DE1576153A1 - Hydraulisch angetriebenes Regelorgan,insbesondere zur Regelung von Dampfturbinen - Google Patents

Description

• ,iiy,#dr,ialtiliz#äh #a"ngetrii.--eb-e.nes Insbesondere

  zur Regel,#un.S "n .>ep#ftui rbiln, en 0-

  ,Die ErfIndung bezieht -auf ihy,,draull.s!äh angetriebene Re#8.el#or.,g;a.ne"

  i-,insbee,ond-er,-e zur Ktäftmau,chln#,en#,r egelun-&,b Es ist weit.ge-hend i'Ubll:ch,

  bei der.artIgeh 'RegejüentlIM üle Stellkräfte durch Kolber#entrl-ebe

  ,zu -er-zeu, gen- und jdabel, dIe'se X-r#äfte durch zwel-Aeit1.,ge Be,a.u»-tz#ahI,,ägung

  deg duräh eln, JDrutktmitt,,e.li" -Insbesondere -Dr.u!ckbl,

  zu er..#zeu,#gen, Werden bei derartigen wenn .sie füm grUße.

  Y,e DurchflußImerigen und b-e-stfnlüit eind und mlich --Infolgedessen

  ,groß:e-jA-.*bme#s:aunge,n und Kräfte ergebep, b#e,zügli#äh der -,Schalt-ge-sähw.Indig-"

  keit in der einen Richtung, beispielsweise für das SchließLin der

  Ventile größere AnsprUche gestellt, so hat dies zur Folge, daß die

  Druckmittelanlage für die Erzeugung einer sehr hohen Druäkmittelmenge

  ausgebildet, d.h. eine hohe Pumpenleistung vorgesehen werden 'm , Uß»

  Unter Beräckgichtigung dieser erweisen- #sich Ventilen-

  triebe als günstiger, bei dänen- in an sich bekannter Weise der

  Verschlußkörper des Ventils in der einen Rlichtung, in. der bezüglich

  der Schaltgeschwindigkeit :keine größeren Ansprü,(ihe gestellt werden,

  einen druckmittelbeaufschlagten Antriebskolben. dagegen Ln

  der anderen Richtung durch die Kraft ein-,er in, entgegengesetzter

  Richtung wirkenden -,Feder oder Feder.kombination -,mit hhäher Scheltge-

  schwindigkeit betätIst wird. Eine dera.ritize Ausbildung der Ventil-

  .antriebe gestattet "es, auch bei VentlIen für sehr große Durchfluß-

  .me,ng"en mIt einer verhältnIsmäßig lkl--,e-i,,nen- Dr.uckmitt-elierzeu,,#,g-.u,#n,gsenlcijKe

  ggel n es V, 'n "g,#eh luß

  auszukammen und dabei 17..obe "Sc#haltge;schwi-.n.di"# k te-- d ert, 1

  körpers, in Üer ein"en'Bewegungarii,6h.t#un"g. z..B,#. beim Sehließenr, SIChher,-

  Zustellen-" wie dies besonders bei Kraftmäschlnen ter --den Pail e In, L.

  schnellen Abs,chaltuung gefordert wIrd.

  Die Erfindung geht -davon a.usi -daß dIe "Betri,ebssidher-h-i-6i#t derartlger

  Ventil,e bei Dur#ch-fÜh-rung schneller Schaltvorghnge #d.,u-re#h Pederkraft

  durch Kluemmen besenders der V.entllä.'oiiidel x intrage ,gestellt werden -

  kanm. Dar Erfindung .daher! dIe Aufgabe f'Zug#,ruy##de". -,die Schalt.,

  alEcherhelt derartiger VentlIe .ö . h--ne teel#nteächtig#ung der MähIgkelt

  zum sch-neillen 'Schalten #durCh Federkräft Aegeltall zu erh en-.

  Die Erfindung sieht zur Msung dieser Aufgabe vor, daß der Ventil-

  antrieb, bestehend aus einem druckmittelbeaufschlagten Antriebskolben

  und einer in entgegengesetzter Richtung,wirkenden Feder, mit einem

  Zusatzantrieb 'zur Erzeugung einer die Federkraft unterstUtzenden

  Zusetzkraft versehen ist, der bei normalem Betrieb unwirksam ist

  und bei Abweichen der Antriebskolbenstellung von der durch einen

  Hilfskolben angesteuerten Stellung um einen bestimmten Betrag durch

  Öffnen eines Druckmittelkreises die Erzeugung einer die Federkraft

  unterstützenden Schaltkraft ermöglicht.

