DE360369C

DE360369C - Inlet valve control for locomotives and steam engines

Info

Publication number: DE360369C
Application number: DEST34165D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1921-02-09
Filing date: 1921-02-09
Publication date: 1922-10-02

Description

Einlaßventilsfeuorung für Lokomotiven und Dampfkraftwagen. $ei Lokomotiven haben sich Ventilsteuerungen nicht bewährt, da die entlasteten Ventile, die als einzige bisher in Frage kamen, einerseits bei den hohen HeiOdampfteniperatuferl sich stets derart verziehen, daß stärke Undichtheiten entstehen, die zu ungünstigem Dampfverbrauch führen und praktisch noch, zur Yolge haben, daß die Maschine nicht mit der Steuerung, sondern mit dem Regulator auf verschiedene Geschwindig= keiten eingeregelt werden muß; anderseits ergeben die entlasteten Ventile nicht die unbedingt vorzusehende Sicherheitsventilwirkung, so :daß gesonderte .Sicherheitsventile erforderlich sind. Bei allen Ventilen ferner ist zwangläufige Steuerung grundsätzlich unmöglich, und die kraftschlüssige Steuerung arbeitet zwar während normaler Fahrt gut, aber bei überhohen Geschwindigkeiten, beispielsweise beim Gleiten .der Räder während des Anziehens, entstehen infolge Ablösung der Ventile durch Trägheitskräfte von ihren Steuerungsteilen unbeherrschte Bewegungen, flie zu weiterer Vergrößerung .der Füllung führen und damit die Drehkraft und Drehzahl weiter erhöhen, so daß Stöße und andere Mißstände auftreten, .die für den Betrieb und die Lebensdauer der Steuerung unzulässig sind.Inlet valve fire for locomotives and steam engines. $ egg locomotives valve control systems have not proven themselves, since the unloaded valves, which are called only one that came into question so far, on the one hand with the high heat steam peratuferl always warping in such a way that strong leaks arise that lead to unfavorable Steam consumption lead and practically still, have the consequence that the machine does not with the control, but with the regulator at different speeds must be adjusted; on the other hand, the unloaded valves do not necessarily result to be provided Safety valve action so: that separate .safety valves are required. In addition, positive control is fundamentally impossible for all valves, and the positive control works well during normal driving, but at Excessive speeds, for example when sliding the wheels during the Attraction, arise as a result of the valves becoming detached from theirs by inertial forces Control parts uncontrolled movements, flow to further enlargement of the filling lead and thus further increase the torque and speed, so that shocks and others Abnormalities occur which are impermissible for the operation and service life of the control are.

Das Wesen der Erfindung besteht darin, daß das Einlaßventil zugleich Sicherheitsventil und Leerl:aufventil ist, und daß :es als nicht entlastetes, nach außen öffnendes Tellerventil ausgebildet ist mit derartigem Querschnitt und Hub, .daß es bei normaler Drehzahl der Maschine genügende Dampfquerschnitte .bietet, während bei überhoher Drehzahl eine Dampfdrosselung eintritt, die an dem Ventil als zusätzliche Schließkraft zur Wirkung kommt. Hierbei ist, beispielsweise mit Wälzhebeln oder Hubkurven, ein durchaus stoßfreies Hehen des Ventils bis zu vollem Hub, d. h. angenähert einem Viertel ,seines Durchmessers, erreichbar, und der dadurchgebotene reichlich große Dampfquerschnitt ist für normale Umlaufzahlen mit verhältnismäßig schwacher Schließfeder rechtzeitig schließbar, da idie Masse dieses unentlasteten Ventils außergewöhnlich klein ist; infolge dieser kleinen Masse hat aber auch bei überhohen Drehzahlen und entsprechend überhoher Dampfdurchflußmengedie :dadurch entstehende Drosselung einen so großen Einfluß auf die Schließkraft, daß diese Druckdifferenz zwischen Ventile@berseite und Ventilunterseite zusammen mit der schwachen Schließfeder doch rechtzeitiges Schließen des Ventils gemäß der Kurve ergibt. Dabei ist auch: für Heißdampf vollständige Dichtheit, die sonst bei keiner Steuerung wirklich vollkommen erreichbar ist, verwirklicht.The essence of the invention is that the inlet valve at the same time Safety valve and empty: is open valve, and that: it as not relieved, after outwardly opening poppet valve is designed with such a cross-section and stroke, .that it has sufficient steam cross-sections at normal engine speed, while at excessively high speed a steam throttling occurs, which occurs at the valve comes into effect as an additional closing force. Here is, for example, with Rolling levers or lift cams, a completely jolt-free lifting of the valve up to full Stroke, d. H. approximately a quarter of its diameter, achievable, and the one offered by it ample large steam cross-section is for normal circulation numbers with proportionately Weak recoil spring can be closed in good time, since the mass of this is unloaded Valve is exceptionally small; as a result of this small mass, however, also has at excessive speeds and correspondingly excessive steam flow rate: thereby resulting throttling has such a great influence on the closing force that this pressure difference between the top of the valve and the bottom of the valve together with the weak closing spring but timely closing of the valve results in accordance with the curve. It also includes: for superheated steam complete tightness, which is otherwise not really perfect with any control is attainable.

