DE421675C

DE421675C - Superheater arrangement for locomotives

Info

Publication number: DE421675C
Application number: DES70113D
Authority: DE
Original assignee: Superheater Co Ltd
Current assignee: Superheater Co Ltd
Priority date: 1925-04-21
Filing date: 1925-05-23
Publication date: 1925-11-16
Also published as: GB248239A

Description

Überhitzeranordnung für Lokomotiven. Die Erfindung bezieht sich auf eine Überhitzeranordnung für Lokomotiven, wie sie den Gegenstand des Hauptpatentes 412341 bildet. Es ist ein zweikammeriger Überhitzerkopf vorgesehen, in dessen eine Kammer das Trockendampfrohr einmündet, während an eine andere die zu den Zylindern führenden Dampfrohre angeschlossen sind, und hierbei dient nun zur Regelung des Dampfabflusses aus der zweiten Überhitzerkammer zu den Dampfableitungsrohren eine Mehrzahl von vergleichsweise kleinen Ventilen, die so gesteuert und eingestellt werden können, daß sie in einer vorausbestimmten Reihenfolge und mit verschieden großem Hub sich öffnen. Dadurch kann bei entsprechender Wahl der Verhältnisse erreicht werden, daß alle Überhitzungselemente dem Dampfdurchtritt den gleichen Widerstand bieten und deshalb alle gleichviel Dampf erhalten, was bei den gebräuchlichen überhitzeranordnungen mit nur zwei Dampfauslaßventilen nicht sichergestellt ist.Superheater arrangement for locomotives. The invention relates to a superheater arrangement for locomotives, as they are the subject of the main patent 412341 forms. A two-chamber superheater head is provided, in one of which Chamber opens into the dry steam tube, while to another one that leads to the cylinders leading steam pipes are connected, and this is now used to regulate the Steam outflow from the second superheater chamber to the steam discharge pipes one Multiple comparatively small valves that are so controlled and adjusted can be that they are in a predetermined order and with different large stroke. This can be achieved with an appropriate choice of ratios that all superheating elements have the same resistance to the passage of steam and therefore all receive the same amount of steam, which is the case with the conventional superheater arrangements is not ensured with only two steam outlet valves.

Diese Überhitzeranordnung soll nach der Erfindung nach der Richtung hin vervoll -kommnet werden, daß zur Steuerung der \7entile weniger Kraft erforderlich ist und (laß gewisse schädliche Beanspruchungen wegfallen, die sich bei der Ausführungsform des Hauptpatentes nicht gut vermeiden lassen.This superheater arrangement should according to the invention according to the direction to be perfected that less force is required to control the valves is and (omit certain harmful stresses that arise in the embodiment of the main patent can not be avoided.

In der Zeichnung ist die Erfindung an einem Ausführun-Sbeispiel erläutert.In the drawing, the invention is explained using an exemplary embodiment.

Abb. i ist ein senkrechter Querschnitt durch eine mit der überhitzeranordnung versehene Lokomotive nach der Ebene i-i der Abb. 2.Fig. I is a vertical cross-section through one showing the superheater assembly provided locomotive according to level i-i of Fig. 2.

Abb.:2 ist ein Längsschnitt nach der Ebene 2-2- der Abb. 3. Fig.:2 is a longitudinal section along level 2-2 of Fig. 3.

Abb. 3 ist ein Schnitt nach der Ebene 3-3 der Abb. i.Fig. 3 is a section along the plane 3-3 of Fig. I.

Abb. 4 ist eine Ansicht der Ventile, in der diese in bestimmter Lage dargestellt sind, unter Weglassung der Ebene 5-5 der Abb. i.Fig. 4 is a view of the valves showing them in a specific position, with the omission of plane 5-5 of Fig. I.

Abb. 5 ist ein Schnitt nach der Ebene 5-5 der Abb. i, und Abb. 6 ist eine Ansicht, die einem Teil der Abb. 2. entspricht und eine besondere Ausführungsform darstellt.Figure 5 is a section on the plane 5-5 of Figure i and Figure 6 is a view corresponding to part of Figure 2 and illustrating a particular embodiment.

Die sämtlichen Abbildungen sind in demselben Maßstab gezeichnet, diejenigen Teile, die zum Verständnis der Erfindung nicht erforderlich sind, sind als weggebrochen zu denken und nicht mit dargestellt, Die Rauchkammerwände i der Lokomotive scheiden in der üblichen Weise den Dampf-und Wasserraum 2 von der Rauchkammer 3. Von der Rückseite der Rauchkammerwände aus erstrecken sich Heizrohre 4 nach hinten zu, in denen die überhitzerrohre 5 angebracht sind. Diese sind an den vorderen Enden nach aufwärts gebogen und an den Überhitzerkopf 6 angeschlossen. Dieser zerfällt in einen Raum 7, der durch ein Rohr i i mit Verbindungsstutzen 12 mit dem Dampfraum des Kessels in Verbindung steht, und einzelne fingerartig angeordnete Räume 9, 9 (Unterköpfe), die vom Raum 7 aus sich erstrecken. Andere Unterköpfe oder fingerartige Erweiterungsräume io liegen je zwischen den Unterköpfen 9, stehen aber nicht in unmittelbarer Verbindung mit ihnen, vielmehr sind sie von verbunden denen je durch ein Ende die Überhitzerelemente an einen der Unter- 5' köpfe 9 und einen der Unterköpfe i o angeschlossen ist. An den vorderen Enden eröffnen sich die Unterköpfe io in die Heißdampfkammer 7a.All figures are drawn to the same scale, those parts that are not required to understand the invention are to be thought of as broken away and not shown. The smoke chamber walls i of the locomotive separate the steam and water chamber 2 from the smoke chamber in the usual way 3. From the rear of the smoke chamber walls, heating pipes 4 extend to the rear, in which the superheater pipes 5 are attached. These are bent upwards at the front ends and connected to the superheater head 6 . This divides into a space 7, which is connected to the steam space of the boiler by a pipe ii with connecting piece 12, and individual finger-like spaces 9, 9 (lower heads), which extend from space 7. Other underheads or finger-like expansion spaces io each lie between the underheads 9, but are not in direct connection with them, rather they are connected by one end of which the superheater elements are connected to one of the underheads 9 and one of the underheads io . At the front ends, the lower heads open into the superheated steam chamber 7a.

Die vorstehend beschriebene Anordnung ist wohlbekannt und vielfach verwendet, die Wirkungsweise kann kurz folgendermaßen erläutert werden: Der Kesseldampf fließt durch das Rohr i i, den Verbindungsstutzen 12 und die Naßdampfkammer 7 in dieLTnterköpfe 9, um von da in die verschiedenen Überhitzerelemente 5 einzutreten, in denen er durch die die Heizrohre durchströmenden Feuergase erhitzt wird und von denen er dann in die Unterköpfe io gelangt, die ihn in die Heißdampfkammer 7a weiterleiten, Nach dem Hauptpatent ist die an sich bekannte Anordnung des den Dampfdurchfluß zum Dampfkasten der Lokomotive regelnden Steuerorgans zwischen dem Überhitzerkopf und dem Dampfkasten in der Weise ausgebildet, (laß als Steuerorgan eine größere Anzahl von verhältnismäßig kleinen Ventilen verwendet wird. Derselbe Gedanke liegt auch der hier in Frage stehenden weiteren Ausbildung der Erfindung des Hauptpatentes zugrunde. Auch hiernach werden eine größere Zahl von Ventilen als Steuerorgane benutzt, die bei 13 in den Zeichnungen dargestellt sind. Sie setzen sich auf Ventilsitze 14 der Büchsen 14a einer Scheidewand 15 auf, die wagerecht quer durch die Heißdarnpfkammer führt. Die Unterköpfe io der Heißdampfkammer eröffnen sich in den Raum 16, der unter dieser Scheidewand 15 liegt, und von dieser aus führen die beiden Dampfrohre 17 in die Dampfkästen.The arrangement described above is well known and widely used, the mode of operation can be briefly explained as follows: The boiler steam flows through the pipe ii, the connecting piece 12 and the wet steam chamber 7 into the LTnterköpfe 9 in order to enter the various superheater elements 5 , in which it is heated by the fire gases flowing through the heating pipes and from which it then passes into the lower heads io, which pass it on into the superheated steam chamber 7a Steam box designed in such a way (let a larger number of relatively small valves be used as the control element. The same idea is also based on the further development of the invention of the main patent in question here at 13 are shown in the drawings. They sit on the valve seats 14 of the sleeves 14a of a partition 15, which leads horizontally across the hot steam chamber. The lower heads io of the superheated steam chamber open into the space 16 , which is located under this partition 15, and from this lead the two steam pipes 17 into the steam boxes.

