DE230948C

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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

■ . - M 230948 KLASSE 35 a. GRUPPE■. - M 230948 CLASS 35 a. GROUP

Patentiert im Deutschen Reiche vom 26. März 1909 ab.Patented in the German Empire on March 26, 1909.

Es ist bekannt, daß man bei Umkehrmaschinen, und zwar besonders bei solchen mit großen Massen, wie Fördermaschinen, bedeutende negative Kraftleistungen aufwenden muß, um die Maschine rasch zum Stillstande zu bringen, wobei der wirtschaftliche Umstand der Zeitersparnis und der Betriebssicherheit denjenigen der Kraftersparnis noch überwiegt. Naturgemäß hat sich daraus derIt is known that reversing machines, especially those with large masses, such as carriers, expose significant negative force outputs must, in order to bring the machine to a standstill quickly, the economic circumstance the time savings and operational reliability outweigh those of the energy savings. Naturally, the

ίο Entwickelungsgang ergeben, daß sich das einfache und sehr wirksame Verfahren des Gegendampfgebens allgemein eingeführt hat, wobei in der Regel nicht unbedeutende Druckmittelverluste (zum mindesten des im schädliehen Räume enthaltenen Dampfes), das Luftansaugen und andere Übelstände mit in Kauf genommen wurden, während man in den letzten Jahren durch entsprechende Einrichtung der Steuerung sowie verschiedenartige Stauvorrichtungen die Vermeidung solcher Verluste und Übelstände erreicht hat. Andererseits ist es auch schon bekannt geworden, das Arbeitsvermögen der Massen am Ende des Förderzuges oder beim Einhängen von Lasten dadurch nutzbar zu machen, daß man die Fördermaschine mittels Druckluft antreibt und während der Bremsperioden als Kompressor laufen läßt, wobei die erzeugte Druckluft in einem besonderen Behälter aufgespeichert und zu verschiedenen Arbeitszwecken benritzt wird. Derartige Anlagen arbeiten also mit einem verhältnismäßig schlechten Wirkungsgrad.ίο The course of development shows that the simple and has generally introduced very effective methods of counter-steaming, with not insignificant pressure medium losses as a rule (at least the steam contained in the harmful space), the suction of air and other evils have been taken into account during the past few years through appropriate facilities the control as well as various storage devices avoid such losses and has reached evils. On the other hand, it has already become known, the work capacity of the masses at the end of the day of the conveyor train or when hanging loads to make it usable that one drives the hoisting machine by means of compressed air and acts as a compressor during the braking periods runs, with the generated compressed air stored in a special container and is scratched for various work purposes. Such systems work with a relatively bad one Efficiency.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung soll es sein, eine Kraftanlage zu schaffen, bei welcher die unterbrochen arbeitende Kraftanlage in einen geschlossenen Kreislauf mit gleichmäßiger Krafterzeugung aufgenommen wird, welche die besten Dampffördermaschinen durch Sparsamkeit weit übertrifft.The object of the present invention is to provide a power plant at which the interrupted working power plant in a closed circuit with more uniform force generation is absorbed, which is the best steam haulers far surpassed by thrift.

Der große Verbrauch der Dampffördermaschinen erklärt sich aus folgenden Umständen: The large consumption of the steam hoisting machines can be explained by the following circumstances:

1. Wegen der beständigen Unterbrechungen läßt sich eine Überhitzung des Dampfes kaum durchführen;1. Because of the constant interruptions, the steam can hardly be overheated carry out;

2. die Betriebspausen haben bedeutende Abkühlungsverluste zur Folge;2. The breaks in operation result in significant cooling losses;

3. die Einschaltung negativer Arbeit zur Aufzehrung der Massenbeschleunigüng ist meist noch mit großen Verlusten verbunden oder doch nicht nutzbringend; und3. The use of negative work to consume the mass acceleration is usually still associated with great losses or at least not beneficial; and

4. die Hilfssteuerung und die Dampfbremse bedingen durch Abkühlungsverluste einen unverhältnismäßig großen Dampfverbrauch.4. The auxiliary control and the vapor barrier cause a disproportionate amount of cooling losses large steam consumption.

