DE62278C - Anlafsvorrichtung für Verbundmaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

(Northumberland, England).

Die Erfindung bezieht sich auf Neuerungen an Verbund-Maschinen und bezweckt, solche Maschinen mit Leichtigkeit und Sicherheit in Gang zu setzen, sowie auch den Nutzeffect derselben zu verbessern.

Sie ist besonders für Verbund-Lokomotiven geeignet, kann aber auch bei Verbund- oder Dreifach-Verbund-Maschinen irgend eines Systems angewendet werden.

Ein jedes Ende des Hochdruckcylinders der Verbund-Maschine ist dieser Erfindung gemäfs durch ein Rohr oder einen Du'rchlafs, welcher von einem Ventil regulirt wird, mit dem Receiver der Maschine verbunden, in welchen, sobald das Regulir- oder Absperrventil geöffnet ist, durch ein. Eintritts- oder Einlafsventil Dampf eingelassen wird, welches, sobald ein vorher bestimmter Druck im Receiver erreicht worden ist, sich schliefst.

Die Anordnung ist derart, dafs, wenn der Schieber des Hochdruckcylinders beide Dampfdurchlafsöffnungen dieses Cylinders beim' Ingangsetzen bedeckt, der Kolben desselben auf beiden Seiten dem verminderten Dampfdruck im Receiver ausgesetzt und somit in Wirklichkeit entlastet ist. _λ

Der Schieber des Niederdruckcylinders wird dann vom Receiver aus in den Niederdruckcylinder Dampf eintreten lassen und die Maschine in Bewegung setzen.

Sollten jedoch beim Ingangsetzen beide Dampfeingangskanäle des Niederdruckcylinders geschlossen sein, so wird der Hochdruckschieber an einem Ende des Hochdruckcylinders Dampf eintreten lassen, wodurch der letztere in Bewegung gesetzt wird.

Gleichzeitig wird der hohe Dampfdruck das Ventil an diesem Ende des Cylinders schliefsen und die Verbindung mit dem. Receiver absperren. Das andere Ende des Cylinders wird jedoch mit dem Receiver verbunden sein, so dafs der Druck, welchem der Hochdruckkolben beim Ingangsetzen ausgesetzt ist, in Wirklichkeit nur dem Unterschied zwischen dem Druck im Kessel und dem Druck im Receiver gleich ist. · . '

Aus diesem Grunde wird die bisher beim Anlassen der Maschine so plötzliche und starke Wirkung, der seinerseits der Hochdruckkolben und die mit demselben verbundenen Theile während des ersten Theiles des Hubes ausgesetzt sind, mehr oder weniger vermieden.

Nachdem die Maschine in Gang gesetzt worden ist, verursacht der erste Abdampf aus dem Hochdruckcylinder einen Druck im Receiver, der genügt, um das Ein- oder An-. lafsventil geschlossen zu halten, und beginnt die Verbund-Maschine zu arbeiten.

In der beiliegenden Zeichnung ist:

Fig. ι ein Verticalschnitt durch die Rauchkammer einer Verbund-Lokomotive, aus welchem der Hoch- und Niederdruckcylinder BB¹, sowie die Dampfröhren ersichtlich sind,

Fig. 2 ein Längenschnitt derselben, in der Achse des Hochdruckcylinders B geführt,

Fig.., 3 ein Horizontalschnitt durch die Schieberkästen,

Fig. 4 ein centraler Längenschnitt durch den Schieberkasten E und die benachbarten Theile des Hochdruckcylinders. B,

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht des Schieberkästens und der benachbarten Theile des Niederdruckcylinders im Schnitt, ·

Fig. 6 ein mittlerer Verticalschnitt einer dieser Erfindung gemäfs construirten Schieberanordnung, um hohen Dampfdruck in den Receiver einzulassen,

Fig. 7 ein mittlerer Verticalschnitt,

Fig. 8 ein theilweiser Verticalschnitt einer anderen Anordnung der Schieber, wobei die genannten Schnitte in rechtwinklig zu einander liegenden Ebenen geführt sind,

Fig. 9 ein Horizontalschnitt in der Linie x-x von Fig. 7,

Fig. io ein mittlerer Verticalschnitt, aus welchem eine weitere Abänderung der Ventile ersichtlich ist.

