Soorten van stoomschuiven

Soorten van stoomschuiven

er bestonden meer soorten schuiven en varianten dan (van) hier onder besproken.
De gewone bakschuif vindt enkel toepassing bij machines van gering vermogen en bij sommige hulpwerktuigen van eenvoudige constructie.
In het hoofdwerktuig aan boord van schepen vindt je andere stoomschuiven.
De hogedrukcilinder is meestal voorzien van binnen ladende bosschuif of van geheel ontlaste mantelschuif.
Een gewone bosschuif is een cilindrische bakschuif en een gewonen mantelschuif is een ontlaste, vlakke bakschuif.
Voor de M.D. en L.D. cilinders zal een bakschuif, of dit nu een bosschuif of een geheel ontlaste bakschuif is, dusdanige afmetingen en een zo grote slag krijgen, dat voor de beweging van deze stoomschuif veel arbeid wordt vereist.
Deze arbeid tracht men te verminderen door de snelheid, waarmede de stoomschuif zich langs de spiegel beweegt, te verminderen en tevens door de druk die de stoom op de rug van de bakschuif uitoefent, geheel of gedeeltelijk weg te nemen.
De snelheid van de stoomschuif kan men verminderen door de stoomschuif een kleineren slag te geven en de druk op de rug van de stoomschuif kan men geheel of gedeeltelijk opheffen door de stoomschuif uit te voeren als zuigerschuif of door een ontlastbak om de stoomschuif te plaatsen.
Bij scheepsmachines wenst men veelal, door het toepassen van stoomschuiven met een kortere slag dan dien men aan bakschuiven met dezelfde stoomdoorlaat zou moeten verlengen, bovendien nog een ander doel te bereiken.
Men wenst namelijk de excentriciteiten van alle excentrieken van de verschillende cilinders aan elkaar gelijk te doen zijn.
Daardoor krijgt men dan niet alleen gelijke excentriekschijven op de gehele as, maar ook zijn alle excentriekringen en excentriekstangen aan elkaar gelijk en kan men volstaan met het mee nemen van slechts een compleet reservestel.
Rider's expansieschuif

Rider's expansieschuif

Meyer-expansieschuif

Kanaalschuif

Roosterschuif

Ontlaste roosterschuif

Mantelschuif

Schelde schuif

.Bakschuif
.Bosschuif
.Kanaalschuif
.Kleppen Machines

Bij Rider (spreek uit: Rijder) wordt de stoom toelaat versteld door de heen- en weergaande expansieschuif te draaien.

Deze schuif, fig.1 is cilindrisch (evenals de rug van de grondschuif), maar haar sluitkanten zijn, evenals de doorlaatpoorten, niet evenwijdig.

De schuif is te beschouwen als een opgerold trapezium.

De schuinte van de sluitvlakken is meestal zodanig gekozen, dat de schuif bij ¼ omwen­teling (uit de hand) van vollen toelaat op nul toelaat ge­steld wordt.

Gewoonlijk heeft de expansie schuif­stang buiten de schuifkast een vast­staand handel met loopspie.

Hoewel slechts een enkele maal op stoomschepen toe­gepast, vindt men deze inrichting veel op landmachines; het handel is dan met de regulateur verbonden, zodat de machine zelf de toe laat en het vermogen kan regelen.

De schuifstang is in de schuif meestal plat en heeft de nodige ruimte om aan slijtage tegemoet te komen, omdat de expansieschuif steeds tegen de grondschuif kan drukken.

In vele gevallen wordt, de figuur geeft het ook aan, op de rug van de grondschuif een kap aangebracht, waar een veer tegen drukt, terwijl de expansieschuif tevens voor een gedeelte ontlast is.
 

