DE371719C

DE371719C - Mixture regulator with adjustable control organs that are influenced by the machine regulator and perform two different movements

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Publication number: DE371719C
Application number: DER42399D
Authority: DE
Original assignee: RIMAMURANY SALGO TARJANI VASMU
Current assignee: RIMAMURANY SALGO TARJANI VASMU
Publication date: 1923-03-17

Description

Bei Gaskraftmaschinen, bei denen die Drucke von Gas und Luft Schwankungen unterworfen sind, liegt bekanntlich die Möglichkeit vor, daß mehr Gas als Luft in das Zylinderinnere gelangt, S so daß eine verschiedenartige Gemischzusammensetzung entsteht, die Verbrennung eine unvollkommene wird, die Leistung der Maschine zurückgeht sowie die Zündfähigkeit des Gemisches sich vermindert, ja sogar gänzlich unmöglich wird, oder aber im Falle mehr Luft als Gas in den Zylinderraum gelangt, ein Gemisch erzeugt wird, welches an Heizwert zu arm ist, um sichere Zündungen zu geben. Die verschiedenartige Gemischzusammensetzung ist also von erheblich nachteiligen Wirkungen für die Wirtschaftlichkeit und Sicherheit des Maschinenbetriebes. Zur Behebung dieser Nachteile kommt erkanntermaßen in Betracht, daß eine Gasmaschine um so vollkommener arbeiten wird, je besser es gelingt, das in den Zylinder eingeführte Gemisch gleichmäßig zu gestalten. Die Gemischbildung ist dabei um so vollkommener, je größer die Mischungsgeschwindigkeit ist und je konstanter dieselbe erhalten werden kann. Da die Volumänderungen im Zylinder in Abhängigkeit von der Mischgeschwindigkeit vor sich gehen, so kann eine unveränderliche Mischgeschwindigkeit nur dann erzielt werden, wenn die Einlaßquerschnitte für Luft und Gas mit der Kolbengeschwindigkeit zu- und abnehmen, d. h. es soll stets eine unveränderte Proportion zwischen diesen Einlaßquerschnitten und dem jeweiligen Zylindervolumen vorherrschen. Diese Proportionalität bezieht sich nicht nur auf eine Durchschnittsgeschwindigkeit, sondern soll bei jeder Kolbengeschwindigkeit dieselbe bleiben, nur dann kann eine auf den ganzen Saughub sich erstreckende konstante Mischgeschwindigkeit und dementsprechend die bestmögliche Ausnutzung des Brennstoffes erreicht werden.In gas engines, where the pressures of gas and air are subject to fluctuations is known, there is a possibility that more gas than air gets into the interior of the cylinder, S so that a different mixture composition is created, the combustion an imperfect one becomes, the performance of the machine decreases as well as the ignitability of the mixture decreases, even becomes completely impossible, or in the case of more air than gas entering the cylinder space, a mixture is generated, which is too poor in calorific value to give reliable ignitions. the different mixture composition is therefore of considerable detrimental effects for the economy and safety of the machine operation. To remedy these disadvantages It is recognized that it is possible that a gas engine will work all the more perfectly the better it is possible to make the mixture introduced into the cylinder uniform. The mixture formation is the more perfect, the greater the mixing speed and the more constantly it can be obtained. Because the volume changes in the cylinder depending on the mixing speed going on, it can be an immutable Mixing speed can only be achieved if the inlet cross-sections for air and gas increase and decrease with piston speed, d. H. it should always be an unchanged Proportion between these inlet cross-sections and the respective cylinder volume prevail. This proportionality does not only refer to an average speed, but should remain the same for every piston speed, only then can one open constant mixing speed extending over the entire suction stroke and accordingly the the best possible fuel utilization can be achieved.

