DE283009C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 283009 KLASSE 59*. GRUPPE

Regler für durch Dampfmotoren angetriebene Kreiselpumpen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 14. September 1913 ab.

Die Erfindung betrifft einen Regler für durch Dampfmotoren angetriebene Kreiselpumpen, die den Dampfzufluß zum Antriebsmotor zwecks Innehaltung eines angenähert unveränderlichen Förderdruckes der Einwirkung des letzteren derart unterstellt, daß ein Anwachsen oder Abstellen des Förderdruckes zufolge Änderung der Fördermenge der Pumpe oder des Dampfzustandes vor dem Antriebsmotor den Dampf-ίο zufiuß zum letzteren herabsetzt oder vergrößert, während andererseits ein Abfallen des Förderdruckes unter den der größten Fördermenge zugehörigen kleinsten Betriebsdruck infolge Versagens der Pumpe (z. B. durch Verstopfen oder Platzen der Leitungen, Abreißen der Saugsäule o. dgl.) den Dampfzufluß zum Motor zur Verhinderung des Durchbrennens der Maschine abstellt.

Es sind schon Regler zur Erfüllung dieses Zweckes bekannt geworden. Beispielsweise wurde schon das den Dampfzufluß zum Antriebsmotor beherrschende Abschlußorgan mit einem Kolben verbunden, dessen eine Seite dem Förderdruck der Pumpe ausgesetzt war, während eine Feder das Abschlußorgan in entgegengesetzter Richtung zu verstellen suchte. Das Abschlußorgan wurde nun so ausgebildet, daß sein Ausschlag zufolge wachsenden Förderdruckes den Dampfzufluß zum Antriebsmotor verminderte, während die gegensinnige, beim Abfallen des Förderdruckes eintretende Bewegung zunächst eine Vergrößerung, schließlich aber ein Abstellen der Dampfzufuhr nach sich zog. Demgegenüber drückt die Förderflüssigkeit beim Erfindungsgegenstand beiderseitig auf einen den Dampfzufluß zum Antriebsmotor beherrschenden Stufenkolben, wobei die kleinere Kolbenfläche f_x bei der Verkleinerung des Dampfzuflusses zum Antriebsmotor in Tätigkeit tritt, dabei durch Federkraft unterstützt wird und dem Förderdruck f₁ ausgesetzt ist, während an der anderen größeren Kolbenfläche f_it die der erstgenannten entgegen auf Vergrößerung des Dampfzuflusses zum Antriebsmotor hinarbeitet, mit Hilfe eines oder mehrerer Abblaseorgane eine konstante, dem kleinsten Förderdruck unterlegene Flüssigkeitsspannung fi₂ erhalten bleibt, die erst beim Versagen der Pumpe unterschritten wird, was das Abstellen der Maschine durch Federkraftwirkung zur Folge hat, und welche Spannung der Bedingung φ₂ : P₁ größer als f_r : f₂ genügt. Es wird also sowohl die Vergrößerung wie die Verkleinerung des Kraftzuflusses zum Motor je durch einen streng gleichsinnigen Ausschlag des Abschlußorganes bewerkstelligt. Ein weiterer Unterschied gegenüber den bestehenden Reglern liegt in dem Umstand, daß die am Stufenkolben sich das Gleichgewicht haltenden Kräfte stets gleich groß sind, was ebenfalls der Stabilität des Reguliervorganges zugute kommt.

Auf beiliegender Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wiedergegeben.

Der Dampf strömt vom Kessel durch die nichtgezeichnete Hauptabschließung und durch das Rohr B nach dem Regulierschieber C und tritt durch die je nach der Belastung geöffneten Schlitze in der Büchse D nach der Leitung E, welche direkt zum Einlaßkasten des nichtgezeichneten Antriebsmotors führt. Der Regulierschieber C- ist durch den Keil F mit dem Re-

gulatorkolben G verbunden, welcher als Stufenkolben ausgebildet ist. Der von der ebenfalls nichtgezeichneten Kreiselpumpe erzeugte Flüssigkeitsdruck p_x drückt von dem Anschluß H her gegen die Fläche f₁ des Kolbens G. Das im Raum T sich ansammelnde Sickerwasser wird bei U abgelassen. Durch das kleine Loch / und die Löcher L pflanzt sich der Druck nach dem Räume M fort und von hier durch die Leitung JV nach dem Tourenregulierventil P. Der Druck im Räume M muß genau der Spannung der Feder Q entsprechen. Wächst der Druck in M, so entweicht Wassei bei dem Ventil P, bis der Druck in M wieder den richtigen Wert erreicht hat. Sinkt durch irgendeinen Umstand der Druck in M, so bleibt das Ventil P geschlossen, bis durch die Öffnung L so viel Wasser nachgeströmt ist, daß der Druck im Räume M wieder seine ursprüngliche Größe erreicht hat.

