DE173830C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der Erfindung ist eine Simplexpumpe, d. h. eine direkt wirkende Pumpe ohne Schwungrad, bei welcher das Dampfverteilungsorgan durch den eigenen Dampfkolben gesteuert wird.

Bei den gebräuchlichsten bekannten Steuerungen erfolgt die Umsteuerung des Hauptschiebers mittels eines Stoßplungers. Die Umsteuerung dieses Stoßplungers erfolgt wiederum

ίο mittels eines von Daumen, Zapfen oder dergl. beeinflußten Hilfsschiebers oder dergl., welcher die beiden Enden des Stoßplungers abwechselnd mit der Auspuffkammer in Verbindung setzt.

Die Wirkung derartiger Einrichtungen ist aber unsicher und ungenau. Es kann bei "ihnen der Arbeitskolben schon lange vor VoIl-

. endung seines Hubes umgesteuert werden.

Die Steuerung ist auch verwickelt und stärker Abnutzung unterworfen, und es treten bei ihr starke Dampfverluste auf.

Von diesen bekannten Anordnungen unterscheidet sich die vorliegende dadurch, daß bei ihr ein Hauptverteilungsschieber von zwei Schiebern, die ihre Bewegung von dem Pumpengestänge'erhalten, abhängt. Der erste dieser Schieber wird von dem Pumpengestänge zwangläufig bewegt, indem er in bekannter Weise dessen Bewegung in voller Länge mit ausführt, und der zweite Schieber wird vom ersten durch eine schräge Nut zwangläufig oder zwangschlüssig angetrieben. Die Umsteuerung durch Bewegung des Hauptverteilungsschiebers kann nicht eher stattfinden, als bis der zweite Schieber den Frischdampf von der arbeitenden Zylinderseite abgeschnitten hat, muß jedoch erfolgen, sobald der erste Schieber die durch den zweiten Schieber vom Kesseldruck abgeschnittene Dampfkammer mit dem Auspuffraum in Verbindung gebracht hat, wodurch das Gleichgewicht gestört wird, so daß die Umsteuerung stattfindet. Es geschieht dies zweckmäßig unmittelbar vor Hubende, um genau eine bestimmte Hublänge zu erzielen. Durch besondere Gestaltung des Schlitzes des ersten Schiebers kann erreicht werden, daß der Dampfeinlaßkanal für eine längere Zeit des Hubes geöffnet bleibt und dann schnell geschlossen wird.

Um eine Entlastung zu erzielen, werden die Schieber vorteilhaft als Kolbenschieber ausgebildet. Durch besondere Gestaltung des Absperrschiebers, die eine Läjagenveränderung desselben gestattet, kann der^Punkt verändert werden, an dem der Dampf abgesperrt werden soll.

Verstellbare Auspuffkanal ermöglichen gewünschtenfalls eine Verzögerung in der Umkehr des Arbeitskolbens.

Auf der Zeichnung stellt Fig. 1 eine Ansieht des Dampfzylinders einer mit vorliegender Einrichtung versehenen Simplexpumpe dar.

Fig. 2 ist eine Teilansicht dieser Pumpe, ' bei welcher einige Teile im Schnitt gezeichnet sind, um die Einrichtung der Dampfverteilung besser zu veranschaulichen.

Fig. 3 ist eine. Einzelheit.

Fig. 4 ist ein Schnitt durch den Dampfzylinder und die Verteilungsorgane.
. Fig. 5, 6 und 7 zeigen Einzelheiten, und Fig. 8 ist eine Ansicht mit teilweisem Schnitt, welche die Anwendung des Erfindungsgegenstandes bei einer Simplexpumpe mit Verbundtandemzylindern zeigt.

