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Steuerung für schwungradlose Zwillingsdampfmaschinen Die Erfindung
bezieht sich auf eine Steuerung für schwungradlose Zwillingsdampfmaschinen, bei
denen der Arbeitskolben der ersten Maschine als Vorsteuerorgan für den Steuerschieber
der zweiten Maschine wirkt. Derartige Maschinen finden beispielsweise Anwendung
für den Antrieb von Speisepumpen an Lokomotiven.
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Es sind bereits sowohl Verbund- wie auch Zwillingsmaschinen als Antriebsmaschinen
für Lokomotivspeisepumpen bekannt, bei denen der Kolben der ersten Maschine (im
Falle der Verbundmaschine also der Kolben des Hochdruckteils) als Vorsteuerorgan
für das Steuerorgan der zweiten Maschine (bei der Verbundmaschine also für den Niederdruckteil)
nutzbar gemacht wird, wobei die von dem besagten als Vorsteuerung dienenden Kolben
überwachten Kanäle so angeordnet sind, daß sie für die Durchströmung des Steuerdampfes
erst freigegeben werden, wenn dieser seine Mittellage überschritten hat.
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Diese Anordnung hat man gewählt, um ein Zusammenfallen der Hubwechselpunkte
und dadurch bedingtes Stehenbleiben der Druckwassersäule in der Druckleitung der
Pumpe zu vermeiden.
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Bei den bekannten derartigen Maschinen hat man den Arbeitskolben der
ersten Maschine, der die Vorsteuerung der zweiten Maschine bildet, für diese Aufgabe
offenbar nur dadurch brauchbar machen können, daß man ihm eine spulenförmige Gestalt
und eine Länge gab, die etwa der ganzen Zylinderlänge des mit gewöhnlichem scheibenförmigem
Kolben versehenen Maschinenteils entspricht. Dadurch ergibt sich für den Zylinder,
in dem sich dieser spulenförmige Arbeitskolben befindet, eine Baulänge von etwa
der anderthalbfachen Länge des Zylinders mit dem gewöhnlichen scheibenförmigen Kolben.
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Nun sind die Speisepumpen der Lokomotiven meist längsseits des Langkessels
in der Nähe der Rauchkammer aufgestellt. Derartig lange Zylinder sind nun bei der
Lokomotivpumpe durchaus unerwünscht, weil sie das Blickfeld des Lokomotivpersonals
behindern.
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Um also wegen der geringeren Bauhöhe den an sich bekannten scheibenförmigen
Arbeitskolben für den ersten Zylinder verwenden und trotzdem eine Umsteuerung des
zweiten Zylinders erst nach der Hubmitte des ersten Zylinders erhalten zu können,
wird erfindungsgemäß ein zusätzliches Steuerorgan angeordnet, welches von den beiden
zwischen dem ersten und zweiten Zylinder angeordneten Steuerkanälen immer den in
der Bewegungsrichtung des Kolbens des ersten Zylinders vor der Hubmitte liegenden
Steuerkanal absperrt und nur den hinter der Hubmitte liegenden Steuerkanal frei
läßt, so daß durch
diesen die Umsteuerung des Schiebers des zweiten
Zylinders erfolgt. Auf diese Weise kann auch bei Verwendung eines scheibenförmigen
Arbeitskolbens für den ersten Zylinder eine Umsteuerung des zweiten Zylinders erst
hinter der Hubmitte des ersten Zylinders erfolgen.
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Auf der Zeichnung ist in Abb. i ein Schaubild des Weg-Zeit-Verlaufes
hinsichtlich der Kolbenbewegungen bei einer Zwillingsmaschine nach der Erfindung
dargestellt, um die Notwendigkeit der angedeuteten Anordnung der vom ersten Arbeitszylinder
ausgehenden Steuerkanäle zu zeigen.
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Abb. z zeigt das Schema von einer aus zwei Tandemverbundmaschinen
bestehenden Maschine mit der Steuerung nach der Erfindung, wobei die beiden Hochdruckzylinder
durch die Steuerung in Abhängigkeit zueinander stehen.
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In Abb. i entspricht der ausgezogene Linienzug der Bewegung des Arbeitskolbens
der ersten Maschine, der mit gestrichelter Linie dargestellte Linienzug entspricht
der Bewegung des Arbeitskolbens der zweiten Maschine.
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Im Linienzug für das primäre Aggregat entspricht der Punkt y dem Hubmittelpunkt,
wobei man sich die abwärts gerichtete Bewegung des Arbeitskolbens vorstellen möge.
Projiziert man diesen Punkt nach oben auf die gestrichelte Linie, die für das sekundäre
Aggregat gilt, so kommt man zu dem Punkt z. Würde im Punkte y, also im Hubmittelpunkt
des primären Aggregates, der Steuerdampf für den Steuerschieber des sekundären Aggregates
dem Arbeitszylinder des primären Aggregates werden, so würde die Umsteuerung des
sekundären Aggregates im Punkte z erfolgen und die von diesem Punkte ausgehende
strichpunktierte Parallele zu dem schräg von rechts oben nach links unten verlaufenden,
ausgezogenen Linienzug würde die Kolbenbewegung im sekundären Aggregat darstellen..
