Verfahren und Einrichtung zur Betätigung einer Schnellabsperrung von Druckrohrleitungen 1 >ie vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Einrichtung zur Betätigung einer Schnellabsperrung von Druckleitungen.
Die Erfindung bezweckt vor allem die Überwachung von grossen Druckrohrleitungen, beispielsweise für Wasserkraftwerke, in sol cher Weise, dass weder bei normaler statio närer Strömung in der Druckrohrleitung noch bei den im Betrieb üblichen Änderun gen der Strömungsgeschwindigkeit - bei spielsweise beim Einschalten einer weiteren Turbine - die Schnellabsperrung betätigt wird. Hingegen soll die Schnellabsperrung betätigt werden, wenn ein Rohrbruch auf tritt. Verfahren und Einrichtung für diesen Zweck sind zwar bereits bekannt. Bei diesen Einrichtungen wird aber die Schnellabsper rung immer erst betätigt, wenn die Strii- mungsgeschwindigkeit in der Druckrohrlei tung einen festgesetzten Wert erreicht hat.
Handelt es sich dabei um einen fest einge stellten Wert, so muss er so hoch angesetzt werden, dass er bei normalen Veränderungen der Strömungsgeschwindigkeit, wie oben er wähnt, nicht erreicht wird. Damit aber muss eine untragbare Zeitverzögerung in der Be tätigung der Schnellabsperrung in Kauf ge nommen werden, bis die Strömungsgeschwin digkeit diesen Wert bei Rohrbruch erreicht hat. Um eine solche Zeitverzögerung zu ver meiden, hat man Einrichtungen gebaut, deren 'Wert in Abhängigkeit von der Belastung der Turbinenanlage eingestellt wird. Der Einstell wert für die Betätigung der Schnellabsper rung kann somit um einen relativ geringen Betrag über der normalen Strömungsge schwindigkeit für die jeweilige Last der An lage liegen.
Wenn dies auch eine wesentliche Verbesserung mit sich bringt, so werden an derseits Übertragungsmittel notwendig, um die Ferneinstellung des Wertes in der Ein richtung von der Turbinenanlage aus zu be werkstelligen. Es ist offensichtlich, dass solche Übertragungsmittel nicht zu einer Erhö hung der Betriebssicherheit der Einrichtung beitragen; sie bringen im Gegenteil Störungs quellen mit sich.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Be tätigung einer Schnellabsperrung für Druck rohrleitungen, abhängig vom Flüssigkeits strom in derselben, wobei die Strömung auf mindestens ein Verstellorgan wirkt und das selbe gegen eine Rückstellkraft aus der Ruhe lage um einen von der Strömungsgeschwindig keit abhängigen Wert verstellt, zeichnet sich dadurch aus, dass der Betätigungsmechanis mus für die Schnellabsperrung sowohl bei einer vorbestimmten, auf die zulässige Maxi malgeschwindigkeit der Strömung eingestell ten Endlage eines Verstellorgans als auch beim Übersteigen einer bestimmten,
vom Mass der Beschleunigung der Strömung abhängi gen Verstellgeschwindigkeit desselben in Rich tung auf diese Endlage ausgelöst wird. Die erfindungsgemässe Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, mit einem direkt beströmten Fühlerorgan und einem Auslöseorgan zeichnet sich dadurch aus, dass das Fühlerorgan mit einer einstellbaren Sta bilisierungsvorrichtung verbunden ist, und dass mindestens ein nachgiebiger, einstellbarer Katarakt vorgesehen ist,
zwischen dem Füh- lerorgan und der Stabilisierungsvorrichtung einerseits und dem Auslöseorgan anderseits.
Die Erfindung ist nachstehend in einigen Ausführungsbeispielen an Hand der Fig. 1 bis 11 näher beschrieben. Hierbei ist: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausfüh rungsbeispiels der erfindungsgemässen Ein richtung, Fig. 2 ein Grundriss der Einrichtung nach Fig.1. Fig. 3 eine Ansicht in Strömungsrichtung auf die Einrichtung nach Fig.1, teilweise im Schnitt gezeichnet, Fig. 4 und 5 ein Längs- bzw. Querschnitt durch einen Öldämpfer, und zwar entlang den Schnittlinien B-B bzw. A -A, Fig.6 und 7 ein Aufriss bzw.
Grundriss einer Variante der Einrichtung nach Fig.1 bis 3, Fig.8 eine Seitenansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemässen Einrichtung, Fig. 9 ein Grundriss der Einrichtung nach Fig. 8, Fig.10 eine Ansicht in Strömungsrich tung auf die Einrichtung nach Fig.8, im Schnitt längs der Linie C-C gezeichnet, Fig.11 ein Querschnitt durch ein Verzö gerungsorgan der Einrichtung nach Fig.8 bis 10, längs der Linie<I>D-D.</I>
In der beispielsweisen Ausführung der Einrichtung gemäss der vorliegenden Erfin dung nach Fig. 1 bis 3 ist dieselbe zur Über wachung einer Druckwasserleitung 1 einge richtet und auf einem Flanschring 2 mit den Schrauben 3 befestigt und druckwasserfest abgedichtet. Der Plansehring 2 umschliesst eine Öffnung 4 in der Rohrleitung 1, durch welche die beiden Fühlorgane der Einrich tung, hier zwei Pendelstangen 5 bzw. 6, in den Wasserstrom hineinragen, der in Pfeil richtung 7 durch die Rohrleitung 1 fliesst.
