DE90047C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

KLASSE 14: Dampfmaschinen.

Direkt wirkende Dampfpumpe.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 27. Oktober 1895 ab.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet eine direkt wirkende Pumpmaschine, bei welcher der Ein- und Auslafs des Treibmittels in den Arbeitscylinder mit Hülfe eines von einer Hülfsmaschine bethätigten Schiebers bewirkt bezw. geregelt wird. Die Hülfsmaschine wird von einer Kätaraktvorrichtung beeinflufst, deren Cylinder mit den Enden des Pumpencylinders verbunden ist, derart, dafs, nachdem der Schieber zwecks Einlassens von Dampf etc. in den Arbeitscylinder umgestellt ist, die Kataraktvorrichtung die Hülfsmaschine daran hindert, den Schieber in eine Stellung zu bringen, welche den Dampfeinlafs absperren würde. Erst wenn der Pumpenkolben seinen Hub beendet hat, erlaubt die Kätaraktvorrichtung, dafs die Hülfsmaschine den Schieber des Arbeitscylinders umstellt, um auf der entgegengesetzten Seite des Arbeitskolbens Dampf einzulassen.

Auf beiliegenden Zeichnungen ist die Erfindungin einigen der praktischsten Ausführungsformen zur Veranschaulichung gebracht.

Wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich, besteht die Maschine in der Hauptsache aus einem Arbeitscylinder 1 mit Arbeitskolben 1*, einem Hülfscylinder 2 mit Kolben 2*, einem Hauptschieber ι a für den ersteren und einem Hülfsschieber 2a für den letzteren, ferner aus dem Pumpericylinder 4 mit Kolben 4* und dem Kataraktcylinder 3 mit Kolben 3*. Der Arbeitskolben i* ist mit dem Pumpenkolben 4* und der Hülfskolben 2* mit dem Kataraktkolben 3* durch je eine gemeinschaftliche Kolbenstange 5 bezw. 7 verbunden.

Angenommen, die Theile befinden sich in der in Fig. 2 gezeigten Stellung, so steht der Arbeitskolben 1* still, während Dampf durch den Kanal 8 unter den Hülfskolben 2* tritt, der obere Kanal 8a ist mit dem Auslafs 8b verbunden. Der Kolben 2* beginnt jetzt seinen Aufwärtshub, wobei er mit Hülfe der an die Kolbenstangen 7 und 5 angeschlossenen Hebelverbindung 13, 10, 11 und die Schieberstange 12 den Hauptschieber nach oben bewegt und so umstellt, dafs nunmehr Dampf aus dem gemeinschaftlichen Schieberkasten 6 durch den Kanal 9 oberhalb des Kolbens 1* in den Arbeitscylinder 1 eintreten kann; der untere Cylinderraum ist durch den Kanal 9a mit mit Auslafs 9b verbunden. Der Arbeitskolben 1* beginnt jetzt seinen Abwärtshub, wobei er den Hauptschieber ι a (durch die oben erwähnten Verbindungen) ebenfalls niederbewegt und in eine mittlere Stellung bringt. Infolge des todten Ganges, der zwischen den beiden Schiebern ia und 2a vorgesehen ist, hat der Hülfsschieber 2a bereits seine mittlere Stellung überschritten, bevor der Hauptschieber die seinige erreicht, so dafs der obere Theil des Hülfscylinders 2 durch den Kanal 8a mit dem Schieberkasten 6, der untere Theil aber durch den Kanal 8 mit dem Dampfauslafs 8 b verbunden ist. Der dann von oben auf den Hülfskolben 2* wirkende Dampf ist bestrebt, diesen Kolben nach unten zu drücken. Da nun aber der Pumpenkolben 4* sich ebenfalls abwärts bewegt, so befindet sich die unter demselben stehende Flüssigkeit, z. B. Wasser, unter Druck. Dieser Druck wird in

genügender Stärke mit Hülfe eines geeigneten Verbindungsrohres 3b von unten her auf den Kataraktkolben 3* übertragen, welcher dadurch dem Bestreben des Hülfskolbens 2*, sich niederzubewegen, in verläfslicher Weise entgegenwirkt, so dafs der Hülfskolben in seiner Stellung festgehalten wird. Sobald der Pumpenkolben 4* das untere Ende seines Hubes erreicht hat, hört der Ueberdruck im Pumpencylinder und daher auch in dem Kataraktcylinder auf, worauf der Hülfskolben sich nunmehr sofort niederbewegt und die Schieber 2a und ia niederzieht. Durch diese Umstellung der Schieber kommt der untere Theil des Arbeitscylinders durch den Kanal 9a mit dem Dampfraume des Schieberkastens 6, der obere Theil durch den Kanal 9 mit der Auslafsöffnung 9b in Verbindung. Der hierauf folgende Aufwärtshub des Arbeitskolbens bezw. des Pumpenkolbens bewirkt einen Arbeitsvorgang der Maschine, der dem soeben beschriebenen ganz ähnlich ist und in umgekehrter Ordnung verläuft.

