DE372709C

DE372709C - Control device for back pressure piston steam engines with adjustable outlet control to prevent temporary backflow of back pressure steam into the cylinder (avoidance of the lower diagram loop)

Info

Publication number: DE372709C
Application number: DESCH63027D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1921-05-06
Filing date: 1921-10-01
Publication date: 1923-03-31

Description

Regelungsvorrichtung für Gegendruck-Kolbendampfmaschinen mit verstellbarer Auslaßsteuerung zur Verhütung zeitweisen Rückströmens von Gegendruckdampf in den Zylinder (Vermeidung der unteren Diagrammschleife). Wenn Gegendruck-Kolbendampfmaschinen mit kleinen' Füllungen arbeiten, so expandiert der im Zylinder eingeschlossene Arbeitsdampf in der Regel bis unter den in der Abdampfleitung herrschenden Gegendruck. Bei normaler Eröffnung des Auslaßorgans findet alsdann an Stelle des Ausströmens aus dem Zylinder zunächst ein Rückströmen von Gegendruckdampf in den Zylinder statt, so daß der Kolben zu Beginn seines Rücklaufes auf einer gewissen .Strecke mehr Arbeit verbraucht, als er bei seinem Vorwärtsgang auf der gleichen Strecke vorher empfangen hat. In dem Indikatordiagrammentsteht eine Schleife, deren Fläche eine negative Arbeit darstellt, durch welche die vom Dampf vorher gelieferte positive Arbeit zum Teil wieder aufgezehrt wird.Control device for counter-pressure piston steam engines with adjustable Outlet control to prevent temporary backflow of back pressure steam into the Cylinder (avoidance of the lower diagram loop). When back pressure piston steam engines If you work with small fillings, the working steam trapped in the cylinder expands usually below the counterpressure prevailing in the exhaust line. With normal The outlet organ then opens instead of flowing out of the cylinder initially a backflow of back pressure steam takes place in the cylinder, so that the piston at the beginning of its return, more work is consumed on a certain distance, than he received while walking forward on the same route. In the indicator diagram creates a loop, the area of which represents negative work, by which the positive work previously delivered by the steam is partly consumed again will.

Zur Vermeidung dieses Übelstandes ist schon vorgeschlagen worden, hinter dem normal gesteuerten Auslaßorgan ein Rückschlagventil in die Abdampfleitung einzubauen, durch 'welches ein Rückströmen von Gegendruckdampf in den Zylinder bei bereits geöffnetem Auslaßorgan -so lange verhindert wird, bis der Druck im Zylinder bei rücklaufendem Kolben wieder bis auf den Gegendruck angestiegen ist. Diese Einrichtung hat den Nachteil, daß sich das Rückschlagventil in Wirklichkeit erst .dann öffnet, wenn der Druck des aus dem Zylinder auszustoßenden Dampfes schon um ein erhebliches über den Gegendruck angestiegen ist, so daß der Kolben beim Ausstoßen einen höheren Druck als den Gegendruck zu überwinden hat. Der durch Vermeidung der Schleife gewonnene Vorteil wird also infolge dieses Umstandes zum Teil rückgängig gemacht.To avoid this inconvenience, it has already been suggested a non-return valve in the exhaust line behind the normally controlled outlet element to be installed, through which a backflow of back pressure steam into the cylinder already open outlet-is prevented until the pressure in the cylinder has risen again to the counterpressure when the piston is retreating. This facility has the disadvantage that the non-return valve actually opens only then. when the pressure of the steam to be expelled from the cylinder has already increased by a considerable amount has risen above the back pressure, so that the piston is pushed out a higher Pressure than has to overcome the counter pressure. The one gained by avoiding the loop As a result of this, advantage is partially reversed.

Ein weiterer Vorschlag zur Behebung des erwähnten Übelstandes besteht darin, die Auslaßsteuerung durch .den Regler der Maschine so zu verstellen, daß sie ein Vorausströmen oder ein Nachausströmen des Arbeitsdampfes jeweils in dem Zeitpunkt bewirkt, in welchem der Expansionsdruck bzw. der Kompressionsdruck mit dem Gegendruck übereinstimmt. Da aber der erheblichen Veränderlichkeit dieser Zeitpunkte nur sehr geringe Schwankungen der Maschinengeschwindigkeit gegenüberstehen, so ist es mit einer derartigen Vorrichtung zum mindesten sehr schwierig, die Auslaßsteuerung jeweils den wirklichen Verhältnissen entsprechend genau einzustellen.There is another suggestion to remedy the above-mentioned deficiency in adjusting the exhaust control by .the controller of the machine so that they a pre-flow or a post-flow of the working steam in each case Time causes in which the expansion pressure or the compression pressure with matches the counter pressure. But because of the considerable variability of these points in time there are only very slight fluctuations in the machine speed it with such a Device at least very difficult, adjust the exhaust control exactly according to the actual conditions.

