DE61138C - Accumulator für die Druckausgleichcylinder direct wirkender Dampfpumpen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf jene Klasse direct wirkender Maschinen, welche mit einem oder mehreren Compensationscylindern ausgerüstet sind, deren Kolben von einem geeigneten, unter Druck stehenden Fluidum bethätigt werden und so wirken, dafs während der ersten Hubhälfte den Maschinenkolben ein allmälig abnehmender Widerstand, während der zweiten Hubhälfte aber eine allmälig zunehmende Unterstützung ertheilt wird behufs rationeller Ausnutzung der Expansionskraft des Dampfes, ohne dadurch die Maschinenleistung zu vermindern, und betrifft im Besonderen'Neuerungen an den Accumulatoren, mittelst welcher der erforderliche Druck auf das Fluidum bezw. die Kolben der Compensationscylinder ausgeübt wird. Diese Neuerungen umfassen Vorrichtungen, durch welche der von den Accumulatoren bewirkte Druck je nach. Bedarf vermindert bezw. gesteigert, sowie auch die Menge des zwischen Accumulator und Compensationscylindern befindlichen Fluidums geregelt werden kann. Gleichzeitig sind Einrichtungen an den Accumulatoren vorgesehen, welche das »Durchgehen« der Maschine bei irgend welchen Maschinenbrüchen verhüten sollen.

Auf beiliegenden Zeichnungen ist die Erfindung in praktischen Ausführungsformen zur Veranschaulichung gebracht.

Fig. ι zeigt in Seitenansicht eine Compound-Doppelpumpe, bei welcher die Maschinenkolben entgegengesetzte Endstellungen einnehmen.

Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch Fig. ι zwischen den beiden Maschinen;

Fig. 3 zeigt eine Endansicht der Maschine von rechts gesehen;'

Fig. 4 ist ein Schnitt durch den Accumulator, in vergröfsertem Mafsstabe gezeichnet;

Fig. 5 veranschaulicht den Anschlufs des Hauptsaugerohres an den Accumulator;

Fig. 6 und j stellen Modifikationen in der Ausführungsform des Accumulators dar;

Fig. 8 erläutert die Anordnung eines Luftkessels im Saugrohr.

Die Maschine besteht aus den paarweise angeordneten Cylindern A B und C D. Die Kolben dieser Cylinder befinden sich auf den gemeinsamen Kolbenstangen 25 bezw. 26. Die Schieberkasten α b und c d sind mit Schiebern ausgerüstet, welche in den Aufbauten 75 hängen. Die beiden Schieber jeder Seite der Maschine werden ebenfalls von einer gemeinsamen Schieberstange 23 bezw. 24 bethätigt. Diese Schieberstangen werden mittelst der Verbindungen 22, 76, 21, jj, 78 in bekannter Weise von der nebenliegenden Maschine in Bewegung gesetzt.

Den Maschinencylindern gegenüber liegen zwei Pumpencylinder E F, deren Kolben direct mit den Kolbenstangen 25, 26 verbunden sind. Die Saug- und Druckkammern dieser Cylinder EF stehen mit dem Saugrohr 100 bezw. dem Druckrohr 101 in Verbindung. In letzteres ist ein Windkessel 102 eingeschaltet. An die Enden der durch die Cylinder EF durchgeführten Kolbenstangen 25, 26 greifet!

die Kolbenstangen der Compensationscylinder 40, 50 in bekannter Weise an.

