DE55398C - Selbstthätige Regulirvorrichtung für Kraftmaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an Motoren zum selbsttätigen Ingangsetzen und Einstellen der Steuerung auf den richtigen Füllungsgrad, sowie zum Abstellen und Verhindern des Durchgehens eines Motors bei plötzlicher starker Verringerung der Arbeitswiderstände. Zur Erreichung dieser Zwecke findet eine directe Einwirkung auf die Steuerung der Motoren mittelst Kraftübertragung durch Wasserdruck, Dampf- oder Luftdruck oder durch Gestänge bezw. Ketten- oder Seilübetragung statt, und zwar in der Weise, dafs die Steuerung zum Zweck des Anlaufens der Maschine nur für einen Augenblick auf volle oder nahezu volle Füllung eingestellt, gleich nach dem Anlaufen aber auf richtige normale Füllung zurückgestellt und zum Zweck des Abstellens der Maschine auf Nullfüllung oder nahezu Nullfüllung gebracht wird." Hierdurch sind die Uebelstände — wie grofser Dampfverbrauch und unregelmäfsiger Gang — vermieden, welche bei der bisherigen Art und Weise des Ingangsetzens von Motoren auftreten und dadurch entstehen, dafs beim Anlaufen z. B. einer Accumulator-Pumpmaschine gleich der volle Widerstand der Pumpen zu überwinden ist, die Maschine also, um anlaufen zu können, gleich mit sehr hohem Füllungsgrad in den Dampfcylindern, aber dabei stark gedrosseltem Dampf arbeiten mufs. Denn die Ingangsetzung erfolgt hierbei, indem der Accumulator von seiner tiefsten Stellung aus vermittelst Ketten- oder Hebelübertragung u. dergl. eine Drosselklappe in der Dampfzuleitung der Maschine auf die dem normalen Gang, nicht dem anfänglichen Kraftbedürfnifs der Maschine entsprechende Offenstellung bringt.

In der Zeichnung sind einige Beispiele dieser Einrichtung in Anwendung auf das Ingangsetzen und Reguliren von Accumulatoren - Pumpmaschinen dargestellt.

Fig. ι zeigt eine durch Dampfmaschine angetriebene Accumulatorpumpe, bei welcher die hier angedeutete Dampfmaschine, wenn der Accumulator A seinen höchsten Stand erreicht hat, abgestellt, und wenn derselbe zu sinken beginnt oder eine Strecke gesunken ist, wieder in Gang gesetzt werden soll. Bei solchen Anlagen geschieht die vorerwähnte Kraftübertragung bezw. Einwirkung auf die Steuerung der Maschine vom Accumulator aus, und zwar in diesem Beispiel vermittelst eines hydraulischen Regulators B unter Zwischenschaltung einer HilfsSteuerung, z. B. eines Dreiweghahnes C. Die Einwirkung der Kraftquelle auf den Regulator geschieht in folgender Weise.

An dem Accumulator A ist ein Knaggen F angebracht, welcher das Hin- und Herschieben einer Steuerstange L bewirkt, indem derselbe beim Aufsteigen einen um den Festpunkt / drehbaren, mit der Steuerstange L verbundenen Hebel G und beim Herabgehen einen um den Festpunkt K drehbaren, ebenfalls mit der Stange L verbundenen Hebel H bewegt. Die Stange L setzt die Hülfssteuerung C in Thätigkeit. Dieselbe hat den Zweck, die zwischen dem Steuerkasten C und dem Regulatorstiefel N befindliche Leitung m abwechselnd mit einer druckübertragenden Leitung, z. B. einer hydraulischen Leitung oder einer ins Freie führenden

