Titel: | Whitehead's Dampfmaschinenregulator für Elektricitätswerke. |
Autor: | Br. |
Fundstelle: | Band 304, Jahrgang 1897, S. 56 |
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Whitehead's Dampfmaschinenregulator für Elektricitätswerke.
Mit Abbildungen.
Whitehead's Dampfmaschinenregulator für Elektricitätswerke.
Im Electrician ist ein neuer Centrifugalpendelregulator von Whitehead
beschrieben, der sich zur Regulirung von Dampfmaschinen für Stromerzeuger ganz besonders eignen soll, da er astatisch
ist und nicht
springt (s. Fig. 1).
Die bei der Drehung der Regulatorspindel A von den Schwungkugeln B erzeugte
Centrifugalkraft wird durch zwei Belastungsfedern Q und K durch Vermittelung
der Winkelhebel BZ1Z2 im Gleichgewicht gehalten; die Drehzapfen Z1 der Winkelhebel BZ1Z2 sind fest mit der Spindel verbunden und der Druck der Feder Q wird
durch die Stelzen Z3Z2 von der Platte E aus nach den Endpunkten Z2 der Winkelhebel übertragen. Die Federn sind so dimensionirt, dass sich für die
verschiedenen Stellungen der Regulatormuffe H eine genau gleiche Tourenzahl ergibt. Die Regulatorspindel
A endigt oben in einen Cylinder I, in welchem sich ein dicht
schliessender Scheibenkolben J bewegt, der durch die innere Feder K
nach unten gedrückt wird. Die Federkraft von K überträgt sich durch die Kolbenstange nach dem oberen
Widerlager R der äusseren Feder Q, so dass Gleichgewicht nur möglich ist,
wenn beide Federn einen gleich grossen Druck ausüben. Man kann sich die gemeinsame Wirkung beider Federn am besten
durch die Fig. 2 veranschaulichen, sie ist genau die gleiche, wie wenn nur eine Feder
von entsprechend grösserer Länge vorhanden wäre, vorausgesetzt allerdings, dass die Zwischenplatte J,
d.h. der Kolben in dem Cylinder I, frei beweglich wäre. Dies ist nun nicht der Fall; unter- und oberhalb
des Kolbens befindet sich Oel, welches nur durch die enge Bohrung im Kolben von der einen zur anderen Seite gelangen
kann. Durch eine
Regulirspindel N kann die Oeffnung mehr oder weniger verengt und so die Schnelligkeit des Ueberströmens
von Oel verändert werden. Der auftretende hydraulische Widerstand hält also gleichsam den Kolben anfangs fest und
verhindert, dass die
zweite Feder K zur Wirkung gelangt; erst nach und nach schiebt sich der Kolben nach oben (bezieh. unten)
und schaltet so die obere Feder mit ein. Bei gleichem Maass der Zusammendrückung ist nun bekanntlich die Aenderung
an Federkraft einer
kürzeren Feder grösser als die einer längeren; die Wirkung des Kolbens zeigt sich mithin darin, dass beim Zusammenpressen
der Federn
die Spannung bei gleichbleibendem Muffenhub anfangs grösser ist, als der Gleichgewichtslage entspricht, und erst
später bis zu dem
richtigen Maass abnimmt, und umgekehrt, bei sinkender Regulatormuffe zunächst kleiner ist, als der Muffenstellung
entspricht, und erst
später bis zum richtigen Betrage anwächst.
Textabbildung Bd. 304, S. 56
Centrifugalregulator von Whitehead.
Diese Wirkungsweise soll nun das Springen verhüten. Bei einer plötzlichen Entlastung des Motors nimmt die Geschwindigkeit
zu, folglich
wächst auch die Centrifugalkraft der Schwungkugeln und diese wird durch die grössere Kraft der äusseren Feder Q allein ins Gleichgewicht gebracht; erst allmählich kommt auch die innere Feder zur Wirkung, die gesammte Federbelastung
nimmt ab und zwar soweit, wie es der inzwischen wieder hergestellten normalen Geschwindigkeit des Motors entspricht.
Aehnlich verhält
sich der Regulator bei plötzlicher Belastung des Motors. Während der Belastungsänderung der Dampfmaschine ist also
die Federspannung
der jedesmaligen grösseren (bezieh. kleineren) Umdrehungszahl angepasst, sie nimmt aber im Verlauf der Regulirung ihren richtigen Werth wieder an, so dass am Schluss des Vorgangs der vorhandenen
Federbelastung die normale Tourenzahl entspricht. Folglich besässe dieser Regulator alle zu fordernden Eigenschaften:
genaue Astasie,
schnelle Wirkung und vollständige Beseitigung des Springens.
Obwohl durch das beigefügte Geschwindigkeitsdiagramm, welches von einer liegenden 500pferdigen Maschine mit Corliss-Steuerung
bei
wechselnder Belastung abgenommen ist und höchstens 1 ½ Proc. Geschwindigkeitsschwankung aufweist, der praktische
Beweis für die
Richtigkeit der obigen Eigenschaften erbracht zu sein scheint, ist nach Ingenieur Tolle in Köln dieses
nicht zutreffend.Soll
die Regulirung in möglichst kurzer Zeit erfolgen, so muss beim Aufwärtsgang die Federbelastung anfangs kleiner, am Schluss grösser gemacht werden, als zur Gleichgewichtserhaltung der Centrifugalkräfte erforderlich sein
würde. Dieser Regulator verhält sich nun genau umgekehrt. E. Z. 1897 S. 129.
Günstigsten Falls wirkt nach diesem die ganze Anordnung wie eine gewöhnliche Oelbremse. Dass eine solche das Springen
vermindert oder
ganz beseitigt, ist allgemein bekannt und es wird deshalb häufig zu diesem Hilfsmittel gegriffen. Das Wesen einer
Oelbremse besteht in
dem Einschalten eines hydraulischen Widerstandes. Zu Anfang einer Regulirungsperiode, wo die Geschwindigkeit der
Massen noch klein
ist, wird auch nur ein geringer Widerstand eingeschaltet; mit wachsender Geschwindigkeit steigert sich die Bremswirkung,
veranlasst so
ein schnelleres Abnehmen der Geschwindigkeit und trägt zum rascheren Verlauf der Regulirung bei. Der Nutzen der Oelbremse
wird aber
mehr oder weniger wieder dadurch ausgeglichen, dass von dem zum Verstellen der Steuerung nöthigen Ueberschuss an
Centrifugalkraft ein
Theil nutzlos aufgezehrt wird, dass also der Regulator unempfindlicher wird. Wenn es auch ganz ausgeschlossen ist,
mit einem
Centrifugalpendelregulator absolute Gleichmässigkeit des Ganges zu erzielen, so lässt sich doch eine grosse Annäherung
an dieselbe
erreichen.
Br.