DE76651C

DE76651C - Power machine with control of the inlet organ by self-throttling of the driving agent

Info

Publication number: DE76651C
Application number: DENDAT76651D
Authority: DE
Original assignee: W. SCHMIDT in Wilhelmshöhe bei Kassel
Anticipated expiration: 1913-10-28

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

KLASSE 14: Dampfmaschinen.CLASS 14: Steam Engines.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine selbsttätige Steuerung für Dampfmaschinen, welche dadurch gekennzeichnet ist, dafs ein Einlafsorgan, welches das beständige Bestreben hat, sich zu öffnen, infolge der Drosselung und der Expansion sich selbstthätig schliefst.The present invention relates to an automatic control for steam engines, which is characterized by the fact that an inlet organ, which is the constant endeavor has to open, closes automatically as a result of the throttling and expansion.

In beiliegender Zeichnung ist die Steuerung bei einem einfach wirkenden Motor angebracht angenommen.In the accompanying drawing, the control is attached to a single-acting motor accepted.

Es ist α der Kolben, welcher sich in dem Cylinder b bewegt, c ist der; ringförmige Aus-Iafskanal, d der. Stutzen für die Dampfzuleitung. Das Einlafsorgan besteht aus einem Ventil /. .It is α the piston that moves in cylinder b , c is the one; annular outlet channel, d the. Nozzle for the steam supply line. The inlet organ consists of a valve /. .

Dieses Ventil steht unter dem Einflufs einer Feder g, welche beständig bestrebt ist, durch Druck, auf die Plätte h das Ventil zu öffnen, wobei die Schraube i zum Anspannen der Feder dient. Der Hub des Ventils wird durch die Stellschraube k geregelt (Fig. 1).This valve is under the influence of a spring g, which constantly strives to open the valve by pressure on the plate h , the screw i serving to tension the spring. The stroke of the valve is regulated by the adjusting screw k (Fig. 1).

Die Steuerung wirkt wie folgt:The control works as follows:

Denkt man sich den Kolben am Ende seines nach links gerichteten Hubes, so wird das Ventil f geöffnet sein, da die Feder g, so lange Gleichgewicht im Dampfdruck auf beiden Seiten herrscht, das Ventil geöffnet erhält. Es wird also Dampf vor den Kolben treten.If one imagines the piston at the end of its stroke directed to the left, the valve f will be open, since the spring g keeps the valve open as long as there is equilibrium in the vapor pressure on both sides. So there will be steam in front of the flask.

Bewegt sich nun der Kolben vorwärts, so wird offenbar der strömende Dampf eine Drosselung erfahren, welche bewirkt, dafs der Dampfdruck unter dem Ventilteller geringer ist als über dem Ventilteller. Der auf diese Weise entstehende äufsere Dampfüberdruck wird aber nicht genügen, um den Ventilteller zu schliefsen, da der Widerstand der Feder g derart bemessen ist, dafs er durch diesen Dampfüberdruck nicht überwunden werden kann. Da nun aber der Kolben α sich immer schneller bewegt und schliefslich in seiner Mittelstellung seine Maximalgeschwindigkeit erreicht, so wird offenbar auch die Geschwindigkeit der Dampfströmung zunehmen und infolge dessen die Drosselung verstärkt werden, so. dafs schliefslich die Drosselung so stark wird, dafs die Differenz des unter und über dem Ventilteller herrschenden Dampfdruckes hinreichend grofs wird, um einen Schlufs des Ventils herbeizuführen, da der äufsere Ueberdruck die entsprechend berechnete Kraft der Feder g überwindet. Sobald das Ventil geschlossen ist, wird es bis zu Ende des Kolbenhubes geschlossen bleiben, da vom Augenblick des Ventilschlusses an die Expansion beginnt und somit der Druck im Cylinder, also unterhalb des Ventil tellers, immer mehr abnimmt, so dafs ein beständiger, zur Üeberwindung des Federwiderstandes hinreichender äufserer Ueberdruck vorhanden ist.If the piston now moves forward, the flowing steam will evidently experience a throttling, which causes the steam pressure under the valve disk to be lower than that above the valve disk. The external steam overpressure that arises in this way will not be sufficient to close the valve disk, since the resistance of the spring g is dimensioned in such a way that it cannot be overcome by this steam overpressure. But since the piston α is moving faster and faster and finally reaches its maximum speed in its middle position, the speed of the steam flow will obviously also increase and as a result the throttling will be increased, see above. that finally the throttling becomes so strong that the difference between the steam pressure prevailing below and above the valve disk is sufficiently great to cause the valve to close, since the external overpressure overcomes the correspondingly calculated force of the spring g . As soon as the valve is closed, it will remain closed until the end of the piston stroke, since the expansion begins from the moment the valve closes and thus the pressure in the cylinder, i.e. below the valve plate, decreases more and more, so that a constant, to overcome the Sufficient external overpressure is present due to the spring resistance.