Das auf die Kolben der Compensationscylinder einwirkende Fluidum kann von Dampf, Luft, Gas oder irgend einer Flüssigkeit gebildet werden. Um zur Erzeugung der nöthigen Kraft die Compensationscylinder trotzdem nicht zu grofs zu gestalten, empfiehlt es sich, zwischen den Cylindern und dem Druckerzeuger einen Accumulator einzuschalten. Zu diesem Zweck ist das Ein- bezw. Auslafsrohr 37 mittelst Rohres 79 mit dem Raum 51 des Accumulators verbunden und sind diese Theile sowie auch die Compensationscylinder bis an ihre Kolben mit einer geeigneten Flüssigkeit ausgefüllt. In dem Cylinder 51 und in dem darüber befindlichen gröfseren Cylinder 53 ist ein Differentialkolben 52 mit Kolbenscheibe 36 angeordnet. Der Cylinder 53 steht oberhalb des Kolbens 36 durch Rohr 54 mit dem Wind- oder Druckkessel 102 des Druckrohres 101 in Verbindung, so dafs der im Kessel 102 herrschende Druck auch auf den Kolben 36 wirkt. Der so auf 36 ausgeübte Druck wird durch den kleineren Kolben 52 auf die in 51 und den Verbindungsrohren 79, 37 befindliche Flüssigkeit und durch diese auf die Kolben der Compensationscylinder übertragen, und zwar verhält sich der Druck auf die letzteren zu dem Druck im Hauptdruckrohr wie die gröfsere Fläche des Differentialkolbens 52 zu der kleineren. Infolge dieser Anordnung wird der abnehmende Widerstand bezw. die zunehmende Unterstützung der Maschinenkolben durch die Compensationscylinder erreicht, und zwar wird die hemmende bezw. unterstützende Kraft der Compensationscylinder immer eine gleichartige sein.

Um nun nach der zu leistenden gröfseren oder geringeren Arbeit der Maschine auch eine Steigerung der Kraftleistung der Compensationscylinder bewirken zu können, ohne die Flächen des Differentialkolbens 52 verändern zu müssen, sind an dem Accumulator Vorrichtungen vorgesehen, mit welchen man die Kraftleistung des Accumulators so regeln kann, dafs ein geringerer oder gröfserer Druck als der im Druckrohr herrschende auf die Compensationskolben ausgeübt wird.

Zur Erzielung einer geringeren Kraftäufserung des Accumulators ist das Rohr 54 durch ein Zweigrohr 20 mit dem Cylinderraum unterhalb des Kolbens 36 verbunden, so dafs, je nachdem man mehr oder weniger Luft mittelst des Absperrhahnes 19 unterhalb des Kolbens 36 in den Cylinder einströmen läfst, ein gröfserer oder geringerer directer Gegendruck auf den Kolben 36 ausgeübt wird, der die Kraftleistung des Accumulators entsprechend herabmindert. Zur Sicherung einer bestimmten Kraft kann an dem Hahn 19 ein selbsttätiger Druckregulator angebracht werden. Oberhalb und unterhalb des Regelungshahnes 19 sind zum Erkennen des Druckunterschiedes geeignete Druckmesser etc. in die Rohrleitung 20 eingeschaltet.

Bei der in Fig. 6 gezeigten Modification wird der Gegendruck nicht unmittelbar auf den Kolben 36, sondern auf zwei an denselben mittelst Stangen 32 befestigte Hülfskolben 29 übertragen. Letztere gleiten in den seitlich von 51 befindlichen Cylindern 31, die mit der Kammer 33 in Verbindung stehen, in welche das Zweigrohr 20 einmündet. Die Uebermittelung des Gegendruckes auf die Kolben 29 geschieht hier nicht direct, sondern mit Hülfe einer in den Cylindern, dem Verbindungsrohr und der Kammer 33 enthaltenen Flüssigkeitsschicht. Auch hier kann der Hahn 19 mit einem Druckregulatof 34 versehen werden.

Soll die vom Accumulator auszuübende Kraft gröfser sein als der im Druckrohr vorhandene Druck, so läfst sich dies dadurch erreichen, dafs man unterhalb des Kolbens eine geringere oder gröfsere Luftverdünnung schafft. Zu diesem Zwecke ist der untere Raum des Cylinders 53 durch ein mit Hahn 17 versehenes Rohr 38 mit dem Saugrohr 1.00 verbunden. Durch Oeffnen des Hahnes 17 entsteht unterhalb des Kolbens 36 eine Luftverdünnung, welche den von oben her auf 36 ausgeübten Druck unterstützt, wodurch die Kraft des Accumulators erhöht wird. Der Grad der Luftverdünnung und damit die erzielte Kraftleistung des Accumulators ist abhängig von der an der Einmündungsstelle des Rohres 38 im Saugrohr herrschenden Saugwirkung. Um daher die Luftverdünnung nach Bedarf ändern zu können, ist das Rohr 38 durch Zweigrohre 16 mit Absperrhähnen 9 an mehrere verschieden hoch gelegene Stellen der Saugrohrleitung 100 angeschlossen (Fig. 5 und 8). .

