Titel: | Neuerungen an Dampfpumpen-Steuerungen. |
Fundstelle: | Band 250, Jahrgang 1883, S. 1 |
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Neuerungen an
Dampfpumpen-Steuerungen.
Patentklasse 14. Mit Abbildungen auf Tafel 1 und 5.
Neuerungen an Dampfpumpen-Steuerungen.
Die nachstehend aufgeführten Steuerungen für Dampfpumpen ohne Kurbelwelle sind theils
solche, welche sich an die in D. p. J. 1882 244 * 173 besprochenen, hauptsächlich für kleinere
Pumpen bestimmten Anordnungen anreihen, bei denen also am Ende jedes Kolbenhubes
eine ruckweise Umstellung des Schiebers und immer volle Füllung stattfindet, theils
solche für groſse Pumpen (Wasserhaltungsmaschinen, Wasserwerke u.s.w.) bestimmte,
welche mit Expansion arbeiten und in den vollkommensten Anordnungen auch
selbstregulirend wirken.
Steuerung für volle Füllung.
Fig.
1 und 2 Taf. 1
zeigen eine Steuerung von F. Schulz in Berlin (* D. R.
P. Nr. 20 677 vom 18. Mai 1882). Bei derselben sind zur Dampfvertheilung zwei doppelkolbenförmige, an den Cylinderenden liegende
Schieber c und d benutzt,
welche mittels eines Dampfsteuerkolbens e, mit dem beide verbunden sind, bewegt werden, während
in der Regel ein in der Mitte liegender Schieber durch
zwei Steuerkolben bewegt wird. Der Dampf wird durch
einen Längskanal x (Fig. 2) in
die Räume x1 (Fig.
1) hinter den Schiebern c und d eingeführt, so daſs er in der in Figur 1
gezeichneten Stellung der Theile durch h rechts in den
Cylinder eintreten kann und den Hauptkolben k nach
links treibt. Der vor k befindliche Dampf kann durch
h1 und n1 in den Kanal y1, von welchem das
Abdampfrohr y ausgeht, entweichen. Die Räume zwischen
den Schiebern und dem Steuerkolben stehen einerseits durch den Kanal m1 andererseits durch
die Bohrung o ebenfalls mit dem Auspuffe in Verbindung.
Sobald nun der Kolben k an dem Kanäle m1 vorüber gegangen
ist, dringt durch denselben der Hinterdampf zwischen c
und e ein und stöſst, da e
einen gröſseren Querschnitt als c hat, die Schieber
nach rechts hinüber. Nach der Umstellung kann der zwischen c und e eingeschlossene Dampf durch Bohrung
o1 entweichen.
Diese Entlastung des Kolbens e darf jedoch nicht zu
schnell vor sich gehen, da nach der Umsteuerung zunächst ein Theil des Hinterdampfes
durch den Kanal m zwischen e und d eindringen wird und daher, wenn die
andere Seite von e sehr schnell entlastet würde, die
Schieber sofort
zurückgeschleudert oder doch an der Vollendung ihres Hubes verhindert würden. Es
müssen also die Bohrungen o und o1 jedenfalls sehr eng sein. Um Klemmungen
zu vermeiden, ist e mit c
und d durch Gelenke g
verbunden. Ein Vortheil dieser Steuerung ist, daſs die Dampfkanäle kurz
ausfallen.
Statt die Steuerkolben durch Dampf zu bewegen, wendet A.