Nach der Erfindung wird die Aufgabe, bei Gegendruckdampfmaschinen die Bildung von Schleifen auf dccr Auslaßseite des Indikatordiagrammes zu vermeiden, dadurch gelöst, daß die Auslaßsteuerung der Maschine mit Hilfe eines unter dem Einfluß des veränderlichen Zylinderdruckes stehenden und von diesem entsprechend den Schwankungen des mittleren Zylinderdruckes bewegten Druckreglerkolben verstellt wird. Infolge des Umstandes, daß die Schwankungen des mittleren Zylinderdruckes ziemlich erhebliche sind und daß mit Hilfe dieser Druckschwankungen auch bedeutende Verstellkräfte ausgelöst werden können, ist es mit der I\Iaßnahine nach der Erfindung möglich geworden, eine allen Anforderungen genügende Verstellvorrichtung für die Auslaßsteuerung zu schaffen.According to the invention, the object is in counter-pressure steam engines to avoid the formation of loops on the outlet side of the indicator diagram, solved in that the exhaust control of the machine with the help of an under the influence of the variable cylinder pressure and of this according to the fluctuations of the mean cylinder pressure moving pressure regulator piston is adjusted. As a result the fact that the fluctuations in the mean cylinder pressure are quite considerable are and that with the help of these pressure fluctuations also triggered significant adjustment forces can be, it has become possible with the I \ Iassnahine according to the invention, a to create an adjusting device for the exhaust control that meets all requirements.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist auf der Zeichnung dargestellt.An embodiment of the subject matter of the invention is shown in the drawing shown.

a ist der Zylinder, b der Kolben, c die Einlaßsteuerung und d, e die aus zwei übereinandergelagerten Schiebern bestehende Auslaßsteuerung einer mit Gegendruck arbeitenden Dampfmaschine. Während der Grundschieber d in üblicher Weise mit Hilfe eines fest auf der Kurbelwelle der Maschine sitzenden (nicht gezeichneten) Exzenters angetrieben wird, wird der Schieber e mit Hilfe der Stange f durch eine Stephensonsche Kulisse g angetrieben, deren Enden mittels Stangen lr. von je einem umlaufenden Exzenter i in schwingende Bewegung versetzt werden.a is the cylinder, b the piston, c the intake control and d, e the Exhaust control consisting of two slides one on top of the other, one with counter pressure working steam engine. During the basic slide d in the usual way with the help an eccentric (not shown) sitting firmly on the crankshaft of the machine is driven, the slide e is driven by a Stephenson's with the help of the rod f Link g driven, the ends of which by means of rods lr. of one circulating Eccentric i can be set in oscillating motion.

Das untere Ende dieser Kulisse ist mit Hilfe der Stange k und des bei L gelagerten Doppelhebels in mit einem Kolben n in Verl-indung gebracht, der in einem Zylinder o beweglich angeordnet ist und einerseits unter dein Einfluß einer Feder p, anderseits unter dein Einfluß des veränderlichen Zylinderdruckes der Maschine steht, deren Zylinder a mit Hilfe der Leitung q ständig mit dem Zylinder o verbunden ist. Der Hebel in ist durch die Stange r finit dem Kolben einer bekannten Ölbremse s verbunden.The lower end of this backdrop is connected to a piston n with the help of the rod k and the double lever mounted at L , which is movably arranged in a cylinder o and on the one hand under the influence of a spring p, on the other hand under the influence of the variable cylinder pressure of the machine, the cylinder a of which is permanently connected to the cylinder o by means of the line q. The lever in is finitely connected to the piston of a known oil brake s by the rod r.