Bei dem neuen Verfahren dagegen soll eine ununterbrochen betriebene Luftverdichtungsanlage durch eine möglichst sparsame Kraftmaschine betrieben werden, z. B. durch eine mit Heißdampf arbeitende Verbundmaschine. Diese preßt Luft in einen Hochdruckbehälter, welcher die mit Unterbrechung arbeitende Umkehrmaschine, z. B. eine Fördermaschine, betreibt, von welcher das Druckmittel mit verminderter Spannung einem Niederdruckbehälter zuströmt und von diesem wiederWith the new process, however, a continuously operated air compression system should be operated by the most economical engine possible, e.g. B. by a Compound machine working with superheated steam. This presses air into a high pressure container, which the intermittently operating reversing machine, e.g. B. a carrier, operates, of which the pressure medium with reduced tension a low pressure container flows in and from this again

durch die Luftverdichtungsanlage abgesaugt wird. Beträgt die möglichst gleichzuhaltende Spannung des Hochdruckbehälters z. B. 12 Atm. abs. und die des Niederdruckbehälters 8 Atm. abs., so ist das Verdichtungs- bzw. Entspannungsverhältnis ι ; i^x/₂. Die Verdichtung in diesen Grenzen läßt sich erfahrungsgemäß einstufig mit einer Erwärmung von nur ungefähr 30° C. erreichen, und. entspricht dem eine ebenso geringe Abkühlung bei der Kraftabgabe, welche ebenfalls einstufig geschieht, wodurch die Primär- und Sekundärmaschinen äußerst einfach ausfallen. Damit entfallen die gefürchteten Abkühlungs-Verluste der Dampffördermaschinen, und zwar auch bei der Hilfssteuerung und der Reibungsbremse, da diese ebenfalls mit Preßluft betrieben werden. Die negative Arbeitsleistung (die sogenannte Gegendampfarbeit) wird sich in der Weise vollziehen, daß die Fördermaschine Luft aus dem Niederdruckbehälter ansaugt und in den Hochdruckzylinder preßt, wobei die gesamte aufgewendete Arbeit zurückgewonnen und mit einem sehr hohen Wirkungsgrade wieder verwendet wird.is extracted by the air compression system. If the voltage of the high-pressure vessel to be kept as equal as possible is z. B. 12 atm. Section. and that of the low pressure tank 8 atm. abs., the compression or relaxation ratio is ι; i ^x / ₂ . Experience has shown that compression within these limits can be achieved in one step with heating of only about 30 ° C., and. this corresponds to an equally small cooling in the power output, which also takes place in one stage, which means that the primary and secondary machines are extremely simple. This eliminates the dreaded cooling losses of the steam conveying machines, even with the auxiliary control and the friction brake, since these are also operated with compressed air. The negative work performance (the so-called counter-steam work) will take place in such a way that the hoisting machine draws air from the low-pressure container and presses it into the high-pressure cylinder, with all the work being recovered and reused with a very high degree of efficiency.

Fig. ι zeigt das Schema einer solchen Anlage und ist α die Luftverdichtungsanlage mit dem Kompressor e, welche ununterbrochen betrieben wird und die Spannung des Hochdruckbehälter b und des Niederdruckbehälters c möglichst gleichmäßig erhalten soll, während d die zwischen b und c eingeschaltete, mit Unterbrechung arbeitende Sekundärmaschine , z. B. eine Fördermaschine oder Walzenzugmaschine o. dgl. ist.Fig. Ι shows the scheme of such a system and α is the air compression system with the compressor e, which is operated continuously and the voltage of the high-pressure container b and the low-pressure container c should be kept as uniform as possible, while d is switched on between b and c, working with interruption Secondary machine, e.g. B. a hoisting machine or compactor o. The like. Is.

