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Verfahren zum Betriebe von Injektoren und Injektor zu seiner Durehiuhrung.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Betriebe von Injektoren, die mit Abdampf, Frisehdampf und Hilfsdampf arbeiten, und ein Injektor zu seiner Durchführung.
Bei den bisher bekannten Injektoren für Abdampf-, Frischdampf- und Hilfsdampfbetrieb sind die Steuereinrichtungen so durchgebildet, dass der Injektor sich selbsttätig vom Betrieb durch Frischdampf auf Betrieb durch Abdampf und umgekehrt einstellen kann, wenn Änderungen im Betrieb der Maschine eintreten.
Die bekannten Einrichtungen haben sieh jedoch unter bestimmten Verhältnissen nicht bewährt, insbesondere dann nicht, wenn der Injektorbetrieb von Abdampf auf Frisehdampf umgestellt wird.
Die Injektoren, um die es sich hier handelt, sind sehr empfindlich im Betrieb. Stehen daher die dem Injektor zugeführten Dampf-und Wassermengen nicht im richtigen Verhältnis zueinander, so"reisst der Injektor ab"und arbeitet nicht weiter, bis das richtige Verhältnis zwischen den Dampf-und Wassermengen erreicht ist. Dieses Abreissen tritt am häufigsten dann auf, wenn der Injektor mit Abdampf verhältnismässig hohen Drucks bei voller Wasserzufuhr betrieben und der Betrieb auf Frischdampf infolge Schliessens des Dampfreglers und Fehlens der Abdampfzufuhr umgestellt wird.
Der Grund für das Abreissen des Injektors bei diesen Verhältnissen liegt darin, dass der Niederdruckfrischdampf (Hilfsdampf), der an Stelle des Abdampfes zugeführt wird, nicht genügt, den Injektor mit einer so grossen Wasser- öffnung zu betreiben, wie sie bei Abdampf verhältnismässig hohen Drucks gebraucht wurde. Bei den bekannten Injektoren ist es daher nötig, die Wassereinlassöffnung so einzustellen, dass nur soviel Wasser zugeführt wird, als durch den Hilfsdampf bewältigt werden kann, ehe ein Betrieb des Injektors mit dem Hilfsdampf möglich ist.
Diese Nachteile werden durch die Erfindung behoben, die vorsieht, dass die zugeführte NiederdruekFrischdampfmenge (d. h. die Hilfsdampfmenge) in Übereinstimmung mit der dem Injektor zugeführten Wassermenge geregelt wird. Hiedurch wird erreicht, dass die Hilfsdampfmenge stets im richtigen Verhältnis zur geförderten Wassermenge steht. Zu diesem Zwecke sieht die Erfindung vor, dass die Druckverringerung des Hilfsdampfes-der durch Drosselung eines Teiles des dem Injektor zugeführten Frischdampfes gebildet werden kann - in Übereinstimmung mit den Änderungen in der geförderten Wasser-
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Wasser geändert wird.
Bei einer besonderen Ausführungsform, bei der die Veränderung der Durchlass- öffnung für das Wasser durch Verstellung der Dampfdüse mit Hilfe einer von einem Handhebel betätigten Spindel geschieht, ist mit dieser Spindel ein Organ, vorzugsweise ein Drehschieber, verbunden, das den Zufluss von Frischdampf aus der Frischdampfleitung zu einem den Hilfsdampf oder den Abdampf in die Dampfkammer des Injektors einlassenden Ventil unter Drosselung des Dampfes regelt und zusammen mit der Spindel gedreht wird.
In den Zeichnungen ist eine Ausfiihrungsform eines Injektors nach der Erfindung beispielsweise dargestellt. Fig. 1 ist eine Teilansicht einer Lokomotive mit dem Injektor, den zu seiner Bedienung erforderlichen Leitungen und dem Gestänge. Fig. 2 ist ein Längsschnitt durch den Injektor. Fig. 3 ist ein Schnitt nach Linie'C'-') von Fig. 2 und zeigt eine Einzelheit. Fig. 4 zeigt in Draufsicht und Schnitten einen zur Steuerung gehörenden Drehschieber.
