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Dampfheizvorrchtung, insbesondere fiir Eisenbahnwagen.
Die Erfindung, die sich auf Dampfheizvorrichtungen bezieht. ist anwendbar auf Dampfheizsysteme für Eisenbahnwagen und erstreckt sich insbesondere auf eine verbesserte Bauart eines Regelventils mit Vorrichtungen zum Entwässern der Heizrohre und Ventile, wenn das Ventil oder die Ventile in jeder beliebigen Stellung stehen gelassen werden.
Bei einer Ausführungsart eines Dampfheizsystems für Eisenbahnwagen kann der Wagen mit zwei ähnlichen Heizkörpern, z. B. Heizrohrschleifen, ausgestattet sein, von denen einer oder beide, je nach der im Wagen benötigten Wärmemenge, verwendet werden können. Die Heizkörper sind durch zwei ähnliche Regelventile hintereinander geschaltet ; dabei fliesst der Dampf durch einen Dampfregler und von hier durch die Ventile und die Rohrschleifen zurück zum Regler. Im Gebrauch wird eine Rohrschleife oder beide mit Dampf von im wesentlichen Atmosphärendruck gefüllt gehalten. Die Ventile sind mit Entwässerungskanälen versehen, so dass bei geschlossenen Ventilen und gegen die Rohrschleifen oder Heizkörper abgesperrtem Dampf das in den Heizkörpern sich bildende Kondensat durch die betreffenden Ventile abfliessen kann.
Wenn aus irgendeinem Grunde die Ventile offen gelassen werden und der Wagen ausser Gebrauch genommen wird, kondensiert der Dampf in den Rohrschleifen, jedoch hat bei dieser Stellung der Ventile die sogenannte mittlere Schleife", die aus je einem Teil der beiden Heizkörperschleifen besteht, keinen Auslass zn den Entwässerungsöffnungen.
Erfindungsgemäss ist eine Vorrichtung vorgesehen, um diesen Teil der Heizkörperschleifen zu entwässern, wenn der Dampfzufluss bei offenen Ventilen abgesperrt wird. Diese Vorrichtung besteht aus einer Hilfsentwässerungsöffnung in einem der Regelventile, die mit einem ther- mostatisch betätigten Ventil versehen ist. um die Entwässerungsöffnung zu schliessen, wenn das Heizsystem mit Dampf gefüllt ist, jedoch die Öffnung selbsttätig freizugeben, wenn der Dampf kondensiert, so dass das Kondensat abfliessen kann.
Die Hilfsentwässerungsöffnung ist dabei in dem einen Regelventil so angeordnet, dass sich der Abfluss des Kondensates aus dem genannten Teil der Heizkörpersehleifen durch den Hauptabfluss des Heizsystems vollziehen kann und so die Anordnung einer besonderen Ausflussleitung für das durch die thermostatisch gesteuerte Hilfsentwässerungsöffnung ausfliessende Kondensatwasser nicht erforderlich ist.
In den Zeichnungen ist eine Ausführungsform der Heizvorrichtung nach der Erfindung veranschaulicht.
Fig. 1 der Zeichnung stellt die Hauptteile der Dampfheizungsanlage für einen Eisenbahnwagen schaubildlich dar. Fig. 2 ist ein waagrechter Schnitt durch die beiden Regelventile. Fig. 3 ist ein senkrechter Schnitt durch das Regelventil mit Entwässerungsöffnung, im wesentlichen nach der Linie 3-3 der Fig. 2. Fig. 4 und 5 zeigen in ähnlicher Darstellung wie Fig. 3 abweichende Ausführungen eines thermostatischen Ventils für die Ent- wässerungsöffnung.
