Einfach wirkende ventilgesteuerte Wechselstromdampfmaschine für hohe
Überhitzung und ölfreien Abdampf Bei Kolbiendampfmaschineen ist die Höhe der übexhitzung
des Dampfes durch die begrenzte Schmierfähigkeit des Schmiermittels für Kolhem und
Kolbenringe bestimmt. Die Ü berhitzung des Dampffes kann dadurch erhöht werden,
daß man die Schmierung ganz oder teilweise vermeidet, z. B. indem man Kolben verwendet,
diie berührungsfrei im Zylinder laufen und mit Labyrin@thrülle@n versehen sind,
weiter indem man Kolben mit selbstschmierenden Kolbenringen eoder solchen, jaus
Kohle verwendet. Dves-e Konstruktionen weissen jedoch nebien hohem Verschleiß von
vornherein eire Lässigkeit auf, die den Vorteil der hohen Überhitzung erheblich
he@rabimirndert. Es ist Baucheine Konstruktion bekannt, beider :der Kolben :durch
in der Mitte des
Zylinders liegende Dichtungsringe abgedvchtet wird.
Der Kolben hat dabei einen :etwas kleineren. Durch-
mes:sier als die Zylinderbohrung, so -daß zwischen
Kolb,enm=t-el und Zylinderwand ein schmaler, in
seiner Länge stets wechselnder Ringraum, der bei
Dampfeintritt die "größte Länge und hei expan-
diextem Dampf die "geringste Länge ;aufweiset, ent-
steht. Deadurch isst der Heßdanvpf, warm er an die
Dichtung kommt, schon genügend expandiert und
abigekühlt. Niebien Herstelllungs- und Moneageschwie-
rigkeitem: stowie seiner Vergrößerung .des .schädlichen
Raumes schüetzt diese Konstruktion aber nicht da-
vor, daß Öl, welches aim Kolbienmanbel haftet bzw.
fein verteilt in dem den Rinigraum erfüllenden
Dampf schwebt, mit dem verdrängten Dumpf-
volum@en in den Abdampf geblasen wird, was bei
Kondensations- lind Ge<b@,mdruckln@aschinen uner-
wünscht isst.
Die Erfindung zeigt einen Weg, die Schwierig-
keiten bei der Abdichtugg des Kolbens einer ein-
fach wirkenden ventilgesteuerten Wech.selstrom-
dampfmaschine für hohe Überhitzung und ölfreien
Abdampf in konstruktiv günstiger Weise zu he-
heben. Sie fußt hierbei auf bekanntem Dichtun;gs-
ausführunIgen, bei .denen, zwischen Kolbenmantel
und Zylinderwand lein Raum ;gesicchaffen iGit, worin
.einte Dampfschicht Platz findet, die den Zutritt
des üb,erhitzben Dampfes zu .einer geschmierten
Dichtung verhindert. Die Erfindung bcestteht in der
Verein.#gunig folgender Merkmale: .a) der Kolhen
isst so geführt, da,ß @er im Zylinder bierührungsfrei
mit ;geringem Spiel läuft; b) der Kolben ist oben
und unten mit je einer Diiohtung versehen, von
denen nur die untere gesohmiiert ist; c) der Kolben
ist teilweise gekühlt.
Zweckmäßig erfolgt die Führung des Kolbens
durch einte am Gehäuse befestigte Trennbüchse.
Bei der Abdlohtung des Kolbens nach der Erfm-
dunig isst eine Vergrößerung des schädlichen Raumies
vermieden. Die Dichtungen selbst sind leicht her-
zustellen und zu montieren. Auch die berührun,gs-
freie Führung des Kolbens mit geringem Spiel mit-
tels der Tnenmbüchse ist sehr vorteilhaft, da :sie
über seine 1a4ge Strecke erfolgt. Die Trennbüchse
gestattet auch gleichzeitig die Kühlung des Kol-
bens zu vereinfachen, da in dien verhältnismäßig
großen. Ringraum zwischen der Trennbüchse und
denn: Kolbenman:bel viel Luft, die durch am unterem
Ende dies Zylinders angeordnete Öffnungen zu-
strömt, Platz hat. Durch diesle Kühlurig und die
Ausbildung der Kolbendichtung selbst ist der Dampf,
ehe :er zu der unteren geschxnierben Dichtung ge-
langt, so weit expandiert und abgekühlt, däß er
denn: Schmiernütbel nicht mehr schädlich ist. Der
Abdampf bleibt dabei ölfrei, -da durch die unver-
meidliche Lässigkeit der unteren Dichtung immer
ein kleiner Dampfdurchsatz von @obien nach unten
erfolgt.
