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Speisevorrichtung für Zweidruck-Dampferzeugungsanlagen, insbesondere
bei Lokomotiven. Gegenstand der Erfindung ist eine Speisseinrichtung für Zweidruck-Dampferzeugeranlagen,
insbesondere bei Lokomotiven.
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Bei Zweidruckanlagen sind Schwankungen im Verhältnis der in beiden
Dampferzeugern erzeugten Dampfmengen und der aus beiden Dampferzeugern entnommenen
Dampfmengen unvermeidlich. Solche Schwankungan treten insbesondere bei Lokomotiven
auf, bei denen beispielsweise die Zweidruck-Dampferzeugeranlage so ausgebildet ist,
daß in der Feuerbüchse hochgespamiter Dampf und im Langkessel niedrigg.espannter
Dampf erzeugt wird. In diesem Falle rufen die häufigen Änderungen in den Betriebsverhältnissen
(Geländeverschiedenheiten, häufiges Halten auf Stationen usw. ) Änderungen in. der
Dampferzeugung der beiden Dampferzeuger hervor. Damit ändern sich natürlich auch
die den beiden Dampferzeugern zuzuführenden Speisewassermengen, und zwar sowohl
im ganzen als auch im einzelnen. Man wird die Speisung der beiden. Dampferzeuger
bei Zwei, drucklokomotiven zweckmäßig so einrichten, daß eine Fördervorrichtung
das Speisewasser aus dem Tender in den Niederdruckdampferz.euger und eine zweite
das Speisewassier aus dem Niederdruckdampferzeuger in den Hochdruckdampferzeuger
fördert. Dabei kann jede der beiden Fördervorrichtungen. von einer besonderen oder
beide Fördervorrichgen können von einer gemeinsamen Antriebsmaschine angetrieben
werden und miteinander gekuppelt sein. Es wäre sehr umständlich und einte zusätzliche
Belastung für die Maschinisten, wenn e r die Regelung der gesamten zu fördernden
Speisewass:errnengen und die Änderung der von den einzelnen Fördervorrichtungen
zu fördernden Speisewassermengen durch Verstellung besonderer Vorrichtungen bewirken
müßte.
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Daher wird nach der Erfindung eine Speiseeinrichtung für Zweidruck-Dampferzeugeranlagen,
insbesondere bei Lokomotiven, so durchgebildet, daß man die gewünschten Veränderungen
in der gesamten, den beiden
Druckstufen zugeführten Speisewasserrnenl;e
mit einer einfachen, gemeinsam für beide Fördervorrichtungen vorgesehenen Verstellungsvorrichtung
vornehmen kann. Diese Änderungen können. durch die gemeinsame Verstellungsvorrichtung
auf verschiedene Weise herbeigeführt werden, beispielsweise mittelbar dadurch, daß
die Geschwindigkeit der Fördervorrichtung durch Beeinflussung des ihren Antriebsmaschinen
zugeführten Betriebsmittels :oder unmittelbar dadurch, daß der Querschnitt der Saug-
oder der Druckleitung der Fördervorrichtungen durch ein Regelorgan verändert wird
oder auf andere bekannte Weise.
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In den 'Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Speiseeinrichtung
nach der Erfindung gezeigt.
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Abb. i ist ein Längsschnitt durch eine Ausführungsform der beiden
Fördervorrichtungen gemeinsamen Verstellungs- und Steuervorrichtung. Abb. 2 ist
ein Querschnitt nach Linie A-B von Abb. i. Abb. 3 ist eine Seitenansicht auf die
in Abb. i dargestellte Vorrichtung, von der Hebelseite aus gesehen. Abb. 4. zeigt
schematisch ,die beiden Fördervorrichtungen und ihre Antriebsmaschinen sowie die
Verstellungs- und Steuervorrichtung. Abb.5 isst ein Längsschnitt durch eine zweite
Ausführungsform der Verstellungs- und Steuervorrichtung. Abb.6 ist eine Seitenansicht
auf diese Vorrichtung, von der Hebelseite aus gesehen. Abb. 7 zeigt schematisch
die beiden Fördervorrichtungen mit ihren Antriebsmaschinen und der Verstellungs-
und Steuervorrichtung von Abb.5. Abb.8 zeigt eine Einzelheit.
