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Umschaltvorrichtung Die Erfindung betrifft eine Umschaltvorrichtung
mittels Servomotors, insbesondere eine solche für zwei Ventile, von denen das eine
geöffnet, das andere geschlossen wird, wie zum Beispiel zum Umschalten des Abdampfes
einer Kolbendampfmaschine zu einer nachgeschalteten Abdampfturbine oder zum Kondensator.
Es ist dabei bekannt, daß der Servomotorkolben unter dem Einfluß eines Steuerdrucks
das Druckmittel auf den Servomotorkolben entgegen dem Druck einer Feder wirken läßt.
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Durch die Erfindung soll eine schnelle Bewegung des Arbeitskölbens
erhalten werden, ohne daß der Gebrauch von Rohren von teilweise großem Durchmesser
notwendig gemacht wird, um einen schnellen Auslaß der Flüssigkeit zu gestatten.
Zu diesem Zweck wird- der Steuerschieber des Servomotors so ausgebildet, daß er
beim Aufhören des Steuerdrucks die Zylinderräume auf beiden Seiten des Kolbens miteinander
und mit einer Auslaßleitung verbindet. Durch das gleichzeitige Übertreten des Druckmittels
auf die andere Kolbenseite und Abfließen kann das Ventil schnell schließen.
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In der weiteren Ausgestaltung der Erfindung erhält bei einer Mehrzahl
von Ventilen jedes einenbesonderen Senvomotormit Steuerschieber. In die Impulsleitung
wird ein Rückschlagventil eingeschaltet, welches bei ansteigendem Steuerdruck von
selbst öffnet, bei fallendem schließt und beim Öffnen des ersten Ventils durch ein
Hebelgestänge aufgestoßen wird. Auf diese Weise vermindert sich rasch auch der Steuerdruck
in der Impulsleitung des zweiten Ventils.
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Die Erfindung ist in der beiliegenden Zeichnung beispielsweise dargestellt.
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Der Abdampf einer Kolbenmaschine strömt im Rohr i in Richtung a zu
einer Abdarnpfturbine nach h oder unmittelbar zu einem Kondensator in Richtung c.
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Die beiden Wege werden gesteuert durch das Kondensatorventil2 und
das Abdampfturbinenventil3, die mit Servomotorkolben4 und 5 verbunden sind. Diese
werden einerseits von ihrem eigenen Gewicht und von den Federn 8 und 9 beeinflußt,
so daß das Kondensatorventil 2 bestrebt ist, sich in der Öffnungsrichtung zu bewegen,
während das Turbinenventil 3 sich in die Schließungsrichtung zu bewegen sucht.
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Die zugehörigen Steuerkolbenschieber sind mit io und io' bezeichnet.
ii ist die Steuerimpulsleitung, 12 die Druckmittelzuleitung und 13 die Druckmittelableitung.
Der Schieher io ist auf einer Seite dem Flüssigkeits-oder Gasdruck der Steuerleitung
i i ausgesetzt und auf der anderen Seite durch eine Feder i9 belastet. Wenn der
Druck im Steuerleitungsrohr i i über den der Belastungsfeder hinausgeht, läßt der
Schieber durch Kanäle 14 und 15 Druckmittel aus dem
Rohr
12 in den Zylinderraum 16 treten. Wenn der Steuerleitungsdruck vermindert und geringer
als der Druck der Belastungsfeder wird, wird der untere Zylinderraum 16 unmittelbar
mit dem oberen Zylinderraum 17 mittels der Durchlaßkanäle 15 und 18 und mit dem
Ablaßrohr 13 verbunden.
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In der gleichen Weise wird der Servomotorkolben 5 des Turbinenventils
3 gesteuert.
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Die Steuerleitung i i' bildet die Verlängerung der Steuerleitung ii.
Um aber die genaue Folge des Öffnens und Schließens der Ventile 2 und 3 zu sichern,
ist eine Hilfsventileinrichtung zwischen die Steuerleitungen eingeschaltet, um die
Übertragung des Drucks von dem einen zu dem anderen mit der notwendigen Zeitverzögerung
zu bewirken. Die Steuerleitung i i' ist im weiteren mit Nebensteuerleitung und die
Leitung i i mit Hauptsteuerleitung bezeichnet.
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Die Steuerleitung ii ist mit einem Hauptsteuerglied 2o versehen, das
ein einfacher Hahn sein kann, durch den die Steuerleitung abwechselnd zu einem Hochdruckzuleitungsrohr
2i oder zu einem Ablaßrohr 22 geschaltet werden kann.
