DE199796C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

H199796 -KLASSE 14/. GRUPPE

CHARLES WESLEY CRAWFORD in BRAZIL (Bez. Clay, Indiana, V. St. Α.).

Ventilsteuerung mit Ventileröffnung durch Dampfdruck. Patentiert im Deutschen Reiche vom 16. Oktober 1906 ab.

Gegenstand vorliegender Erfindung ist eine Ventilsteuerung für Dampfmaschinen, bei welcher das Steuerorgan durch den auf den Steuerkolben einwirkenden Dampfdruck geöffnet wird, sobald die mechanische Steuerung zurückweicht und die Ausführung der Öffnungsbewegung gestattet.

Solche Steuerungen sind bekannt, doch Unterscheidet sich die vorliegende Anordnung ίο von den bekannten dadurch, daß die mechanische Steuerung den Schluß des Ventiles bewirkt. Der Vorteil dieser Einrichtung besteht darin,· daß der Schluß des Ventiles sich genau gemäß der Einstellung der Schlußvorrichtung vollzieht.

In den beiliegenden Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.

Fig. ι ist eine Seitenansicht.
Fig. 2 ist ein vergrößerter Längsmittelschnitt, und

Fig. 3 ist ein Grundriß der schwingenden

Daumenscheiben für die Hebel, welche dazu benutzt werden, die Eintrittsventile in ihren Sitzen gegen die Wirkung des Dampfdruckes zu halten.

In dem am Maschinenrahmen B befestigten Zylinder A der Maschine bewegt sich ein Kolben C hin und her, dessen Kolbenstange C¹ mit einem Kreuzkopf D verbunden ist, welcher in passenden, am Maschinenrahmen B vorgesehenen Führungen gleitet. Der Kreuzkopf D ist durch eine Pleuelstange E mit dem Kurbelarm F¹ der Hauptantriebswelle F verbunden, welche im Maschinenrahmen gelagert ist. Der Zylinder A ist an seinen Enden mit Eintrittskanälen α und b und Austrittskanälen c und d versehen. Die Eintrittskanäle α und b münden in eine Dampf-. kammer G, welche durch ein Rohr G¹ mit dem Kessel oder einem sonstigen Dampferzeuger verbunden ist. Die Austrittskanäle c und d münden in eine AusströmungskammerH, von welcher ein Ausströmungsrohr H¹ den Abdampf von der Maschine nach einer passenden Austrittsstelle führt. Die Eintrittskanäle α und b werden durch Ventile I und 7¹ geschlossen und geöffnet, deren Sitze in der Wandung der genannten Kanäle an der Seite der Dampfkammer G ausgebildet sind. Die Ventilkörper P und P der Ventile I und I¹ sind mit Kolben P und P verbunden, welche sich in Hilfszylindern J und J¹ hin und her bewegen, deren innere offene Enden in die Dampfkammer G führen, wie aus der Fig. 2 klar hervorgeht, so daß der Dampfdruck jederzeit gegen die Unterseiten der genannten Kolben /⁴ und /⁵ wirkt, um dieselben nach auswärts zu bewegen und somit die Ventile / und 7¹ von ihren Sitzen abzuheben, oder in anderen Worten, die Ventile I und P werden durch den Dampfdruck in eine Offenstellung bewegt.

Die Ventile I und 7¹ sind mit hohlen Kolbenstangen oder Buchsen /⁶ und P versehen, welche durch Stopfbuchsen J² und /³

hindurchgehen, die an den Deckeln J⁴ und J⁵ der Zylinder J und J¹ zum Abschluß der äußeren Enden derselben angeordnet sind. Durch die Buchsen 7° und P gehen Stangen K und K¹, deren äußere Enden sich auf Stellschrauben K² und K³ stützen. Die Stellschrauben sind in die Enden von Schwinghebeln L und L¹ geschraubt, die bei P² und Z,³ in an der Dampfkammer G befestigten