Da der Wasserstand der Behälter, aus welchen die Pumpe saugt, mitunter ein sehr verschiedener ist, so kann es vorkommen, dafs das Saugrohr an einer bestimmten Stelle manchmal unter Druck, manchmal unter Luftverdünnung steht. In solchen Fällen empfiehlt es sich, das Rohr 38 mit einer Kammer 41, Fig. 8, des Saugrohres 100 zu verbinden, welche Kammer sowohl als Luflverdünnungswie als Druckregler wirkt. Steht das Speisewasser unter den Pumpenventilen, so befindet sich auch in der Kammer 41 eine entsprechende Luftverdünnung, welche . die Wirkung des Accumulators steigert. Liegen jedoch die Pumpenventile unterhalb des Wasserspiegels, so.herrscht in der Kammer 41 ein dem Wasserstand entsprechender Druck, welcher auf den Kolben 36 einen Gegendruck ausübt und die Kraft des Accumulators in richtigem Verhältnifs verringert.

Die zuverlässige Dichtung des Kolbens 36 im Cylinder 53 wird durch eine Wasserschicht 55 bewirkt. . Die Regelung der Höhe dieser Wasserschicht erfolgt durch ein in den Kolben 36 eingeschraubtes und durch den Cylinderdeckel geleitetes Rohr 42. Dasselbe ist im unteren Theil in der Höhe der Wasserschicht mit einer Oeffnung 2 und am oberen äufseren Ende mit einem Ablafshahn 15 ausgerüstet. Befindet sich zu viel Wasser oberhalb des Kolbens 36, so hat man nur den Hahn 15 zu öffnen, worauf der in 53 vorhandene Druck das überschüssige Wasser durch 2, 42 und 15 nach aufsen preist, bis der Wasserstand bis unter die Oeffnung 2 gefallen ist. . ' .

Die Regelung der Flüssigkeitsmenge zwischen Accumulator und Compensationskolben erfolgt mit Hülfe des Differentialkolbens selbst, dessen unteres Ende zu diesem Zweck ausgehöhlt und in geeigneter Höhe mit Oeffnungen 3 versehen ist. So lange das richtige Flüssigkeitsquantum vorhanden ist, bleiben die Oeffnungen 3, wenn der Kolben 52 gehoben wird, noch unterhalb der den Cylinder 51 abschliefsenden Stopfbüchse. Ist jedoch zu viel Druckflüssigkeit vorhanden, so wird der Kolben so weit ge-, hoben, dafs die Oeffnungen 3 in den unteren Theil des Cylinders 53 treten, worauf das überflüssige Wasser in diesen Raum abfliefst, aus welchen es in passender Weise, z. B. durch Rohr 38 abgezogen wird.

Bei Verringerung oder Aufhören der zu leistenden Arbeit (z. B. durch Beschädigung oder Brechen des Druckrohres) mufs die Maschine gegen beschleunigten Gang bezw. Durchgehen in verlässlicher Weise geschützt. werden können. Es wird dies dadurch erreicht, dafs man die Verbindungen zwischen Accumulator und Compensationscylindern so wählt, dafs die Druckflüssigkeit aus 51 in die Cylinder 40, 50 nicht schneller überfliefsen kann, als bei normalem Gang der Maschine. Wie in den Fig. i, 2 und 4 gezeigt, ist in dem Rohr 79 ein Rücklaufventil 14 eingeschaltet, welches den Zutritt der Flüssigkeit von den Cylindern 40, 50 .nach dem Accumulator hin frei gestattet, 'jedoch die Bewegung der Flüssigkeit in umgekehrter. Richtung verhindert. Von dem Rohr 79 zweigt sich ein Verbindungsrohr 27 nach dem Cylinder 51 ab, dessen Hahn öder Ventil 13 die Regelung der Zufuhr der Flüssigkeit so gestattet, dafs diese nicht schneller Uberfliefst, als bei normaler Geschwindigkeit der Maschine. Durch diese Anordnung wird die volle Kraft des Accumulators auf die Compensationscylinderkolben so lange einwirken, wie die Maschine die normale Geschwindigkeit nicht übersteigt. Wird jedoch aus irgend einem Grunde die Schnelligkeit plötzlich gesteigert, so wird auch sofort der Druck auf die Compensationscylinder bedeutend vermindert oder ganz aufgehoben, weil die Flüssigkeit nicht schnell genug durch Hahn 13 durchzuströmen vermag, während sie dagegen unbehindert durch 14 in den Accumulator aus den Cylindern zurückfliefsen kann.

