DE42878C - Mechanismus zur Regelung der Dampfzuströmung bei Dampfmaschinen. (Ii - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 17. September 1887 ab. Längste Dauer: 9. November igoi.

Der im Haupt-Patent und I. Zusatz-Patent dargestellte Mechanismus zur Regelung der Dampfzuströmung bei Dampfmaschinen wird in die Dampfzuleitung zum Schieberkasten eingeschaltet und so der in den Schieberkasten eintretende Dampf gedrosselt. Die bei der Drosselung frei werdende Wärmemenge geht aber für die Dampfarbeit im Cylinder verloren infolge der Abkühlung, die der Dampf an den Schieberkastenwänden und durch sein längeres Verweilen im Schieberkasten erfährt. Die Anordnung dieses Mechanismus in der Dampfzuleitung zum Schieberkasten gestattet beim Haupt-Patent nicht, die schädlichen Schwankungen des Ueberdrucks im Schieberkasten während der Füllungsperiode des Cylinders zu beseitigen. Praktische Versuche haben ferner eine möglichst grofse Dimensionirung des als Regulator dienenden Kolbenschiebers als wünschenswerth ergeben.

Alle diese Momente führten zu den in nachfolgendem beschriebenen und in der Zeichnung in Fig. ι und 2 und in Fig. 3 und 4 in zwei Modificationen dargestellten Anordnungen, bei welchen der als Regulator dienende Kolbenschieber gewissermafsen ein auf dem Dampfvertheilungschieber angeordnetes Expansionsventil darstellt. Dieser Kolbenschieber wird wie im Haupt-Patent bezw. I. Zusatz - Patent durch eine den Arbeitsdampf comprimirende oder denselben absaugende Pumpe in seiner Stellung beeinflufst, wirkt als Regulator und unterscheidet sich dadurch auch von anderen auf dem Dampfvertheilungsschieber angebrachten Expansionsventilen.

Bei diesen Anordnungen des Kolbenschiebers im Dampfvertheilungsschieber sind noch zwei weitere Neuerungen angewendet, die auch bei der im Haupt-Patent geschützten Combination Anwendung finden können und im I. Zusatz-Patent schon angewendet sind. Die erste Neuerung besteht in einem nur einseitig unter dem Druck des Arbeitsdampfes stehenden Kolbenschieber, welcher bei wechselnder Dampfspannung auch die nothwendige, wechselnde Belastung des Kolbenschiebers automatisch herbeiführt, und die zweite Neuerung besteht in einem feststehenden, mit Regulirspindel versehenen Pumpenkolben für die den Kesseldampf comprimirende Pumpe, wodurch die für die Wirkungsweise des Regulators nothwendigen Undichtheiten des Pumpenkolbens verstellt und nach der gewünschten Tourenzahl, die die Maschine machen soll, regulirt werden können.

Die Neuerung Modification I ist in Fig. 1 bis 2 in zwei Querschnitten dargestellt. A ist der Cylinder mit den Dampf kanälen η η; b ist der Schieber, der den Regulirapparat enthält. ss¹ ist der vertical auf- und abbewegbare Kolbenschieber (Regulirventil), welcher beim Aufgange die Schieberkanäle g g mehr oder weniger absperrt. Derselbe besitzt den mittleren Zapfen s⁴, der durch das Gehäuse

zum Condensator oder zur atmosphärischen Luft führt, so dafs der Dampfdruck im Schieberkasten B durch das Loch k' der Kappe k auf den Kolbenschieber wirkt und denselben niederdrücken wird. Der Kolbenschieber s ist mit einer Nuth s² versehen, die mittelst Kanals s^a mit dem Schieberraum B in Verbindung steht, und deren Zweck später erläutert werden soll. Der Kolbenschieber umschliefst und bedeckt einen Raum D, der durch Ventil ν und Kanal e mit dem Pumpenraum E in Verbindung gebracht werden kann. Das Gehäuse des Pumpenraumes besitzt am äufseren Ende die seitlichen Oeffnungen o, so dafs beim äufsersten rechten Standpunkte des Dampfschiebers und Pumpengehäuses der Dampf des Schieberkastens in den Pumpenraum E treten kann. Der feststehende, bei der Schieberbewegung in den Pumpenraum E eintretende Kolben ρ ist in der Mitte durchbohrt und trägt die Regulirspindel Z, durch welche die in den Schieberkasten führende Durchgangsöffnung des Pumpenkolbens beliebig verkleinert werden kann.