Infolge der genannten Uranstände kann weiterhin das neue Ventil auch als Sicherheitsventil wirken, indem die Schließfeder für normalen Betrieb nur so schwach zu sein braucht, daß sie als Sicherheitsventil zu der vollbelasteten Fläche .desVentiltellers passend ausgeführt werden kann und dabei bereits ein Öffnen unter geringfügiger Überdruckbildung innerhalb des Zylinders infolge von Wasserschlägen oder ähnlichen Ursachen ergibt.As a result of the uranium levels mentioned, the new valve can also continue to operate act as a safety valve by the closing spring for normal operation just like that needs to be weak that they act as a safety valve to the fully loaded area . of the valve disc can be designed to match, with an opening under slight overpressure formation inside the cylinder as a result of water hammer or similar causes.

In weiterer Vervollkommnung ist dieses Ventil .gleichzeitig als Umlaufventil zu benutzen, das bei Leerlauf unter Ablösung von seiner Hubkurve zwangläufig ofFengehalten wird, und zwar in der einfachen Ausgestaltung mit einem Kolben, der in einem mit Druckmittel zu versorgenden Zylinder läuft und der Ventilspindel selbst oder einem auf diese einwirkenden Zwischengliede so gegenübersteht, d'aß er die Spindel oder ihr Zwischenglied von der Hubkurve abhebt. Dabei ist dann unter Benutzung liegender, mit ihren Spindeln ,gegeneinandergekehrter Ventile, die von einer gemeinsamen Hubkurvenscheibe gesteuert «-erden können, auch für die Leerlaufabhebevorrichtung eine besonders einfache Ausführungsform in solcher Art gegeben, daß :die Druckmittelkolben in einem gemeinsamen Zylinder laufen und beim Auseinandergehen beiderseits abhebend auf :die Ventile einwirken.This valve is also perfect as a circulation valve to use, which is inevitably kept open when idling, detaching from its lift curve is, in the simple embodiment with a piston that is in a with Pressure medium to be supplied cylinder runs and the valve spindle itself or one so opposed to these acting intermediate members, that he the spindle or its intermediate link lifts off the lifting curve. It is then using lying, with their spindles, mutually facing valves, which are operated by a common cam disc controlled «- can be grounded, especially for the idle lift-off device simple embodiment given in such a way that: the pressure medium piston in one common cylinder run and when moving apart on both sides lifting up: the Act on valves.

Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung am Beispiel eines Gleichstronilokomotivzylinders, und zwar in Gestalt einer teilweise aufgeschnittenen Seitenansicht.The drawing illustrates the invention using the example of a Gleichstronilokomotivzylinders, namely in the form of a partially cut-away side view.