Meyer-expansieschuif

Wil men bij de gewone bakschuif de vulling kleiner maken, dan moet men de buitenlap vergroten, maar dan heeft het knijpen van de stoom bij toelaat nog veel sterker plaats, doordat de poortopening te klein wordt.

de Meyer's Expansieschuif.

met deze stoomschuif wordt een zuinig stoomverbruik bereikt.

nog een tekening

Bovendien moet men dan ook de voorloophoek van het excentriek groter maken, iets wat zich in dit ellipsdiagram uit in een steeds kleiner worden van de korte as der ellips, terwijl de lange as gelijk blijft; men gaat dus daarmee hoe langer hoe meer de streep naderen,

Dit maakt dan ook, dat voor kleine vullingen de gewone bakschuif ongeschikt is, en daar het nu voor een zuinig stoomverbruik nodig is, de expansie zover mogelijk door te voeren, moet men juist op kleine vullingen aan­sturen.
Men heeft dit verbeterd, door de schuif tweedelig, een zogenaamde expansieschuif, te maken, zoals fig.2 Meyer-expansieschuif, aangeeft.

Hierbij heeft men een grondschuif met kleine buitenlap, dus fei­telijk grote vulling, doch daarboven een tweedelige expansieschuif; bewogen fig.3 Sluitlijn van de Meyer-expansieschuif
Van uit een tweede excen­triek, die het kanaal van de grondschuif afsluit, lang voordat de buitenlap van deze schuif dat zou gaan doen.

Door de stang van de expansieschuif met de hand te draaien, kan de vulling worden ge­regeld, daar deze stang van linkse en rechtse draad is voorzien.

Het excentriek van de expansieschuif heeft een veel grotere voorloophoek dan dat van de grondschuif, dus een smallere ellips, zodat nu een afsluitlijn verkregen wordt, welke aanzienlijk sneller verloopt, zoals fig.3 aangeeft.

Met de invoering van de expansieschuif is dus de stoomverdeling van de eenvoudige bakschuif wel verbeterd, daarmee is men echter ook al in de richting van de scheiding der in- en uitlaatorganismen ge­gaan, immers de grondschuif wordt nu hoofdzakelijk voor de uitlaat geconstrueerd, terwijl de inlaat hoofdzakelijk door de expansieschuif wordt beheerst.

Een groot bezwaar van de schuif is echter, dat deze met de volle stoomspanning tegen de spiegel wordt gedrukt en er dus voor de beweging nogal kracht nodig is.

Dit maakt ook, dat de beide sloffen van de Meyer-expansieschuif met de hand bewogen moeten worden door middel van een schroefdraad met geringe spoed, zodat voor een kleine verstelling de stang al heel wat omwentelingen gedraaid moet worden.

Deze schuif is daarom ongeschikt, om door de regulateur beïnvloed te worden.

Degelijke machines moeten dan ook door een smoorklep regulateur geregeld worden.

hier onder een foto van zo Meyer-Expansieschuif horizontale twee kruk compoundstoommachine met injectiecondensatie door horizontale luchtpomp. De hogedruk cilinder is gebouwd met Meyers expansie type compound Afmetingen_250_en_380 mm slag 420 bestemt voor Lasonder, Groenlo

Een aantal ander foto's met zo systeem, hier onder link:

foto 1

foto 2

foto 3

foto 4

Kanaalschuif.

Kanaalschuif.
Deze stoomschuif, die men ook wel Trickschuif noemt, is in haar middenstand afgebeeld, plaatje rechts.
Om de afvoerruimte van deze stoomschuif is een kanaal A uitgespaard, dat van de onderzijde van het glijvlak naar de bovenzijde loopt.
Door dit kanaal treedt in een van beide stoomkanalen naar de stoomcilinder verse stoom toe, terwijl tegelijkertijd in hetzelfde stoomkanaal even eens verse stoom buiten om de stoomschuif toestroomt.
De stoomschuif geeft dan een dubbelen vulling, zie plaatje hiernaast onder,
Men zegt ook wel, dat de stoomschuif een meervoudige poortopening heeft.
Dit geldt voor deze stoomschuif echter alleen voor de toevoer.
De afvoer is enkelvoudig.
De toevoer door kanaal en die buiten om de stoomschuif moet tegelijkertijd aanvanger en eindigen.

