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Vorrichtung zur Entlastung des Triebwerks einer Schiebersteuerung
von Massenkräften bei Dampfmaschinen u. dgl. Bei Dampfmaschinen mit Schiebersteuerung
ist besonders bei größeren oder rasch laufenden Maschineneinheiten das Steuerungstriebwerk
beträchtlichen Beanspruchungen durch die Massenkräfte der Schieber ausgesetzt. Es
wurde daher schon vorgeschlagen, mittels einer Federeinrichtung diese :Massenkräfte
aufzufangen. Da jedoch die Schieber größerer Maschinen erhebliche Massen besitzen,
müssen auch die Federn entsprechend stark bemessen sein, woraus sich bei größeren
Arbeitshüben die Gefahr von Ermüdungserscheinungen ergibt. Dazu kommt, daß eine
auf Federn beruhende Entlastungsvorrichtung nur unter großen baulichen Schwierigkeiten
eine Möglichkeit zum Abschalten der Federwirkung beim Anfahren der Maschine zulassen
würde. Schließlich ist auch der lineare Verlauf einer Federcharakteristik für diesen
besonderen Verwendungszweck ungünstig. Man hat daher zur Entlastung des Schiebertriebwerkes
auch schon einen zusätzlichen, doppelt wirkenden Dampfkolben angeordnet, um die
Massenkräfte aufzunehmen. Abgesehen von dem durch eine solche Vorrichtung bedingten
Mehrverbrauch an Dampf konnte den wechselnden Betriebsbedingungen auch bei dieser
Anordnungsweise nicht ohne weiteres Rechnung getragen werden, da die Speisung in
der Regel durch Dampf konstanter Eintrittsspannung erfolgte. Zudem erfordert der
Dampfbetrieb einer Entlastungsvorrichtung auch noch eine zusätzliche Wartung hinsichtlich
Abdichtung u. dgl. Weiter kann auch der Betrieb -durch die notwendigen Vorkehrungen
gegen Wasserschläge zusätzlich erschwert werden, ganz abgesehen von den erforderlichen
Mehraufwendungen an Rohrleitungen für den Anschluß des Zu- und Abdampfes.
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Nach der Erfindung werden diese Schwierigkeiten dadurch vermieden,
@daß ein doppelt wirkender, mit der Schieberstange verbundener Kolben
derart
in einem Zylinder angeordnet ist, daß er bei seinem Auf- und Abwärtshub eine Luftöffnung
freigibt, so daß sich zwischen dem unteren bzw. oberen Verdichtungsraum des Zylinders
und er Außenluft ein Druckausgleich einstellt, während im oberen bzw. unteren Verdichtungsraum
ein zunehmender, den -Massenkräften des Schiebers entgegenwirkender Verdichtungsdruck
entsteht. Den unterschiedlichen Bedingungen beim Anfahren gegenüber dem Normalbetrieb
kann in einfachster Weise dadurch Rechnung getragen werden, daß die Verdichtungsräume
mit Entlastungsorganen versehen werden, die ein Abschalten der Vorrichtung gestatten,
so daß ohne Gegendrücke angefahren werden kann. Ebenso kann auch für beide Verdichtungsräume
ein gemeinsames Entlastungsorgan vorgesehen sein, das in einer dieser beiden Räume
verbindenden I: mführungsleitung angeordnet ist. Schließlich lassen sich auch das
bzw. die Entlastungsorgane in einfacher Weise mit dem Drehzahlregler der Maschine
derart verbinden, daß sie beim Anfahren geöffnet und bei zunehmender Drehzahl bzw.
bei Vergrößerung des Schieberhubes allmählich geschlossen werden. Die erfindungsgemäße
Vorrichtung erlaubt es somit, unter Verzicht auf zusätzliche Dampfverluste, Leitungen
u. dgl. eine wirksame Entlastung des Schiebertriebwerkes herbeizuführen, ohne Rücksicht
darauf, ob es sich um eine unter veränderlicher Drehzahl betriebene Maschine handelt
oder um eine solche, bei der der Schieberhub zum AusgleichvonBelastungsänderungen
veränderlich ist.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in zwei schematischen
Schnittdarstellungen veranschaulicht. Es zeigt Fig. i eine Entlastungsvorrichtung
mit zwei ins Freie mündenden Druckentlastungsorganen, Fig. 2 eine gleichartige Vorrichtung,
bei der ein gemeinsames Entlastungsorgan für beide Verdichtungsräume vorgesehen
ist.
