-
Selbsttätige Einlaßsteuerung für Kolbenkraftmaschineli. Umsteuerbare
Zwillingsmaschinen mit unter 9o' versetzten Kurbeln, wie sie bei Fahrzeugen, Förderhaspeln
und Dampfkranen angewendet werden, müssen beim Anfahren, um sicher anzuspringen,
mit voll ausgelegter Steuerung mit Füllungen von 75 bis 8o Prozent arbeiten. Die
weitere Regelung -der Umlauf-,zahl während des Betriebes erfolgt durch einen Drosselschieber,
der meistens einen großen Teil des Druckgefälles zwischen Kessel und Auspuffleitung
vernichtet. Diese Art der Regelung gestaltet sich zwar für den Maschinenführer bequem,
da er zum Anlassen, Regeln und Abstellen nur einen Hebel zu bedienen hat, hinsichtlich
des Dampfver@ Brauchs .aber sehr unwirtschaftlich. Mit Hilfe des Umsteuerhebels
kann man allerdings die Füllung verkleinern. während des Betriebes ist aber die
Bedienung eines zweiten Hebels in vielen Fällen zu umständlich; außerdem liegt es
im Wesen aller Umsteuerungen, d.aß mit Verkleinerung der Füllung der Voreilwinkel
und damit der Voraustritt und die Kompression wächst. Der große Voraustritt, der
bei Lokomotiven bei 3o Prozent Füllung etwa 25 Prozent beträgt, gestattet nicht,
die Spannkraft des Dampfes voll auszunutzen, während die gleichzeitig hohe Kompression
von etwa 3o bis 35 Prozent die Diagramm: Fläche beschneidet, die Ruhe des Ganges
beeinträchtigt und bei hohem Wassergehalt des Dampfes die Maschine sogar gefährdet.
-
Die vorliegende Erfindung bezweckt, die Maschine mit dem Hebel des
Drosselschiebers allein anzulassen, zu regeln und abzustellen; dabei kleine Füllungen
bei vollem Anfangsdrucke, bei kleinem Voraustritt und mäßiger Kompression zu erzielen;
ferner die Maschine selbsttätig durch Aussetzen von Füllungen am Durchgehen zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung besteht in einer eigenartigen Verbindung der bekannten
selbsttätigen Einlaßsteuerung, deren Abschlußkörper durch Drosselung des treibenden
Mittels bewegt wird, mit einem Grundschieber, der in bekannter Weise V oreintritt,
Grundfüllung, Voraustritt und Kompression steuert, in neuer Weise aber auch die
selbsttätige Einlaßsteuerung entlastet und damit öffnet. Bei den bis jetzt bekannten
selbsttätigen Einlaßsteuerungen erfolgte das Offnen durch sehr hohe Kompression,
die den Zudampfdruck erreichen mußte, oder durch besondere kleine Einlaßventile,
die vom Kolben kurz vor Erreichung des Totpunktes aufgestoßen werden mußten, um
den schädlichen Raum mit Frischdampf aufzufüllen.
-
Durch die Verbindung der selbsttätigen Einlaßsteuerung mit einem Grundschieber
wird erreicht, daß die Umsteuerung des Grundschiebers durch eine einmalige Bewegung
des Umsteuerhebels erfolgt; das Anlassen geschieht nunmehr durch den Hebel des Drosselschiebers,
der zuerst langsam und dann, nach Erreichung einer gewissen Umlaufzahl, voll geöffnet
wird. Der hochgespannte Dampf in Verbindung mit einer genügend hohen Umlaufzahl
der Maschine bewirkt dann selbsttätig den Füllungsabschluß der Einlaßsteuerung.
Je höher die Umlaufzahl steigt, desto kleiner wird die Füllung; die Maschine erreicht
hierdurch auch bei festeingestellter Spalthöhe und verschieden großen Belastungen
jeweils einen Beharrungszustand, der innerhalb zulässiger Grenzen der Umlaufzahl
liegt.
-
Als hervorragende neue Eigenschaft wird durch die Verbindung der selbsttätigen
Einlaßsteuerung mit einem Grundschieber ein Aussetzen der Füllungen bei L'berschreitung
der
höchsten zulässigen Umlaufzahl erzielt. Der schädliche Raum ist bei Beginn des Voreintritts
nur teilweise mit Dampf aufgefüllt, infolgedessen strömt der Dampf während des Voreintritts
mit einer gewissen Geschwindigkeit in den schädlichen Raum und kann dabei je nach
der Höhe der Umlaufzahl der Maschine eine solche Drosselung im Spalte der selbsttätigen
Einlaßsteuerung erfahren, daß schon im Totpunkt ein Abschluß der Steuerung eintritt.
