DE819502C - Drehzahlregler fuer durch Druckmittel betriebene schnellaufende Maschinen - Google Patents

Description

• Drehzahlregler für durch Druckmittel betriebene schnellaufende Maschinen Die bisher bekannten Regeleinrichtungen für schnellaufende Maschinen, beispielsweise für Turbinenaggregate, besitzen durch die Verwendung von Fliehkraftkörpern unter Zwischenschaltung eines Verstellzeuges, von Drucklagern usw. den Nachteil, daß die bei diesen Einrichtungen auftretenden Reibungen eine einwandfreie Drehzahlregelung in möglichst engen Grenzen nicht gewährleisten.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Drehzahlregler für schnellaufende Maschinen, die durch ein Druckmittel betrieben werden und bei denen ohne Verwendung eines Verstellzeuges die Innehaltung der gewünschten Drehzahl in sehr engen Grenzen möglich ist. Gemäß der Erfindung erfolgt dies in der Weise, daß der Abfluß des Druckmittels zu dem Druckvorraum der Arbeitsmaschine durch einen Steuerschieber gedrosselt wird, indem der Druckluft, die den Steuerschieber entgegen der Kraft einer Feder belastet, unter dem Einfluß der Fliehkraft ein Abflußkanal geöffnet wird, der Steuerschieber demnach entlastet wird und durch Verschieben unter dem Einfluß einer Feder die Abströmöffnung drosselt.
• Die Öffnung des unter dem Einfluß der Fliehkraft stehenden Abflußkanals erfolgt vorzugsweise durch ein Paar von Fliehkolben, die gegen den Druck von Federn auseinandergetrieben werden und dabei einen Spalt bilden oder sonst eine Öffnung freigeben in einer Leitung, durch die das auf der Stirnfläche des Steuerschiebers stehende Druckmittel mehr oder weniger abgeleitet wird. Die Zeichnung zeigt einen Schnitt durch eine Preßluftturbine, und zwar durch die Achse des Turbinenrades.
• ln dem Gehäuse i ist das Turbinenrad 2 eingebaut und auf der Welle 3 befestigt. An dem Turbinenrad 2 ist ein Schwunggewichtshalter 4 angebracht, der zwei Fliehkolben 5 trägt, die sich in einer Querbohrung des Schwunggewichtshalters bewegen können und unter dem Druck der beiden Federn 12 stehen. Die Betriebsluft tritt durch den Rohrstutzen 6 in einen Steuerschieber 7 ein, der im mittleren Teil der Außenwand eine Ringnut hat und auf einem Rohr g geführt wird. Der Steuerschieber 7 steht unter dem Druck der Druckfeder io und kann sich in seiner Führungsbüchse axial hin und her bewegen; er steuert die Einlaßkanäle 11, die radial in der Steuerbüchse eingebohrt sind. Außerdem besitzt der Steuerschieber 7 noch eine Bohrung 8, die die Ringnut des Schiebers mit der vorderen Kolbenfläche verbindet.
• Die Arbeitsweise der Regeleinrichtung ist folgende: Durch den Einführungsstutzen 6 tritt die Frischluft in die Ringnut des Steuerschiebers 7 und gelangt von hier durch die Bohrung 8 auf die eine Stirnseite dieses Steuerschiebers. Sie bewirkt, daß der Steuerschieber entgegen dem Druck der Feder io nach rechts verschoben wird, sobald der Frischluftdruck auf die Maschine wirkt. Dadurch wird der Steuerschieber in die auf der Zeichnung dargestellte rechte Endstellung gebracht, bei der die Frischluft aus dem Einführungsstutzen 6 über die Ringnut des Steuerschiebers 7 in den Steuerkanal i i gelangen kann. Von hier tritt die Luft in den Düsenkasten 13 ein, wo der Druck der Betriebsluft in Geschwindigkeit umgesetzt und die Schaufeln 14 des Turbinenrades 2 beaufschlagt werden. Beim Anlaufen der Maschine werden nach Überschreiten einer bestimmten Umdrehungszahl infolge der Zentrifugalkraft die Fliehkolben 5 nach außen geschleudert, die durch die Federn 12 im Gleichgewicht gehalten werden. Wird die Nenndrehzahl der Turbine erreicht, so wird durch das Auseinanderfliegen der Kolben 5 zwischen diesen Kolben ein Spalt bestimmter Größe gebildet, so daß eine bestimmte Menge der hinter dem Kolbenschieber 7 stehenden Druckluft durch die Bohrung des Rohres 9 und durch den Spalt in den Auspuffraum entweichen kann. Je größer der Spalt zwischen den Fliehkolben 5 wird und je mehr Druckluft von der linken Stirnseite des Schieberkolbens 7 über die Bohrung des Rohres 9 entweichen kann, um so geringer wird der Druck der auf auf der linken Kolbenfläche wirkenden Frischluft.
