DE509496C

DE509496C - Speed setting device for unattended water power plants with speed controller and hydraulic servo motor

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Publication number: DE509496C
Application number: DEG73642D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-06-09
Filing date: 1928-06-19
Publication date: 1930-10-11

Description

Drehzahlstellvorrichtung für bedienungslose Wasserkraftanlagen mit Geschwindigkeitsregler und hydraulischem Servomotor Die Erfindung betrifft eine Drehzahlverstellvorrichtung für bedienungslose Wasserkraftanlagen mit Geschwindigkeitsregler und hydraulischem Servomotor, die durch das zum Betriebe des Reglerservomotors dienende Druckmittel bewegt wird und durch die behufs Parallelschaltens die Drehzahl der Kraftmaschine zwischen einer Höchst- und einer Mindestdrehzahl selbsttätig verstellt wird.Speed setting device for unattended hydropower plants with Speed controller and hydraulic servo motor The invention relates to a Speed adjustment device for unattended hydropower plants with speed controller and hydraulic servo motor, which is used by the one used to operate the governor servo motor Pressure medium is moved and by the parallel switching the speed of the Power machine automatically adjusted between a maximum and a minimum speed will.

Insbesondere für die Verwendung in bedienungslosen WasserkraftanlagensindbereitsDrehzahlverstellvorrichtungen für Kraftmaschinen mit Geschwindigkeitsregler und hydraulischem Servomotor bekannt geworden, bei denen zum Zwecke des Synchronisierens der Maschine behufs Parallelschaltung die genannte Drehzahlverstellvorrichtung durch einen Elektromotor bewegt wird, wobei dieser Motor durch besondere Abschaltvorrichtungen bei Erreichung einer bestimmten Höchst- bzw. Mindestgeschwindigkeit umgeschaltet wird, so daß durch denselben die Geschwindigkeit der Kraftmaschiene so lange zwischen einer Höchst- und einer Mindestgeschwindigkeit verstellt wird, bis die Maschine durch ein automatisches Parallelschaltrelais aufs Netz geschaltet ist. Alsdann wird, wiederum durch ein besonderes elektrisches Relais, die Drehzahlverstellvorrichtung der Kraftmaschine auf die höchste Geschwindigkeit eingestellt, wodurch die parallel geschaltete Maschine belastet wird.Speed adjustment devices are already available, especially for use in unattended hydropower plants known for prime movers with speed controllers and hydraulic servo motors become, in which for the purpose of synchronizing the machine for the purpose of parallel connection said speed adjusting device is moved by an electric motor, wherein this engine by special cut-off devices when reaching a certain Maximum or minimum speed is switched, so that the same the The speed of the engine is between a maximum and a minimum speed is adjusted until the machine is activated by an automatic parallel switching relay Mains is switched. Then, again by means of a special electrical relay, the speed adjustment device of the engine to the highest speed set, whereby the machine connected in parallel is loaded.

Im weiteren ist es zum Synchronisieren von Wasserkraftmaschinen bekannt geworden, eine Drehzahiverstellvorrichtung zu verwenden, die durch das zum Betriebe eines Reglerservomotors dienende Druckmittel bewegt wird. Dabei erfolgt eine Ferndrehzahlverstellung jeweils dadurch, daß ein Fernsteuerventil durch ein Handrad verstellt wird, wobei eine Drehzahländerung nach Maßgabe der Stellung des Handrades bewirkt und jeder Stellung des Handrades eine neue Beharrungsdrehzahl der Wasserkraftmaschine zugeordnet wird, die so lange keine Änderung erfährt, als das Handrad nicht wieder verstellt wird.It is also known for synchronizing water power machines become to use a speed adjuster that is made to operate by that a regulator servomotor serving pressure medium is moved. A remote speed adjustment takes place each in that a remote control valve is adjusted by a handwheel, wherein causes a speed change according to the position of the handwheel and each Position of the handwheel assigned a new steady-state speed of the water power machine which is not changed as long as the handwheel is not adjusted again will.