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In der Zeichnung ist der Zylinder einer Dampfmaschine mit i, der Kolben
mit 2 und der Kreuzkopf mit 3 bezeichnet. Die Steuerung erfolgt durch ein auf einer
gemeinsamen Schieberstange q sitzendes Schieberpaar 5, 6, dessen Antrieb in bekannter
Weise durch eine Kurbelstange? erfolgt. Die beiden Schieber 5, 6 steuern den Ein-
und Austritt des Arbeitsdampfes in den Zylinder i der Maschine in üblicher Weise.
Um das Triebwerk der Schiebersteuerung von den beträchtlichen, bei höheren Drehzahlen
oder bei größeren Schieberhüben auftretenden -Massenkräften zu entlasten, ist die
Szhieberstange.t beim wiedergegebenen Ausführungsbeispiel nach oben verlängert und
trägt einen zusätzlichen Luftverdichtungskolben B. Dieser Kolben ist in einem Zylinder
9 so angeordnet, daß er beim Aufwärtshub zunächst die Luftöffnung 1o freigibt, so
daß der untere Verdichtungsraum i i im Druckausgleich mit der Außenluft steht. Beim
Abwärtshub erfolgt ein gleicher Vorgang hinsichtlich des oberen Verdichtungsraumes
12. Beim Abwärtshub wird aber die durch die Öffnung 1o eingetretene Luft im Raum
i i durch den Kolben 8 verdichtet, so daß ein zunehmender Verdichtungsdruck entsteht.
Dieser wirkt den in diesem Falle nach unten wirkenden Massenkräften der Schieber
3, 6 entgegen. Gleiches findet statt beim Aufwärtshub des Kolbens 8, der nunmehr
Luft im Raum 12 verdichtet. Durch entsprechende Bemessung der Räume 11, 12 hat man
es in der Hand, den größtmöglichen im Betrieb der Maschine auftretenden 1-lassenkräften
die entsprechenden Gegenkräfte entgegenzusetzen. Dazu kommt, daß die jeweils in
den Räumen 11, 12 verdichtete Luft beim Wechsel der Bewegungsrichtung der Schieberstange
4 ebenfalls entlastend wirkt.
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Ein besonderer Vorteil der Vorrichtung besteht darin, daß sie im Gegensatz
zu den Entlastungsvorrichtungen bekannter Art sich bei wechselnden Schieberhüben
selbsttätig auf die gleichzeitig damit wechselnden --Massenkräfte einstellt, da
im Falle eines geringen Schieberhubes und geringer -Massenkräfte auch ein geringer
Hub des Kolbens 8 und damit eine geringere Verdichtung stattfindet.
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Mit Vorteil sind die Räume 11, 12 mit Druckentlastungsorganen 13,
1.4 versehen, die ins Freie münden und die es erlauben, die Vorrichtung beim Anfahren
zur Erleichterung dieses Vorganges vorübergehend außer Wirkung zu setzen.
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Wie Fig.2 zeigt, besteht auch die Möglichkeit, an Stelle zweier Druckentlastungsorgane
für die beiden Verdichtungsräume 11, 12 ein gemeinsames Entlastungsorgan 13 vorzusehen.
Dieses ist dann in einer die beiden Räume i 1, 1.2 verbindenden Umführungsleitung
15, 16 angeordnet. Insbesondere dieses gemeinsame Entlastungsorgan 13 kann, wie
in Fig. 2 angedeutet, durch eine Hebelübertragung 17 in einfachster «'eise mit dein
Drehzahlregler der Maschine verbunden werden. Allerdings ist eine gleichartige Verbindung
auch bei Anordnung zweier Entlastungsorgane nach Fig. i möglich. Die Verbindung
erfolgt dann dergestalt, daß bei geringer Drehzahl das bzw. die Entlastungsorgane
13, 1.4. geöffnet werden, während sie sich bei zunehmender Drehzahl schließen. Die
Anordnung kann selbstverständlich auch so getroffen sein, daß das Schließen der
Entlastungsorgane dann erfolgt, wenn zwecks Füllungsvergrößerung der Maschine durch
den Regler ein Höherer Schieberhub eingestellt wird. Es besteht somit die Möglichkeit,
die Vorrichtung sowohl bei Maschinen zu verwenden, die im wesentlichen unter konstanter
Drehzahl laufen, als auch bei solchen, die unter veränderlicher Drehzahl betrieben
werden. In allen Fällen wird ein wirksames Abfangen der -Massenkräfte erreicht,
während die Entlastungsorgane ein leichtes Anfahren zulassen.