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Die Hilfsventileinrichtung zwischen den Steuerleitungen i i und i
i' besteht aus einem Rückschlagventil24, das sich selbsttätig bei steigendem Druck
von der Haupt- zu der Nebensteuerleitung öffnet, wenn der Druck in der ersteren
den Druck in dieser um einen geringen Betrag übersteigt, der durch die das .Ventil
belastende Feder 25 bestimmt wird. Das Hilfsventil 2q. läßt das Druckmittel aber
nicht in umgekehrter Richtung durchtreten, ausgenommen in der Zeit, ivo es beim
Öffnen des Ventils :2 durch ein Gestänge a6, 27 von seinem Sitz. gehoben ist. Die
Stellungen des Hebels 27 und des Kondensatorventils 2, wenn dieses offen ist, sind
durch gestrichelte Linien in der Zeichnung dargestellt.
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Die Wirkungsweise der Steuereinrichtung ist kurz folgende: Wenn die
Hauptsteuerleitung 20 offen ist, so daß das Druckmittel von dem Rohr 21 zu der Hauptsteuerleitung
i i zugelassen wird, läßt der Servomotorschieber io das Druckmittel zu dem Zylinderraum
16 strömen. Dadurch, wird der Kolben q. nach oben gezwungen, so daß das Kondensatorventil,
wie dargestellt, fest geschlossen auf seinem Sitz gehalten wird. Da das Hilfsventil
24 das Druckmittel von der Hauptsteuerleitung ii zu der Nebensteuerleitung i i'
durchtreten läßt, gibt der Servomotorschieber io' dem Druckmittel den Weg zur unteren
Seite des Kolbens frei, und das Turbinenventil wird vollständig geöffnet gehalten
(wie dargestellt). Wenn es nun beabsichtigt ist, die Abdampfturbine abzuschließen
und einen Nebendurchlaß für den Dampf unmittelbar zu dem Kondensator zu schaffen,
wird das Hauptventil 2o in die Stellung bewegt, bei der es die Hauptsteuerleitung
i i zu dem Ablaßrohr 22 öffnet, es wird z. B. das Ventil 2o um 9o° in Richtung des
Uhrzeigers gegen die Hahnstellung gedreht, wie sie dargestellt ist. Der Flüssigkeits-
oder Gasdruck auf den Servomotorschieber io wird. beseitigt und dieser unverzüglich
durch seine Feder in die untere Lage bewegt, in der er die Zuleitung des Druckmittels
zu dem unteren Zylinderraum 16 abschließt und die Verbindung durch die Durchlässe
15 und 18 zwischen dem unteren Zylinderraum 16 und dem oberen Zylinderraum 17 und
dem Ablaßrohr 13 öffnet. Der Kolben und das damit verbundene Kondensatorventil2
bewegen sich darauf nach unten unter ihrem eigenen Gewicht und dem Druck der Feder
8, der anfangs von dem Dampfdruck in dem Hauptdampfdurchtrittsrohr i unterstützt
ist.
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Wenn das Kondensatormittel 2 teilweise offen ist, wird das Hilfsventil
2.4 von seinem Sitz gehoben und dadurch die N ebensteuerleitung i i' zu der Hauptsteuerleitung
i i geöffnet, wodurch diese jetzt den Ablaßdruck besitzt. Infolgedessen wird der
Flüssigkeits-oder Gasdruck in der Nebensteuerleitung vermindert, und der damit verbundene
Serv omotorschieber io' wird durch seine Feder in die Stellung bewegt, die das Druckmittel
von der unteren oder Druckseite des Kolbens 5 entweichen läßt, der darauf durch
seine Feder so bewegt wird, daß das Turbinenventil 3 geschlossen und so die Turbine
abgedrosselt wird.
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Es ist ersichtlich, daß die Anordnung die öffnung des Kondensatorventils
2 vor dem Abschließen des Turbinenventils 3 sichert.
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Bei der Umkehrung des Vorgangs, um die Turbine wieder in Betrieb zu
setzen, wird das Hauptventil 2o so bewegt, daß das Druckmittel zu der Steuerleitung
i i zugelassen wird. Etwas von dem Druckmittel geht auch durch das Ventil 24. und
stellt den Druck in der Steuerleitung i i' wieder her. Die Servomotorschieber io
und io' und dadurch die Kolben 4. und 5 werden wieder in die obere Stellung gebracht.
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Die Erfindung kann sinngemäß auch bei anderen Ventilumschaltungen,
desgleichen bei mehr als zwei Ventilen benutzt werden.