DE37766C

DE37766C - Arrangement of the control for compound steam engines

Info

Publication number: DE37766C
Application number: DENDAT37766D
Authority: DE
Original assignee: W. BROCK in Dumbarton, Schottland
Anticipated expiration: 1906-03-23

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die Neuerung ist hauptsächlich bestimmt für Maschinen, bei welchen vier oder mehr Cylinder zu Paaren hinter einander angeordnet und mit zwei oder mehreren Kurbeln verbunden sind, um den Dampf, in vier oder mehreren auf einander folgenden Expansionsstadien wirken zu lassen. Die Cylinder werden derart angeordnet, dafs der eine von jedem Tandem-Paare, das mit derselben Kurbel verbunden ist, seinen Dampf von dem anderen erhält.The innovation is mainly intended for machines which have four or more Cylinders arranged in pairs one behind the other and connected with two or more cranks are to act on the steam, in four or more successive expansion stages allow. The cylinders are arranged so that one of each tandem pair, connected to the same crank receives its steam from the other.

Fig. ι und 2 sind Horizontal- und Verticalschnitt durch die Cylinder einer Maschine mit vierfacher Expansion, wie sie zum Betriebe von Schraubenpropellern besonders geeignet ist. Die Cylinder sind zu zwei Paaren C₁ C₂ und C₃ C₄ angeordnet; die beiden Cylinder jedes Paares liegen über einander, und zwar der kleinere oben und am weitesten von der Kurbelwelle entfernt. In Fig. 1 ist die obere Hälfte des Schnittes durch die gröfseren Cylinder C₂ C₄, die untere Hälfte durch die kleineren Cylinder C₁ C₃ geführt. Jede Kolbenstange R geht durch eine Stopfbüchse G in dem Deckel D₂ bezw. D₄ des gröfseren Cylinders; die Packung ist zweckmäfsig aus Metall. Die beiden gröfseren Cylinder C₂ C₄ sind zusammengebolzt, und die Schieber sind wie bei den Zweicylinder-Compoundmaschinen angeordnet, nur mit dem Unterschiede, dafs die Cylinder C₁ C₂ an die Stelle des Hochdruckcylinders und die Cylinder C3 C₄ an die Stelle des Niederdruckcylinders treten. In die Hochdruckcylinder C₁ C₂ vertheilt sich der Dampf durch einen gemeinschaftlichen Kolbenschieber V₁ F₂, der in einem Gehäuse A an der Vorderseite des gröfseren Cylinders C₂ untergebracht ist; in die Niederdruckcylinder vertheilt sich der Dampf durch einen flachen Gleitschieber F₃ F₄, der in dem Gehäuse B zwischen den beiden gröfseren Cyliiidern C₂ C₄ läuft. Die kleineren Cylinder C₁ C₃ sind an den Deckeln D₂ D₄ der gröfseren angegossen.Fig. Ι and 2 are horizontal and vertical sections through the cylinder of a machine with fourfold expansion, as it is particularly suitable for the operation of screw propellers. The cylinders are arranged in two pairs C ₁ C ₂ and C ₃ C ₄ ; the two cylinders of each pair lie on top of each other, the smaller one at the top and furthest from the crankshaft. In Fig. 1, the upper half of the section through the larger cylinders C ₂ C ₄ , the lower half through the smaller cylinders C ₁ C ₃ . Each piston rod R goes through a stuffing box G in the cover D ₂ respectively. D _{4 of} the larger cylinder; the packing is expediently made of metal. The two larger cylinders C ₂ C ₄ are bolted together, and the slides are arranged as in the two-cylinder compound machines, only with the difference that the cylinders C ₁ C _{2 take} the place of the high pressure cylinder and the cylinders C3 C _{4 take} the place of the Low pressure cylinder. The steam is distributed into the high-pressure cylinders C ₁ C ₂ through a common piston valve V ₁ F ₂ , which is housed in a housing A on the front of the larger cylinder C _2; The steam is distributed into the low-pressure cylinders through a flat slide valve F ₃ F ₄ , which runs in the housing B between the two larger cylinders C ₂ C ₄ . The smaller cylinders C ₁ C ₃ are cast onto the lids D ₂ D _{4 of} the larger ones.

Die Verbindung zwischen den Cylindern kann jedoch auch in anderer als . der angegebenen Weise bewirkt werden, z. B. wie in Fig. 4 veranschaulicht. Lassen es die Abmessungen der Cylinder zu, so kann in dem Deckel des gröfseren Cylinders, wie bei M, Fig. 2, angedeutet, ein Mannloch hergestellt werden, um das Innere zugänglich zu machen.However, the connection between the cylinders can also be in other than. be effected in the manner indicated, e.g. B. as illustrated in FIG. If the dimensions of the cylinder allow, a manhole can be made in the cover of the larger cylinder, as indicated at M, FIG. 2, in order to make the interior accessible.