Um dies zu erreichen, gelangten bisher ausIn order to achieve this, so far succeeded

mehreren getrennten Organen (Drosselklappen,several separate organs (throttle valves,

Drehschieber) vereinigte Vorrichtungen in An-Wendung, welche in umständlicher Weise und mehr oder weniger voneinander abhängig von der Steuerwelle, dem Regler oder von Hand aus zu betätigen sind; doch läßt sich mit diesen Vorrichtungen nur ein Teileffekt, d.h. eine" nur beschränkte Anpassungsfähigkeit an die Heiz- und Gasdruckänderungen, erzielen, so daß Betrieb und Sicherheit keineswegs vollkommen sind. Dies gilt insbesondere für in Hüttenbetrieben verwendete Gasmaschinendynamos, welche mit anderen Maschinen in Tourenbetrieb geschaltet sind und mit verschiedenen Betriebsmedien betrieben werden, wobei hinzukommt, daß beim Inbetriebsetzen solcher Gasmaschinen behufs Parallelschaltung mit bestehenden, bereits in Betrieb befindlichen und schwer belasteten Maschinen die bekannten Gemischregler keine derartige Regulierung der Gas- und Lufteinlässe ermöglichen, daß nur solche Querschnitte verbleiben, wie sie nötig sind, um ein richtiges Explosionsgemisch zu erhalten und um die zur Aufrechterhaltung des Leerlaufes einzig erforderliche Gasmenge durchzulassen und die Tourenzahl der leerlaufenden Maschine so niedrig zu halten, als diejenige der belasteten Maschine, da es beim Parallelschalten ein höchstes Erfordernis bildet, daß die Tourenzahlen sämtlicher Maschinen — auch der einzuschaltenden leer laufenden — genauest übereinstimmen. Rotary valve) combined devices in application, which in a cumbersome manner and more or less depending on the control shaft, the controller or by hand are to be operated; but only a partial effect can be achieved with these devices, i.e. only a "limited" effect Achieve adaptability to the changes in heating and gas pressure, so that operation and security are by no means perfect. This is especially true for smelters used gas engine dynamos, which are switched to tour operation with other machines and with different operating media be operated, with the addition of the fact that such gas engines are started up for parallel connection with existing, already in operation and heavily loaded Machines the known mixture regulators do not allow such regulation of the gas and air inlets that only such cross-sections remain as they are necessary to obtain a correct explosion mixture and to let through the only amount of gas required to maintain idling and to keep the number of revolutions of the idling machine as low as that of the loaded one Machine, since it is a top requirement when switching in parallel that the number of revolutions of all machines - including those idling to be switched on - exactly match.

Die vorliegende Erfindung bezweckt nunmehr eine Beseitigung dieser bestehenden Nachteile unter erheblicher Vereinfachung der Regelungsvorrichtung dadurch, daß die Regelung von Gas und Luft voneinander unabhängig erfolgt, und zwar derart, daß die verschiedenen Ein-Wirkungen von Steuerwelle, Regler und Hand nicht auf getrennte Organe, sondern auf je ein einziges zweierlei Bewegungen — Hub und Drehbewegung — ausführendes Regelungsorgan — Drehschieber oder Klappe — bzw. auf ein aus zwei Teilen kombiniertes Organ erfolgen, indem zur Übertragung der Steuerbewegung, welche stets proportional zur Kolbenbewegung erfolgt, ein Kulissenhebel in Anwendung gelangt, dessen Kulissenstein ent-The present invention now aims to overcome these existing disadvantages with considerable simplification of the control device in that the control of Gas and air take place independently of one another, in such a way that the various one-effects of control shaft, regulator and hand not on separate organs, but on a single two different movements each - stroke and rotary movement - executing control element - rotary valve or flap - resp. to a body combined from two parts by transferring the tax movement, which is always proportional to the piston movement, a link lever in use reached, whose backdrop stone is

weder vom Regler oder von Hand aus eingestellt wird.set neither by the controller nor by hand will.

Der Erfindungsgegenstand ist auf der beiliegenden Zeichnung in zwei Ausführung:? formen in Vertikalschnitt und Grundriß dargestellt. The subject of the invention is shown in two versions on the accompanying drawing: to shape shown in vertical section and plan.

Gemäß der in Abb. ι und 2 dargestellten Ausführungsform mit Drehschieberregelung gelangen zwei unabhängig getrennt nebeneinander angeordnete und in bekannter Weise auch achsial verschiebbare Drehschieber in Anwendung, von denen der eine zur Regelung des Gases, der andere zur Regelung der Luftzuführung dient.According to the embodiment shown in Fig. Ι and 2 with rotary valve control, two independently and separately arranged next to one another and also in a known manner can be achieved axially displaceable rotary valve in use, one of which is used to control the The other is used to regulate the air supply.

