DE279584C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14/. GRUPPE

Ventil besteht.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. März 1913 ab.

Die Erfindung betrifft eine Kraftmaschinensteuerung, die aus einem sich selbsttätig öffnenden und schließenden Ventil besteht, und bei der dieses A^entil zwecks Regelung der Füllung mit einem Kolben versehen ist, der mit einer unter veränderlichem Druck stehenden Regelkammer in Verbindung steht. Eine solche Steuerung ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift 25-1822 beschrieben.

Der veränderliche Druck der Regelkammer wird bei diesen Steuerungen zweckmäßig dadurch erzielt, daß man einen Teil des Treibmittels der Maschine zunächst in die Regelkammer und von dort in einen Raum niedrigerer Spannung strömen läßt, wobei der Austrittsquerschnitt aus der Regelkammer regelbar ist.

Es ist vorgeschlagen wordeil, zum Einlassen des Treibmittels in die Regelkammer den Spalt zwischen dem Regelkolben und seiner Führung zu benutzen und ihn dementsprechend zu bemessen. Natürlich darf dieser Spalt aus rein praktischen Gründen, um beispielsweise einen reibungsfreien Gang des Ventils zu ermöglichen, nicht unter ein bestimmtes Maß verkleinert werden. Es hat sich nun durch Versuche herausgestellt, daß unter Umständen bereits durch einen bis auf dieses Mindestmaß verkleinerten Spalt eine größere Menge des Treibmittels abfließt, als erwünscht und zur Regelung erforderlich ist.

Dieser Übelstand tritt besonders bei Maschinen mit großer Umdrehungszahl und großer Leistung auf, wo man zweckmäßigerweise für jeden Zylinder mehrere kleine Ventile von geringem Hub ausführt, wodurch

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natürlich der Gesamtumfang

der Regelkolben

ein größerer wird als bei einem einzigen Ventil von gleichem Durchgangsquerschnitt mit nur einem Regelkolben. Durch nachstehend beschriebene Erfindung soll dieser Mangel beseitigt werden.

Der Erfindung gemäß wird während des größten Teiles der Zeitdauer einer Maschiuenumdrehung der Durchfluß des Treibmittels durch den Ringspalt zwischen dem Regelkolljen und seiner zylindrischen Führung unterbrochen, und zwar geschieht dies dadurch, daß bei geschlossenem Ventil der Ringspalt durch einen Ventilsitz abgeschlossen wird. Dem Treibmittel der Maschine steht demnach zum ununterbrochenen Durchfluß aus der Kammer des Einlaßorgans nach der Regelkammer nur die Zeitdauer der Ventileröffnung zur Verfügung ; die Menge des durch den Spalt abfließenden Treibmittels wird dadurch auf einen Bruchteil der früheren vermindert.

Weiter ergibt sich der Vorteil, daß der eigentliche Ventilsitz durch den den Erfindungsgegenstand bildenden zweiten Sita entlastet wird, so daß die Ventilsitze schmal gehalten werden können und die bekannten Nachteile breiter Sitzflächen vermieden werden. Letzterer Umstand ist besonders wichtig in den Fällen, in welchen diese Kraftmaschinen-Steuerung für sehr hochgespannten Dampf verwendet wird.

In der Verfolgung des Erfindungsgedan-

kens kann man noch weiter gehen. Bringt man nämlich am Regelkolben noch einen Ventilsitz an, welcher bei geöffnetem Ventil den Ringraum zwischen Regelkolben und seiner Führung absperrt, dann ist dem Treibmittel nur während der Zeit des Auffliegens und des Zuschlagens des Ventils die Möglichkeit zum Abströmen gegeben. Da diese Zeiten bei hohen Umdrehungszahlen nur äußerst kleine Bruchteile von Sekunden betragen und die Regelkolbenführung mit Labyrinthdichtung versehen wird, so ist dadurch die durchtretende Menge des Treibmittels auf ein sehr geringes Maß herabgesetzt. Die Dampfströmung wird jetzt so vor sich gehen, daß in der einen Stellung des Ventils sich der Raum zwischen den beiden neu hinzugekommenen Sitzflächen auf den Druck des Frischdampfes auffüllt und in der anderen Stellung des Ventils sich der Druck in diesem Raum auf den Druck der Regelkammer entspannt. Die Menge des Treibmittels, die aus der Einlaßkammer nach der Regelkammer abströmt, hängt infolgedessen von der Größe des gekennzeichneten Raumes ab, und es ist möglich, denselben von vornherein so zu bemessen, daß gerade die für den Zweck der Regelung erwünschte Dampfmenge abströmt.

Man ist jetzt nicht mehr darauf angewiesen, den Spielraum zwischen Regelkolben und seiner Führung sehr klein zu halten, um ein Durchtreten von Dampf in unzulässiger Menge zu verhindern; man braucht also bei der Bemessung des Spielraumes nicht mehr bis an die praktisch zulässige untere Grenze zu gehen.

Auf der Zeichnung sind einige Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt.
Fig. ι zeigt einen teilweisen Längsschnitt durch einen Dampfmaschinenzylinder, welcher mit einem nach der neuen Erfindung ausgebildeten Ringventil versehen ist.