Das Heizsystem enthält zwei ähnliche Regelventile A und B, die den beiden als Rohrschleifen C, D ausgebildeten Heizkörpern Dampf zuführen. Der Dampfregler E erhält den Dampf aus einer Hauptzuflussleitung F und gibt diesen Dampf im wesentlichen unter Atmo- sphärendruck an die Heizrohrschleifen ab. Der Dampf strömt von der Hauptleitung F durch das Rohr 1 in den Dampfregler, in dem ein thermostatisch gesteuertes Ventil die Dampfströmung
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vom Dampfregler durch das Rohr 2 in das Regelventil A regelt. Der Dampf kehrt nach Durchgang durch eine oder beide Heizschleifen C und D durch das Ventil B und Rohr 3 zum Dampfregler E zurück. Dieser zurückgekehrte Dampf wirkt auf ein auf Temperatur ansprechendes Organ im Dampfregler im Sinne einer Steuerung des Dampfzufuhrventils.
Wird Dampf zum Reglerrohr 3 zurückgeführt, so wirkt das auf Temperatur ansprechende Organ im Sinne eines Schliessens des Ventils, während in Abwesenheit von rückkehrendem Dampf das Ventil sich öffnet, um mehr Dampf in das System einzulassen. Auf diese Weise wird genügend Dampf aus der Dampfquelle zugeführt, um den Heizkörper mit Dampf von im wesentlichen Atmosphärendruck gefüllt zu halten, während, wenn der rückkehrende Dampf den Dampfregler erreicht. dieser Dampf im Sinne eines Abschneidens der Dampfzufuhr zu den Heizkörpern wirkt, bis mit Rücksicht auf die Kondensation in den Heizkörpern mehr Dampf benötigt wird.
Die beiden Regelventile A und B stimmen in den wesentlichsten Punkten überein. Jedes hat ein durch innere Zwischenwände in vier Kammern unterteiltes Gehäuse. Es sind eine Einlasskammer a, eine Auslasskammer b, eine Zuflusskammer c und eine Rückflusskammer d vorhanden. Die Kammern des Ventils A sind auf der Zeichnung durch nicht indizierte Bezugszeichen, die gleichen Kammern des Ventils B dagegen durch indizierte Bezugszeichen bezeichnet. Es ist ferner bei jedem Ventil ein einen Drehschieber 6 enthaltendes mittleres zylindrisches Hohlgehäuse 4 mit Öffnungen 5 vorgesehen, die mit den Ventilkammern in Verbindung stehen. Der Drehschieber 6 ist in Fig. 2 bei dem Ventil A in vollen Linien in der , Schlussstellung"gezeichnet, während der Drehschieber 6 des Ventils B in vollen Linien in der" Offenstellung " dargestellt ist.
Die umgekehrten Stellungen der beiden Ventile sind durch gestrichelte Linien angedeutet. Bei der Schlussstellung des Ventils A steht die Einlasskammer a durch den Drehschieber 6 in Verbindung mit der Auslasskammer b, während die Zuflusskammer c in Verbindung mit der Rückflusskammer d steht.
Bei dem offenen Ventil B steht die Einlasskammer at durch den Drehschieber 6 in Verbindung mit der Zuflusskammer d und die Rückflusskammer d'mit der Auslasskammer b'. Die Drehschieber 6 werden entweder gleichzeitig oder einzeln aus der Offenstellung in die Schlussstellung oder umgekehrt mit Hilfe von Handgriffen 7 bewegt, die auf den aus den Ventilgehäusen 9 herausragenden Achsen 8 befestigt werden.
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und das Rückflussrohr 11 des Heizkörpers C führt zurück in die Rückflusskammer d des Ventils A.
Der Heizkörper C besteht in der dargestellten Ausführung aus zwei entgegengesetzt verlaufenden unteren Rohrteilen 12 und 13, die durch die aufwärtsgebogenen Endteile 14 und 15 mit dem in der Längsrichtung des Wagens sich erstreckenden oberen Rohr 16 verbunden sind. Der andere Heizkörper D besteht in ähnlicher Weise aus Zufluss- und Rück-
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und den aufwärtsgebogenen Endteilen 21 und 22, die die Verbindung mit den Enden des oberen Längsrohres 23 herstellen. Das Zuflussrohr 17 geht von der Zuflusskammer c'des Ventils B aus, während das Rückflussrohr 18 zurück in die Rückflusskammer d'des Ventils B führt. Die Auslasskammer b des Ventils A ist durch ein Rohr 24 mit der Einlasskammer a' des Ventils B verbunden.
