<Desc/Clms Page number 1>
Einzylinderdampfmaschine mit wahlweisem Auspuff- (Gegendruck-) und Kondensation- betrieb.
Bei Einzylinderdampfmaschinen kann der Abdampf zu Nutzzwecken nicht immer vollständig verwertet werden, so dass oft ein grosser Teil unausgenutzt ins Freie geleitet werden muss. Deshalb verwendet man meistens Anzapfdampfmaschinen, die als Verbundmaschinen ausgeführt werden. Hiebei wird die zu Nutzzwecken benötigte Dampfmenge dem Aufnehmer (Receiver) entnommen und der Rest des im Hoehdruckteil expandierten $Dampfes im Niederdruckzylinder zur Arbeitsleistung herangezogen.
Solche Maschinen sind infolge der Anschaffungskosten des Niederdruckzylinders, der von einem Druckregler zu beeinflussenden Steuerung desselben und des diese Steuerung betätigenden, von der Anzapfspannung abhängigen Druckreglers teuer. Anderseits sind diese Ausführungen unwirtschaftlich, wenn bei grosser abgezapfter Nutzdampfmenge nur geringe Dampfüberschussmengen in den Niederdruckzylinder erzeugte Kraft kaum zur Deckung der Leergangsarbeit der Niederdruckseite hinreicht. Solche Betriebsverhältnisse sind aber im Winter häufig, wenn die Heizungen angeschlossen sind.
Es sind auch bereits Einzylinderdampfmaschinen mit wahlweisem Auspuff (Gegendruck) - und Kondensationsbetrieb bekannt, bei welchen der Auspuffdampf aus zwei den beiden Zylinderseiten zugehörige Wechselorgane wirkt. Diese Einrichtungen versagen jedoch häufig dadurch, dass das eine oder das andere Ventil sich verklemmt. Auch tritt manchmal ein plötzliches Überströmen aus beiden Zylinderseiten auf, was einen unruhigen Gang der Maschine zur Folge hat.
Diese Nachteile werden nun erfindungsgemäss dadurch beseitigt, dass die Abmessungen der beiden Wechselorgane bzw. die auf diese Organe wirkenden Kräfte, so gewählt werden, dass sie bei Druck- änderung in der Anzapfleitung nicht gleichzeitig, sondern nacheinander umschalten. Die Wechselorgane, welche etwa als Ventile ausgebildet sind, werden etwa von Hilfskraftmaschinen (Servomotoren) bedient. die durch den Auspuffdampf der Maschine betätigt werden. Der Unterschied der beiden Gewichte der Servomotoren entspricht etwa einem Druckunterschied von 0,1 bis 0, 2 Atm. Das eine Ventil wird hiebei bei einem Druck, der den Normaldruck um 0, 1 Atm. unterschreitet, umschalten, das zweite Ventil bei einem Druck, welcher den Normaldruck um 0,1 Atm. überschreitet.
Bei einer Änderung der Auspuffdampfspannung wird also etwa die eine Seite der Maschine schon auf Kondensationsbetrieb arbeiten, während die andere noch auf Auspuff (Gegendruck) arbeitet. Ein Klemmen der Ventile wird dadurch mit Sicherheit verhindert und der Gang ein ruhigerer werden.
Eine weitere Eigentümlichkeit der Einrichtung besteht darin, dass ein Rückschlagorgan beim Umschalten das Überströmen des Auspuffdampfes aus der Nutzdampfleitung in die Kondensation verhindert.
Fig. 1 zeigt das Schema einer solchen Einrichtung in einem Querschnitt, Fig. 2 die Steuervorrichtung im grösseren Massstabe. Hiebei ist 1 der Zylinder der Dampfmaschine, die als Ventilmaschine gedacht ist, 2 stellt das Auslass exzenter dar. An das Auslassventil ist ein Umschaltorgan 3 angebaut, das einerseits bei 4 zum Auspuff bzw. zur Verbrauchsstelle des Nutzdampfes führt, anderseits bei 5 an die Kondensation anschliesst. In dem Umschaltorgan befindet sich das Wechselventil 6. Dieses Wechselventil wird durch ein Gestänge betätigt, das unten einen zweistufigen Arbeitskolben 8 trägt, der in einem Zylinder 9 spielt.