Daarom moet de afstand van de onderkant van het stoomschuif kanaal tot de onderkant van de spiegel gelijk zijn aan de toevoerlap aan de top, en de afstand van de bovenkant van het stoomschuif kanaal tot aan de bovenkant van de spiegel gelijk aan de toevoerlap aan bodem
In het plaatje onder fig.563 is deze stoomschuif getekend in de stand, waarbij de stoomtoevoer aan top juist begint.
Het stoomschuif kanaal staat nu vol open tegenover de bovenste stoompoort, maar is aan de onderzijde nog juist gesloten.
Daalt de stoomschuif uit deze stand een zeker bedrag, dan is de bovenste stoompoort datzelfde bedrag voor toevoer geopend, maar tevens is de onderkant van het stoomschuif kanaal evenveel voorbij de onderkant van de spiegel gegleden, waardoor ook van deze zijde verse stoom door het bovenste stoomkanaal in de stoomcilinder wordt toegelaten.
Om de gewenste poortopening voor toevoer te geven, behoeft de kanaalschuif zich dus slechts half zover te verplaatsen als de bakschuif.
Bovendien doorloopt de kruk van het ogenblik, dat de toevoer begint, totdat de maximale poortopening voor toevoer is bereikt, een kleineren hoek, dan zulks het geval is bij een bakschuif, zodat de kanaalschuif sneller voor toevoer opent en sluit.

In het plaatje onder rechts fig.564 is deze stoomschuif getekend in de stand, waarbij de stoomtoevoer aan top juist begint.
Het stoomschuif kanaal staat nu vol open tegenover de bovenste stoompoort, maar is aan de onderzijde nog juist gesloten.
Daalt de stoomschuif uit deze stand een zeker bedrag, dan is de bovenste stoompoort datzelfde bedrag voor toevoer geopend, maar tevens is de onderkant van het stoomschuif kanaal evenveel voorbij de onderkant van de spiegel gegleden, waardoor ook van deze zijde verse stoom door het bovenste stoomkanaal in de stoomcilinder wordt toegelaten.
Om de gewenste poortopening voor toevoer te geven, behoeft de kanaalschuif zich dus slechts half zover te verplaatsen als de bakschuif.
Bovendien doorloopt de kruk van het ogenblik, dat de toevoer begint, totdat de maximale poortopening voor toevoer is bereikt, een kleineren hoek, dan zulks het geval is bij een bakschuif, zodat de kanaalschuif sneller voor toevoer opent en sluit.
 

Op het plaatje hier naast en dan links is deze stoomschuif getekend in de stand, waarbij de bovenste stoompoort zo wijd mogelijk voor toevoer is geopend; de stoomschuif staat hierbij dus in haar laagste stand.
Uit deze figuur blijkt, dat de poortopening boven de stoomschuif even groot is als de hoogte van het stoomschuif kanaal.
De dam staat dus precies midden voor het stoomkanaal.
Voor dit geval is het stoomschuif diagram van Reuleaux hier naast getekend.
De inlaatpoort opening zijn in dit diagram op de dubbele grootte getekend.
 

Een verdere verplaatsing van de stoomschuif naar beneden heeft geen invloed meer op de doortocht, wand, evenveel als de stoompoort aan de buitenzijde van de stoompoort wijder open gaat, wordt het stoomschuif kanaal door de dam gesloten.
De totale poortopening blijft even groot. Uit figuur hier onder links blijkt, dat de excentriciteit gelijk is aan e+1/2h

De hoogte van de stoompoort is gelijk aan 2x1/2h + d, als men de dikte van de dam noemt.
Bij scheepsmachines maakt men de excentriciteit meestal groter om een langere vulling te krijgen dan met de bovengenoemde afmetingen mogelijk is.
De grootte van de toevoerlap is immers gelijk aan de hoogte van het stoomschuif kanaal =1/2h, vermeerderd met de hoogte van twee sluitvlakken

Terwijl nu de maximale poortopening slechts gelijk is aan 1/2h, is de toevoerlap voor een vulling boven 60% te klein in verhouding met de maximale poortopening, wanneer men de excentriciteit gelijk neemt aan toevoerlap plus de maximale poortopening.
Een grotere vulling kan daarom slechts worden verkregen door de excentriciteit groter te nemen, maar dan gaat ook het voordeel van de kanaalschuif wat betreft haar korten slag voor een gedeelte verloren.
Toch een ander voordeel komt er voor in de plaats, namelijk dat door het snelle openen en sluiten de smoring van de stoom veel minder wordt.
Voor dit doel wordt de Trickschuif meestal ook ontworpen.
Soms ontwerpt men de Trichkschuif zodanig, dat bij middenstand van de stoomschuif, de beide cilindereinden door het stoom schuifkanaal met elkaar in verbinding staat zie plaat onder.
Op het ogenblik, dat aan de ene zijde van de stoomzuiger de expansie in de cilinder ten einde loopt, terwijl aan de andere zijde de compressie juist is begonnen, stroomt er stoom van de expansiezijde over naar de compressiezijde.
Men bereikt hierdoor, dat de te comprimeren stoom, die in de L.D. cilinder een geringe spanning heeft, aangevuld wordt met stoom van hogere spanning, waardoor een matige compressie einddruk kan worden verkregen.
De kanaalschuif vindt toepassing in M.D. en L.D. cilinders. Zij is buitenladend en niet ontlast.