Das Zuflussrohr 2 geht vom Dampfregler E in die Einlasskammer a des Ventils A, während das Rückflussrohr 8 von der Anlasskammer b'des Ventils B zurück zum Dampfregler führt.
Nimmt man an, dass die grösste Heizwirkung des Systems ausgenutzt werden soll, so
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angedeuteten Stellung und das Ventil B in der ausgezogenen Stellung (Fig. 2). Bei dieser Stellung der Ventile strömt Dampf vom Dampfregler durch Rohr 2 zum Regelventil A, in diesem von der Einlasskammer a zur Zuflusskammer o und von hier durch die Heizrohr-
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Strom geht dann weiter durch das Verbindungsrohr 24 in die Einlasskammer a des Ventils B und in ähnlicher Weise durch das Ventil B und die Heizrohrschleife D, um schliesslich von der Auslasskammer b'durch das Rückflussrohr 3 zurück zum Dampfregler E zu gelangen. Soll die Heizung vollständig abgestellt werden, so werden beide Drehschieber 6 in die Schlussstellung gebracht, also im Ventil A in die ausgezogene Stellung, im Ventil B in die gestrichelt angedeutete Stellung.
Jetzt strömt der Dampf von der Einlasskammer a des Ventils A unmittelbar in die Auslasskammer b dieses Ventils, von hier durch das Rohr 24 in die Einlasskammer d und die Auslasskammer b'des Ventils B und durch Rohr 3 zurück zum Dampfregler. Die beiden Heizrohrschleifen C und D sind nun vollständig von der Dampfquelle abgesperrt. Wird eine herabgesetzte Heizwirkung gewünscht, so können die Drehschieber 6 im Sinne der in Fig. 2 in vollen Linien gegebenen Darstellung eingestellt, d. h. das Ventil A geschlossen und das Ventil B geöffnet werden.
Der Dampf strömt dann unmittelbar durch die Einlass-und Auslasskammer des Ventils A und durch das Rohr 24 zum Ventil B, mittels
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dessen der Dampf durch die Heizrohrschleife D geleitet wird, bevor er zum Dampfregler zurückkehrt. Es ist also nunmehr die erste Heizrohrschleife C ausser Betrieb.
Es ist klar, dass Entwässerungsvorrichtungen vorgesehen sein müssen, um das Kondensat abzuführen, das sich in dem Heizsystem bildet, da der Dampf kondensiert, wenn Wärme ausgestrahlt oder ihm entzogen wird. Die vom Dampfregler zu den Einlass-und Auslasskammern der beiden Ventile A und B führenden Rohre können die Rückleitung zum Dampfregler übernehmen, woraus Vorsorge für die Abführung des Kondensats getroffen ist. Befinden sieh jedoch die Ventile in der Schlussstellung, so sind die Heizkörper vollständig gegen den Dampfregler abgesperrt und es müssen Mittel vorgesehen sein, um dem Kondensat den Abfluss aus den Heizrohrschleifen und aus den Zufluss- und Abflusskammern der Ventile A, B zu gestatten.
Zu diesem Zweck ist eine Entwässerungsöffnung 25 in der Bodenscheibe 26 des Drehschiebers 6 vorgesehen, die mit einer ähnlichen Entwässerungsöffnung 27 im Boden des Ventilgehäuses in Verbindung stellt, wenn das Ventil sich in der für das Ventil A dargestellten Schlussstellung befindet. Nimmt das Ventil die Offenstellung ein, wie beim Ventil B dargestellt, so sind die Öffnungen 25 und 27 ausser Deckung, so dass die Entwässerungsöffnungen geschlossen sind und das Entweichen von Dampf und Kondensat verhindert wird.