Im: -der Zeiahnunig ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfim:durqg meinem sienkrechten Längsschnitt durch
den Zylinder einer 'ünfach wirkenden ventidge-
stenerten- Wechselstromdaxnpfmaschine dargestellt.
Die Steuerung dieser Wechselstremdampfma;schine
für hohe ilberhitzung und ,ölfreiem Abdampf erfolgt
durch im Zylindemdeclkel i untergebrachte Ei:nl;aß-
ventile 2 und Auslaßventile 3, deren, Schlaft nacht
geschmiert ist. Der im: dem Zylinder hin. und her
bewegliche Kotten 4 ist in der unteren Totpunkt-
lage 5 gezeichnet. Die obere Totpunktlage 6 ist ge-
strichelt .angedeutet. Dier Kolben 4 ist mit deinem
Kreuzkopf 7 durch .eine Schraube 8 verbunden. Der
KreuzkoPf 7 ist im einer Trennbüchse 9, die am Ge-
häuse i.o befies#gt ist, so geführt, daß der Kolben 4
berührunigsfrwEi mit geringem Spiel in .der Bohrung
des Zylinders i i bewegt wird.
Der Kolbien 4 -besitzt zwei Dichtungen, einte @obere,
12, und eine untere-, 13. Die obere Dichtung 12 ist
ungeschmiert und besteht ,aus ungeteiltem Drossel-
ringen, die in eigenen Kammerringen radial beweg-
lich ,gelagert sind. Sie haben die Aufgabe, den
Frischdampfdruck herabzudrosseln. Die untere
Kolbendichtung 13 besteht laus sielbstspiamn!enden
Kolbenrängen normaler Bauart, und sie wird über
die Zylinderwandung bei 14 geschmiert. Der Ab-
stand -der beiden Dichtungen 12 und 13 voneinander
muß größer sein .als der Kolbenhub, und ier beträgt
zweckm,ä]Xg ein Vielfaches des Hubes, um zu ver-
hindern, da,ß von -der igeschmierten Dichtung 13 aus
Schmlieröl zur umgeschmierten Dichtung 12 hin
durchgezogen. wind. Der Zylinder z i ist am unteren
Ende mit öfnun:gen 15 versehen, durch die Kühl-
luft in den Raum 16 zwischen dem Mantel des Kol-
beas. 4 und der Trennbüchse 9 eintreten kam. Die
durch die -Öffnungen 15 eintretende Luft wird beim
Hhnnndhexlgang des Kolbens wirksam an den un-
temein Teil der Kolbenmanbelfläche zur Kühlung der-
selben herangebracht. Zur Vermeidung von Wärme-
veTlusten 4t der Zylinderdeckel i und anschließend
der .größte Teil des Zylinders I I mit einer Isiolile-
rung 17 ,Versehen.