Die Fig. ι und 2 sind in kleinerem Mafsstabe gezeichnet als die übrigen Figuren. .

Unter Bezugnahme auf die Fig. ι bis 5 einschliefslich ist A der Mantel der Rauchkammer, B der Hochdruckcylinder, B¹ der Niederdruckcylinder, C der Hochdruckschieberkasten, C¹ der Niederdruckschieberkasten, D die Hauptdampfröhre, Z)¹D² die Nebendampfröhren, welche, wie nachstehend beschrieben, dazu dienen, Dampf durch das Einlafsventil Z)³ dem Receiver E der Maschine zuzuführen. F ist das Dampfauslafsrohr der Lokomotive.

Der Schieberkasten C, welcher deutlicher in den Fig. 3 und 4 dargestellt ist, und in welchem der Schieber G sich befindet, ist mit einem Paar Ventilen HH¹ versehen, welche die Kanäle H² schliefsen und öffnen, die zwischen den Dampfdurchlafsöffnungen//¹ des Hochdruckcylinders und des Receivers E der Maschine liegen.

Der Schieberkasten C¹ des Niederdruckcylinders B¹ ist mit zwei Schiebern G¹ (s. Fig. 5) versehen, welche die Niederdruckdampfdurchlafs-Oeffnungen /²/³ reguliren und dieselben abwechselnd zu dem Receiver E und dem Austrittsrohr F¹ hin öffnen. Die Schieber G und G¹ sind als Kolbenschieber dargestellt, jedoch können erwünschtenfalls auch andere Formen von Schiebern gewählt werden.

Die Fig. 4 und 5 veranschaulichen die relativen Lagen der Schieber G G¹ des Hochbezw. Niederdruckcylinders.

Der Kolben B² des Hochdruckcylinders ist am oder nahe am linken Ende des Hubes bei seiner Bewegung nach links dargestellt, und der Niederdruckkolben am oder nahe am linken Ende seines Hubes bei seiner Bewegung nach rechts. (Die Kurbeln liegen rechtwinklig zu einander.)

Die relativen Bewegungsrichtungen der Schieber und Kolben, sowie die Richtung, nach welcher der Dampfstrom geht, sind durch Pfeile angedeutet.

Es ist klar, dafs bei dieser Anordnung der Schieber der Hochdruckdampfraum J (s. Fig. 4) von beiden Enden des Hochdruckcylinders B abgesperrt ist.

. Um die Maschine in Gang zu setzen, wird in den Dampfraum J von dem Hauptdampfrohr D, Fig. i, aus Dampf eingelassen,' sowie auch in den.Receiver E von den Nebendampfröhren Z)¹/)². Der Druck wird in dem letzten Falle beim Durchströmen durch das Einlafsventil bei Z)³ verringert.

Da die Dampfeinlafsöffnung / (s. Fig. 4) zum Receiver offen ist, wird vom Receiver direct auf die entsprechende Seite des Hochdruckkolbens Dampf treten. Der Druck auf das obere und untere Ende des Ventils H ist dann gleich.

Die Verbindung zwischen dem Dampfmantel / und der Dampfdurchlafsöffnung / ist jedoch durch den Schieber G abgesperrt, und ist somit der Druck des Dampfes auf die untere Seite des Ventiles'i/¹ gröfser als derjenige auf dessen obere Seite. Das Ventil wird dadurch gehoben Und tritt durch /' auf die linke Seite des Kolbens B² Dampf, so dafs der Druck auf beiden Seiten dieses Kolbens nahezu gleich wird.

Bei Fig. 5 ist die Verbindung zwischen dem Receiver E und der linken Oeffnung /³ vom Schieber G¹ nicht bedeckt, so dafs aus dem Receiver E auf die linke Seite des Niederdruckkolbens Dampf tritt und die Maschine in Bewegung setzt. Die rechte Oeffnung P ist in diesem Moment nahe dem Auslafsrohr F zu geöffnet.