Der Dampfkolben α des Dampfzylinders A ist mit der Kolbenstange a¹ verbunden, deren anderes Ende mit dem Kolben oder dem Plunger der Pumpe in Verbindung steht. An beiden Enden des Dampfzylinders befinden sich öffnungen a² und a³ für den Eintritt oder Austritt des Dampfes oder einer anderen Kraftflüssigkeit. Zweckmäßig rechtwinklig zu der Achse des Hauptzylinders sind zwei kleine Zylinder c¹ und c² angeordnet, die durch eine Auspuffkammer in je zwei Teile geteilt sind und jeder mit einem Kolbenschieber c³ bezw. c ausgerüstet ist. In der Auspuff kammer ist ein Gleitstück d angeordnet, welches einen zur Längsachse des Hauptzylinders schräg liegenden Schlitz d¹ hat, der gegebenenfalls auch eine gekrümmte Form haben kann.

Dieses Gleitstück d kann in der Längsrichtung zwischen, den Führungen e¹ und e² be- ·■. . wegt werden. Das Gleitstück d ist durch eine Schubstange d ^B und durch einen Arm d⁶ mit der Kolbenstange a^l in fester Verbindung, so daß es deren Bewegung mitmacht. An dem Kolbenschieber c³ ist ein entsprechend schräg liegender Vorsprung, ein Zapfen oder eine Rolle d* angeordnet, welcher in den Schlitz d¹ eingreift. Kleine Kanäle b³ und Z>⁴ bilden die Verbindung der Enden des Zylinders c² mit der Auspuffkammer e, wobei die Öffnungen an den Führungsflächen e¹ und e² angeordnet sind.

Fig. 3, die einen Schnitt durch die Auspuffkammer hinter dem Kolbenschieber darstellt, zeigt das Gleitstück, die Führungen und die Kanäle; b⁵ und b^e sind einstellbare Zapfen, durch welche die Durchgangsöffnungen der Kanäle b³ und b^l verändert werden können.

Beim Betrieb stritt Dampf durch b ein und geht nach den*beiden äußeren Enden des Kolbenschiebers c³, welcher dadurch im Gleichgewicht gehalten wird. Angenommen, der Hauptkolben befände sich am oberen Ende des Hubes, so wird· der Dampf durch den Kanal b¹ in den Zylinder treten, welcher den Hauptkolbenschieber c enthält und sodann durch die Öffnung a¹⁵ in den Kanal a². Von hier tritt der Dampf in den Hauptzylinder und treibt den Dampfkolben nach unten, wobei er das Gleitstück d mitnimmt.

Beim Fortschreiten dieser Bewegung wird * der schräg liegende Schlitz d^l auf den Vorsprung d² wirken, den Kolbenschieber c³ nach der anderen Seite bewegen μι^ den Kanal b^l schließen, so daß der weitere Zutritt frischen Dampfes in den Zylinder verhindert ist. Der Kolben wird nunmehr durch die Kraft des expandierenden Dampfes und seine eigene lebendige Kraft weiter getrieben und vollendet seine niedergehende Bewegung. Kurz bevor der Hub vollendet ist, gibt das Gleitstück den kleinen Kanal b^s frei und stellt.so die Verbindung des rechten Endes des Zylinders c² mit der Auspuffkammer e her, wodurch auf dieser Seite des Kolbenschiebers c ein Nachlassen des Druckes, welcher auf den Kopf c⁴ des Kolbenschiebers gewirkt hat, eintritt. Dadurch ist aber das Gleichgewicht des Kolbenschiebers c gestört, weil die entgegengesetzte Seite c⁵ des Kolbenschiebers dem anfänglichen Druck des Dampfes ausgesetzt ist. Der Kolbenschieber c wird also vollständig herüberbewegt werden; dadurch wird die öffnung a⁶ und mit ihr der Kanal a² in Verbindung mit der Auspuffkammer gebracht, dagegen wird die öffnung a¹ und der Kanal a^s mit dem Zuflußrohr für frischen Dampf freigegeben. Es tritt also der frische Dampf durch den Kanal a³ in das untere Ende des Zylinders A ein und treibt den Kolben α hinauf, während der Auspuff dampf durch den Kanal a^% in die Auspuffkammer e und von da durch die öffnung e⁵ zu dem Ausblaserohr strömt. Das Gleitstück wird mit dem Kolben nach aufwärts bewegt, und mit dem Fortschreiten des Hubes wird der Kolbenschieber c³ - durch den schräg liegenden Schlitz veranlaßt, sich hinüberzubewegen und den. Kanal b^% abzuschließen, um so die weitere Dampfzufuhr abzuschneiden. Kurz bevor der Kolben das Ende seines Hubes erreicht hat, wird das Gleitstück den Kanal b* freigeben, wodurch dem Dampf, der auf den Kopf c⁵ des Kolbenschiebers c wirkt, gestattet wird, in die Auspuffkammer e zu entweichen, so daß das Gleichgewicht des Kolbenschiebers c wieder gestört und der Kolbenschieber vollständig in seine erste Stellung zurückgeworfen wird, womit ein Kolbenspiel beendet ist.

