-
Gesteuertes Staubzuführungsventil für Brennkraftmaschinen für staubförmige
Brennstoffe Die vorliegende Erfindung "betrifft ein Staubzuführungsventil zum im
Arbeitstakt gesteuerten, druckdichten Abschluß der Verbindung zwischen der Staubzuführungsleitung
und dem Brennraum bzw. einem diesem vorgeschalteten und mit .ihm verbundenen, einen
Teil des Brennraumes bildenden Vorraum bei Brennkraftmaschinen für feste, pulverförmige
Brennstoffe. Bei solchen Maschinen ist es bekannt, die Maschinenleistung dadurch
zu regeln, daß der Hub oder die Eröffnungszeit des im Staubstrom liegenden, den
Staubzulauf gegenüber dem Brennraum im Arbeitstakt der Maschine absperrenden und
freigebenden Dichtkörpers verändert wird. Der Dichtkörper steht dabei unter hoher
Federspannung,, um einen druckdichten Schluß zu gewährleisten und ein Hängenbleiben
unter allen Umständen zu vermeiden, weil damit die Gefahr des Austrittes heißer
Verbrennungsgase -in den Staubzulauf und der Explosion des Brennstoffvorrates verbunden
wäre. Die Beeinflussung eines im Arbeitstakt bewegten, unter dem Einfluß großer
Kräfte stehenden Dichtkörpers mit dem Ziel der Veränderung des Zeitquerschnittes
für den Durchtritt des Treibstaubes zwecks Regelung der Maschine ist aber regeltechnisch
außerordentlich schwierig. Außerdem bedingt eine derartige Regelung einen großen
baulichen Aufwand für Hilfsmotoren, Sondernocken mit kontinuierlichen Übergängen
von großen Hüben und Eröffnunjsveiten zu kleinen u. dgl., so daß sich Regelverfahren,
bei denen der Durchtrittsquerschnitt eines Staubstromes verändert wird, bisher bei
Staubmotoren nicht einführen konnten, obwohl diese Art der Regelung gewisse Vorteile
aufweist. Die Schwierigkeiten der bisher bekannten Regelungen von Staubmotoren mit
Veränderung des Durchtrittsquerschnittes eines in den; Brennraum geführten Staubstromes
werden erfindungsgemäß vermieden. Die Erfindung besteht nunmehr darin, daß bei Staubzuführungsventilen
der eingangs erwähnten Art der Hauptdichtstelle des Staubzuführungsventils ein nicht
im Arbeitstakt der Maschine bewegter, während der. Ventilöffnung im Bereich des
Staubstromes liegender und dessen Durchströmquerschnitt steuernder Drosselkörper
vorgeschaltet ist, der die Maschinenleistung
durch Drosselung des
Staubstromes regelt. Die erfindungsgemäße Vorschaltung eines nicht im Arbeitstakt
bewegten Drosselkörpers in den Staubstrom bringt den großen Vorteil mit sich, daß
damit die Regelung der Maschine wesentlich vereinfacht ist, weil nicht mehr ein
schwer beweglicher, unter hoher Federspannung stehender Dichtkörper vom Regler zu
beeinflussen ist, sondern ein ganz leichter Drosselkörper, der spielend von einem
Regler verschoben werden kann.
-
Es sind Einrichtungen zur Regelung eines Staubstromes für Pülverbrennkraftmaschinen
bekannt, bei welchen eine Regelung der Treibstaubmenge durch Abmessung und Abteilung
verschiedener Staubvolumina erfolgt. Dabei wird ein in seiner Größe regelbarer Meßraum
im Arbeitstakt der Maschine mit Treibstaub gefüllt und anschließend durch das Staubventil
in den Brennraum entleert. Diese Regelungsart hat wesentliche Nachteile, die vor
allem darauf beruhen, daß beim Abmessen eines Staubvolumens durch allseitigen Abschluß
einer gewissen Staubmenge mit Hilfe von im Arbeitstakt der Maschine bewegten Teilen
die Gefahr der Staubbrikettierung sehr groß ist, worunter das Zusammenpressen von
Staub zu nicht mehr fließfähigen Gebilden zu verstehen ist. Die Brikettierung von
Treibstaub in den Regelorganen gehört zu den unangenehmsten und gefährlichsten Störungen,
die bei Staubmotoren überhaupt denkbar sind.
