DE348909C

DE348909C - Device for force compensation for flywheelless steam pumps or the like.

Info

Publication number: DE348909C
Application number: DE1920348909D
Authority: DE
Original assignee: Dipl-Ing Viktor V Haaren
Current assignee: Dipl-Ing Viktor V Haaren
Priority date: 1920-06-20
Filing date: 1920-06-20
Publication date: 1922-02-21

Description

Vorrichtung zum Kraftausgleich für schwungradlose Dampfpumpen o. dgl. Schwungradlose Dampfpumpen oder ähnliche Maschinen erfordern, wie bekannt, bei Anwendung kleiner Füllungen im Dampfzylinder eine Kraftausgleichvorrichtung. Solche Vorrichtungen mit Ausgleichkolben sind bekannt, jedoch ist die Bauart dieser bekannten Vorrichtungen infolge der langen Bauart des Ausgleichkolbens, der mehrfachen Kanäle und Durchbrechungen im Ausgleichkolben und der Umführungsleitung im Ausgleichzylinder recht verwickelt. Demgegenüber ist der vorliegende Erfindungsgegenstand außerordentlich einfach und bietet hierdurch -wesentliche bauliche Vorteile. Bei der vorliegenden Bauart wird ferner der Ausgleichkolben nicht unter wechselnden Wasserdruck, sondern unter wechselnden Dampfdruck gesetzt.Device for force compensation for flywheelless steam pumps or the like. Flywheelless steam pumps or similar machines require, as is known, when used small fillings in the steam cylinder a force compensation device. Such devices with compensating piston are known, but the design of these known devices due to the long design of the compensating piston, the multiple channels and openings Quite tangled in the equalizing piston and the bypass line in the equalizing cylinder. In contrast, the present subject matter of the invention is extremely simple and This offers significant structural advantages. In the case of the present design furthermore, the compensating piston is not under changing water pressure, but under changing water pressure Set vapor pressure.

In Abb. i stellt der Linienzug 1-2-3-:a.-5-1 ein Dampfdiagramm und der Linienzug 6-7-8-g-6 das zugehörige Pumpendiagramm dar, unter Berücksichtigung der Reibungsverluste. Die Vorrichtung selbst ist in Abb. q. schematisch dargestellt.In Fig. I the line 1-2-3-: a.-5-1 represents a steam diagram and the line 6-7-8-g-6 represents the associated pump diagram, taking into account the friction losses. The device itself is shown in Fig. Q. shown schematically.

Der Dampfkolben io überträgt seine Bewegung durch die Kolbenstange 12 auf den Pumpenkolben 13. Die Dampfverteilung des Arbeitsdampfes findet durch eine der bekannten Steuerungen statt, die in der Zeichnung fortgelassen ist. Der Ausgleichkolben 14 ist durch die Stange 15 und Traverse 16 fest mit der Kolbenstange 12 verbunden. Die Ausgleichzylinderräume 17 und 18 sind mit dem Dampfzylinder ii durch Leitungen icg und 2o verbunden. Außerdem schließen sich an den Ausgleichzylinder 2i noch die Frischdampfleitungen 22 und 23 an. In der gezeichneten Stellung sind die Kolben io und zd. auf ihrem Rechtsgang befindlich. Hierbei herrscht im Kraftzylinderraum 2q. Füllung und daran anschließend Expansion, im Zylinderraum 25 dagegen Auspuff. Im Ausgleichzylinderraum 17 herrscht infolgedessen ebenfalls Auspuffdruck, während der Raum 18 mit Frischdampf gefüllt ist. Die rechte Seite des Ausgleichkolbens 14 ist also mit dem vollen Dampfdruck in Richtung des Widerstandes belastet. Bei der weiteren Rechtsbewegung überdeckt der Kraftkolben io zunächst den Kanal i9, während gleich darauf die linke Seite des Ausgleichkolbens zd. den Kanal 22, freigibt, so daß Frischdampf in den Raum 17 strömen kann. Da auch der Raum 18 mit Frischdampf gefüllt ist, so ist jetzt der Ausgleichkolben 14 entlastet.The steam piston io transmits its movement through the piston rod 12 to the pump piston 13. The steam distribution of the working steam takes place by one of the known controls, which is omitted in the drawing. The compensating piston 14 is firmly connected to the piston rod 12 by the rod 15 and cross member 16. The equalizing cylinder spaces 17 and 18 are connected to the steam cylinder ii by lines icg and 2o. In addition, the live steam lines 22 and 23 are connected to the compensating cylinder 2i. In the position shown, the pistons are io and zd. in their legal process. Here, 2q prevails in the force cylinder space. Filling followed by expansion, while in the cylinder space 25 there is exhaust. As a result, there is also exhaust pressure in the compensation cylinder space 17, while the space 18 is filled with live steam. The right side of the compensating piston 14 is therefore loaded with the full vapor pressure in the direction of the resistance. When moving further to the right, the power piston io initially covers the channel i9, while immediately thereafter the left side of the compensating piston zd. the channel 22, releases so that live steam can flow into the space 17. Since the space 18 is also filled with live steam, the compensation piston 14 is now relieved.