Sollten beim Ingangsetzen der Lokomotive beide . Oeffnungen des Niederdruckcylinders geschlossen sein, so wird an dem einen Ende des . Hochdruckcylinders, z. B. an demjenigen Ende, an welchem das Ventil H sich befindet, Kesseldampf eintreten.

Hierdurch wird das genannte Ventil sofort geschlossen. Da aber die andere Seite des Kolbens nach dem · Receiver hin durch den Schieber und das Ventil H Receiverdampf erhält, so wird der Hochdruckkolben in Wirklichkeit keinem gröfseren Drucke ausgesetzt sein als dem, der dem Unterschied, zwischen dem Druck im Kessel und dem Druck im Receiver entspricht. '

Die Ventile HH¹ sind als Kegelventile dargestellt.

Die Verbindung mit den Dampfdurchlafs-,öffnungen findet durch die Kanäle H^x statt, welche beim Giefsen direct in den Cylindern angebracht werden.

Verschiedene andere Formen von Ventilen können jedoch ebenfalls gebraucht werden, und kann die Verbindung mittelst Röhren hergestellt werden, die mit dem Receiver und den Enden der Cylinder verbunden sind.

Es ist jedoch besser, diese Ventile alle selbstthätig in ihrer Wirkungsweise herzustellen, so dafs sie durch Dampfdruck im Receiver sich öffnen, um auf beiden Seiten des Hochdruckkolbens Dampf eintreten zu lassen, und sich durch den verstärkten Dampfdruck beim Einlassen von Hochdruckdampf in den Cylinder durch den Schieber G schliefsen.

Die Lage der Steuerung ist für die Wirkungsweise dieser Ventile unwesentlich, da keine Verbindung zwischen denselben besteht.

Sollte der Druck im Receiver während des Arbeitens unter den normalen fallen, den man in demselben behalten will, so wird durch die Nebendampfrohre D¹ D² und das bei D³ gelegene Ventil, Fig. i, auf selbsttätigem Wege Hochdruckdampf eingelassen, wie nachstehend beschrieben wird, um den genannten Druck wiederherzustellen.

Bei einer Anordnung von Ventilen, die diesen Zweck verfolgt, wie solches in Fig. 6 dargestellt ist, wirkt der Kesseldampf auf einen Kolben oder ein Ventil K¹, der Dampf des Receivers dagegen auf ein anderes Ventil oder einen Schieber K², vom Erfinder »Absperrventil« genannt.

Diese beiden Ventile sind in einem geeigneten Gehäuse. K untergebracht und durch einen hohlen Cylinder K³, der auf der Seite mit Durchlochungen. K⁴ versehen ist, mit einander verbunden, oder es kann auch die Verbindung durch andere ■ Mittel bewirkt werden.

Durch eine Oeffhung K* kann für den Ablafsdampf unterhalb des Absperrventils K², Fig. 6, Ausgang geschafft werden.

Der Druck im Kessel wirkt in der Röhre D¹ auf das Ventil K¹ und strebt, dasselbe hochzuheben, während der Druck im Receiver durch das Rohr D² auf das Ventil K² und auf die obere. Seite von K¹ wirkt.

Die Wirkung ist in jedem Falle proportional dem Druck und der Oberfläche, auf welcher derselbe zur Geltung- kommt.

Die Flächen der Ventile sind so proportionirt, dafs das Einlafsventil i^¹ bei einem gegebenen relativen Druckunterschied zwischen dem Dampf im Kessel D und dem Dampf im Receiver E geschlossen wird.

Wenn der Druck im Receiver unter die normale Höhe im Verhältnifs zu derjenigen des Druckes im Kessel fällt, so wird der Druck in der Röhre D¹ das Ventil K¹ heben und Hochdruckdampf in das Rohr D² und den Receiver E treten (s. auch Fig. i), wodurch der Druck in demselben erhöht wird, bis er genügend stark ist, um das Ventil K^l wieder zu schliefsen.

Statt den Druck im Receiver auf einer solchen Höhe zu halten, dafs er in einem gewissen Verhältnifs zum Druck im Dampfrohr D oder Kessel steht, ist es zuweilen wünschenswerth, denselben für eine beträchtliche Anzahl von Druckhöhen im Kessel constant zu halten.