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Bei der in Abb. i bis .1 gezeigten Ausführungsform der Einrichtung
werden zwei För,-dervorrichtungen für das Speisewasser i und 2 durch zwei Dampfzylinder
3 und ,1, die im Zwillingsbetrieb arbeiten und nicht miteinander gekuppelt sind,
angetrieben. In die Fördervorrichtung i tritt bei 5 Speisewasser, das vom Tender
bzw. Speisewasservorwärmer kommt, um bei 6 aus der Fördervorrichtung i auszutreten
und zum Niederdruckkessel zu fließen. In die Fördervorrichtung 2 tritt bei 7 Wasser
aus dem Niederdruckkessel, das bei 8 aus der Vorrichtung 2 austritt und zum Hochdruckkessel
gefördert wird. Zur Veränderung der zugeführten Menge des die Kolben der Dampfzylinder
3 und ,l antreibenden Dampfes zu den Schieberkästen 9 und io dient eine Steuervorrichtung
i i, die in den Abb. i bis 3 .in einer Ausführungsform dargestellt ist. Sie besteht
aus einem Zylinder 12, in dem ein Kolbenschieber 13 gleitet. Der Kolbenschieber
13 kann mit Hilfe eines Handhebels 1 4. in der Längsrichtung des Zylinders verschoben
und auch um seine Längsachse gedreht werden. Der Handhebel 14 ist dazu so eingerichtet,
daß er in jeder Stellung in zwei vorzugsweise zueinander senkrechten Ebenen bewegt
werden kann. Wird er beispielsweise in der Papierebene der Abb. i um die Drehachse
15 bewegt, so bewirkt er eine Längsverschiebung des Kolbenschiebers 13 im 'Zylinder
12. Wird .er dagegen meiner zu dieser Papierebene senkrechten Ebene bewegt, wozu
eine Führung 16 (Abb. 3) dient, so bewirkt diese Bewegung eine Verdrehung des Kolbenschiebers
13 um seine Längsachse.
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Die Steuerung der Zufuhr des Dampfes zu den beiden Dampfzylindern
3 und 4 wird mit .dieser Vorrichtung auf folgende Weise bewirkt: Bei 1,7 tritt in
den Zylinder 12 Dampf beliebiger Herkunft ein. Der Zy-
linder 12 weist zwei
sich gegenüberliegende Ü,ffnungen 18 und i g auf, von denen beispielswei.e die Öffnung
18 mit dem Schiel- erkasten 9 des Dampfzylinders 3 und die öifnung i9 mit dem Schieberkasten
i o des Dampfzylinders .1 in Verbindung steht. Der Kolbenschieber 13 weist -zwei
sich ebenfalls gegenüberliegend. Längsschlitze 2o und 21 .auf, die mit den beiden
Öffnungen 18 und i9 teilweise oder ganz zur Deckung gebracht werden können. Diese
beiden Schlitze 2o und 21 verlaufen, wie aus Abb. i ersichtlich ist, schräg zur
Längsachse des Kolbenschiebers.
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Bei der in Abb. i gezeichneten Stellung des Kolbenschiebers, in der
,der Schlitz 2o die Öffnung 18 nicht ganz zur Hälfte überdeckt (und ebenso der Schlitz
21 die Öffnung i 9 nicht ganz zur Hälfte überdeckt), werden, beide Dampfzylinder
3 und 4 nur einen dieser Teilüberdeckung entsprechenden Bruchteil ihrer vollen Leistung
geben können. Dementsprechend wird auch die von den beiden Fördervorrichtungen i
und 2 geförderte Speisewassermenge nur einen Bruchteil der größten Menge darstellen,
die von beiden Fördervorrichtungen gefördert werden kann. Soll nun die gesamte Speisewassermenge,
d. h. sowohl die dem Niederdruckkessel als auch die dem Hochdruckkessel zugeführte
Speisewassermenge in gleichmäßiger Weise vergrößert werden, so bewegt man den Hebel
1.4 in der bei Abb. i durch den Pfeil 22 bezeichneten Richtung. Dadurch tritt auf
beiden Seiten des- Kolbenschiebers eine größere Überdeckung der Schlitze 2o und
21 mit den Auslaßöffnungen 18 und i 9 ein. Diese L'berdeckung ist am größten, wenn
der Kolbenschieber so weit in der Pfeilrichtung 22 verschoben ist, daß die nach
dem Hebel zu liegenden Enden der Schlitze 2o und 21 sich völlig mit den Öffnungen
18 und i g, decken. Umgekehrt wird durch @entgegengesetzte Bewegung des Hebels ia
bei beiden
Auslaßöffnungen i8 und i9 eine Verringerung der Überdeckung
hervorgerufen.
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Durch Verschiebung des Kolbenschiebers. 13 in der Längsrichtung des
Zylinders 12 kann also die beiden. Dampfzylindern 3 und 4. zugeführte Dampfmenge
vergrößert oder verkleinert werden, so daß die gesamte, dem Niederdruck- und dem
Hochdruckkessel zugeführte Speisewassermenge ebenfalls vergrößert oder verkleinert
wird.
