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Steuerung mit Vorsteuerung durch den Arbeitskolben für schwungradlose
Kolbenkraftmaschinen. Die Erfindung bezweckt eine Kupplung zweier gestängelosen,
doppeltwirkenden Kolbenkraftmaschinen in Zwilling- oder Verbundanordnung in der
Art, daß der Kolben der einen Maschine die Steuerung der zweiten Maschine so beeinflußt,
daß beide Arbeitskolben in verschiedenen Phasen arbeiten und der Kolben der zweiten
Maschine den nach Lage der örtlichen Verhältnisse gegebenen Kolbenweg im ganzen
Umfange ausnutzt.
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Es sind gestängelose, doppeltwirkende, zweizylindrige Zwilling- und
Verbundkraftmaschinen bekannt, bei denen der Kolben des ersten Zylinders die Steuerung
des zweiten Zylinders derart beeinflußt, daß dessen Kolben den Hubwechsel vollzieht,
wenn der Kolben der ersten Pumpe einen Bruchteil seines Hubes durchlaufen hat, so
daß im Falle einer Verwendung der Arbeitszylinder für Pumpenbetrieb die Förderung
ohne Unterbrechung Vor sich geht.
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Die bekannten Steuerungen von Arbeitsmaschinen dieser Art bieten indessen
keine Gewähr dafür, daß der Kolben der zweiten Maschine den verfügbaren Kolbenweg
im vollen Umfange durchläuft und die bei voller Ausnutzung des Kolbenweges mögliche
Leistung erreicht wird.
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Gemäß der Erfindung wird die Ausnutzung des vollen Kolbenweges an
der zweiten Maschine dadurch erzwungen, daß der Arbeitsdampf der ersten Maschine
nicht, wie bei den bisher bekannten derartigen Steuerungen, unmittelbar zur Bewegung
der Steuerorgane der zweiten Maschine benutzt wird, sondern ein Zwischenorgan beeinflußt,
das in seinen Endlagen in Verbindung mit einem durch den Arbeitskolben der zweiten
Maschine in seinen Endlagen geschleppten Steuerschieber die Bewegung des Hauptschiebers
der zweiten Maschine derart regelt, daß der Arbeitskolben den Hubwechsel nur nach
Durchlaufen des vollen Kolbenweges vollziehen kann. Das Zwischensteuerorgan sorgt
somit für eine Bewegung beider Arbeitskolben in versetzten Phasen, und der vom Arbeitskolben
der zweiten Maschine geschleppte Steuerschieber erzwingt die Ausnutzung des ganzen
verfügbaren Kolbenweges an der zweiten Maschine.
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Auf der Zeichnung ist eine Doppelpumpe mit einer Steuerung gemäß der
Erfindung in schematischer Darstellung veranschaulicht. Der Pumpenbetrieb erfolgt
hier durch eine zweizylindrige Verbunddampfmaschine.
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Mit den Pumpenkolben a und b sind die Antriebsmaschinenkolben
c und d unmittelbar verbunden. Die Steuerschieber e und f werden in
bekannter, aus der Zeichnung ersichtlicher Weise durch die Kolben c und d bewegt,
wenn diese sich den Enden der verfügbaren Kolbenwege nähern. Sie dienen als Vorsteuerung
für die Hauptsteuerschieber g und la. Die Überwachung der Dampfzu- und -abführung
zu und von dem Hauptsteuerschieber h für den Dampfkolben d erfolgt nicht allein
durch den Steuerschieber f, sondern durch diesen im Zusammenwirken mit dem Hilfssteuerschieber
i, der zwischen zwei gleich großen Kolben k und l angebracht ist. Die Beaufschlagung
dieser beiden Steuerkolben k und L erfolgt durch die Kanäle iii und n vom
Hochdruckzylinder o aus. Die Mündungen dieser Kanäle in und n in dem
Hochdruckzylinder o liegen so weit auseinander, daß der Schieber i sicher seine
Umsteuerbewegung vollendet hat, bevor nach Überschleifen des einen der Kanäle der
Arbeitskolben c den anderen Kanal freigibt. Die Pumpenzylinder, die Wasserzu- und
-abführung zur Pumpe, sowie ein an die Förderleitung angeschlossener, mitWasser
zu versorgender Behälter (Dampfkessel) sind der Vollständigkeit halber ohne besondere
Bezeichnung schematisch angedeutet.
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Die Wirkungsweise der Steuerung ist folgende Bei der auf der Zeichnung
veranschaulichten Stellung der Steuerorgane tritt der Frischdampf
von
E durch den vom Hilfssteuerschieber g freigelegten Kanal L unter den Kolben c. Dieser
ist durch den Frischdampf bereits so weit nach oben bewegt worden, daß er die Mündung
des Kanals m freigelegt hat. Hochgespannter Arbeitsdampf ist' durch diesen Kanal
in auf die linke Seite des Steuerkolbens L gelangt und hat den Hilfsschieber i nach
rechts verschoben, was dadurch möglich gewesen ist, daß die rechte Seite des gleich
großen Steuerkolbens k über den Kanal n mit der Abdampfseite des Zylinders o und
weiterhin durch den Kanal 2, die Muschel im Hauptsteuerschieber g und den Kanal
3 mit dem Aufnehmer q verbunden war, in dem ein wesentlich niedrigerer Druck herrscht
als in dem mit Frischdampf gefüllten Arbeitsraum des Zylinders o. Das vom Eintrittsrohr
des Frischdampfes abzweigende Rohr q. leitet Frischdampf in die Steuerkammer über
dem Hilfsschieber i und in die Schieberkammer des Steuerschiebers f . Durch den
Kanal 5 ist der Frischdampf,über die untere Muschel im Steuerschieber f auf die
rechte Seite des Steuerkolbens v gelangt, hat den Steuerschieber h in die dargestellte
linke Endstellung bewegt und damit den Eintritt von Aufnehmerdampf durch die Leitung
6 und den Kanal 7 in die obere Seite des Arbeitszylinders p freigelegt. Mit dem
Übergang des Hauptsteuerschiebers lt in seine linke Endstellung ist ferner der unter
dem Arbeitskolben d befindliche Raum des Zylinders p mit der freien Luft verbunden
worden. Wenn der Arbeitskolben c im Hochdruckzylinder auf seinem Wege nach oben
den Kanal st überschleift, so wird auch der Kolben k auf seiner rechten Seite mit
Frischdampf beaufschlagt, doch kann eine Verschiebung des Hilfssteuerschiebers i
hierdurch zunächst nicht eintreten. Hat der Kolben c seine obere Endstellung erreicht,
so erfolgt in bekannter Weise die Umstellung des Steuerschiebers e und dadurch die
Verschiebung des Hauptsteuerschiebers g, der jetzt die Kanäle z und 3 miteinander
verbindet und den Kanal z für den Eintritt des Frischdampfes freilegt. Der Dampf
unterhalb des Kolben c entweicht in den Aufnehmer q, wobei seine Spannung erheblich
sinkt; infolgedessen sinkt in gleichem Maße die Dampfspannung auf den beiden Außenseiten
derSteuerkolben k und 1. Sobald der Arbeitskolben c auf seinem Wege nach
unten den Kanal n überschliffen hat, gelangt der Frischdampf auf die rechte Seite
des Steuerkolbens k ; der Hilfsschieber i wird nach links verschoben und der Kanal
8 mit der Außenluft verbunden. Nähert sich der Arbeitskolben d dem unteren Ende
des verfügbaren Kolbenweges und verschiebt damit den Steuerschieber f nach abwärts,
so wird der Raum rechts vom Steuerkolben y über den Kanal g, die obere Muschel des
Steuerschiebers f , den Kanal 8 und die '.Muschel des Hilfsschiebers i mit der freien
Luft verbunden und damit der Hauptsteuerschieber k in die für die Hubwechsel des
Arbeitskolbens d geeignete Lage gebracht. Es kann also auch bei unvorhergesehenen
Widerständen kein vorzeitiges Umsteuern des Niederdruckkolbens d und damit eine
Beeinträchtigung der Förderleistung der Puanpe erfolgen.
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Die Verwendung der Steuerung ist nicht auf das hier dargestellte und
beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Die Steuerung ist auch für Zwillingsmaschinen
brauchbar, bei denen jeder Arbeitszylinder mit Frischdampf betrieben wird und seinen
Abdampf etwa ins Freie oder für andere Zwecke nutzbar entweichen läßt.