DE1503244B2

DE1503244B2 - ARRANGEMENT FOR THE MECHANICAL DISPLAY OF THE VANE POSITION IN RUNNING CONTROLLED HYDRAULIC TURBINES, PUMPS OR DRIVE SCREWS

Info

Publication number: DE1503244B2
Application number: DE19641503244
Authority: DE
Priority date: 1963-04-29
Filing date: 1964-04-02
Publication date: 1972-04-13
Also published as: NO116839B; DE1503244A1; SE220082C1; ES299027A1; FI41522B; GB1028519A; US3229771A; FR1390769A; CH410822A

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur mechanischen Anzeige der Flügelstellung in läufergesteuerten hydraulischen Turbinen, Pumpen oder Vortriebsschrauben, bei welchen die Steigung der Läuferflügel durch einen hydraulischen Servomotor in der Läufernabe oder in der die Läufernabe tragenden Welle verändert werden kann und das Steuerventil des Servomotor in dem Teil der Welle angeordnet ist, der vom Läufer am weitesten entfernt ist oder sich koaxial außerhalb der Welle befindet.The invention relates to an arrangement for the mechanical display of the wing position in rotor-controlled hydraulic turbines, pumps or propellers, in which the pitch of the rotor blades by a hydraulic servomotor in the rotor hub or in the shaft that carries the rotor hub can be changed and the control valve of the servomotor is located in the part of the shaft, furthest away from the rotor or coaxially outside the shaft.

Bei den bekannten Vorrichtungen zur Verstellung der Läuferflügel ist im Umlaufsystem der Turbine, der Pumpe oder der Vortriebsschraube ein hydraulischer Servomotor angeordnet. Dieser Servomotor wird durch ein Steuerventil betätigt, das entweder im Umlaufsystem oder außerhalb diesem angeordnet sein kann.In the known devices for adjusting the rotor blades is in the circulation system of the turbine, the pump or the propulsion screw, a hydraulic servomotor is arranged. This servo motor is operated by a control valve either in or out of the circulation system can be.

Gewöhnlich ist das Steuerventil im Umlaufsystem konzentrisch zur Drehachse und in großer Nähe des Servomotors angeordnet. Bei einer solchen Anordnung des Steuerventils, oft tief im Wellenzug, ist es schwierig einen Zugang zum Steuerventil und seiner Buchse für die Inspektion und die Überholung zu erhalten, und die Einrichtung zur unmittelbaren mechanischen Anzeige der tatsächlichen Läuferflügeleinstellung ist daher kompliziert. .'. Usually the control valve in the circulation system is arranged concentrically to the axis of rotation and in close proximity to the servomotor. Such an arrangement of the control valve, often deep in the shaft train, makes it difficult to gain access to the control valve and its socket for inspection and overhaul, and the means for an immediate mechanical indication of the actual rotor vane setting is therefore complicated. . '.

Bei Bauformen, bei welchen das Steuerventil außerhalb des Umlaufsystems angeordnet ist,, sind das Ventil und die Buchse zwar leicht zugänglich und sind die Mittel zur unmittelbaren mechanischen Anzeige der Läuferflügelstellung verhältnismäßig einfach, jedoch beanspruchen diese Bauformen einen ziemlich großen Raum und sind im Vergleich zu den Bauformen teuer, bei welchen das Steuerventil im Umlaufsystem angeordnet ist.For designs in which the control valve is arranged outside the circulation system, these are The valve and the socket are easily accessible and are the means for direct mechanical display the rotor blade position relatively simple, but these designs require one quite large space and are expensive compared to the designs in which the control valve in the Circulation system is arranged.

Es ist eine läufergesteuerte hydraulische Turbine bekannt (Zeitschrift »Energie«, 1953, S. 232), bei welcher die Steigung der Läuferflügel durch einen hydraulischen Servomotor in der die Läufernabe tragenden Welle verändert werden kann und bei welcher das Steuerventil für den Servomotor in dem Teil der Welle angeordnet ist, der vom Läufer am weitesten entfernt ist. Dabei ist das Steuerventil mit einer Ventilschieberstange verbunden, die nach außen geführt ist und an ihrem außenliegenden Ende eine mit einer umlaufenden Kante versehene Platte als Anzeigevorrichtung trägt. Hier wird eine unmittelbare mechanische Anzeige der Läuferflügelstellung nichtA rotor-controlled hydraulic turbine is known (magazine "Energie", 1953, p. 232), at which the pitch of the rotor blades by a hydraulic servo motor in the hub supporting the rotor Shaft can be changed and in which the control valve for the servo motor in the part of the Shaft is arranged, which is furthest away from the rotor. The control valve is with a Connected valve slide rod, which is led to the outside and at its outer end with one a peripheral edge provided plate carries as a display device. Here is an immediate mechanical display of the rotor blade position not