Soms tracht men de druk gedeeltelijk weg te nemen, door op de rug van de stoomschuif een ontlastraam te plaatsen.
De stalen veer B op de rug van de stoomschuif dient niet om de stoomschuif op de spiegel gedrukt te houden.
De kracht, waar mee de stoomschuif op de spiegel gedrukt wordt, tengevolge van de stoomdruk op de rug van de stoomschuif, is veel groter dan de veerspanning.
Wanneer echter, te gevolgen van waterslag in de cilinder, de stoomschuif van de spiegel gedrukt wordt, is het de taak van de stalen veer, de stoomschuif weer op de spiegel te plaatsen, maar vooral dient de veer om te zorgen dat bij stilstaande machine de stoomschuif tegen de spiegel gedrukt blijft.

Roosterschuif ook wel Penn schuif genoemd

Deze stoomschuif, die men ook wel de Pennschuif noemt, geeft behalve dubbelen toevoer ook dubbelen afvoer.
Elk der beide stoomkanalen A naar de cilinder heeft twee rechthoekige doortocht openingen B en B1 in de spiegel, plaat hiernaast.
De roosterschuif bestaat eigenlijk uit twee gelijke wat de overlappen betreft, in elkaar geplaatste bakschuiven.
De buitenste bakschuif C regelt de toe en afvoer van de stoom aan top en aan bodemzijde van de stoomcilinder door de stoompoorten B.
De binnenste bakschuif D regelt op volmaakt dezelfde wijze de toe en afvoer van de stoom door de stoompoorten B1.
Daartoe is het nodig, dat de binnenste bakschuif deel uitmaakt van de buitenste, en dat de lappen de beide schuiven precies aan elkaar gelijk zijn.

De binnenste bakschuif krijgt verse stoom toegevoerd door tweemaal twee stoomkanalen V.S., die dwars door het schuiflichaam lopen fig.571.
Deze kanalen monden met ruime openingen in de zijwand van de stoomschuif uit.
De zijwanden van de stoomschuif zijn schuin gemaakt, ten einde de verser stoom rondom de stoomschuif ruimschoots gelegenheid te geven in de zijkanalen te stromen.
De roosterschuif werkt als een gewone bakschuif, alleen is de slag tot op de helft verkort.
In fig.569 is de stoomschuif in haar midden- stand op den spiegel getekend.
Uit de figuur blijkt o a, dat de afvoerlap aan top negatief is.

 

In fig.570 staat de stoomschuif vol open voor toe- voer aan top, de afvoer aan bodemzijde is nu dus ook maximaal.
De Max. Poortopening voor toevoer aan top is, zoals uit delen stand van de stoomschuif blijkt, kleiner dan de poorthoogte B. dit is bij scheepsmachines een regel.
Voor afvoer zijn de kanalen vol open en zelfs is de schuif met haar afvoerzijden voorbij de stoompoorten aan bodemzijde gegleden.

In fig.572 is een Zeuner diagram voor deze stoomschuif getekend, waard de verdubbelde poortopeningen zijn aangegeven.
Uit de pijltjes in de tekening blijkt voldoende, hoe de afgewerkte stoom zijn weg naar de afgewerkte stoompoort vindt.
Roosterschuiven worden in den regel slechts alleen toegepast voor de L.D.-cilinder.
Zij hebben grote afmetingen en zijn dientengevolge zwaar.
Om ze te balanceren, plaats men dikwijls een evenwichtscilinder op het deksel van de stoomschuif.