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Der Injektor ist mit 1 bezeichnet. Abdampf wird von der Maschine der Lokomotive dem Injektor durch eine Leitung 2 zugeführt, während Wasser durch ein Rohr 3 und Frischdampf durch eine Leitung 4 zuströmt, die von einem Anschluss 5 oben auf dem Kessel herkommt. Ein Absperrventil 6 kann in der Leitung 4 vorgesehen sein und vom Führerstand aus betätigt werden. Das Ventil 6 ist jedoch kein notwendiger Teil der Einrichtung. Die Wasserzufuhr zum Injektor wird durch einen Handhebel 7 betätigt, der im Führerstand angeordnet ist und mit dem Injektor durch ein Gestänge 8 verbunden ist. Der Hebel 7 steuert die Zufuhr sowohl von Frisehdampf als auch von Wasser und Abdampf zum Injektor. Die mecha- nische Verbindung zwischen Führerstand und Injektor kann anders sein als dargestellt.
In Fig. 2 ist ein Injektor gemäss der D. R. P. Nr. 355575 gezeigt. Dem Injektor wird Frisch-und Abdampf abwechselnd durch ein selbsttätiges Ventil nach Art des in der D. R. P. Nr. 466114 beschriebenen Ventils zugeführt. Der aus dieser Patentschrift an sieh bekannte Injektor sei nur kurz beschrieben.
Er enthält ein Hauptgeh. äuse 9 mit einer Dampfkammer 10, der Abdampf von der Maschine durch ein Abdampfventil H zugefuhrt wird, das gewöhnlich durch den Druck einer Feder 12 geschlossen gehalten und durch einen von einem Druckmittel betätigten Kolben 73 geöffnet wird. Abdampf strömt dann
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düse 15 mit Wasser, das dieser durch die Wassereinlassöffnung 16 zugeführt wird. Hochdruekfrischdampf, im folgenden als Zusatzdampf bezeichnet, wird in die Hauptdampfdüse durch die Zusatzdüse 17 ein-
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Das Injektorgehäuse hat einen Hochdruckdampfeinlass 18 an den die Leitung 4 angeschlossen ist. Ein Kanal 19 im Injektor steht durch die Öffnung 20 mit der Leitung 18 in Verbindung. Die Öffnung 20 wird durch ein selbsttätiges Ventil 21 gesteuert, das als Anlassventil bezeichnet und dessen Bauart und Wirkungsweise später erörtert wird. Ein Teil des Hochdruckfrisehdampfes strömt durch die Kanäle 22
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tätigen Ventil 2J zugeführt wird, das die abwechselnde Zufuhr von Abdampf und von Niederdruckfrisehdampf, der im folgenden als Hilfsdampf bezeichnet ist, zur Niederdruekdampfkammer 10 bewirkt.
Das selbsttätige Ventil 25 besteht aus einem Gehäuse 26 in Gestalt eines an einem Ende offenen Zylinders 27, der mit Ventilsitzflächen an beiden Enden versehen ist. Ein Kolben 28 ist lose in den Zylinder 27 eingepasst mit einem Doppelsitzventilkörper 29, dessen obere Diehtungsfläehe auf die Sitz- fläche am unteren Ende des Zylinders 27 passt. Die untere Dichtungsfläche des Ventilkörpers 29 passt auf eine Sitzfläehe, die um einen im Injektorgehäuse vorgesehenen Durchlass 30 angeordnet ist, der zur Verbindung zwischen Dampfkammer 31 und Niederdruckkammer 10 dient.
Das Gehäuse 26 des selbsttätigen Ventils hat eine Kappe ?, die als Führung für ein Ventil 33 dient, das sich auf den am oberen Ende des Zylinders 27 befindlichen Ventilsitz legt und mit dem Kolben 28 eine Kammer : J4 bildet. Eine weitere Dampfkammer 35 befindet sich zwischen der Kappe 32 und dem Ventil diese Kammer ist durch eine Leitung : J6 mit der zur Maschine führenden Frischdampfleitung verbunden.
Ein Kanal 37 führt vom Zylinder 27 zu dem Zylinder, in welchem das den Kolben 1 : J betätigende Abdampfventil angeordnet ist.
