DE1919C - Expansions-Regulir- und Absperr-Apparat für Dampfmaschinen mit Corlifsmechanismus und mit einer Vorrichtung, um gröfsere als halbe Füllungen zu ermöglichen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Der vorliegende Apparat kann zunächst dazu dienen, den Umbau einer Dampfmaschine mit schleichender Schieberbewegung zu einer C ο rlifsmaschine ohne bedeutende Kosten und Umstände ausführen zu können. Der Apparat, wie er in Fig. 1 und 2 dargestellt ist, vereinigt alles in sich, was zur Charakteristik einer Corlifsmaschine gehört. In sich fertig montirt, wird der Apparat auf den Schieberkasten der Dampfmaschine geschraubt und das Dampfzuleitungsrohr mit den Einlafsstutzen des Apparates verbunden. Während das Excenter nach wie vor den Vertheilungsschieber bewegt, wird durch eine passende Hebelanordnung dessen Bewegung auf den Steuerungshebel am Apparat übertragen. Ein Riemen überträgt die Rotation der Schwungradwelle, auf die Antriebwelle des mit dem Apparat fest verbundenen Regulators und veranlafst dessen Ausschlag, entsprechend der jeweiligen Rotationsgeschwindigkeit der Maschine. Während nunmehr der Vertheilungsschieber nur den Austritt des Dampfes regelt, erfolgt die variable Füllung durch das Ventil des Apparates.· Bis auf den schädlichen Raum (der Dampf expandirt in den Schieberkanälen und dem Schieberkasten) ist also die Maschine durch den Apparat in eine vollständige Corlifsmaschine verwandelt. Eine Verkleinerung des schädlichen Raumes ist noch dadurch möglich, dafs das Ventil auf dem Rücken des Vertheilungsschiebers im Schieberkasten placirt. wird und die Bewegung des Corlifsmechanismus im Apparat durch geeignete Prismenführung auf das Ventil übertragen wird. In diesem Falle würde der Dampf nur in den Schieberkanälen expandiren.

Eine weitere Anwendung findet der Apparat bei ganz neuen Corlifsmaschinen (in 'Fig. 8 und 9 dargestellt). Hier vereinigt der Apparat bis auf die Steuerungsorgane den gesammten Corlifsmechanismus, der bislang als ein von der Maschine untrennbares Ganze angesehen wurde. Die Abtrennung des Corlifsmechanismus von der Maschine, seine Vereinigung mit dem Regulator zu einem geschlossenen Ganzen und die vereinfachte Construction desselben bietet dem Constructeur den Vortheil, unabhängig vom Regulator und dem Corlifsmechanismus frei über die Construction der Dampfeinlafsorgane zu verfügen, also entweder Ventile, Flachschieber oder Hähne anzuwenden. Mit jedem dieser Dampfeinlafsorgane läfst sich der Apparat mittelst geeigneter Hebel in leichtester Weise verbinden.

In Fig. 8 und 9 ist beispielsweise ein mit Flachschiebern versehener Dampfcylinder mit dem Apparat ausgerüstet; derselbe ist durch den Apparat ein Corlifsdampfcylinder geworden.

Die. Fig. 8 und 9 zeigen ferner die Verbindung des Apparates mit. einer Vorrichtung zur Verstellung des Füllungsintervalles. Diese Vorrichtung besteht aus einem pendelnden Gewicht, welches erst nach erfolgter Auslösung in Wirksamkeit tritt. Die das Dampfeintrittsorgan schliefsende Kraft einer gespannten Feder, oder eines eingeschlossenen Dampfquantums oder eines Gewichts wird beim Beginn des

Schlusses durch das pendelnde Gewicht verkleinert , am Ende des Schlusses vergröfsert. Dadurch wird die Geschwindigkeit, mit welcher das Abschliefsen erfolgt, im Anfange verzögert, am Ende beschleunigt. Eine directe Folge davon ist aber, dafs die Periode des Abschliefsens länger dauert, unbeschadet der Gröfse der Abschlufsgeschwindigkeit. Bei richtig vertheilten Massen, bei richtig bemessener Schlufskraft und insbesondere bei entsprechender Gröfse und Befestigung des Gewichts auf dem während der Schlufsperiode um eine horizontale Axe pendelnden Arm ist man im Stande, den vollständigen Abschlufs der Dampfeintritts-' organe derart zu verzögern, dafs für den Dampfcylinder eine Füllung von 50 bis 90 pCt. des Kolbenhubes resultirt, während bekanntlich sämmtliche nur von einem um 90° + d (i = Voreilungswinkel) gegen die Kurbel aufgesteckten Excenter geöffneten Dampfeintrittsorgane der Corlifsmaschine weniger als 5opCt. Füllung geben, soweit eben diese allein von dem kinematischen Zusammenhang des C orlifsmechanismus mit dem Excenter bedingt ist. Man hat es also durch diese Vorrichtung in der Hand, jede Corlifsmaschine, die nicht mehr wie 50 pOt. Füllung gestattet, in eine solche mit 50 bis 90 pCt. Füllung umzuwandeln, auf diese Weise also bedeutend mehr Arbeitseffect zu erhalten, ohne dafs dadurch die automatische Wirkung des Regulators (auf Verstellung der Expansion gerichtet) im mindesten beeiiiflufst würde. Während z. B. der Regulator früher das Füllungsintervall 10 bis 50 pCt. beherrschte, beherrscht er nach Anbringung der beschriebenen Vorrichtung ein Füllungsintervall von z. B. 30 bis 80 pCt.