Die Füllung setzt damit bei Cberschreitung einer gewissen Umlaufzahl -elbsttätig
aus. Es wechseln dann Füllungen einer bestimmten Größe mit Aussetzern ab. Bei einer
Zwillingsmaschine werden sich die Aussetzer zunächst bei einer Zylinderseite ein-,#tellen
und dann erst erforderlichenfalls der Reihe nach auch bei den übrigen Zylinderseiten,
so daß eine genügende Abstufung der Leistung in der Nähe der höchsten zuläs->igen
Drehzahl eintritt.
-
Da das richtige Zustandekommen von Aus-:etzern bei einer bestimmten
Umlaufzahl von der Größe des schädlichen Raumes abhängt, und dieser sich durch Wärmedehnung
der Maschine oder durch Nachstellen der Triebwerkslager verändern kann, besitzt
der Erfindungsgegenstand noch eine andere vom, chädlichen Raume unabhängige Einrichtung
zur Erzielung von Aussetzern. Wie bereits erwähnt, steuert der Grundschieber auch
die Entlastung der selbsttätigen Einlaßsteuerung, und zwar durch Aufdecken einer
Bohrung zum Frischdampfraum. Diese Bohrung kann so knapp bemessen werden, daß der
Frischdampf bei Erreichung der höchsten zulässigen Umlaufzahl nicht mehr genügend
Zeit hat, die Einlaßsteuerung zu entlasten. Die Einlaßsteuerung bleibt dann ganz
geschlossen, wodurch besonders wirksame Aussetzer entstehen, da hierbei auch der
schädliche Raum keinen Frischdampf mehr erhält. Die Steuerung öffnet erst wieder,
wenn sich die Umlaufzahl verringert hat.
-
Die Steuerung kann natürlich auch bei nichtumsteuerbaren Maschinen
mit Geschwindigkeitsreglern verwendet werden.
-
Auf der Zeichnung (Abb. i ) ist der Erfindungsgegenstand beispielsweise
dargestellt. Der Dampf gelangt aus dem Frischdampfraum n unter dem Ende der Federplatte
b hindurch in den Einströmkanal c, der mit Frischdampf gefüllt ist, solange
die Feder b offen steht. ton hier aus läßt der Grundschieber d den Frischdampf weiterhin
durch den S-Kanalc in den Dampfzylinder f einströmen. Der Kolben g bewegt sich mit
wachsender Kolbengeschwindigkeit aus der Totlage nach der Hubmitte, wobei die Drosselung
des Dampfes unter dem Ende der Federplatte b ständig wächst, bis der Dampfüberdruck
über dem Ende der Federplatte b die Federsteuerung beispielsweise bei 15 Prozent
Füllung zum Abschluß bringt. Der Grundschieber bleibt nun noch bis etwa 8o Prozent
Füllung offen, ohne strömen daß kann. Frischdampf Wenn in der den Grundschieber
Zylinder nach- d den S-Kanal e abgeschlossen hat, wird die Entlastungsbohrung h
geöffnet, wodurch das Ende der Federplatte b wieder entlastet wird und auffedert.
Wenn die Bohrung h genügend knapp bemessen wird, hat der Dampf beim Erreichen der
höchsten zulässigen Drehzahl nicht mehr genügend Zeit, die Feder b vollkommen zu
entlasten. Die Feder b bleibt dann geschlossen, und die Füllungen setzen aus, bis
sich die Umlaufzahl wieder ermäßigt hat.
-
Der Abschlußkörper der selbsttätigen Einlaßsteuerung kann statt aus
einer Feder auch aus einem Ventil bestehen.
-
In Abb. 2 sind verschiedene Dampfdiagramme dargestellt. Diagramm i
zeigt das Anfahren mit Vollfüllung bei stark gedrosseltem Zudampfdruck, Diagramm
2 das Arbeiten bei voll geöffnetem Drosselschieber mit vollem Zadampfdruck bei kleiner
Füllung, Diagramm 3 das Aussetzen der Füllung infolge zu raschen Einströmens des
Dampfes in den schädlichen Raum des Zylinders beim Erreichen der höchsten zulässigen
Umlaufzahl.