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Verbundmaschine, die aus zwei in Tandemanordnung miteinander verbundenen,
einfach wirkenden Maschinen besteht, bei denen das Treibmittel auf die einander
abgekehrten Seiten der Arbeitskolben wirkt. Die Erfindung betrifft Verbundmaschinen
aus zwei in Tandemanordnung miteinander verbundenen, einfach wirkenden Maschinen,
bei denen das Treibmittel auf die einander abgekehrten Seiten der Arbeitskolben
wirkt. Insbesondere bezieht sie sich auf solche Maschinen dieser Art, die als Gegendruckmaschinen
oder als Oberstufe einer Mehrfachexpansionsmaschine arbeiten. Die genannten Maschinen
haben den Vorteil, daß auf der Hochdruckseite keine Stopfbüchse erforderlich ist.
Sie eignen sich daher, für hochgespannte Treibmittel (über 2d Atm.).
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Der Erfindung gemäß ist der zwischen den beiden Arbeitskolben befindliche
Raum von veränderlicher Größe nach außen abgeschlossen, und der Druck des darin
befindlichen Mediums ist niedriger gehalten als der Auspuffdruck des auf die Niederdruckseite
der Verbundmaschine wirkenden Treibmittels.
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Infolge der Erwärmung durch die heißen Zylinderwände nimmt das eingeschlossene
Medium nach kurzer Zeit eine mittlere Temperatur an und verhindert so eine schädliche
Auskühlung der Zylinderwände. Dadurch, daß der Druck des Mediums niedriger gehalten
wird als der Auspuffdruck auf der Niederdruckseite, erreicht man, daß selbst bei
hohem Treibmitteldruck der Gestängedruck in mäßigen Grenzen bleibt, und daß das
Drehmoment verhältnismäß gleichmäßig ist.
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Bei liegender Anordnung der Maschine kommt noch der Vorteil hinzu,
daß man die einander zugekehrten, innerhalb der Kolbenringe liegenden Teile der
Arbeitskolben als Tragschuhe ausbilden kann, ohne ein Fressen der Gleitbahn befürchten
zu müssen. Der niedrige Druck des Mediums zwischen den beiden Arbeitskolben verhindert
eine unzulässige Anpressung des Kolbens auf die untere Seite der Zylinderlauffläche.
Wollte man, wie es wohl naheläge, den Abdampf der Niederdruckseite der Maschine
in den Raum zwischen den Arbeitskolben einführen, um dessen Auskühlung zu verhinKlern,
so würde man bei größeren Zylinderdurchmessern Gefahr laufen, daß die Reibungsarbeit
die zulässigen Grenzen überschreitet, namentlich wenn man hohen Treibmitteldruck
und hohe Kolbengeschwindigkeit verwendet. Der Abdampfdruck kann nämlich bei Benutzung
der Maschine als Gegendruckmaschine oder als Oberstufe einer Mehrfachexpansionsmaschine
sehr groß werden. Man müBte dann, ähnlich wie bei - doppeltwirkenden - Maschinen,
die mit hohem Treibmitteldrück, hohen Treibmitteltemperaturen und großen Kolbengeschwindigkeiten
arbeiten:, besondere Vorkehrungen treffen, um die Reibungsarbeit in zulässigen Grenzen
_ zu halten (Durchführung der Kolbenstange mit Traglagern oder besonderen Gradführungen
mit außen liegenden Tragschuhen u. dgl.).
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Unter Umständen, besonders wenn die Kolben undicht werden, wird der
Druck und die Temperatur des Mediums in dem Raum zwischen
den Arbeitskolben
unerwünscht hoch, so daß die Wandtemperatur der Zylinder sowie der Auflagedruck
auf die untere Seite der Zylinderlaufbahn und damit die Reibungsarbeit in unerwünschter
Weise wächst. Um dem zu begegnen, besteht eine weitere Ausbildung der Erfindung
in der Anordnung einer Kühlvorrichtung, durch welche das Medium stetig auf einer
gewünschten Temperaturgehalten werden kann. Eine solche Kühlvorrichtung kann beispielsweise
dadurch hergestellt werden, daß der Raum zwischen den beiden Arbeitskolben mit einem
zweiten Raum verbunden ist, der der atmosphärischen Luft eine große Oberfläche darbietet,
oder daß man der Wandung des Raumes zwischen den Arbeitskolben eine entsprechend
gestaltete große Oberfläche gibt. Vorteilhaft aber benutzt man, den Abdampf der
Niederdruckstufe zu diesem Zweck in der Weise, daß der zwischen den Arbeitskolben
befindliche Raum mit einem Heizflächensystem verbunden wird, welches von dem Abdampf
der Niederdruckseite umspült wird. Der Abdampf hat eine im wesentlichen gleichbleibende
Temperatur, und man kann durch entsprechende Bemessung der Kühlfläche die Temperatur
des zwischen den Kolben befindlichen Mediums auf einer gewünschten Höhe halten.
Erhöht sich dann seine Temperatur infolge von Undichtigkeiten der Kolben oder aus
anderen Gründen, so nimmt der Abdampf diesen Überschuß auf. Die überschüssige Wärme
geht also nicht, wie bei Anordnungen, die von anderer Seite vorgeschlagen sind,
verloren; sie kommt bei Gegendruckbetrieben dem Heizzweck zugute. Bei Anwendung
der neuene Maschine als Oberstufe einer Mehrfachexpansionsmaschine wird sie für
die nächste Expansionsstufe nutzbar gemacht.
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Ine der beiliegenden Figur ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. A ist der Hochdruckzylinder, B der Niederdruckzylind
er, C und D sind die entsprechenden Arbeitskolben. Zwischen den beiden Kolben C
und D befindet sich der von den Zylinderwänden gebildete, nach außen abgeschlossene
und mit einem niedrig gespannten Medium gefüllte Raum E. Dieser Raum ist durch einen
Stutzen F mit einem Heizflächensystem G verbunden. Das fr den Räumen F und G befindliche
Medium kann Dampf oder Luft oder sonst ein Gas von niedriger Spannung sein. Die
Arbeitskolben sind nur durch das Gewicht von Kolben und Kolbenstange und durch den
niedrigen Druck des im Raum E eingeschlossenen Mediums belastet. Zweckmäßig wird
man diesen Druck gleich dem Druck der atmosphärischen Luft wählen und durch eine
Vorrichtung, z. B. durch ein Sicherheitsventil M, dafür sorgen, daß auch bei undichten
Kolben eine erhebliche Drucksteigerung nicht möglich ist. Den Inhalt der Räume E,
G wird man verhältnismäßig groß wählen, um beider Kolbenbewegung durch die Raumveränderung
nur geringe Druckschwankungen zu erhalten. Der Abdampf der Niederdruckseite
B tritt durch den Krümmer H
in den Mäntel K des Behälters G und kühlt
das in diesem befindliche.Medium. Der Abdämpf geht dann durch Leitung L. bei Gegendruckbetrieb
zur Verbrauchsstelle, bei einer Mehrfachexpansiornsmaschine zur nächsten Arbeitsstufe.
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