Hat dann der Kolben α am Ende seines Hubes die Oeffnungskante des Auslafskanales c überschritten, so erfolgt der Auspuff, bei welchem naturgemäfs das Ventil f immer noch geschlossen bleibt, da hierbei der nothwendige Unterdruck im Cylinder ebenfalls verbleibt oder vielmehr sich sogar noch steigert. . .If the piston α has passed the opening edge of the outlet duct c at the end of its stroke, the exhaust occurs, in which the valve f naturally still remains closed, since the necessary negative pressure in the cylinder also remains or rather increases. . .

Beim Kolbenrückgang wird dann nach Schlufs des Auslafskanals eine Compression des nicht ausgepufften Dampfes eintreten, welche schliefslich so stark wird, dafs der comprimirte Dampf die Spannung des Admissionsdampfes annimmt. Es wird dann, oder richtiger gesagt schon etwas vorher, das Ventil sich öffnen, da beiWhen the piston declines after the exhaust port closes, there is no compression of the puffed steam enter, which eventually becomes so strong that the compressed steam the tension of the admissions vapor assumes. It will then, or to put it more correctly, it will a little beforehand, open the valve, since at

Gleichgewicht im Dampfdruck vor und hinter dem Ventil^ die Feder g den Ventilteller hebt.Equilibrium in the steam pressure in front of and behind the valve ^ the spring g lifts the valve disc.

Der comprimirte Dampf wird eventuell theilweise einfach in die Zuleitung zurückgedrängt, worauf bei geöffnetem Ventil dasselbe Kolbenspiel und derselbe Steuerungsvorgang sich wiederholt.The compressed steam may be partly simply pushed back into the supply line, whereupon the same piston clearance when the valve is open and the same control process is repeated.

Die Drehrichtung kann man beim Anlassen je nach der Kurbelstellung beliebig wählen. Unter Umständen wird es zweckmä'fsig sein, folgende Einrichtung zu treffen, um in dem Falle, dafs die Compression zur Oeffnung des Ventils nicht ' ausreichen sollte, dennoch die Oeffnung desselben zu bewirken:The direction of rotation can be freely selected when starting, depending on the position of the crank. Under certain circumstances it will be useful to make the following arrangements in order to In the event that the compression should not be sufficient to open the valve, the To effect opening of the same:

Es wird ein Ventil k^l am Cylinderkopf vorgesehen, welches durch die Feder m geschlossen gehalten wird. Ist nun der Kolben α in der Nähe seines Hubendes beim Rückgang angelangt, so stöfst derselbe gegen einen am Ventil k¹ befestigten Stift ο und öffnet das Ventil. Infolge dessen strömt aus der Zuleitung d durch den Kanal ρ Admissionsdampf in den Cylinder, so dafs unter dem Ventil y auf jeden Fall derselbe Druck entsteht, als über demselben; hierbei öffnet sich dann das Ventil. Diese Oeffnung des Hülfsventiles kann naturgemäfs auch in . anderer Weise bewirkt werden. Bei stehender Anordnung des Cylinders kann u. A. das im oberen, Deckel liegende Haupteinlafsorgan vom Kolben aufgestofsen werden und so die Stelle des Hülfsorgans mit übernehmen. A valve k ^{l is provided} on the cylinder head, which is kept closed by the spring m. If the piston α has now reached the decline in the vicinity of its stroke end, it strikes against a pin ο attached to the valve k ¹ and opens the valve. As a result of this, admission vapor flows from the supply line d through the channel ρ into the cylinder, so that in any case the same pressure arises under the valve y as above it; this then opens the valve. This opening of the auxiliary valve can naturally also in. be effected in a different way. When the cylinder is in an upright position, the main inlet organ located in the upper cover can be pushed open by the piston and thus take over the position of the auxiliary organ.

