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Vorrichtung zur Heizdampfentnahme vom ausströmenden Dampfe von Kolbendampfmaschinen.
Es ist bereits eine Vorrichtung zur Heizdampfentnahme von Kolbendampfmaschinen bekannt,
bei welcher die Heizdampfentnahme nicht. unmittelbar aus dem Zylinder mit Hilfe
besonderer Entnahmeventile, sondern hinter den Auslaßventilen vom ausströmenden
Dampfe erfolgt.
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Diese Vorrichtung gestattet aber lediglich die Entnahme des gesamten
Dampfes einer oder beider Zylinderseiten für die Heizung, weil die Entnahmeventile
praktisch nur vollständig geöffnet oder geschlossen sein, sich aber niemals in einer
Zwischenstellung befinden dürfen, weil dann die Kompression auf der betreffenden
Zylinderseite zu hoch werden würde. Es ist deshalb bei der bekannten
Vorrichtung
auch dafür gesorgt, claß die Überführung der Entnahmeventile von der einen in die
andere Endstellung jeweils ohne Unterbrechung so plötzlich wie möglich erfolgt.
Die Möglichkeit, die Heizdampfentnahme zu verzögern, bis der Abdampf auf den dem
Heizdampfdruck entsprechenden Druck zurückkomprimiert ist, ist also hierbei nicht
gegeben. Für diese Fälle kannte man bisher keinen anderen Weg, als die Anordnung
besonderer Entnahmeventile oder eines zweiten Auslaßsteuerorgans, welche besonderer
Steuerung bedurften und infolgedessen die Einrichtung umständlich machten. Man hat
auch die Entnahmeventile als Rückschlagventile ausgebildet, mußte sie dann aber,
solange der Duck auf der betreffenden Zylinderseite größer war als der Heizdampfdruck,
gegen öffnen sperren, weshalb man diese Rückschlagventile zur Druckregelung noch
mit besonderen, wie die Auslaßventile gesteuerten Entnahmeventilen verbunden hat,
so daß diese den Zylinder bis zum Ende der Expansionsperiode abschlossen. Es waren
also alle diese Vorrichtungen mehr oder weniger umständlich im Aufbau und in der
Bedienung und Überwachung. Diese Übelstände beseitigt die Erfindung, indem danach
die Heizdampfentnahme vom ausströmenden Dampf in solcher Weise bewirkt wird, daß
die Heizdampfmenge von etwa o bis ioo Prozent des Abdampfes jeder Zylinderseite
regelbar ist und außerdem auf die Höhe des Heizdampfdruckes zurückkomprimiert worden
ist. Die Heizdampfentnahme erfolgt dabei zwar ebenfalls durch ein sie regelndes,
von dem Heizdampfdruckregler oder einem Heizdampftemperaturregler beeinflußtes Steuerorgan
hinter den Auslaßsteuerorganen; gemäß der Erfindung ist aber das Heizdampfentnahmeorgan
unmittelbar hinter jedem Auslaßsteuerorgan des Zylinders angeordnet, welches während
der Öffnungsdauer des Auslaßsteuerorganes zugleich solange unter dem Einfluß des
Dampfdruckes im Zylinder steht, als Heizdampf benötigt wird.
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In der Zeichnung ist eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes
dargestellt, und zwar, zeigen die Abb. i bis 3 senkrechte Schnitte in drei verschiedenen
Stellungen, wobei das Auslaßventilgehäuse zugleich als Gehäuse für das Steuerorgan
zur Regelung der Heizdampfentnahme ausgebildet und dementsprechend mit dem Anschluß
für die Heizdampfleitung versehen ist.
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Abb. q. ist ein Schnitt nach Linie A-B der Abb. 2.
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Das normal gesteuerte und normal ausgebildete Auslaßventil ist a,
zwischen dessen Sitzkorb b und Gehäuse c ein Ringraum d zur Aufnahme
und Führung eines hohlzylindrischen Kolbenschiebers e angeordnet ist, der zwei Steuerschlitze
f und g in verschiedener Höhe besitzt. Außer dem Anschlußstutzen h für die
Leitung zur Kondensation oder den Auspuff ist in der Höhe versetzt zu ihm ein zweiter
Anschluß i für die Heizdampfleitung am Ventilgehäuse angeordnet, und der Kolbenschieber
e gestattet dem durch das geöffnete Auslaßventil a ausströmenden Dampf je nach seiner
Stellung den Eintritt in den Anschluß h oder i. In Abb. i ist die Stellung des Schiebers
für Auspuff oder Kondensation und in Abb. a diejenige für Heizung dargestellt, während
Abb. 3 die Mittellage des Kolbenschiebers zeigt, die in noch zu beschreibender Weise
durch die Auslaßsteuerungwährend der Expansionsperiode eingestellt wird. Der hohle
Kolbenschieber e besitzt eine auf der Führungshülse b' der Ventilspindel gleitende,
durch Arme e' mit ihm verbundene Hülse 1, für den Angriff des Heizdampfdruckreglers
t oder eines Temperaturreglers. Die Arme e' bewegen sich zwischen Ringsegmenten
w' der Ventilhaube w, auf welcher der Ventilkorb b
aufsitzt. Der an
der Hülse k angreifende Arm q des vom Regler t bewegten Steuerhebels
r, q trägt eine Rolle p, auf welche ein Daumen o wirkt, der mit dem Auslaßsteuerdaumen
wä zweckmäßig einstellbar verbunden ist, welcher in der üblichen Weise mittels des
Exzenters iz und der Exzenterstange m von der Steuerwelle ic aus bewegt wird (Abb.