  Ein6 besonders einfache und.vorteilhafte Verwirklichung dieses Ge-

  dankens wird gemäß der weiteren Ausgesteltung der Erfindung dadurch

  erzielt,-daß der Zusatzantrieb zwischen Hilfssteuerkolben und An-

  triebskolben angeordnet ist und durch eine entsprechende Ausbildung

  der genannten Teile in der Weise gebildet wird, daß eine dem Zy-

  linderrläum des Antriebskolbens abgewandte Fläche des Antriebakolbenti

  zusammen mit eineffi..-vorzugsweise an die-Kolbentläche angesetzten

  Zylinderte-il -und-mit-,.ei-nem"_gleichzeitig #Druckmitte14bläutschlitze,

  für,de,n--Ant.ri-elb-äz-'yli#ndei7-Steuerriden#Ni-ltskölben -nen.Zugiit-ziKehilt-#-

  zyllnder bildet. Der lAtZtere ist normalerweise durch Kanäle- Inner-

  halb des in Grenzen-Ver-gählebbären--Ilil:täkolbenn durch einen-SteUer-

  #teil mit einem DrUökmitteiabla,uf verbun- den, wird Jedoc. h be 1 v 0 n

  der angesteuerten Bewegung abweichender Bewegung des Antr,iebäkolbens

  über Steuerquerschnitte mit der DruckmittelzUfuhr verbunde-w--und

  ermöglicht somit die Erzeugung -einer, die-- Pederkreilt -u;nter'stüizen-di§n

  .zusätzlichen Druökmitt#lk'raft#.

  Gemäß der weiteren Ausgestaltung- der Erfindung kann die Steuerung des Zusatzantriebes dadurch erfolgen, daß ein die Steuerung des Hilfskolbens ermöglichender, z.B. durch einen Regler hydraulisch oder mechanisch gesteuerten Regelschieber mit- einem zusätzlichen Steuerteil versehen ist, durch welchen bei normaler Arbeitsweise des Regelventilantriebs der Druckinittelraum des Zusatzantriebs mit einem Druckmittelablauf verbunden wird, jedoch bei Bewegung des Regelschiebers in die eine schnelle Umsteuerung des Ventils, z.B. in die Abschlußstellung bewirkende-Lage, bei unterschiedli-cher Bewegung des Hilfskolbens gegenüber dem Antriebskolben um ein vorbestimmtes Maß di e#Iruckmittelzufuhr über die Kanäle des Hilfskolbens zu dem Druckmittelraum-des Zusatzantriebs freigegeben wird.
• Im folgenden soll die- Erfindung näher a nhand eines Ausführungsbeispieles erläutert werden, das in der Zeichnung-dargestellt ist. In der einen Querschnitt durch Ventil und Antrieb wiedergebenden Figur bedeutet 1 das Ventilgehäuse, 2 den Ventilteller. Der Ventilteller 2 wird mittels de'r Spindel angetrieben, die an. ihrem rechten Ende einerseits von einem-druckmittelbeaufschlagten Antriebskolben 4, andererseits in entgegengesetzter Richtung durch eine Feder 5 angetrieben werden kann. Letztere liegt in dem Ventilgehäuseraum 6 und greift mit ihrem einen Ende-an dem Spindelbund 3a, mit ihrem anderen Ende an dem Trennwandteil 7 zwischen dem Ventilgehäuseraum 6 und dem Zylindergehäuse 8 des hydraulischen Antriebs an. Der Antriebskolben 4 wird beim Öffnen des Ventils gegen die Kraft der Feder 5.durch ein flüssiges Druckmittel, z.B. Drucköl, in dem Zylinderraum 10 bewegt. 11 bedeutet einen Hilfskolben. Letzterer steuert mit seinem Teil lla-Ablaufschlitze l_3 in'dem Antriebskolben-4. Das Druckmittel wird dem Raum 10 links des Antriebskol.bens 4 über eine Druckmittelleitung 14, z.B. in der.Wand des Zylinders 8, zugeführt. 15 ist ein In die Leitung 14 eingeschalteter, Dros,selquerschnitti Die Leitung 14 mündet in den links von dem

  Steuerteil 1141des HI-lfskolbens 11 befindlichen Druckraum 16 ein.