Es ist nun ersichtlich, dass bei der Schlussstellung eines jeden Ventils (bei Ventil A, Fig. 2 dargestellt) das in dem Heizkörper und den zu ihm führenden Rohren sich bildende Kondensat in die Zufluss-und
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Drehschiebers 6 abfliessen kann. Zur Aufhebung des Vakuums, das bei geschlossenem Ventil und daraus folgender Absperrung vom Dampfregler in der Heizrohrschleife entstehen würde, ist in dem Drehschieber 6 ein Durchgang vorgesehen, der aus einem senkrechten Kanal 28 besteht, der an seinem oberen Ende einen Auslass 29 hat, der in die miteinander verbundenen Kammern c und d führt, und einen Kanal 30 am unteren Ende, der in der Schieberscheibe 26 gebildet ist und mit einer Auslassöffnung 31 im Boden des Ventilgehäuses in Verbindung steht.
Befindet sich der Drehschieber in der Offenstellung, wie beim Ventil B dargestellt, so ist der Kanal ausser Verbindung mit der Öffnung 31 und somit diese geschlossen. Die soeben beschriebene Vorrichtung stellt ein Mittel zur vollständigen Entwässerung der Heizkörpereinheiten bei geschlossenen Ventilen dar.
Es kommt jedoch zuweilen vor, dass die Ventile in der Offenstellung (Heizung angegestellt) gehalten werden und dass der Wagen aus dem Zuge herausgenommen wird oder die Hauptdampfleitung F abgekuppelt wird, so dass die Dampfquelle ausgeschaltet wird. In einem solchen Falle stehen die Zufluss- nnd Rückflussrohre 10 und 18 und die sich gewöhnlich nach diesen hin entwässernden Teile der Heizkörper in offener Verbindung mit der Einlasskammer a des Ventils A und der Auslasskammer b'des Ventils B, so dass aus diesem Teil des Systems das Kondenswasser in derselben Weise abfliessen kann wie bei dem normalen Arbeiten
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und der oberen Rohre, die so angeordnet sind, dass die Flüssigkeit in ihnen durch diese Rohre zurück zum Ventilgehäuse läuft.
Es ist zu bemerken, dass die Kammer d und c'in Verbindung mit den Kammern bund a'und dem Verbindungsrohr 24 stehen, dass aber kein Hilfsmittel vorgesehen ist, um diesen Teil des Systems zu entwässern, wenn die Ventile sich in der Offenstellung befinden. Es ist der besondere Zweck der Erfindung, Mittel vorzusehen. um diesem Umstand Rechnung zu tragen. Eine Abflussöffnung 32 ist im unteren Teil der Zwischenwand 33 vorgesehen, die die Kammern a'und b'des Ventils B trennt, so dass, wenn diese Öffnung offen ist, die mittlere Schleife des Heizsystems sich durch diese Öffnung in die Auslasskammer b'und von hier durch das Rohr 3 zurück in den Dampfregler entleeren kann.
Es ist ein Ventil vorgesehen, das diese Öffnung freigibt, wenn das System mit Dampf angefüllt und es erwünscht ist, das Durchströmen von Dampf durch die Öffnung 32 zu verhindern. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 2 und 3 ist das Ventil 34 bei 35 an das untere Ende eines Hebels 36 angelenkt, der in der Mitte bei 37 auf einer Stütze 38 drehbar gelagert ist, die von der Zwischenwand 33 in die Einlasskammer a'ragt. Ein thermostatisches Element 39 liegt zwischen der Wand 33 und dem oberen Ende 40 des Hebels 36.