Ontlaste roosterschuif

Ofschoon de stoomspanning m de L D stoom schuifkast niet groot is, wordt de L D stoom schuif, indien zij als roosterschuif is uitgevoerd, toch met een grote kracht tegen den spiegel gedrukt.
Men heeft constructies bedacht, waardoor de roosterschuif van dien groten druk geheel of gedeeltelijk wordt ontlast In fig.573 zijn twee doorsneden en een aanzicht gegeven van een roosterschuif, die gedeeltelijk is ontlast.
Uit deze tekeningen blijkt, dat de afgewerkte stoom ontwijkt door een wijde, ronde opening in de rug van de stoomschuif.
Het afgewerkte stoomkanaal in de spiegel is dus komen te vervallen en hierdoor wordt de stoomschuif al een heel stuk korter en lichter.
Rondom de afvoeropening heeft de stoomschuif een opstaande rand A, waaromheen Lockwood en Cadlsle-veren zijn gelegd, die door een Junkring B worden aangedrukt, zodat zij onder een geringe spanning aanleunen tegen de binnenomtrek van een ring C, waardoor een stoomdichte afsluiting wordt verkregen (fig.574)

 De ring C loopt met zijn glijvlak D over het platte vlak aan de binnenkant van de staande wand van de stoom schuifkast.

Ten einde de ring C op dit vlak aangedrukt te houden en tegelijkertijd de stoomschuif op haar spiegel, zijn in de omtrek van de ring een aantal spiraalveren E geplaatst.

Deze stoomschuif behoort tot de 2e M D - cilinder van een Q E M, maar kan even goed in de L D C worden toegepast.

Men kan ook deze en andere vlakke stoom- schuiven gedeeltelijk ontlasten, door volgens deze of een soortgelijke constructie een ontlastring op de rug van de stoomschuif te plaatsen, waarop men dan de ruimte in de ring door een pijp in verbinding brengt met de condensor .

In fig.575 zijn twee doorsneden getekend van een geheel ontlaste roosterschuif.

De werking van deze stoomschuif is volkomen gelijk aan die van een gewone roosterschuif.

Over de stoomschuif Is een gegoten

ijzeren bak A geplaatst, die men de mantel noemt en die met aan- gegoten poten B op de spiegel rust.

De mantel steunt weer met twee aangegoten poten C op de bodem van de stoom schuifkast, terwijl het deksel op deze kast aan komt te liggen op de twee aangegoten poten D.

De verse stoom op de rug van de mantel houdt delen op de spiegel gedrukt en omdat het glijdvlak aan de binnenkant van de mantel in vorm en in grootte volkomen gelijk is aan de spiegel, terwijl de stoomschuif zich zonder ruimte tussen de spiegel en de mantel kan bewegen, is de stoomschuif geheel ontlast.

Daartoe dienen bovendien de uitsparingen E in het glijvlak van de mantel recht tegenover de stoompoorten in de spiegel, de op enkele plaatsen geboorde openingen F in het schuiflichaam en de uitsparingen I in het achtervlak van de stoomschuif In de rechtse figuur is deze stoomschuif getekend in de stand, waar- bij de toevoer van verse stoom aan topzijde begint.

Mantelschuif

Bij sommige machines van betrekkelijk klein vermogen en bij vele hulpwerktuigen past men bakschuiven toe, die geheel ontlast zijn.

Daartoe heeft de stoomschuif m de eerste plaats een tweede glijvlak, dat precies evenwijdig is aan het loopvlak, dat zich over den spiegel beweegt en dat daaraan volkomen gelijk is (fig.576).

Om de stoomschuif A is een gegoten ijzeren bak B geplaatst, die met de omstaande kanten op de spiegel rust.

Aan de binnenkant heeft de mantel, zoals men deze bak noemt, een glijvlak, dat dezelfde grootte heeft als de spiegel en dat voorzien is van z g blinde stoompoorten, die van dezelfde grootte zijn als de stoompoorten in de spiegel en die zich ook recht tegenover die poorten bevinden.