Die Wirkungsweise dieser Anordnung ist folgende und entspricht genau der des Haupt-Patentes.

Bei der Schieberbewegung comprimirt der Pumpenkolben den durch die Oeffnungen ο ο in E eintretenden Dampf und drückt, während ein Theil durch den durchbohrten Kolben ρ entweicht, ein bestimmtes Quantum Dampf durch den Kanal e und das Ventil ν in den Raum D unter den Kolbenschieber s. Ist die Quantität des so zugeführten Dampfes grofs genug, dafs er den naturgemäfs eintretenden Dampfverlusten an den Dichtungsflächen i i und s⁴ mehr wie das Gleichgewicht hält, so wird er den Kolbenschieber anheben, und die Schieberkanäle g g werden mehr oder weniger geschlossen werden. Es findet dann eine Drosselung des in die Cylinderkanäle η η geleiteten Dampfes statt, eine Drosselung, welche Ueberhitzung des für den Cylinder bestimmten Dampfes bewirkt, also höchst günstig in Bezug auf die Ausnutzung desselben im Cylinder ist.

Je nach der Einstellung der Regulirspindel Z wird die Compressionswirkung der Pumpe eine mehr oder minder grofse sein; es wird mehr oder weniger comprimirter Dampf in den Raum D gedrückt und die Stellung des Kolbenschiebers beeinflufst werden. Man hat es demgemäfs, und zwar auch während des Betriebes in der Hand, die Geschwindigkeit der Maschine zu reguliren.

Für die regelmäfsige und ruhige Wirkungsweise des Kolbenschiebers n¹ ist es von Wichtigkeit, dafs der Dampfdruck, durch den er seine öffnende Bewegung empfängt, ein möglichst gleichmäfsiger ist, und ist deshalb der Raum C über dem Kolbenschieber s s¹ von dem Schieberkasten B durch eine Kappe k abgeschlossen und steht nur durch eine enge Bohrung k^l mit dem Schieberkasten in Verbindung. Es ist dadurch eine Unabhängigkeit des Raumes C von den stets wechselnden Schwankungen des Dampfdruckes im Schieberkasten (infolge des Dampfabgangs nach dem Cylinder) hergestellt, welche ein heftiges Vibriren des Kolbenschiebers verhindert. Durch die enge Oeffnung k^l können sich diese schädlichen Druckschwankungen nicht im Raum C bemerkbar machen und ist auch beim Niedergang des Kolbenschiebers nur eine langsame und stetige Bewegung möglich, da die Dampfzuströmung aus dem Schieberkasten nach dem Raum C von der Gröfse des Verbindungskanals A:¹ abhängig ist und eine Verlangsamung der aufwärts gerichteten Bewegung herbeiführt, welche für den ruhigen Gang des Regulirapparates nur vortheilhaft ist.

Es ist noch zu erwähnen, inwiefern der einseitig belastete Kolbenschieber vor der im Haupt - Patent dargestellten Anordnung Vortheile bietet. Die letzteren bestehen darin, dafs bei steigendem Dampfdruck der im Haupt-Patent dargestellte, nur durch eine Feder belastete Kolbenschieber keine gröfsere Belastung erhält, wie dies nothwendig sein würde, um eine gleichbleibende Wirkung der Compressionspumpe auf die Stellung des Kolbenschiebers zu erzielen.

In Betreff des Kolbenschiebers s ist noch das constructive Detail der Nuth s² und des Kanals s³ klarzustellen. Der Theil des Kolbenschiebers unterhalb s'² bildet die eigentliche Dichtung und der von D durch diese Dichtung durchgedrungene Dampf kann oberhalb s² frei in den Schieberkasten entweichen; es bezweckt diese Construction, eine stets gleich grofse Dichtungsfläche oder vielmehr Dichtungslänge für den Kolben s bei beliebiger Stellung des Kolbenschiebers zu erzielen, die nicht vorhanden sein würde, wenn auch der oberhalb von s² liegende Kolbentheil von s mit als Abdichtung dienen würde, da dieser Theil ja in den höheren Stellungen zur Verengung des Kanals g wirkt, also nicht als Dichtung benutzt werden kann.