In Fig. 7 ist eine Modification dieser Einrichtung .zur Darstellung gebracht, bei welcher Rücklaufventil und Regelungsventil combinirt sind. Auch dieses Ventil erlaubt das freie Durchtreten der Flüssigkeit von den Compensationscylindern nach dem Accumulator, verhindert aber wiederum das Ueberströmen in entgegengesetzter Richtung. Die Menge der Flüssigkeit, welche in dieser letzteren Richtung überströmen soll, kann mit Hülfe der Adjustirspindel 8 geregelt werden. Dieselbe bethätigt von unten her das Ventil 14 und hebt dasselbe mehr oder weniger von seinem Sitz ab, so dafs Flüssigkeit nach jeder Richtung hin durchfliefsen kann, wobei die Feder 7, welche das Ventil 14 für gewöhnlich geschlossen hält, durch die Einwirkung der Spindel 8 entsprechend zusammengedrückt wird.

In Fällen, in welchen ein Bruch des Rohres 79 oder einer der Verbindungen nach den Compensationscylindern erfolgt, wird der Differentialkolben mit grofser Schnelligkeit und Kraft niederfallen und Zerstörungen anrichten. Um diesen Möglichkeiten vorzubeugen, befindet sich in dem Cylinder 53 etwas tiefer als die niedrigste Hubgrenze des Kolbens 36 bei normalem Gang eine Theilwand 28 eingesetzt, welche zum Durchlassen des Kolbens 52 mit einem Ausschnitt 12 versehen ist. Da, wo der Kolben 36 auf den Kolben 52 aufgesetzt ist, hat der letztere eine Verstärkung 10, welche genau in die Oeffnung 12 pafst. Fällt der Kolben 52, 36 plötzlich nieder, so tritt die Verstärkung 10 in die Oeffnung 12 und schliefst dieselbe ab. Hierdurch wird in der Kammer 44 zwischen dem Kolben 36 und der Theilwand 28 ein luftdicht abgeschlossener Raum gebildet, dessen Luftschicht als elastischer Buffer für den herabfallenden Differentialkolben dient und diesen vor einem heftigen Aufschlagen schützt.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Accumulator für die Druckausgleichcylinder direct wirkender Dampfpumpen, bei welchem der Raum unterhalb des Differentialkolbens (36) mit der Druckleitung und der Saugleitung der Pumpe verbunden ist, so dafs. durch Oeffnen der Hähne (19 und 17) unterhalb des Kolbens (36) Gegendruck oder Luftverdünnung entsteht und dadurch die Kraftäufserung des Accumulators nach Bedarf vermindert oder gesteigert werden kann (Fig. 4).
2. 2. Eine Ausführungsform des unter i. gekennzeichneten Accumulators:

   a) bei welcher der von der Druckleitung ■ abgeleitete Gegendruck durch eine in der Kammer (33) befindliche Flüssigkeit auf Hülfskolben (29) und vermittelst dieser auf den Differentialkolben übertragen .wird (Fig. 6);

   b) bei welcher das Rohr (38) durch Zweigrohre (16) und Absperrhähne (9) mit verschieden hoch gelegenen Stellen des Saugrohres und einer in letzteres eingeschalteten, als Druckregler wirkenden Luftkammer (41) behufs Regelung der zu leistenden Arbeit des Accu^ mulators bei verschiedenen Saughöhen der Maschine (Fig. 5 und 8) verbunden ist;

   c) bei welcher die Menge der zwischen dem Differentialkolben (36) und den Kolben der Ausgleichcylinder befindlichen Flüssigkeit dadurch geregelt wird, dafs dieselbe aus einem am unteren Ende des Differentialkolbens (36) vorgesehenen Hohlraum durch die Oeffnungen. (3) in den unteren Raum des Cylinders (53) austreten kann;

   d) bei welcher behufs Verhinderung des Durchgehens der Maschine in dem Verbindungsrohr (79) ein Rücklaufventil (14) mit Einstellspindel (8) oder ein Zweigrohr (27) mit Hahn 13 angeordnet sind.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.