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Umschaltvorrichtung Kesselspeisewasservorwärmer o. dgl. Die Erfindung
bezieht sich -auf eine Umschaltvorrichtung für Kesselspeisewasservorwärmer o. dgl.,
insbesondere für Lokomotiven.
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Derartige Vorrichtungen dienen im Lokomotivbetrieb dazu, durch den
Vorwärmer in entgegengesetzter Richtung einen Spülstrom zu leiten, um den Vorwärmer
durch Ausspülen von den ausgefällten Kesselsteinbildnern zu befreien. Bei der Benutzung
eines Hahnes mit mehreren Durchgangsöffnungen als Umschaltorgan ist der Nachteil
vorhanden, daß er schwergängig ist, weil der Hahnkegel, der mehrere unter hohem,
und zwar unter verschieden hohem Druck stehende Räume gegeneinander und gegen die
Außenluft abzudichten hat, mit erheblicher Kraft in das Gehäuse gepreßt werden muß,
so daß er jeder Drehbewegung einen von Hand kaum zu überwindenden Reibungswiderstand
entgegensetzt. Um diesen Übelstand zu beheben, wird entweder das Küken zv lindrisch
ausgebildet, was eine allseitige einwandfreie Dichtung unmöglich macht, oder es
bedarf besonderer Vorrichtungen zum Anheben des Hahnkegels vor Einleitung der Drehbewegung,
um ihn nach vollendeter Drehbewegung wieder fest in das Gehäuse einzupressen. Aber
auch diese Anlüftevorrichtungen haben, da sie mit Gewinden von ziemlich großen Durchmessern
arbeiten, nicht unbeträchtliche Reibungswiderstände zu überwinden, so daß sie zur
Drehung mit großen Handrädern oder Hebeln versehen werden müssen. Vor allem aber
sind der Leistungsfähigkeit eines Umschalthahnes aus technischen und wirtschaftlichen
Gründen nach oben gewisse enge Grenzen gezogen. Denn mit der Größe der in der Zeiteinheit
von dem Hahn zu bewältigenden Wassermengen wachsen die Durchgangsquerschnitte im
Hahnkegel und damit die Gesamtabmessungen und Gewichte des Hahnes bald derart an,
daß seine Bedienung und Unterbringung erschwert und seine Beschaffung unrentabel
wird.
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Diese Nachteile vermeidet die im folgenden näher beschriebene Erfindung,
indem sie den Hahn durch eine Anordnung von Ventilen ersetzt, die ohne besonderen
Kraftaufwand - da ohne Reibung - umgestellt werden
können und innerhalb
weiterer Grenzen eine Vergrößerung der Durchgangsquerschnitte gestatten, so daß
ohne nennenswerte Erhöhung der Abmessungen und des Gewichts der Gesamtvorrichtung
für jede Förderleistung eingerichtet werden kann.
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Gemäß der Erfindung werden hierfür zwei doppelsitzige Wechselventile
in Anwendung gebracht, die in die von der Pumpe zum Vor-«-ärmer einerseits und vof
Vorwärmer zum Kessel andererseits führende Speiseleitung eingebaut und einander
so zugeordnet sind, daß jeweils einer der beiden Abschlußstellungen des einen Ventils
eine bestimmte Abschlußstellung des anderen Ventils entspricht, wobei es gleichgültig
ist, ob bei der Umstellung der Ventile die einander zugeordneten Lagen gleichzeitig
oder in zeitlicher Folge erreicht werden. Die Ventile können voneinander unabhängig
oder miteinander gekuppelt sein; sie können von Hand bewegt oder mechanisch oder
durch ein Druckmittel gesteuert werden.
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In den Abb. i bis q. sind verschiedene Ausführungsformen der Umschaltvorrichtung
schematisch veranschaulicht.
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Abb. i zeigt eine Ausführungsform mit zwei gleichachsigen, gleichläufigen
Ventilen, die einzeln von Hand bewegt oder bei starrer Verbindung untereinander
von einem (strichpunktiert angedeuteten) Druckmittelzylinder aus gesteuert werden
können.
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Abb.2 -neigt eine Abänderung der Ausführung nach Abb. i mit gleichachsialen,
aber gegenläufigen Ventilen.
