DE37750C - Warmwasser-Speisevorrichtung für Lokomotiven und andere ähnliche Dampfmaschinen - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT

Die vorliegende Speisevorrichtung beruht auf der Anwendung eines besonderen Vorwärmers, durch welchen eine beträchtliche Ersparnifs an Heizmaterial erzielt, der stündliche Verbrauch an Wasser bedeutend verringert und schliefslich das zur Speisung angewendete Wasser gereinigt werden soll. Dies wird einerseits dadurch erreicht, dafs der Abdampf zur Erwärmung des vom Tender kommenden Wassers benutzt wird, und andererseits dadurch, dafs man in Gestalt' von destillirtem Wasser den gesammten condensirten Dampf behufs Erwärmung des Speisewassers in den Kessel eintreten läfst. Das Speisewasser wird so auf eine genügend hohe Temperatur gebracht, dafs der Kesselstein sich in dem Vorwärmer bildet, und letzterer kann so eingerichtet werden, dafs er. sich leicht und bequem reinigen läfst.

Die beiliegenden Zeichnungen stellen eine solche. nach vorliegender Erfindung construirte Vorrichtung dar, welche bei Speisung der Maschinen durch Pumpen oder durch injectoren angewendet werden kann.

Fig. ι ist eine Gesammtansicht der Speisevorrichtung für Pumpen,

Fig. 2 eine solche für Injectoren;

Fig. 3 stellt einen Verticalschnitt des Vorwärmers dar;

Fig. 4 veranschaulicht den Vorwärmer und den Dampfreiniger;

Fig. 5 zeigt im Vertical- und Horizontalschnitt die Anbringung des Vorwärmers und des Dampfreinigers;'

Fig. 6 und 7 zeigen Einzelheiten des Vorwärmers, \

Fig. 8 und 9 einen Quer- und einen Längsschnitt der mit einander verbundenen Warmwasser- und Reinigungspumpen für die Cylindermäntel;

Fig. 10 zeigt die Anbringung des Reinigungsinjectors der Cylindermäntel auf der Speiseleitung ;

Fig. 11 stellt einen Verticalschnitt des Ansatzes des Ventilgehäuses dar, welcher das Röhrenbündel an der Einführungsstelle des Speisewassers in den Generator gegen den Ansatz von Kesselstein schützt.

In Fig. ι und 2 sind die analogen Organe mit gleichen Buchstaben bezeichnet.

Die Wirkungsweise der Speisevorrichtung mit Pumpe ist folgende: Das kalte Wasser wird mittelst einer Pumpe b aus dem Tender durch eine Saugröhre α angesaugt und dann von derselben Pumpe b durch ein Rohr c hindurch in einen besonderen Vorwärmer d gedrückt. Der zur Erwärmung dienende, aus den beiden Cylindern ν kommende Abdampf wird mittelst zweier symmetrisch an beiden Seiten des Kessels angebrachter Röhren i in diesen Vorwärmer geleitet. Bevor dieser Dampf in den Vorwärmer d gelangt, durchstreicht er einen Reinigungsapparat k, in welchem die mit fortgerissenen fettigen Bestandteile zurückbleiben, um durch ein Rohr I in den Aschenkasten abgeleitet zu werden. Das durch die Vermischung mit dem Dampf erwärmte Wasser wird von der Warmwasserpumpe f durch die Leitungsröhre e angesaugt und dann durch das Rohr g in den Generator gedrückt.

Eine dritte Pumpe q ist mit den Dampfmänteln der Cylinder V durch ein Rohr ρ ver-

bunden, das sich durch ein zweiarmiges Verbindungsstück ο in zwei Röhren η η abzweigt, welche in die Cylindermäntel einmünden. Diese Pumpe q drückt durch ein Rohr t das Condensationswasser aus diesen Cylindermänteln in den Kessel. Die Pumpen ρ und q sind unter einander mittelst einer besonderen Vorrichtung verbunden, um jede Unterbrechung in der Bewegung der Flüssigkeitssäulen in den Röhren g und t zu vermeiden, wie weiter unten näher erläutert werden wird.

Wemi, wie bei Fig. 2, statt der Pumpen Injectoren angewendet werden, so ist die Wirkung im wesentlichen dieselbe. Nachdem der Abdampf in dem Apparat k gereinigt worden ist, gelangt er durch die Röhre e in den Injector^/", wo er das kalte Wasser des Tenders durch die Saugröhre α ansaugt. Bei der Berührung mit dem kalten Wasser wird der Dampf condensirt, die Temperatur des Wassers dadurch erhöht und das so erwärmte Wasser durch die Röhre g in den Kessel gedrückt.