3). Der Daumen o ist so bemessen, gestaltet und eingestellt, daß er den unter der
Mittellage (Abb. z) befindlichen Schieber e nach Schluß des Auslaßventils a beim
weiteren Rückgang des Auslaßsteuerdaumens in', also während der Expansionsperiöde,
bis in die Mittellage (Abb. 3) hebt und in dieser bis zum Wiederöffnen des Auslaßventils
unterstützt. Dadurch ist aber der Regler t nicht behindert, den Kolbenschieber auf
Auspuff oder Kondensation einzustellen, wenn der Heizdruck höher ist als der normale,
also kein Heizdampf gebraucht wird. Das Gestänge u des Druckreglers t ist
mit dem Hebel r nicht fest verbunden, sondern ruht nur auf ihm und kann bei
Heizdampfbedarf hochgehen, ohne den Hebel r mitzunehmen.
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Wird kein Heizdampf benötigt, so drückt das Gestänge v auf
den Hebel r und bringt dadurch den Schieber e in die Auspuffstellung.
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Diese Anordnung hat den Zweck, daß bei Heizdampfbedarf der Daumen
o den Schieber in die Mittellage bringen kann, ohne dem Druckregler -entgegenwirken
zu müssen. In jedem Falle hat der Schieber c aus der Mittellage nur einen kleinen
Weg zu machen, um Heizleitung oder Auspuff zu öffnen. In der Mittelstellung (Abb.
3) kann der Abdampfdruclc
unmittelbar auf den Kolbenschieber wirken,
indem der obere Teil des den Kolbenschieber e aufnehmenden Ringraumes
d im Ventilgehäuse durch öffnungen l bei offenem Auslaßventil a unmittelbar
mit dem Zylinderinneren in Verbindung steht. Der Schieber e wird infolgedessen aus
seiner Mittellage nur durch den auf ihn wirkenden Überdruck des ausströmenden Dampfes
auf Heizdampfauslaß gestellt. Der Druck des Druckreglers auf den Schieber ist so
bemessen, daß erst beim Erreichen des Heizdampfdruckes im Zylinder der Schieber
niedergedrückt und auf Heizdampfauslaß gebracht wird. In seiner Höchststellung (Abb.
i) schließt der Kolbenschieber die Verbindungskanäle l ab, so daß er vom Dampf im
Zylinder nicht mehr beeinflußt werden kann. In dieser Stellung ist der Auspuff h
dauernd geöffnet. In sie wird der Kolbenschieber vom Heizdruckregler oder von Hand
aus eingestellt, wenn keine Heizdampfentnahme erfolgen soll.
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Die Diagramme (Abb. 5 und 6) machen die Wirkungsweise des Erfindungsgegenstandes
ersichtlich.
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Während der Expansionsperiode wird, wie oben beschrieben, der Kolbenschieber
durch die Auslaßsteuerung (Daumen o) zwangläufig in die Mittellage (Abb. 3) und
bis kurz vor dem Kolbenhubende gegen Verschiebung nach unten festgehalten.
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Wird nun kein Heizdampf (o Prozent des Abdampfes) benötigt, so wird
infolge der entsprechenden Wirkung des Druckreglers auf den Schieber dieser nach
oben gedrückt (Abb. i). Der Dampf pufft infolgedessen vollständig aus, was dem Arbeitsdiagramm
(Abb.5) entspricht.
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Soll dagegen die gesamte Abdampfmenge (ioo Prozent) als Heizdampf
dienen, so wird nach öffnen der Auslaßventile und nachdem der Dampf im Zylinder
auf den Heizdampfdruck hinauf komprimiert worden ist, durch diesen Kompressionsdruck
der Kolbenschieber e nach unten gedrückt (Abb. 2), so daß nun der Dampf vollständig
in die Heizleitung gelangt. Das entspricht dem Arbeitsdiagramm (Abb. 6) ausgezogene
Linien.
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Benötigt man aber nur einen Teil des Abdampfes, z. B. 5, io, 2o, 5o
Prozent usw., als Heizdampf, so wird dann der Heizdruckregler infolge des höheren
Druckes in der Heizleitung den in der Mittellage befindlichen Kolbenschieber e mehr
oder weniger nach oben verschieben und den Auspuff mehr oder weniger öffnen, so
daß dann nur ein entsprechender Teil des Abdampfes auspufft, der gewünschte Teil
aber in die Heizleitung gelangt. Das geschieht dadurch, daß die Wirkung des Heizdruckreglers
auf den Kolbenschieber e durch den entgegengesetzt auf diesen wirkenden Kompressionsdruck
über ihm überwunden und infolgedessen der Schieher e nach unten gedrückt und dadurch
die Heizleitung geöffnet wird. Diese teilweise Überleitung des Abdampfes in die
Heizleitung zeigt das Arbeitsdiagramm (Abb.6) in der strichpunktierten Ausströmkurve.
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Der Heizdruckregler kann beliebig empfindlich gemacht werden, so daß
jeder beliebige Teil von o bis ico Prozent des Abdampfes als Heizdampf entnommen
werden kann.