DE511811C

DE511811C - Steam engine control with rotating rotary valves

Info

Publication number: DE511811C
Application number: DEW83401D
Authority: DE
Original assignee: RUDOLF WICHTENDAHL DR ING
Current assignee: RUDOLF WICHTENDAHL DR ING
Priority date: 1929-08-07
Filing date: 1929-08-07
Publication date: 1930-11-14

Description

Dampfmaschinensteuerung mit umlaufenden Drehschiebern Bei Dampfmaschinen ist es bekannt, umlaufende, mit Schlitten versehene Steuerungsglieder, wie Scheiben oder Trommeln, zu verwenden, durch deren Relativverschiebung eine Füllungsänderung eintritt. Bei den bekannt gewordenen Steuerungen dieser Art strömt der Dampf aber nur nach einer Seite, so daß die Steuerungsglieder wechselnd einseitig belastet sind, sich mit der Zeit urrund schleifen und dann nicht mehr betriebssicher sind.Steam engine control with rotating rotary valves For steam engines it is known, revolving control members provided with slides, such as disks or drums, the relative displacement of which results in a change in the filling entry. In the case of the controls of this type that have become known, however, the steam flows only to one side, so that the control elements are alternately loaded on one side , drag themselves around over time and are then no longer operationally safe.

Die vorliegende Erfindung vermeidet diesen Nachteil, indem sie den Dampfaustritt aus' den Steuerungsorganen in die Zylinder . doppelseitig ausbildet, so daß die Lager in allen Fällen entlastet sind und damit eine für höchste Drücke und höchste Geschwindigkeiten betriebssichere Steuerung erzielt ist. Dies wird erreicht, indem zwei mit Schlitzen versehene, konzentrisch angeordnete, sich gleichförmig drehende zylindrische Körper, durch die der Dampf radial strömt, als Steuerorgane verwendet werden, durch deren Relativverdrehung die Füllung geregelt wird.The present invention avoids this disadvantage by providing the Steam escapes from the control organs into the cylinder. trains on both sides, so that the bearings are relieved in all cases and thus one for the highest pressures and highest speeds reliable control is achieved. This is achieved by having two slotted, concentrically arranged, uniformly rotating cylindrical bodies through which the steam flows radially as control elements can be used, the relative rotation of which regulates the filling.

Ein weiterer Teil der Erfindung besteht darin, daß die Dampfzu- und -abfuhr bei den Drehscheiben durch je zwei senkrecht zur Drehscheibenachse einander gegenüber angeordnete Rohre erfolgt, die in einem ortsfesten Gehäuse beweglich und druckentlastet vorgesehen sind.Another part of the invention is that the steam supply and -Discharge at the turntables by two each perpendicular to the turntable axis oppositely arranged tubes takes place, which are movable and in a stationary housing are provided pressure-relieved.

In der Zeichnung ist als Beispiel eine doppelt wirkende Gleichstromdampfmaschine mit einer sich drehenden Steuerung in Fig. i im Längsschnitt, in Fig.2 im Querschnitt durch das Steuerorgan und in Fig. 3 in Seitenansicht des Steuerorgans dargestellt.The drawing shows a double-acting direct current steam engine as an example with a rotating control in Fig. i in longitudinal section, in Fig.2 in cross section represented by the control member and in Fig. 3 in a side view of the control member.

