2. 10
N -
ČESKOSLOVENSKÁ SOCIALISTICKÁ
REPUBLIKA
Vydáno 15. září 1961
· Vyloženo 15. března 1961
PATENTNÍ SPIs č.
100846
Právo k využití vynálezu přísluší státu podle 3 odst. 6 zák. . 34/1957
Inž. JAKUB KARĀSEK, PRAHA
Isodromnízařízení
Přihlášeno 13. října 1959 (PV 5847-59) Platnost patentu od 13. října 1959
U automatických indirektních hydraulických regulátorů otáček lze dosáhnout zvýšením
stupně nestejnoměrnosti roztěžníku účinného tlumení kmitů regulačního pochodu. To však
způsobuje při nepoddajném vrativodu mimo jiné nepřípustné trvalé rozdíly otáček regulovaného
stroje od chodu naprázdno až do plného zatížení.
Korekce otáček ručním zásahem na přestavení otočného bodu vahadla pevného vratného
vedení jest provozně nebezpečná a nepřípustná. Proto byly hledány cesty automatické korekce
tak, aby bylo dosaženo nepatrného, nastavitelného stupně nestejnoměrnosti asi 1 až 3% mezi
chodem naprázdno a plným zatížením i při vysokém stupni ne
stejnoměrnosti . Tento trvalý stupeň nestejnoměrnosti se ozna
čuje také jako, trvalá statika.
Při malých změnách zatížení regulovaného stroje není obvykle u neseřízeného
isodromu žádaná stabilita pro časově neodpovídající prokluz pístu při malých drahách
ze střední polohy a periodicky kolísavý průběh regulace je zaviněn do jisté míry
nesprávným isodromním zařízením. Taková regulace je nepřípustná., Proto je
bezesporu, že u indirektní regulace je dokonalé isodromní zařízení stejně důležité jako
dokonalé frekvenční čidlo, rozvodový orgán a servomotor. Totéž platí v plném rozsahu i
o isodromním zařízení tla- kové regulace. •
Požadavek nastavitelného útlumu isodromním zařízením jest ne

5. 30
2 100846
zbytný za ztížených regulačních podmínek, zejména u velikých středotlakých agregátů.
Jest účelné, aby zrychlení vratného vedení, trvalá statika a zejména
přechodná statika mohly být měněny bez demontáže, po případě i dálkövě za
provozu a tak dosáhnout isodromem potřebné simultánní sou- hry jednotlivých
veličin zařízení, jak pro útlum regulačního pochodu, tak i pro výhody při uvádění
soustrojí do chodu a při provádění přifá
. Zování atd.
Z uvedeného je zřejmo, že u hydraulického isodromního zařízení jsou hlavními
činiteli funkce isodromu co nejmenší pohybující se hmoty (s pístem kataraktu, počáteční
vratná síla na píst a její změna během pohybu, odpor pístu, daný obtokovou plochou,
uzavření obtoku ve střední poloze pístu a okamžité uvolnění obtoku při oboustranném
pohybu válce kataraktu a po případě i změna plochy obtokového otvoru podle časového
průběhu vratné síly. Možnost nastavit bez demontáže čas isodromu, poměrné zrychlení
pohybu válce kataraktu, trvalou statiku a přechodný stupeň nestejnoměrnosti roztěžníku
jsou bezpodmínečné. - .
Vynález řeší odstranění dosavadních potíží hydraulického isodrómního zařízení
použitím dvou nových podstatných zařízení, a to zavedením oboustranně působící
vratné síly na píst bez hmot a bez zatěžujíCích vratných pružin a oboustranně
automatickým obtokem s uzavřením ve střední poloze. Je použito dvou posuvných
pístků v tlakovém prostoru, působících na nákružky na pístnici, a dále šoupátka nebo
rozvodného ventilu, přestavovaného přetlakem na membránu a vraceného do střední
polohy pružinami působícími na uzavírací talířky rozvodu.
Na obr. 1 je znázorněno v příkladném provedení schéma zapojení isodromního
zařízení u automatických indirektních regulátorů a na obr. 2 jest v řezu osou
znázorněno příkladné provedení válce a pístu kataraktu s rozvodným přepouštěcím
zařízením.
Na obr. 1 je znázorněn roztěžník R, rozváděcí šoupátko a isodrom I, spojené
vahadlem vrativodu , dále servomotor SM, vratné vedení. V s kulisami É a pro
pohyb odvozený od pístu servomotoru SM, převedený na válec 1 kataraktu a
vnější válec , jehož malým zdvihem je dána trvalá statika. Z obr. 2 je patrno, že
pohybem pístu, servomotoru SM je pohybován válec 1 kataraktu, ve kterém se
suvně pohybuje píst 2 převedený v pístnici 3 připojenou na vahadlo vrativodu .
. V pístu 2 je umístěno rozvodné šoupátko 21, uváděné v obousměrný pohyb