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Eine Veränderung der von den einzelnen Fördervorrichtungen i und 2
geförderten Speisewassermengen kann durch Bewegung des Hebels 1.1 im Sinne der Pfeile
2.1 bzw. 29 von Abb. ; herbeigeführt werden. Diese Hebelbewegungen bewirken :eine
Drehung des Kolbenschiebers um seine Längsachse bzw. eine Vergrößerung der Überdeckung
zwischen Schlitz und öffnung auf der einen Seite und eine Verkleinerung der L'berdeckung
auf der anderen Seite (Abb. 2 ; und damit eine Veränderung der jedem einzelnen Kessel
zugeführten Speisewassermenge im umgekehrten Sinne.
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Durch andere Gestaltung der zur Deckung zu bringenden Schlitze und
öffnungen in Kolbenschieber und Wandung kann die Verteilung des Dampfes beliebig
verändert werden; beispielsweise ist es nicht erforderlich, daß einer Verkleinerung
der Überdeckung auf der einen Seite eine Vergrößerung der Überdeckung auf der anderen
Seite entspricht und umgekehrt.
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Die in :ebb. 1 bis ; dargestellte Vorrichtung kann auch. beispielsweise
so verwendet werden, daß. bei 17 irgendein Druckmittel eintritt, das durch. die
öffnungen 18 und i9 zu Regelorganen geführt wird, die in den Saugleitungen oder
in. den Druckleitungen der Fördervorrichtungen angeordnet sind. Durch Verschieben
oder Drehen des Kolbenschiebers 13 mit Hilfe des Hebels 1:1 wird dann durch die
entstehenden Druckänderungen in der Druckflüssigkeit und Beeinflussung der Regelorgane
durch diese die beiden Kesseln zugeführte Speisewassermenge wie oben geändert.
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Bei der Ausführungsform der Abb. 5 bis 8 handelt es sich um zwei Fördervorrichtungen
i und 2. die von zwei im Verbundbetrieb arbeitenden Dampfzylindern 26 und 2-, die
nicht miteinander gekuppelt sind, ang.-trieben werden. Zwischen den beiden Dampfzylindern
ist ein Aufnehmer 28 angeordnet. Die, zur Steuerung der Zufuhr des Dampfes bei dieser
Ausführungsform dienende Einrichtung besteht im Ausführungsbeispiel aus einem Zylindergehäuse
29, das zwei Kammern 3o und 31 aufweist. In der Kammer 3o gleitet ein Kolbenschieber
32, der zur Regelung des zum Hochdruckzylinder 26 strömenden Dampfes dient, während
in der Kammer ,; i ein -zweiter Kolbenschieber 33 angeordnet ist, der zur Regelung
des Druckes im Aufnehmer 28 bestimmt eist. Bei 3.1 tritt in die Kammer
30 Frischdampf ein, der bei 35 diese Kaminer verläßt, um zum Schieberkasten
36 des Hochdruckzylinders 26 zu strömen. Aus dem Schieberkasten 36 geht der Abdampf
des Hochdruckzylinders nach Arbeitsleistung im Hochdruckzylinder in den Aufnehmer
28, von dem er durch ein; Leitung 37 in das Stirnende der Kammer 31 bei 38 eingeführt
wird,. Aus der Kammer 31 tritt der Dampf durch eine öffnung 39, um zum Schieberkasten
1o des Niederdruckzylinders 27 zu strömen. Die beiden Kolbenschieber 32 und 33 sind,
wie aus Abb.8 hervorgeht, durch eine Verbindungsstange 4.1 starr miteinander verbunden
und können durch den Handhebel i-1 wieder in der bei der Ausführungsform der Abb.
i bis 3 geschilderten Weise gemeinsam in der Längsrichtung des Gehäuses 29 verschoben,
sowie um ihre Achsen gedreht werden. Die Durchbildung des Handhebels 1.1 und seine
Verstellungsmöglichkeiten sind die gleichen wie bei der Ausführungsform der Abb.
i bis 3.
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Soll bei .den durch die in Verbundbetrieb arbeitenden Dampfzylinder
26 und 27 angetriebenen Fördervorrichtungen i und 2 die gesamte Speisewassermenge
verändert werden., so kann dies durch Veränderung der Zufuhr des zum Hochdruckzylinder
-26 strömenden Betriebsdampfes geschehen. Dies wird im Beispiel dadurch erreicht,
daß man den Kolbenschieber 32 um seine Längsachse dreht. Dabei wird die Überdeckung
der Auslaßöffnung 35 durch einten im Kolbenschieber befindlichen Längsschlitz ,12
(Abb. 8) und die Dampfzufuhr zum Hochdruckzylinder 26 verändert.