Unterhalb der Scheidewand 15, parallel mit ihr gelegen, befindet sich noch eine zweite Scheidewand ig, die eine UInterkammer ig von der lleißdampfkainmer 7a abteilt. Diese Scheidewaild 18 hat eine Anzahl von zyjindrischen Üffnungen 2o, die gleichachsig mit den vorerwähnten Büchsen i4#a liegen und im Querschnitt etwas kleiner sind als diese, und die Ventile 13 haben jedes einen Kopf 13a, einen Stempel 13b und einen an dessen unterem Ende sitzenden Kolben 13c. Diese Kolben 13c können sich in den Öffnungen.2o verschieben.Below the partition 15, located parallel to it, there is also a second partition ig, which divides a U-interchamber ig from the steam chamber 7a. This septum 18 has a number of zyjindrischen openings 2o, which are coaxial with the aforementioned bushes i4 # a and are somewhat smaller in cross-section than these, and the valves 13 each have a head 13a, a punch 13b and one at the lower end thereof Piston 13c. These pistons 13c can move in the openings.2o.

Die Ventilstempel 13 b haben jeder einen Schlitz 13 d , in den ein Antriebsdaumen 21 hineinragt (Abb.:2 und5). Diese Daumen sitzen alle auf einer Welle22, die sich quer durch den Überhitzerkopf erstreckt und deren eines Ende in einem Lager 23 läuft, während das andere durch eine Stopfbüchse:24 nach außen geführt und dort mit einem Arm 26 verbunden ist, an den eine Kurbelstange 27 arigreift (Abb. 3). Wird diese Stange der Länge nach verschoben, so wird die Welle 2:2 hin und her geschwenkt, und dadurch werden die Ventile angetrieben.The valve plungers 13 b each have a slot 13 d into which a drive thumb 21 protrudes (Figs. 2 and 5). These thumbs are all seated on a shaft22 that extends transversely through the superheater head and one end of which runs in a bearing 23 , while the other is guided outwards through a stuffing box: 24 and there is connected to an arm 26 to which a connecting rod 27 ari grasps (Fig. 3). If this rod is moved lengthways, the shaft is pivoted 2: 2 back and forth, and this drives the valves.

Aus Abb. i und 4 ist ersichtlich, daß die Schlitze nicht alle dieselbe Länge haben. In Abb. i, in der sämtliche Ventile in geschlossener Lage dargestellt sind, stehen die Daumen in Eingriff mit dem unteren Ende jedes Schlitzes, und diese unteren Enden liegen alle in gleicher Linie. In Abb. 4 dagegen, die die Ventile in Offenstellung zeigt, sind die Daumen, die im Interesse größerer Klarheit nicht mitgezeichnet sind, so zu denken, daß sie sämtlich am oberen Ende der Schlitze anliegen. Wesentlich ist, daß die Ventile, wie auch aus dein Hauptpatent hervorgeht, verschiedenen Hub haben.It can be seen from Figs. I and 4 that the slots are not all the same Have length. In Fig. I, in which all valves are shown in the closed position the thumbs are engaged with the lower end of each slot, and these lower ends are all in the same line. In Fig. 4, on the other hand, the valves in the open position, the thumbs are not, for the sake of clarity are also drawn to think that they all rest on the upper end of the slots. It is essential that the valves, as is evident from your main patent, are different Have hub.