Nathan in London (* D. R. P. Nr. 18239 vom 27. September 1881) bei der in
Fig. 3 bis 5 Taf. 1
dargestellten Construction gepreſste Luft hierzu an. Die Umstellungsbewegung der
beiden mit einander fest verbundenen Muschelschieber ist hier mit der Kolbenbewegung
jeweils gleichgerichtet, zu welchem Zwecke statt der gewöhnlichen mittleren
Ausströmungsöffnung im Schieberspiegel zwei nach auſsen verlegte Kanäle vorhanden
sind. Mit der Schieberstange steht ein Guſsstück j im
festen Zusammenhange, welches an beiden Enden zu Cylindern ausgebildet ist. In
diesen sind zwei mit einander starr verbundene Kolben h
frei beweglich, auf welche am Ende des Kolbenhubes ein auf der Hauptkolbenstange
befestigter, auf der Stange c geführter und mit
verstellbaren Anstoſsscheiben r versehener Arm d einwirkt. Derselbe stöſst, wenn der Dampfkolben
nahezu seinen Lauf vollendet hat, einen der Kolben h in
seinen Cylinder hinein, während das Guſsstück durch eine Sperrklinke a festgehalten ist. Es wird daher in diesem Cylinder
die Luft zusammengepreſst – in den anderen Cylinder kann durch einen Schlitz l (Fig. 4) die
Luft eindringen –, bis bei der Weiterbewegung des Dampfkolbens die Klinke a durch eine gleichfalls an d befestigte, verstellbare Rolle ausgehoben wird. Die eingepreſste Luft
treibt darauf das Guſsstück j vor, wodurch die
Umstellung der Schieber bewirkt wird. Zur Hubbegrenzung dienen die auf der
Schieberstange befindlichen Bunde k. Durch Verstellung
der Anstoſsscheiben r kann der Grad der Luftcompression
dem Schieberwiderstande angepaſst werden. Die Steuerkolben u.s.w. sind hier bequem
zugänglich.
Die in Fig. 8 Taf. 1 abgebildete Steuerung von Ch.
Roux in Paris (* D. R. P. Nr. 18337 vom 1. December 1881) ist mit
Vorsteuerkolben C versehen, welcher den Kolben B steuert und durch den Dampfkolben A selbst gesteuert wird. Beide Kolben B und C wirken als
dreifache Muschelschieber- die äuſseren Höhlungen verbinden abwechselnd einen der
Kanäle c und c1 bezieh. d und d1 mit einem der
Dampfeinströmungskanäle ab und a1b1, welche sowohl mit dem Steuercylinder wie mit dem
Vorsteuercylinder in Verbindung stehen, und die mittleren Höhlungen verbinden
abwechselnd den anderen der Kanäle c und c1 bezieh. d und d1 mit dem Ausströmkanale o. In der gezeichneten Stellung kann also der frische Dampf auf die rechte
Seite des Steuerkolbens B wie auch des Dampfkolbens A gelangen. Ersterer wird dadurch in der dargestellten
Lage festgehalten; letzterer bewegt sich nach links. Nahe am Ende des Hubes wird die
Oeffnung e, von welcher ein Kanal auf die linke Seite
des Vorsteuerkolbens C führt, für den Hinterdampf frei;
der Kolben C
wird in Folge dessen nach
rechts gedrängt, wodurch dann auch der Kolben B zu der
gleichen Bewegung genöthigt wird. Nach der Umstellung von B steht die Oeffnung e durch d1 mit dem
Ausströmungskanale o in Verbindung, die linke Seite von
C wird daher auch gleich darauf wieder entlastet
werden; doch ist ein Rückschlag des Kolbens C hier
nicht zu befürchten. – Die Steuerung soll namentlich auch für Wassermesser benutzt werden.
Wie aus der Figur 8
ersichtlich, ist die Gesammtanordnung dieser Pumpe von Boux äuſserst gedrängt. An den Dampfcylinder schlieſsen sich beiderseits
die einfach wirkenden Pumpencylinder direkt an. Der Dampfkolben A mit seinen zwei Liderungskörpern bildet mit den
gleichfalls geliderten Pumpenkolben ein Stück, so daſs Kolbenstangen und
Stopfbüchsen fortfallen. Die Pumpenventile sind in den zu je einem Doppelkasten
ausgebildeten Deckeln an einem Stücke angebracht. Ihre horizontale bezieh. geneigte
Lage erscheint allerdings rücksichtlich der Erhaltung eines dichten Abschlusses
nicht zweckmäſsig. Um die Abkühlung des Dampfcylinders und Kolbens etwas zu
vermindern, wird der Abdampf aus dem Kanäle o zunächst
in den Dampfcylinder zwischen die beiden Kolbenkörper geleitet, um sowohl durch
Oeffnungen f in den Hohlraum des Kolbens A, als auch durch g in
einen den Dampfcylinder umgebenden Mantel und durch Oeffnungen h in die die Pumpencylinder umgebenden Räume zu
strömen, ehe er durch einen seitlichen Kanal entweicht. Es mag dahin gestellt
bleiben, ob die Heizung durch Abdampf in diesem Falle vortheilhaft ist; aus dem
Räume zwischen den beiden Kolbenkörpern würde er jedenfalls besser fortbleiben.