Eine Abweiserplatte 8 ist in Strömungsrich tung 7 vor den Pendelstangen 5, 6 im Strom angeordnet, um irgendwelche Fremdkörper von diesen beiden Fühlorganen fernzuhalten. Die beiden Pendelstangen 5, 6 sind hier un gleich lang, was zwar eine bevorzugte, aber keine notwendige Massnahme darstellt, und tragen je eine Prallplatte 9 bzw. 10, die hier ebenfalls ungleiche Flächengrösse aufweisen.
Durch geeignete Wahl der Länge der Pendel stangen 5, 6 gegenüber ihrer gemeinsamen Drehachse 11 sowie durch die Flächengrösse der Pral'lplatten 9, 10 kann das seitens der Strömung an den Pendelstangen 5, 6 hervor gerufene Drehmoment um die Achse 11 in weiten Grenzen geändert und den jeweiligen Bedingungen angepasst werden. In der bei spielsweisen Ausführung nach Fig. 1 bis 3 ist das mit der Pendelstange 5 wirkende Dreh moment wesentlich grösser als das Drehmo ment mit der Pendelstange 6.
Die Pendelstangen 5, 6 sind durch die Augen 12 bzw. 13 und die Keile 14 bzw. 15 mit je einem Drehzapfen 16 bzw. 17 fest. ver bunden, die koaxial zur Drehachse 11 an geordnet, aber unabhängig voneinander schwenkbar sind. Die Drehzapfen 16, 17 sind in den Büchsen 18 bzw. 19 gelagert, die beidseits im Gehäuse 20 befestigt sind. Dieses Gehäuse 20 besitzt einen vollständig geschlos senen Innenraum 2'1, der nur nach unten über die Öffnung 4 mit der Druckrohrlei tung 1 in Verbindung steht, also druckdicht ausgebildet sein muss. Aus diesem Grunde ist an den Drehzapfen 16, 17 je ein konischer Rand 22 bzw. 23 vorgesehen, der v entilsitz- artig auf je einer Kegelfläche in den Büchsen 18 bzw. 19 aufsitzt und gegen diese gedrückt wird.
Der axiale Druck auf die beiden Dreh zapfen 16, 17 wird seitens einer Druck feder 24 ausgeübt, die in einer axialen Boh rung 25 des Drehzapfens 16 angeordnet ist und gegen einen in die Bohrung 25 hinein ragenden Fortsatz 26 des Drehzapfens 17 drückt. Die Bohrung 25 steht ferner über Öffnungen (nicht gezeichnet) mit dem Innen- rauen 21 in Verbindung, ist also beim Betrieb der Einrichtung mit Druckwasser gefüllt, was den axialen Druck der konischen Rän der 22, 23 gegen die Dichtungsflächen in den Büchsen 18 bzw. 19 erhöht. Auf diese \'eise ist eine stopfbüchsenlose Dichtung der aus dem Innenraum 21 nach aussen führen den Drehzapfen 16, 17 gewährleistet.
Diese stopfbüehsenloseAchsdurchführung stellt zwar eine bevorzugte Massnahme dar, kann aber auch durch andere bekannte Konstruktionselemente (zum Beispiel Manschette, Federrohr, 0-Ring) ersetzt werden.
Ain Drehzapfen 1,6 ist ausserhalb des Ge häuses 20 mit dem Stift 27 eine Nabe 28 der Schiene 29 fest verbunden, die wegen des abgebogenen Teils 30 einen horizontalen Arm in der zur Drehachse 11 senkrecht stehenden Mittelebene der Einrichtung bildet. Bewegt sich die Pendelstange 5 unter der Wirkung der Strömung in Richtung des Pfeils 7, so wird der horizontale Arm 2'9 über den Dreh zapfen 16 in Richtung des Pfeils 31 gehoben. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, bilden die Pendel stange 5 und der horizontale Arm 29 mit einander einen Winkel von etwa 90 .
Auf der Schiene 29 ist ein vorderer und ein hinterer Halteklotz 3<B>,</B>2 bzw. 33 befestigt. Diese beiden Halteklötze 3'2, 33 tragen je einen Bolzen 34 bzw. 35, die als Führung für eine längsangeordnete Zahnstange 36 und gleichzeitig für die Schraubenfedern 37 bzw. 38 dienen. Die Federn 37, 3,8 drücken die Zahnstange 36 normalerweise gegen die Köpfe der beiden Bolzen 34 bzw. 35.
Im Bereich zwischen den Halteklötzen 32, 3-3 ist auf der Schiene 29 ein Laufgewicht 39 länmsverschieb- bar angeordnet, an dem eine nach aufwärts rainende Lasche 40 mit einem Ouerriemel an gebracht ist, welcher Querriegel über die Zahnstange 36 greift und normalerweise in einer der Zahnlücken einrastet.
Somit wird das Laufgewicht 39, solange die Zahnstange 36 unter dem Druck der Federn 37, 38 an den Köpfen der Bolzen 34, 35 anliegt, an einer Bewegung längs der Schiene 29 in Pfeilrichtung 41 verhindert, da die steilen Zahnflanken den Querriegel der Lasche 40 hemmen; dagegen ist eine Bewegung entge gen der Pfeilrichtung 41 möglich. Der hintere Halteklotz 33 stellt gleichzeitig einen End- anschlag für das Laufgewicht 39 dar.