ίο Böcken Z.⁴ und Z.⁵ drehbar gelagert sind. Die Schwinghebel L und Z,¹ sind an ihren äußeren Enden zur Aufnahme der äußeren Enden der Stangen K und K¹ ausgespart, wie an der linken Seite der Fig. 2 angedeutet ist. Die Schwinghebel L und L¹ erstrecken sich gegeneinander, und ihre inneren, benachbarten Enden sind mit Reibungsrollen L^a und L¹ versehen, welche in Eingriff mit Daumenscheiben N und N¹ stehen. Die Daumenscheibe N ist auf der Welle N² befestigt, während die Daumenscheibe N\ auf einer lose auf der Welle N'² sitzenden Hülse N³ befestigt ist. Die Hülse iV³ wird von passenden Lagern getragen, die in an der. Dampfkammer G befestigten Böcken N^A ausgebildet sind. An den vorderen Enden der Welle N'² und der Hülse N³ sind Arme O und O¹ befestigt, welche vermittels Verbindungsstangen O² und O³ mit einer Steuerplatte P verbunden sind, die drehbar um einen Bolzen P¹ an dem Zylinder A angeordnet ist.

An der Steuerplatte P ist ein Zapfen P² angeordnet, welcher in Eingriff mit einer Stange Q steht. Die letztere ist mit einem bei Q² am Maschinenrahmen B drehbar angeordneten und durch eine geeignete Steuerung bewegten Schwinghebel Q.¹ verbunden. Wenn die Maschine in Betrieb ist, macht die Steuerplatte P Schwingungen, so daß der Welle N² und der Hülse iV³ eine Schwingbewegung mitgeteilt wird, um die Daumenscheiben N und N¹ hin und her zu bewegen, welche wiederum mittels ihrer Verbindungen mit den Reibungsrollen Z,⁶ und Z,⁷ eine Schwingung der Hebel L und L¹ hervorrufen, so daß die letzteren durch die Stangen K und K¹ die Ventile / und P kräftig gegen ihre Sitze bewegen, damit sie die Kanäle a und b schließen, solange wie die Reibungsrollen L^ß und Z,⁷ in Berührung mit den Daumenscheiben N und N¹ sind. Die letzteren sind so angeordnet, daß, wenn das Öffnen der Ventile I und J¹ gewünscht wird, alsdann die Reibungsrollen L⁶ und L¹ sich von den Enden der Daumenscheiben .ZV und N¹ herunterbewegen, um den Dampfdruck innerhalb der Dampfkammer G auf die entsprechenden Kolben P und P wirken zu lassen, zum Zwecke, dieselben nach auswärts zu treiben und dadurch die Ventile / und P von ihren Sitzen abzuheben, d. h., um die entsprechenden Eintrittskanäle α und b den Ein- . tritt des Dampfes aus der Dampfkammer G in das entsprechende Ende des Zylinders zu öffnen. Somit werden durch die beschriebene Anordnung die Ventile / und P durch den Dampfdruck geöffnet, hingegen durch die unter dem Einfluß des Regulators Pv stehenden mechanischen Antriebsmittel geschlossen. Die Ventile / und P, ihre Ventilkörper Z² und J³ und ihre Kolben P uncl P sind mit Nebenauslässen P und P versehen, um dem Dampf zu gestatten, von dem geschlossenen Ende der Zylinder J und J¹ nach den Unterseiten der Ventile / und P zu treten und damit ein richtiges Arbeiten der Kolben P und /⁵ in den Zylindern J und J¹ zu ermöglichen.

Die Austrittskanäle c und d werden durch Ventile 5 und S¹ geschlossen und geöffnet, welche durch ihre Ventilkörper S'² und S³ mit Kolben S⁴ und S" verbunden sind. Die letzteren besitzen verlängerte äußere Enden S⁶ und S¹, welche in Hilfszylindern T und T¹ gleiten. Die Zylinder T und 7"¹ sind an der Ausströmungskammer/-/angegossen, in welche ihre inneren offenen Enden einmünden. In die Hilfszylinder P und P^[ wird Frischdampf durch von einem Kessel oder einem Dampferzeuger kommende Rohre U und U¹ eingelassen, so daß der gegen die verlängerten Köpfe S⁶ und S¹ der Kolben S¹ und S⁵ wirkende Dampfdruck dieselben nach außen treibt, um die Ventile £ und S¹ von ihren Sitzen abzuheben, oder in anderen Worten, die Austrittsventile S und S¹ werden durch den Frischdampf in die Offenstellung bewegt. Die die äußeren Enden der Hilfszylinder T und T¹ abschließenden Deckel P und P^s sind mit Ablaßrohren U'² und U³ versehen, um etwaiges Kondensationswasser in den unteren äußeren Enden der Hilfszylinder T und P¹ abzuführen.