Solchen Vorrichtungen gegenüber bietet eine Drehzahlverstellvorrichtung nach vorliegender Erfindung wesentliche Vorteile. Diese Drehzahlverstellvorrichtung wird gemäß vorliegender Erfindung von einer Nebenhilfsmaschine angetrieben, deren Steuerung kraftschlüssig durch Hebel und Anschläge umgestellt wird, und zwar so lange, als die Leerlauföffnung der Kraftmaschine nicht um einen bestimmten Betrag überschritten ist. Eine solche Drehzahlverstellvorrichtung gestattet, den großen Vorteil zu erreichen, daß vom Augenblick an, in dem das Drucköl für die Betätigung dieser Vorrichtung zur Verfügung steht, bis zur erreichten völligen Belastung der Kraftmaschine nach erfolgter elektrischer Parallelschaltung alle erforderlichen Vorgänge durch die Drehzahlverstellvorrichtung selbst ausgelöst und durchgeführt werden, ohne daß dafür das Eingreifen irgendwelcher elektrischer Apparate oder eines Bedienungsmannes nötig ist. Sie eignet sich infolgedessen insbesondere für bedienungslose Wasserkraftanlagen.Opposite such devices offers a speed adjustment device essential advantages according to the present invention. This speed adjustment device is driven according to the present invention by a secondary auxiliary machine whose Control is positively switched by levers and stops, and so long than the engine idle opening by a certain amount exceeded is. Such a speed adjustment device allows the great advantage to be achieved that from the moment the pressure oil is used to operate this device is available until the engine is fully loaded carried out electrical parallel connection all necessary processes by the Speed adjustment device itself triggered and carried out without it the intervention of any electrical apparatus or an operator is necessary is. As a result, it is particularly suitable for unattended hydropower plants.

Zweckmäßig werden bei dieser Drehzählverstellvorrichtung noch Drosselvorrichtungen vorgesehen, um die Geschwindigkeit einzustellen, mit welcher die Drehzahlverstellvorrichtung durch das Druckmittel betätigt wird. Dadurch wird es möglich, die Geschwindigkeit, mit welcher die Drehzahlverstellvorrichtung wirkt, den besonderen Verhältnissen (Schwungmassen, Turbinenleistung usw.) der einzelnen Anlagen anzupassen und so das Durchschreiten der synchronen Drehzahl mit dem günstigsten Beschleunigungsgrad zu ermöglichen.Throttle devices are also expedient in this rotary counting adjustment device provided to adjust the speed at which the speed adjustment device is actuated by the pressure medium. This makes it possible to increase the speed with which the speed adjustment device works, the special conditions (Centrifugal masses, turbine power, etc.) to adapt to the individual systems and so that Passing through the synchronous speed with the most favorable degree of acceleration enable.

Der hydraulische Servomotor der Regelungsvorrichtung kann zweckmäßig mit einer Vorrichtung ausgerüstet sein, welche die Steuerung der Drehzahlverstellvorrichtung in einer solchen Stellung verriegelt, daß eine Umstellung im Sinne der Erniedrigung der Drehzahl verhindert ist, sobald die Leerlauföffnung der Kraftmaschine um einen bestimmten Betrag überschritten wird.The hydraulic servomotor of the control device can expediently be equipped with a device that controls the speed adjustment device locked in such a position that a change in the sense of humiliation the speed is prevented as soon as the idle opening of the engine by one certain amount is exceeded.

Die Figuren zeigen beispielsweise eine Ausführungsform einer Drehzahlverstellvorrichtung gemäß der Erfindung, wobei die zum Bewegen der Drehzahlverstellvorrichtung dienende Vorrichtung, auf welche das zum Betriebe des Reglerservomotors dienende Druckmittel einwirkt, als Nebenservomotor ausgebildet ist.The figures show, for example, an embodiment of a speed adjustment device according to the invention, the serving for moving the speed adjusting device Device on which the pressure medium used to operate the governor servomotor acts, is designed as a secondary servo motor.

Fig. i zeigt die verschiedenen Teile in der Lage, die sie bei Leerlauföffnung der zu regelnden Maschine einnehmen, während Fig. 2 die verschiedenen Teile in der Lage zeigt, die sie bei verriegelter Lage des Steuerventils des Nebenservomotors nach Überschreiten der Leerlauföffnung der Kraftmaschine um einen bestimmten Betrag einnehmen.Fig. I shows the various parts in the position that they are in idle opening occupy the machine to be controlled, while Fig. 2 shows the various parts in the Location shows that they are in the locked position of the control valve of the auxiliary servomotor after exceeding the idle opening of the engine by a certain amount take in.

