DE309059C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

Vr 309059 KLASSE 14/. GRUPPE

Ventilsteuerung für Kolbenmaschihen. Patentiert im Deutschen Reiche vom 25. August 1917 ab.

Immer höher werden die Drücke und Hand in Hand damit die Wärmegrade, die bei Dampfmaschinen und anderen Wärmekraftmaschinen, z. B. Ölmaschinen, zur Anwendung kommen; immer höher steigen auch die Hubzahlen, die in Betracht kommen. Damit steigen die Anforderungen, die man an die Dichtheit der Steuerungsorgane stellt, die durch ungleiche Ausdehnung des Ventiles selbst, des Sitzes und

ίο des Ventilgehäuses sowie durch gesteigerte Wärme des Heißdampfes oder der Verbrennungsgase gefährdet ist. Um so mehr wachsen die Schwierigkeiten, wenn man jeden Maschinensatz in kleinere Einheiten, also mehrere Kraftzylinder zerlegt, da man ein großes Ventil, wenn die Stirnfläche des Zylinders nicht zur freien Verfügung steht, nicht beliebig nahe an den Zylinderumfang heranbringen kann, schon um den schädlichen Raum genügend einzuschränken. Die hohen Belastungsdrücke erschweren besonders das Anheben der Ventile; das Ausfüllen des schädlichen Raumes durch Verdichten kommt beim Anlaufen der Maschine noch nicht in Betracht, auch kann man keineswegs immer die Verdichtung bis zur Spannung des hinzutretenden Frischdampfes treiben.

Die Erfindung will diese Schwierigkeiten dadurch beseitigen, daß man auf die großen starren (besonders auf die mehrsitzigen) gegossenen Ventile ganz verzichtet und sie durch eine größere Anzahl kleiner, gegeneinander austauschbarer Einzelventile (»Einheitsventile«) ersetzt, von denen eines früher geöffnet wird als die übrigen und letztere nach erfolgtem Druckausgleich zwischen Ventilkammer und Zylinder dann gleichzeitig bzw. hintereinander anhebt; dabei soll das einzelne Ventil aus dünnem Blech in gewölbter FornT gepreßt werden, . so daß es trotz genügender Widerstandsfähigkeit vom Drucke elastisch auf seinen' Sitz gepreßt wird, selbst wenn dieser leichte Krümmungen aufweisen sollte. Dabei kann der die Ventile zusammenfassende Träger, z. B. ein etwas nachgiebiges Blech o. dgl., sich den Einzelventilen auch dann anpassen, wenn jedes von ihnen eine etwas andere Neigung oder' Gestaltung der Sitzfläche hat, und doch behält jedes kleine »Becherventil« genügende Steifheit. Ist der Kraftzylinder klein und müssen sich die Ventile z./B. dem Zylinderumfange (in Ringform oder in Form eines Ringabschnittes) anpassen, schon um den schädlichen Raum möglichst klein zu halten, so wird man erfindungsgemäß die Ventile parallel zu ihrer Sitzfläche verschieben, "was zulässig ist, weil vorher eines der Ventile behufs vollständiger Entlastung der . übrigen geöffnet wurde. Dadurch unterscheiden sich die neuen Gruppenventile wesentlich von Schiebern, auf welchen bei der Verschiebung parallel zum Sitze immer eine Druckbelastung erübrigt, welche Kraft verzehrt und die Sitzfläche gefährdet, wobei ein Rundaufschleifen, z. B. einer konischen Sitzfläche, unmöglich und der Anwendung ■ von Heißdampf hinderlich ist. Auch braucht man die neuen Ventile nicht genau parallel zum Sitz zu bewegen, sondern kann sie ein wenig schräg anheben. Durch das seitliche Abheben der Ventile überwindet man zugleich bauliche Schwierigkeiten, die sich vielfach daraus ergeben, daß wegen Raummangels u. dgl. nicht eine Ventilspindel senk-

recht zur Gehäusewandung durchgeführt werden kann. Durch die Herstellung von Einheitsventilen durch Pressen oder Stanzen aus Blech erzielt man »Wirtschaftlichkeit« im Bau von Kraftmaschinen, weil das Ventil zum Massenartikel wird und nicht nur einen fast kostenlosen Ersatz (ohne Mithilfe von selten der liefernden Maschinenfabrik) gestattet, sondern durch freie Wahl der Anzahl der Einzelventile

ίο verschiedenen Ausführüngsgrößen entsprechen kann. Die Erfindung erlaubt auch eine weitgehende Verkleinerung des Ventilhubes dadurch, daß man das Einzelventil größer macht als die von ihm bedeckte Durchtrittsöffnung in der Ventilsitzplatte; die Durchtrittsöffnung selbst darf nicht vergrößert werden, weil dies auch den schädlichen Raum vergrößern würde, dagegen darf das Ventil (wenn es von der Ventilsitzfläche nicht wesentlich abweicht, z. B.

ganz flach gewölbt ist), da es abgesehen von dem kleinen Entlastungsventil nur im ,entlasteten Zustand abgehoben wird, unbeschadet z. B. doppelt so groß sein als die Durchgangsöffnung in der Sitzplatte, und man hat dadurch den Ventilhub auf die Hälfte verringert. Das Entlastungsventil selbst kann man, um es der Massenanfertigung nicht zu entziehen, wenn man will, durch nachträgliches Abschleifen kleiner machen. Einer sinngemäßen Anordnung der neuen Ventilgruppen auf Pumpen für Gase oder Flüssigkeiten steht nichts im Wege, wodurch man aller bekannten Vorteile der bekannten »unabhängigen« Einzelventile (Corlißventile, Leavittventile, u. dgl.) teilhaftig wird, ohne es Zufällen, wie ungleichen Flüssigkeitsströmen, Klemmungen u. dgl. anheimzustellen, daß etwa ein Teil der einzelnen Ventile beim öffnen oder Schließen steckenbleiben, wenn ihre unbedingte Wirkung verlangt wird. Der schädliche Raum läßt sich bei der flachen Form fast ganz vermeiden.