Leinhaas und Hülsenberg in Freiburg, Sachsen (* D. R. P.
Nr. 18495 vom 1. November 1881) wenden ebenfalls einen Vorsteuerkolben an, welcher
aber nur in einer Richtung durch den Dampfdruck, in der anderen dagegen mittels
einer Knagge durch Anstoſs des Hauptkolbens bewegt wird. Fig. 6 und
7 Taf. 1 veranschaulichen die betreffende Einrichtung. Die den Schieber
zwischen sich fassenden Steuerkolben b, b1 werden nach bekannter Weise dadurch bewegt, daſs
die Räume hinter denselben, welche durch enge Bohrungen d,
d1 stets mit dem Mittelraume des
Schieberkastens communiciren, durch den Vorsteuerkolben x abwechselnd mit dem Ausströmkanale h in
Verbindung gebracht werden. Der linke Theil des Vorsteuerkolbens ist dicker als der
rechte Theil und mit zwei Ringnuthen r und r1 versehen. Von r aus
führt eine Längsbohrung in den Raum o hinter den Kolben
x, durch welche dieser Raum, wenn x nach links gerückt ist, mit dem in den Cylinder
führenden Kanäle i in Verbindung tritt. Die Nuth r1 dient dazu, die
hinter die Steuerkolben b führenden Kanäle ef und e1f1 abwechselnd mit h zu
verbinden. Ist der Dampfkolben, wie gezeichnet, am Ende seines Hubes rechts
angekommen, so stöſst er gegen die Knagge z und drückt
durch diese den Kolben x nach links hinüber, so daſs
ef durch r1 mit h verbunden, die
linke Seite des
Steuerkolbens b also entlastet wird, vorausgesetzt,
daſs durch ef mehr Dampf entweichen kann., als durch
den Kanal d sofort nachströmt. In Folge dessen werden
dann die Kolben b, b1
sammt dem Schieber gleichfalls nach links hinübergedrängt, worauf Dampfein- und
Ausströmung wechseln und der Hauptkolben seine Bewegung umkehrt. Nahe am Ende des
Hubes links wird die Schieberumstellung dadurch bewirkt, daſs der Hinterdampf durch
den Kanal i in den Raum o
eindringt und den Vorsteuerkolben wieder nach rechts wirft.
Hinsichtlich der Sicherheit der Wirkungsweise ist folgendes zu beachten: Wenn der
Dampfkolben den Kolben x in die äuſserste Stellung
links gedrängt hat, wird ein Theil des Hinterdampfes durch i in den Raum o eindringen. Es ist also
zunächst jedenfalls ein Ueberdruck vorhanden, welcher den Kolben x wieder nach rechts zu treiben strebt. Gleich darauf
ist aber auch der Schieber nach links gerückt, so daſs der Dampf auf der linken
Seite des Hauptkolbens, also auch aus dem Räume o
entweichen kann, und es wird der Kolben x durch den
Hauptkolben im Allgemeinen stets so lange festgehalten werden, bis die linke Seite
von x genügend entlastet ist. Die Umstellung der
Steuerung nach links erscheint also gesichert, nicht so die nach rechts. Wenn der
Hauptkolben bei seiner Bewegung nach links an der Mündung des Kanales i vorübergegangen und ein Theil des Hinterdampfes durch
t, die Ringnuth r und
die nach o führende Längsbohrung in o eingedrungen ist, so wird auch gleich darauf der
Kanal i durch den Kolben x
selbst wieder abgesperrt, so daſs die Weiterbewegung von x durch die Expansion des in o
eingeschlossenen Dampfes bewirkt werden muſs. Da nun auf der rechten Seite von x zunächst noch der volle Dampfdruck lastet, so
erscheint es nicht unmöglich, daſs der Kolben x sofort
wieder nach links zurückgestoſsen wird, ehe seine rechte Seite entlastet ist. Um
dies zu vermeiden, darf der Kanal i nicht zu eng sein
und nicht zu früh abgesperrt werden; ferner muſs der an der Uebergangsstelle vom
gröſseren zum kleineren Querschnitte von x vorhandene
Ringraum stets mit dem Abdampfrohre in Verbindung sein, damit in demselben kein
Ueberdruck eintreten kann, und endlich muſs eine jeweils recht schnell eintretende,
möglichst vollständige Entlastung der Kolben b, b1 erstrebt und ihre Masse gering genommen
werden.