Die strichpunktierte Linie würde im Punkte x mit der ausgezogenen Linie zusammenkommen,
d, h. bei im Hubmittelpunkte des primären Aggregates erfolgender Umsteuerung des
sekundären Aggregates der Zwillingsmaschine würden die Hubwechselpunkte zusammenfallen,
@es würden also ein momentaner Stillstand der Förderung in der Druckleitung der
Pumpenanlage bei Anwendung einer solchen Maschine zum Pumpenantrieb, damit hartes
Aufschlagen des Kesselrückschlagventils und weitere mißliche Erscheinungeneintreten.
Der Hubwechsel des sekundären Aggregates darf also nicht mit der Hubmitte des primären
Aggregates zusammenfallen. Läßt man den Hubwechsel des sekundären Aggregates vor
der Hubmitte des primären Aggregates eintreten, beispielsweise dann, wenn der Kalben
des primären Aggregates sich im Punkt y1 befindet, so erfolgt der Hubwechsel des
sekundären Aggregates im Punkt zl, der nächste Hubwechsel dieses Aggregates im Punkt
x1; das Schaubild zeigt, daß der Punkt x1 auf der unteren horizontalen Strecke des
Linienzuges für das primäre Aggregat liegt,. und zwarvom Punkte x um die
Entfernung x-x, ge-
trennt. Die Strecke x-x, stellt den Zeitabschnitt dar,
während dessen beide Kolben sich in Ruhe befinden. Die Sachlage ist also noch ungünstiger
als die durch die Punkte y, z, x dargestellte. Läßt man aber den Hubwechsel des
sekundären Aggregates erst stattfinden, wenn der Arbeitskolben des primären Aggregates
die Hubmitte bereits überschritten hat (Punkty, des ausgezogenen Linienzuges), so
tritt der nächste Hubwechsel des sekundären Aggregates im Punkte y2 ein. Dann hat
aber der Kolben des primären Aggregates bereits seine gegenläufige Bewegung begonnen
und befindet sich schon im Punkte y3. Es erfolgt also bei Anwendung dieser Maßnahme
kein Stillstand des Druckwasserstromes in der Druckleitung der Pumpe.
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In Abb. z ist eine gemäß der Erfindung ausgeführte Zwillingsmaschine
mit den Hochdruckzylindern a und c veranschaulicht.
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Daß hierbei jedes Aggregat als Tandemverbundmaschine mit den Niederdruckzylindern
b und d dargestellt ist, ändert an den Voraussetzungen für die Anwendung-
der Erfindung nichts.
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e ist der Steuerschieber für das primäre, f derjenige für das sekundäre
Maschinenaggregat. Der Hochdruckkolben h des primären Aggregates dient als Vorsteuerung
für den Steuerschieber f des sekundären Aggregates. Ein Zwischensteuerorgan i überwacht
die beiden vom Zylinder ra ausgehenden Steuerkanäle k und L in dem Sinne,
daß es den in der jeweiligen Bewegung des Kolbens h über dessen Hubmitte hinausliegenden
Kanal freigibt, den anderen aber sperrt und für die gegenläufige Bewegung die Kanäle
L und k
hinsichtlich Sperrung und Freigabe gegeneinander austauscht.
Die Umsteuerung des Zwischensteuerorgans i, das im Falle der Abb. a als Kolbenschieber
ausgebildet ist, erfolgt durch jeweilige Beaufschlagung der einen Endfläche dieses
Organes mit Treibmittel aus dem Niederdruckzylinder in dessen Hubwechsel, wobei
die andere Endfläche unter Niederdruckzylinderausströmdruck gelangt.
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Bei der in Abb. a dargestellten Sachlage ist der obere Kanal k durch
den Schieber l gesperrt, der untere Kanall dient als Steuerkanal. Wenn der Hochdruckkolben
k den Kanall überschleift, so gelangt der auf die Oberseite des Hochdruckkolbens
wirkende
Frischdampf durch den Kanal L und den mit ihm verbundenen
Kanal m auf die Oberfläche des ,Steuerschiebers f und bewirkt die Umsteuerung.
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Der Hilfssteuerschfeber i wird auf der oberen Stirnfläche durch den
KanM n mit Dampf aus dem Niederdruckzylinder b beaufschlagt; die untere Seite steht
über o, p, g mit dem Auspuff in Verbindung. Wenn der Niederdruckkolben des
primären Aggregates im unteren Totpunkt angelangt ist, wird die Unterseite des Hilfsschiebers
i mit Niederdruckzylinderarbeitsdampf beaufschlagt, die Oberseite entlüftet, der
Hilfsschieber steuert um und verschließt den Kanal l und öffnet den Kanal k, so
daß dieser als Steuerkanal wirksam werden kann und Hochdruckdampf auf die Unterseite
des Steuerschiebers f gelangen läßt, sobald der Hochdruckkolben h beim Aufwärtshub
den Kanal überschleift. Zwischen den Kanälen k und L befindet sich
die Hochdruckzylindermitte.