DE478194C

DE478194C - Flywheelless tandem compound engine with transducer arranged between high and low pressure cylinders

Info

Publication number: DE478194C
Application number: DEH108254D
Authority: DE
Original assignee: Knorr Bremse AG
Current assignee: Knorr Bremse AG
Priority date: 1928-02-26
Filing date: 1928-02-26
Publication date: 1929-06-22

Description

Schwungradlose Tandem-Verbund-Kraftmaschine mit zwischen Hoch-und Niederdruckzylinder angeordnetem Aufnehmer Man hat bei den bisher vielfach bei Lokomotiven. zur Kesselspeisung benutzten Tandem-Verbund-Pumpen den Auspuffdampf des Hochdruckzylinders unmittelbar dem Niederdruckzylinder zugeleitet. Diese Betriebsweise bedingt beim Hubwechsel unerwünscht hohe Triebkräfte, wie sich aus dem hierunter angeführten Rechnungsbeispiel ergibt, durch die eine große Beschleunigung der Kolben bei Hubwechsel, außerordentlich hohe Spitzenwerte im Druckdiagramm der Pumpe und unter Umständen ein Abreißen der Wassersäule auf der Saugseite hervorgerufen werden.Flywheelless tandem compound engine with between high and Low-pressure cylinder arranged transducer One has so far often found in locomotives. tandem compound pumps use the exhaust steam from the high-pressure cylinder to feed the boiler fed directly to the low pressure cylinder. This mode of operation requires the Stroke change undesirably high driving forces, as indicated below Calculation example results, through which a large acceleration of the pistons when changing strokes, extraordinarily high peaks in the pressure diagram of the pump and under certain circumstances a tearing off of the water column on the suction side can be caused.

Bezeichnet bei einer mit ganzer Füllung in beiden Zylindern arbeitenden Tandem-Verbund-Pumpe ohne Aufnehmer d den Durchmesser des Hochdruckzylinders, D den Durchmesser des Niederdruckzylinders und ist das Verhältnis der lichten Zylinderquerschnitte ist p der Druck des frischen Treibmittels in at. abs., beispielsweise 12 at., also der Enddruck im Niederdruckzylinder 4 at. abs., so stellt sich die unmittelbar nach dem Hubwechsel auftretende Triebkraft auf P=f.P-f.p+F.p und wegen P-I).3f=(I2-I).3f=33f, F=3f P=(p-I).3f=(I2-I) gegenüber der unmittelbar vor dem Hubwechsel vorhandenen Triebkraft i P1=f(I2-4)+3f(4-I) P,=I7.f.In the case of a tandem compound pump working with a full charge in both cylinders without a sensor, d denotes the diameter of the high-pressure cylinder, D the diameter of the low-pressure cylinder and is the ratio of the internal cylinder cross-sections If p is the pressure of the fresh propellant in at. abs., for example 12 at., i.e. the final pressure in the low-pressure cylinder 4 at. abs., then the driving force occurring immediately after the stroke change is set to P = fP-f.p + Fp and because of PI) .3f = (I2-I) .3f = 33f, F = 3f P = (pI) .3f = (I2-I) compared to the driving force i P1 = f (I2-4) + immediately before the stroke change 3f (4-I) P, = I7.f.

gemäß Um diese unmittelbar nach dem Hubwechsel auftretenden hohen Triebkräfte zu vermeiden, wird der Erfindung ein Aufnehmer zwischen dem Hoch- und dem Niederdruckzylinder angeordnet, in dem der Druck als konstant zu erachten ist, wenn der Aufnehmer sehr groß gewählt wird und sich mit Rücksicht darauf, daß. bei derartigen Pumpen beide Zylinder mit ganzer Füllung arbeiten, gemäß obigem Rechnungsbeispiel auf r p p F=3 f stellt. Der Hochdruckkolben steht auf der Einströmseite unter dem Druck frischen Treibmittels, auf der Gegendruckseite unter dem Aufnehmerdruck und liefert demnach eine Triebkraft gleich .fp.f-p1.f=(I2-4)'f=8f. Der Beitrag des Niederdruckkolbens zur Triebkraft beträgt @@'F-x'F=(@r-x)-F-(q.-r).F=3F und wegen 3'3f=9f. Beide Kolben geben demnach eine Triebkraft von 8 f + 9 f =17.f: Zwischen den Grenzwerten 33t und 17t ,ändert sich die unmittelbar nach dem Hubwechsel auftretende Triebkraft je nach Wahl der Aufnehmergröße.According to the invention, in order to avoid these high driving forces occurring immediately after the stroke change, a transducer is arranged between the high and the low pressure cylinder, in which the pressure is to be regarded as constant if the transducer is selected to be very large and is that. With such pumps, both cylinders work with full filling, according to the above calculation example to rpp F = 3 f represents. The high-pressure piston is under the pressure of fresh propellant on the inflow side and under the transducer pressure on the counter-pressure side and therefore delivers a driving force equal to .fp.f-p1.f = (I2-4) 'f = 8f. The contribution of the low-pressure piston to the driving force is @@ 'F-x'F = (@ rx) -F- (q.-r) .F = 3F and because of 3'3f = 9f. Both pistons give a driving force of 8 f + 9 f = 17.f: Between the limit values 33t and 17t, the driving force occurring immediately after the stroke change changes depending on the choice of transducer size.