Beim weiteren Rechtsgang überdeckt der .Ausgleichkolben 1.4 den Kanal 23, während gleich darauf die linke Seite des Kraftkolbens io den Kanal 2o freigibt. Hierdurch wird der mit Frischdampf gefüllte Raum 18 mit dem im Beginne der Expansion stehenden Kraftzylinderraum 24 verbunden und nimmt infolgedessen an der weiteren Expansion des im Raum 2q. befindlichen Arbeitsdampfes teil. Der im Raum 17 herrschende Frischdampfdruck wirkt daher jetzt treibend auf den Ausgleichkolben im Sinne der Kraftäußerung, und zwar in steigendem Maße bis züm Hubwechsel.When moving further to the right, the compensating piston 1.4 covers the channel 23, while immediately afterwards the left side of the power piston io releases the channel 2o. As a result, the space 18 filled with live steam becomes the same as that at the beginning of the expansion standing force cylinder space 24 and consequently takes part in the further Expansion of the space 2q. part of the working steam. The one prevailing in room 17 Live steam pressure therefore now acts as a driving force on the equalizing piston in the sense of Expression of force, to an increasing extent up to the stroke change.

Durch den Ausgleich der beiden Räume 2.1. und 18 findet eine kleine Druckerhöhung im Raume 24 statt. Der im Raume 18 befindliche Dämpf wird zudem auf dem weiteren Rechtsgange durch die Leitung 2o in den Kraftzylinderraum 2,4 geschoben und bewirkt hierdurch eine Höherlegung der Expansionslinie. Es wird also auf dem letzten Teil des Hubes nicht mir der Widerstand durch den im Raume 17 herrschenden Überdruck vermindert, sondern es wird auch außerdem für diesen Teil des Hubes der nutzbare Dampfdruck erhöht. Beim Linksgang ergeben sich die gleichen Verhältnisse für die entgegengesetzten Kolbenseiten.By balancing the two rooms 2.1. and 18 finds a small one Pressure increase in room 24 takes place. The damping located in space 18 is also on the further right turn pushed through the line 2o into the power cylinder space 2.4 and thereby causes the expansion line to be raised. So it will be on the the last part of the stroke did not come from the resistance from the prevailing in room 17 Overpressure is reduced, but it is also used for this part of the stroke usable steam pressure increases. The same conditions apply when walking to the left for the opposite piston sides.

Die Wirkung auf das Diagramm geht aus Abb. i hervor. Hierbei ist das Verhältnis des Ouerschnittes des Ausgleichkolbens 14 zu dem des Arbeitskolbens io (Abb. q.) zu etwa 1: 7 angenommen. Ferner ist angenommen, <laß die Steuerung der Kanäle i9 und 22 nach etwa q.5 Prozent, die Steuerung der Kanäle 23 und 2o dagegen nach etwa 55 Prozent des Kolbenhubes, vom linken Totpunkt aus gerechnet, erfolgen soll.The effect on the diagram can be seen in Fig. I. The ratio of the cross section of the compensating piston 14 to that of the working piston (Fig. Q.) Is assumed to be approximately 1: 7. It is also assumed that channels i9 and 22 should be controlled after about q.5 percent, whereas channels 23 and 20 should be controlled after about 55 percent of the piston stroke, calculated from the left dead center.