Der Zylinder i enthält den bekannten Gleichstrommaschinendampfkolben 2, der eine Auslaßöffnung 3 steuert. Als Einlaßglieder sind Tellerventile 2 2, 22' vorgesehen, die durch eine Kurvenscheihensteuerung in folgeder Weise gehandhabt sind. Die Steuerstange 23, die am Kombinationshebel der nach System Walschaerts ausgebildeten Steuerung angelenkt ist, greift an einem Hebel 24 einer schwingenden Welle 25 an, die in: einem Kasten 26 in der Mitte des Zylinders gelagert ist. Auf dieser schwingenden Welle =5 ist im Innern des Kastens eine Schwingscheibe 27 aufgesetzt, .deren Kurven auf je einen Rollenschwingheb-el28, 28' einwirken; diese Schwinghebel sind unten an je einen im Gehäuise 26 gelagerten Kolben 29, :29' anäieschlosisen, und diese Kolben drücken auf die Ventile 22, 22', so ljaß sie diese gemäß den Bewegungen der Steuerscheibe öffnen oder sie durch Federkraft schließen lassen.The cylinder i contains the known direct current machine steam piston 2 which controls an outlet port 3. As inlet members, poppet valves 2 2, 22 'are provided, which are handled by a cam control in the following manner. The control rod 23, which is articulated on the combination lever of the control system designed according to Walschaert's system, engages a lever 24 of an oscillating shaft 25 which is mounted in a box 26 in the center of the cylinder. A vibrating disk 27 is placed on this vibrating shaft in the interior of the box, the curves of which act on one roller vibrating lever 28, 28 'each; These rocker arms are attached to the bottom of each piston 29, 29 'mounted in the housing 26, and these pistons press on the valves 22, 22', so they open them according to the movements of the control disk or let them close by spring force.

Die Kolben 29, 29' laufen luftdicht in dem Gehäuse 26, und das ganze Steuergetriebe kann demgemäß in dem mit C71 zu füllenden Gehäuse 26 völlig gesichert arbeiten. In diesem kann zwischen den Kolben 29, =9' eine beliebige mechanische Aufstellvorrichtung für die Ventile eingebaut sein, die die Kolben auseinanderzuschieben ermöglicht, so daß die Rollenhebel 28 von der Steuerscheibe 2.7 abgehoben werden. Im dargestellten Beispiel sind @in einem Zylinder 30 zwei Kolben 31, 31' vorgesehen, und zwischen diesen ist eine Druckiuftleitung 32 angeschlossen, die vom Führerstande aus durch ein Ventil .mit Druckluft versorgt werden kann. Wenn nun Druckluft eingeführt wird, werden die beiden Kolben 31, 3 i' nach außen gedrückt und damit die Ventile auf Öffnungsstellung gebracht. Bei der so ermöglichten Leerfahrt schiebt demnach -der hin und her gehenle Arbeitskolben den Zylinderinhalt durch die beiden geöffneten Einlaßventile und die angeschlossene Einströmleitung hin und her, so daß die Lokomotive widerstandslos und ohne übermäßige Erhitzung des hin und her geschobenen Mediums die Leerfahrt oder Talfahrt durchführen kann.The pistons 29, 29 'run in an airtight manner in the housing 26, and the entire control gear can accordingly work in a completely secured manner in the housing 26 to be filled with C71. Any mechanical positioning device for the valves can be installed in this between the pistons 29, = 9 ', which device enables the pistons to be pushed apart so that the roller levers 28 are lifted off the control disk 2.7. In the example shown, two pistons 31, 31 'are provided in a cylinder 30 , and a compressed air line 32 is connected between them and can be supplied with compressed air from the driver's cab through a valve. If now compressed air is introduced, the two pistons 31, 3 i 'are pressed outwards and thus brought the valves to the open position. During the empty run made possible in this way, the working piston moving back and forth pushes the cylinder contents back and forth through the two open inlet valves and the connected inflow line, so that the locomotive can run empty or downhill without resistance and without excessive heating of the medium being pushed back and forth .

An den Ventilen 22, 22' sind, beispielsweise an den nach außen ragenden: Enden der Spindeln, nahe den Kolben 20, 2g' Ventilfedern angeordnet, die nicht dargestellt sind, .weil sie die Klarheit der Zeichnung stören würden und irn übrigen in vielfachen Ausführungen durchaus bekannt sind. Diese Federn .sind so bemessen und so angespannt, daß sie bei höchster Fahrtgeschwindigkeit der Lokomotive die Rollenhebel 28, 28' noch ordnungsmäßig immer an die Kurvenscheibe 27 angedrückt erhalten. Infolge des außerordentlich geringen Gewichts der Ventile 22, 22' ergeben sich dabei noch verhältnismäßig, schwache Federn.On the valves 22, 22 ', for example on the outwardly projecting ends of the spindles, near the pistons 20, 2g', valve springs are arranged, which are not shown because they would interfere with the clarity of the drawing and otherwise in multiple designs are well known. These springs are dimensioned and tensioned in such a way that they always keep the roller levers 28, 28 'properly pressed against the cam disk 27 at the highest speed of travel of the locomotive. As a result of the extremely low weight of the valves 22, 22 ', there are still relatively weak springs.