Für den Fall, dafs der Abdampf keine genügende lebendige Kraft biete, um das Wasser in den Kessel zu pressen, ist ein Hülfsdampfrohr \ angebracht. Das Rohr y hat die Aufgabe, während des Stillstandes das gute Arbeiten des Apparates zu sichern, indem dann der Abdampf durch frischen Dampf ersetzt wird.

Ein zweiter Dampfinjector q wird mittelst eines Seitenrohres auf der Leitung g angebracht und nimmt den Dampf sowie das von den Cylindermänteln herrührende Wasser auf, um sie in den Generator zu drücken und das continuirliche Entleeren der. Cylindermäntel zu sichern.

Es sollen nunmehr die verschiedenen Apparate einzeln näher erläutert werden.

Der Vorwärmer des Speisewassers befindet sich auf dem Generator und hat die Gestalt eines Dampfdomes. Auf der Seite des Vorwärmers ist der Reinigungsapparat für den Abdampf angebracht. Diese beiden Organe sind in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellt.

Der Dampfreinigungsapparat besteht aus einem cylindrischen Gefäfse A, in dessen Mitte das Eintrittsrohr C des Abdampfes hineinragt. Das untere Ende von C ist etwas konisch geformt und in Zacken ausgeschnitten, um die flüssige Masse zu zertheilen und die fettigen Tropfen zu sammeln, damit dieselben leichter auf den Boden des Gefäfses A hinabfallen. Im unteren Theil von A sind in kreisförmig concentrischen Reihen Stäbe B von halbcylindrischer oder gewellter Form vertical aufgestellt, d. h. es sind verticale Abtropfbretter hergerichtet, und zwar in einiger Entfernung von einander, so dafs der Dampf zwischen ihnen hindurchstreichen kann. Die zwischen diesen Stäben freigelassenen Räume sind derart angeordnet, dafs sie in den verschiedenen kreisförmigen Reihen gegen einander versetzt sind und Vorsprünge bilden, gegen welche der Dampf stöfst und sich dadurch der mit fortgerissenen fettigen Bestandtheile entledigt, welche sich dann auf dem Boden des Gefäfses A absetzen. Ein oberer Ring D dient den Stangen B als Stütze; derselbe ist umgebördelt, um die Fetttheile zu verhindern, mit fortgerissen zu werden. Eine untere Scheidewand -D¹ ist mit Oeffnungen versehen, durch welche die Spitzen der Tropf bretter hindurchreichen. Diese Scheidewand ist in ihrem mittleren Theile nach unten gewölbt und mit einem Loch von geeigneter Gröfse versehen. Die fettigen Bestandtheile werden alsdann durch das Ableitungsrohr Z, Fig. 1 und 2, in den Aschenkasten des Kessels geleitet, wo sie die Kohlenstückchen auslöschen, die Asche an-, feuchten und den Feuerrost kühlen. Eine passend angebrachte Oeffnung dient zur Reinigung des unteren Theiles von A, welcher als Ansammler des Kesselsteins dient. Der Dampf gelangt von dem Reinigungsapparat durch die Röhre E in den Vorwärmer. Um zu verhindern, dafs etwa zufälligerweise durch die Speisepumpe kaltes, in den Vorwärmer gedrücktes Wasser in die Abdampfröhren gelange, was z. B. bei mangelhaftem Functioniren der Warmwasserpumpe eintreten könnte, wird, wie in Fig. 5 angedeutet ist, ein Sicherheitsventil F an der Mündung der Röhre E angebracht. Dieses Ventil läfst wohl den Dampf ungehindert passiren, gestattet aber nicht den Durchgang des Wassers in den Reinigungsapparat und von hier in die Abdampfröhren. Der Vorwärmer besteht aus einer cylindrischen oder leicht konisch geformten Hülle G. Im Innern derselben befindet sich concentrisch zu G ein Cylinder, gebildet aus einer Reihe von über einander liegenden Ringen H, welche Teller oder Platten tragen, die mit zwei Sorten von- Gefäfsen I und J versehen sind. Die Gefäfse J sind ringförmig und schliefsen sich an die Cylinder G an, während die anderen J sich in der Mitte des Vorwärmers befinden und in abwechselnder Reihenfolge mit den ersteren angebracht sind. Die Ränder dieser Gefäfse sind zackenförmig, wie die Zähne einer Säge gestaltet, um das Wasser, welches aus den oberen Behältern in die unteren herabfällt, zu zertheilen. Diese verschiedenen Ringe und Platten sind einfach auf einander gesetzt und verticale Leitstangen k durch die Ränder derselben hindurchgeführt, so dafs sie sich ungehindert ausdehnen können. Das kalte Wasser gelangt durch eine centrale Röhre L in den Vorwärmer. Im Innern dieser Röhre befindet sich eine andere concentrische Röhre M, welche in einen Ansatz in Gestalt eines Ejectors, Fig. 6, endigt, durch welchen das Wasser spritzt. Der zwischen den Röhren M und L liegende