Am Laufgewicht 39 greifen zwei verschie dene Kräfte an, die bestrebt sind, dasselbe längs der Schiene 29 zu verstellen. Die eine dieser Verstellkräfte wird von der Schrauben feder 42 ausgeübt, die das Laufgewicht 39 in Richtung auf den Halteklotz 32 zieht, also entgegen der Pfeilrichtung 41.' Die zweite Verstellkraft rührt vom Hebel 43 her, der mit dem um den räumlich festen Drehpunkt 45 schwenkbaren Hebel 44 und den Hebeln 46 und 47 ein Gestänge bildet, das mit der Nabe 48 und dem Stift 49 am Drehzapfen 17 befestigt ist und über denselben von der Pendelstange -6 aus betätigt wird.
Die Pendel stange ist unter der Wirkung der Strömung auf die Prallplatte 10 bestrebt, sich in Pfeil richtung 7 zu bewegen, was eine der Hebel übersetzung entsprechende Verstellkraft am Hebel 43 in Pfeilrichtung 41 ergibt, also eine der Wirkung der Feder 42 entgegengerich- tete Verstellkraft. Das Gestänge 43 bis 48 ist hier als Wegübersetzung und Kraftunter setzung ausgebildet, was zwar eine bevor zugte, aber keine notwendige Massnahme dar stellt.
Wie bereits erwähnt, kann aber die Verstellkraft in Pfeilrichtung 41 seitens des Hebels 43, selbst wenn sie gegenüber der Rückstellkraft seitens der Feder 42 über wiegt, keine Verstellung des Laufgewichtes 39 bewirken, solange dessen Querriegel 40 im Eingriff mit der Zahnstange 36 steht.
Parallel zu dem von der Schiene 29 ge bildeten horizontalen Arm. verläuft der Aus lösehebel 50, der an einem Drehzapfen 51 be festigt und mit diesem in einem Lagerbock 52 schwenkbar gelagert ist. In seiner Ruhe lage stützt sich der Auslösehebel 50 gegen einen Anschlag 53 am Gehäuse 20, gegen den er infolge des Gewichtes 54 gedrückt wird.
Am Auslösehebel 50 ist ein Druckstift 55 befestigt, der sich beim Hochheben des Aus lösehebels 50 vom Anschlag 63 etwa in der Pfeilrichtung 56 bewegt und dabei die Aus- lösung der (nicht gezeichneten) Schnellab sperreinrichtung (zum Beispiel eine Drossel klappe) über einen Verstärker, zum Beispiel eine gespannte Kippfeder oder eine Kipp- waage bewirkt, aber erst nachdem der Aus lösehebel 50 eine vorgegebene Winkelbewe gung um seinen Drehzapfen 51 ausgeführt hat. Der Auslösehebel 50 ist mit dem horizon talen Arm der Pendelstange 5, also mit der Schiene 29, 30, über eine Kupplung 57 ver bunden, die ein Merkmal der erfindungs gemässen Einrichtung darstellt.
Diese Kupp lung 57 bildet keine starre Verbindung zwi schen der Schiene 29 und dem Auslösehebel 50, sondern ist derart ausgestaltet, dass sie nur Kraftimpulse übertragen kann, und zwar nur solche, deren Anstiegssteilheit einen vor gegebenen und einstellbaren Mindestwert übersteigt. Kraftimpulse geringerer Anstiegs steilheit sowie eine Dauerkraft können also vom horizontalen Arm über die Kupplung 5 7 auf den Auslösehebel 50 nicht übertragen werden, vielmehr werden dieselben innerhalb der Kupplung 57 verbraucht.
Die Kupplung 5<B>7</B> besteht in der in Fig. 1 dargestellten beispielsweisen Ausführung aus einem sogenannten Ölkatarakt, nämlich einem allseits geschlossenen ölgefüllten Zylinder 58, längs dem ein Kolben 59 saugend verschieb bar ist mit einer Geschwindigkeit, die von dem Ölstrom abhängt, der zwischen den beiden Öff nungen 60, 61 und durch den Seitenkanal 62 fliessen kann. Dieser Ausgleichsölstrom ist durch die Justierschraube,69 einstellbar. Der Zylinder 58 ist über ein Gelenk mit der Schiene 29 und der Kolben 59 ebenfalls über ein Gelenk mit dem Auslösehebel 50 verbunden.
Ist der Ausgleichsölstrom im Seitenkanal 62 durch die Schraube 63 sehr stark gedrosselt, so werden bereits Kraftimpulse relativ kleiner Anstiegs steilheit übertragen, das heisst, bereits ein relativ langsames Heben der Schiene 29 und des Zylinders 58 wird auf den Kolben 59 und den Auslösehebel 50 übertragen. Ist dagegen der Ölausgleich über den weit geöffneten Sei tenkanal 62 sehr rasch wirksam, dann bedarf es - eines Kraftimpulses grosser Anstiegssteil heit, das heisst eines relativ raschen Hebens der Schiene 29, damit der Kolben 59 und damit der Auslösehebel 50 aus seiner Ruhe lage bewegt werden.