-
Eine besonders günstige und raumsparende Ausführung eines erfindungsgemäßen,
im Staubstrom liegenden Drosselkörpers ergibt sich dann, wenn man diesen als axial
verschieblichen und gegenüber der Brennstaubzuleitung staubdicht geführten Hülsenschieber
ausbildet, der den im Arbeitstakt bewegten Dichtkörper des Staubzuführungsventils
konzentrisch umfaßt und der an seinem Umfang durch Verschiebung gegenüber einem
anderen Teil des im Arbeitstakt bewegten Ventilkörpers gesteuerte öffnungen zur
Regelung des Durchtrittsquerschnittes für den Staubstrom besitzt.
-
Eine solche Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung in
Abb. i und 2 dargestellt. Dort bedeutet i den Staubzulauf, 2 den dem Brennraum vorgeschalteten
Vorraum (Beikammer), 3 den Arbeitsraum der Maschine. q. ist der bewegliche Dichtkörper,
der mit dem Antriebsteils gelenkig verbunden ist. Dieser Dichtkörper wird von einer
Drosselhülse 6 konzentrisch mit geringem Spiel; umfaßt. Die Abdichtung gegen den
Vorraum erfolgt an der StelleDl. Am beweglichen Dichtkörper q. ist eine Steuerkante
ä vorgesehen, die den Zulauf von Staub durch die in der Hülse angeordneten Schlitze
9 steuert. Bei geschlossenem Staubzuführungsventil liegt diese Steuerkante S in
der Abwicklung (Abb.2) auf der Höhe der Linie A-A.
Angenommen sei in diesem
Fall ein gleichbleibender Hub des Ventilteils q. bis zu einer höchsten Lage B-B
der Steuerkante b; die untere Kante der Schlitze 9 liegt dann immer mindestens um
den Betrag d höher als die Steuerkante in der Schließstellung A-A, so daß der Staubzulauf
zur Dichtstelle D- kurz vor Abschluß abgedrosselt wird, womit sich die vorteilhafte
Nebenwirkung ergibt, daß sich beim Aufsetzen des Dichtkörpers .l auf die Dichtflächen
D, wenig oder gar kein Staub auf diesen befindet, der die völlige Abdichtung beeinträchtigen
könnte. Aus dieser tiefsten. Stellung kann nun die Hülse um einen gewissen Betrag
nach oben hinausgeschoben «-erden. Werden z. B. die Schlitze so hoch angehoben,
daß ihre Unterkante höher liegt als die Steuerkante S in ihrer höchsten Lage B-B,
so erfolgt gar kein Staubzulauf mehr. In Abb. 2 ist auch gestrichelt eine Mittelstellung
der Schlitze für etwa halbe Last eingezeichnet. Die Hülse 6 ist, da sie nicht unter
Federkraft steht, leicht beweglich und erlaubt daher eine genaue Regelung. Das federbelastete
Ventil q. kann dauernd um einen gleichbleibenden Betrag angehoben werden, ohne daß
eitle Regelung der Hubhöhe bzw. Eröffnungszeit dieses Steuerteils erforderlich wäre,
die hohe Regelkräfte beanspruchen würde und außerdem durch Abnutzungen, Klemmungen
usw. beeinträchtigt wäre.
-
Um die Bewegung der Regelhülse nicht durch brikettierenden Staub zu
behindern, wird unterhalb der tiefsten Stellung der Hülse zweckmäßig ein nach den
Seiten hin offener Spielraum freigelassen, dessen Ausdehnung in Richtung der Bewegung
der Hülse mindestens 3o% des gesamten Regelhubes beträgt, so daß unterhalb der Hülse
sich ansammelnder Staub, ohne zu brikettieren, entweichen kann.
-
Die Schlitze g der Regelhülse sind im gezeichneten Fall (vgl. Abb.2)
dreieckig geformt, so daß beim Verschieben der Hülse in axialer Richtung die Summe
der freien Querschnitte der Mantelöffnung stärker als linear zu- oder abnimmt. Durch
geeignete andere Formung der Schilitze kann man auch jedes andere Querschnittsöffnungsgesetz
erreichen. Die Ausnutzung nur eines Teils des Umfanges der Hülse ist regeltechnisch
vorteilhaft; würde man nämlich z. B. mit der Stirnkante der Hülse besonders durch
Freigabe eines Ringspaltes den Staubdurchtritt regeln, so würde selbst bei Regelung
von Leerlauf auf Vollast ein Hub der Hülse von wenigen Millimetern zur Freigabe
des erforderlichen Querschnittes vollauf genügen. Es würde sich damit ep.n so kleiner
Hub der
Regelhülse ergeben, daß innerhalb desselben bei den unvermeidbaren
Ungenauigkeiten der Regelorgane, Gestänge und des Spieles dieser Teile eine genaue
Regelung nicht mehr durchgeführt werden könnte.