Die Zuführung und Ableitung des Treibmittels zu bzw. aus den Zylindern und zu bzw. aus dem Aufnehmer erfolgt durch einen als Stufenkolbenschieber ausgebildeten Hauptschieber K gemäß Abb.. i der Zeichnung, dessen Bewegung geregelt wird durch eine an sich bekannte Vorsteuerung.The supply and discharge of the propellant to and from the cylinders and to and from the transducer takes place through a piston valve designed as a stepped piston valve Main slide K according to Fig. I of the drawing, the movement of which is regulated by a pre-control known per se.

Die Endlagen des Hauptschiebers I( (Abb. i) sind durch zur Hubbegrenzung vorgesehene, vor den Stirnflächen des Hauptschiebers angeordnete feste Anschläge bestimmt.The end positions of the main slide I ((Fig. I) are through to limit the stroke provided fixed stops arranged in front of the end faces of the main slide certainly.

Das frische Treibmittel strömt clem zwischen den Kolbenkörperna und b befindlichen Raum des Schiebergehäuses ständig zu. Die genannten Kolbenkörper regeln nach Art eines Kolbenschiebers mit innerer Einströmung in den Endlagen des Hauptsteuerschiebers . den Zustrom des frischen - Treibmittels zum Hochdruckzylinder H durch die Kanäle 2 bzw. 3 und den Abfluß des im Hochdruckzylinder ausgenutzten Treibmittels zum Aufnehmer A durch die Kanäle q. bzw. 5.The fresh propellant flows between the piston bodies and b the space of the valve body is constantly closed. The said piston bodies regulate like a spool valve with internal inflow in the end positions of the Main control spool. the inflow of fresh propellant to the high pressure cylinder H through the channels 2 and 3 and the drain of the utilized in the high pressure cylinder Propellant to transducer A through channels q. or 5.

Die Kolbenkörper c und d des, Haüptsteuerschiebers I,( regeln nach Art eines Kolbenschiebers mit äußerer EinströmunZ den Zufluß des dem Aufnehmer A entströmenden Treibmittels zu den Arbeitsräumen des NTiederdruckzylinders N mittels der Kanäle 6 und 7 und den Abfluß des in diesem Zylinder verbrauchten Treibmittels zum Auspuff B.The piston bodies c and d of the main control spool I (regulate Type of spool valve with external inflow, the inflow of the sensor A. escaping propellant to the working spaces of the low-pressure cylinder N by means of the channels 6 and 7 and the outflow of the propellant used in this cylinder to exhaust B.

Die öffnungen h in der Wandung des hohlen Hauptsteuerschiebers K vermitteln, die Verbindung zwischen dem Hohlraum des Hauptschiebers und dem Aufnehmer A. Die Endkolben f und g des Hauptsteuerschiebers I( begrenzen je mit dem benachbarten festen Anschlag für den Hauptsteuerschieber (Dekkel des Schiebergehäuses) eine Endkammer, von denen die am Kolben/ gelegene durch den Kanal 9 ständig mit dem Aufnehmer in Verbindung steht, während die am Kolbeng gelegene mittels der Leitung io abwechselnd mit frischem Treibmittel gefüllt oder mit der freien Luft verbunden wird. Der Abfluß des Treibmittels aus den Endkammern des Schiebergeh-auses erfolgt gegen Ende des Schieberhubes durch verengte Teile der Leitungen 9 und io zwecks Abschwächung der Stöße des Kolbenschiebers gegen die Anschlagflächen an den Hubenden.The openings h in the wall of the hollow main spool K mediate the connection between the cavity of the main spool and the transducer A. The end pistons f and g of the main spool I (each with the adjacent fixed stop for the main spool (cover of the spool housing) delimit an end chamber , of which the one located on the piston / is constantly in communication with the transducer through the channel 9, while the one located on the piston is alternately filled with fresh propellant or connected to the free air via the line io The slide housing is carried out towards the end of the slide stroke through narrowed parts of the lines 9 and io for the purpose of attenuating the impact of the piston slide against the stop surfaces at the stroke ends.