Die Austrittsventile S und S¹ sind mit Buchsen S⁸ und S⁰ versehen, welche durch die Deckel P'² und P³ hindurchtreten. Durch diese Buchsen sind Stangen K⁴' und K⁵ geführt, deren innere Enden in den Ventilen 5 und S¹ ihre Sitze haben, und deren äußere Enden gegen Stellschrauben K ^G und K⁷ stoßen, welche an Schwinghebeln V und V¹ angeordnet sind. Die letzteren sind drehbar auf an der Ausströmungskammer H befestigten Böcken F⁴ und F⁵ gelagert. Die inneren oder benachbarten Enden der Hebel F und F' sind mit Reibungsrollen F⁶ und F⁷ versehen, welche in Berührung mit Armen W¹ und W² einer Daumenscheibe W stehen. Die Daumenscheibe W sitzt auf einer Welle W⁴, welche in an der Ausströmungskammer H befestigten Böcken W⁵ gelagert ist.

Auf das vordere Ende der Welle TF⁴ ist ein Kurbelarm TF⁶ gesetzt, welcher durch eine Verbindungsstange W mit einem Schwinghebel IF⁸ verbunden ist, welcher durch eine geeignete Steuerung um den vorher erwähnten Drehzapfen Q² bewegt wird. Der Hebel TF⁸ versetzt vermittels der Stange W⁷ und des Kurbelarmes W⁶ die Welle TF⁴ und die Daumenscheibe W in Schwingung, so daß

ίο die Arme W¹ und W² derselben durch Eingriff mit den Reibungsrollen F⁶ und F⁷ eine Auf- und Niederbewegung der Hebel Fund F¹ bewirken, wodurch die Stangen K^ und K⁵ die Austrittsventile S und S¹ nach innen in die Geschlossenstellung bewegen und dieselben für einen bestimmten Zeitraum in der Geschlossenstellung halten, d. h. die Austrittsventile S und S¹ werden zwangläufig durch einen Mechanismus geschlossen, werden aber durch den Druck des Frischdampfes, wie vorher erwähnt, geöffnet. Wenn die Daumenscheibe W in Schwingungen versetzt ist und die Reibungsrolle F⁶ oder F⁷ von dem Ende des entsprechenden Armes W¹ oder W'² in die Einkerbung TF³ zwischen diesen Armen hineinfällt, wird das Austrittsventil 5 oder S¹ von dem Dampfdruck durch die mechanischen Mittel entlastet, um dem gegen die Kolben S⁶ und S⁷ wirkenden Frischdampf zu gestatten, die Austrittsventile S und S¹ in eine Offenstellung zu bewegen. Die Steuerung bewirkt ein regelmäßiges Schließen und öffnen der Austrittsventile S und S¹, während das Schließen der Eintrittsventile S und S¹ eher oder später stattfindet, je nach der Geschwindigkeit des Maschine.

Die Wirkungsweise der Steuerung ist folgende :