In Fig. 2, sowie in den anderen Figuren, in denen Kolbensteuerung dargestellt ist, sind der Deutlichkeit wegen die Räume für die Packungsringe der Steuerkolberi freigelassen; es kann jede zweckmäfsige Verpackung in Anwendung kommen.In Fig. 2, as well as in the other figures, in which piston control is shown, are the The spaces for the packing rings of the control pistons have been left free for clarity; it can any appropriate packaging can be used.

Der Hochdruckdampf tritt durch ein Rohr bei S (auf der linken Seite der Fig. 2) in einen ringförmigen Raum ein, von wo er in den Raum zwischen den beiden Kolben des oberen Schiebers F₁ gelangt. Die oberen Kanäle führen nach dem Boden des oberen Cylinders C₁ und die unteren Kanäle nach dem Deckel dieses Cylinders; die Ausströmung von dem oberen Cylinder findet nach dem Gehäuse A statt, die von dem oberen Kanal geht durch die Höhlung des Schiebers F₁. Der untere Schieber F₂ schliefst bezw. öffnet die Kanäle des unteren Cylinders -C₂ wie gewöhnlich, wobei der Ausströmungskanal E₂ mit dem Raum zwischen den Kolben, sowie mit dem Gehäuse B der Niederdruckcylinder C₃ C₄ communicirt. DiesesThe high-pressure steam enters an annular space through a pipe at S (on the left-hand side of FIG. 2), from where it passes _{into the space between the two pistons of the upper slide F 1.} The upper channels lead to the bottom of the upper cylinder C ₁ and the lower channels to the cover of this cylinder; the outflow from the upper cylinder takes place to the housing A , which goes from the upper channel through the cavity of the slide F ₁ . The lower slide F ₂ closes respectively. opens the channels of the lower cylinder -C ₂ as usual, the outflow channel E ₂ communicating with the space between the pistons and with the housing B of the low-pressure cylinders C ₃ C _4. This

Gehäuse reicht theilweise um den Cylinder C₂ herum und dient, wie üblich, als Receiver.The housing partially extends around the cylinder C ₂ and serves, as usual, as a receiver.

Die Construction und Wirkungsweise des Gleitschiebers F₃ F₄ ist aus der Zeichnung ersichtlich; die Verbindung mit dem Boden des oberen Cylinders C₃ ist durch zwei punktirt eingezeichnete Kanäle hergestellt. Das Gewicht oder ein Theil des Gewichtes des Gleitschiebers F₃ F₄ wird durch den Kolben in einem Cylinder F oben an dem Schieberkasten aufgenommen, während bei der Kolbensteuerung F₁ F₂ eine Ausgleichung dadurch erhalten wird, dafs dem Kolben, welcher durch den Hochdruckdampf nach oben geprefst wird, eine gröfsere wirksame Fläche als dem nächsten unteren Kolben gegeben wird, auf welchen der Dampf nach unten prefst.The construction and mode of operation of the slide valve F ₃ F ₄ can be seen from the drawing; the connection with the bottom of the upper cylinder C ₃ is made by two dotted channels. The weight or part of the weight of _{the slide valve F 3} F ₄ is taken up by the piston in a cylinder F at the top of the valve body, while with the piston control F ₁ F ₂ a compensation is obtained by the fact that the piston, which is pushed by the high pressure steam is pressed at the top, a larger effective area is given than the next lower piston on which the steam flows downwards.

Fig. 3 und 4, sowie 5 und 6 sind Horizontalbezw. Verticalschnitte (mit theilweisem Grundrifs) einer anderen Anordnung. Der obere Theil von Fig. 3 ist ein Grundrifs, wobei die kleineren Cylinder C₁ C₃ wie die Schieber und Gehäuse zur Vertheilung des Dampfes nach dem Cylinder C₃ hin abgenommen gedacht sind, um die unteren Kolben P₂ P₄ und das untere Ventil F₄ herausziehen zu können. Der untere Theil von Fig. 3 und 4 sind Horizontal- und Verticalschnitte durch die Cylinder und den Schieber F₄. : Die linke Seite der ' Fig. 5 ist ein Horizontalschnitt durch die oberen Cylinder C₁ C₃ und ein Gehäuse; die rechte Seite derselben Figur zeigt einen ähnlichen Schnitt, jedoch über dem Gehäuse F₃, so dafs dieses im Grundrifs erscheint.Fig. 3 and 4, as well as 5 and 6 are Horizontalbezw. Vertical sections (with partial outline) of a different arrangement. The upper part of Fig. 3 is a basic outline, the smaller cylinders C ₁ C _3, like the slides and housings for distributing the steam to the cylinder C _{3 being} removed, around the lower pistons P ₂ P ₄ and the lower valve F ₄ to be able to pull out. The lower part of Figs. 3 and 4 are horizontal and vertical sections through the cylinders and the slide F ₄ . : The left side of Fig. 5 is a horizontal section through the upper cylinders C ₁ C ₃ and a housing; the right-hand side of the same figure shows a similar section, but above the housing F ₃ , so that it appears in the outline.