Wie in Fig. 2a gezeigt ist, können die Schieber ia und 2a auch in getrennten Schieberkasten 6 und 6a untergebracht werden. Auch kann man an Stelle der Kolbenstange 7 eine andere Verbindungsweise für die Kolben 2* und 3* wählen; Bedingung ist nur, dafs ersterer mit letzterem zwangläufig verbunden ist. Ebenso kann die Verbindung der Schieberstange mit den Kolbenstangen 5 und 7 in anderer Weise zur Ausführung gebracht werden, z. B. wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt. In diesem Falle müssen aber jdie Schieber entgegengesetzt wie vorher angeordnet sein, d. h. der Schieber ia mufs über die Enden hinweg Dampf zulassen und der Hülfsschieber 2a dem vorher beschriebenen Hauptschieber ia ähnlich eingerichtet sein.

Der Hauptschieber ia kann auch aus zwei Theilen ia und ib hergestellt werden (Fig. 5 bis 10). Der gröfsere Theil ia ist mit dem Hülfsschieber 2a (Fig. 5, 6 und 7) aus einem Stück gefertigt. Die beiden Theile ia und ib und der Hülfsschieber 2a arbeiten in demselben Schieberkasten 6 (Fig. 3 und 4) und auf derselben Schiebergleitfläche und weisen die gewöhnliche Muschelform auf. Die Schieber ia und 2a werden von der Schieberstange 12 ohne todten Gang bethätigt und bethätigen ihrerseits den Theil ib. Da aber ein freier Raum ic (Fig. 7) zwischen den Theilen ia und ib in Richtung ihrer Bewegung gelassen ist, so wird bei jeder Umkehrung der Bewegungsrichtung die Stange 12 dem Theil ia eine gewisse Bewegung ertheilen, bevor letzterer auf den Theil ib einwirkt, d. h. es findet zwischen den Theilen ia und ib eine gewisse Verschiebung statt. Der Theil ia weist an allen Kanten Ueberlappungen auf. Die Ueberlappungen der Dampfeinlafskanten sind so gewählt, dafs der Theil ιa nicht früher wie Theil ib Dampf einströmen läfst. Die Ueberlappungen an den Dampfauslafsrändern sind in ähnlicher Weise bemessen (Fig. 5). Die Theile oder Schieber 2a und ib weisen keine Ueberlappungen auf. Der Drehpunkt 13 (Fig. 4) liegt in diesem Falle zwischen dem Angriffspunkt des Verbindungsgliedes 11 an dem Hebel 10 und der Kolbenstange 5.

Die Verbindung des Kataraktcylinders mit dem Pumpencylinder ist der gewählten Anordnung entsprechend ebenfalls eine umgekehrte, d. h. die Rohre 3a und 3b führen nicht, wie in Fig. 2 gezeigt, nach dem oberen bezw. dem unteren Ende des Pumpencylinders, sondern sind über Kreuz gelegt, d. h. Rohr 3a mündet unten und Rohr 3b oben in den Pumpencylinder. Die gemeinschaftliche Schiebergleitfläche weist aufserdem noch Kanäle gc, gd und ge auf, welche mit den Kanälen g, 9b bezw. ga in Verbindung stehen. Die Kanäle 8 und 8a sind durch Rohre 8c und 8d an die entsprechenden Enden des Hülfscylinders angeschlossen. Da die innere Auslafshöhlung des Schiebers 2a und ia mit einander in Verbindung stehen, so dient der Kanal ga für diese beiden Schieber als gemeinschaftlicher Auslafskanal.

Angenommen, der Arbeitskolben 1* (Fig. 3 und 4) befindet sich in seiner oberen und der Hülfskolben 2* in seiner unteren Endstellung, so lassen die beiden Schiebertheile ia und ib Dampf durch die Kanäle 9 und gc in den oberen Theil des Cylinders 1 ein, während gleichzeitig sein unterer Theil durch die Kanäle 9a und 9ε mit den Auslafsöffmingen verbunden ist. Der hierdurch abwärts bewegte Kolben 1* schiebt infolge der beschriebenen Hebelverbindung 10, 11, 12 beide Schieber nach oben, bis der Schiebertheil ib seine mittlere Stellung erreicht.