Ist die Kammer al mit Dampf gefüllt, so dehnt sich das thermostatisches Element 39 und drückt das obere Ende 40 des Hebels 36 auswärts, wodurch das untere Ende des Hebels einwärts schwingt und das Ventil 34 in die Schlussstellung bringt, so dass der Durchgang von Dampf durch die Öffnung 82 verhindert wird. Ist der Dampfzufluss abgesperrt und kondensiert der Dampf in der Kammer a/, so zieht sich das thermostatische Element 39 zusammen und das Ventil 34 wird aus der Mündung der Öffnung 32 herausbewegt, so dass das Kondensat in die Auslasskammer b'und von hier zum Dampfregler zurück- fliessen kann.
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Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 sitzt das Ventil 34 am unteren Ende eines thermostatischen Bimetallstabes 41, der am oberen Ende bei 42 in der Ventilkammer befestigt ist. Wird der Stab 41 erhitzt, so schwingt er in die Stellung der Fig. 4 und schliesst das Ventil. Kondensiert der Dampf und kühlt der Stab 41 ab, so schwingt er zurück in die
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Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 5 ist das Ventil 34 am inneren Ende einer thermostatischen Stange 43 gebildet, die verstellbar bei 44 in der Aussenwand des Ventilgehäuses angeordnet ist. Wird die Stange 43 durch die Anwesenheit von Dampf in der Kammer al erhitzt, so dehnt sie sich derart, dass das Ventil 34 in die Öffnung 32 eintritt und die Abflussöffung schliesst.
Zieht sich die Stange 43 wieder'zusammen, so zieht sie das Ventil 43 zurück, so dass die Entwässerungsöffnung geöffnet wird und dem Kondensat den Abfluss gestattet.
Es ist nunmehr klar, dass die Entwässerungsöffnung 32 normalerweise geschlossen ist, wenn der Wagen sich im Gebrauch befindet und der Dampfzufluss angestellt ist. so dass die Kammern a, b, af, b'mit Dampf gefüllt gehalten werden. Sobald der Dampfzufluss abgesperrt wird, öffnet sich die Öffnung von selbst. Falls die Ventile in der Schlussstellung gelassen werden, ist die Öffnung 32 ohne Bedeutung, weil die Kammern a', b'jetzt in offener Verbindung miteinander durch den Drehschieber 6 stehen. Bleiben jedoch die Drehschieber 6 in der Offen-
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mit den zuerst beschriebenen normalen Entwässerungsvorrichtungen ein vollständiges Abführen von Kondensat unter allen Bedingungen.
Selbstverständlich braucht die Hilfsentwässerungsöffnung 32 nur in dem zweiten Regelventil (dem Ventil B) vorgesehen zu sein, wobei die Entwässerung des ersten Ventils A durch das Verbindungsrohr 24 vor sich geht. In allen andern Beziehungen können die Venlile A und B miteinander übereinstimmen.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Damplheizvorrichtung, insbesondere für Eisenbahnwagen, bei welcher zwei Rohrschleifen (0, D) je mit einem Regelventil (A bzw. B) verbunden sind, das vier Kammern aufweist, von welchen zwei mit dem Einlass-und Rücküussrohr der zugehörigen Rohrschleife, die Kammern (b bzw. at) der Regelventile unmittelber untereinander und die Kammern (a bzw. b') der Regelventile mit dem Zuflussrohr bzw.
Rückflussrohr des Heizsystems verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Abführung des Kondensates aus der mittleren Schleife des Rohrsystem, die in der Offenstellung beider Ventile von dem Ruokflussrohr (11) der einen Rohrschleife, dem Verbindungsrohr (24) zwischen den beiden Ventilen und dem Zuflussrohr (17) der andern Rohrschleife gebildet wird, durch eine im unteren Teil der mittleren Schleife (11, 24, 17) vorgesehene Abflussöffnung (32) und ein Ventil (34) erfolgt, das mit einem Thermostaten (39, bzw. 41 oder 43) verbunden ist.
der in dem unteren Teil der mittleren Schleife angeordnet ist und das Ventil (34) schliesst, wenn er bei Anwesenheit von Dampf erhitzt, und es öffnet. wenn er bei Anwesenheit von Kondensat abgekühlt wird.