Zu diesem Zwecke kann die in Fig. 7, 8 und 9 dargestellte Anordnung dienen.

Bei derselben ist das Absperrventil K² so angeordnet, dafs es nicht durch den Druck im Receiver, sondern durch den Druck desjenigen Dampfes regulirt wird, welcher durch das Dampfrohr D¹ und ein Rohr £)⁴ hinter ein belastetes Ventil L (weiterhin »Regulirventil« genannt) in eine Kammer L² eintritt. Dieses Ventil wird am besten durch irgend eine Regulirfeder L¹ belastet und vermindert den Druck des Dampfes, welcher durch dasselbe geht, um einen bestimmten Betrag.

Dieser Druck auf das Absperrventil oder den Kolben K² wirkt nun dem Druck des Dampfes im Rohr D¹ auf das Einlafsventil K^l entgegen.

Da das Regulirventil L auf der einen Seite unter einer constanten Belastung steht und der Dampf vom Kessel durch dasselbe so lange hindurchströmen kann, bis der auf das Absperrventil wirkende Druck dem Druck im Kessel gleich wird, vermindert um einen Druck, der der Belastung entspricht, welche die Feder auf das Ventil ausübt, so ist es klar, dafs der auf das Absperrventil K² ausgeübte Druck abnehmen wird, je nachdem der Druck im Kessel ab- oder zunimmt.

Es folgt hieraus, dafs der vergröfserte oder verringerte Druck im Kessel, welcher das Einlafsventil K^} und dadurch das AbsperrventilK² zu heben strebt, ausgeglichen wird durch den vergröfserten oder verringerten Druck, welcher auf das Absperrventil wirkt und das Einlafsventil zu schliefsen strebt.

Hierdurch wird ein Constanter Druck auf der Rückseite des Einlafsventiles unterhalten, und wird in Wirklichkeit der Druck im Receiver constant.

Bei der Wirkungsweise dieser Anordnung wird in die Kammer L² so lange Dampf treten, bis in derselben genügend Druck vorhanden ist, um unter Beihülfe der Feder L¹ das Ventil L auf seinen Sitz zu drücken.

Dies wird offenbar erreicht, wenn der Dampfdruck auf L gröfser wird, als der Unterschied zwischen dem Druck im Kessel und dem von der Feder L¹ auf L ausgeübten Druck beträgt; mit anderen Worten: der Dampf in der Kammer L² hat einen Druck, welcher um einen bestimmten Betrag (dessen Höhe von der Stärke der Feder abhängt) geringer ist, als der Druck im Kessel.

Dieser Druck wirkt auf die obere Seite des Absperrventils oder Kolbens K², dessen untere Seite in diesem Augenblicke nur durch die Oeffhung K^x dem Atmosphärendrucke unterworfen ist. Das Absperrventil oder der KolbenK²

steht durch die Spindel K^B mit dem Einlafsventil K¹ in Verbindung. Die beiden Ventile haben gleiche Oberflächen.

Die Feder L¹ des Regulirventils L kann so beschaffen sein, dafs durch Zunahme ihrer Belastung auf das Ventil L der Druck im Receiver vergröfsert wird, um, wenn es wünschenswerth ist, die Leistungsfähigkeit der Maschine zu vergröfsern. · ·. .

Zu diesem Zwecke können die Theile so angeordnet sein, dafs sie von dem Standpunkte des Lokomotivführers aus regulirt werden körinen.

X,* ist ein an der Spindel K^s angebrachter Bund. Derselbe wirkt in einer Kammer L⁵, welche mit der äüfseren Luft durch Kanal K^x verbunden ist und dazu dient, die Aufwärtsbewegung des Ventils K¹ zu begrenzen.

Ein Manometer kann an irgend einem beliebigen Theil angebracht werden, um dem Locomotivführer den im Receiver herrschenden Dampfdruck anzuzeigen.

Bei der¹ in Fig. 7, 8 und 9 dargestellten Anordnung kann sonach im Receiver und im Niederdruckcylinder ein beliebig constanter Druck unterhalten werden, und zwar unabhängig vom Steigen odei Fallen des Druckes im Kessel, so lange dieser Druck gröfser ist, als der im Receiver herrschende.