Ausser vom Ölausgleichs- weg in der Kupplung 57 hängt das Anspre chen des Auslösehebels 50 auch noch von dem Druck desselben auf die Auflage 53, also von der Stellung des Gewichtes 54 ab. Somit kann ; durch die Justierschraube 63 und das Gewicht 54 die Kopplung zwischen dem Auslösehebel 50 und dem horizontalen Arm der Pendel stange 5 innerhalb gegebener Grenzen einge stellt werden.
Am Auslösehebel 50 ist eine nach abwärts ragende Zunge 64 vorgesehen, die auf eine Querlasche 65 genau in der Mitte der Zahn stange 36 ausgerichtet ist, in der Ruhelage der Einrichtung aber, wie aus Fig.1 ersicht lich, von dieser Querlasche 65 einen bestimm ten Abstand besitzt. Die Zunge 64 dient als Anschlag für die Querlasche 65 für den Fall, dass die Schiene 29 samt Zahnstange 36 lang sam angehoben wird, während der Auslöse- hebel 50 in seiner Ruhelage verharrt, was zu einer Senkung der Zahnstange 36 in ihren Führungsbolzen 34, 35 entgegen der Wirkung der Federn 37, 3,8 führt und eine Freigabe des in der Zahnstange <B>36</B> eingerasteten Quer riegels 40 zur Folge hat.
Im normalen Betriebszustand, also bei sta tionären Strömungsverhältnissen in der Druckrohrleitung 1, befindet sieh die Pendel stange 5 stets in der in Fig.1 angedeuteten, angenähert senkrechten Lage und das Laufge wicht 39 in einer Stellung längs der Schiene 29 derart, dass das von der Strömung ausge übte Drehmoment um die Drehachse 11 durch das entgegenwirkende Drehmoment des Lauf gewichtes 39 gerade kompensiert wird.
Tritt in dieser Ruhelage plötzlich eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit, also eine Be schleunigung in der Druckrohrleitung 1 auf, die innerhalb der beim Betrieb vorgesehenen Grenzen bleibt, zum Beispiel beim Anfahren einer weiteren Turbine, so bewegt sich die Pendelstange 5- mit einer von der Besehleuni- gung der Strömung bestimmten Winkelge schwindigkeit in Pfeilrichtung 7, also der hori zontale Arm 29 in Pfeilrichtung 31. Die Kupplung :57 und das Gewicht 54 sind jedoch derart eingestellt, dass die Kraftwirkung auf den Kolben 59 nicht ausreicht, um den Aus lesehebel 50 von dessen Auflage 5,3 abzuheben, so dass keine Bewegung des Druckstiftes 55 erfolgt.
Ebenso verbleibt die Zunge 64 in ihrer Ruhelage und bewirkt, sobald die Auslenkung des horizontalen Arms 29 einen bestimmten Betrag erreicht, dass die Zahnstange 3,6 längs ihrer Führungsbolzen 34, 35 in Richtung auf die Schiene 29 gedrückt, also der Querriegel 40 des Laufgewichtes 39 freigegeben wird.
Dieses Laufgewicht 39 steht aber unter der Wirkung einer Verstellkraft in Richtung des Pfeils 41 seitens des Hebelgestänges 43 bis 48, entsprechend der durch die erhöhte Strö mungsgeschwindigkeit an der Pendelstange 6 auftretenden Drehmomentenvergrösserung. Das Laufgewicht wird somit längs des hori zontalen Arms 29 so lange in Pfeilrichtung 41 verschoben, bis die Verstellkraft angenähert durch die Feder 42 wieder kompensiert ist. Dabei vergrössert sich aber auch das Dreh moment des Laufgewichtes 8'9 auf der Schiene 29 und bewirkt eine Zurückstellung der Pen delstange 5 in die angenähert senkrechte Lage.
Gleichzeitig mit der dabei vor sich ge henden Abwärtsbewegung des horizontalen Arms 29 entgegen der Pfeilrichtung 31 kann die Zahnstange 36 in ihre Ruhe lage zurückkehren, womit der Querrie gel 40 wieder einrastet und das Laufge wicht in seiner neuen Ruhelage festgehalten wird. Damit ist aber beim neuen stationären Strömungszustand die Ruhelage wieder er reicht., die sich gegenüber der ersten Ruhelage lediglich dadurch unterscheidet, dass nunmehr die Pendelstange 6 eine andere Lage zur Pen delstange 5 einnimmt und das Laufgewicht 39 in Richtung des Pfeils 41 längs der Schiene 29 verschoben ist.
Wird die eben beschriebene Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit in der Druckrohr leitung 1 wieder rückgängig gemacht, zum Beispiel beim Abschalten einer Turbine, so sinkt das Drehmoment seitens der beiden Pen delstangen 5 und 6, also senkt sich anfangs der horizontale Arm 29 entgegen der Pfeil- richturig 31.
Aber gleichzeitig überwiegt nun mehr die Rückstellkraft der Feder 42 auf das ; Laufgewicht 39 und zieht dasselbe in seine frühere Stellung zurück, was durch die Zahn stange 36 und den Querriegel 40- nicht ver hindert wird, da die Zähne der Zahnstange 36 sägezahnartig gestaltet sind, also der Quer riegel 40 über dieselben entgegen der Pfeil richtung 41 hinweggleiten kann. Mit der Rückstellung des Laufgewichtes 3'9 in die frü here Stellung wird dessen Gegendrehmoment gegenüber dem Drehmoment der Pendelstange 5 reduziert, womit die Pendelstange 5 wieder ihre angenähert senkrechte Lage einnimmt und die frühere Ruhelage der Einrichtung wieder erreicht ist.
Tritt aber - entgegen dem oben behan delten Fall - eine plötzliche Beschleunigung der Strömung auf, die über die betriebsmässig vorgesehenen Werte hinausgeht, zum Beispiel bei einem Rohrbruch, dann erfolgt ein wesent lich schnelleres Heben des horizontalen Arms 29 der Pendelstange 5, und der Kraftimpuls auf den Zylinder 58 der Kupplung 57 kann vom Ölausgleich nicht mehr aufgenommen werden. Vielmehr wirkt durch die grössere An stiegssteilheit des Kraftimpulses eine Kraft auf den Kolben 59, die zum Abheben des Aus lösehebels 50 von seiner Auflage 53 ausreicht.
Damit hebt sich aber auch die Zunge 64 und die normalerweise durch dieselbe bewirkte Freigabe des Querriegels 40 und damit des Laufgewichtes 39 unterbleibt, so dass die kom pensierende Wirkung der Pendelstange 6 über das Gestänge 43 bis 48 auf den horizontalen Arm 29 nicht wirksam werden kann.'Der Arm 29 wird deshalb in Pfeilrichtung 31 weiter angehoben, ebenso der Auslösehebel 50, bis schliesslich die dadurch verursachte Bewegung des Druckstiftes 55 in Pfeilrichtung 56 zur Auslösung der Schnellabsperrungseinrichtung, zum Beispiel einer Drosselklappe für die Druckrohrleitung führt.
Auf der Schiene 29 ist ausserdem die Lage des Halteklotzes 3'3 so gewählt, dass das Lauf gewicht 39 bei voll belasteter Druckwasserlei tung also bei der im Betrieb möglichen Höchst geschwindigkeit der Strömung (Vollast sämt- licher Turbinen) seitens des Gestänges 43 bis 48 entsprechend dem durch die Strömungsge schwindigkeit an der Pendelstange 6 auftre tenden Drehmoment bis an diesen zurückge schoben wird.
Bei einem weiteren Geschwindigkeitsan stieg gleich welcher Grösse (Rohrbruch bei Vollast) wird das Kompensationsglied durch den Halteblock 33 blockiert, so dass bei genü gender Aaslenkung der Schiene 29 in Pfeil richtung 31 die Zahnstange 36, durch die Zunge 64, den Querriegel 40 am Laufgewicht 39 wohl freigibt, dieses Laufgewicht aber nicht mehr weiter in Pfeilrichtung 41 ge schoben werden kann.
Dadurch wird die Schiene 29 auch bei kleinstem Geschwindig keitsanstieg, selbst wenn dieser mit einer Beschleunigung =die unter dem an der Kupp lung 57 eingestellten Mindestwert liegt, in Pfeilrichtung 31 weiterbewegt, wobei nach der totalen Einfederung der beiden Federn 3'7, 38 durch die Zunge 64 und die Quer lasche 65 der Auslösehebel 50 mit der Schiene 29 in Pfeilrichtung 31 mitbewegt wird und so über den Druckstift 5'5 die Aus lösung der Schwellabsperreinrichtung der Druckleitung eingeleitet.
Beim Betrieb von Einrichtungen der an Hand von Fig. 1 bis 3 beschriebenen Bauart hat sieh gezeigt, dass unter bestimmten Be triebsbedingungen auf die Prallplatten 9 und 10 an den Pendelstangen 5 bzw. 6 Druck stösse und Wirbelfäden der Strömung einwir ken können. Diese Druckstösse haben ein un ruhiges Arbeiten der Einrichtung zur Folge und sind= unerwünscht. Eine Beseitigung der Einwirkung solcher Druckstösse auf den Hori zontalarm 29 der ersten Pendelstange 5 und auf das Gestänge 43 bis 48 der zweiten Pen delstange 6 kann durch je einen am Dreh zapfen 16 bzw. 17 angebrachten Öldämpfer erfolgen. Je nach Grösse der Druckstösse kann entweder nur am ersten oder auch an beiden Drehzapfen ein solcher Öldämpfer vorgesehen werden.
Die Fig. 4 und 5 zeigen eine beispielsweise Ausführung eines geeigneten öldämpfers am Drehzapfen '16 der Pendelstange 5. Dieser Drehzapfen 16 ist hier verlängert und ragt durch die aus Bodenteil 66 und Deckel 67 bestehende Öldämpferdose hindurch. Der Bodenteil 66 bildet mit einem Fortsatz 68 zugleich die Lagerbüchse für den Drehzapfen 16 und ist an der Seitenwand des Gehäuses 20 befestigt. Das aus dem Deckel 67 herausra gende Ende des Drehzapfens 16 trägt die Nabe 28 für den horizontalen Arm 29.
Der Innenraum der öldämpferzone ist durch die beiden feststehenden, am Deckel<B>67</B> befindlichen Trennwände 69 und 70 in eine obere und eine untere Kammer geteilt, in deren jeder sich ein radialer Drehflügel 71 bzw. 72 bewegt. Diese Drehflügel sitzen beid seitig an einer auf dem Drehzapfen 16 fest- gekeilten Büchse 73, werden also beim Ver stellen der Pendelstange 5 hin und her be wegt. Die obere und untere Kammer des Innenraumes der Dämpferdose sind ölgefüllt und stehen miteinander über je einen Kanal 74 und 75 in den Trennwänden 69 bzw. 70 in Verbindung.
Durch je eine Regulier schraube 7'6 bzw. 77 kann der Durchflussquer- schnitt der beiden Kanäle 74 bzw. 75 ver kleinert werden. Die Ölfüllung der obern und untern Kammer erfolgt über geeignete verschliessbare Öffnungen, ebenso die Entlüf tung derselben. Der Innenraum des Öldämp- fers ist durch die Manschetten (oder 0-Ringe) 78 und 79 abgedichtet. Ferner ist im Fort satz 6;8 ein Ringkanal 80 mit einem Ablauf 81 vorgesehen, um Sickerwasser bzw. Sickeröl aus dem Innenraum des Gehäuses 20 bzw. des Öldämpfers abzuleiten.
In der Ruhelage der Pendelstange 5 (Fig. 1) befinden sich die Drehflügel 71, 72. etwa in der in Fig. 5 angegebenen Stellung. Jede plötzliche Aaslenkung der Pendelstange 5 durch einen Druckstoss, Wirbelfaden oder der gleichen wird durch den entsprechend ein gestellten freien Querschnitt der Ölkanäle 74, 75 gedämpft, während einer weniger stoss artigen Aaslenkung kein merklicher Wider stand entgegensteht.
Die Dämpfung ist also durch die beiden Regulierschrauben 76, 77 veränderbar und wird beim Betrieb der Ein ricUtung nach Fig. 1 bis 3 auf einen ger in- geren Wert eingestellt als die Dämpfung im Ölkatarakt 57 (Fig.1).
Der an Hand von Fig.4 und 5 beschrie bene Öldämpfer kann bei entsprechender Di- mensionierung und Einregulierung die in Fig. 1 vorgesehene, nur Kraftimpulse übertra gende Kupplung 57 ersetzen. Eine derartige beispielsweise Ausführung ist in den Fig.6 und 7 dargestellt, wobei der vom horizontalen Arm 29 bei Verstellung in Pfeilrichtung 31 betätigte Auslösemechanismus für die Schnell absperreinrichtung fortgelassen ist, da die selbe wie in Fig.1 bis 3 oder auch in an derer geeigneter Art ausgebildet sein kann.
Beim Ausführungsbeispiel nach Fig.6 und 7 sind beide Drehzapfen 16, 17 mit je einem Öldämpfer 82 bzw. 83 versehen. Die Öldämp- fer weisen hier die in Fig.4 und 5 darge stellte Bauart auf, können aber auch andere ausgebildet sein.
Im übrigen entspricht die Einrichtung ganz jener der Fig.1 bis 3, bis auf die hier entbehrlichen Bauteile 34 bis 38 und 50 bis 65, da von der Lasche 40 auf dem Laufgewicht 39 unmittelbar der Aus- lösemeehanismus, beispielsweise dessen Hebel 84 (Fig. 6), betätigt wird, sobald die Winkel verstellung des horizontalen Arms 29 in Pfeil richtung 31 hierfür ausreicht.
Um zu errei chen, dass nur dann eine zur Betätigung der Auslösung ausreichende Winkelverstellung des horizontalen Arms 29 erfolgt, wenn die Be schleunigung der Strömung einen vorgege benen Höchstwert überschreitet, ist eine un terschiedliche Justierung der beiden Öldämp- fer 82 und<B>83'</B> erforderlich.
Der Öldämpfer 82, der mit der Pendel stange 5 zusammenwirkt, wird beispielsweise derart eingestellt, dass er die unerwünschten Druckstösse der Strömung auf die Prallplatte 9 ausgleicht, also Kraftimpulse grosser Anstiegs steilheit, aber kleiner Amplitude stark dämpft. Dagegen werden Kraftimpulse grosser Ampli tude, sobald sie eine vorgegebene Anstiegssteil heit übertreffen, auf den horizontalen Arm 29 übertragen und verursachen dessen Win kelverstellung in Pfeilrichtung 31, falls keine Gegenwirkung erfolgt.
Solange sich aber das Laufgewicht 39 im Bereich zwischen den bei den Anschlägen 32, 33 befindet, erfolgt eine solche Gegenwirkung durch dessen Verschie bung in Pfeilrichtung 41 mittels des Hebel, gestänges 43 bis 48 seitens der Pendelstange 6.
Dabei ist der auf die Pendelstange 6 wir kende Öldämpfer 83, derart einreguliert, dass im Bereich der normalen Strömungsgeschwin digkeit die bei einer Beschleunigung der Strö mung innerhalb des betriebsmässig zulässigen Intervalles resultierende Verschiebung des Laufgewichtes rasch genug erfolgt, um eine sofortige Kompensation des in Pfeilrichtung 31 wirkenden Drehmomentes am horizontalen Arm 29 zu erwirken, also eine Winkelverstel lung desselben und eine Betätigung der Aus lösung zu verhindern.
