DE39574C - Mechanismus zur Regelung der Dampfzuströmung bei Dampfmaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 10. November 1886 ab.

Die nachfolgend beschriebene und in der Zeichnung in drei Modificationen dargestellte Vorrichtung ist charakterisirt durch einen in die Dampfzuleitung zum Schieberkasten eingeschalteten Kolbenschieber, der von einer von der Maschine bewegten, den.Kesseldampf comprimirenden Dampfpumpe beeinflufst wird. Die Dampfpumpe ist direct in die Dampfzuleitung zum" Schieberkasten eingeschaltet, so dafs der Dampfpumpe schon Dampf von hoher Spannung zugeführt wird. Es ist dadurch nicht nur die Druckarbeit zur Bewegung des auf Drosselung wirkenden Kolbenschiebers auf ein Minimum reducirt, sondern es ist auch diese Regulirung ohne jede Anwendung von abdichtenden und die Regulirarbeit erschwerenden Stopfbüchsen erzielt. Weder Pumpenkolben ncch Kolbenschieber brauchen sehr dicht zu gehen, ja die Wirkung der Vorrichtung ist direct durch die Undichtheit des Pumpenkolbens in seinem Cylinder bedingt.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: Der Pumpenkolben ρ giebt in seiner höchsten Stellung durch den seitlichen Kanal a den Eintritt von Kesseldampf in den Pumpencylinder frei, und beim Niedergang wird der Dampf in diesem Cylinder comprimirt. Da der Kolben nicht vollkommen dicht ist, so wird ein Theil des comprimirten Dampfes an dem Kolben vorbei zurückströmen, und erst, wenn die Geschwindigkeit des Pumpenkolbens eine bestimmte Gröfse überschreitet, wird ein genügender Ueberdruck im Dampfcylinder entstehen , welcher die Oeffnung des durch Feder f beeinflufsten Abschlufsventils ν herbeiführt. Dieses Ventil ν ist aber mit dem Kolbenschieber s fest verbunden, und sofort nach der Ventilöffnung wird der Dampfüberdruck auf eine grofse Fläche (die Kolbenschieberfläche) wirken und wird eine Niederbewegung des Kolbenschiebers bis zum Abschlufs der Dampföffnungen o, die zum Schieberkasten führen, hervorrufen. Der Schieberkasten ist dann völlig vom Kesseldampf abgeschlossen und nur das im Schieberkasten befindliche Dampfquantum wird wirken können, wobei naturgemäfs (bei einem geringen Inhalt des Schieberkastens) eine grofse Expansion des Dampfes, also Minderleistung der Maschine, d. h. Regulirung eintritt.

Es ist klar, dafs diese Regulirung nur beim Niedergange der Pumpe, also nur für eine Cylinderseite erfolgen kann. Die andere Cylinderseite erhält immer vollen, nicht gedrosselten Dampf. Um diesem Mangel bei sehr verschieden belasteten Maschinen abzuhelfen, ist es nur nöthig, den Kolbenschieber unabhängig von der Eintrittsöffnung des Pumpencylinders anzuordnen, und ist dies in Fig. 2 und 3 in zwei Modificationen dargestellt.

In Fig. 2 ist ν das Abschlufsventil des Pumpenkörpers, welches durch eine kleine Feder stets geschlossen wird. Beim Niedergange der Pumpe wird bei genügender Comprimirung des Dampfes im Pumpencylinder ein Theil des Dampfes durch das Ventil ν entweichen. Sobald aber durch diese Ableitung des Dampfes nach Raum r der Ueberdruck im Pumpencylinder aufgehört hat, wird sofort eine Schliefsung des Ventils erfolgen, so dafs beide Räume r und η wieder von

einander getrennt sind. Infolge dieser absatzweisen Dampfüberführung von η nach r wird der Kolbenschieber s eine bestimmte Stellung einnehmen, welche bei schnellerem Gange der Maschine sich verändert und eine gröfsere Drosselung des Dampfes in den Zuleitungskanälen ο herbeiführt. Hier ist also für beide^ Cylinderseiten die Dampfdrosselung erzielt, da der Kolbenschieber dicht genug sein mufs, um bis zum nächsten Pumpenkolbenniedergange das Dampfquantum im Raum r zu erhalten. Je nach der Maschinengeschwindigkeit wird die Stellung des Kolbenschiebers sich also regeln.