Die durch den Hoch- und Niederdruckcylinder hervorgebrachte Kraft kann ebenfalls hierdurch regulirt und gleichgemacht werden, oder es kann auch die durch den ^Niederdruckcylinder hervorgebrachte Kraft gröfser gemacht werden als diejenige, welche durch den Hochdruckcylinder erzeugt wird.

Die aus dem Auslafsrohr F¹ austretende Dampfmenge wird ebenfalls für eine bestimmte Stellung der Drosselklappe constant sein, so dafs die Wirkung des Einblasens auf das Feuer während der Thätigkeif der Maschine hiernach entsprechend erfolgt.

Bei der in Fig. 10 dargestellten, abgeänderten Anordnung ist die Oberfläche des Absperrventils oder Kolbens K² gleich dem Unterschiede zwischen den Flächen des Ventils K¹ und der Spindel K^s. In diesem Falle würde ebenfalls der Druck im Receiver constant erhalten bleiben und in der Pra:ns demjenigen gleich sein, welcher erforderlich ist, um' das Ventil L der Wirkung der Feder L¹ entgegengesetzt wirken zu lassen.

In Wirklichkeit würde er gröfser sein als dieser letztere Druck, und zwar um einen bestimmten Betrag, welcher demjenigen der Atmosphäre gleich ist.

Claims (2)

Patent-An sprüche:

1. Anlafsvorrichtung für Verbundmaschinen, gekennzeichnet durch die Anordnung zweier Ventile HH¹, welche an dem vorderen bezw. hinteren Ende des Hochdruckcylinders den Receiverdampfeinlafs H* zum Steuerschieber G regeln und von denen jedes sich hebt, wenn der Druck im Receiver den Druck am betreffenden Ende des Cylinders überschreitet, sich dagegen schliefst, wenn der Druck in dem genannten Ende des Cylinders höher ist als der Druck im Receiver, so dafs beim Anlassen der Maschine, im Falle der Hochdruckschieber beide Dampfkanäle II¹ zum Cylinder bedeckt, der frische Dampf, welcher durch das gewöhnliche Einlafsventil einströmt, ein Heben der Ventile H und H¹ bewirkt und dadurch Receiverdampf auf die beiden Seiten des Hochdruckkolbens treten läfst, wodurch die Dampfdrucke auf die beiden

.Kolbenflächen sich aufheben und die Maschine leicht durch Receiverdampf, welcher auf den Niederdruckkolben wirkt, angelassen werden kann; andernfalls, wenn der Hochdruckschieber so steht, dafs Hochdruckdampf, d. h. directer Kesseldampf auf eine Seite des Hochdruckkolbens treten kann (Fig. 4),· wird Receiverdampf auf die andere Seite des Kolbens treten und der entgegenwirkende Hochdruckdampf auf den Kolben nur einen solchen Druck ausüben, um welchen er den Receiverdampf an Spannung übertrifft, wodurch ein sofortiges Anlassen der Maschine ohne Stofs bei jeder Schieberstellung bewirkt wird.

2. Bei der im Anspruch 1. gekennzeichneten Anlafsvorrichtung an Verbundmaschinen die Anordnung eines Receiverdampfdruckregulirventils (Fig· 7, 8, 9 und 10), welches mit der Kesseldampf-, sowie Receiverdampfleitung in Verbindung steht, zwei mit einander verbundene Ventile oder Kolben K¹K² besitzt, auf welch ersterem von unten Kesseldampf und von oben Receiverdampf einwirkt, während auf letzteren Kolben i£² entweder durch Anordnung eines belasteten Regulirventils L oder durch Construction seiner Angriffsfläche nur ein solcher Dampfdruck ausgeübt wird, der zur richtigen Zeit ein Heben und Senken des Kolbens K¹ zuläfst, wodurch ein Dampfdruckausgleich im Receiver und Kessel derart erfolgt, dafs der Dampf im Receiver auch bei einem schwankenden Kesseldruck immer dieselbe Spannung erhält.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen.