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Speisewasservorwärmer für Lokömotiven, bei dem das heiße Wasser in
eine Schwimmerkammer tritt. Die Erfindung betrifft für den Gebrauch an Lokomotiven
bestimmte Speisewasservorwärmer, bei denen der Abfluß eines durch die Kondensation
des Dampfes .entstehenden Überschusses an Wasser durch einen Schwimmer geregelt
wird.
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Die Erfindung bezweckt eine sichere und wirksame Regelung des Abflusses
mittels eines geschlossenen Schwimmers, eine leichte Zugänglichkeit der an den Hauptteilen
des Speisewasservorwärmers befestigten Teile bei der Reinigung und bei Wiederherstellungsarbeiten
sowie eine sichere Verbindung dieser Teile miteinander.
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In den Zeichnungen ist Abb. i ein senkrechter Schnitt durch den verbesserten
Speisewasservorwärmer; Abb. z, 3, 4, 5, 6 und 7 sind Schnitte nach Linie 2-2, 3-3,
4-4, 5-5, 6-6 und 7-7 der Abb. i ; Abb. 8 ist ein Schnitt nach Linie 8-8 der Abb.
i und 2; Abb.9 ist eine Einzelheit einer anderen Ausführungsform.
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In den Zeichnungen ist A die Wärmeaustauschkammer, also der eigentliche
Vorwärmer, zu dem der Dampf durch einen Stutzen 2o und das kalte Wasser durch eine
oder mehrere feine Zerstäuberdüsen z1 strömt. Das kalte Wasser fließt zu den letzteren
durch einen Kana122 in den abnehmbaren Deckel a3_ der Kammer A. Die Wand der ' Wärmeaustauschkammer
A ist so ausgestaltet, daß sie eine Scheidewand 24 bildet, wodurch eine bessere
Verteilung des Dampfes und eine innigere Mischung desselben mit dem kalten Wasser
erzielt wird. Der kondensierte Dampf und das erwärmte Wasser fließen durch die Scheidewand
24 unmittelbar in die Schwimmerkammer B, so daß diese sofort nach dem Angehen bis
zur normalen Höhe gefüllt wird und danach auch gefüllt bleibt. Dies ist «richtig
für eine genaue Kontrolle des Wasserspiegels in dem Erhitzer und den Abfluß des
überschüssigen Wassers. Das erwärmte Wasser strömt aus der Schwimmerkammer B durch
ausgesparte Kanäle 25 und 26 an gegenüberliegenden Seiten derselben zu einem Sammelraum
C, der sich am unteren Ende der Schwimmerkammer B befindet. Vorstehendes ist die
Arbeitsweise, wenn die Löcher in den Seitenwänden der Schwimmerkammer durch Schraubstöpsel
verschlossen sind, jedoch kann diese Anordnung auch dann verwendet werden, wenn
die Löcher offen bleiben. In letzterem Fall wird die normale Höhe des Wasserspiegels
und der Ablauf des überschüssigen Wassers durch die Lage dieser Löcher bestimmt,
wobei dann die Gestalt und das Gewicht des Schwimmers dieser Arbeitsweise angepaßt
sein müssen.
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Um die in dem Vorwärmer angesammelte Luft abzuleiten und ein Stoßen
zu verhindern, ist ein Luftkanal a7 vorgesehen, der von der Schwimmerkammer 3 nach
oben führt. Dieser ist zwischen der Wand 24 und der Außenwand des Vorwärmers angeordnet
(Abb. 2). Das obere Ende des Luftkanals 27 ist geschlossen. Die Luft wird aus demselben
mittels einer beliebigen Anordnung abgeleitet, beispielsweise durch ein Rohr 28,
das am Boden des Sammelraums C befestigt ist, und durch den ausgesparten Kanal
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hindurch bis über den höchsten Stand des Wasserspiegels in den Raum 27
hineinragt. Auf der einen Seite der Kammern A, B und C ist die Kammer D für die
Luft und die Zuführung, des kalten Wassers angeordnet. Diese steht durch einen Kanal
29 mit dem Kanal 2-9 in Verbindung, durch den das kalte Wasser der Zerstäuberdüse
2i zugeführt wird. Das untere Ende des Kanals 29 reicht so weit unter den Wasserspiegel
in der Kammer D, daß sich die Luft, die mit dem Wasser in die Kammer D hineingelangt,
von diesem trennen läßt und in der Kammer D verbleibt. Die Kammer
A, B, C
und D bestehen vorzugsweise aus einem einzigen zusammenhängenden
Gußstück, wie in der Zeichnung dargestellt, auf dem der Dekkel 23 befestigt ist.