Bei der in Fig. 3 und 4 dargestellten Modification sind die wirkenden Theile dieselben wie bei Fig. 1 und 2, nur dafs die Pumpe nicht den Kesseldampf comprimirt, sondern denselben wie im I. Zusatz-Patent absaugt und dadurch die Verstellung des Kolbenschiebers herbeiführt.

Die Anordnung ist folgende: t ist der hohle Steuerungsschieber des Dampfcylinders, in welchem das Bodenventil v¹ und der eigentliche Regulirkolbenschieber k beweglich gelagert sind. Der Regulirkolbenschieber k tritt durch

die Stange k¹ zur Atmosphäre frei hinaus, so dafs der in der Dampfleitung herrschende Druck denselben in der gezeichneten Stellung erhält.

Es werden durch den Regulirschieber zwei Räume r² r³ im Dampfvertheilungsschieber t gebildet, von denen Raum r³ durch einen engen Kanal e mit der Dampfzuleitung / in Verbindung steht. ^. ist ein einstellbarer Zuführungskanal. Der Steuerungsschieber t verringert bei seinem Aufgange im Steuerungsraume ν die Dampfspannung, infolge dessen öffnet sich das Ventil v¹ und der im Räume r³ herrschende unveränderte Dampfdruck bewegt den Regulirschieber k nach unten. Die Dampfdurchgangsöffnungen ff werden geschlossen und wird hierdurch eine Regulirung geschaffen, welche von der Pumpenwirkung und der Tourenzahl der Maschine abhängig ist.

Die Anordnung und Wirkung der verschiedenen Theile ist demgemäfs genau die des ersten Zusatz-Patentes, nur dafs die saugende Pumpe im Steuerungsschieber selbst angebracht ist.

Wie Fig. 3 und 4 zeigen, kann die vollständige Absperrung des Dampfes zum Cylinder in höchst einfacher Weise durch den auf die Stange k¹ wirkenden Daumen d erreicht werden, der den Regulirschieber so weit gegen den Steuerungsschieber niederdrücken kann, dafs ein vollständiger Abschlufs der Kanäle // erfolgt.

Claims (1)

1. Pate nt-Ansprüche:

   ι. Die Abänderung der im Haupt-Patente geschützten Anordnung, darin bestehend, dafs der regulirende Kolbenschieber in den Schieber selbst anstatt in den Zuführungskanal für den Schieberkasten verlegt ist, wobei der Kolbenschieber durch Dampfcomprimirung oder durch Dampfverdünnung bewegt wird, zum Zweck, die bei der Drosselung des Dampfes entstehende Ueberhitzung direct im Cylinder ausnützen zu können.

   Bei der unter 1. bezw. im Haupt-Patente geschützten Anordnung die Anwendung eines einseitig unter dem Druck des Arbeitsdampfes stehenden Kolbenschiebers, zum Zweck automatischer Regulirung der Kolbenschieberbelastung bei wechselndem Dampfdruck.

   Bei der unter 1. geschützten Anordnung die Anwendung eines durchbohrten, feststehenden, mit regulirbarer Spindel versehenen Pumpenkolbensp, zum Zweck, während des Ganges den Wirkungsgrad der Pumpe verstellen zu können.
   Bei der unter 1. bezw. im Haupt - Patente geschützten Anordnung die Anwendung eines Steuerungskolbens bezw. Rohres, der zugleich als Pumpenkolben dient, in Verbindung mit dem innerhalb desselben angeordneten, einseitig belasteten Regulirkolbenschieber, zum Zweck der Ersparung eines besonderen Kolbenschiebers.
   Bei der unter 1. bezw. im Haupt-Patente geschützten Anordnung die Anwendung einer den Kolbenschieber bedeckenden und denselben einseitig von der Dampfleitung abschliefsenden Kappe, die nur durch enge Oeffnungen mit der Dampfleitung in Verbindung steht, zum Zweck, den Einflufs der Schwankungen im Dampfdruck auf den Kolbenschieber unschädlich zu machen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.