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Abb. 3 zeigt eine aus Abb. i entwickelte Ausführungsforen mit paralleler
Lage der beiden Ventilachsen, bei der beide Ventile durch eine gemeinsame Spindel
von Hand oder durch eine Kraftsteuerung, wie bei Abb. i, bedient werden können.
Hierbei wird zweckmäßig die die Schraubspindel mit den beiden Ventilachsen verbindende
Stange als Ausgleichhebel angeordnet, um einen gleichmäßigen, sicher dichtenden
Abschluß leider Ventile zu erzielen.
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Abb. d. zeigt eine aus Abb. 2 entwickelte Form, deren wesentliche
Merkmale im übrigen mit denen der Abb. 3 übereinstimmen.
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In den Abbildungen ist der Vorwärmer mit I', die Umschaltventile mit
a und b bezeichnet. P ist der Anschluß für die Pumpe mit dem Vorwärmer, K der Anschluß
für die den Vorwärmer mit dem Kessel verbindende Rohrleitung.
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Bei der in Abb. i dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung und
bei der dort gezeigten Ventilstellung strömt das von der Pumpe durch den Anschluß
P geförderte Speisewasser durch den Kanal i und den Vorwärmeranschlußstutzen 2 in
dien Vorwärmer V, durchströmt diesen von unten nach oben, erfährt dabei die gewünschte
Temperaturerhöhung und verläßt ihn durch Anschluß 3, um über das für seine Bewegungsrichtung
offene Ventil b in den Anschluß K der zum Kessel führenden Rohrleitung einzutreten.
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Soll zwecks Ausspülens des Vorwärmers die Strömungsrichtung umgekehrt
werden, so werden die Ventile a und b entweder einzeln von Hand oder mittels des
Druckmittelzvlinders D gemeinsam nach links verschoben. Das durch den Anschluß P
von der Pumpe her zufließende Speisewasser tritt dann durch den Anschluß 3 in den
Vorwärmer, durchströmt ihn in entgegengesetzter Richtung wie vorher, d. h. von oben
nach unten, und verläßt ihn durch den Anschluß 2, um durch den Kanal ,4 und das
für diese Strömungsrichtcng nunmehr geöffnete Ventil b in den Kessel zu gelangen.
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Bei der Anordnung nach Abb. 2 sind gegenläufige Ventile a und b vorhanden.
Schließt - wie dargestellt - das Ventil a den Kanal i, während das Ventil b den
Kanal d. geöffnet hält, dann strömt das Speisewasser durch den Anschluß 3 in den
Vorwärmer und verläßt ihn durch den Anschluß 2, Kanal d. und Anschluß K. Wird das
Ventil a. nach rechts gelegt und das Ventil b nach links, so schließt letzteres
den Kanal 4., ersteres den Kanal 5 ab, und das Speisewasser strömt durch Kanal i,
tritt durch Anschluß 2 in den Vorwärrner und verläßt ihn durch Anschluß 3, um durch
einen für diese Stellung besonders vorgesehenen Zweigkanal 5" dem Kessel zuzuströmen.
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Bei der Ausführungsform nach Abb. 3 sind die Ventile a und
b von Hand zu bewegen. Die Ventilspindeln hängen an einem Ausgleichliebel
c, der gelenkig an der Handspindel «' angeordnet ist, tun den sicheren Schluß beider
Ventile herbeizuführen. Bei der dargestellten Ventilstellung strömt das Speisewasser
durch Kanal i, Anschluß 2 in den Vorwärmer, durchfließt ihn von unten nach oben,
v er läßt ihn durch Anschluß 3, um über den Kanal 5 und die anschließenden Räume
zum Anschluß K und weiterhin zum Kessel zu gelangen. Sind beide Ventile in die Höhe
geschraubt, so strömt das Wasser durch Kanal 5 und Anschluß 3 in den Vorwärmer,
durchfließt ihn in der entgegengesetzten Richtung wie vorher, d. h. von oben nach
unten, und gelangt über den Kanal d. in den zum Kessel führenden Anschluß K.