<Desc/Clms Page number 2>
Der Raum oberhalb des Kolbens 8 ist mit der Frischdampfleitung durch den Kanal-M, den'Ringraum und die Dampfzuleitung 12 in Verbindung. Der Ringraum11 besitzt die Schlitze 13. Statt Frischdampf kann Heizdampf oder Drucköl in den Raum oberhalb des Kolbens 8 eingeführt werden. Der Zylinderraum unterhalb des Kolbens 8 kann durch ein Steuerorgan 14 vermittels des Kanales 15 gleichfalls mit der Frischdampfleitung in Verbindung gesetzt oder an die Auspuffleitung, bei 16, angeschlossen werden.
Das Steuerorgan 14 sitzt in einem Gehäuse 17, das eine lotrecht zylindrische Bohrung besitzt, in welcher der Steuerkolben 18 verschiebbar ist. Das Steuerorgan 14 ist als Kolbenschieber ausgeführt und steht mit dem Steuerkolben 18 in fester Verbindung. Unterhalb des Steuerkolbens 18 mündet in den Steuerapparat eine Rohrleitung 19, die mit der Heizdampfleitung in Verbindung steht. Auf den Steuerkolben 18 wirkt von oben ein Belastungsgewicht 20, das durch eine Feder ersetzt werden kann.
Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende :
Wird zeitweise mehr Heizdampf gebraucht, so sinkt die Spannung in der Gegendruckleitung (Auspufftopf, Abdampfspeicher) und es sinkt daher auch der Druck unter dem Steuerkolben 18. Nunmehr drückt das Belastungsgewicht 20 bzw. die Feder den Steuerkolben 18 und gleichzeitig auch das als Kolbenschieber ausgebildete Steuerorgan 14 nach abwärts. Hiedurch wird durch den Kolbenschieber 14 eine Verbindung zwischen den Kanälen 12 und 15 hergestellt. Der Frischdampf wirkt nun von unten auf die grössere Stufe des Kolbens 8, überwindet den auf die obere kleinere Stufe des Kolbens 8 nach abwärts gerichteten Druck des Frischdampfes und drückt diesen Kolben in die Höhe. Hiedurch wird mittels des Wechselventils 6 die Kondensation abgeschlossen.
Gleichzeitig wird die Auspuffleitung (Gegendruckleitung) voll geöffnet, so dass der Verbrauchsstelle mehr Dampf zugeführt wird. Wird späterhin weniger Nutzdampf gebraucht, so steigt die Spannung in der Nutzdampfleitung und der Steuerkolben 18 sowie der Kolbenschieber 14 werden gehoben. Hiedurch wird nun der Kanal 15 freigegeben und der unter dem Kolben 8 befindliche Dampf tritt durch die Leitung 16 ins Freie. Da auf den Kolben 8 von oben die Spannung des Frischdampfes wirkt, wird dieser Kolben nach abwärts gedrückt und vermittels des Wechselventils 6 die Kondensation geöffnet und gleichzeitig der Auspuff geschlossen.
Um im Augenblicke der Umschaltung ein Überströmen des Nutzdampfes aus dem Abdampfsammler (Speicher) in die Kondensation zu verhindern, ist unterhalb des Wechselventiles 6 eine Rückschlagklappe 21 angebracht, die sich nach abwärts öffnet. Das ungleichzeitige Öffnen oder Schliessen der Umschaltorgane erreicht man etwa durch verschieden schwere Belastungsgewichte oder verschieden harte Federn.
Um bei zu hoher Kompression eine Schlingenbildung zu vermeiden, wird der Grad der Kompression der Maschine von der Stellung des Wechselventils abhängig gemacht. Es geschieht dies dadurch, dass vermittels der Hebel 22 und 23 und der Stangen 24, 25, 26 und 27 die Stellung des Auslassexzenters und daher die Wirkungsweise der Auslasssteuerung beeinflusst wird.
EMI2.1
1. Einzylinderdampfmaschine mit wahlweisem Auspuff (Gegendruck)- und Kondensationsbetrieb, bei der der Auspuffdampf auf zwei den beiden Zylinderseiten zugehörige Wechselorgane wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen dieser Organe bzw. die auf diese Organe wirkenden Kräfte so gewählt sind, dass sie bei Druckänderung in der Anzapfleitung nicht gleichzeitig, sondern nacheinander umschalten.