ringförmige Raum bildet einen Luftbehälter, um jeden starken Stofs zu vermeiden. Beim Austritt aus der Röhre M trifft das Wasser gegen eine concave Platte N, welche dasselbe nach allen Richtungen hin in Gestalt eines feinen Regens vertheilt. Der Dampf verbreitet sich bei seinem Austritt aus der Röhre E in dem zwischen den Wandungen des Gefäfses G und dem aus den Ringen H gebildeten Cylinder. Oberhalb der Gefäfse / sind die Ringe mit Oeffnungen P versehen, durch welche der Dampf einströmt, um methodisch das Wasser zu wärmen und sich während seiner aufsteigenden Bewegung durch die Platten zu condensiren. Das warme Wasser sammelt sich in dem unteren Theil O des Vorwärmers, um von hier durch das Rohr e von der Warmwasserpumpe angesaugt zu werden, wie in Fig. ι dargestellt.

Da, wie schon oben angedeutet, die Kaltwasserpumpe den Vorwärmer G zufällig anfüllen und infolge des hierdurch hervorgebrachten überstarken Druckes denselben zersprengen könnte, so ist ein Sicherheitsventil angebracht, welches mit einem Luftauslafs versehen ist. Dieses in Fig. 7 in vergröfsertem Mafsstabe dargestellte Sicherheitsventil ruht in einem mit der vorerwähnten concaven Platte N, aus einem Stück hergestellten Kasten S, der einerseits durch die Oeffnungen g mit der Atmosphäre und andererseits an seiner Grundfläche mit dem Innern des Vorwärmers in Verbindung steht. Ein mit einer Feder B versehenes Ventil R sperrt den Vorwärmer gegen die äufsere Luft ab. Das Ventil ist mit einer Oeffnung T versehen, um die Luft entweichen lassen zu können. Eine · kleine Verschlufskugel U aus Ebonit liegt auf der Oeffnung T, um die äufsere Luft zu verhindern, in das Innere des Apparates einzudringen. Sollte aus irgend einem Grunde im Vorwärmer ein Ueberdruck entstehen, so würde derselbe durch die Oeffnung T ausgeglichen werden, und sollte der Ueberdruck noch zunehmen, so würde das Ventil R sich heben und eine noch gröfsere Menge W^rasser entweichen lassen.

Die Wirkungsweise der Warmwasserpumpe soll nun an Hand der Fig. 8 und 9 näher erläutert werden.

g ist der Saugwindkessel, h h sind zwei hohle Saugventile, i ist der Pumpenkörper der Warmwasserpumpe, j der der Warmwasserpumpe und der Reinigungspumpe der Mäntel gemeinsam angehörende Tauchkolben, k das hohle Druckventil der Warmwasserpumpe, I die Druckröhre zum Regulator, m der Druckregulator der Warmwasserpumpe und der Reinigungspumpe der Mäntel, η der Regulatorkolben, 0 die Druckröhre für das warme Wasser zum Kessel, ρ der Saugwindkessel der Reinigungspumpe der Mäntel, q ein hohles Saugventil der letzteren, r der Pumpenkörper, s ein hohles Druckventil, t ein Verbindungsstück der Pumpe und des Druckreservoirs, u das Druckreservoir, ν die Druckröhre zum Kessel, w eine Oeffnung, um an derselben ein Probir- und ein Anhebeventil anzubringen.

Diese beiden mit einander verbundenen Pumpen functioniren wegen des Druckregulators :m mit grofser Regelmäfsigkeit. Obschon die Pumpen nur einfachwirkende sind, so geschieht doch infolge dieses Regulators der Ausflufs in die Druckröhren zum Kessel continuirlich. Angenommen, der Apparat sei in Thätigkeit, die Röhren 0 und u seien schon mit Flüssigkeit gefüllt. Wenn nun der Kolben j sich nach links verschiebt, so drückt er in der Warmwasserpumpe und saugt in der Reinigungspumpe. Das in die Röhre Z einströmende Wasser drückt auf den Regulatorkolben n, welcher sich in dem Cylinder m frei verschieben kann. Es folgt daraus, dafs der Regulatorkolben n, indem er auf die zu seiner Rechten befindliche Flüssigkeit drückt, in der Röhre ν einen continuirlichen Strom unterhält. Wenn der Kolben j sich nach rechts verschiebt, so drückt er in der Reinigungspumpe und saugt in der Warmwasserpumpe. Da der Kolben η alsdann der Wirkung der in den Behälter u eintretenden Flüssigkeit ausgesetzt ist, so verschiebt er sich nach links und verhindert so jedes Anhalten der Druckflüssigkeitssäule der Warmwasserpumpe.

