DE946713C

DE946713C - Einfachwirkende ventilgesteuerte Wechselstromdampfmaschine fuer hohe UEberhitzung und oelfreien Abdampf

Info

Publication number: DE946713C
Application number: DEM16198A
Authority: DE
Inventors: Franz Kuegel
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1952-11-08
Filing date: 1952-11-08
Publication date: 1956-08-02

Description

Einfachwirkende ventilgesteuerte Wechselstromdampfmaschine für hohe Überhitzung und ölfreien Abdampf Zusatz zum Patent 897 248 Dem Hauptpatent liegt die Aufgabe zugrunde, die Schwierigkeiten bei der Abdichtung des Kolbens einer einfachwirkenden ventilgesteuerten Wechselstromdampfmaschine für hohe Überhitzung und ölfreien Abdampf, bei welcher die Kolbenabdichtung dadurch erfolgt, daß zwischen Kolbenmantel und Zylinderwand ein Raum geschaffen ist, in dem eine Dampfschicht Platz findet, die den Zutritt des überhitzten Dampfes zu einer geschmierten Dichtung verhindert, in konstruktiv günstiger Weise zu beheben. Zur Lösung dieser Aufgabe ist im Hauptpatent die Vereinigung folgender Merkmale vorgeschlagen: a) Der Kolben ist so geführt, daß er im Zylinder berührungsfrei mit geringem Spiel läuft; b) der Kolben ist oben und unten mit je einer Dichtung versehen, von denen nur die untere geschmiert ist; c) der Kolben ist teilweise gekühlt.
Die berührungsfreie Führung des Kolbens erfolgt hierbei kreuzkopfartig durch eine am Gehäuse befestigte Trennbüchse. Durch die Kühlung und die Ausbildung der Kolbendichtung selbst ist der Dampf, ehe er zu der unteren geschmierten Dichtung gelangt, so weit expandiert und abgekühlt, daß er dem Schmiermittel nicht mehr schädlich ist. Die Schmierung der unteren Kolbendichtung kann zwar einwandfrei durchgeführt werden, sie stellt aber einen Betriebsaufwand dar, der mit nicht unerheblichen Kosten verbunden ist.
Zur Einsparung dieser Kosten wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung nach dem Hauptpatent vorgeschlagen, die untere Kolbendichtung aus an sich bekannten selbstschmierenden Kolbenringen herzustellen. Als Material für diese kommt in an sich bekannter Weise Kohle, Bronze, Graphit, Sintermaterial od. dgl. in Betracht. Auf dieseWeise ist eine Kolbenschmierung überhaupt nicht mehr notwendig. - ' Auch in der Herstellung der Kolbendichtungen kann eine Verbilligung erzielt werden, wenn an Stelle einer aus selbstspannenden Kolbenringen bestehenden oberen Kolbendichtung nach -dem.Hauptpatent der Kolben und auch der Zylinder mit Labyrinthrillen versehen werden. Die Labyrinthdichtung oben am Kolben kann auch in der Weise ausgeführt sein, daß die Labyrinthrillen nur im Zylinder vorgesehen sind, während der Kolben glatt abgedreht und geschliffen ist.
In der Zeichnung ist die Erfindung im Mittellängsschnitt des Zylinders einer einfachwirkenden, ventilgesteuerten Wechselstromdampfmaschine beispielsweise dargestellt. Die Steuerung der Wechselstromdampfmaschine für hohe Überhitzung und ölfreien Abdampf erfolgt durch .im Zylinderdeckel i untergebrachte Einlaßventile-2 und Auslaßventile 3, deren Schaft nicht geschmiert ist. Der in dem Zylinder hin und her bewegliche Kolben 4 ist in der unteren Totpunktlage 5 gezeichnet. Die obere Totpunktlage 6 ist strichpunktiert angedeutet. Der Kolben 4 ist mit einem Kreuzkopf 7 durch eine Schraube 8 verbunden. Der Kreuzkopf 7 ist in einer Trennbüchse 9, die am Gehäuse io befestigt ist, so geführt, daß der Kolben 4 berührungsfrei mit geringem Spiel in der Bohrung des Zylinders i i bewegt wird. .
Der Kolben 4 besitzt zwei Dichtungen, eine obere, 12, und eine untere, 13. Sie haben die Aufgabe, den Frischdampfdruck herabzudrosseln. Die obere Dichtung 12 ist als Labyrinthdichtung ausgebildet. Hierbei können, wie auf der rechten Seite. der Zeichnung dargestellt, sowohl der Kolben 4 mit Labyrinthrillen i9 als auch der Zylinder ii mit Labyrinthrillen 2o versehen sein. Oder es kann, wie auf der linken Seite- der Zeichnung dargestellt, der Kolben glattgedreht und geschliffen sein und nur der Zylinder Labyrinthrillen ao besitzen. Die untere Kolbendichtung 13 besteht aus selbstschmierenden Kolbenringen, für die in bekannter Weise Kohle, Bronze, Graphit, Sintermaterial od. dgl. verwendet werden kann. Der Zylinder i i ist am unteren Ende mit Öffnungen 15 versehen, durch die Kühlluft-in den Raum 16 zwischen dem Mantel des Kolbens q. und der Trennbüchse 9 eintreten kann. Die durch die Öffnungen 15 eintretende Luft wird beim Hinundhergang des Kolbens wirksam an den unteren Teil der Kolbenmantelfläche zur Kühlung derselben herangebracht. Zur Vermeidung von Wärmeverlusten ist der Zylinderdeckel i und anschließend der größte Teil des Zylinders ii mit einer Isolierung 17 versehen.