In den Figuren ist i eine als Wasserturbine ausgebildete Kraftmaschine, welche vermittels eines Regulierringes 2 und eines Gestänges 21 durch einen Servomotor 3 reguliert wird. Dieser Servomotor steht unter dem Einfluß eines Steuerschiebers q., welcher unter Vermittlung eines Gestänges 41 vom Fliehkraftregler 5 gesteuert wird. Das Drucköl zum Bewegen des Servomotors 3 wird von einer Zahnradpumpe 6 durch eine Leitung 8 zu dessen Steuerschieber q. gefördert. An die Leitung 8 ist eine Leitung 9 angeschlossen, welche zu einem Steuerschieber 7 eines Nebenservomotors 13 führt. Vom Steuerschieber 7 gehen zwei Leitungen 18 und ig zu den Räumen ii und iia unter bzw. über dem im Zylinder des Nebenservomotors 13 beweglichen Kolben 12. Dieser Kolben 12 bildet mit seiner Kolbenstange 15 eine auf den Punkt 17 des Reglergestänges einwirkende Vorrichtung zur Verstellung der Geschwindigkeit der Kraftmaschine, deren Wirkung bekannt ist. Je höher die Stellung des Punktes 17 ist, eine um so höhere Lage muß die Muffe 2o des Fliehkraftreglers 5 einnehmen, damit bei einer bestimmten Stellung des Servomotorkolbens 31 der Steuerschieber q. in Mittelstellung ist. Es folgt daraus, daß die eingestellte Geschwindigkeit der Turbine i um so höher sein muß, je höher der Punkt 17 steht.In the figures, i is a power machine designed as a water turbine, which is regulated by a servomotor 3 by means of a regulating ring 2 and a linkage 21. This servomotor is under the influence of a control slide q. Which is controlled by the centrifugal governor 5 by means of a linkage 41. The pressure oil for moving the servo motor 3 is supplied by a gear pump 6 through a line 8 to its control slide q. promoted. A line 9 , which leads to a control slide 7 of a secondary servomotor 13, is connected to the line 8. Two lines 18 and ig go from the control slide 7 to the spaces ii and iia below or above the piston 12 which is movable in the cylinder of the auxiliary servomotor 13 the prime mover, the effect of which is known. The higher the position of the point 17, the higher the position the sleeve 2o of the centrifugal governor 5 must occupy, so that at a certain position of the servomotor piston 31 the control slide q. is in the middle position. It follows from this that the set speed of the turbine i must be higher, the higher point 17 is.

In der in Fig. i gezeichneten Stellung steht der Kolben 31 des Servomotors 3 auf Leerlauföffnung der Turbine i. Der Raum iia über dem Kolben ia des Nebenservomotors i3 erhält Drucköl durch die Leitung 18, während der Raum ii unter dem Kolben 12 durch Leitung ig mit einer Ablaufleitung g 1 für das zum Betriebe des Reglerservomotors3und desNebenservomotors 13 dienende Druckmittel in Verbindung steht. Der Kolben 12 bewegt sich daher unter dem Einfluß des Öldruckes von oben nach unten. Diese Bewegung wird so lange dauern, bis die Kolbenstange 21 des Steuerschiebers 7 durch einen auf einen Anschlag 23 dieser Stange wirkenden Mitnehmer 22 der Kolbenstange 15 so weit nach unten bewegt worden ist, daß die Leitung ig mit der Druckleitung g und die Leitung 18 mit der Ablaufleitung 9i verbunden wird. Damit eine mit dem Steuerschieber 7 verbundene Stange 21 nicht etwa in Mittelstellung des Ventiles 7 stehenbleibt, ist eine Vorrichtung 24 beliebiger bekannter Bauart vorgesehen, die bewirkt, daß die Stange 21 bei Erreichung der Mittelstellung des Schiebers 7 nach der anderen Seite umschnappt. Der Kolben 12 geht alsdann unter dem Einfluß des Öldruckes wieder nach oben, bis der Mitnehmer 22 auf einen Anschlag 25 der Stange 2i trifft. Die Stange 21 wird dann wieder nach oben in die in Fig. i gezeichnete Lage mitgenommen, und die Bewegung des Kolbens 12 von oben nach unten wiederholt sich. Das dauert so lange weiter, bis die Parallelschaltung der Turbine :i in nicht gezeigter Weise erfolgt ist.The piston 31 of the servomotor is in the position shown in FIG 3 on idle opening of the turbine i. The space iia above the piston ia of the auxiliary servomotor i3 receives pressurized oil through line 18, while space ii under piston 12 through line ig with a drain line g 1 for the operation of the controller servo motor 3 and of the secondary servomotor 13 is in communication. The piston 12 moves therefore under the influence of the oil pressure from top to bottom. This movement will take so long until the piston rod 21 of the control slide 7 by one on one Stop 23 of this rod acting driver 22 of the piston rod 15 so far has been moved below that the line ig with the pressure line g and the line 18 is connected to the drain line 9i. So that one with the control slide 7 connected rod 21 does not stop approximately in the middle position of the valve 7 is a device 24 of any known type is provided which causes the Rod 21 on reaching the middle position of the slide 7 to the other side snaps. The piston 12 then slows down again under the influence of the oil pressure up until the driver 22 hits a stop 25 of the rod 2i. The pole 21 is then taken back up into the position shown in FIG the movement of the piston 12 from top to bottom is repeated. It takes so long continue until the parallel connection of the turbine: i takes place in a manner not shown is.