Die Größe der Expansion, d. h. der Punkt des Hubes, an dem der Kolbenschieber cf den Dampfzutritt zu dem Hauptkolbenschieber c abschneidet, hängt hauptsächlich von der Geschwindigkeit .ab, mit der die Pumpe 1.10 laufen, und von der Arbeit ab, die sie verrichten soll.

Es ist einleuchtend, daß. man nur den Absperrkolbenschieber c³ langer oder kürzer zu machen braucht, um den Punkt zu verändern, an welchem der Dampf abgesperrt werden soll. Eine geeignete Bauart hierzu ist in Fig. 7 dargestellt. . Hier besteht der Kolbenschieber c³ aus zwei Teilen c⁶ und c⁷ mit rechts- und linksgängigem Gewinde. Die Gewinde

greifen in entsprechende Gewindegänge einer Hülse ein, die den schräg liegenden Ansatz oder Zapfen oder die Rolle d^% trägt. Wenn die Teile c⁶ und c¹ gedreht werden, während die Hülse festgehalten ist, wird der Kolbenschieber c³ dadurch kürzer oder länger. Die von außen zu bewirkende Drehbewegung kann z. B. wie bei c⁸ (Fig. 7) dargestellt geschehen. Der Schlitz d¹ in dem Gleitstück d kann durchweg in einer Richtung schräg angeordnet werden, wie in Fig. 3 dargestellt ist, oder er kann auf einen Teil seiner Länge parallel mit der Längsachse des Zylinders und dann schärfer gekrümmt oder schräg liegend ausgeführt werden, wie z. B. in den Fig. 5 und 6 dargestellt ist. Diese letztere Ausführungsform ist mit Vorteil anzuwenden, wenn die Dämpf kolben die Kolben oder Plunger von Luftkompressoren zum Verdichten. oder Saugen von Luft treiben sollen. Es ist nämlich in solchen Fällen wichtig, daß der Dampfeinlaßkanal für eine längere Zeit des Hubes geöffnet bleibt und dann schnell geschlossen wird.

Es ist oft Bedürfnis, die Länge der Zeit regeln zu können, während welcher der Hauptkolben am Ende des Hubes stillstehen soll. Dies kann zweckmäßig mit Hilfe der in Fig. 3 dargestellten Zapfen b⁶ und b⁶ geschehen, mittels der die Durchgangsöffnungen der Kanäle b^s und &⁴ verändert werden können. Wenn z. B. die Kanäle enger gemacht werden, so wird es längere Zeit dauern, bis der Dampf vom Zylinder c² nach der Auspuffkammer gelangen kann, und der Kolbenschieber c wird infolgedessen langsamer hinüberbewegt werden, was eine Verzögerung in der Umkehrung des Hauptkolbens und somit einen längeren Aufenthalt des Kolbens ver-

ursacht. · .

Die beschriebene Steuerung kann auch mit Vorteil bei Verbundzylindern angewendet werden, ohne daß es nötig wäre, noch einen besonderen Teil hinzuzufügen.

