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Auslaßventilsteuerung für Dampfmaschinenzylinder Die Erfindung betrifft
eine Auslaßeentilsteuerung für die Zylinder von Dampfmaschinen, insbesondere von
Lokomotiven. Es sind Auslaßventilsteuerungen bekannt,- bei denen das Öffnen und
Schließen der Ventile -unter den Einfiuß der im Arbeitszylinder der unter den herrschenden
Drücke gestellt ist. Hierbei hat man die Anordnung derart getroffen, daß der Arbeitskolben
vermöge -besonderer Ausbildung als Steuerschieber für das Ventilverstellmittel (z.
B. einen Differentialkolben) dient. Dies hat zur Folge, daß das Schließen des Ventils
stets im gleichen Punkt des Kolbenhubes erfolgt, gleichgültig mit welcher Füllung
die Maschine arbeitet. Eine solche Einrichtung mag den Anforderungengenügen, welche
man bei einfachen Maschinen geringer Größe stellen wird. Bei größeren Maschinen
jedoch, z. B. Lokomotivmaschinen, bei denen ein wirtschaftlicher Betrieb wichtig
ist, ist damit nicht auszukommen. Denn die Anpassung der Steuerpunkte an den jeweiligen
Füllungsgrad ist ein wesentliches Erfordernis biefriedigender Steuerung.
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Die Erfindung will jenen Mangel beseitigen, indem sie die Arbeitsbiewegung
des Aus -la.ßventils von der starren Abhängigkeit vom Kolbenweg befreit und statt
dessen eine geschmeidige Abhängigkeit der Ventilbewegung vom Füllungsgrad schafft,
und zwar in dem für ein richtiges Indikatordiagranun zweckmäßigen Sinn. Erreicht
wird dies erfindungsgemäß dadurch, daß das in an sich bekannter Weise bei einem
bestimmten Unterschied zwischen es beaufschlagenden Drücken- in Bewegung kommende
Ventilstellmittel, z. B. ein Differentialkolben, einerseits durch den Frischdampfdruck,
anderseits durch denjenigen des Dampfes in der dem betreffenden Auslaßventil jeweils
gegenüberliegenden Zylinderseite dauernd beaufschlagt ist, so daß es das Auslaßventil
bewegt, sobald jener bestimmte Unterschied durchlaufen wird.
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Mit dieser Anordnung ist ein Mittel geschaffen, welches die außerordentliche
Vereinfachung der Gesamtsteuerung, wie sie durch die Unabhängigkeit des Auslaßventils
von jeder äußeren Beeinflussung geschaffen ist, möglich macht, ohne daß dabei auf
die Anpassung der Steuerpunkte an den Füllungsgrad, verzichtet zu werden braucht.
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Die Vereinfachung macht sich sowohl in baulicher als auch in betrieblicher
Hinsicht in hohem Maße geltend, was beispielsweise bei Lokomotiven von ungewöhnlicher
Bedeutung ist. Daneben bietet sich die Möglichkeit, die kühlenden Flächen des schädlichen
Raums zu vermindern. Die Auslaßventile lassen sich unterhalb der Zylinder anbringen,
und man kann eine vollständige Trennung von Frischdampf- und Abdampfwegen erzielen,
wie es sonst nur bei der Stumplschen Gleichstromdampfmaschine möglich war. Man kann.
ferner rasch eine große Eröffnung der Ausströmkanäle erreichen und damit eine zuverlässige
Ausströmung auch bei kurzer Ausströmzeit.
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Die Erfindung eröffnet weitere Möglichkeiten der Anpassung, indem
man zum Zwecke günstiger Lage des Ventilschlusses (Beginn der Verdichtung) statt
des vollen Frischdampfdruckes den niedrigeren Druck einer abgesperrten, in regelbarer
Weise @entspannten Frischdampfmenge heranzieht. Diese Ausführungsform
bildet
jedoch nicht den Gegenstand der Erfindung.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht;
@es sind: Fig. i bis 3 Längsansicht und zwei Querschnitte eines Lokomotivzylinders,
der mit einer Auslaßventilsteuerung gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, Fig. 4
Schnitt durch ein Auslaßventil mit dem Differentialkolben und den Steuerdampfanschlüssen
in größerem Maßstabe.