Die Vorteile der in Gruppen zusammengefaßten Einzelventile kommen auch zur Geltung, wenn sie nicht von der Maschine, sondern von Hand gesteuert werden, . z. B. bei Manövrierventilen, und wenn man die Ventilgruppe seitlich zur Strömungsrichtung verschiebt, wobei (gegenüber den sogenannten Absperrschiebern) viel an Bauhöhe gespart wird. Bei den üblichen »Manövrierventilen« großer Abmessungen (der Marine) verwendet man besondere Dichtungsringe aus Nickelmetall; das Dichtaufschleifen solcher großer Ringe ist äußerst schwierig und daher kostspielig, und wenn während der Fahrt etwa durch Verziehen oder durch Zwischentreten eines Fremdkörpers ein Undichtwerden eintritt, so ist die Sicherheit des ganzen Schiffes gefährdet und ein Auswechseln während der Fahrt unmöglich, da man nicht für so große Ventile und ihre Gehäuse Ersatz mitführen kann. Die Mitnahme von einer oder mehreren kleinen Ventilschalen dagegen hat keine Schwierigkeit.

Die Zeichnung zeigt in

Fig. ι ein Gruppen ventil mit ringförmiger Anordnung der Einzelventile um ein mittleres, in

Fig. 2 in Seitenansicht und Anfsicht ein als Klappe ausgebildetes Gruppenventil, in

Fig. 3 ein Gruppen ventil mit Hinteinanderfolge des Anhubes der Einzelventile, in

Fig. 4 ein Gruppenventil als »Wechselventil» mit verschieden gestalteten Sitzflächen, in

Fig. 5 ein Gruppenventil mit seitlicher Ver-^ Schiebung der Ventile als Ersatz eines Ab-Sperrschiebers.

Die einzelnen Ventile sind mit a, a', die Ventilroste mit b, V, der gemeinschaftliche Ventilträger mit c, c' und die Schlußfeder mit d bezeichnet.

In Fig. ι sind sieben Einzelventile a, a' gewählt, von denen des mittlere a' mit der Ventilspindel c' starr verbunden ist und sich mit ihr zuerst anhebt, um eine Vorentlastung für die Ventilgruppe zu schaffen. Die übrigen Ventile α werden später durch den Ventilträger c gleichzeitig geöffnet. Die Ventile sind (wie schon erwähnt) zweckmäßig im Durchmesser etwas größer gewählt als die Durchtrittsfläche V im gemeinschaftlichen Ventil- roste b.

Jedes Einzelventil kann nach Lösung eines Nietes oder einer Schraube ohne weiteres ausgewechselt werden.

Fig. 2 zeigt in Seitenansicht und Aufsicht eine klappenartig bewegte Ventilgruppe. Der eine Ventilhebel von α ist auf der Achse c stramm aufgepaßt, während die übrigen Ventilhebel etwas Spiel haben, so daß sie sich mit ihren Ventilen etwas später als das Vor-Öffnungsventil abheben.

Bei der Ventilgruppe nach Fig. 3 ist zu ersehen, daß sich die Einzelventile a, a' usw. nacheinander öffnen, weil die Bunde c', c² usw. nacheinander die Ventile anfassen, während der Schluß durch die Federn d, d' usw. erfolgt.

Fig. 5 zeigt in zwei Schnitten durch das Ventilgehäuse den Ersatz der bekannten »Absperrschieber« durch die neuen Ventile. Es ist bekannt, den· Querschnitt einer Rohrleitung durch einen Schieber abzusperren, welcher quer zur Strömungsrichtung der Flüssigkeit herausgeschraubt wird, um den Rohrquerschnitt freizugeben, wobei jede Ablenkung und Drosselung vermieden wird. Da der erforderliche Schieberhub groß ist, fällt auch das Schiebergehäuse größer und teurer aus. Der Ventilrost b ist schräg gestellt, damit die Ventile nicht auf der Sitzfläche streifen. Auch hier wird das mittlere Ventil a' als Entlastungsventil verwendet; es wird zuerst, und zwar

unabhängig von den anderen Ventilen, vermittels der Welle k und des Hebels i geöffnet, so daß sich der Druck vor und hinter dem Ventilrost b ausgleicht. Ist mit dem Hebel i die Nase k von der Führungsplatte e abgehoben, so kann letztere durch die Spindel g hochgeschraubt werden; dabei schiebt sich die Platte e unter k, so daß beim Niedergang erst der Ventilschieber e bewegt werden

ίο muß, bevor man das Druckausgleichventil a wieder schließen kann. Das ist wichtig, weil sonst bei Förderung von Flüssigkeit oder durch Niederschlag von Flüssigkeit aus Dampf bekanntlich die gefährlichen »Wasserschlage« entstehen, is

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   - Ventilsteuerung für Kolbenmaschinen, insbesondere für Dampfmaschinen und Verbrennungskraftmaschinen, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere untereinander austauschbare Einzel ventile parallel geschaltet sind, von denen eines zuerst geöffnet wird und erst nach erfolgtem Druckausgleich zwischen Ventilkammer und Ar- as beitszylinder die übrigen/

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.

   gedrückt in der reichsdruckerei.