Leitung, z. B. einer Abwasserleitung, zu verbinden. Der im Cylinder N arbeitende Plunger O wird dann unter der Pressung des Druckwassers aufwärts bezw. unter Abwasser durch das Gewicht P abwärts geschoben. Das Gewicht P kann natürlich auch durch eine Feder oder einen unter Dampf- oder Luftdruck etc. stehenden Kolben ersetzt werden, wodurch gleichfalls die hin- und hergehende Bewegung des Plungers oder Kolbens O herbeigeführt wird. Diese hin- und hergehende Bewegung des Kolbens O wird nun durch eine feste oder in der einen Bewegungsrichtung durch eine ein Ausweichen gestattende Kniehebelverbindung, oder durch eine mit Coulisse oder Schlitz versehene Hebelverbindung, oder durch eine Kurbel- oder Radverbindung in folgender Weise auf die zu regulirende bezw. zu beeinflussende Steuerung zur Einwirkung gebracht. Beim Verschieben des Plungers O in der einen Richtung (Hingang des Plungers) findet zu Anfang ein Bewegen des Steuerorgans R von seiner einen Endlage (Nullfüllungslage) in die andere äufserste Endlage (volle Füllungslage) statt, wodurch der Motor in Gang gebracht wird. Beim Weiterbewegen des Plungers O in der gleichen Richtung findet gegen Ende des Hubes wieder ein Zurückbringen des Steuerorgans aus dieser letzteren Endlage in eine beliebige mittlere, durch eine verstellbare Hubbegrenzung T einstellbare Lage (normale FUllungslage) statt, wodurch der Motor mit normaler Tourenzahl weiterläuft. Beim Verschieben des Plungers O in entgegengesetzter Richtung (bezw. Rückgang des Plungers) findet dagegen zu Anfang eine Einwirkung auf das Steuerorgan nicht statt, weil das Kniehebelwerk frei ausweichen kann oder das Hebelwerk u. s. w. eine Verschiebung trotz der rückläufigen Bewegung des Plungers O nicht erleidet. Gegen Ende des Rückganges des Plungers O wird jedoch die schon zu Ende des Hinganges begonnene rückläufige Bewegung des Steuerorgans R fortgesetzt und dasselbe' vollständig wieder in die Ruhelage (Nullfüllungslage) zurückgebracht, wodurch der Stillstand des Motors erfolgt.

In Fig. ι bis 7 ist der vorbeschriebene Hergang bei Anwendung einer Kniehebelverbindung schematisch dargestellt.

In Fig, ι ist der Plunger O in seiner untersten, Stellung gezeichnet; der Schieber R befindet sich in der Ruhelage (Nullfüllungslage). Mit dem Plunger Q ist durch Gelenkbolzen 5 der sich auf einen Ansatz U auf der einen, hier unteren Seite gegen O abstützende Hebel a. verbunden; von der Unterlage U kann der Hebel a, wenn der Plunger O sich im oberen Theil des Hubes befindet, sich in der anderen; Richtung (nach oben:), um den Gelenkbolzen S, drehend, frei abheben.. Durch die Aufwärtsbewegung des Plungers O wird nun ein Drehen des Winkelhebels c und damit ein Verschieben des mit demselben in Verbindung stehenden Schiebers R hervorgerufen, und zwar erreicht letzterer seine zweite äufserste Endlage, wie Fig. 2 zeigt, sobald die Gelenkpunkte SWV der Kniehebelverbindung in einer geraden Linie liegen. In dieser Stellung giebt der Schieber R die größtmögliche (volle) Füllung. Beim Weitergange des Plungers O in die Stellung Fig. 3 wird der Winkelhebel c bezw. der Schieber R wieder rückläufig bewegt und zwar je nach Einstellung der Hubbegrenzung T bis zur Erreichung einer Schieberstellung für einen beliebig grofsen oder kleinen Füllungsgrad.

Beim Rückgange des Plungers O tritt, wie Fig. 4 zeigt, eine Einwirkung auf den Winkelhebel c bezw." den Schieber R zunächst nicht ein, da sich die Kniehebel α und b frei bewegen können bezw. der Hebel α sich frei von der Unterlage U abhebt. Eine Einwirkung auf den Schieber R tritt erst wieder ein, wenn die Punkte SWV wieder in einer geraden Linie liegen, wie Fig. 5 zeigt, wodurch beim Weiterabwärtsgehen des Plungers O der Schieber wieder in seine Ruhelage (Nullfüllung) gebracht wird, wie Fig. 6 zeigt.

Fig. 8 zeigt einen Regulator mit Kniehebelmechanismus in einer der vorbeschriebenen ähnlichen Anordnung, nur ist hier durch Hinzufügung eines Gegenlenkers d der seitliche Druck gegen den Plunger O aufgehoben. Der Punkt S ist in einer Coulisse des Plungers geführt. Die Wirkungsweise ist dieselbe wie beim vorher beschriebenen Apparat.

Die Fig. 9 und 9 a zeigen eine etwas andere Anordnung des Regulators B. Der Stützpunkt 5 des Kniegelenkes α und b ist hier in einem Schwinghebel χ gelagert, also beweglich angeordnet, kann aber durch den mittelst.· Anschlagknaggen h und K und i beweglichen Sperrzapfen f ebenso wie der Winkelhebel c durch den Sperrzapfen g an einer Bewegung ganz oder theilweise verhindert werden.