Beschreibung des Apparates.

Fig. ι und 2 stellen zwei Ansichten mit Längsschnitten des Apparates dar, Fig. 4 und 5 zwei Horizontalschnitte.

An dem Apparat sind vier Theile zu unterscheiden:

a) das Ventil,

b) der Corlifsmechanismus,

c) der Regulator,

d) die Absperrvorrichtung.

Die drei ersten Theile gruppiren sich um eine verticale Axe.

a) Das Ventil ist ein gewöhnliches doppelsitziges Rohrventil, welches bis auf die Projection einer Sitzfläche vollständig entlastet ist. Der Dampf tritt an der Seite ein und unten in der Axe des Apparates aus.

b) Der Corlifsmechanismus steht durch eine im oberen Theil gelagerte Welle W und den Steuerhebel S, Fig. 2, und eine in der Zeichnung nicht dargestellte Hebelverbindung mit einem Excenter auf der Schwungradwelle in Verbindung. Dasselbe (event. Excenter des Vertheilungsschiebers) ist mit 90⁰ -f- Voreilungswinkel gegen die Kurbel aufgekeilt und versetzt den Hebel A, der auf der Welle W fest aufgesteckt ist, in eine hin- und hergehende pendelnde Bewegung um seine Mittellage. Der Hebel greift mit seinen beiden Köpfen A₁ und A₀ in die mit Stahlplatten armirten Schlitze zweier vertical gelagerter Führungsstangen B₁ und B₂, welche unterhalb der Schlitze die beiden Zapfenstücke D₁ und D₂ fest aufgeschraubt tragen. An diese Theile sind ' die beiden Auslösungshebel E₁ und E₂ drehbar angeschlossen, deren Innenflächen, mit Stahlplatten armirt, gegen die gehobelten und ebenfalls mit Stahlplatten versehenen Führungsflächen zweier Gleitstücke C₁ und C₂ durch Blattfedern leicht angeprefst werden. Die Gleitstücke C₁ und C₂ erhalten eine genaue verticale Führung durch die Führungsstangen B₁ und B₂. Ihre Bewegungen sind vollständig congruent, da sie mittelst symmetrisch ausgeführter Hebelverbindung M₁ und M₂ mit der Ventilstange s des Ventils in Verbindung stehen. Eine Senkung eines der beiden Gleitstücke C₁ oder C₂ veranlafst eine Hebung des Ventils.

In der Mitte des Apparates befindet sich in einem kleinen Cylinder eine Spiralfeder zum beschleunigten Zuschlagen des Ventils. Die in den Cylinder hineinragende Ventilstange trägt einen kleinen Kolben, der beim Zuschlagen des Ventils unter sich die Luft verdichtet und dadurch den Schlag zu einem elastischen macht. Ueber dem Bremscylinder und theilweise im Deckel desselben geführt befindet sich der Keil, welcher, unmittelbar durch die Regulirstange des Regulators bewegt, je nach seiner Höhenlage eine frühere oder spätere Auslösung im Corlifsmechanismus herbeiführt. Eine Auslösung und somit ein Zuschnappen des Ventils erfolgt, sobald eine der beiden an den Auslösungshebeln 2s' befindlichen Zungen Z gegen den Keil stöfst.

c) Der Regulator ist pseudoastatisch construirt. Er ist in seiner tiefsten Stellung gezeichnet, in der höchsten Stellung punktirt. Durch die geschlitzte Regulatorspindel ist eine Traverse gesteckt, welche, auf der Belastungsurne befestigt, die in der hohlen Regulatorspindel geführte und mit dem Verstellungskeil versehene Regulirstange trägt. Oberhalb der Traverse ist auf die Regulirstange ein kleiner Kolben aufgeschraubt, welcher sich in einem zwischen den beiden oberen Zapfen des Regu-. lators befindlichen Cylinder auf- und abbewegt. Dieser Cylinder bildet mit dem Kolben einen· Luftkatarakt zur Verbesserung der Wirkungsweise des Regulators.