Im Beharrungszustande wird also immer Wasser von dem Räume / durch das kleine Loch I in den Raum M überfließen und dieses Quantum wird durch das Ventil P bei R abgelassen. Auf den Stufenkolben G wirken also von unten her der Wasserdruck P₁ im Räume / und die Feder S₅, von oben wirkt der Wasserdruck P₂ auf die Fläche f₂. Diese Kräfte halten mit dem Eigengewicht des Kolbens G und der Rückwirkung des Schiebers C den Regulatorkolben G im Gleichgewicht. Die Rückwirkung des Schiebers C ist im gezeichneten Beispiel nur gleich dem Dampfdruck auf die kleine Kolbenstange dieses Schiebers, da der Schieber selbst durchbohrt ist, der Dampfdruck auf diesen sich also ausgleicht. Die Flächen f_x und f₂ sind so bemessen, daß ihr Verhältnis f_x : f₂ kleiner als das Druckverhältnis p₂: P₁ ist. Die Feder S muß eine Kraft entwickeln, welche das Gewicht des Kolbens G, die Rückwirkung des Schiebers C und die Reibungswiderstände übertrifft.

Der Reguliervorgang spielt sich wie folgt ab:

Als Ausgangsstellung sei angenommen, daß

sich Stufenkolben und Regulierschieber in der mittleren gezeichneten Stellung befinden, entsprechend einer mittleren Belastung der Maschine. Wird nun das Förderquantum der Pumpe infolge größeren Wasserbedarfs gesteigert und damit auch die Belastung vergrößert, so sinkt der Druck der Pumpe und damit auch der Druck P₁ im Räume / infolge der Mehrbelastung. Der Regulatorkolben G ist infolge der Verkleinerung des Druckes p_x nicht mehr im Gleichgewicht, bewegt sich deshalb nach unten, mit ihm auch der Schieber C, welcher infolge dieser Veränderung seiner Lage die Schlitze in der Büchse D mehr abdeckt und damit den Dampfzutritt zum Motor vergrößert. Dabei ist zu beachten, daß während des ganzen Vorganges der Druck p₂ im Räume M konstant bleibt entsprechend der Spannung der Feder Q, welche' das Ventil P im gleichen Sinne wie ein gewöhnliches Sicherheitsventil schließt oder abblasen läßt.

Eine Verkleinerung der Wasserförderung entsprechend einer Verminderung der Belastung des Motors hat eine Erhöhung des Druckes der Zentrifugalpumpe, also eine Erhöhung des Druckes p_x im Räume / zur Folge. Durch diese Erhöhung ist der Regulatorkolben G nicht mehr im Gleichgewicht, er wird nach oben verschoben, womit der Schieber C den Dampfzutritt zum Antriebsmotor verkleinert. Die Stabilität der Regulierung wird durch die Feder 5 gesichert. Einer kleineren Belastung der Turbine, entspricht die höhere Lage des Regulatorkolbens G, dieser die kleinere Spannung der Feder S, und damit ist zur Innehaltung des Gleichgewichtszustandes ein höherer Druck im Räume / nötig. Für diesen höheren Druck ist aber auch eine höhere Tourenzahl notwendig, d. h. bei sinkender Belastung steigt die Tourenzahl der Maschine, und ganz analog wird bei steigender Belastung die Tourenzahl entsprechend sinken, wie dies für jeden normalen Regulator Grundbedingung ist.