6. přetlakem na membránu 20, upravenou na čele pístu 2.
Válec 1 kataraktu je pohybován za regulace vratným vedením V . pohybem pístu
servomotoru SM, ať již mechanickými, nebo hydraulickými převody s možností i
dálkového nastavení zrychlení . Ve válci 1 kataraktu je píst 2, přecházející v pístnici 3
připojenou na vahadlo vrativodu . Pístnice 3 má dva nákružky 9 a 12. na které dosedají
volně posuvné pístky 8 a 11, které se mohou střídavě jeden nebo druhý pohybovat
axiálně z krajní do střední polohy, a to ve vnitřním válci , upevměném na vnějším válci ,
přestavovaném nepatrně podle trvalé statiky kulisou ) rovněž od servomotoru SM.
Vnitřní válec 6 má dva nákružky 7 a 10, o které se opírají posuvné pístky 8 a 11 ve své
krajní poloze, tj. za klidu ve střední poloze pístnice 3. Prostor 14 ve vnitřním válci 8 mezi
posuvnými pístky 8 a 11 je vyplněn tlakovým olejem z přívodu 15 tlakového oleje.
Pístnice 3, pohybující se např. nahoru, zvedá proti přetlaku oleje v prostoru
14 vnitřního válce 6 svým nákružkem 9 posuvný pístek , a tlak na mezikruží
posuvného pístku 8 působí na píst 2 kataraktu, kdežto posuvný pístek 11
zůstává ve své horní krajní poloze držen nákruž

8. 100
110
130
3 - 100846
kem 10 vnitřního válce , zatím co nákružek 12 na pístnici vzdaluje
:vného pístku 11, který proto na pístnici , respektive píst 2 ne
tlačí. - . . . . - N
Bude-li tlak. v prostoru 14 vnitřního válce 6 konstantní, pak bude
i relativní rychlost prokluzu pístu 2 konstantní pro všechny zdvihy, ale
čas isodromu nebude konstantní.
Tak by tomu také bylo i při obvyklém isodromu, u něhož by byla pružina
předpnutá určitou sílou, která by se påk dalším stláčením neSměla měnit.
Bude-li tlak v prostoru 14 vnitřního válce 6 malý, skoro nulový, nebude na píst 2
kataraktu působit přetlak, píst 2 se nebude vůči válci 1 kataraktu pohybovat, bude tedy
konat stejný pohyb jako válec 1, aniž by se vracel, a tím se změní isodrom na
nepoddajné vratné vedení a čas isOdromu bude co. -
Bude-li tlak v prostoru 14 vnitřního válce 6 tak veliký, že nedovolí pístu 2 vůbec
pohyb, pak píst 2 absclutně stojí, relativně má stejnou rychlost jako válec 1 kataraktu,
který se pohybuje, pak čas isodromu bude 0 (nula), poddajné vratné vedení se změní
na pevný bod vahadla vrativodu , tedy regulátor bude bez vratného vedení, to je
nepotřebný. - ,
- Z toho jest zřejmé, že při daném kataraktu a tlakové ploše posuv-. ných pístků 8 a 11 se smí
tlak v prostoru 14 vnitřního válce 6 pohybovat od nuly do určitého maxima tak, aby čas
isodromu byl vždy větší nuly až do určitého p max. Možnost změny tlaku v prostoru 14 vnitřního
válce 6 dává možnost nastavit čas isodromu a měnit jej po případě i za regulačního pochodu
podle stanoveného průběhu. Rychlost prokluzu je pak přímo úměrná odmocnině tlaku. Jest zde
závislost i na 8 a
době závěru Ts servomotoru SM při časovém průběhu prokluzu podle
přímek. Tato výhoda vynikne zejména při fázování, při malých změnách zatížení
a i při spádových změnách na turbině. - : . Uzavření obtokových otvorů 22, 23 v
pístu 2. v jeho střední poloże a okamžité otevření na určenou přepouštěcí plochu
je dosaženo automaticky rozvodem přestavovaným na omezený zdvih tlakovou
membránou 20, na příklad z teflonu, perbuny, umělé gumy atd.
Provedení jest znázorněno na obr. 2. - Píst 2 kataraktu je opatřen membránou 20, na