  Mit 17 Ist ein rechts des Steuerteils llb liegender Druckraum bezeichnet. Den beiden Druckräumen 16 bzw. 17 kann je nach Verstellung eines flegelächiebers 18 Uber von dessen Steuerkantenabschnitt 18a geöffnete Schl itze von der Druckmittelzuleitung 19 ,Drucköl entweder links oder rechts des Steuerteiles llb zugeführt. werden, wobei der jeweils nicht mit de.m Druckmittel beaufschlagte R.aum 16 bzw. 17.mittels der weiteren Steuerteile 18b, #8e des Regelschiebers 18 mit Ablaufleitungen 20 verbünden werden kann. Der Regelschieber 18 ist an der Stirnseite des Teiles 18e von einem-flüssigen über die Leitung 21 zugeführten Druckmittel beaurschlagt, dessen Druck beispielsweise durch Öffnen oder Schließen von Ab- laufquerschnitten durch einen Geschwindigkeitsregler (-nicht dargestellt) verändert wird.
• Je nach dem,Druck des die Stirnseite des Steuerschiebers In dem-Räum.e18f beaufschlagenden Druckmittels kann der Regelschieber 18 gegen die Kraft der Feder 22 verschoben werden. Durch die auf diesem Wege reglerabhängig eintretenden Verschiebungen wird abwechselnd der Druck in den Räumen 16,17 zu beiden Seiten de-s Hilfskolben-Steuerteils llb geändert und der.Hilfskolben-li verschoben. Durch eine mechaniä'che Rückführung 2_3 können die Ausschläge des Hilfskolbens 11 den Druckmitteländerungen In dem Druckraum 18f bzw. Impul.c des die Steuerung beherrschenden Reglers proportional gemacht werden.
• Infolge Änderung der Uberdeckung des 'jteuerteiles lla und der Ab- laufschlitze 13 des Antriebskolbens wird jeweils der Druck in dem Kolbenraum 10 so-geändert, däß der Ventil«antriebskolben 4 Infolge des Zusammenwirkens der K.,lbenkraft und der Federkraft genau der Bewegung des Hilfskolbens-11 entsprechend.dessen Verstellung durch den Steuerschieber 1ö" folgt.

  Die Erfindung sieht nun vor, daß der von der rechten Stirnfläche 4C

  des Antriebskolbens 4,dem daran angesetzten zylindrischen Kolbenteil 4a und-der Stirnfläche des Hilfskolbenteils lla umgrenzte Raum 24 entweder mit einem Ablauf oder mit einer Druckmittelzufuhr verbunden werden kann. Zu diesem Zwecke ist in dem Hilfskolben 11,ein Kanalsystem 25 vorhanden, da mit dem Raum 26 innerhalb des de n Regelschieber 18 einschließenden Gehäuseteiles In Verbindung steht. Dieser Raum 26 kann durch die Steuerkanten 18e, 18c entweder mit dem Ablauf 20 oder mit den Druckmittelzuleitungskanälen 29 und 19 verbunden werden.
• Die Wirkungsweise des erfindungsgemäß ausgebildeten Ventilantriebs ist nun folgende: * Erfolgt eine-plötzliche Absenkung des Steuermitteldruckes, z.B. im--Falle-der Vollästabschaltung, so wandeit der Regelschieber 18 rasch in seine linke Endlage. Dem Druckmittelraum 17 rechts des Hilfskolbensteuerteiles lla wird bei gleichzeitigem Anschluß des Raumes 16 an den-Ablauf 20 Uber die Leitung 19 unverzüglich das Druckmittel -zugeführt,.so daß der Hilfskolben 11 nach links verschoben wird, Die Bewegung-de's Hilfskolbens 11 kann mit hoher Geschwindigkeit erfolgen, da infolge der Stellung des Regelschiebers -18 der Druckmitt - elrauffi 24 über Kanal 25 und den Raum 26 durch Freigabe eines Ablaufquerschnittes durch den Regelschieberteil 18b zunächst mit-dem Ablauf verbunden ist und etwa Vorhandene Druckmittel-.flüssigkeit aus. -dem Raum 24 schnell abströmen kann. Norm»alerweise wird nun..durch die Kraft-der Feder 5 das unter dem Antriebskolben 4 in dem-,Raum 10 befindliche Druckmittel sehr schnell-durch die frei-&#geb-enen großflächige'n Ablaufschlitze 13 in den Ablaufkanal 30 gedrückt und-der Kolben 4 nach links verschoben. Das Ventil wird dann mit hoher--Geschwindigkeit in kurzer Zeit geschlossen.
• Tritt nun bei einer Vollastabschaltung der Fall ein, daß Infolge Klemmens, insbesondere d-er Ventilspindel*, der Antriebskolben 4 mit der Spindel 3 dem-Hilfskolben 11 nicht folgen kann, so wird infolge der erfindungsgemäßen Einrichtung nunmehr auf den Kolben 4 durch den Zusatzantrieb eine zusätzliche Kraft ausäeübt. Dies erfolgt dadurch, daß der Regelschieber 18 unter der Wirkung de r Rüökführfeder 22 in seine linke Endlage geführt wird und dadurch der-Ablauf aus dem Raum 24 durch den Steuerkantenteil 18c nach 20 abgesperrt und Raum 24 mit den Druckmittelzuleitungen 29 und -19 verbunden wird. Der in der Kammer 24 Uber Kanal 25, Raum 26 aufgebaute-Druck schiebt nunmehr zunächst den Hilfskölben' 11 nach rechte gegen den Anschlag _32. Anschließend wird der Antriebskolben 4 durch den im Raum 24 befindlichen Druck nach links bewegt, wobei eine die Kraft der Feder 5 unterstützende Kraft a'uf Kolben 4 und Spindel ausgeübt wird.
• Durch-eine geeignete Abstimmung des-bei der Zusatzsteuerung ausgenutzten Öldruckes wiM die Erzeug'ung sehr hoher kusschaltkräfte möglich gemacht, sozdaß bei einem etwaigen Hängenbleiben ein Schließdn des-Ventils sichergestellt ist.
• Einzelheiten des beschriebenen Regelorgans können abgeändert werden. S-o ist es beispielsweise möglich, die Erfindung auch bei Regelorganeri mit einem.Drehkolbenentrieb anzuwenden.