Beim Aufgang des Plungers O ist der Sperrbolzen f eingerückt und der Sperrbolzen g ausgerückt. . Der Punkt S liegt also dadurch, dafs der Schwunghebel x, in welchem 5 sich befindet, zwischen dem Sperrbolzen^/ und dem Widerlager U fest gelagert ist, ebenfalls fest, während der Winkelhebel c genau dieselbe Bewegung machen kann, wie zu den Fig. 1 bis 3 beschrieben wurde. Gegen Ende des aufgehenden- Hubes wird der' Sperrbolzen f selbsttätig durch Knaggen K und i, Fig. 9 a,, ausgerückt und der Sperrbolzen g eingerückt, so dafs also der Punkt S bei. dein diurch die Gegenkraft bewirkten Niedergange des Plungers O frei ausweichen kann, während der Winkelhebel c und die damit in Verbindung stehende, mit dem Schieber verbundene Stange e

zunächst keine Bewegung machten, weil der Hebel c an einer Bewegung durch die Widerstände des Schiebers etc. oder, wenn diese nicht genügend sind, sicher durch den Sperrbolzen g gehindert wird. Erst wenn bei weiterem Niedergehen des Plungers und Einbiegen des Kniehebels nach unten der Schwinghebel χ gegen die Widerlager U gedrückt wird und damit auch Punkt S an einer Weiterbewegung gehindert ist bezw. festliegt, findet eine rückläufige Bewegung des Winkelhebels c und damit auch die Einstellung des Schiebers auf Nullfüliung statt, genau wie bei den Fig. 4 bis 6 beschrieben wurde. Kurz vor Erreichung der unteren Endlage des Plungers O wird durch den Anschlag von h an den Knaggen i -der auf gleicher Welle mit letzterem befindliche Sperrbolzen g ausgerückt und / eingerückt, und das Hubspiel kann von neuem beginnen. Das kleine Schwinggewicht G oder eine entsprechende Feder dienen zur Erleichterung des Ein- und Ausrückens der Sperrbolzen.

Fig. 10 zeigt eine Regulirvorrichtung, bei welcher die Kniehebelanordnung durch einen Hebel mit Gleitbahn oder Coulisse ersetzt ist; die Wirkung des Apparates ist genau wie die vorbeschriebene. Mit dem Plunger O ist eine Rolle oder ein Coulissensfein \ fest verbunden; ferner ist ein Klemmring Z federnd aufgesetzt. Der Hebel F wird durch das Gegengewicht F¹ stets gegen die Rolle \ gedrückt, seine Bewegung ist daher von der Curve ρ r onm abhängig. Beim Aufgang des Plungers O, also bei gleichzeitiger Verschiebung von \ folgt nun der Hebel F, durch das Gegengewicht F¹ veranlafst, so weit dies die Gleitbahn pronm zuläfst, der Bewegung von \ und theilt dieselbe auch der zum Schieber führenden Stange e mit. Hat der Punkt 0 der Gleitbahn die Rolle ι erreicht, so findet der gröfste Ausschlag des Hebels F in der einen Richtung statt und ist ' der Schieber damit in die eine Endlage (mit Vollfüllung) gelangt. Auf der Strecke ο η beginnt der Hebel schon „die rückläufige Bewegung, bis auf der Strecke η m eine beliebige, durch die Hubbegrenzung des Plungers O einstellbare Füllung erreicht ist.

Zu Anfang des Hubes von O wird auch der Klemmring / mitgenommen, bis derselbe das obere Widerlager U erreicht; in dieser Lage bleibt der Klemmring, während' die Kolbenstange von O sich durch denselben hindurchschiebt. Die Gleitfläche m η bezw. die Ecke m kann dann frei um den Klemmring / schwingen und der Hebel F die mit 3 und bezeichneten Lagen einnehmen. Beim Rückgang des Kolbens O dagegen wird der Klemmring Z bis zum Widerlager U¹ mitgenommen und verhindert alsdann ein Zurückgehen des Hebels F in die Lage 2, da sich der Hebel Ύ alsdann mit der Ecke m gegen den Klemmring Z legt. Erst wenn die Rolle ^ den Punkt r der Curve F erreicht., findet ein weiteres Zurückschieben des Hebels F in seine ursprüngliche, der Nulllage des Steuerorgans entsprechende Stellung statt. Die Bewegung der mit dem Steuerorgan in Verbindung stehenden Stange e ist also genau dieselbe wie in den vorbeschriebenen Anordnungen.

Der in Fig. 1 bis 8 dargestellte Kniehebel a, welcher zur Führung des Punktes W dient, kann auch durch eine Schleife ersetzt werden, in welcher der Punkt W eine gleiche oder annähernd gleiche Bewegung macht, wie Fig. 11 darstellt. Ebenso kann der Kniehebel α der Fig. 9 mit seinen Drehpunkten in einer Coulisse des Plungers und einer Schleife S, wie in Fig. 12 angedeutet, arbeiten, wodurch dann ebenfalls die gleiche Wirkungsweise wie bei der Anordnung Fig. 1 bis 8 auch ohne die in Fig. 9 dargestellten Sperrklinken / und g erreicht'wird.