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Wenn der Dampfregler der Maschine geschlossen ist, wird das Ventil infolge des Fehlens von Dampfdruck in der Leitung 6 angehoben, so dass der Druck in der Kammer 34 sinkt ; der Dampf aus den Kammern 34 und 5 kann durch die Leitung 36 entweichen. Das Verschwinden des Drucks oberhalb des Kolbens 28 veranlasst das selbsttätige Ventil nach oben zu gehen und seinen Ventilkörper 29 gegen seinen oberen Sitz zu legen, die Öffnung 30 lässt dann Hilfsdampf zur Kammer 10 strömen. Die Verringerung des Drucks dieses Dampfes wird durch Drosselwirkung in noch zu erörternder Weise herbeigeführt.
Durch das Aufwärtsgehen des selbsttätigen Ventils in seine obere Lage wird weiter die Dampfzufuhr zum Kanal 37 gesperrt und das Abdampf ventil wird durch Feder 12 geschlossen ; der Kanal 37 wird dadurch vom Dampf befreit, dass der darin ein. sci'lossene Dampf am Kolben 28 vorbeiströmt.
Die Bauart des Anlassventils 21 entspricht im wesentlichen der des eben beschriebenen selbsttätigen Ventils. Das Ventil 21 hat einen Kolben : 38. der lose in den Zylinder 39 eingepasst ist, und einen Doppelsitzventilkörper 40, dessen untere Fläche auf einen den Durchlass 20 umgebenden Sitz passt. Die obere Fläche des Ventilkörpers 40 passt auf einen Sitz am unteren Ende des Zylinders 39. Eine Kappe 41 ist am Ventilgehäuse befestigt und dient als Führung für ein Ventil ± ?, das mit dem Gehäuse eine Dampf-
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kammer 43 oberhalb des Ventils bildet. Eine Kammer 44 ist zwischen dem Kolben 38 und dem Ventil 42 vorhanden, wenn dieses sich auf seinem Sitz befindet.
Die Zufuhr von Wasser zum Injektor wird durch eine von einem Druckmittel betätigte Ventilvorrichtung gesteuert, der durch den Kanal 45 Dampf zugeführt wird, der aus dem Kanal 22 stammt.
Das Wasserventil und seine Steuervorrichtung haben bekannte Bauart. Daher ist es in Fig. 1 nur allgemein mit 46 bezeichnet und nicht näher beschrieben.
Die Regelung der dem Injektor zuströmenden Wassermenge wird durch Längsbewegung der Dampf düse. M im Injektorgehäuse herbeigeführt. Eine solche Bewegung der Düse bewirkt die gewünschte Regelung durch Änderung des Querschnitts des ringförmigen Durchlasses 47 zwischen der beweglichen Düse 14 und der feststehenden Düse 15. Die Bewegung der Düse 14 kann auf verschiedene Weise herbeigeführt werden. Bei der gezeigten bevorzugten Ausführungsform wird die Düse durch eine senkrechte
Spindel 48 bewegt, die oben einen Hebel 49 trägt, der an das Gestänge 8 angeschlossen ist. Am unteren Ende der Spindel ist eine Scheibe oder ein Bund 50 angeordnet mit einem exzentrischen Zapfen 51, der in eine in der Düse 14 vorgesehene Aussparung greift.
Die Spindel 48 ist in einer Stopfbüchse ? geführt, um die Austrittstelle aus dem Gehäuse abzudichten. Eine Verbindung 53 führt vom Kanal 18 zum oberen Teil einer Kammer 54, durch welche die Spindel 48 hindurchgeht ; der Boden dieser Kammer bildet eine Ringfläche, von der eine Verbindungsleitung 55 zur Kammer 43 des Anlassventils 21 führt, während eine Verbindungsleitung 56 zur Niederdruckdampfkammer. 81 führt. Die Leitung 56 kann auch zu irgend- einer Verbindungsleitung oder Kammerführen, welche stets unter verringertem Druck steht. Die Spindel 48 ist zweiseitig abgeflacht und trägt einen ebenen Drehschieber 58 (vgl. Fig. 4), der eine durchgehende Steueröffnung 59 und eine bogenförmige Aussparung 60 an der Unterseite aufweist.