Da nun der Druck p_x im Räume / nicht nur abhängig ist von der Tourenzahl, sondern auch (durch die Charakteristik der Pumpe) von dem Förderquantum der Pumpe, und der Regulatorkolben G direkt von dem Pumpendruck abhängig ist, so kann als Charakteristik dieses Regulators aufgestellt werden, daß er (unter Berücksichtigung der nötigen Stabilität) in erster Linie auf konstanten Wasserdruck reguliert und erst in zweiter Linie (nur als Funktion von dieser Regulierung) die Tourenzahl verändert.

Wenn die Pumpe durch irgendeinen äußeren Einfluß, ζ. B. durch Verstopfen des Saugkorbes, kein Wasser mehr erhält, also trocken läuft, so gibt sie auch keinen Druck mehr. Damit verschwindet auch der Druck in den Räumen / und M. Durch die Spannung der Feder S geht der Regulatorkolben nach oben und damit schließt der Schieber C die Dampfzufuhr zur Turbine ab. Die Maschine ist also dadurch beim Versagen der Pumpe gegen Durchgehen gesichert.

Das Anlassen geschieht wie folgt. Da die Pumpe im Stillstand keinen Druck gibt, ist der Dampfzutritt zur Turbine durch den Schieber C noch verschlossen. Deshalb wird zuerst der Schieber C dadurch etwas abgehoben, daß der Hebel W gegen einen Anschlag X gedrückt wird. Sodann ist die nichtgezeichnete Hauptabschließung langsam nur so weit zu öffnen, bis der Regulatorkolben G durch den im Räume M entstehenden Druck nach unten gedrückt wird. In diesem Augenblick wird der Hebel W losgelassen und die Hauptabschließung langsam geöffnet. Der Hebel W wird durch die Feder Z

in die äußere Endlage gezogen und gibt dadurch den Weg für den Regulatorkolben G frei. Sobald der Pumpendruck so hoch gestiegen ist, daß der Druck unter dem Kolben G, vermehrt um den Federdruck, größer ist als der Druck über dem Kolben G, geht derselbe nach oben und stellt den Schieber C in die dem Leerlauf entsprechende Lage.

Die Abänderung des Druckes und damit

ίο auch die Veränderung der Tourenzahl während • des Bertiebs kann durch die Spannschraube F erfolgen, indem durch diese Spannschraube die Spannung der Feder Q während des Ganges verändert werden kann. Mit der Veränderung der Spannung der Feder Q wird naturgemäß durch das Ventil P auch der Druck im Räume M in gleichem Sinne geändert; dadurch wird' der Regulatorkolben G aus der Gleichgewichtslage gebracht, die durch Beeinflussung des Dampf-Zutritts die Tourenzahl und damit auch der Druck im Räume / sich dem neuen Wert des Druckes im Räume M angepaßt hat.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Regler für durch Dampfmotoren angetriebene Kreiselpumpen, die den Dampfzufluß zum Antriebsmotor zwecks Innehaltung eines angenähert unveränderlichen Förderdruckes der Einwirkung des letzteren derart unterstellt, daß durch das Ansteigen oder Abfallen des Förderdruckes infolge Änderung der Fördarmenge der Pumpe oder des Dampfzustandes vor dem Antriebsmotor der Dampfzufluß zu dem letzteren herabgesetzt oder vergrößert und beim Abfall des Förderdruckes unter den der größten Fördermenge zugehörigen kleinsten Betriebsdruck vollständig abgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderflüssigkeit beidseitig auf einen den Dampfzufluß zum Motor beherrschenden Stufenkolben drückt und letzteren verstellen kann, wobei die kleinere Fläche (f-,) bei der Verkleinerung des Dampfzuflusses zum Antriebsmotor in Tätigkeit tritt, dabei durch Federkraft unterstützt wird und dem Förderdruck (^₁) ausgesetzt ist, während an der anderen größeren Kolbenfläche (f£, die der erstgenannten entgegen auf Vergrößerung des Dampfzuflusses zum Antriebsmotor hinarbeitet, mit Hilfe eines oder mehrerer Abblaseorgane eine konstante, dem kleinsten Förderdruck unterlegene Flüssigkeitsspannung (f>₂) erhalten bleibt, die erst bei Versagen der Pumpe unterschritten wird, was das Abstellen der Maschine durch die Federkraftwirkung verursacht, insofern, als das Verhältnis der Flüssigkeitsspannungen f₂: P₁ größer als das Verhältnis der Kolbenflächen fi'-fi ist.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.