In dem Gleichstromzylinder i arbeitet der Gleichstromkolben 2 über den Kreuzkopf 3 auf die Kurbelwelle q.. Von der Kurbelwelle q. wird mittels eines Kegelzahnradpaares 5 und 6 die Steuenvelle 7 mit halber Drehgeschwindigkeit gegenüber der Kurbelwelle q. angetrieben. Über die Steuerwelle 7 ist eine Hohlwelle 8 gelagert, deren Verlängerung durch die Steuergehäuse g und io geführt und mittels Kugellager ii und 12 gelagert wird. Im Gehäuse g ist an die Welle 8 ein glockenförmiger Drehkörper 13 angeschmiedet, der sich mit geringem Spiel frei im Gehäuse g drehen kann. Über die Welle 8 ist teilweise eine Hohlwelle 1q. gelagert, deren Enden als glockenförmige Drehkörper 15 und 16 angeschmiedet sind und sich in den Steuergehäusen g bzw. io frei drehen können. Aus Montagegründen wird die Hohlwelle 1q. an geeigneter Stelle geteilt und durch Verzahnung gegen Verdrehen gesichert. Im Gehäuse io ist ein glockenförmiger Drehkörper 17 angeordnet, der die gleichen Abmessungen wie der Körper 13 hat und mittels eines Hoblwellenansatzes 18 auf der Welle 8 zentriert wird. Eine Keilverbindung ig bewirkt, daß sich der Drehkörper 17 mit der Welle 8 drehen muß, sich aber in der Längsrichtung verschieben kann. Die glockenförmigen Drehkörper 13, 15 bzw. 16 und 17 berühren sich nur an den eingeschliffenen Dichtstellen 2o bzw. 21. Eine am Ende der Welle 8 angeordnete Feder 22 bewirkt, daß die Dichtstellen 2o und 21 immer aneinanderliegen müssen und verschiedene Wärmeausdehnungen in den Wellen ausgeglichen werden können.In the direct current cylinder i, the direct current piston 2 works over the cross head 3 on the crankshaft q .. from the crankshaft q. is by means of a Bevel gear pair 5 and 6 opposite the control shaft 7 at half the speed of rotation the crankshaft q. driven. A hollow shaft 8 is mounted on the control shaft 7, the extension of which is guided through the control housing g and io and by means of ball bearings ii and 12 is stored. A bell-shaped rotating body is attached to the shaft 8 in the housing g 13 forged on, which can rotate freely in the housing g with little play. Above the shaft 8 is partially a hollow shaft 1q. stored, the ends of which as bell-shaped Rotary body 15 and 16 are forged and located in the control housings g and io can rotate freely. For assembly reasons, the hollow shaft 1q. in a suitable place divided and secured against twisting by toothing. In the housing io is a bell-shaped Rotating body 17 arranged, which has the same dimensions as the body 13 and is centered on the shaft 8 by means of a planer shaft attachment 18. A spline connection ig causes the rotating body 17 to rotate with the shaft 8, but in the longitudinal direction can move. The bell-shaped Rotating body 13, 15 or 16 and 17 only touch each other at the ground-in sealing points 2o or 21. A spring 22 arranged at the end of the shaft 8 causes the sealing points 2o and 21 must always lie against each other and different thermal expansions in the Waves can be balanced.

Die von der Kurbelwelle 4 durch das Kegelzahnradpaar 5 und 6 in die Steuerwelle 7 eingeleitete Drehbewegung wird mittels eines Mitnehmerstückes 23, das sowohl in die Nutenbahn 24 der Welle 7 als auch in den geraden Schlitz 25 der Welle 8 hineingreift, auf die Welle 8 übertragen. Von der Welle 8 wird in gleicher Weise die Drehbewegung auf die Welle 14 durch das Mitnehmerstück 26 übertragen, das sich in der Nutenbahn 27 der Welle 8 und in dem Schlitz 28 der Welle 14 befindet. Infolge dieser zwangläufigen Verbindung der Steuerwellen müssen sich die vier glockenförmigen Drehkörper 13, 15, 16 und 17 gleichförmig drehen.The from the crankshaft 4 through the bevel gear pair 5 and 6 in the Control shaft 7 initiated rotary movement is by means of a driver piece 23, that both in the groove track 24 of the shaft 7 and in the straight slot 25 of the Shaft 8 engages, transferred to shaft 8. From the shaft 8 is in the same Way, the rotary motion is transmitted to the shaft 14 through the driver piece 26, which is located in the groove path 27 of the shaft 8 and in the slot 28 of the shaft 14. As a result of this inevitable connection of the control shafts, the four bell-shaped Rotate rotating body 13, 15, 16 and 17 uniformly.