Die Größe der Ventilteller 33 ist so bemessen, daß bei der Höchstgeschwindigkeit der Maschine noch eine normale mittlere Dampfdurchtrittsgeschwindigkeit innegehalten wird; der Hub der Ventile beträgt bei voller Öffnung angenähert ein -#v-i,ertel des Durchmessers. Bei auftretenden überhohen Geschwindigkeiten ergibt .sich infolgedessen eine überhohe Dampfgeschwindigkeit und eine Drosselung, vermöge derer der Druck vor dem Ventil höher als der Druck hinter dem Ventil wird, und diese Druckdifferenz wirkt als Schließkraft derart, daß trotz der geringen Kraft der Ventilschließfeder das Ventil auch unter diesen Umständen rechtzeitig ,geschlossen, .d. h. eine- Ablösung des Rollenhebels 28 von der Kurvenscheibe 27 verhütet wirf.The size of the valve disk 33 is dimensioned so that at the maximum speed the machine still maintained a normal mean steam penetration speed will; when fully open, the stroke of the valves is approximately one - # v-i, ertel the diameter. If excessively high speeds occur, this results in .sich an excessive steam speed and a throttling, by virtue of which the pressure upstream of the valve is higher than the pressure downstream of the valve, and this pressure difference acts as a closing force in such a way that, despite the low force of the valve closing spring the valve closed in good time even under these circumstances, .d. H. a-replacement of the roller lever 28 from the cam 27 prevents throws.

Infolge der .geringen Dauerbelastung durch die schwache Ventilschließfeder wirkt aber das Ventil auch als Sicherheitsventil, das keine übermäßige Drucksteigerung im Dampfzylinder aufkommen läßt, wenn Wasserschläge oder ähnliche Erscheinungen auftreten. Das Ventil ist also gleichzeitig Einlaßventil, Sicherheitsventil und Umlaufventil. Die besondere Anbringung von Sicherheitsventilen und Umlaufventilen, wie das bei derzeitigen Kolbenschiebersteuerungen nötig ist, und alle damit in Zusammenhang .stehenden Komplikationen werden damit überflüssig. Auch die -damit im Zusammenhang stehenden Raum- und Flächenschäden fallen fort.As a result of the low continuous load caused by the weak valve closing spring but the valve also acts as a safety valve, which does not cause an excessive increase in pressure in the steam cylinder when water hammer or similar phenomena occur appear. The valve is therefore inlet valve, safety valve and at the same time Circulation valve. The special attachment of safety valves and circulation valves, as is necessary with current piston valve controls, and all of them in connection with it . Any complications are thus superfluous. Also related to it standing room and surface damage are eliminated.

Zur sicheren Festhaltung der Ventilteller bei höchstem Hub oder Leerliaufstellung sind an den Gehäusedeckeln 34 Fortsatzplatten 35 vorgesehen, die der Form und Größe der Ventilteller 33 angepaßt sind. Die Ventilteller, die hieran dicht anliegen oder in geringem Abstande davon stehen, sind hierdurch gegen die Dampfströmung geschirmt, so daß keine schließende Kraft auf sie hierdurch ausgeübt wird. Damit ist die Aufs.tellvorrichtung wesentlich von Kräften entlastet.For securely holding the valve disc at the highest stroke or when empty extension plates 35 are provided on the housing covers 34, the shape and size the valve disk 33 are adapted. The valve disks that fit tightly against it or stand at a short distance from it, are thereby shielded against the flow of steam, so that no closing force is exerted on them thereby. This is the positioning device considerably relieved of forces.

Claims

PATENT APPLICATION: i. Inlet valve control for locomotives and. -Dampfkraft.wagen in which the inlet element is used as a circulation valve, characterized in that the inlet valve is designed as a non-relieved, outwardly opening inlet, safety and recirculation disk valve (22, 33) with such a cross-section and controlled with such a small stroke that it has such a strong throttling effect at unusually high speed that it experiences a considerable additional closing force from steam pressure.

2. Inlet control according to claim i, characterized. that the two valves (33) of a double-acting cylinder (i) lying with each other facing valve spindles (22, 22 ') are arranged, between which a common Installation device (30, 34 3i ') is provided to achieve the circulating effect.

3. Inlet control after. Claim i or 2, characterized in that opposite the valve disk. a protective plate (35) of a shape similar to that of the valve disk is attached, which this at its highest stroke (rotary position) completely or almost touches it and protects it from being struck by violent steam.