Fig. 2 und 3 zeigen Längsschnitte durch andere Ausführungsformen der Ventile.

Für die Erläuterung der vorliegenden Erfindung ist es unerheblich, wie das selbsttätige Öffnen und Schließen der Ventile zustande kommt. Es genügt, zu wissen, daß sich die Ventile während einer Kurbelumclrehung je einmal öffnen und schließen.

Es sei zunächst das in Fig. ι dargestellte Ausführungsbeispiel beschrieben.

Der Regelkolben / des Ringventils c ist mit einem Ventilsitz α und einem Ventilsitz b versehen. "Ersterer sperrt bei geschlossenem Ventil (auf der Zeichnung dargestellt) den Ringspalt g gegen die Regelkammer e ab. Der Ventilsitz b sperrt ihn bei geöffnetem Ventil gegen die Einlaßkammer d ab. Er dient dabei gleichzeitig als Hubbegrenzung. Bei geschlossenem Ventil befindet sich in dem RingSpalt eine gewisse Menge des Treibmittels vom Druck der Einlaßkammer d. Bei geöffnetem λ^εηΐίΐ expandiert diese Treibmittelmenge auf den Druck der Regelkammer e. Das Treibmittel kann demnach nur während der Zeit des Auffliegens und des Zuschlagens des Ventils von der Einlaßkammer d nach der Regelkammer e abströmen. Als abgehende Menge des Treibmittels kommt, in der Hauptsache die zwischen beiden Sitzflächen im Ringspalt eingeschlossene Menge in Frage.

Die Steuerung arbeitet aber auch der Erfindung gemäß, wenn an Stelle der zwei Ventilsitze α und b nur einer, nämlich der Ventilsitz α, vorhanden ist, der bei geschlossenem Ventil den Ringspalt g gegen die Regelkammer e absperrt. In diesem Falle strömt das Treibmittel, solange das Ventil geöffnet ist, aus der Einlaßkammer d in die Regelkammer e über.

Es sind nun verschiedene Möglichkeiten vorhanden, wie die beiden Ventilsitzflächen und der Ringspalt, in der Strömungsrichtung betrachtet, hintereinandergeschaltet werden können.

Bezeichnet man diejenige Sitzfläche, die bei offenem Ventil aufsitzt, als Offensitz, und diejenige, die bei geschlossenem Ventil aufsitzt, als Schlußsitz, so ist in Fig. 1 die Schaltung: Offensitz b-Ringspalt g-Schlußsitz a.

Fig. 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung, welche sich besonders für höchste Umdrehungszahlen eignen, weil bei ihnen das Ventilgewicht auf das kleinste Maß herabgesetzt werden kann. Die Form der Ventile ist becherartig. Bei Fig. 2 ist die Hintereinanderschaltung: Ringspalt g-Schlußsitz a-Offensitz b. Das Ventil c gleitet mit der Außenseite in einer zylindrischen Führung k. Das Treibmittel tritt bei geöffnetem Ventil durch den Ringspalt g in den Raum η ein und bringt diesen auf den Druck des Treibmittels. Bei geschlossenem Ventil expandiert dann das in dem Raum η befindliche Druckmittel auf den in e herrschenden Regeldruck. Abgesehen von diesem Durchschleusen des Treibmittels kann eine Strömung des Treibmittels wiederum nur während des Auffliegens und Zuschlagens des Ventils eintreten. Die Abdrosselung durch die Labyrinthe ist aber so groß, daß praktisch während dieser sehr kleinen Zeitteilchen nichts hindurchgeht. Der Regelung wird also eine Menge des Treibmittels zugeführt, welche dem zwischen den beiden Sitzilächen α und b gebildeten Raum entspricht.

In Fig. 3 ist die Hintereinanderschaltung: Schlußsitz α-Ringspalt g-Offensitz b.

Der zwischen den beiden Sitzflächen α und b gelegene Raum η füllt sich bei jedem Ventilhub bei geöffnetem Ventil c mit Frischdampf, der bei geschlossenem Ventil auf den Druck

der Regelkammer e expandiert. Die Führung des becherartigen Ventils c erfolgt hier auf dem Zapfen v. Die Hubbegrenzung bildet wieder der Sitz h.

Außer diesen Ausführungsbeispielen gibt es noch andere Formen, die den Erfindungsgedanken wiedergeben. Als Merkmal der Erfindung ist lediglich die Unterbrechung der Strömung des Treibmittels von der Einlaßkammer nach der Regelkammer bei geschlossenem Ventil oder aber bei geschlossenem und geöffnetem Ventil aufzufassen.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   i. Kraftmaschinensteuerung, die aus einem sich selbsttätig öffnenden und schließenden Ventil besteht, und bei der dieses Ventil zwecks Regelung der Füllung mit einem Kolben versehen ist, der mit einer unter veränderlichem Druck stehenden Regelkammer in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenem Ventil die Strömung durch einen Ringspalt (g) von der Einlaßkammer nach der Regelkammer durch einen zweiten Ventilsitz (α) unterbrochen ist.
2. 2. Kraftmaschinensteueruug nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß außerdem noch bei offenem Ventil die Strömung durch den Ringspalt (g) von der Einlaßkammer nach der Regelkammer durch einen dritten Ventilsitz (b) unterbrochen ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.