Bei der in Fig. 8 dargestellten Dampfpumpe ist der Hochdruckzylinder A, wie vorher beschrieben, mit Kanälen a? und a³ und der Niederdruckzylinder b mit Kanälen a* und a⁵ versehen. Der Hauptkolbenschieber c hat in diesem Fall zwei ringförmige Nuten h und h¹, und der Dampf, welcher seine Arbeit im Hochdruckzylinder verrichtet hat, geht, anstatt direkt nach der Auspuffkammer e, wie vorhin beschrieben, erst in die ringförmige Nut des Kolbenschiebers und darauf durch die Kanäle a⁴ und α⁵ nach dem Niederdruckzylinder. Nach dem Verlassen des letzteren geht der Dampf in die Auspuffkammer e und aus dieser durch die Ausblaseöffnung e⁵, indem im übrigen seine Wirkungsweise genau mit der schon beschriebenen für di& einfache Maschine übereinstimmt.

Durch die vorliegende Erfindung ist es ermöglicht, Simplexpumpen ohne Daumen, Zapfen oder andere außen liegende, der Abnutzung unterworf ene und Schmierung benötigendeTeile zu bauen, wobei keine arbeitenden Teile der Steuerung, mit Ausnahme der Kolbenschieberköpfe , dem Hochdruckdampf ausgesetzt sind. Ferner ist es ermöglicht, eine Simplexpumpe mit veränderlicher Expansion zu bauen, ohne die Bewegung des Hauptverteilungskolbenschiebers zu stören, der einzig durch ein Gleitstück beeinflußt wird, das dieselbe Geschwindigkeit wie der Hauptkolben hat, so daß dadurch die Länge des Hubes gleich bleibt.

Sowohl der Hauptkolbenschieber wie der Absperrkolbenschieber sind vollkommen entlastet, so daß die zu ihrer Bewegung erforderliche Kraft sehr klein ist und ein guter Wirkungsgrad der Maschine erreicht wird.

Claims (4)

Pate nt-An Sprüche:

1. Direkt wirkende Dampfpumpe, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsteuerung eines dampfgesteuerten Hauptverteilungsschiebers (c) von zwei Schiebern (d, C³J, die ihre Bewegung von dem Pumpengestänge erhalten, derart abhängt, daß der erste Schieber (d) von dem Pumpengestänge zwangläufig bewegt wird, indem er in bekannter Weise dessen Bewegung in voller Länge mit ausführt, und der zweite Schieber (c³) von dem ersten durch eine schräge Nut zwarigläufig oder zwangschlüssig angetrieben wird, wobei die Umsteuerung nicht eher stattfinden kann, als bis der zweite Schieber (c³j den Frischdampf von der arbeitenden Zylinderseite abgeschnitten hat, und erfolgen muß, sobald der erste Schieber (d) die vom zweiten vom Kesseldruck abgeschnittene Dampfkammer zweckmäßig unmittelbar vor Hubende zur Erzielung einer bestimmten Hublänge mit dem Auspuffraum in Verbindung gebracht hat, wodurch das Gleichgewicht des Umsteuerschiebers gestört wird und die Uni-Steuerung stattfindet.

2. Dampfpumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Schieber (d) sich im Auspuffraum bewegt.

3. Dampf pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Weite der Verbindungskanäle(b³ und b^J durch Drosselorgane verändert werden kann, um die Zeitdauer der Entleerung der Umsteuerzylinderkammer von dem angeschlossenen · Dampfquantum und damit die Dauer der Umsteuerung verändern zu können.

4. Dampf pumpe nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schieber aus zwei mit entgegengesetztem Gewinde "versehenen Teilen besteht, welche durch eine Mutterhülse miteinander verbunden sind, so daß durch Drehung der beiden Kolbenteile diese einander genähert oder voneinander entfernt werden können, zum Zwecke, die Länge des Kolbenschiebers zu verändern, um dadurch die Dampfzufuhr früher oder später während des Kolbenhubes abschneiden zu können.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.