504C (de) Regelungseinrichtung fuer Dampfkraftmaschinen, insbesondere Dampfturbinen
DE519191C (de) Gasturbinenanlage, bei der die Abgase einer vorgeschalteten Brennkraftmaschine die Treibgase fuer die Gasturbine bilden
DE488349C (de) Sicherungseinrichtung fuer mit Waermespeicher versehene Kraftanlagen, insbesondere Dampfturbinenanlagen
DE2411342C2 (de) Vorrichtung zur Begrenzung der Drehzahl einer Brennkraftmaschine in Abhängigkeit vom Schmieröldruck
AT116937B (de) Öldruck-Geschwindigkeitsregler für bedienungslose Wasserkraftanlagen.
DE2172C (de) Regulir- und Absperr-Apparat für Dampfmaschinen
DE2800029A1 (de) Fliehkraftregler