Claims (2)

1. P a t e n t a n s p r U'c h e ydraulisch betätigtes Regelorgan, insbesondere Kraftmaschinenregelventil, mit Betätigung des Verschlußkörpers beim Öffnen und SchlLeßen durch-die aneinandergegenwirkenden Kräfte einer Feder und eines drückmittelbeaufschlagten Antriebsko lbens, bei welcher der auf den Kolben wirkende-Druck nach dem Folgeprinzip über wenigstens einen, von einem Hilfskolben gesteuerten Ablaufquerschnitt entsprechend der Verstellung des Hilfskolbens verändert und der letztere durch ein Regelorgan gesteuert wird, dadurch gekennzeichnet, daß der druckmittel#eaufschlagte Antriebskolben_ miteinem Zusatzantrieb.zur Erzeugung einer die Federkraft unterstUtzenden Zusatzkraft versehen-ist, der bei normälem Betrieb unwirksam ist und bei Abweichung der Antriebskolbenstellung von der durch den Hilfskolben angesteuerten . Stellung um einen bestimmten Betrag durch Öffnen eines Druckmittelkreises die Erzeugung einer die Federkraft unterstützenden Schaltkraft ermöglicht.
2. 2. Regelorgan nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß der-Zusatzantrieb zwischen Ililfssteuerkolben und Antriebskolben angeordnet ist und durch eine entsprechende Ausbildung der genannten Teile in der Weise gebildet wird, daß eine dem Zylinderraum des Antriebskolbens abgewandte Fläche des Antriebskolbens -zusammen mit einem vorzugsweise an die Kolbenfläche angesetzten Zylinderteil und mit einem, gleich--eItig Druckmittelablaufschlitze für.den Antriebszylinder steuernden Hilfskolben einen ZusatzschaltzylLnder bildet? der normalerweise durch Kanäle innerhalb des in Grenzen ver -schiebbaren Hilfskolbens durch einen Steuerteil mit einem Druckmittelablauf verbunden ist, jedoch bei von-der angesteuerten Bewegung abwe ichender Bewegung des Antriebskolbens über Steuerquerschnitte mit der Druckmittelzufuhr verbunden wird und somit die Erzeugung einer die Federkraft unterstützenden zusätzlichen Druckmittelkraft ermÖglicht. Regelorgan nach Anspruch-1, dadurch gekennzeichnet, daß ein die Steuerung des-Hilfskolbens ermögl ichender, z.B. durch einen Regler hydraulisch oder mechanisch gesteuerten I#egelschieber mit einem zusätzlichen Steuerteil versehen ist, durch welchen bei normaler Arbeitsweise des Regelventilantriebs der Druckmittelraum des ZusatzantrIebs mit einem Druckmittelablauf verbunden ist, jedoch bei Bewegung des Regelschiebers in die eine schnelle Umsteuerung des Ventils, z.B. in die Abschlußstellung bewirkende Lage, bei unterschiedlicher Bewegung des Hilfskolbens gegenüber dem Antriebskolben um ein vorbeätimmtes Maß die Druckmittelzufuhr über die Kanäle des Hilfskolbens zu dem Druckmittelraum des Zusatzantriebe freigegeben wird.