Fig. 6 ist ein Verticalschnitt durch das Gehäuse B₂. Bei dieser Modification ist für den Cylinder C₄ ein gewöhnlicher Doppelkanalschieber V₁ angeordnet, während für den Cylinder C₃ zwei Kolben F₃ verwendet werden. Dieselben werden durch Stangen bewegt, die sie mit dem Gleitschieber F₄ verbinden. Die Kolben F₈ laufen in Gehäusen, die mit dem Deckel des Receiverkastens B₂ aus einem Stück hergestellt sind. Der genannte Deckel mit den Gehäusen und den Kolben F₃ kann abgenommen werden, um den unteren Schieber F₄ herausziehen zu können. Obwohl die Gehäuse mit den Kolben F₃ über dem unteren Cylinder C₄ liegen, ist der obere Cylinder C₃ ganz getrennt von denselben, und es sind die Kanäle für den oberen Cylinder theilweise in den Seitenwandungen dieses Cylinders, theilweise in dem Deckel D_i zwischen den oberen und unteren Cylindern. und theilweise in dem Gehäuse der Steuerung hergestellt. Der Ausströmungskanal Is₂ von dem zweiten Cylinder C₂ communicirt durch Kanäle, die theilweise rund um den Cylinder angegossen sind, mit dem Raum zwischen den Steuerkolben F₃, und es geht der Dampf nach seiner Wirkung in dem Cylinder C₃ in . das Receivergehäuse B₂. 6 is a vertical section through the housing B ₂ . In this modification, an ordinary double-channel slide valve V _{1 is} _{arranged for cylinder C 4} , while two pistons F ₃ are used for cylinder C _3. These are moved by rods that connect them to the slide valve F ₄ . The pistons F ₈ run in housings which are made in one piece with the cover of the receiver box B _2. The mentioned cover with the housings and the piston F ₃ can be removed in order to be able to pull out _{the lower slide F 4.} Although the housings with the pistons F ₃ lie above the lower cylinder C ₄ , the upper cylinder C _{3 is} quite separate from them, and the ducts for the upper cylinder are partly in the side walls of this cylinder and partly in the cover D _i between them the upper and lower cylinders. and partly made in the housing of the controller. The outflow _{channel Is 2} from the second cylinder C ₂ communicates with the space between the control piston F ₃ through channels which are partly cast around the cylinder, and the steam enters the cylinder C ₃ according to its effect. the receiver housing B ₂ .

Um den Dampf nach den Niederdruckcylindern C₃ C₄ zu vertheilen, kann anstatt der in Fig. ι und 2, sowie in den Fig. 3 bis 6 gezeigten Einrichtung eine Doppelkolbensteuerung angewendet werden, wie in Fig. 7, 8 und 9 veranschaulicht ist. In Fällen, wo mehr oder weniger Entfernung zwischen den CylindernC₂C₄ eine Frage ohne Wichtigkeit ist, kann eine einfache Kolbensteuerung, ähnlich der F₁ F,, Fig. 2, angewendet werden'. Bei der in den Fig. 7, 8 und g_; dargestellten Modification sind die Cylinder wie bei den in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Constructionen combinirt, jedoch sind hier die kleineren Cylinder C₁ C₃ zunächst der Kurbelwelle angeordnet.In order to distribute the steam to the low-pressure cylinders C ₃ C ₄ , a double piston control can be used instead of the device shown in FIGS. 1 and 2 and in FIGS. 3 to 6, as illustrated in FIGS. 7, 8 and 9. In cases where more or less distance between the cylinders C ₂ _{C 4 is} a matter of no importance, a simple piston control similar to the F ₁ F "Fig. 2" can be applied. In the case of FIGS. 7, 8 and g _; In the modification shown, the cylinders are combined as in the constructions shown in FIGS. 1 to 6, but here the smaller cylinders C ₁ C ₃ are arranged first of the crankshaft.