Die Wirkungsweisse der Kolblenabididhtung ist
folgende: Beim Arbeitshub des Kolbens, -d. h. beim
Niedergamg .von seineroteren Totpunktlage 6 in
seine untere TotpunktIoge 5 stellt sich in' dem
schumalen Ringraum 18 zwischen den Kolbendich-
tungen 12, 13 infolge der Drosselwirkung der
oberen Dichtung 12 ein annähernd konstanter
Dampfdruck leprn. Dee in dien Ringraum 18 sich
bielfindende Dampfvolumen befördert der Kolben
mit na;dh unten, wobei. es einmal durch das Tem-
peraturgefälle in der Zylinderwand infolge des Feh-
lens ;e9,ner Isolation im unteren Teil :des Zylinders
sowie ,dadiurch gekühlt wird, daß durch die Pump-
wixku,Ag ;des Kolbens. bei jedem Hub @Fris,chlüfN
durch .die Öffnungen 15 ,angesiatugt und wiiedeT her-
ausgedrückt ,wird. Di#ese Kühlung ist so wirksam,
da.ß ;die unlbere geschmierte Kolbendichtung 13 ein-
wandfrei axbyeiten kann. Sie wird für den Arbeits-
prozeß um so verlustärmer, je schmaler der Ring-
raum 18 ,und je länger .der Mantel. ,des Kolbens 4
sind. Durch die unvermeidliche geringe Lässigkeit
der unteren geschmiierten Dichtung 13 wird immer
ein kleiner Dampfdurchsattz von -oben. nach unten
erfolgen, sio daß kein öldunsit in den Arb'eitsranun
g'gen kam.
Wenn die Führung ,des KKolbiens 4 sehr sorgfältig
durchgebildet ist, kann die obere Dichtung 12 jauch
durch Labyrbithnuten i 9 (wie .an der rechtte#
Kolbenseite gezeichnet) ersetzt werden.. Diese kön-
nen ,mach Bedarf bxs zur unteren geschmierten Dich-
tung 13 xeichen. Dadurch wird - ebenfalls :erzielt,
da,ß ,der Dampf an Druck und Temperatur stark
verliert, ;so daß die -untere geschmierte Dichtung 13
einwandfrei ;arbeiten kann.
Single-acting, valve-controlled AC steam engine for high levels of overheating and oil-free exhaust steam In piston steam engines, the level of overheating of the steam is determined by the limited lubricity of the lubricant for the piston and piston rings. The overheating of the steam can be increased by completely or partially avoiding lubrication, e.g. B. by using pistons that run without contact in the cylinder and are provided with labyrin @ thrülle @ n, further by using pistons with self-lubricating piston rings or those made of carbon. However, in addition to high wear and tear, Dves-e constructions show a nonchalance from the outset, which significantly changes the advantage of high overheating. It is known belly a construction, both: the piston: through in the middle of the Sealing rings lying on the cylinder is sealed off.
The piston has one: slightly smaller. By-
mes: sier than the cylinder bore, so that between
Piston, enm = t-el and cylinder wall a narrow, in
its length always changing annulus, which at
Steam inlet the "greatest length and hot expan-
the extem steam has the "smallest length;
stands. Deadurch eats the Hessdanvpf, he warms to them
Seal comes, already expanded enough and
cools down. Niebien manufacturing and Monea business
rigkeitem: as well as its enlargement. of. the. harmful
However, this construction does not protect
suggest that oil, which sticks to the Kolbienmanbel or
finely distributed in the one that fills the cleaning room
Steam floats, with the displaced dull
volum @ en is blown into the exhaust steam, which at
Condensation lind Ge <b @, mdruckln @ aschinen un-
wishes eats.
The invention shows a way to overcome the difficult
when sealing the piston of a single
multiple acting valve-controlled alternating current
steam engine for high overheating and oil-free
Exhaust steam in a structurally favorable manner
to lift. It is based on a well-known seal; gs-
versions, for those, between the piston skirt
and cylinder wall lein space; created iGit, in which
. There is space for a layer of steam that allows access
of the over, heated steam to .a lubricated
Seal prevented. The invention resides in the
Association. # With the following characteristics: .a) the Kolhen
eats in such a way that there is no contact with beer in the cylinder
with; little game running; b) the piston is up
and each with a thread at the bottom, of
to which only the lower one is embroidered; c) the piston
is partially cooled.
The piston is expediently guided
through a separating sleeve attached to the housing.