Dieser Teil der Einrichtung wird folgendermassen betätigt : Angenommen, die Wasserregelvorrieh- tung sei in der in Fig. 2 dargestellten Lage, wobei die Düse 14 die geringste Wassereinlassöffnung 47 einstellt, dann wird die Zufuhr von Dampf zum Kanal 18 das Anlassventil 27 auf den am Durchlass 20 vorgesehenen Sitz drücken und somit verhindern, dass Dampf zum Injektor strömt. Das Ventil 21 wird zum Niedergehen auf seinen über dem Durchlass 20 angeordneten unteren Sitz durch den Dampf veranlasst, der durch die Leitung 53, die Steueröffnung 59 und die Leitung 55 zur Kammer 43 des Anlassventils 21 strömt, wodurch das Ventil 42 auf seinen Sitz gedrückt wird.
Am Kolben 38 vorbeiströmender Dampf erzeugt einen Druck in der Kammer 44. Der unausgegliehene Druck am Ventil 21 hält es auf
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Aussparung 60 oberhalb der Leitung 55 liegt. Dadurch wird der in Kammer 43 des Anlassventils herrsehende Druck über die Leitung 55, die Aussparung 60 und die Leitung 56 auf niedrigen Druck gebracht. Diese Druckverminderung in Kammer 43 wirkt in gleicher Weise wie vorher beim selbsttätigen Ventil 25 und lässt das Anlassventil 27 nach oben gehen, wodurch die Öffnung 20 freigegeben wird, so dass Hoehdruckdampf in den Kanal 19 einströmen kann. Von hier strömt der Dampf durch die Kanäle 22, 23 und 45 zur Zusatzdampfdüse 17 und zu der Vorrichtung für das Öffnen des Wasserventils 46.
Um die Menge des dem Injektor zugeführten Hilfsdampfes selbsttätig der Menge des dem Injektor zuströmenden Wassers anzupassen, ist der Dampfkanal 19 an der Stelle, an der die Spindel 48 hindurch- geht, vergrössert. Die abgeflaehten Seiten 57 dieser Spindel tragen hier einen runden Drehsehieber oder Hahn 61, der dazu dient, die Verbindung zwischen dem Kanal 19 und der Dampfkammer 31 zu schliessen, wenn die Wasserregelungsvorrichtung in ihrer Minimul11stellung ist. Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, bewirkt eine Drehung der Spindel 48, dass der Hahn 61 eine stets grösser werdende Öffnung freigibt im Einklang mit der Bewegung der Düse 74 aus der Minimum-in die Maximumstellung.
Die vom Hahn 61 freigegebene Öffnung dient als Drosselöffnung, um den Druck des zum selbsttätigen Ventil 25 strömenden Dampfes zu verringern. Diese veränderliche Drosselöffnung ermöglicht die Zuführung der richtigen Menge Hilfsdampf zum Injektor in Übereinstimmung mit der gerade geförderten Wassermenge.
Andere Ausführungsformen als die dargestellte sind denkbar. Soll beispielsweise die beschriebene Einrichtung in Verbindung mit einer Einrichtung verw endet werden, die mehr als nur eine von Hand betätigte Steuerungsvorrichtung anwendet, so können das Anlassventil und die zu seiner Betätigung dienenden Teile weggelassen werden. Dann wird statt dessen das Absperrventil 6 (Fig. 1) zur Regelung
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in Abhängigkeit von der Betätigung der Spindel 48 zu erfolgen. Beispiels eise könnte die Kammer 43 mit einer Leitung verbunden sein, welche mit einem Ventil versehen ist, das im Führerstand untergebracht sein kann. Das Ventil 21 würde dann, solange Dampfdruck in der Kammer 48 vorhanden ist, auf seinem Sitz gehalten werden.
Wenn jedoch durch Öffnen des Ventils in der mit der Kammer 43 verbundenen Leitung der Dampf aus der Kammer 4-3 entlassen wird, würde das Ventil 21 geöffnet werden und Frischdampf zum Injektor strömen.