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Sollen dagegen die von den einzelnen Fördervorrichtungen geförderten
Speisewassermengen verändert werden, so kann man dies dadurch erreichen, daß man
den Druck im Aufnehmer 28 ändert, wodurch eine Verschiebung der 'Leistung in. den
beiden Dampfzylindern 26 und 27 und damit eine Veränderung in den Fördermengen der
Fördervorrichtungen i und 2 eintritt. -Wird beispielsweise der Druck im Aufnehmer
erhöht, so, verringert sich die Leistung im Hochdruckzylinder 26, während sich die
Leistung im Niederdruckzylinder 27 vergrößert und umgekehrt.
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Die Änderung- des Dampfdruckes im Aufnehmer wird durch den Kolbenschieber
33 bewirkt, und zwar dadurch, daß man der, Hebel 1 4 so bewegt, daß der Kolbenschieber
33 in der Längsrichtung des Gehäuses 29 verschoben wird. Dadurch ändert sich die
Überdeckung des Austrittskanals .13 mit der
Auslaßöffnung 39, was
die Änderung des Druckes im Aufnehmer 28 zur Folge hat:, Da die Regelung der gesamten
zu fördern-
den Speisewassermenge unabhängig von der Veränderung der von den
einzelnen Fördervorrichtungen zu fördernden Speisewassermengen vorgenommen werden
muß, ist es erforderlich, die Veränderungen in der 'Zufuhr des Dampfes zum Hochdruckzylinder
unabhängig von den Veränderungen im Druck des Aufnehmers vornehmen zu können. Zu
dieFem Zweck ist die Ausbildung der Schlitze bzw. Auslaßöffnungen in den Kolbenschiebern
32 und 33 verschieden gewählt. Bei 32 tritt der Dampf durch den Schlitz 42 in die
öffnung 35. Der Schlitz ist so lang, daß bei einer Längsverschiebung der beiden
Kolbenschieber keine Veränderung der Überdeckung eintritt. Beim Kolbenschieber 33
ist dagegen, die Auslaßö.ffnung als Ringkanal mit mehrerer am Umfang verteilten
Bohrungen 44 ausgebildet, so daß eine Drehung der Kolbenschieber um ihre Längsachse
keinen Einfluß auf die Überdeckung des Ringkanals mit der öffnung 39 hat. Man kann
also die 'Zufuhr des Dampfes zum Hochdruckzylinder 26, d. h. die gesamte zu fördernde
Speisewassermenge, ändern, ohne gleichzeitig eine Veränderung der Speisewassermengen
der einzelnen Fördervorrichtungen herbeizuführen. Umgekehrt kann man eine Veränderung
der Leistung der einzelnen Fördervorrichtungen herbeiführen, ohne die gesamte Speisewassern
menge zu verändern.
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Die Einrichtung ist nicht auf die Anwendung bei Lokomotiven beschränkt;
sie kann auch bei anderen Anlagen Anwendung iin',-den, bei denen Zweidruckdampferzeuger
häufig Schwankungen in der Dampferzeugung und in der Dampfentnahme im ganzen und
im einzelnen unterworfen sind.
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Die in Abb. 8 dargestellte Regeleinrichtung kann auch Verwendung finden.,
wenn die Fördermenge des zu fördernden Speisewassers unmittelbar durch Veränderung
des Querschnitts der Saug- oder der Druckleitungen. der Fördervorrichtungen geändert
werden soll. In diesem Falle könnte z. B. das Speisewasser für den Hochdruckkessel
hei 34 (Abb. 8) sin-und bei 35 austreten, während -das Speise,-wo.s::er für den
Niederdruckkessel bei 38 ein,-und hei ;9 ausgeführt wird. Bei Verschiebung der beiden
Kolbenschieber in der Längsrichtung des Gehäuses 29 wird dann, die in den Niederdruckkessel
geförderte Speise@-,vassermenge und bei Drehung der Kolbenschieber um ihre Achse
die in den Hochdruckkessel geförderte Speisewassermenge geändert. Oder es ist auch
denkbar, daß beide Verfahren gleichzeitig angewendet werden, indem z. B. die Speisewassermenge
für einen Kessel durch Beeinflussung der Menge des Speisepumpenbetriebsdampfes für
den arideren unmittelbar durch Veränderung des Querschnittes der Saug- oder Druckleitung
geändert wird.