Wenn die verschiedenen Teile in den in Fig. 2 veranschaulichten Stellungen sich befinden, werden die Ventile I¹ und S in ihrer Geschlossenstellung durch die vorher beschriebenen mechanischen Einrichtungen gehalten, während die Ventile I und S¹ durch die Wirkung des Dampfdruckes auf die Kolben I⁴ und S^s in der Offenstellung gehalten werden. Der aus der Dampfkammer G strömende Dampf geht nun durch die Kanäle α auf das äußere Ende des Zylinders A und wirkt auf den Kolben C, um ihn bei seinem Inwärtshub in der Richtung des Pfeiles a¹ vorzutreiben. Es sei hierbei bemerkt, daß während dieser Bewegung des Kolbens C die Daumenscheiben N und N¹ durch die Kulissenbewegung in Schwingung gesetzt werden, so daß das Ventil I zwangläufig geschlossen wird, um den Dampf bei der gewünschten Hublänge des Kolbens C abzuschneiden. In gleicher Weise wird das Ventil S¹ geschlossen, wenn der Kolben C das Ende seines Hubes erreicht, und dann wird das Ventil 7¹ durch den Druck des in der Dampfkammer G befindlichen Dampfes geöffnet, während das Ventil S durch den Druck des Frischdampfes auf den Kolben Sⁱ geöffnet wird. Das Treibmittel oder der Dampf in der Dampfkammer H strömt nun durch den Kanal b in das innere Ende des Zylinders A, um auf den Kolben C zu wirken und ihn bei seiner Rückkehr oder seinem Aufwärtshube in der entgegengesetzten Richtung des Pfeiles a¹ vorzutreiben. Die Zylinderdeckel A¹ und A² des Zylinders A sind an der Seite der Kanäle a, c und b, d mit Aussparungen A^s und A¹ bzw. A⁵ und A'' versehen, von welchen die Aussparungen A^s und Aⁱ mit an der äußeren Fläche des Kolbens C gebildeten Ansätzen C² und C³ in Berührung gebracht werden können. Die Aussparungen A⁵ und A^e können in Berührung mit an der Innenseite des KoI-bens C gebildeten Ansätzen C⁴ und C⁵ treten. Infolge der beschriebenen Anordnung bewegt sich der Kolben C, wenn er in seiner äußersten Stellung steht, wie in Fig. 2 gezeichnet, mit seinen Ansätzen C² und C³ in die Aussparungen A^s und A¹ und verringert dadurch den toten Raum zwischen dem Kolben C und dem Zylinderdeckel A¹ auf ein Minimum. In gleicher Weise treten, wenn der Kolben C an dem Ende seines Aufwärtshubes ankommt, die Ansätze C⁴ und C⁵ in die Aussparungen A^ und A⁶ ein. Somit wird bei jedem Hubende der tote Raum zwischen dem Kolben C und den bezüglichen Deckeln A¹ oder A² auf ein Minimum verringert, und gleichzeitig wird einem vollkommenen Eintritt des Dampfes in den Zylinder A durch die Kanäle α und b und die entsprechenden Aussparungen A^ und A⁵ in jeder Weise Genüge geleistet. .In gleicher Weise wird ein vollständiger ungestörter Austritt des Dampfes aus dem Zylinder A durch die Aussparungen A* und A^e und Kanäle c und d erhalten, so oft die Ventile S und S¹ geöffnet werden.

Es mag noch bemerkt werden, daß die Ventile /und P den Typus der federbelasteten Ventile besitzen und starr mit Kolben verbunden sind, um eine Entlastung zu erhalten. Die letzteren sind ferner mit einem Hilfskolben versehen, welcher an dem äußeren Ende nach der Atmosphäre zu offen ist, zum Zweck, einen nach aufwärts gerichteten Druck zu erhalten, wenn die Ventile offen sind.

Es sei ferner bemerkt, daß infolge dieses aufwärts gerichteten Druckes das Ventil nach dem öffnen vollkommen entlastet ist und nur die Oberfläche des Hilfskolbens zur Erzielung eines genügenden Druckes erforderlich ist, um, zwecks Vermeidung von Geräusch, das

Ventil festgedrückt gegen seine Hebel und Daumenscheiben in der Offenstellung zu halten.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   I. Ventilsteuerung, bei welcher das mit einem Steuerkolben versehene Ventil durch den Dampfdruck geöffnet wird, sobald eine diesem Dampfdruck entgegenwirkende mechanische Steuerung ausweicht, dadurch gekennzeichnet, daß die mechanische Steuerung den Schluß des Ventiles bewirkt.
2. 2. Ventilsteuerung nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß durch unabhängige Schwingdaumenscheiben betätigte Schwinghebel (L, L\ V, V¹) ' vorgesehen sind, die mittels Stangen (K, K\ K³, K") lose mit den Ventilkörpern (P, P, S*, S⁵) in Verbindung stehen.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.