Um die Geschwindigkeit, mit welcher sich der Kolben 12 bewegt, und damit die Beschleunigung der Kraftmaschine i einstellen zu können, sind die beiden Drosselvorrichtungen io in den Leitungen 18 und ig vorgesehen.To the speed at which the piston 12 moves, and so that the acceleration of the engine i can be adjusted, the two are Throttle devices io provided in lines 18 and ig.

Solange die Parallelschaltung nicht erfolgt ist, verändert der Servomotorkolben 31 infolge der Bewegungen des Kolbens 12 seine Lage nur unwesentlich, da der Fliehkraftregler 5 den Bewegungen des Punktes 17 unmittelbar folgt. Sobald jedoch die Parallelschaltung erfolgt ist, wird die Geschwindigkeit der zugeschalteten Turbine i durch das Netz gehalten. Der Fliehkraftregler 5 folgt den Bewegungen des Punktes 17 nicht mehr, und bei der nächsten Aufwärtsbewegung des Kolbens 12 wird daher durch die Verstellung des Steuerschiebers q.nach unten, wobei der Raum unter dem Servomotorkolben31 Druck erhält, dieser Kolben nach oben gehen. Die Turbine i wird dadurch geöffnet. Gleichzeitig wird eine starr mit dem Servomotorkolben 31 verbundene Stange 26 mit Gleitbahn 27 nach oben verstellt und ein mit dieser Gleitbahn zusammen arbeitender Verriegelungshebel 28 in eine neue, aus Fig. 2 ersichtliche Lage gebracht, in welcher er auf einen Anschlag 29 der Stange 21 drückt und diese dauernd in der unteren Lage hält, in welcher der Raum ii unter Öldruck steht, so daß der Kolben 12 die in Fig. 2 gezeichnete höchste Lage dauernd beibehält. Der AIitnehmer 22 nimmt dann den Anschlag 25 unter stärkerer Zusammendrückung einer auf ihn einwirkenden Feder 3o allein nach oben mit, während die Stange 21 in der unteren Lage verharrt. Die Drehzahlverstellvorrichtung 15, 17 der Kraftmaschine i bleibt nun dauernd auf Höchstgeschwindigkeit eingestellt, solange die Leerlauföffnung der Maschine um den festgesetzten bestimmten Betrag überschritten ist.As long as the parallel connection has not been made, the servomotor piston changes 31 as a result of the movements of the piston 12 its position only insignificant, since the governor 5 follows the movements of the point 17 immediately. As soon However, the parallel connection is done, the speed of the connected Turbine i held by the grid. The governor 5 follows the movements of the Point 17 no longer, and with the next upward movement of the piston 12 therefore by moving the control slide q downwards, whereby the space is below If the servomotor piston 31 receives pressure, this piston will go up. The turbine This will open i. At the same time, one becomes rigid with the servomotor piston 31 connected rod 26 with slide 27 adjusted upwards and one with this slide interlocking lever 28 working together in a new one, which can be seen from FIG Brought position in which he presses on a stop 29 of the rod 21 and this keeps permanently in the lower position in which the space ii is under oil pressure, so that the piston 12 permanently maintains the highest position shown in FIG. Of the A driver 22 then takes the stop 25 with greater compression of a acting on him spring 3o alone upwards, while the rod 21 in the lower position persists. The speed adjustment device 15, 17 of the engine i now remains set to maximum speed as long as the idle opening is active the machine is exceeded by the specified amount.

An Stelle des Nebenservomotors 12, 13, welcher zum Bewegen der Drehzahlverstellvorrichtung 15, 17 dient, kann z. B. auch ein auf die Stange 15 aufgekeiltes Kreiselrad vorgesehen werden, das veranlaßt wird, in verschiedener Richtung zu drehen (Fig. 3).Instead of the auxiliary servomotor 12, 13, which is used to move the speed adjustment device 15, 17 is used, z. B. also a keyed on the rod 15 impeller is provided which is made to rotate in different directions (Fig. 3).

Claims

PATENT CLAIMS: i. Speed adjustment device for unattended Hydropower plants with speed controller and hydraulic servo motor that is moved by the pressure medium used to operate the governor servomotor and by means of parallel connection the speed of the engine between one Maximum and a minimum speed is automatically adjusted, characterized by a secondary auxiliary machine (11, 12, 13), the control (7) of which is force-locked by levers and stops (22, 23, 25) is changed over, as long as the idle opening of the engine is not is exceeded by a certain amount.

2. Speed adjustment device according to Claim i, characterized by throttle devices (io) known per se which sets the speed at which the speed adjustment device (15, 17) is to be moved by the pressure medium.

3. Speed adjustment device according to claims i and 2, characterized in that the servomotor of the control device is equipped with a device (26, 27, 28, 29) that controls the speed adjustment device locked in such a position that a change in the sense of humiliation the speed is prevented as soon as the idle opening of the engine (i) is around a certain amount is exceeded.