Diese Schieber besitzen in bekannter Weise an ihrem Mantel 1 öffnungen 2, welche mit öffnungen 4 der Schieberspiegel korrespondieren. Zur achsialen Verschiebung dient — dem angestrebten Zweck gemäß — je ein Doppelhebel5, welche Hebel durch beliebig geeignete Mittel von der Steuerwelle aus derart betätigt werden, daß ihre mit der Steuerwelle in Verbindung stehenden Arme Schwingungen von konstanter Größe vollführen, so daß ihre Bewegung proportional der Kolbengeschwindigkeit bzw. den Volumenänderungen des Zylinders ist.These slides have in a known manner on their jacket 1 openings 2, which with Openings 4 of the slide mirror correspond. For axial shifting is used - according to the intended purpose - one double lever each5, which lever is operated by any suitable means from the control shaft in such a way that their arms connected to the control shaft vibrate perform constant size, so that their movement is proportional to the piston speed or the volume changes of the cylinder.

Diese Hebel 5 sind um in einer Kulisse 6 verschiebbare Zapfen 7 drehbar, demgemäß ihr mit der Schieberstange 8 verbundener Arm sich der Einstellung des Drehzapfens entsprechend ändernde Schwingungen ausführt. Die Einstellung des Drehzapfens erfolgt entlang einer Linie a-b, welche der Lage des Hebels 5 in der tiefsten Stellung des Schiebers entspricht. Durch Ver- ■ schieben des Drehzapfens 7 kann daher der Hub der Schieber in den weitesten Grenzen geregelt werden, wobei jedoch die Ausgangslage des Schiebers stets dieselbe bleibt. Hierbei muß der Querschnitt der freigegebenen Eintrittsöffnungen immer proportional dem oberhalb des Kolbens vorhandenen Zylindervolumen sein. Die mit gleichen Antriebsvorrichtungen versehenen Hebel 5 sind ferner unabhängig voneinander einstellbar, so daß die Hublängen der Schieber auch verschieden sein können, während ihre Bewegungsart die gleiche ist.These levers 5 are rotatable about pins 7 displaceable in a link 6, accordingly their arm connected to the slide rod 8 executes vibrations that change according to the setting of the pivot pin. The setting of the pivot is carried down along a line which corresponds to the position of the lever 5 in the lowest position of the slider. By moving the pivot pin 7, the stroke of the slide can therefore be regulated within the broadest limits, but the starting position of the slide always remains the same. The cross-section of the released inlet openings must always be proportional to the cylinder volume above the piston. The levers 5, which are provided with the same drive devices, can also be adjusted independently of one another, so that the stroke lengths of the slides can also be different, while their type of movement is the same.

Jede der Schieberstangen 8 ist durch Keilführung mit einer drehbaren Büchse 9 verbunden. Durch Verschwenken der an diesen Büchsen angeordneten Lenker 10 können die Schieber verdreht und dadurch die Durchlaßquerschnitte der Schieberspiegelöffnungen verkleinert oder vergrößert werden, wodurch bei Aufrechterhaltung der Hublänge — und somit der Zusammensetzung der Mischung —· die Menge der Mischung geregelt wird. Die Lenker 10 sind durch ein Gestänge an den Regler angeschlossen, so daß eine der Belastung entsprechende Tourenzahl erreicht wird.Each of the slide rods 8 is connected to a rotatable sleeve 9 by means of a wedge guide. By pivoting the link 10 arranged on these sleeves, the Twisted slide and thereby reduced the passage cross-sections of the slide mirror openings or increased, thereby maintaining the stroke length - and thus the composition of the mixture - · the amount of the mixture is regulated. The handlebars 10 are connected by a linkage to the controller, so that one of the load corresponding Number of tours is reached.