d) Die Absperrvorrichtung, welche ein besonderes Absperrventil an der Maschine überflüssig macht, bestehend aus einem Handrad P

mit Spindel und einem Winkelhebel Q. R. Dieser greift mit seinem Schenkelkopf R, Fig. 2, in den Verstellungskeil. Während des Betriebes folgt der Winkelhebel leicht den Lagenänderungen des Regulators, ohne dessen Spiel zu behindern. Soll die Maschine arretirt, also der Dampf abgesperrt werden, so wird die Spindel mittelst des Handrades P bis auf ihren Bund in den Ständer des Apparates hineingeschraubt, dadurch wird mittelst des Winkelhebels R der Regulator gehoben und in seiner höchsten Stellung fixirt, in welcher die Zungen Z den Auslösungshebel E eher an den Keil anschlagen, als ein Herabdrücken der Gleitstücke C und somit ein Anheben des Ventils V möglich ist. Dasselbe bleibt somit fortgesetzt geschlossen. Er steht permanent unter dem Druck der gespannten Feder und des Admissionsdampfes., verwehrt also dem Dampf den Eintritt in den Cylinder; die Maschine ist arretirt.

Die anderweitigen Details des Apparates, der Antrieb des Regulators etc., dürften ohne weiteres aus den Fig. 1 bis 5 verständlich sein.

In Fig. 8 und g ist der Apparat mit einem Dampfcylinder dargestellt, in Verbindung mit der Vorrichtung zur Verstellung des Füllungsintervalles. Der Apparat in Fig. 8 und 9 unterscheidet sich von dem in Fig. 1 und 2 dargestellten nur dadurch, dafs das Dampfeintrittsorgan (dort war es ein Ventil) zweifach ausgeführt zur Herbeiführung eines Minimums an schädlichen Räumen in besonderen Gehäusen an den beiden Enden des Cylinders als Flachschieber placirt ist, und dafs die Bewegung der Gleitstücke C mittelst geeigneter Hebelverbindung auf die Flachschieber übertragen ist. Jeder Schieber steht in Verbindung mit einem Gewicht, das frei herabfällt und ein Schliefsen der Schieber bewirkt, sobald im Apparat die Auslösung erfolgt ist. Jedes Fallgewicht ist mit einem besonderen Bremscylinder versehen. Die Steuerung mit Flachschiebern ist nur beispielsweise gewählt, um die ,Verbindung des Apparates mit den Dampfeintrittsorganen am Cylinder zu zeigen. Wie schon früher erwähnt wurde, kann jedes andere geeignete Steuerungsorgan, als Ventilhahn etc., mit dem Apparat in ebenso leichter Weise in Verbindung, gesetzt werden. Die Bewegung der Gleitstücke C veranlafst in Fig. 8 und 9 zunächst die Drehung von zwei kleinen Steuerungswellen W₁ und W₂, auf denen 'sich je vier Hebel befinden. Der erste Hebel empfängt die Bewegung von einem der beiden Gleitstücke C des Apparates, der zweite giebt sie an den Flachschieber ab, der dritte tragt das Fallgewicht und der vierte (und zwar der längste) das zur Verstellung des Füllungsintervalles vorgesehene Ueberfallgewicht. Bei voller Eröffnung befindet sich das Ueberfallgewicht in der punktirten Stellung gegen den Apparat geneigt, in der Expansionsperiode in der ausgezogenen Stellung, entsprechend der tiefsten Lage des Fallgewichtes; zwischen diesen beiden äufsersten Lagen existirt für das Ueberfallgewicht, wenn sein Hebel vertical steht, nur eine labile Gleichgewichtslage.

Die Wirkungsweise des Apparates und der Verstellungsvorrichfung des Füllungsintervalles läfst sich am besten an den in Fig. 3 und in Fig. 6 und 7 abgebildeten Corlifssteuerungsdiagrammen erkennen. Zur Construction dieser Diagramme wurde die graphische Darstellung der Excenterbewegung nach Reuleaux (Reuleaux-Diagramm) benutzt.

Claims (2)

Patent-Ansprüche:

1. Die Vereinigung des gesammten Corlifsmechanismus einer Dampfmaschine mit der Regulir- und Absperrvorrichtung zu einem selbstständigen Ganzen; im wesentlichen, so wie vorstehend beschrieben und in beiliegenden Zeichnungen dargestellt.

2. Die Anwendung eines verstellbaren Ueberfallgewichtes zur Ermöglichung gröfserer als halber Füllungen, im wesentlichen wie vorstehend beschrieben und in beiliegenden Zeichnungen dargestellt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.