ίο erzielt.ίο scored.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei läufergesteuerten hydraulischen Turbinen, Pumpen oder Vortriebsschrauben, bei denen die Steigung der Läuferflügel durch einen hydraulischen Servomotor in der Läufernabe oder in der die Läufernabe tragenden Welle verändert werden kann, eine Anordnung der Steuervorrichtung zu schaffen, bei welcher mit einfachem Aufbau eine unmittelbare mechanische Anzeige der Läuferflügeleinstellung erreicht wird.The invention is based on the problem of rotor-controlled hydraulic turbines and pumps or propulsion screws, in which the pitch of the rotor blades is controlled by a hydraulic servo motor an arrangement can be changed in the rotor hub or in the shaft carrying the rotor hub to create the control device, in which with a simple structure a direct mechanical Display of the rotor blade setting is achieved.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Teil des Steuerventils mit dem Servomotorkolben mechanisch starr so verbunden ist, daß die Lage dieses Steuerventilteiles unmittelbar eine mechanische Anzeige der Läuferflügelstellung gibt. Vorzugsweise ist die Steuerventilstange mechanisch unmittelbar starr mit dem Servomotorkolben verbunden.This is achieved according to the invention in that a part of the control valve is connected to the servomotor piston is mechanically rigidly connected so that the position of this control valve part is directly a mechanical one Indicates the rotor blade position. The control valve rod is preferably mechanically direct rigidly connected to the servomotor piston.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist nachfolgend mit näheren Einzelheiten in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung beschrieben, welche einen schematischen senkrechten Schnitt durch eine erfindungsgemäße hydraulische Turbine zeigt.An embodiment of the invention is described in greater detail below in connection with FIG the accompanying drawing, which is a schematic vertical section through a shows hydraulic turbine according to the invention.

In der Zeichnung bezeichnet 1 einen Turbinenläufer, der an einer Welle 2 befestigt ist, welche in einem Drucklager 3 und einem Führungslager 4 angeordnet ist. Im Läufer 1 ist ein hydraulischer Servomotor vorgesehen, der aus einem Zylinder 5 und einem Kolben 6 besteht. Der Kolben 6 ist mit den Läuferflügeln 7 durch eine Kolbenstange 8, einen Kreuzkopf 9, Gestänge 10 und Hebel 11 verbunden.In the drawing, 1 designates a turbine runner which is attached to a shaft 2, which in a thrust bearing 3 and a guide bearing 4 is arranged. A hydraulic servomotor is located in the rotor 1 which consists of a cylinder 5 and a piston 6. The piston 6 is with the Rotor blades 7 are connected by a piston rod 8, a cross head 9, linkage 10 and lever 11.