Infolge der differentialen Bewegung zwischen den Theilen 2a und ib ist es selbstverständlich, dafs, bevor letzterer seine Mittelstellung erreicht hat, der Schieber 2a bereits seine Mittelstellung passirt haben mufs, wodurch Dampf durch die Kanäle 8 und 8c unter den Kolben 2* gelangt, der bestrebt ist, diesen Kolben zu heben, während die andere Seite des Cylinders 2 durch die Leitungen 8a und 8d mit der Dampfauslafsöffnung 9b verbunden ist. Da sich aber auch der Pumpenkolben 4* inzwischen niederbewegt hat, so wirkt ein Theil der Druckflüssigkeit von oben her auf den Kataraktkolben 3* ein und hält der auf den Hülfskolben 2* drückenden Dampfkraft das Gleichgewicht, in ähnlicher Weise, wie dies weiter oben bereits beschrieben worden ist. Sobald der Pumpenkolben die untere Endstellung und der Schiebertheil ib seine Mittelstellung erreicht hat, hört der Druck im Kataraktcylinder 3 auf, so dafs der Hülfskolben 2* seinen Aufwärts-

hub ausführen kann, wobei er den Hauptschieber mit nach oben bewegt, um Dampf unterhalb des Arbeitskolbens i* in den Cylinder ι eintreten zu lassen, worauf sich das Spiel in ähnlicher Weise, wie beschrieben, fo.rtsetzt.

Verwendet man zwei Arbeitscylinder ι und lA (Fig. Ii und 12), so kann die Pumpe als Verbundpumpe ausgebildet werden. Der Hülfscylinder 2 ist an dem Hochdruckcylinder 1 angebracht, die beide wie vorher beschrieben eingerichtet sind. Der aus dem Hochdruckcylinder ι kommende Dampf gelangt durch Rohr 14 in den Niederdruckcylinder iA, dessen Schieber ic ebenfalls von der Schieberstange 12 bethätigt wird. Der Schieber 1 c ist dem Schieber des Hochdruckcylinders 1 ähnlich, zeigt aber keine Ueberlappungen.

Claims (5)

P ATENT-Ansprüche:

1. Direkt wirkende Dampfpumpe mit einer die Steuerung beeinflussenden Hülfs- oder Nebenmaschine, gekennzeichnet d urch eine Kataraktvorrichtung, deren Cylinder so mit dem Pumpencylinder verbunden ist, dafs die Kataraktvorrichtung bezw. das auf den Kolben der letzteren wirkende Druckwasser nicht eher eine Bewegung des Hülfskolbens und Umstellung des Dampfvertheilungsschiebers mittelst eines an die Kolben- und Schiebergestänge angeschlossenen Hebels zuläfst, als bis der Pumpenkolben das Ende seines jeweiligen Hubes erreicht hat.

2. Eine Dampfpumpe nach Anspruch 1, bei der die beiden Vertheilungsschieber (ia und 2 a) für Haupt- und. Nebenmaschine in einem gemeinschaftlichen Schieberkasten (6) derart angeordnet sind, dafs zwischen beiden ein todter Gang stattfindet, um dem Vertheilungsschieber (2 a) des Hülfscy linders (2) eine gewisse Voreilung mit Bezug auf den Vertheilungsschieber (ia) des Arbeitscylinders (1) zu sichern (Fig. 1 und 2).

3. Eine Dampfpumpe nach Anspruch 1, bei der die beiden Vertheilungsschieber in gegetrennten Schieberkasten angeordnet sind und der todte Gang zwischen dem Hauptvertheilungsschieber (ia) und der beiden Schiebern gemeinsamen Schieberstange stattfindet (Fig. 2a).

4. Eine Dampfpumpe nach Anspruch 1, bei der der Hauptvertheilungsschieber aus zwei die Dampfeinlafs- bezw. Dampfauslafskanäle (9, ga, gb und 9c, gd, ge) bethätigenden Theilen (ia und ib) besteht,'von denen der eine Theil (1 a) fest mit dem Hülfsvertheilungsschieber (aa) verbunden bezw. mit diesem aus einem Stück gefertigt ist, während der and ere Theil (1 b) die erforderliche differentiale Verschiebung zum Hülfsvertheilungsschieber auszuführen vermag (Fig. 3 bis 1 o).

5. Eine Dampfpumpe nach Anspruch 1 und 4, die durch Anordnung eines Hoch- und eines Niederdruckcylinders zu einer Verbundmaschine ausgebildet ist, wobei die Vertheilungsschieber für den Hochdruck- und den Hülfscylinder nach Anspruch 4 eingerichtet sind, während der Vertheilungsschieber (ic) des Niederdruckcylinders (ia) so mit der Schieberstange (12) verbunden ist, dafs er dieselbe Bewegung mit todtem Gange auszuführen vermag, wie der Theil (1 b) des Vertheilungsschiebers des Hochdruckcylinders (1).

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.