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.