Die Wirkungsweise der Kolbenabdichtung ist folgende: Beim Arbeitshub des Kolbens, d. h. beim Niedergang von seiner oberen Totpunktlage 6 in seine untere Totpunktlage 5, stellt sich in dem schmalen Ringraum 18 zwischen den. Kolbendichtungen 12,- 13. -infolge der Drosselwirkung der oberen Dichtung 12, ein annähernd konstanter Dampfdruck ein. Das in dem Ringraum 18 sich befindende Dampfvolumen befördert der Kolben mit nach unten, wobei es einmal durch das Temperaturgefälle in der Zylinderwand infolge des Fehlens einer Isolation im unteren Teil des Zylinders sowie dadurch gekühlt wird, daß durch die Pumpwirkung des Kolbens bei jedem Hub Frischluft durch die Öffnungen 15 angesaugt und wieder herausgedrückt wird.-. Sie wird für den Arbeitsprozeß um so verlustärmer; je -schmäler der Ringraum 18 und je länger der Mantel des Kolbens 4 ist. Durch die unvermeidliche geringe Lässigkeit der unteren Dichtung 13 wird immer ein kleiner Dampfdurchsatz von oben nach unten erfolgen, so daß kein Öldunst in den Arbeitsraum gelangen kann.
Wenn die Führung des Kolbens 4 sehr sorgfältig durchgebildet ist, kann die obere Dichtung 12 auch so ausgeführt sein, daß sowohl der Kolben als auch der Zylinder glatte Flächen haben.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Einfachwirkende ventilgesteuerte Wechselstromdampfmaschine für hohe Überhitzung und ölfreien Abdampf, bei welcher die Kolbenabdichtung durch Schaffung eines Raumes zwischen Kolbenmantel und Zylinderwand erfolgt, in welchem eine Dampfschicht Platz findet, die den Zutritt des überhitzten Dampfes zu einer unteren Dichtung verhindert, wobei der Kolben so geführt ist, daß er im Zylinder berührungsfrei mit geringem Spiel läuft, der Kolben oben und unten. mit je einer Dichtung versehen ist, von denen nur die untere geschmiert ist, und der Kolben teilweise gekühlt ist, nach Patent 897 248, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Kolbendichtung (13) von an sich bekannten selbstschmierenden Kolbenringen gebildet wird.
2. Einfachwirkende ventilgesteuerte Wechselstromdampfmaschine für hohe Überhitzung und ölfreien Abdampf, bei welcher die- Kolbenabdichtung durch Schaffung eines Raumes zwischen Kolbenmantel und Zylinderwand erfolgt, in welchem eine Dampfschicht Platz findet, die den Zutritt des überhitzten. Dampfes zu einer unteren Dichtung verhindert, wobei der Kolben so geführt ist, daß er im Zylinder berührungsfrei mit geringem Spiel läuft, der Kolben oben und--unten mit je einer Dichtung versehen ist, von denen nur die untere geschmiert ist, und der Kolben teilweise gekühlt ist, nach Patent 897 248, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kolbendichtung (12) in an sich bekannter Weise als Labyrinthdichtung ausgebildet ist und daß die untere Kolbendichtung (13) von an sich bekannten selbstschmierenden Kolbenringen gebildet wird.
3. Einfachwirkende ventilgesteuerte Wechselstromdampfmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kolbendichtung (i2) in an sich bekannter Weise derart ausgebildet ist, daß sowohl der Kolben (4) als auch der Zylinder (i i) mit Labyrinthrillen (i9, 2o) versehen sind.
4. Einfachwirkende ventilgesteuerte Wechselstromdampfmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Kolbendichtung (12) derart ausgebildet ist, daß Labyrinthrillen (2o) nur im Zylinder (i i) vorgesehen sind, während der Kolben (4) glattgedreht und geschliffen ist. In Betracht gezogene Druckschriften: Dr.-Ing. Karl Trutnovsky, Dichtungen, Berlin 1949, S. 33 und 45.