Bei einer anderen Anordnung ist der Kanal i mit dem
linken Cylinderkanale c unter Einschaltung eines
Rückschlagventils verbunden, so daſs bei der Umsteuerung nach rechts, sobald der
Schieber den Kanal c ein wenig geöffnet hat, der Dampf
direkt aus dem Schieberkasten in den Raum o gelangen
kann und daher während des ganzen Kolbenlaufes nach rechts auch den Vorsteuerkolben
x nach rechts gedrückt hält. Hat also ein
Zurückweichen von x nicht stattgefunden, ehe c geöffnet wird, so kann es überhaupt nicht mehr
eintreten und der regelmäſsige Gang der Steuerung ist dann gesichert.
Die Umsteuerbewegung wird unterstützt durch die von Leinhaas
und Hülsenberg benutzte, in Fig. 10
Taf. 1 abgebildete Condensationsvorrichtung, welche in das Saugrohr der Pumpe
eingeschaltet wird. Der Abdampf tritt hier bei c ein
und strömt, so lange das Doppelventil ee1 die gezeichnete Lage hat, durch den Stutzen d ins Freie ab. Sobald aber das angesaugte, durch a1 aufsteigende Wasser
das Ventil f aufstöſst, wird zugleich durch eine
Hebelverbindung das Doppelventil niedergedrückt, e
geschlossen und e1
geöffnet. Der Abdampf strömt dann in den Ringraum g und
aus diesem durch einen engen Ringspalt h in den Raum
h1, in welchem das
oben über einen Wulst flieſsende Wasser gleichfalls niederstürzt. Durch den schräg
aufsteigenden Stutzen m gelangt dasselbe, nachdem es
den Abdampf aufgenommen hat, dann zur Pumpe. Die in dem Condensator sich ansammelnde
Luft entweicht durch den kleinen Kanal n ebenfalls in
die Pumpe. Der gleichzeitige Schluſs der Ventile f und
e1 wird durch in
die Zugstange z eingeschaltete Federn gesichert. Die
Vorderdampfspannung hängt hiernach wie bei allen den bekannten Einrichtungen, bei
welchen der Abdampf durch den Saugstrahl der Pumpe aufgenommen wird, von der
Saughöhe bis zum Condensator ab. Beträgt dieselbe z.B. 6m, so wird die Vorderdampfspannung etwa 0at,4 sein. Der Condensator wird daher möglichst hoch, mindestens neben der
Pumpe aufzustellen sein. Durch Belastung des Ventiles f
kann man die Abdampfspannung bis auf ein bestimmtes geringstes Maſs herabziehen. Neu
ist an der Vorrichtung hauptsächlich die selbstthätige Anstell- und
Abstellvorrichtung.
Sehr zweckmäſsig ist für Dampfpumpen ohne Kurbelwelle die Anordnung als
Zwillingsmaschine, wie sie in Amerika unter dem Namen „Duplex Engine“ vielfach gebaut wird. Die bekannte Firma H. R. Worthington in New-York wendet das
Zwillingssystem schon für kleinere Pumpen, wie sie in Brauereien u.s.w. gebraucht
werden, an. Bei diesen wird dann der Schieber der einen Maschine von der
Kolbenstange der anderen aus mittels eines Hebels bewegt. Hierdurch sind allerdings
nur volle Füllungen zu erzielen; dafür ergeben sich aber an jedem Hubende Pausen,
welche je nach den Schieberdeckungen kürzer oder länger ausfallen, und man erhält
einen auſserordentlich ruhigen, ganz stoſsfreien Gang der Maschine, auch bei
gröſseren Geschwindigkeiten, und dazu einen sehr gleichmäſsigen Wasserausfluſs.
(Schluſs folgt.)