Die Steuerungsteile im Gehäuse 9 bewirken nur die Einlaßsteuerung für die linke Zylinderseite, während die Organe im Gehäuse io nur für die rechte Zylinderseite wirksam sind. Da beide Seiten in allen Teilen und Wirkungen vollkommen gleich sind, werden im folgenden nur die weiteren Teile und Vorgänge in einem Steuergehäuse, und zwar im Gehäuse 9 beschrieben.The control parts in the housing 9 only effect the inlet control for the left cylinder side, while the organs in the housing io only for the right Cylinder side are effective. Since both sides are perfect in all parts and effects are the same, in the following only the other parts and processes in a control housing, namely in the housing 9 is described.

Der Frischdampf wird durch je einen Kanal 29 bzw. 29' in die Vorkammer 3o bzw. 30' geleitet. In diesen Kammern befindet sich je ein hohler runder Dichtungskörper 31 bzw. 31', der in die Bohrung 32 bzw. 32' des Gehäuses 9 mit genauem Paßmaß eingesetzt ist. Die ringförmige Endquerschnittsfläche des Dichtungskörpers 31 bzw. 3i' schleift gegen den Drehkörper 13. Der Dampf kann durch eine Öffnung 33 bzw. 33' in den Dichtungskörper 31 bzw. 3i' gelangen. Der Drehkörper 13 hat zwei diametral angeordnete Schlitze 34 und 34'. Diese Schlitze sind so angeordnet, daß sie bei der Drehbewegung an den Dichtungskörpern 31 bzw. 31' vorbeiwandern. Der Drehkörper 15 hat ebenfalls zwei Schlitze 35 bzw. 35'. Außerdem sind im Innern des Gehäuses 9 zwei Dichtungskörper 36 und 36' angeordnet, deren freier Querschnitt sich zu einem Kanal 37 bzw. 37' fortsetzt. Diese beiden Kanäle vereinigen sich und münden in den Zylinderraum.The live steam is passed through a channel 29 or 29 'into the antechamber 3o or 30'. In each of these chambers there is a hollow round sealing body 31 or 31 ', which is inserted into the bore 32 or 32' of the housing 9 with an exact fit. The annular end cross-sectional surface of the sealing body 31 or 3i 'rubs against the rotating body 13. The steam can pass through an opening 33 or 33' into the sealing body 31 or 3i '. The rotating body 13 has two diametrically arranged slots 34 and 34 '. These slots are arranged so that they migrate past the sealing bodies 31 and 31 'during the rotary movement. The rotating body 15 also has two slots 35 and 35 '. In addition, two sealing bodies 36 and 36 'are arranged in the interior of the housing 9, the free cross section of which continues to form a channel 37 and 37', respectively. These two channels unite and open into the cylinder space.

In Fig. i ist der Kolben in der linken Totpunktstellung gezeichnet. Die Schlitze in den Drehkörpern haben eine derartige Lage, daß die beiden freien Querschnitte der äußeren und inneren Dichtungskörper gerade freigegeben sind, so daß der Frischdampf von den beiden Vorkammern durch die beiden äußeren Dichtungskörper, Schlitze, inneren Dichtungskörper und Gehäusekanal in den Zylinder gelangen kann. Diese Dampffüllung dauert so lange, bis die Schlitze an den Dichtungskörpern vorbeigewandert sind. Die in Fig. 2 gezeichnete Stellung zeigt die größtmögliche Füllung an. Um eine Füllungsgradverringerung herbeiführen zu können, wird der innere Drehkörper 15 relativ zum äußeren Drehkörper verdreht, und zwar in Richtung der Drehrichtung. Dadurchwird erreicht, daß die Schlitze des inneren Drehkörpers die freien Querschnitte der inneren Dichtungskörper früher absperren und somit den gewünschten früheren Füllungsabschluß bewerkstelligen. Diese Relativverdrehung wird in bekannter Weise durch Verschieben des Mitnehmerstückes 26 mittels eines Führungsstückes 38 bewirkt, das an der Steuerstange 39 befestigt ist. Da der Schlitz in der Welle 14 gerade und die Nutenbahn in der Welle 8 schraubenförmig ist, muß durch Verschieben des Mitnehmerstückes 26 die gewünschte Relativverdrehung eintreten.In Fig. I the piston is drawn in the left dead center position. The slots in the rotating bodies are in such a position that the two are free Cross-sections of the outer and inner seal bodies are just released so that the live steam from the two antechambers through the two outer sealing bodies, Slots, inner seal body and housing channel can get into the cylinder. This steam filling lasts until the slots migrated past the sealing bodies are. The position shown in Fig. 2 indicates the greatest possible filling. Around To be able to bring about a reduction in the degree of filling, the inner rotating body becomes 15 rotated relative to the outer rotating body, in the direction of the direction of rotation. It is thereby achieved that the slots of the inner rotating body have the free cross-sections the inner sealing body shut off earlier and thus the desired earlier Complete the filling. This relative rotation is made in a known manner caused by moving the driver piece 26 by means of a guide piece 38, which is attached to the control rod 39. Because the slot in the shaft 14 is straight and the groove track in the shaft 8 is helical, must be moved by moving the Driver piece 26 enter the desired relative rotation.