In der dargestellten Ausführungsform sind die beiden äußeren der sieben Ventile 13 am weitesten geöffnet und werden bei der Drehung der Welle 2z auch zuerst von allen geöffnet. Der Hub der übrigen Ventile nimmt nach der Mitte zu gleichmäßig ab, und in gleicher Reihenfolge werden auch die Ventile eröffnet. Indessen kann die Eröffnung in verschiedenen Zeiten erfolgen, und verschiedene #,_entile können so eingerichtet werden, daß sie weiter eröffnen. Die Sache verhält sich also in dieser Beziehung genau so wie im Hauptpatent, und auf diese Anordnung bezieht sich die vorliegende weitere Ausgestaltung der geschützten Anordnung nicht.In the embodiment shown, the two outer of the seven valves 13 are opened the widest and are also opened first of all when the shaft 2z rotates. The stroke of the other valves decreases too evenly towards the middle, and the valves are opened in the same order. However, the opening can occur at different times, and different #, _ entiles can be arranged to continue opening. The matter behaves in this respect exactly as in the main patent, and the present further embodiment of the protected arrangement does not relate to this arrangement.

Im Betrieb hat sich nun in bezug auf den Gegenstand des Hauptpatentes eine Schwierigkeit bei der Steuerung der Ventile ergeben: Selbstwenn dieVentilenurgeringenQuerschnitt erhielten, war eine verhältnismäßig großeKraft zur Eröffnung des ersten Ventils erforderlich. Wurden sie paarweise eröffnet, so war die erforderliche Kraft noch größer und in jedem Fall groß genug, um eine =zweckmäßige Beanspruchung der Antriebsvorrichtung herbeizuführen.In operation has now in relation to the subject of the main patent result in a difficulty in controlling the valves: even if the valves have a small cross-section was a relatively large force to open the first valve necessary. If they were opened in pairs, the force required was still there larger and in any case large enough to allow the drive device to be used appropriately bring about.

Uni diesen Nachteil zu beseitigen, wird nach der Erfindung ein vergleichsweise sehr kleines Hilfsausgleichsventil :28 angewendet. Das befindet sich bei der dargestellten Ausführungsforin an dem einen Ende des Überhitzerkopfes, obgleich es an sich auch an anderer Stelle angebracht sein könnte. Das Ventil ist ähnlich ausgeführt wie die übrigen und wird ebenfalls durch einen Daumen auf der Welle 22 angetrieben, der in einen Schlitz des Ventilstempels eingreift. Die Öffnung, die durch das Ventil gesteuert wird, führt aber nicht zu der mittleren Abteilung der Heißdampfkammer, sondern in einen besonderen, durch senkrechte Scheidewände 29 und 30 und eine horizontale Scheidewand 31 davon abgeteilten Raum, der verbunden ist mit dem untersten Raum ig der Heißdampfkammer.To eliminate this disadvantage, a comparatively very small auxiliary compensating valve : 28 is used according to the invention. In the embodiment shown, this is located at one end of the superheater head, although it could also be attached elsewhere. The valve is similar to the others and is also driven by a thumb on the shaft 22, which engages in a slot in the valve stem. The opening, which is controlled by the valve, does not lead to the middle section of the superheated steam chamber, but into a special space separated by vertical partitions 29 and 30 and a horizontal partition 31, which is connected to the lowest room ig of the superheated steam chamber .

Die Wirkung ist folgende: Wenn die Welle 22 angedreht wird, so wird zunächst (las Ventil:28 geöffnet. Die dieses \ientil sehr klein ist, so ist zu seiner Eröffnung keine irgendwie erhebliche Kraft erforderlich, so daß die Antrielisvorrichtungen auch nichtschädlich beansprucht werden. Alsbald tritt nun Dampf in die Kammer ig ein, dieser wirkt auf die Kolben 13c und führt demgemäß einen Druckausgleich in sämtlichen übrigen Ventilen herbei, so daß sie nun in der vorausbestimmten Reihenfolge leicht geöffnet werden können. Der Raum ig ist nicht groß, und die Zeitspanne, die zur Herbeiführung der gewünschten Einwirkung auf die Ventile beim Dampfeintritt erforderlich ist, ist nur sehr gering.The effect is as follows: When the shaft 22 is turned, it will first (read valve: 28 open. If this valve is very small, so is his Opening does not require any significant force, so the drive mechanisms also not be harmed. Immediately now steam enters the chamber ig a, this acts on the piston 13c and accordingly leads to a pressure equalization in all other valves so that they are now in the predetermined order can be opened easily. The space ig is not great and the length of time that to bring about the desired effect on the valves when the steam enters required is very little.