Wenn die Kraftabgabe der Sekundärmaschine in ganz gleichmäßigen Absätzen erfolgen würde und genügend große Windkessel zur Verfügung stehen, so könnte die Primärmaschine mit gleichbleibender Umlaufszahl laufen. Da mit Unregelmäßigkeiten naturgemäß gerechnet werden muß, so wird zweckentsprechend ein Druckregler, der mit dem Hochdruckbehälter in Verbindung steht, einen Geschwindigkeitsregler mit veränderlicher Umlaufszahl (auch Leistungsregler genannt) beeinflussen, welcher die Umlaufszahl der Primäranlage so regelt, daß jede Druckschwankung rasch wieder ausgeglichen wird.When the power output of the secondary machine takes place in very even steps If there were enough large air tanks available, the primary machine could run with a constant number of revolutions. Since irregularities must naturally be expected, it is appropriate a pressure regulator, which is in communication with the high pressure vessel, a Influencing the speed controller with a variable number of revolutions (also called the power controller), which regulates the number of revolutions of the primary system in such a way that every pressure fluctuation is quickly compensated for.

Damit eine solche Anlage mit dem günstigsten Wirkungsgrade arbeitet, muß die Füllungsregelung der Sekundärmaschine anders gestaltet werden, als es bei Dampfmaschinen üblich ist. Bei Änderung der Zylinderfüllung sollen die übereinandergeschriebenen Indikatordiagramme das in Fig. 2 gegebene Bild darbieten. Die obere Wagerechte ist die Spannung des Hochdruckbehälters b und die untere die des Niederdruckbehälters c, in welchen die Ausströmung erfolgt. Damit keine Schlingen im Diagramme entstehen, was einen Verlust darstellen würde, müssen sich die Austrittsventile sofort öffnen, wenn die Austrittsspannung erreicht ist. Bei den bekannten Nockensteuerungen ist es nicht schwierig, die Profile der Steuernocken für Ein- und Auslaß so zu gestalten, daß die gewünschten Diagramme erreicht werden. Bei anderen Steuerungen würde das erhebliche Schwierigkeiten machen, und sollen daher die Austrittsventile ν ηο die Einrichtung erhalten, daß sich dieselben als selbsttätige Rückschlagventile nach dem Zylinder hin öffnen, sobald die Spannung unter dem Ventil die über demselben erreicht, was für Doppelsitzventile in bekannter Weise durch ein Hilfsventil w im Boden des Ventilkorbes erreicht wird, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Bei Schiebersteuerungen können auch besondere, selbsttätige Rückleitungsventile dafür angeordnet werden.In order for such a system to work with the most favorable degree of efficiency, the filling control of the secondary machine must be designed differently than is usual with steam engines. When the cylinder filling is changed, the indicator diagrams written on top of one another should present the picture given in FIG. 2. The upper horizontal right is the voltage of the high-pressure container b and the lower that of the low-pressure container c, in which the outflow takes place. To avoid loops in the diagram, which would represent a loss, the outlet valves must open immediately when the outlet voltage is reached. In the known cam controls, it is not difficult to design the profiles of the control cams for inlet and outlet so that the desired diagrams are achieved. With other controls this would cause considerable difficulties, and should therefore receive the outlet valves ν ηο the device that they open as automatic non-return valves towards the cylinder as soon as the voltage under the valve reaches that of the same, which is known for double seat valves an auxiliary valve w is reached in the bottom of the valve cage, as shown in FIG. In the case of slide controls, special, automatic return valves can also be arranged for this purpose.

Sobald negative Arbeit eingeschaltet wird, z. B. durch Schließen des Stauventils in der Austrittsleitung, so wird die Luft, welche den Zylinder erfüllt, verdichtet und durch die sich selbsttätig öffnenden Eintrittssteuerungsventile (oder durch besondere Rückleitungsventile) in den Hochdruckbehälter zurückgedrängt. As soon as negative work is switched on, e.g. B. by closing the back pressure valve in the Outlet line, the air that fills the cylinder is compressed and through the automatically opening inlet control valves (or through special return valves) pushed back into the high pressure tank.