Der Hub des Vensiles f, welcher zur Erzielung eines schnellen Schlusses nach Eintritt des entsprechenden äufseren Ueberdruckes möglichst gering bemessen sein mufs, kann, wie gesagt, durch die Stellschraube k regulirt werden. Das Ventil wird sich bei gegebener Geschwindigkeit der Maschine desto früher schliefsen, je geringer der Ventilhub ist, so dafs also die Füllungen sich durch Einstellen der Stellschraube verändern lassen.
. Das Einstellen der Stellschraube kann von Hand erfolgen, aber auch auf sehr einfache Weise durch den Regulator bewirkt werden; es ist dies in Fig. 2 angedeutet. Wie aus dieser Figur ersichtlich, ist über dem Kopf der Ventilspindel eine unrunde Scheibe r angebracht, welche auf einer vom Regulator aus drehbaren Achse sitzt. Wenn das Ventil geschlossen ist, liegt der Spindelkopf nicht an dieser unrunden Scheibe r an, stöfst hingegen gegen dieselbe, sobald das Ventil sich öffnet. Da nun die Scheibe unrund ist, so wird sich das Ventil mehr oder weniger öffnen, je nachdem der Regulator die'Scheibe gedreht hat, so dafs also auch, je nach der Stellung des Regulators, andere Füllungen eintreten. Hierbei ist zu bemerken, dafs der Regulator ohne jeden Widerstand arbeiten kann, da sich die unrunde Scheibe verstellt, wenn das Ventil geschlossen ist.The stroke of the valve f, which must be as small as possible in order to achieve a quick closure after the corresponding external overpressure has occurred, can, as said, be regulated by the adjusting screw k . At a given speed of the machine, the valve will close the earlier the lower the valve stroke, so that the fillings can be changed by adjusting the adjusting screw.
. The adjustment screw can be set by hand, but it can also be done in a very simple manner by the regulator; this is indicated in FIG. As can be seen from this figure, a non-circular disc r is attached above the head of the valve spindle, which is seated on an axis that can be rotated from the regulator. When the valve is closed, the spindle head does not rest against this non-circular disk r , but it hits against it as soon as the valve opens. Since the disc is now out of round, the valve will open more or less depending on how the regulator has turned the disc, so that other fillings also occur depending on the position of the regulator. It should be noted here that the regulator can work without any resistance, since the non-circular disc moves when the valve is closed.

Im übrigen tritt auch ohne die äufsere Regulirung eine selbstthätige Regulirung ein, da bei zu schnell gehendem Kolben die Drosselung naturgemäfs sich verstärkt und deshalb der äufsere Ueberdruck früher eintritt, es wird also das Ventil auch früher schliefsen; in umgekehrtem Falle schliefst das. Ventil später. In addition, an automatic regulation occurs even without external regulation, because when the piston moves too fast the throttling naturally increases and therefore the external overpressure occurs earlier, so the valve will also close earlier; in the opposite case the valve closes later.

Es ist also auf diese Weise eine Steuerung geliefert- worden, welche ohne besondere Steuerungsglieder selbstthätig den Dampfzutritt regelt und sogar in dem Mafse, dafs auch eine veränderliche Expansion eintritt.So in this way a control has been delivered, which is without special Control members automatically regulate the admission of steam and even to the extent that one too variable expansion occurs.

Claims

Patent Claims:

1. A prime mover, characterized in that the driving means is through an organ is admitted, which has the tendency to open up and take action the pressure conditions, which the advancing piston generates, closes.

2. An engine according to claim 1, wherein the stroke of the intake member is from

■ Can be changed manually or by the regulator, for the purpose, the time at to which the external overpressure, which is sufficient at the end of the inlet organ, occurs regulate and thus change the filling.

3. An engine according to claim 1, wherein there is an auxiliary inlet member, if necessary, sufficient pressure in the cylinder to open the inlet organ to manufacture.

1 sheet of drawings.