In der Modification Fig. 3 ist dieses Abschlufsventil ganz fortgelassen und durch eine enge Oeffnung 0^] zwischen den beiden Räumen η und r ersetzt worden, welche Oeffnung denselben Effect der Schaffung eines gröfseren Druckes im Raum r erzielt. Die Wirkungsweise dieser Modification möge noch näher erläutert werden.

Der Pumpenkolben sei im Niedergange; er comprimirt den seitlich durch Kanal α zugeströmten Dampf. Es wird nun bei dieser Compression ein bestimmtes Dampfquantum am Kolben vorbei entweichen. Ueberschreitet die Kolbenbewegung die gewünschte Geschwindigkeit, so wird der überschüssige Dampf durch Oeffnung ο' nach Raum r übertreten. Dieser Uebertritt erfolgt sofort bei Beginn der Comprimirung, und es bewegt sich demgemäfs der Kolbenschieber um eine gewisse Strecke nach unten, wodurch der Dampfzugang gedrosselt wird. Da die Zutrittsöffnung ο' nur klein gewählt ist, so wird im Raum r eine niedrigere Spannung herrschen wie im Pumpenraum n, da eine grofse Dampfmenge bei der schnellen Pumpenbewegung nicht durch die Oeffnung. 0 ¹ passiren kann. Beim Rückgange wird dieser Ueberschufs an Spannung im Dampfraum den Effect herbeiführen, dafs vor Beendigung des Kolbenaufganges im Pumpenraum noch der Kesseldruck, im Raum r dagegen ein höherer Druck herrscht, weil die Periode des Zuströmens von Dampf aus dem Dampfraum in den Raum r länger dauert, wie die Ausströmperiode, da sowohl während des Pumpenkolbenniederganges wie während des gröfsten Theils des Pumpenkolbenaufganges im Pumpenraum ein gröfserer Druck herrscht wie im Raum r. Nimmt man z. B. einen Kesseldruck von 5 at an, so wird im Anfang des Kolbenniederganges im Pumpenraum ein höherer Druck herrschen, welcher sich stets steigert und welcher beispielsweise durch die Oeffnung 0^l den Druck im Raum r auf 5 >/₂ at steigern kann. Es wird dann gegen Ende des Pumpenkolbenniederganges im Pumpenraum etwa ein Druck von 7 at herrschen. Während des ersten Theils des Kolbenauf-.ganges herrscht, in dem Pumpenraum noch dieselbe Spannung und das Zuströmen vom Dampfraum η nach Raum r dauert fort. Erst im zweiten Theil läfst dieser Ueberdruck nach und in der Mittelstellung kann ein Ausgleich erzielt sein. Es wird also nur beim Schlufs der Aufwärtsbewegung ein Rückströmen vom Raum r nach dem Pumpenraum η stattfinden, und wenn man erwägt, dafs dieser Ueberdruck des Raumes r gegen den Pumpenraum ein sehr geringer ist (nur ^!/₂ at), so ist es erklärlich, dafs diese kurze Rückströmung nicht ein vollkommenes Sinken der Spannung auf 5 at im Raum r zur Folge haben kann. Es wird sich vielmehr je nach der Geschwindigkeit des Pumpenkolbens ein bestimmter Ueberdruck im Raum r halten, der bei gröfserer Kolbengeschwindigkeit steigt und bei kleinerer fällt, und dieses Fallen und Steigen des Ueberdrucks beeinflufst die Stellung des Kolbenschiebers. Es ist zu bemerken, dafs infolge der bedeutenden Fläche des Kolbenschiebers selbst geringe Schwankungen dieses Ueberdrucks eine grofse Bewegung des Kolbenschiebers herbeiführen werden, so dafs also die Empfindlichkeit dieses Regulators eine sehr grofse ist.

Bei allen drei Modificationen kann die Belastung des Kolbenschiebers durch Federverstellung regulirt werden, so dafs man selbst während des Ganges der Maschine die Geschwindigkeit regeln kann.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Die Anwendung eines in die Dampfzuleitung für den Schieberkasten eingeschalteten Kolbenschiebers in Verbindung mit einer Kesseldampf comprimirenden Pumpe p, deren Druckrohr unter den Kolben des Kolbenschiebers führt und dadurch den letzteren bewegt, zum Zweck der Regulirung der Maschine durch Absperrung bezw. Drosselung des zum Schieberkasten führenden Dampfes.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.