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Die Erfindung betrifft eine Sicherheitseinrichtung zur Vermeidung einer unkontrollierten Ver- änderung in der Stellung des Leitringes bei hydraulischen Maschinen mit verstellbarem Leitapparat und damit gekoppelten hydraulischen Steuerorganen, wie Stellglieder mit Servomotor u. dgl. Einrichtungen.
Eine Sicherheitseinrichtung dient dazu, bei Wartung, Revision usw. den Turbinenleitapparat in einer Endstellung, wie in geschlossener oder offener Stellung zu halten, ohne dass durch Fehlbedienung, unerwartete Auslösung oder unkontrollierte Steuervorgänge, eine Veränderung der Leitapparatstellung eintritt.
Es ist bekannt, zur Sicherung des Leitapparates den Stellring durch eine mechanische Arretierstange festzuhalten, dies ist vorzugsweise bei Turbinen der Fall, deren Absperrorgan im Einlauf vorgesehen ist. Nachteilig ist hier, dass die Regelorgane, wie Reglerwindkessel, Wasserschlusszylinder od. dgl. im Falle einer Revision erst abgekuppelt werden müssen. Bei Verwendung von Durchflussreglern muss ausserdem eine besondere Absicherung vorgesehen werden.
Werden mechanische Regler mit hydraulischer Betätigung verwendet, wie dies bei Turbinen ohne Absperrorgan im Einlauf erfolgt, so ist nur eine Verriegelung in der Stellung "Zu" möglich.
Eine Sicherung gegen Fehlbedienung ist nur schwer möglich.
Weiters ist noch bekannt, eine mechanische Verriegelung des Regelungsringes in "Zu-" und "Offenstellung" vorzusehen. Hiebei müssen aber die Servokräfte überwunden werden, wenn eine Verstellung erfolgt. Dies bedeutet wieder, dass eine sehr schwere, unhandliche und aufwendige Konstruktion erforderlich wird.
Bei Wartung, Revision, Reparatur von Turbinenanlagen und andern Komponenten von Wasserkraftwerken (Generatoren, Einlaufschützen, Rechenanlagen) ist es notwendig, den Leitapparat mit absoluter Sicherheit in den Stellungen"Geschlossen"und"Offen"verriegeln zu können. Die Stellung "Geschlossen" wird in der Regel benötigt, wenn die Turbine mit Wasser gefüllt ist und Reparaturen oder Wartungsarbeiten ausgeführt werden und durch eine Bewegung des'Leitapparates der Anlauf der Turbine, oder Verletzung des Personals befürchtet werden muss. Auch bei Arbeiten an Einlaufschützen und bei Tauchereinsatz ist eine absolut sichere Verriegelung notwendig.
Mit andern Worten kann also ausgesagt werden, dass der Leitapparat in einer geöffneten Stellung verriegelbar sein muss, wenn im Inneren der entleerten Turbine Arbeiten auszuführen sind und Personal durch ungewolltes Schliessen des Leitapparates zu Schaden kommen kann. Für die geschlossene Stellung des Leitapparates und wassergefüllter Turbine gilt das vorhin Gesagte.
Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Sicherheitseinrichtung zur Vermeidung einer unkontrollierten Veränderung in der Stellung des Leitringes bei hydraulischen Maschinen mit verstellbarem Leitapparat zu schaffen, die die damit gekoppelte hydraulische Steuerorgane, wie Stellglieder mit Servomotor u. dgl. Einrichtungen wirksam abstellt. Erfindungsgemäss wird das Ziel dadurch erreicht, dass ein an sich bekanntes zusätzliches Stellglied als Freilaufventil dem hydraulischen Steuerkreis zugeordnet ist, das die Wirkverbindung des Servomotors unterbricht. Um nun auf einfache Weise die Sicherheitseinrichtung anwenden zu können, wird nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung, das Freilaufventil als Steuerkreis einer Kurzschlussleitung einbezogen.
Durch diese Sicherheitseinrichtung ist es nun möglich, den Leitapparat in der gewünschten Stellung festzuhalten, ohne dass eine Veränderung auftritt, wenn ungewollt das Steuerventil verstellt wird. Im allgemeinen wird das Steuerventil in einer Drosselstellung arretiert. Sollte jedoch diese Stellung verändert werden, so tritt ein Kurzschluss im hydraulischen Steuerkreis auf und der Servomotor spricht nicht an.
An Hand eines Ausführungsbeispieles sei die Erfindung näher erläutert. Es zeigen : Fig. 1 einen Leitapparat in Offenstellung, Fig. 2 den Leitapparat in Schliessstellung.