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Die Anordnung nach Abb. d. ähnelt derjenigen nach Abb. 3, jedoch ist
die Lage der Kanäle etwas abweichend, und es ist ein vom Kanal 5 abgehender Zweigkanal
5Q erforderlich, um hei niedergeschraubten Ventilen das
durch den
Anschluß 3 aus dein Vorwäriner austretende Speisewasser in den zum Kessel führenden
Kanal K gelangen zu lassen.
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Bei der Stellung der Ventile nach der Abb. :4 strömt das Wasser von
P über Kanal 5, Anschluß 3 in den Vorwärmer, verläßt ihn durch Anschluß 2 und gelangt
über Kanal .I und das angehobene Ventil b in den Anschluß K. Sind die Ventile niedergeschraubt,
so wird das von P kommende Wasser über Kanal i und Anschluß 2 dein Vorwärmer zugeführt,
durchströmt diesen in umgekehrter Richtung, v erläßt ihn durch Anschluß 3 und fließt
über den Zweigkanal 5," nach K.
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Die eingangs erwähnten Umschalthähne, deren Nachteile durch die hier
beschriebene Erfindung beseitigt werden sollen, haben in der Regel neben den beiden
Umschaltstellungen, in denen das Wasser in wechselnder Richtung durch den Vorwärmer
geführt wird, noch eine Ausschaltstellung, in der das Wasser von der Pumpe direkt
zum Kessel geleitet, der Vorwärmer von der Druckleitung aber gänzlich abgeschaltet
wird. Die Umschaltvorrichtung nach der Erfindung, soweit sie hier beschrieben ist,
gibt diese Ausschaltmöglichkeit nicht. Sie kann aber zu einer Um- und Ausschaltvorrichtung
gemacht werden, wenn man von der Bedingung der Zuordnung bestimmter Stellungen der
beiden doppelsitzigen Ventile abgeht. Wenn z. B. in der Abb. i das Ventil b in der
rechten, in Abb. 2 das Ventil a in der linken Abschlußstellung verbleiben, während
das Ventil a in der Abb. i und das Ventil b in der Abb.2 in die linke
Abschlußstellung verlegt werden, so ist beide Male der Vorwärmeranschluß 2 gegen
P sowohl wie gegen K abgeschlossen, und das Wasser fließt von der Pumpe (Anschluß
P) unmittelbar über Kanal 5 bzw. 5" zum Kessel (Anschluß K). Der Vorwärmeranschluß
3 dagegen ist offen, der Vorwärmer ist also mir aus der Wasserströmung ausgeschaltet.
Soll der Vorwä rrner gänzlich von der Druckleitung abgeschaltet werden; so genügt
es, in den Anschluß 3 ein Absperrorgan Z einzuschalten und dieses zii schließen.
In den Betriebsstellungen der Umschaltvorrichtung bleibt dieses Absperrorgan Z offen.
Abb. 3 zeigt die Anordnung der Ausschaltvorrichtung bei parallel gelagerten Ventilen.
Es ist hierbei nur erforderlich, das eine Ventil (oder alle beide) in seiner Höhenlage,
z. B. durch Mutter und Spindel, verschiebbar gegen den Aufhängepunkt des Ausgleichhebels
zu machen und außerdem den Ausgleichhebel vor der Verschiebung der Ventilspindel
in seiner Lage festzustellen. Denn das an der achsialeil Verschiebung nicht teilnehmende
Ventil muß auf seinen Sitz gepreßt bleiben, da anderenfalls, d. lt. für den Fall
nicht aufgehobener Drehbeweglichkeit des Ausgleichhebels, bei der achsialen Verschiebung
des anderen Ventils das Ganze zu einem kinematisch unbestimmten Gebilde werden würde.
Wird auf diese Weise in Abb. 3 das Ventil a gehoben, während Ventil b auf seinem
unteren Sitz verbleibt, so wird wieder Vorwärmeranschluß 2 von P und K abgesperrt,
und das Wasser strömt von P über 5 direkt nach K. Durch Einschaltung eines Absperrorgans
Z in den Vorwärmeranschluß 3 kann der Vorwärmer dann genau wie bei Abb. i und 2
von der Druckleitung gänzlich abgeschaltet werden.-