Die zur Regelung des Servomotors wichtigen Teile sind im oberen Teil der Zeichnung gezeigt und mit dem Sammelbegriff »Kombinator« 12 bezeichnet. Der Kombinator 12 ist auf einem Öltopf 13 angeordnet. Die Steuerventilstange 14 ist in einer Ventilbuchse 15 angeordnet. Die Buchse 15 ist mit einem doppeltwirkenden Kolben 16 ausgebildet, der in einem Zylinder 17 gleiten kann. Der Zylinder 17 ist mit einer unteren Leitung 18 und einer oberen Leitung 19 versehen. Die Leitung 19 ist mit einem Regelventil 20 verbunden, das mit einer Einlaßleitung 21 und einer Auslaßleitung 22 versehen ist, die mit einer Ölpfanne 23 verbunden ist. Das Regelventil 20 ist mit einer Ventilstange 24 versehen, welche an der Steuerventilbuchse 15 durch einen Hebel 25 und ein Rückstellglied 26 beweglich befestigt ist. Der Hebel 25 ruht auf einem Kurvenelement 27 auf, das durch eine Verbindungsstange 28 gesteuert werden kann. Der Zylinder 17 ist durch einen Kanal 29 mit einem ringförmigen Raum 30 zwischen der Buchse 15 und der Stange 14 verbunden. Die Buchse 15 ist mit zwei inneren ringförmigen Bunden 31 und 32 versehen, die so angeordnet sind, daß sie zwei öffnungen 33 und 34 in der Ventilstange 14 bedecken. Die Stange 14 ist an dem Servomotorkolben 6 durch zwei Rohre 35 und 36 starr befestigt. Das Rohr 35 bildet einen Verbindungskanal zwischen der Öffnung 33 und dem Raum unter dem Kolben 6 im Zylinder 5. Der Raum zwischen den Rohren 35 und 36 bildet einen Ver-The parts that are important for controlling the servomotor are shown in the upper part of the drawing and with the collective term "combiner" 12 denotes. The combiner 12 is arranged on an oil pot 13. The control valve rod 14 is arranged in a valve socket 15. The socket 15 is double-acting Piston 16 is formed which can slide in a cylinder 17. The cylinder 17 is with a lower line 18 and an upper line 19 are provided. The line 19 is provided with a control valve 20 connected, which is provided with an inlet pipe 21 and an outlet pipe 22, which is connected to an oil pan 23 is connected. The control valve 20 is provided with a valve rod 24 which is attached to the control valve socket 15 is movably attached by a lever 25 and a return member 26. The lever 25 rests on a cam element 27, which can be controlled by a connecting rod 28. The cylinder 17 is through a channel 29 with an annular space 30 between the socket 15 and the Rod 14 connected. The bush 15 is provided with two inner annular collars 31 and 32 which are arranged so that they cover two openings 33 and 34 in the valve rod 14. The rod 14 is rigidly attached to the servomotor piston 6 by two tubes 35 and 36. The tube 35 forms a connecting channel between the opening 33 and the space under the piston 6 in the cylinder 5. The space between the tubes 35 and 36 forms a ver

bindungskanal zwischen der Öffnung 34 und dem Raum über dem Kolben 6 im Servomotorzylinder S. Die Ventilstange 14 ist mit einem Zeiger 37 und die Ölpfanne 23 ist mit einer entsprechenden Skala 38 zur Anzeige der Einstellung der Stange 14 und daher auch des Kolbens 6 und der Läuferflügel 7 ausgerüstet. connection channel between the opening 34 and the space above the piston 6 in the servo motor cylinder S. The valve rod 14 has a pointer 37 and the oil pan 23 has a corresponding scale 38 for displaying the setting of the rod 14 and therefore also of the piston 6 and the rotor blades 7.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Anordnung ist wie folgt: Die verschiedenen Höhenlagen der Steuerventilbuchse 15 entsprechen den verschiedenen gegenseitig festen Stellungen der Teile, mit denen sie mechanisch verbunden sind, nämlich das Rückstellglied 26, der Hebel 25, die Kurvenscheibe 27 und die Ventilstange 24 des Regelventils 20. Wenn die Kurvenscheibe 27 durch die Verbindungsstange 28 so gedreht wird, daß sie den Hebel 25 anhebt, wird die Ventilstange 24 nach oben bewegt, so daß die Leitung 19 eine Verbindung mit der Auslaßleitung 22 herstellt. Der Druck über dem Kolben 16 fällt dann ab, während der Druck unter dem Kolben 26 unverändert bleibt, da der Raum unter dem Kolben 16 durch die Leitung 18 mit dem Turbinenpumpensatz verbunden ist. Der Druckunterschied an beiden Seiten des Kolbens 16 hat zur Folge, daß die Ventilbuchse 15 und das Rückstellglied 26 sich nach oben bewegen, wodurch die Ventilstange 24, die durch den Hebel 25 gesteuert wird, nach unten in eine Stellung gebracht wird, in welcher sie wieder die Auslaßleitung 22 absperrt, und daher die Aufwärtsbewegung der Buchse 15 in einer Höhenlage abbricht, welche der Stellung entspricht, in welcher die Kurvenscheibe gedreht wurde.The described arrangement works as follows: The different heights of the control valve socket 15 correspond to the various mutually fixed positions of the parts with which they Are mechanically connected, namely the restoring member 26, the lever 25, the cam 27 and the Valve rod 24 of the control valve 20. When the cam disk 27 through the connecting rod 28 so is rotated so that it lifts the lever 25, the valve rod 24 is moved upwards, so that the line 19 establishes a connection with the outlet line 22. The pressure above the piston 16 then drops, while the pressure under the piston 26 remains unchanged, since the space under the piston 16 by the Line 18 is connected to the turbine pump set. The pressure difference on both sides of the piston 16 has the consequence that the valve sleeve 15 and the restoring member 26 move upwards, whereby the valve rod 24, which is controlled by the lever 25, brought down to one position in which it again shuts off the outlet line 22, and therefore the upward movement of the bushing 15 breaks off at a height which corresponds to the position in which the cam is rotated became.

