DE821C - Expansionssteuerung für Dampfmaschinen - Google Patents

Description

1877.

I „Klasse .14 _

F. QUATRAM in BERLIN.
Expansions-Steuerung für Dampfmaschinen.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 3. Juli 1877 ab.

Die in der beiliegenden Zeichnung dargestellte Expansionssteuerung hat den Zweck, bei Dampfmaschinen das Füllungsverhältnifs selbstthätig so zu bestimmen, dafs das Product aus Füllungsyerhältnifs und der im Augenblick der Dampfabsperrung im Cylinder wirksamen Totalspannung constant und stets gleich der zweckmäfsigsten Endspannung, das heifst, gleich derjenigen Endspannung ist, welche nothwendig erreicht werden mufs, um eben noch die beim Leergange der Maschine herrschenden Reibungswiderstände, als auch den Gegendruck auf den Dampfko.lben zu überwinden, wie auch ' die Spannung im Cylinder, der von der Maschine zu leistenden Arbeit entsprechend, durch verändertes Feuern, oder durch Drosselung von Hand oder durch einen Regulator modificirt werden mag.

Jedes Cylinderende hat seinen eigenen Steuerungs-Mechanismus. In der Zeichnung ist nur der zum linken Ende gehörige dargestellt und im folgenden wird auch nur dieser eine Mechanismus beschrieben, da der zum rechten Ende gehörige auf der andern, in der Zeichnung fortgelassenen Cylinderseite sich befindet und genau ebenso ist.

Der Kesseldampf tritt bei A ein und gelangt durch den Kanal B, nachdem er das entlastete, nach aufsen durch Membrane abgedichtete Puppenventil C, sofern dasselbe geöffnet ist, passirt hat, in den Schieberkasten und von dort bei geöffnetem Schieber durch einen Kanal von links hinter den Dampfkolben. D ist der Austrittskanal.

Der Schieber ist ein gewöhnlicher Muschelschieber, welcher nur mit einer Kante arbeitet, die nöthige innere aber keine, oder doch nur wenig äufsere Ueberdeckung und demnach auch nur geringe Voreilung hat. Derselbe empfängt seine Bewegung mit dem jenseitigen Schieber zusammen von einem gewöhnlichen Excenter oder einer Gegenkurbel.

An dem Querhaupt der Dampfmaschine ist ein Gewicht E drehbar, und vom Drehpunkt F aus, einseitig nach links, gerichtet, angebracht; dasselbe macht demnach genau dieselbe Hin- und Herbewegung wie der Dampfkolben. Es stützt sich mit einer Nase G auf eine Knagge an dem Gleitbalken des Querhauptes, so dafs es nicht unter die Horizontallage sinken kann.

Ein Stiefel JV, in welchem sich ein kleiner Kolben O dampfdicht bewegen kann, ist am Maschinenbett befestigt; derselbe communicirt durch ein Röhrchen P mit dem linken Ende des Dampfcylinders derart, dafs die Spannung unter dem Kolben im Stiefel jedesmal der augenblicklichen Spannung im Cylinder gleich ist. Hierdurch wird der Kolben O gegen einen Hebel / gedrückt, dessen Axe in einem mit dem Maschinenbett verbundenen Augenlager liegt. Dieser Hebel / trägt an seinem einen Ende eine Rolle H.

Ein Gegengewicht K ist so bemessen, dafs es nicht nur den Hebel / mit der Rolle H sowohl, als den Kolben O abbalancirt, sondern noch so viel mehr beträgt, als einem Athmosphärendruck auf die Fläche des Kolbens O entspricht.

Die Rolle H äufsert demnach einen Druck nach oben gegen die abgehobelte Unterfläche des Wandergewichtes E, .welcher gleich ist dem Querschnitt des Kolbens O multiplicirt mit dem, um eine Athmosphäre vermehrten, jedesmaligen Ueberdruck, oder dem jedesmaligen totalen Druck des Dampfes im Cylinder und reducirt auf den Abstand der Rolle vom Drehpunkt des Hebels /.

Bezeichnet man diesen Druck, welchen die Rolle gegen das Wandergewicht äufsert mit q, den Querschnitt des Kolbens O mit /, den im betrachteten Augenblick im Dampfcylinder herrschenden Totaldruck mit σ; ferner den Abstand der Mitte des Kolbens O vom Drehpunkt des Hebels / mit α und den Abstand des Rollenmittelpunktes mit jS, so ist dem Gesagten gemäfs

Der Drehpunkt des Hebels / hat eine solche Lage gegen das Maschinenbett, dafs der Drehpunkt F des Wandergewichtes in seiner äufsersten Linksstellung (dem Beginn des Dampf kolbenhubes entsprechend) genau über den Mittelpunkt der Rolle H zu liegen kommt. Hierdurch ist die Entfernung des Drehpunktes F vom Druckpunkt der Rolle bei irgend einer Stellung des Dampfkolbens genau gleich dem zurückgelegten Kolbenweg.

Der Druck, welchen die Rolle gegen das Wandergewicht äufsern mufs, um dasselbe eben zu heben, mufs demnach gleich sein dem

Claims (1)

1. statischen Moment des Wandergewichts, dividirt durch den zurückgelegten Kolbenweg. Bezeichnet man diesen nöthigen Rollendruck mit Q, das statische Moment des ' Wandergewichtes mit m und den zurückgelegten Kolbenweg mit λ, so mufs sein

   Das statische Moment des Wandergewichtes ist nun ein für allemal durch Justiren des letzteren so bestimmt, dafs

   wird, wo unter I der Dampfkolbenhub und unter s die zweckmäfsigste Endspannung, also diejenige Endspannung verstanden ist, welche nothwendig erreicht werden mufs, wenn der Dampf am besten ausgenützt werden soll. Dieselbe hängt ab von der Ausführung der Maschine, vom Gegendruck auf den Kolben und von der Güte des Schmiermaterials, und kann durch den Versuch bestimmt werden.

   Setzt man diesen Werth für m in die vorhergehende Gleichung ein, so ist

   , α f.-ä-l.s

   ^Q= —J

   In dem Augenblick, in welchem der Druck q der Rolle gegen das Wandergewicht gleich der Reaction Q dieses Gewichtes, also in dem Augenblick, in welchem

   wird, tritt aber ein Heben des Wandergewichtes und dadurch Dampfsperrung, also Expansion ein, indem nämlich der auf der Axe des Hebels / sitzende Hebel L nach- rechts ausschlägt und dadurch vermittelst der Zugstange Maas Puppenventil C schliefst.

   Setzt man daher statt q und Q die dafür entwickelten Werthe in die letzte Gleichung ein, so erhält man

   Diese Schlufsgleichung in Worten ausgedrückt, lautet aber:

   »Das Füllungsverhältnifs I -j- I multiplicirt mit

   der im Augenblick der Dampfabsperrung im Cylinder wirksamen Totalspannung (er) ist constant und stets gleich der gewünschten zweckmäfsigsten Endspannung (s).«

   Also ist die beschriebene Expansionssteuerung eine solche, durch welche der Dampf bei jeder Arbeitsleistung der Maschine stets völlig ausgenützt wird. Hierdurch wird selbstverständlich eine bedeutende Dampf- bezw. Brennmaterialienersparnifs erzielt.

   Patent - Anspruch: Die beschriebene.und in der Zeichnung dargestellte Construction einer Expansionssteuerung für Dampfmaschinen.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.