Das größte Diagramm stellt, in umgekehrter Richtung geschrieben, die Kornpressionsarbeit dar. Ist die Sekundärmaschine mit einer Nockensteuerung ausgestattet, so können die Höcker für die Kompressionsarbeit so ausgestaltet sein, daß die Diagramme von Fig. 2 (in umgekehrter Richtung 95 t geschrieben) der Reihe nach vom kleinsten bis zum größten eintreten, um die negative Arbeit allmählich steigen zu lassen, bis zum Schlüsse (wenn erforderlich) die volle »Gegendampfarbeit« bzw. hier »Gegenluftarbeit« eintritt. Alle bei Fördermaschinen üblichen Regelungsverfahren und Einrichtungen können bei der vorliegenden Preßluftarbeit mit Vorteil angewendet werden.The largest diagram, written in reverse, represents the work of compression If the secondary machine is equipped with a cam control, the humps for the compression work can be designed in such a way that the diagrams of Fig. 2 (written in reverse direction 95 t) in order from the smallest enter to the greatest, to gradually increase the negative work, to the Concludes (if necessary) the full »counter steam work« or here »counter air work« occurs. All of the control methods and devices customary in hoisting machines can be used to advantage in the present compressed air work be applied.

Da eine solche Anlage nur geringe Luft-Verluste durch Undichheit der Kolben, Stopfbüchsen und sonstigen Dichtungen erleiden wird, so genügt eine kleine Luftpumpe zum Ersatz der Verluste, und kann diese an den Kompressor a, e angehängt und von Hand eingestellt werden, oder man bringt einen Druckregler an, der mit dem Niederdruckbehälter in Verbindung steht und die Pumpe einstellt, sobald der Druck unter einen zulässigen Betrag herabsinkt.Since such a system will suffer only minor air losses due to leaks in the pistons, stuffing boxes and other seals, a small air pump is sufficient to replace the losses, and this can be attached to the compressor a, e and adjusted by hand, or you can bring it a pressure regulator that is in communication with the low-pressure tank and adjusts the pump as soon as the pressure drops below a permissible level.

An eine solche Anlage können auch andere Luftverbrauchsstellen angeschlossen werden. Wo eine Fördermaschine steht, wird man meist untertags Preßluft benötigen und wird dieselbe zweckmäßig aus dem Niederdruckbehälter c entnehmen. Andererseits kann man weitere Sekundärmaschinen in gleicher WeiseOther air consumption points can also be connected to such a system. Where there is a hoisting machine, compressed air will usually be required during the day and it will be expediently taken from the low-pressure tank c . On the other hand, you can add other secondary machines in the same way

wie d an die Behälter b und c anschließen, so daß dieselben an dem hohen Wirkungsgrade der Kraftübertragung teilnehmen. Für alle Sekundärmaschinen genügt ein Kompressor e der Anlage a, dessen Umlaufszahl durch den schon erwähnten Druckregler eingestellt wird, der an den Behälter b angeschlossen ist.as d connect to the containers b and c, so that the same take part in the high efficiency of the power transmission. For all secondary machines, one compressor e of the system a is sufficient, the number of revolutions of which is set by the pressure regulator already mentioned, which is connected to the container b .

Für Ersatz des Verbrauchs aus dem Behälter c, der durch direkte Entnahme von Preßluft entsteht, würde an die Luftverdichtungsanlage α ein zweiter Kompressor E angehängt werden müssen, welcher Luft aus dem Freien entnimmt (zweckmäßig zweistufig), verdichtet und in den Behälter c drückt. Die Regelung könnte so erfolgen, daß ein besonderer Druckregler mit dem Behälter c verbunden ist und nach dem dort herrschenden Drucke die Volumleistung des Kompressors E einstellt.To replace the consumption from the container c, which arises from the direct extraction of compressed air, a second compressor E would have to be attached to the air compression system α , which takes air from the open air (expediently in two stages), compresses it and presses it into the container c. The regulation could take place in such a way that a special pressure regulator is connected to the container c and adjusts the volume output of the compressor E according to the pressure prevailing there.

Die Kraftmaschine α kann auch eine Gasmaschine sein, so daß etwa vorhandene Gichtgase eine vorteilhafte Verwendung finden.The engine α can also be a gas engine, so that any top gases that may be present are advantageously used.

Claims

Patent claim:

Drive for machines working with interruption and changing direction of rotation, such as conveyors and the like, by means of compressed air, characterized in that the continuously operating Compressor generated compressed air after expansion in the machine Compressor is fed back via a low pressure tank, so that the expansion at a higher than that Atmospheric pressure is completed.

For this purpose ι sheet of drawings.