Der Regler kann jedoch auch mit den Drehzapfen 7 verbunden werden, in welchem Falle die Reglerwirkung in der Verlegung des Drehzapfens bzw. in der Änderung der Hublänge zur Geltung kommt. Alsdann erfolgt die Verdrehung der Schieber von Hand aus, wobei das Maß dieser Verdrehung dem jeweiligen Heizwerte des verwendeten Gases zu entsprechen hat. Die aus der Kombination dieser Mittel und Maßnahmen sich ergebenden Effekte bestehen zusammengefaßt in folgendem: Die Drehschieber werden einerseits bei unabhängig voneinander bleibender Einstellung durch von der Steuerwelle betätigte Organe gleichartig und proportional mit der Kolbengeschwindigkeit bzw. mit den Volumänderungen des Zylinders bewegt, wobei je nach Einstellung der Betätigungsorgane der Hub der Schieber sich entsprechend größer oder geringer gestaltet, ohne daß jedoch die Ausgangslage der Schieber geändert wird, so daß die freigegebenen Öffnungen stets proportional dem oberhalb des Kolbens vorhandenen Zylindervolumen sind. Andernteils aber können sie unter völliger Aufrechterhaltung der Hublänge und somit der Zusammensetzung der Mischung entweder von Hand aus oder durch den Regler in verschiedenem Maße verdreht werden. Eine derart kombinierte Ausführung ermöglicht, daß die Regelung in den weitestgehenden Grenzen erfolgen kann bzw. daß in jedem auftretenden Fall eine geeignete Anordnung oder Einstellung gefunden werden kann, welche den jeweils gegebenen Verhältnissen am besten entspricht.However, the regulator can also be connected to the pivot 7, in which case the controller effect in relocating the pivot pin or in changing the stroke length comes into play. The slide is then rotated by hand, whereby the Degree of this twist to correspond to the respective calorific value of the gas used Has. The effects resulting from the combination of these means and measures exist summarized in the following: The rotary valves are on the one hand with independent remaining setting by from the control shaft actuated organs similarly and proportionally with the piston speed or moved with the volume changes of the cylinder, depending on the setting of the actuators the stroke of the slide is made correspondingly larger or smaller, but without changing the starting position of the slide so that the released openings are always proportional to that above the piston existing cylinder volume. On the other hand, however, they can be completely maintained the stroke length and thus the composition of the mixture either by hand can be rotated to different degrees from or by the controller. Such a combined Execution enables the regulation to take place within the greatest possible limits or that a suitable arrangement or setting can be found in every case that occurs which best suits the given circumstances.

Es bleibt ferner zu beachten, daß die durch die Hubbewegung des Drehschiebers erzielte Wirkung auch dadurch erreicht werden kann, daß unter Beibehaltung der Höhenlage des Drehschiebers oder Kolbens die denselben umgebende Hülse oder Spiegelfläche 3 verschoben .wird bzw. diese Hubbewegung ausführt.It must also be noted that the achieved by the stroke movement of the rotary valve Effect can also be achieved by maintaining the altitude of the Rotary valve or piston moved the same surrounding sleeve or mirror surface 3 .will or carry out this lifting movement.

Die Abb. 3 und 4 zeigen eine in gleicher Weise mit Klappen arbeitende Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes. Diesen ebenfalls nebeneinander angeordneten Klappen 11 ist ein zylindrischer Raum vorgebaut, in welchen sich dieselben bei der Hubbewegung entweder zurückziehen können, oder aber es gelangt — wie dargestellt — ein zweiteiliges Regelungsorgan, d. h. je eine nur Schwingbewegung ausführende Klappe mit gleichwertig der Varianten nach Abb. ι und 2 überschiebbarer konzentrischer Hülse 12, in Anwendung.Figs. 3 and 4 show an embodiment of the working in the same way with flaps Subject of the invention. These flaps 11, which are also arranged side by side, are cylindrical Pre-built space in which they either retreat during the lifting movement can, or it comes - as shown - a two-part regulating body, d. H. one flap each executing only a swinging movement with equivalent of the variants according to Fig. Ι and 2 slidable concentric sleeve 12, in use.