De omstaande kanten van de mantel zijn zo hoog, dat de stoomschuif zich zonder ruimte tussen de spiegel en de mantel op en neer kan bewegen

 

De mantel neemt de druk, die anders op de rug van de stoomschuif komt te rusten geheel op, zodat de schuif zich vrijwel geheel ontlast over de spiegel beweegt dat wordt bovendien nog verzekerd door een paar openingen C in de stoomschuif, die de verbinding tot stand brengen tussen de stoompoorten in de spiegel en de beide buitenste blinde stoompoorten in de mantel,

Met aangegoten poten D rust de mantel op de bodem van de stoom- schuifkast, terwijl het deksel op deze kast weer met nokken rust op nokken E aan de mantel, zodat deze zich in verticalen zin niet kan verplaatsen.

Een stalen veer F op de rug van de mantel dient om de mantel en de stoomschuif weer op den spiegel te plaatsen, indien ze door ratelslag in de cilinder van de spiegel zouden zijn afgedrukt en om te zorgen, dat de mantel en de stoomschuif bij stilstaande machine op de spiegel gedrukt blijft.

Het deksel op de stoom schuifkast moet dus wel beletten, dat de mantel zich op en neer zal bewegen, maar mag toch ook weer de mantel niet onwrikbaar vastzetten Mantelschuiven dienen met veel zorg te worden pasgemaakt.

De glijvlakken moeten zuiver evenwijdig aan elkaar lopen en de omstaande kanten van de mantel moeten in hoogte gelijk zijn aan de afstand tussen de beide evenwijdige vlakken.

Men kan dit alles controleren door de stoomschuif op de vlakplaat om en om in de mantel te plaatsen.

Schelde schuif (Andrews en Martin)
Deze stoomschuif is een geheel ontlaste mantelschuif en wordt toegepast, zowel in de H.D. sls in de M.D. en L.D stoomschuifkast.
Wat de werking betreft, stemt zij geheel overeen met de roosterschuif; zij geeft dus zowel voor toevoer als voor afvoer een dubbele poortopening.

Daartoe is voor elk der beide stoomkanalen, die naar de cilinder leiden, in de spiegel een hoge, stoompoort gemaakt.

( de hoogte is gelijk aan de stoom schuifslag) en zijn in de mantel A recht tegenover deze stoompoorten dieper en even hoge blinde stoompoorten B gemaakt zie plaat hier naast.

Tegenover de afgewerkte stoompoort is de blinde stoompoort C in de mantel echter ondiep.

De mantel is vastgezet door middel van twee lange bouten D, die in de bodem van de stoom schuifkast zijn bevestigt.
Men dient er op te letten, dat de mantel, door het aanschroeven van de moeren op deze bouten, niet van de spiegel wijkt en dat hij met zijn poten weer op de spiegel kan komen te rusten, wanneer hij bij waterslag daarvan zou zijn afgedrukt.
De mantelschuif, die afgebeeld is in fig.580, verschilt in constructie niet van die in de beide vorige figuren.

Alleen kan men in fig.581 opmerken, dat deze mantelschuif de stoompoorten wijder voor toevoer van verser stoom opent dan de hoogte van de kanalen E en F bedraagt en dat de afvoer aanvankelijk tweevoudig is, maar al heel spoedig in een enkelvoudiger afvoer overgaaf.

Dwars door de stoomschuif zijn twee wijde kanalen E en F gestoken, die steeds de gemeenschap onderhouden tussen de stoomkanalen naar de cilinder en de bij elk kanaal behorende blinde stoompoort in de mantel.

De holte H, tegenover de afgewerkte' stoompoort, loopt dwars door de gehele stoomschuif heen fig.579

In fig.577 is deze stoomschuif in de middenstand getekend en in fig.578 in de te stand, waarbij zij vol open staat voor toevoer aan top.

Uit deze figuur en uit de er in getekende pijltjes blijkt, hoe de verse stoom langs twee kanten in de bovenste stoompoort toe- treedt en hoe de afgewerkte stoom eveneens langs twee wegen naar het afgewerkte stoomkanaal ontwijkt.

Het stuk, dat van het kanaal E boven de materiaaldam staat en dat dus nog voor toevoer aan top is geopend, is bij deze stoomschuif gelijk aan de Max. poort opening voor top.

Het kanaal F is nu voor afvoer geknepen, maar daar staat tegenover, dat de onderste stoompoort door de holte H m de stoomschuif zeer ruim voor afvoer geopend staat.