Im ersten Teil des Hubes ergibt sich dann <las zusätzliche Widerstandsdiagramm 9-26-27-28-9. Auf der Strecke 28-29 (Abb. i ) ist der Ausgleichkolben entlastet. Infolge des Ausgleiches der Spannungen in den Räumen 18 und 24 (Abb. q.) steigt der Dampfdruck im Raum 24 von 3o auf 31 (Abb. i). Die vom Punkt 31 ausgehende Expansionslinie verläuft flacher als normal, da die im Raume 18 befindliche Dampfmenge in den Raum 24 hinübergedrückt wird. Die Expansion wird etwa nach der Linie 31-32 verlaufen.The first part of the stroke then results in an additional resistance diagram 9-26-27-28-9. The compensating piston is relieved on the distance 28-29 (Fig. I). As a result of the equalization of the tensions in rooms 18 and 24 (Fig. Q.) Increases the vapor pressure in space 24 from 3o to 31 (Fig. i). The expansion line starting from point 31 runs flatter than normal, since the amount of steam in the room 18 is in the room 24 is pushed over. The expansion will run roughly along line 31-32.

Der im Raume 17 herrschende Überdruck wirkt als Widerstandsverminderung, die sich in der Fläche 29-33-3q--8-29 ausdrückt. Es ergibt sich hiernach der resultierende Kraftlinienzug 1-2-30-31-32-q.-5-1 und ein resultierender Widerstandslinienzug6-7-34-33-29-28-27-26-6.The overpressure prevailing in room 17 acts as a drag reduction, which is expressed in the area 29-33-3q - 8-29. The resulting one is then obtained Power line 1-2-30-31-32-q.-5-1 and a resulting drag line 6-7-34-33-29-28-27-26-6.

Abb.2 zeigt die resultierende Kolbendrucklinie für diesen Kolbenhub; jedoch ohne Berücksichtigung der Massendrücke.Fig.2 shows the resulting piston pressure line for this piston stroke; but without taking the mass pressures into account.

Abb. 3 gibt das verkleinerte Diagramm des Druckverlaufes im Ausgleichraum 17 wieder. Hierbei entspricht Punkt 35 dem Augenblick des Eröffnens des Kanales 22 (Abb. q.) nach dem Raum 17 hin und der Punkt 36 dem Schluß des Kanales 22 bzw. Freigabe des Kanales i9 auf dem Linksgange.Fig. 3 shows the reduced diagram of the pressure curve in the equalization chamber 17 again. Here point 35 corresponds to the moment when the channel is opened 22 (Fig.q.) Towards space 17 and point 36 towards the end of channel 22 or Release of channel i9 on left hand gear.

Die Annahmen über das Ouerschnittsverhältnis der. Kolben io und 14 sowie über die Zeitpunkte der Steuerung der Kanäle i9, 2o. 22 und 23 sind nur beispielsweise.The assumptions about the cross-section ratio of the. Piston ok and 14 as well as the timing of the control of channels i9, 2o. 22 and 23 are just examples.

Aus Abb. 3 geht hervor, daß der im Ausgleichzylinder wirkende Dampf nutzbringende Arbeit leistet. Der Widerstandsfläche 9-26-27-28-9 (Abb. i) entspricht ein Arbeitsgewinn, entsprechend den Flächen 30-31-32-3-3o und 29-33-3q--8-29 Der Ausgleichkolben läßt sich auch in beliebig anderer Weise mit dem Kraftkolben kuppeln. Es ist auch möglich , die Kanäle i9, 2o, 22 und 23 durch ein zusätzliches Organ steuern zu lassen.From Fig. 3 it can be seen that the steam acting in the equalizing cylinder doing useful work. The resistance area corresponds to 9-26-27-28-9 (Fig. I) a gain in work, corresponding to the areas 30-31-32-3-3o and 29-33-3q - 8-29 der The compensating piston can also be coupled to the power piston in any other way. It is also possible to use channels i9, 20, 22 and 23 through an additional organ to control.

Der Erfindungsgegenstand läßt sich auch bei Verbundwirkung des Dampfes und ferner sinngemäß auch bei dampfangetriebenen Maschinen zur Verdichtung von Luft und Gas in Anwendung bringen.The subject of the invention can also be used when the steam acts as a composite and also in analogy with steam-powered machines for compressing air and apply gas.

Claims

PATENT CLAIM: Device for force compensation for flywheelless Steam pumps or the like, consisting of an additional piston (equalizing piston), which is placed under varying loads, such that during the first part of a piston stroke, an additional resistance during the last part of the piston stroke however, an additional expression of force is generated, characterized in that the compensating piston (1q.) alternately during the first and last part of its stroke on the one hand under the influence of the live steam and on the other hand under the respective Pressure of the effective steam in the opposite side of the power cylinder is, and that the entry of the live steam into the compensating cylinder (21) through the compensating piston (1q.) Itself, the connection of the compensating cylinder (21) with the opposite Power cylinder sides (2 ¢, 25), however, is controlled by the power piston (1o).