Um die Ventile leicht zugänglich zu machen, was beim Ein-setzen, Einschleifen, beim Prüfen oder beim Herausnehmen erwünscht ist, befinden sich in der Oberwand der Heißdampfkammer Öffnungen 32, in gleicher Achse mit den Ventilen, die in der Regel :-iiit Deckel', 33 verschlossen sind. Die Wand der Rauchkaminer selbst hat eritsprechende Üffnungen 34, über denen Deckel 35 angebracht sind.In order to make the valves easily accessible, which is desired when inserting, grinding in, checking or removing, there are openings 32 in the upper wall of the superheated steam chamber, in the same axis with the valves, which as a rule: -iiit cover ' , 33 are locked. The wall of the smoke chimney itself has Erit-speaking openings 34 over which covers 35 are attached.

In der abgeänderten Ausführungsform der Abb. 6 greifen die Daumen :2ia nicht in Schlitze der Ventilstempel ein, sondern wirken auf nach unten ragende Ansätze dieser. Die Reihenfolge der Eröffnung und der Hub der einzelnen Ventile wird durch entsprechende Bemessung der Länge dieser Ansätzegeregelt. SämtliclieDaumen2Iaschlagen bis in die gleiche Ebene. Selbstverständlich aber kännte die Anordnung auch so getroffen werden, daß die Ansätze alle gleich lang sind und dafür die Daumen um verschiedene Winkel verstellt werden. Die Abb. 6 zeigt auch noch eine besondere Führungsvorrichtung für die Ventile, bestehend aus einem oberen Ansatz 37, der in einem Ausschnitt 38 eines Deckels 33a gleitet.In the modified embodiment of Fig. 6 , the thumbs: 2ia do not engage in the slots of the valve plunger, but rather act on downwardly projecting extensions of these. The sequence of opening and the stroke of the individual valves is regulated by correspondingly dimensioning the length of these approaches. All thumbs and thumbs are thrown to the same level. Of course, however, the arrangement could also be made so that the approaches are all the same length and the thumbs are adjusted at different angles. Fig. 6 also shows a special guide device for the valves, consisting of an upper extension 37 which slides in a cutout 38 of a cover 33a.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 6 brauchen die Ventile nicht zwangläufig ge- schlossen werden, schließen sich vielmehr unter der Wirkung der Schwerkraft, wobei kurz vor der endgültigen Schließung auch noch der Dampfdruck wirkt.In the embodiment of Fig. 6, the valves do not inevitably When shut, are close rather under the effect of gravity, just before the final closure also affects the vapor pressure.

Claims

P A TENT- A #x S P RÜ C EI E: i. Superheater arrangement for locomotives according to patent 412341, characterized in that the valves regulating the steam flow to the steam boxes are provided with devices (pistons 13c) through which they can be relieved by means of steam pressure, and that one controlled by a valve (28) from the steam chamber Steam line is provided through which steam pressure can be brought into effect on these facilities.

2. Superheater arrangement according to claim i, characterized in that two partitions (15, 18) go transversely through the superheater head, in one of which the valves are housed, which allow the steam to enter the space connected to the steam boxes, and in the other piston (13c) move, which sit at the lower end of the valve stem (1 3 b) and on which the relief steam pressure is brought into effect. 3. Superheater arrangement according to claim i and 2, characterized in that a special space is separated by partitions (29, 30) in the middle of the spaces created by the two transverse walls (15, 18) in the superheater head, which space is separated by a valve (28) is connected to the superheated steam room and by a pipeline to that (ig) of the three rooms of the superheater head in which the relief steam pressure is to be brought into effect on the relief piston (13c) arranged on the valves (13). 4. Superheater arrangement according to claims i to 3, characterized in that the control valve (28) for the Ent-Jastungsdampfdruck by the same control shaft (22) is driven as the regulating the steam outlet to the steam box # 'entile (13).