Soll die Dampfmaschine rückwärts fahren, so muß eine Relativverdrehung aller Steuerorgane gegenüber der Kurbelwelle 4 erfolgen. Dieses wird durch Verschieben des Mitnehmerstückes 23 mittels eines Führungsstückes 40 und der Steuerstange 39 erreicht.If the steam engine is to drive backwards, a relative rotation must be made of all control organs with respect to the crankshaft 4 take place. This is done by moving of the driver piece 23 by means of a guide piece 40 and the control rod 39 achieved.

In den Vorkammern 3o bzw.3o' herrscht ständig der hohe Frischdampfdruck, der die Dichtungskörper 31 bzw. 31' gegen den Drehkörper 13 preßt. Um diesen Druck gering zu halten, haben die Dichtungskörper 31 bzw. 31' zylindrische Ansätze 41 bzw.41', die durch eine Stopfbüchse 42 bzw. 42' nach außen geführt werden. Je nach der Wahl des Querschnittes dieser zylindrischen Ansätze 41 bzw.41' im Verhältnis zum Ringschnitt der Dichtungskörper 31 bzw. 31' kann eine ganze oder teilweise Entlastung des Anpressungsdruckes gegen den Drehkörper bewirkt werden.In the antechambers 3o and 3o 'there is always the high live steam pressure, which presses the sealing body 31 or 31 'against the rotating body 13. To this pressure To keep it small, the sealing bodies 31 and 31 ′ have cylindrical projections 41 or 41 ', which are led to the outside through a stuffing box 42 or 42'. Depending on the choice of the cross-section of these cylindrical lugs 41 and 41 'in relation for the ring cut of the sealing body 31 or 31 ', a complete or partial relief can be achieved the contact pressure against the rotating body can be effected.

Die äußeren als auch die inneren Dichtungskörper können mit geeignet angeordneten Federn ständig mit geringem Druck an die Drehkörper angepreßt werden, damit kein unerwünschtes Abheben eintreten kann.The outer as well as the inner sealing body can be used with arranged springs are constantly pressed against the rotating body with low pressure, so that no unwanted take-off can occur.

Für die Steuerung des Dampfes würde es auch genügen, wenn nur ein äußerer und innerer Dichtungskörper in einem Gehäuse vorhanden wäre. Durch die gewählte Anordnung von zwei diametral angeordneten Dichtungskörpern wird aber erreicht, daß in jeder Stellung die Drehkörper 13, 15 bzw. 16 und 17 von radialem Druck entlastet sind.For controlling the steam it would also suffice if only one outer and inner sealing body would be present in one housing. By the chosen Arrangement of two diametrically arranged sealing bodies is achieved that in each position the rotating bodies 13, 15 or 16 and 17 are relieved of radial pressure are.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Steam engine control with rotating rotary valves, characterized in that two with slots (34, 35 or 34 '35') provided, concentrically arranged and uniformly rotating cylindrical bodies (13, 15), through which the steam flows radially, as control elements used are, through their relative rotation to each other, the filling control takes place.

2. Steam engine control according to claim z, characterized in that the steam supply and discharge with the rotary valves (I3, 15) by two opposite, pipe sections (3r, 36 and 31 '36') arranged perpendicular to the rotary valve axis are carried out, which are movable and relieved of pressure in a stationary housing (9).