Fig. 1 zeigt schematisch in Ansicht den Stellring --1--, der mit Hilfe der Arretierstange --2-- festgehalten wird. Die Arretierstange --2-- ist mit Hilfe eines Gelenkes --3-- und dem Stellringauge --11-- mit dem Stellring-l-verbunden. Am andern Ende der Arretierstange --2-- ist ein Lager --4-- vorgesehen, das an der Lagerkonsole --5-- angreift, wobei diese mit der Wandung --6-des Turbinenschachtes verbunden ist. An der geeigneten Stelle an der Unterseite der Arretierstange --2-- ist ein Raster --7-- vorgesehen, in dem eine weitere Lagerkonsole --8-- über Lagerbolzen --9-- einen Arretierhebel --10-- angreifen lässt.
Dieser Arretierhebel --10-- ist so angeordnet,
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dass er nach unten schwenken kann, wenn er nicht benötigt wird, bei Bedarf jedoch nach oben geklappt werden kann und mit seinem Ende in dem Raster --7-- der Arretierstange --2-- eingreift, so dass diese nicht herunterklappen kann. An der linken Seite am Stellring-l-ist ein weiteres Stellringauge --12-- für das Stellgewicht --15-- vorgesehen. Dieses ist ebenfalls als kurzer Hebel ausgebildet, wobei an seinem Ende ein Lager --13-- vorgesehen ist, in dem drehbar die Koppel- stange --14-- eingehängt ist. Am unteren Ende der Koppelstange --14-- hängt nun das Stellgewicht --15--.
Der Sinn der Anordnung des Stellgewichtes --15-- ist leicht zu erkennen, es soll nämlich den Stellring-l-bei Loslösen der Arretierstange --2-- aus seinem Gelenk --3-- in Richtung "S" verdrehen und dort festhalten. An der gegenüberliegenden Seite des Stellringauges - ist ein weiteres Stellringauge --16-- für den Servoantrieb vorgesehen. Auch hier ist ein Drehbolzen --17-- angeordnet, der in Wirkverbindung mit dem Servomotor --18-- steht. Dies geschieht dadurch, dass eine Kolbenstange --19-- am Drehbolzen --17-- gelagert ist und am andern Ende den Kolben --20-- aufnimmt. Der Kolben --20-- ist in bekannter Weise in einem Zylinder--21-- geführt. An den jeweiligen Enden des Zylinders --21-- sind Verbindungsleitungen --22-- angeschlossen, die zur Speisung des Servomotors --18-- dienen.
Die Verbindungsleitungen --22-- enden beim Steuerventil --25--, wobei in der Figur drei Symbole angedeutet sind, nämlich eine direkte Zu- und Abflussleitung, eine Drosselstellung und eine Umkehrstellung. Mit"P"ist der Zufluss angedeutet, während "T" den Rücklauf versinnbildlicht. Zwischen den beiden Verbindungsleitungen-22zum Servomotor --18-- hin ist nun die erfindungsgemässe Kurzschlussleitung --24-- angeordnet. Dazwischen liegt das Freilaufventil --23--, das nun in der Stellung aufgeführt ist, wenn die Kurzschlussleitung verwendet wird. Verstellt man nun dieses Freilaufventil --23-- zum nächsten Schaltelement nach links, so ist diese Kurzschlussleitung --24-- unterbrochen und das Steuerventil --25-ist voll funktionsfähig.
Fig. 2 zeigt nun den Stellring-l-in geschlossener Stellung, d. h. die Arretierstange --2-ist nun aus dem Gelenk --3-- gelöst, wobei das Lagerauge --3a-- und der Bolzen --3b-- getrennt ist. Der Arretierhebel --10-- ist angehoben und greift mit seinem Ende in den Raster --7-- ein.
Das Steuerventil --25-- ist wieder in der Drosselstellung eingezeichnet und das Freilaufventil --23-ebenfalls mit der Kurzschlussleitung --24-- verbunden. Der Kolben --20-- ist nun an seinem oberen Ende des Zylinders --21-- in Stellung gebracht. Auch in dieser Stellung kann das Steuerventil--25-- beliebig verstellt werden, ohne dass der Servomotor --18-- in Aktion tritt. Sobald nun das Freilaufventil --23--, das dem hydraulischen Steuerkreis in der Verbindungsleitung --22-- zwischen Servo- motor ---18-- und Steuerventil --25-- zugeordnet ist, eingeschaltet wird, ist die Wirkverbindung zwischen den beiden hydraulischen Gliedern unterbrochen.
Durch diese Sicherheitseinrichtung ist es nun möglich, dass sowohl der Leitapparat in geschlossener, als auch in offener Stellung verriegelt wird. Eine unkontrollierte Verstellung des Steuerventils --25-- ändert die Lage des Stellringes --1-- nicht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Sicherheitseinrichtung zur Vermeidung einer unkontrollierten Veränderung in der Stellung des Leitringes bei hydraulischen Maschinen mit verstellbarem Leitapparat und damit gekoppelten hydraulischen Steuerorganen, wie Stellglieder mit Servomotor u. dgl. Einrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein an sich bekanntes zusätzliches Stellglied als Freilaufventil (23) dem hydraulischen Steuerkreis (Verbindungsleitung 22, Steuerventil 25) zugeordnet ist, das die Wirkverbindung des Servomotors (18) unterbricht.