Der Vorgang ist hierbei, gleichwie bei der Ausführungsform Abb. 1 und 2, folgender: Die Klappen 11 bzw. Schieber 1 werden mittels eines geeigneten Gestänges vom Regler beeinflußt und nehmen bei höchster Reglerstellung bzw. höchster Umdrehungszahl der Maschine eine Stellung ein, in der sie den Gaszufluß absperren, wohingegen sie bei sinkender Maschinengeschwindigkeit und daraus sich er-The process is as follows, as in the embodiment in Figs. 1 and 2: The flaps 11 or slide 1 are by means of a suitable linkage influenced by the controller and take at the highest controller position or the highest number of revolutions of the machine a position in which it allows the gas flow shut off, whereas when the machine speed drops and this results in

gebender Reglertieflage den ganzen Zuflußquerschnitt freilegen. Ist nun beispielsweise der für Gichtgase bemessene Querschnitt der Kanäle oder Öffnungen — falls die Maschine mit Generatorgas betrieben werden soll — um etwa loo Prozent zu groß, so schiebt man, um die Maschine ohne langwieriges Herumprobieren mit Generatorgas betreiben zu können bzw. um ohne an dem Regler eine Änderung vornehmen zu müssen, den Zylinderschieber 12 auf die Klappe so weit vor, bis der übrigbleibende freie Durchgangsquerschnitt entsprechend verringert ist, und zwar im umgekehrten Verhältnis zum Heizwert des Gases. In gleicher Weise wird tg gemäß Abb. 1 und 2 der Drehschieber über die Durchlaßöffnungen mittels der Lenker verdreht. Dadurch erreicht man, daß durch den verringerten Klappenquerschnitt bzw. Durchlaßquerschnitt bei unveränderter Klappenlage bzw. ohne daß der Schieber (Abb. 1 und 2) eine Verschiebung erfährt, also mit anderen Worten bei unveränderter Reglerstellung, genau dieselbe Ivalorienmenge durch das Generatorgas der Maschine zugeführt wird als zuvor durch das Hochofengichtgas, weshalb der Gleichgewichtszustand der Gasmaschine und die Tourenzahl keine Änderung erfahren. Dieser Umstand ist von höchster Bedeutung für den guten Parallelbetrieb, insbesondere von solchen Maschinen, die mit verschiedenen Betriebsmedien betrieben werden.giving the regulator low position the entire inflow cross-section uncover. For example, this is the cross-section of the ducts or openings measured for furnace gases - if the machine to be operated with generator gas - about loo percent too big, so one pushes around to be able to operate the machine with generator gas without lengthy trial and error or in order to move the cylinder slide 12 without having to make any changes to the controller on the flap until the remaining free passage cross-section is reduced accordingly, in the opposite proportion to the calorific value of the gas. In the same way, the rotary valve is tg according to Fig. 1 and 2 via the Passage openings twisted by means of the handlebars. This achieves that through the reduced Flap cross-section or passage cross-section with unchanged flap position or without the slide (Fig. 1 and 2) a In other words, with the regulator setting unchanged, the shift experiences exactly the same Ivalorie volume is supplied by the generator gas to the machine than before the blast furnace top gas, which is why the equilibrium of the gas engine and the number of revolutions do not change. This Fact is of the utmost importance for the good parallel operation, especially of such Machines that are operated with different operating media.

Der Erfindungsgegenstand kann auch derart ausgeführt werden, daß die Klappen nur während der Saugperiode, und zwar in einem durch den Regler bestimmten Maß geöffnet j werden. In diesem Falle kann zur Betätigung ^; der Klappen der bei der ersten Ausführungs- ^: form beschriebene Doppelhebel mit veränderlicher Übersetzung Verwendung finden, wobei der Regler den Drehpunkt des Hebels verstellt. : Die Zylinderschieber bleiben auch dann dem \ Heizwert des Gases entsprechend achsial ver- j schiebbar. \ The subject matter of the invention can also be designed in such a way that the flaps are opened only during the suction period, to a certain extent determined by the controller. In this case can be used for actuation ^; of the flaps of the ^{double lever with variable translation described in the first embodiment:} find use, the controller adjusting the pivot point of the lever. The cylindrical slide also remain the \ calorific value of the gas corresponding axially comparable j slid. \