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Das Auslaßventil29 (Fig. 4) ist mit einem Differentialkolben 3i verseben,
der im Delkkel i des Ventilgehäuses gleitet. Der Kolben weist einen Mittelkanal35
mit Querbohrungen oben und unten auf, während der Zylinder durch eine obere Bohrung
und eine anschließende Leitung 3o mit der gegenüberliegenden Seite des Maschinenzylinders,
durch eine untere Bohrung 33 mit der Außenluft in Verbindung steht. Der untere Hals
32 des Differentialkolbens gleitet in einem Einsatz 28. der eine Kammer 3 bildet,
die durch eine Leitung 34 mit der Frischdampfzuleitung in dauernder Verbindung steht.
Ein oberer Hals des Differentialkolbens gleitet in einem @entsprechend ,engeren
Oberteil des Deckels i.
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Die Differenzflächen sind derart bemessen, daß der durch die untere
Leitung 34 zutretende Frischdampfdruck, der auf die kleine untere Stirnfläche des
Differentialkolbens wirkt, fähig ist, das Ausla.ßventil 29 nach oben auf seinen
Sitz zu drücken, sobald die Dampfentspannung auf der gegenüberliegenden Maschinenzylinderseiteeine
bestimmte Drucksenkung gezeitigt hat, die sich durch die Leitung 30 auf die
obere Ringfläche des Differentialkolbens fortpflanzt. Das Schließen erfolgt, sobald
die Produkte Druck mal Fläche an der unteren Ringfläche des Differentialkolbens
(Außenluftdruck) sowieanderunteren Stirnfläche des Differentialkolbens (Frischdampfdruck)
zusammen größer werden als an der oberen Ringfläche des Differentialkolbens (Maschinenzylinderdruck).
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Man hat es also in der Hand, durch passende Wahl :des Verhältnisses
der Flächen des Differentialkolbens die gewünschte Beziehung zwischen dem Schließpunkt
des Auslaßventils 29 einerseits und der jeweils eingestellten Füllung anderseits,
von der ja der Entspannungsdruck abhängt, herzustellen.
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Ist die Einlaßsteuerung auf Voreinstnömung eingestellt, so verknüpft
sich damit eine ent-Sprechende Vorausströmung, weil in diesem Falle voller Frischdampfdruck
in die Leitung 3o gelangt, bevor die Entspannung auf der, Seite des Auslaßventils
ganz beendet ist, so daß schon jetzt der Frischdampfdruck aus Leitung 34 überwunden
und das Auslaßventil aufgerissen wird.
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Der enge Kana135 mit seinen Quen6ffnungen obern. und unten verhindert
ein. allzu plötzliches, schlagartiges Aufreißen des Auslaßventils. Die Queröffnungen
liegen zwar in solcher Höhenstellung, daß die obere Queröffnung Verbindung mit der
Leitung 3o bekommt, sobald beim Niedergehen des Differentialkolbens die Freiluftöffihung
33 zugesperrt ist und daher das in demunteren Ringraum abgefangene Dampf-Luft-Gemisch
durch den Kanal 3 5 in den oberen Ringraum und in die Leitung 3o zu entweichen sucht;
dies kann aber wegen der Enge des Kanals 3 5 nur so langsam geschehen, daß eine
Polsterwirkung entsteht.
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Die vollständige Anordnung für einen 1Vfaschinenzylinder zeigen die
Abb. i bis 3.. Man erkennt das von der Frischdampfzuführung des Maschinenzylinders
ausgehende Rohr 34, das sich unten nasch den beiden Steuerzylindern verzweigt. Ebenso
sieht man die nach der jeweils entgegengesetzten Alaschinenzylinderseite führenden
Leitungen 3o, die derart einmünden, daß auch noch im Kolbentotpunkt freie Verbindung
mit dem Zylinderinneren besteht.
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Mit der beschriebenen Einrichtung ist es möglich, die Auslaßventile
betriebsgerecht derart zu steuern, daß mit kleinen Füllungen, wie es sein soll,
große Verdichtungswege zusammenfallen; denn je kleiner die Füllung, desto früher
auf dem Wege des Maschinenkolbens wird derjenige aus der Entspannung entstehende
Druckabfall erreicht, bei welchem sich das gegenüberliegende Auslaßventil schließt.