Bei der Speisung der Lokomotiven mittelst Injector en bilden diese selbst die Vorwärmer des Speisewassers, wie oben bereits erwähnt wurde. Der am hinteren Theile der Maschine angebrachte und in Fig. 2 mit f bezeichnete Injector für den Abdampf ist so eingerichtet, dafs der Abdampf gleichzeitig als Vorwärmer- und als Bewegungsmittel der durch die Röhre α vom Tender kommenden und durch die Röhre g, Fig. 2, in den Kessel tretenden Flüssigkeitssäule dient.

Auf der Röhre g ist ein zweites Rohr g^l angebracht, Fig. 10, auf welchem sich der Reinigungsinjector q der Cylindermäntel befindet. Der Ausblasedampf kommt durch das Rohr ρ und tritt bei q¹ in den Injector ein.

Bei der Speisung mittelst Pumpe tritt das Wasser in den Kessel durch einen Apparat u, Fig. ι, welcher einen Ansatz in Gestalt eines Injectors hat, wie in Fig. 11 veranschaulicht.

Beim Eintreten des Speisewassers in den Generator setzt sich an den Röhren des Röhrenbündels Kesselstein ab. Um dies zu verhindern, wird am Austritt des Regulators u ein Schirm u¹ angebracht, welcher das Speisewasser gegen die Wandungen des Kessels leitet und so die Röhren gegen jeden Ansatz schützt.

Bei der Speisung mittelst Injectors wird der Generator mit einem ähnlichen Schirm versehen.

Claims (4)

1. Pateντ-Α νsprüche:

   ι . Eine Warmwasser - Speisevorrichtung mit Benutzung und Zumischung zum Speisewasser des gereinigten Abdampfes, sowie der aus den Cylindermänteln herrührenden Dämpfe, bestehend in der Hauptsache aus einem auf dem Kessel angebrachten und mit einem besonderen Reinigungsapparate k in Verbindung stehenden terrassenförmigen Vorwärmer d, wobei der Abdampf zunächst zu dem Reinigungsapparate k und von da zum Vorwärmer gelangt, wo er sich bei der Berührung mit dem kalten, durch eine Pumpe b hineingedrückten Wasser condensirt, und worauf das so vorgewärmte Wasser durch eine mit einer Reinigungspumpe q verbundene Pumpe f in den Kessel gedrückt wird.. Bei Anwendung eines Giffard'sehen Injectors zur Speisung von Lokomotiven werden der Vorwärmer d und die Pumpen b und f durch einen Injector/ und die Pumpe q durch einen Injector q ersetzt.
2. 2. Bei der unter i. gekennzeichneten Speisevorrichtung eine Dampfreinigungsvorrichtung, bestehend aus einem Cylinder A, in welchem die Reinigung des Dampfes - infolge der Stöfse desselben zwischen den halbrunden und versetzt angeordneten Stangen B hindurch erfolgt.
3. 3. Bei der unter 1. gekennzeichneten Speisevorrichtung die Vorwärmungsvorrichtung, bestehend aus einem mit einem Sicherheitsventil S versehenen Gehäuse G, in welchem in einer eine freie Ausdehnung gestattenden Weise Ringe H einfach über einander gestellt und vermittelst durch die Flantschen der Ringe hindurchgeführter Stangen mit einander verbunden sind, wobei mit ausgezackten Rändern versehene Gefäfse I und J derart im Gefäfs G angebracht sind, dafs das Wasser aus dem einen Gefäfs in das darunter liegende überfliefst, während durch die in den Ringen angebrachten Oeffnungen P der Dampf eintritt und in dem oberen Theile eine centrale Röhre kaltes Wasser zuführt, um ein methodisches Erwärmen zu erzielen.
4. 4. Bei der unter 1. gekennzeichneten Speisevorrichtung behufs Vermeidung jeder Unterbrechung in dem Wasserausflufs in die Druckröhren die Verbindung der Warmwasserpumpe und der Reinigungspumpe durch Einschaltung zwischen die beiden Pumpen i und r eines Regulators m, in welchem ein Kolben sich frei bewegen kann.

   Hierzu 4 Blatt Zeichnungen.