Der in Fig. 7 dargestellte Hebel H\ welcher sich mit einem Ende nach oben gegen ein Widerlager W¹ legt, dient zum Abfangen des Plungers in der Stellung, bei welcher die Steuerorgane der Maschine auf voller Füllung stehen, um nach völligem Abstellen der Maschine bezw. zum Beginn einer neuen Arbeitsperiode ein sicheres Anlaufen der Maschine zu erzielen.

In Fig. ι ist auch gezeigt, dafs mit dem Winkelhebel c mehrere Schieber z. B.· für Verbundmaschinen oder dreifache und mehrere Expansionsmaschinen verbunden werden können, welche zum Zweck des Anlaufens der Maschine bei der Bewegung des Plungers O das Oeffnen und Schliefseh eines directen Dampfeinlafsorgans für die Zwischenbehälter bewirken, wodurch das Anlaufen auch solcher mehrfacher Expansionsmaschinen ermöglicht wird.

Die Erfindung bewirkt auch selbstthätig die Abstellung der Maschine bei einer Druckentlastung in der Rohrleitung, z. B. einem Rohrbruche. In solchem Falle, mit plötzlichem starken Abfallen des Druckes bezw. der Widerstände hinter den Pumpenkolben, wird die Folge ein Durchgehen der Maschine sein, wenn nicht die Dampfzuführung zu den Dampfcylindern der Maschine sofort abgestellt wird. Da nun durch die Verringerung des Druckes in den Leitungen derselbe auch in der mit diesen verbundenen Leitung m, Fig. 1, sich vermindert und demgemäfs auch die Widerstände unter dem Plunger O sich verringern, so wird derselbe durch eine genügend grofse Gegenkraft P zurückgedrückt und die Steuerung, wie vorbeschrieben, auf Nullfüllung gestellt bezw. die Maschine aufser Garig gebracht werden.

Dem gleichen Zweck dient zu gröfserer Sicherheit der Hebel G, Fig. i, welcher sich um den Punkt J¹ dreht.

Es wird nämlich, kurz bevor der Accumulator A seinen tiefsten Stand erreicht, durch den Anschlag F Hebel G₁ verschoben und bewirkt dadurch, dafs die Hülfssteuerung C auf Abwasser gestellt wird, ebenfalls das Abstellen der Maschine in vorbeschriebener Weise.

Die hydraulische Kraftübertragung mittelst Hülfssteuerung C auf die Regulirvorrichtung B kann auch durch directe Uebertragung mittelst Kette und Gewicht oder durch Gestänge erfolgen. In Fig. 13 ist das Gewicht P₁ schwerer als das Gewicht P. Wird P₁ durch den Accumulator A angehoben, so senkt sich P mit O und die Steuerung wird auf Nullfüllung gestellt. Geht der Accumulator A abwärts, so zieht das schwerere Gewicht P₁ das Gewicht P hoch und damit auch die Stange O und wirkt in gleicher Weise, wie vorhin beschrieben, auf das Anlaufen der Maschine, wie auf die Einrichtung des normalen Füllungsgrades ein.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Eine Einrichtung zum Ingangsetzen und Reguliren der Steuerung von Motoren, bei welcher ein von einer Kraftquelle (z. B. einen Accumulator A) unter Druck (Fig. ι bis 12) oder Zug (Fig. 13) hinbewegter und durch Entlastung hiervon und eine Gegenbelastung (P) zurückbewegter Steuerungstheil (O) mittelst eines geeigneten Mechanismus (wie ein Kniehebel [ab, Fig. ι bis 9a und 12] oder ein kniehebelartiges Gelenk [b] mit Schleife [Fig. 11] oder ein Hebel [F] mit Gleitbahn oder Coulisse [ρ r ο η m] etc.) auf einen das oder die Steuerorgane eines Motors bewegenden Hebel (c) in der Weise einwirkt, dafs dieser Hebel (c) beim anfänglichen Hingange (von O) aus seiner Anfangslage in seine Endlage (von Nullfüllung auf Vollfüllung) bewegt, beim Weitergange (von O) in eine durch eine Hubbegrenzung (für O) bestimmte Zwischenlage (normale Füllung) zurückbewegt wird, beim anfänglichen Rückgange (von O) in seiner Lage verharrt und beim weiteren Rückgange in seine Anfangslage zurückgebracht wird.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.