Die Fig. 10 bis ^behandeln Theile einer Maschinenanlage, welche sechs Cylinder umfafstj die in Verbindung mit drei Kurbeln auftreten und mit vier Expansionsstufen arbeiten. Die Steuerung besteht hier wieder aus der Verbindung eines gewöhnlichen flachen Schiebers F₄. mit einem Kolbenschieber F₃. Die Kolben der oberen Steuerung F₃ sind voll und der Ausströmungsdampf geht von dem Boden des oberen Cylinders C₃ in den Kasten B₂ durch den Kanal E_s. Die Cylinder C₁ C₂, in denen sich die beiden ersten Expansionsstufen vollziehen, bewirken die Bewegung der Mittelkurbel, und die dritte und vierte Expansionsstufe werden auf zwei Paar Cylinder vertheilt, die eine Bewegung der beiden äufseren Kurbeln veranlassen. Diese Anordnung ist für sehr grofse Maschinen in Aussicht genommen, bei welchen die Anwendung von je zwei Cylindern für die dritte und vierte Expansionsstufe erwünscht ist. Auch kann eine derartige Anordnung vortheilhaft darin angewendet werden, wenn Maschinen mit grofser Gleichmäfsigkeit laufen sollen, da mit den drei Kurbeln ein besseres Gleichgewicht der laufenden Theile erhalten wird.FIGS. 10 to 10 deal with parts of a machine system which comprise six cylinders which occur in connection with three cranks and operate with four expansion stages. The control here again consists of the connection of an ordinary flat slide F ₄ . with a piston valve F ₃ . The pistons of the upper control F ₃ are full and the exhaust steam goes from the bottom of the upper cylinder C ₃ into the box B ₂ through the channel E _s . The cylinders C ₁ C ₂ , in which the first two stages of expansion take place, cause the central crank to move, and the third and fourth stages of expansion are divided into two pairs of cylinders, which cause the two outer cranks to move. This arrangement is envisaged for very large machines in which the use of two cylinders each for the third and fourth expansion stages is desired. Such an arrangement can also be used to advantage when machines are to run with great smoothness, since with the three cranks a better balance of the running parts is obtained.

Fig. 14 ist ein Horizontalschnitt und Fig. 15 eine entsprechende Seitenansicht der Theile einer Maschine mit sechs Cylindern, drei Kurbeln .und sechs Expansionsstufen. Die Cylinder C₁ C₂ für die erste und zweite Stufe liegen über einander und wirken auf die.Mittelkurbel; die Cylinder C₃ C₄ für die dritte und vierte Stufe liegen gleichfalls über einander und wirken auf die. eine äufsere Kurbel, während die ähnlich angeordneten Cylinder C₅ C₆ für die fünfte und sechste Expansionsstufe die Bewegung der anderen äufseren Kurbel veranlassen. Der kleinere Cylinder jedes Paares ist dabei der Kurbelwelle abgekehrt. Die Steuerungen sind mit Bezug auf die einzelnen Cylinder in derselben Weise wie bei den anderen beschriebenen Modificationen angeordnet.Fig. 14 is a horizontal section and Fig. 15 is a corresponding side view of the parts of a machine with six cylinders, three cranks and six expansion stages. The cylinders C ₁ C ₂ for the first and second stage are on top of each other and act on die.Mittelkurbel; the cylinders C ₃ C ₄ for the third and fourth stage are also on top of each other and act on the. one outer crank, while the similarly arranged cylinders C ₅ C ₆ for the fifth and sixth expansion stages cause the other outer crank to move. The smaller cylinder of each pair faces away from the crankshaft. The controls are arranged with respect to the individual cylinders in the same way as for the other described modifications.

Bei Sechscylindermaschinen, ähnlich den in Fig. 14 und 15 oder 10 bis 13 dargestellten,:In the case of six-cylinder machines, similar to those shown in FIGS. 14 and 15 or 10 to 13:

können die verschiedenen Cylinderpaare in Verbindung mit den drei Kurbeln auch in anderer Weise als der dargestellten angeordnet sein, je nachdem es für den Fall pafst. Anstatt z.B. die kleinen Cylinder der Tandem-Paare dicht an den gröfseren Cylindern, wie dargestellt, anzubringen, kann man auch die Cylinder jedes Tandem-Paares mitZwischenräumen anordnen, um die Stopfbüchsen G von aufsen zugänglich zu machen und die Anbringung eines Mannloches für die unteren Cylinder in dem Falle zu ermöglichen, wo die Dimensionen der Cylinder eine andere bequeme Anbringung nicht zulassen.the different cylinder pairs in connection with the three cranks can also be arranged in a different way than the one shown, depending on what fits the case. Instead of, for example, attaching the small cylinders of the tandem pairs close to the larger cylinders, as shown, the cylinders of each tandem pair can also be arranged with spaces between them, in order to make the stuffing boxes G accessible from the outside and to make a manhole for the lower cylinders in the event that the dimensions of the cylinders do not allow any other convenient installation.

Claims

Patent Claims:
For compound machines:
The connection of two pairs of Ta η d em cylinders serving to move a crankshaft in such a way that the controls for the small cylinders are housed in special boxes attached to the larger cylinders, and the vapor paths of the small cylinders are continued in the cast iron bodies of the larger cylinders .
. The connection of piston and flat slide valves, as well as their housing in the manner shown in FIGS. 3, 4, 5, 6, 10, 13 and 14.

In addition 9 sheets of drawings.