Ist jedoch die Beschleu nigung der Strömung höher als dem vorge gebenen Höchstwert entspricht, also die An stiegssteilheit der Kraftimpulse auf die Pen delstangen 5 und 6 entsprechend grösser, dann bewirkt die unterschiedliche Einstellung der Öldämpfer 82 und 83 eine Verzögerung der Kompensation seitens des Laufgewichtes 39 und die Winkelverstellung des horizontalen Arms 29 reicht zu einer Betätigung der Aus lösung 84 über die Lasche 40 aus.
Liegt jedoch im Ruhezustand der Pendel stange 5 (stationäre Strömung in der Druck leitung) das Laufgewicht 39 am Halteklotz 33 an (bei Vollast aller Turbinen), ist bei einem weiteren Geschwindigkeitsanstieg der Strömung, gleichgültig mit welcher Beschleu nigung derselbe erfolgt (Rohrbruch bei Voll- last) eine weitere Kompensation der Dreh momentvergrösserung am Drehzapfen 16 nicht mehr möglich. Infolgedessen wird in diesem Fall die Schiene 29 sofort in Pfeilrichtung 31 ausgelenkt und über die Lasche 40 die Aus lösung 84 der Schnellabsperreinrichtung be tätigt.
Die Fig. 8 bis 11 zeigen ein weiteres Ausführungsbeispiel der Einrichtung, eben falls aufgebaut auf einem auf der Drucklei tung 1 aufgeschweissten Flanschring 2 mit den Schrauben 3 befestigt und druckwasser fest abgedichtet. Der Planschring 2 um schliesst eine Öffnung 4 in der Druckleitung 1., durch welche die Pendelstange 90 mit dem Stauteller 91 in den Wasserstrom hinein ragt, der in Pfeilrichtung 7 durch die Druck leitung 1 fliesst.
Eine Abweiserplatte 8 ist in Strömungsrichtung 7 vor der Pendelstange 90 angeordnet, um irgendwelche im Wasser mit schwimmende Fremdkörper von dieser fernzu- halten._ Die Pendelstange 90 ist durch die Nabe 92 und den Keil 93 mit der Achse 94 fest verbunden. Die Achse 94 ist in den Büchsen 95 und 96 gelagert, die beidseitig im Gehäuse 97 befestigt sind. Dieses Gehäuse 97 besitzt einen vollständig geschlossenen Innenraum 98, der nur nach unten, über die Öffnung 4 mit der Druckleitung 1 in Ver bindung steht, also druckdicht ausgebildet sein muss.
Aus diesem Grunde ist die Büchse 95 mit einem geschlossenen Boden ausgeführt und der Hohlraum 99 über den Kanal 100 mit dem Gehäuseinnern 98 verbunden, wo durch ein in Pfeilrichtung 101 auf die Achse 94 wirkender axialer Druck entsteht. Dieser axiale Druck wird durch die Büchse<B>9'6</B> an der Schulter 102 der Achse 94 abgefangen. In diese Büchse 96 ist eine gegen den Was serdruck wirkende Dichtung 103 eingebaut. Diese Dichtung 103 kann weggelassen wer den, wenn die Schulter 102 konisch ausge führt wird, wodurch eine ventilsitzartige, me tallische Abdichtung entsteht.
Mit der durch die Büchse 96 hindurch- meführten Achse 94 ist auch dPr DrehflüLyel 104 des Verzögerungsorgans 105 durch den Keil 106 fest verbunden, so dass dieser Dreh flügel 104 jede Bewegung der Pendelstange 90 mitmacht. Dabei bewegt sich dieser Dreh flügel 104 in dem allseitig geschlossenen und mit Öl gefüllten Gehäuse 107 des Ver zögerungsorgans 105, das seinerseits mit dem Boden auf einem an der Büchse 96 vorste henden Auge 108 und mit dem Deckel 109 auf der Achse 94 drehbar gelagert ist.
Der Innen raum dieses Gehäuses 107 ist durch die beiden mit dem Deckel 10,9 ein Stück bildenden Wände 110 und 111 in zwei Räume getrennt, wobei diese Räume durch die Bohrungen 112 und 113 miteinander in direkter Verbindung stehen. Durch die Regulierstifte 114 und 115 kann der freie Querschnitt dieser Bohrungen 112 und 113 verändert werden.
Am Dreh flügel 104, der diese beiden Räume nochmals in je zwei Kammern unterteilt, sind die bei den Rückschlagventile 116 und 117 eingebaut, die bei einer Drehung des Flügels 104 im Gegenuhrzeigersinn geschlossen bleiben, so dass das Öl durch die beiden Bohrungen 112 und 113 strömt, und sich bei einer Drehung im Uhrzeigersinn. durch den entstehenden Öl druck öffnen, so dass der Ölausgleich zum Teil auch durch diese Ventile 116 und 117 erfolgt, wodurch sich solche Drehungen des kleineren Widerstandes wegen rascher voll ziehen, was eine bevorzugte, aber nicht not wendige Massnahme darstellt.
Im Boden des Gehäuses 107 und im Deckel 109 sind je eine Dichtung 118 und 119 gegen das Öl im Innen raum des Gehäuses 107 ein-ebaut.