Wenn in der beschriebenen Weise die Steuerventilbuchse 15 nach oben bewegt wird, geben die ringförmigen Bunde 31 und 32 die Öffnungen 33 und 34 frei, so daß Drucköl aus dem Turbinenpumpensatz durch die Leitung 18, den Kanal 29, den Raum 30, die Öffnung 33 und das Rohr 35 zu dem Raum unterhalb des Kolbens 6 im Servomotorzylinder 5 gelangen kann, während der Raum oberhalb des Kolbens 6 im Zylinder 5 in Verbindung mit dem Unterdruck imWhen the control valve bushing 15 is moved upward in the manner described, the annular Collars 31 and 32 free openings 33 and 34, so that pressurized oil from the turbine pump set through conduit 18, channel 29, space 30, opening 33 and pipe 35 to the space below of the piston 6 can get into the servomotor cylinder 5, while the space above the piston 6 in the cylinder 5 in connection with the negative pressure in

ίο Öltopf 13 durch den Raum zwischen den Rohren 36 und 35 und die Öffnung 34 gebracht wird. Der Kolben 6 wird nach oben durch den Unterschied im Öldruck bewegt und bewegt die Steuerventilstange 14, an der er mittels der Rohre 35 und 36 starr befestigt ist, nach oben bis die Öffnungen 33 und 34 wieder durch die Bunde 31 und 32 bedeckt sind, und die Räume an beiden Seiten des Kolbens 6 vom Pumpensatz und vom öltopf 13 getrennt werden, so daß die Bewegung des Kolbens 6 zum Stillstand kommt.ίο Oil pot 13 through the space between the pipes 36 and 35 and opening 34 is brought. The piston 6 is upward due to the difference in oil pressure moves and moves the control valve rod 14 to which it is rigidly attached by means of the tubes 35 and 36 is, up until the openings 33 and 34 are covered again by the collars 31 and 32, and the Spaces on both sides of the piston 6 are separated from the pump set and from the oil pot 13, so that the Movement of the piston 6 comes to a standstill.

Aus der Zeichnung ergibt sich, daß, wenn das Kurvenelement 27 in eine Stellung gedreht wird, die ein Absinken des Hebels 25 zur Folge hat, dies auch ein Absenken des Servomotorkolbens 6 verursacht.From the drawing it can be seen that when the cam element 27 is rotated into a position which a lowering of the lever 25 has the consequence, this also causes a lowering of the servomotor piston 6.

Aus dem vorangehenden ist erkennbar, daß die Höhenlage des Servomotorkolbens 6 unter der Wirkung der hydraulischen Einrichtung durch die Einstellung des Kurvenelements 27 bestimmt wird.From the foregoing it can be seen that the height of the servomotor piston 6 is under the effect of the hydraulic device is determined by the setting of the cam element 27.

Der Servomotor 6 hat eine bewegliche mechanische Verbindung mit den Läuferflügeln 7 und eine starre mechanische Verbindung mit der Ventilstange 14, deren Zeiger 37 die Einstellung der Läuferflügel 7 auf der Skala 38 anzeigt.The servomotor 6 has a movable mechanical connection with the rotor blades 7 and a rigid one mechanical connection with the valve rod 14, the pointer 37 of which controls the setting of the rotor blades 7 on the scale 38 indicates.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Arrangement for the mechanical display of the wing position in rotor-controlled hydraulic Turbines, pumps or propellers, in which the pitch of the rotor blades by a hydraulic servo motor in the rotor hub or in the shaft carrying the rotor hub can be and the control valve of the servomotor is arranged in the part of the shaft that is furthest away from the rotor, or is coaxially outside the shaft, thereby marked that a part (14 or 15) of the control valve is mechanically rigidly connected to the servomotor piston (6) so that the position this control valve part (14 or 15) directly provides a mechanical display of the rotor blade position gives. ■■■ "■

2. Arrangement according to claim 1, characterized in that the control valve rod (14) mechanically directly and rigidly connected to the servomotor piston (6).