Die Vorrichtung arbeitet in der Weise, daß der Kolben n bei zunehmendem mittleren Zylinderdruck, d. h. bei zunehmendem Füllungsgrad der Maschine steigt, mit abnnehmendem mittleren Druck bzw. abnehmendem Füllungsrad dagegen fällt und dabei die Kulisse #: er@chiebt. Dem Schieber e wird infolgedessen eine veränderte Bewegung erteilt, welche wiederum eine Verschiebung der Eröffnungszeitpunkte der Auslaßsteuerung zur Folge hat.The device works in such a way that the piston n increases with increasing mean cylinder pressure, d. H. increases with increasing filling level of the machine, with decreasing mean pressure or decreasing filling wheel, on the other hand, falls and while the backdrop #: he @ pushes. As a result, the slide e is changed Movement issued, which in turn shifts the opening times of the Exhaust control has the consequence.

Jedem Füllungsgrad der Maschine entspricht somit im Indikatordiagramm eine besondere Lage des Eröffnungspunktes der Auslaßsteuerung, und zwar ist es möglich, die Vorrichtung so einzustellen, daß der Eröffnungspunkt bei kleinen Zylinderfüllungen an diejenige Stelle des Indikatordiagrammes zu liegen kommt, in welcher die Expansionslinie die Gegendrucklinie schneidet (Vorausströmen). Für den Fall, daß Nachausströmen gewünscht wird, kann der Eröffnungspunkt jedoch auch an diejenige Stelle gebracht werden, an welcher die Gegendrucklinie von der mit der Expansionslinie zusammenfallenden Kompressionslinie geschnitten wird.Each filling level of the machine thus corresponds in the indicator diagram a special position of the opening point of the exhaust control, namely it is possible adjust the device so that the opening point for small cylinder fillings comes to the point of the indicator diagram in which the expansion line the back pressure line intersects (pre-flow). In the event that subsequent outflows however, if desired, the opening point can also be placed at that point at which the counterpressure line coincides with the expansion line Compression line is cut.

Das Indikatordiagramm, das bei einer Gegendruckmaschine mit unverstellbarer Auslaßsteuerung und bei kleinem Füllungsgrad die in Abb. 2 gezeigte, eine Schleife v aufweisende Form annimmt, verwandelt sich also nach Anwendung der beschriebenen Vorrichtung in ein solches nach Abb. 3 bei Vorausströmen und in ein solches nach Abb. d. bei Nachausströmen. Die Schleife v und die durch deren Fläche dargestellte negative Arbeit des Kolbens kommt bei diesen letzteren vollständig in Wegfall, da es möglich ist, das Auslaßorgan des Arbeitszylinders mit der Einrichtung nach der Erfindung bei kleinen Füllungen genau in dem Zeitpunkt zu öffnen, in welchem entweder die Expansionslinie x bzw. die mit ihr bei Nachausströmen zusammenfallende Kompressionslinie y die Gegendrucklinie z schneidet. Arbeitet die Maschine mit s:) großer Füllung, daß die Expansionslinie überhaupt nicht zum Schnitt mit der Gegendrucklinie kommt, dann öffnet die Steuerung wie üblich kurz vor Totpunkt.The indicator diagram that is used on a counter-pressure machine with a non-adjustable Outlet control and, if the filling level is small, the loop shown in Fig. 2 takes on the form having v, so transforms after application of the described Device in such a way according to Fig. 3 with pre-flow and in such a way after Fig. D. in the event of a subsequent outflow. The loop v and the one represented by its area negative work of the piston is completely eliminated in the latter, since it is possible, the outlet member of the working cylinder with the device according to the Invention for small fillings to open exactly at the point in time in which either the expansion line x or the compression line which coincides with it during subsequent outflows y intersects the counterpressure line z. Does the machine work with s :) large filling, that the expansion line does not at all intersect with the counterpressure line, then, as usual, the control opens shortly before dead center.

Natürlich kann die beschriebene Vorrichtung auch für andere Steuerungen als Schiebersteuerungen Verwendung finden.Of course, the device described can also be used for other controls find use as slide controls.

Claims

PATENT CLAIM control device for counter-pressure piston steam engine with adjustable outlet control to prevent temporary backflow of back pressure steam in the cylinder (avoidance of the lower diagram loop), characterized by that the exhaust control (e) under the influence of the variable cylinder pressure by a pressure regulating element that is moved by the fluctuations in the mean cylinder pressure (n) is adjusted.