Ausserhalb des Deckels 109 ist durch den Keil 120 noch der Hebel 121 fest mit der Achse 94 verbunden. Auf diesem Hebel 121 sitzt der Halter 122, der zwischen den beiden Punkten 123 und 124 verschoben werden kann, wodurch die Zugkraft der Feder 125, die- an diesem Halter 122 und an dem mit dem Gehäuse 97 fest verbundenen Arm 126 befestigt ist, verändert werden kann. Bei ge nügend grosser Aus'lenkung des Hebels 121 in Pfeilrichtung 137 stösst dieser gegen den am Deckel 109 des Verzögerungsorgans 105 angebrachten verstellbaren Anschlagbolzen 127. Mit dem Gehäuse 107 des Verzögerungs organs 10'5 ist weiterhin der (lehäusehebel 128 fest verbunden, auf welchem verschiebbar das Gegengewicht 129 sitzt und welcher auf dein Anschlag 130 abgestützt ist.
Fest mit dem Gehäuse 107 ist ebenfalls der Nocken 131 verbunden, an welchem die Auslösstange 132 durch den Bolzen 133 beweglich angekup pelt ist.
Ist beispielsweise von zwei an einer Druck leitung 1 angeschlossenen Turbinen eine mit Vollast im Betrieb und die zweite abgeschal tet, so ergibt sich eine mittlere Geschwindig keit des Wassers in der Rohrleitung 1. Durch Verschieben des Nockens 122 auf dem Hebel 121 wurde bei der Montage die Zugkraft der Feder<B>125</B> so einreguliert, dass sich die Pen delstange 90 unter dem Staudruck, den das durch die Rohrleitung 1 fliessende Wasser auf den Stauteller 91 ausübt, bis etwa zur Hälfte seines Verstellwinkelbereiches in Pfeil richtung 137 bewegt.
Wird zusätzlich die zweite Turbine ein geschaltet, so erhöht sich die Wassergeschwin digkeit in der Druckleitung 1. Dadurch nimmt der Druck, den die Wasserströmung auf den Stauteller 91 der Pendelstange 90 ausübt, ent sprechend der grösseren Strömungsgeschwin digkeit zu, und die Pendelstange 90 bewegt sich weiter in Pfeilrichtung 134. Gleichzeitig dreht sieh auch der Drehflügel 104 im Ge häuse 107 des Verzögerungsorgans 105, wo durch eine der Drehung entsprechende Öl menge durch die Bohrungen 112 und 113 ver drängt wird.
Dabei sind die Drosselstifte 114 und 115 und das auf dem Gehäusehebel 128 sitzende Gewicht 129 so eingestellt, dass sich das Gehäuse 107 mit dem Deckel 109 durch den in den Drosselungen 11'2 und 113 dem Öldruck entgegengesetzten Widerstand nicht in Pfeilrichtung 135 mitdreht.
Beim Abschalten der zweiten Turbine nimmt die Wassergeschwindigkeit in der Druckleitung 1 wieder ab. Dadurch nimmt auch der Staudruck auf den Stauteller 91 der Pendelstange 90 ab, wobei durch die Wir- kung der Feder 125 der Drehflügel 104 des Verzögerungsorgans 105 über den Hebel 121 und die Achse 94 im Uhrzeigersinn zurück bewegt wird. Dabei erfolgt der Ölausgleich bei dieser Rückwärtsbewegung zum Teil auch durch die Rüeksehlagventile 116 und 117. Auch während dieses Vorganges bleibt das Gehäuse 107 des Verzögerungsorgans 105 auf dem Anschlag 130 liegen.
Tritt nun ein Rohrbruch ein, so ist die Beschleunigung des durch die Druckleitung 1 strömenden Was sers grösser als beim Einschalten einer wei teren Turbine, wodurch der Drehflügel 104 im Verzögerungsorgan 105 schneller im Ge- genuhrzeigersinn bewegt wird. .
Durch die feste Einstellung der Drosselstiften 114 und 115 kann jedoch das Öl nicht im selben Mass schneller in die anstossenden Kammern über strömen, wodurch das Gehäuse 107 mit dem Deckel 109 durch den sich bildenden über druck des Öls in Pfeilrichtung 135 bewegt wird und so an der Auslösstange 132 die zur Einleitung der Schliessbewegung des Rohrab- schlussautomaten (zum Beispiel Drossel klappe) nötige Zugkraft -abgenommen wer den kann, was vorteilhaft über ein Verstär kungsorgan, zum Beispiel gespannte Kipp- feder oder Kippwaage, erfolgt.
Der Anschlagbolzen 127 an der mit dem Deckel 109 des Verzögerungsorgans 10'5 fest verbundenen Nase 136 ist so eingestellt, dass der Hebel 1u21 bei der für die Druckleitung 1 höchstzulässigen Strömungsgeschwindigkeit bis an diesen Anschlagbolzen 127 in Pfeil richtung 137 heranbewegt wird.
Bei einem weiteren Geschwindigkeitsanstieg der Strö mung in der Druckleitung 1, was in diesem Fall nur bei einem Rohrbruch erfolgt, wird das Gehäuse 107 des Verzögerungsorgans 10'5 durch den Hebel 121 am Anschlagbolzen 1'27 mechanisch mitbewegt, wodurch die Auslöse bewegung in Pfeilrichtung 13'5 unabhängig von der Wirkung des Verzögerungsorgans 105 erfolgt.
Zur Dämpfung von Schlägen, die infolge von Druckstössen und Wirbelfäden am Stau teller 91 der Pendelstange 90 auftreten, kann ein Öldämpfer nach Fig. 5 und 4 am Gehäuse 97 auf der Seite der Büchse 95 angebaut werden.