Gleich einfach und neu gestaltet sich das ^! Inbetriebsetzen einer Maschine behufs Parallel- j schaltung mit bestehenden, bereits in Betrieb befindlichen und schwer belasteten Maschinen, j Zu diesem Zwecke werden, unabhängig davon, mit welcher Gasart die Maschinen arbeiten, die ^: Durchflußquerschnitte beider Klappen bzw. ^: Schieberspiegel, d. i. sowohl der Gas- wie Luftzuführungen, reguliert, d. h. die Klappen bzw. ; die Schieberspiegelöffnungen werden mit den Zylinder- bzw. Drehschiebern so weit verdeckt, daß nur so viel freier Querschnitt bleibt, als nötig ist, um die zur Aufrechterhaltung nötige Gasmenge durchzulassen und die Tourenzahl der leer laufenden Maschine so niedrig wie diejenige der belasteten Maschine zu halten. Nach erfolgtem Parallelschalten zieht bzw. dreht man dann die Zylinderschielier 12 bzw. Drehschieber ι zurück.It's just as simple and redesigned ^! Commissioning a machine for j parallel connection with existing, already in operation and heavily loaded machines, j For this purpose, regardless of the type of gas with which the machines work, the ^: flow cross-sections of both flaps or ^: slide plates, i.e. both the gas - As air inlets, regulated, ie the flaps or; the slide mirror openings are covered with the cylinder or rotary slide valve so that only as much free cross-section remains as is necessary to allow the amount of gas necessary to maintain it and to keep the number of revolutions of the idling machine as low as that of the loaded machine. After parallel switching has taken place, the cylinder squares 12 or rotary slide ι are then pulled back.

Es ist also beim Parallelschalten von höchster Wichtigkeit, daß die Klappenlage bzw. Drehschieberlage der einzuschaltenden Maschine stets dieselbe ist wie die der vollbelasteten Maschine und trotzdem kein größeres Gasquantum in die Maschine gelangt, als der Leerlauf benötigt, wie es eben durch die getroffenen Anordnungen bewirkt wird.It is therefore of the utmost importance when connecting in parallel that the flap position or rotary valve position of the machine to be switched on is always the same as that of the fully loaded machine and yet no larger gas quantum gets into the machine when the idle needed, as just hit by the Arrangements is effected.

Dadurch, daß man nicht nur die Gasklappe bzw. den Gasdurchlaß, sondern auch die Luftklappe bzw. den Luftdurchlaß mittels des Zylinder- bzw. Drehschiebers reguliert, erhält man ein richtiges Explosionsgemisch, welches bei Leerlauf der Maschine entzündbar ist und Gewähr bietet, daß Zündungen nicht ausbleiben und ein gleichmäßiger genauer Leerlauf mit durchaus konstanter Tourenzahl erzielt wird, welche Bedingungen die Grundlage für ein sicheres Parallelschalten der Gasmaschinen bildet. By not only opening the gas flap or the gas passage, but also the air flap or the air passage is regulated by means of the cylinder or rotary valve a real explosion mixture, which is flammable when the machine is idling and This guarantees that ignitions will not fail and that the idling will be even and precise quite constant number of tours is achieved, which conditions are the basis for a safe parallel connection of the gas engines.

Claims

Patent-to sayings:

1. Mixture regulator with adjustable movements influenced by the machine regulator executive control organs, characterized in that for the independent control of gas and go Air is a single regulating element influenced by the control shaft, by the regulator and by hand or an organ consisting of two parts is arranged, whereby for the transmission of the control movement, which is always proportional to the piston movement takes place, a link lever is used, whose The sliding block is set either by the controller or by hand.

2. Mixture regulator according to claim 1, characterized in that the of the Control shaft, regulator and manually influenced organ as rotary valve or as Longitudinally displaceable flap is formed, with either the lifting movement or the The rotary movement of the control shaft is transmitted through the intermediary of the link lever will.

3. Mixture regulator according to claim 1, characterized in that the regulating member of two parts that perform two movements, namely a slide or a flap and a sleeve that covers it consists.

For this purpose ι sheet of drawings.