When the piston is loosened according to the invention
dunig eats an increase in harmful space
avoided. The seals themselves are easy to
to deliver and assemble. Even the touch, gs-
free guidance of the piston with little play
by means of the barrel rifle is very advantageous because: it
takes place over its 1a4ge route. The separating sleeve
also allows the cooling of the
bens to simplify because in dien proportionate
huge. Annular space between the separating sleeve and
because: piston man: with a lot of air flowing through at the bottom
At the end of this cylinder.
flows, has space. By diesle Kühlurig and the
Forming the piston seal itself is the steam,
before: he went to the lower engraved seal
so far expanded and cooled that it reaches
because: Schmiernütbel is no longer harmful. Of the
Exhaust steam remains oil-free, -due to the un-
always avoidable nonchalance of the lower seal
a small steam throughput from @obien down
he follows.
In: -der Zeiahnunig is an embodiment of the
Erfim: through my vertical longitudinal section
the cylinder of a single acting ventilator
stenerten alternating current pumping machine shown.
The control of this alternating current steam engine
for high overheating and oil-free exhaust steam
through eggs housed in the cylinder cover i: nl; ate-
valves 2 and exhaust valves 3, whose, sleeps at night
is lubricated. The im: towards the cylinder. and here
movable Kotten 4 is in the bottom dead center
location 5 drawn. The top dead center position 6 is
dashed lines. indicated. Piston 4 is with yours
Cross head 7 connected by a screw 8. Of the
Cross head 7 is in a separating sleeve 9, which is attached to the
housing io is commanded, guided in such a way that the piston 4
Contact with little play in the bore
of the cylinder ii is moved.
The Kolbien 4 -has two seals, one @upper,
12, and a lower one, 13. The upper seal 12 is
unlubricated and consists of undivided throttle
rings that move radially in their own chamber rings.
are stored. You have the job of
Throttle down the live steam pressure. The lower one
Piston seal 13 consists of self-locking ends
Piston ranks of normal design, and they will be over
the cylinder wall is lubricated at 14. From the-
stood -the two seals 12 and 13 from each other
must be greater than the piston stroke, and is ier
expedient, ä] Xg a multiple of the stroke in order to
prevent that ß from the lubricated seal 13
Schmlieröl towards the lubricated seal 12
pulled through. wind. The cylinder zi is at the bottom
End with openings 15, through the cooling
air into the space 16 between the jacket of the
beas. 4 and the separating sleeve 9 came in. the
Air entering through the openings 15 is when
The piston is effectively connected to the un-
part of the piston collar surface for cooling the
same brought up. To avoid heat
veTlusten 4t the cylinder cover i and then
the largest part of cylinder II with an insulating
tion 17, by mistake.
The mode of action of the Kolblenabidhtung is
the following: During the working stroke of the piston, i.e. at
Niedergamg. From its dead center position 6 in
its bottom dead center loge 5 is in 'the
schumalen ring space m 18 between the piston seal
lines 12, 13 due to the throttling effect of the
upper seal 12 an approximately constant
Vapor pressure leprn. Dee into the annulus 18 yourself
The piston conveys the volume of steam that finds the target
with na; ie below, where. it once through the tem-
temperature gradient in the cylinder wall as a result of the
lens; e9, ner isolation in the lower part: of the cylinder
as well as the fact that cooling is achieved by the pumping
wixku, Ag; of the piston. with every Hub @ Fris, chlüfN
through the openings 15, sucked in and again
is expressed, is. This cooling is so effective
that; the unlubricated piston seal 1 3
can axbyeiten wall-free. It is used for work
process, the lower the loss, the narrower the ring
room 18, and the longer the coat. , of the piston 4
are. Due to the inevitable low level of nonchalance
the lower lubricated seal 13 is always
a small amount of steam from above. downward
be done, sio that no oil failure in the Arb'eitsra now
g'gen came.
If the management, KKolbiens 4 very carefully
is formed, the upper seal 12 can jauch
through labyrinth grooves i 9 (like. on the right #
Piston side drawn). These can be
nen, make bxs to the lower lubricated seal
tion 13 xeich. This - also: achieved,
da, ß, the steam in pressure and temperature strong
loses, so that the lower lubricated seal 13
flawless; can work.