Beim. Füllen des am Kolben g gelegenen Endraumes des Schiebergehäuses mit frischen i Treibmittel wird der Schieber durch den auf seine größere Endfläche ausgeübten Druck gegen den auf die kleinere Stirnfläche des anderen Schieberendes wirkenden Aufnehmerdruck und gegen den Druck frischen Treibmittels auf die der Differenz der Flächen der Kolbenkörper b-a entsprechende Ringfläche nach der Seite des kleineren Endkolbens f hin verschoben, und beim Entleeren der Endkammer am Kolben g bewegt sich der Schieber unter dem Eirifluß, des auf die Endfläche des kleineren Kolbens f wirkenden Aufnehmerdruckes und des auf die vorerwähnte Ringfläche entsprechend der Differenz der Kolbenkörper b-a wirkenden Drukkes frischen Treibmittels nach der entgegengesetzten Seite hin. Es kann auch der zwischen der Stirnfläche des kleineren Endkolbens f und seinem Anschlag gelegene Raum der Abb. 2 der Zeichnung gemäß gegen den Aufnehmer abgeschlossen und mit der freien Luft durch den Kanal i i ständig verbunden werden zwecks Verstärkung der gemäß vorstehender Angabe auf Umstellung des Hauptschiebers 1K wirkenden Kräfte. Doch -erfordert eine solche Bauart eine sorgfältige Abdichtung des Endkolbens f gegen die zylindrische Wand des Schiebergeb;äuses. Das Füllen =und Entleeren der am größeren Endkolben g des Hauptsteuerschiebers gelegenen =Endkammer- -des - Schiebergehäuses kann in bekannter Art mittels einer Vorsteuerung bewirkt werden, die entweder als Schleppschieber gestaltet- und durch Anstoß seitens der Arbeitskolben bewegt wird oder als Schieber ausgebildet ist, der in einer Richtung durch Anstoß eines Arbeitskolbens, in der anderen Richtung durch Treibmitteldruck bewegt wird, oder die Vorsteuerung kann als frei fliegender Schieber ausgebildet sein, der abwechselnd nach beiden Richtungen durch Treibmitteldruck in seine Endlagen verschoben und dort gehalten wird.At the. Filling of the end space of the valve body located on the piston g with fresh propellant, the slide is pushed through to its larger end face pressure exerted against that on the smaller face of the other end of the slide acting transducer pressure and against the pressure of fresh propellant on that of the difference the surface of the piston body b-a corresponding ring surface on the side of the smaller End piston f shifted towards, and moved when emptying the end chamber on piston g the slide is under the egg flow, which is on the end face of the smaller piston f acting transducer pressure and that on the aforementioned ring surface accordingly the difference between the piston body b-a acting pressure of fresh propellant the opposite side. It can also be the one between the face of the smaller one End piston f and its stop located space of Fig. 2 of the drawing according to the transducer closed and with the free air through the channel i i constantly are connected in order to reinforce the changeover according to the above information of the main slide 1K acting forces. But such a design requires one careful sealing of the end piston f against the cylindrical wall of the valve body. Filling = and emptying the valve located on the larger end piston g of the main control spool = End chamber of the valve housing can be controlled in a known manner by means of a pilot control that are either designed as a drag slide and by pushing on the part the working piston is moved or is designed as a slide that moves in one direction by pushing a working piston, in the other direction by propellant pressure is moved, or the pilot control can be designed as a free-flying slide be that alternately in both directions by propellant pressure in its end positions moved and held there.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Flywheelless tandem compound engine with steam-controlled main spool and auxiliary reversing spool moved by the piston to the Driving boiler feed pumps, in particular for locomotives, thereby. marked, that a transducer (A) is arranged between the high (H) and low pressure cylinders (N) is the one with the hollow interior of the main control valve designed as a stepped piston piston (I0) is in constant communication.

2. Flywheelless tandem composite engine according to claim i, characterized in that the main control slide (10) with two piston bodies (a, b) controls the high-pressure cylinder (H) with internal flow and with two piston bodies (c, d) the control of the Low-pressure cylinder (N) with external flow regulates.

3. Flywheelless tandem compound power machine according to claims i and a, characterized in that of the two end chambers of the valve body that limited by the end of the valve with a smaller diameter (f) End chamber permanently connected to the transducer (A) or to the open air (i i, Fig. Z) is, while the end chamber delimited by the slide end with the larger diameter (g) through the reversing slide (S) alternating with the supply line for the fresh propellant and is connected to the open air. q .. Flywheelless tandem compound engine according to claims i to 3, characterized in that the to the end chambers of the Housing for channels (9, i o or i i) leading to the main control slide with j e are provided with a constriction; so that when the main control spool approaches (IK) a throttling of the outflowing content occurs at its end positions.