9. kterou je připojeno
rozvodné šoupátko 21, umožňující spojení prostoru nad a pod pístem 2, a to obtokovými otvory
22 a 23, které jsou ve střední poloze pístu 2 uzavřeny talířky 24 a 25, jejichž střídavý zdvih je
možný jen ze střední uzavírací polohy pístu 2, určené narážkami 26 v pístu 2.
Když píst 2 dosáhl své střední polohy, nebude nad a pod ním přetlak a membrána 20 i
talířky 24 a 25 a rozvodné šoupátko 21 se vracejí působením pomocné pružiny 27 nebo 28, až
obtokové otvory 22 a 23 budou uzavřeny talířky 24 a 25. obtokové otvory 22 a 23 mohou být
různého průměru a i kónické.
Funkce isodromního zařízení bude tato: V prostoru 14 vnitřního válce 6 je na
příklad nastaven konstantní tlak 3 atm, který drží oba posuvné pístky 8 a 11 v jejich
krajní poloze a tlačí je stejnou silou proti sobě na nákružky 9 a 12 na pístnici , která je
tak držena ve střední poloze. Když bude vratným vedením od servomotru SM uveden v
pohyb válec 1 kataraktu, např. směrem nahoru, pak okamžitě vznikne v prostoru pod
pístem 2 tlak, jehož působením na membránu 20 se přestaví rozvodné šoupátko 21 a
obtokové otvory 22 a 23 se otevřou na spodní straně rozvodného šoupátka 21, protože
talířek 24 zůstane ve své poloze držen narážkou 26 a tak je uvolněn obtok. Talířek 25 je
zvedán proti
tlaku pružiny 26. Píst 2 se bude pohybovat také nahoru, ale s prokluzem.

11. 140
4 100846
. Při ukončení pohybu válce 1: kataraktu směrem nahoru pokračuje píst 2
dále v pohybu dolů, a to působením tlaku v prostoru 14 vnitřního válce 6 na posuvný
pístek 8 tak dlouho, až se posuvný pístek 8 vrátí do své výchozí krajní polohy zpět. V
tom okamžiku bude píst 2 opět držen ve své střední poloze, pod pístem 2 přestane
působení tlaku na membránu 20, která se s rozvodem vrátí do své střední polohy a
uzavře obtokové otvory 22 a 23 prostřednictvím talířků 24, 25. Bude-li se válec 1
kataraktu pohybovat směrem dolů, bude celý pochod obráceným směrem stejný. .
Tlakový olej může být přiveden např. z prostoru před měrným pístem roztěžníku
nebo zesilovače po redukci tlaku nebo z malého větrníčku s gmezením tlaku. -
Isodrom podle vynálezu je také vhodným pro regulaci podle tlaku tím, že místo
roztěžníku R se použije tlakového čidla.
Předmět patentu
Isodromní zařízení sestávající jednak z hydraulického kataraktu s válcem kataraktu
a pístem s uzavíratelným obtokem a jednak z vratného orgánu, uloženého ve vnějším
válci a přestavovaného pístnicí pístu . kataraktu, vyznačené tím, že na čele pístu 2]
kataraktu je upravena membrána (20, spojená s rozvodným šoupátkem 21], upraveným
posuvně v dutině pístu 2] kataraktu a opatřeným obtokovými otvory (22, 23), spojujícími
prostor nad a pod pístem (2) kataraktu, přičemž tyto obtokové otvory (22, 23] jsou při
střední poloze rozvodného šoupátka (21) zakryty talířky (24, 25) přitlačovanými
pružinami (27, 28) a
vratný orgán sestává ze dvou posuvných pístků (8, 11) unášených pístnicí (3) pístu (2)
kataraktu a uložených v prostoru (14) vnitřního vál
ce (6), spojeném s přívodem (15) tlakového oleje, kterýžto vnitřní vá
lec (6) je připevněn k vnějšímu válci (5). -
Severografia, n. p, závod 03