• Die Druckkraft der Feder io ist so bemessen, daß sie bei Erreichung der Nenndrehzahl der Turbine den Steuerkolben 7 nach links bewegt, so daß dadurch die radialen Steuerkanäle i i mehr oder weniger gedrosselt werden. Bei Überschreiten der Drehzahl fliegen die Zentrifugalkolben 5 so weit auseinander, ,daß durch das Führungsrohr 9 mehr Luft abströmen kann als durch die Bohrung 8 zu der linken Stirnseite des Steuerkolbens 7 geführt wird, so daß durch den Federdruck der Feder io der Kanal i i immer mehr gedrosselt wird.
• Bei Unterschreiten der Nenndrehzahl wird der sich zwischen den Kolben bildende Spalt kleiner, so daß weniger Luft durch das Rohr 9 abfließen kann, als durch die Bohrung 8 zufließt, so daß sich der Druck auf der linken Seite des Kolbens 7 wieder erhöht, die Feder io zusammendrückt und der Steuerkanal i i wieder geöffnet wird. So spielen sich infolge ihrer Zentrifugalkräfte die Fliehkolben 5 und der Kolbenschieber 7 in Abhängigkeit von den Federspannungen 12 und io so ein, daß die gewünschte Drehzahl indirekt geregelt und gehalten werden kann, wobei der Kolbenschieber 7 mit relativ großen Verstellkräften hin und her bewegt wird.
• Die Regeleinrichtung hat dabei noch den großen Vorteil, daß sie bei geringsten Drehzahlschwankungen augenblicklich reagiert, daß sie eine sehr einfache Bauart besitzt und daß sie unbedingt betriebssicher und ohne Trägheit und nennenswerte Reibungen arbeitet und leicht zugänglich ist. Ein Durchgehen der Turbine ist unmöglich, weil das Querschnittsverhältnis der Bohrung 8 des Steuerschiebers 7 zur Bohrung 9 des Führungsrohres so gewählt ist, daß schon bei geringster Spaltöffnung der Fliehkolben 5 die Luft von der linken Stirnfläche des Steuerkolbens 7 schnell abströmen kann, so daß die Feder 1o den Steuerschieber 7 augenblicklich nach links bewegt und dadurch den Kanal i i abdrosselt. Mit dem neuen Drehzahlregler gelingt es, Umdrehungszahlen über 2ooo Umdrehungen in der Minute innerhalb eines Bereiches von ±,40/0 innezuhalten.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Drehzahlregler für durch Druckmittel betriebene schnellaufende 1Ilaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß der Abfluß des Druckmittels zu den Druckvorräumen der Arbeitsmaschine durch einen Steuerschieber (7) gedrosselt wird, indem der Druckluft, die den Steuerschieber (7) entgegen der Kraft einer Feder (io) belastet, unter dem Einfluß der Fliehkraft ein Abflußkanal (9) geöffnet wird, der Steuerschieber (7) demnach entlastet wird und durch Verschiebung unter dem Einfluß der Feder (io) die Abströmöffnung (i i) drosselt.
2. 2. Drehzahlregler für durch Druckmittel betriebene schnellaufende Maschinen nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß ein Paar von Fliehkolben (5) vorgesehen ist, welches durch die Zentrifugalkraft gegen den Druck von Federn (12) auseinandergetrieben wird und dadurch einen Spalt bildet, durch den das auf einer Stirnfläche des Steuerschiebers (7) stehende Druckmittel mehr oder weniger abgeleitet wird, wodurch dieser Steuerschieber (7) die Abflußkanäle (i i) des Druckmittels zum Druckvorraum mehr oder weniger drosselt.