-An der einen Seite dieses Gußstückes ist die Speisepumpe E für das kalte Wasser
und die Förderpumpe F für das warme Wasser angeordnet. Diese beiden Pumpen liegen
senkrecht untereinander und werden unmittelbar durch eine einzige Dampfmaschine
G angetrieben, die die übliche Bauart besitzt und auf einem Gehäuse 3o angeordnet
ist. Das Gehäuse 30 und die Speisepumpe E für das kalte Wasser bilden vorzugsweise
zusammen ein Gußstück, während das Gehäuse des tTberhitzers und die Pumpe F für
das warme Wasser ein besonderes Gußstück bilden, das mit dem ersteren zu einer Einheit
vereinigt ist. Diese ist mittels einer an dem Überhitzergehäuse angeordneten Konsole
31 an dem Lokomotivkessel H befestigt. Die Pumpen E und F sind als doppeltwirkende
Pumpen gewöhnlicher Bauart dargestellt. Ihre Kolben e und f befinden sich auf einer
Stange 32, die 'von dem Dampfkolben g angetrieben wird. Das kalte Wasser wird durch
einen Durchlaß 34 in die Saugkammer 33 der Kaltwasserpumpe E eingeführt und von
dem Pumpenkolben e über Saugventile 35 und 36 (Abb. 3) angesaugt. Die Ventile sind
durch eine Scheidewand 37 voneinander getrennt, so daß zwei Strömungswege 38 und
39 gebildet werden, die zu dem oberen bzw. unteren Ende der Pumpe E führen. Oberhalb
der Saugventile 35 und 36 befinden sich entsprechende Ausstoßventile 40, über die
das kalte Wasser in eine Ausflußkammer 41 gedrückt wird, die durch einen Kanal 42
mit der Vorratskammer D für das kalte Wasser in Verbindung steht. Die Warmwasserförderpumpe
F unterscheidet sich von dieser Pumpe nur dadurch, daß ihre Saugkammer 43 rund um
den Pumpenzylinder herumgeführt und durch einen Kanal 4-4 mit dem Vorratsraum C
in Verbindung steht. Das von dieser Pumpe ausgestoßene heiße Wasser fließt von der
Ausstoßkammer45 durch einen Verbindungskanal 46 in den Dampfkessel der Lokomotive.
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Zur Kontrolle des Wasserspiegels in dem Vorwärmer und des Abflusses
des überschüssigen Wassers dient ein Schwimmer, der infolge seiner Bauart und durch
die Erschütterungen und das Spritzen, das beim Gebrauch an einer Lokomotive unvermeidlich
ist, nicht beeinflußt wird. Der geschlossene Schwimmer i nach der Erfindung ist
vorzugsweise röhrenförmig und stark in die Länge gezogen ausgebildet. Er besteht
aus zylindrisch gebogenen Platten 2 und 3, die am oberen und unteren Ende miteinander
verbunden sind, und trägt ein Ventil, das durch Verlängerung der inneren Platte
über das untere Ende des Schwimmers i hinaus gebildet werden kann und ein Rohrventil4
darstellt. Durch den röhrenförmigen Schwimmer i hindurchgeführt ist eine feststehende
Führungsstange 5, die mit Rippen f versehen ist. Diese liegen am oberen und unteren
Ende des Schwimmers an und bilden eine genaue Führung für denselben. Um den Schwimmer
i vor dem herabströmenden Wasser zu .schützen und .das Spritzen des Wassers möglichst
zu verhindern, ist auf das obere Ende der Stange 5 mittels einer Mutter 8 eine Haube
7 aufgeschraubt, die nach unten hin über das obere Ende des Schwimmers i in der
Schwimmerkammer B hinübergreift und gewöhnlich bis zu einem Punkt unterhalb des
normalen Wasserspiegels hinabreicht. Ihre Wand geht sehr nahe an die Wand der Schwimmerkammer
B heran, so daß sie mit dieser eine enge, ringförmige Düse bildet, die das herabströmende
Wasser an der Wand der Schwimmerkammer B herableitet und von dem Schwimmer i entfernt
hält. Eine Verbindung zwischen dem Innern der Haube 7 und der Wärmeaustauschkammer
A wird durch eine oder mehrere öffnungen 58 hergestellt, durch die sich der Druck
ausgleicht.
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Bei der in Abb. i bis 8 dargestellten, vorzugsweise verwendeten Ausführungsform
wird das überschüssige Wasser unmittelbar zu einem der Strömungswege der Kaltwasserpumpe
E durch ein - oder mehrere besondere Saugventile zurückgeleitet, die so angeordnet
sind, daß sie zwecks Einstellung. Reinigung und Ausbesserung leicht zugänglich sind.
Für das Ventil, das den Abfluß des überschüssigen Wassers regelt, - befindet sich
unterhalb der Schtv immerkainmer B eine Kammer 9, die mit dieser durch eine öffnung
io in deren Boden verbunden ist. Die Kammer 9 wird durch eine Wand i i in eine Ventilkammer
12 und einen Kanal 13 für das überschüssige Wasser geteilt, die durch einen Durchlaß
14_ miteinander in Verbindung stehen. Das untere Ende der Stange 5 besitzt einen
Hohlraum 15, der mit der Ventilkammer 12 durch Öffnungen 16 verbunden ist und sich
unten gegen den Durchlaß 14 öffnet. Ein Flansch der Stange 5 legt sich gegen den
Durchlaß 14 und wird durch einen Verbindungsbolzen 17, der oben in die Stange 5
eingeschraubt ist und auf seinem unteren, durch den Boden der Kammer 9 hindurchgehenden
Ende eine Mutter 18 trägt, gegen diese gedrückt. Der Kanal 13 steht mit einem Kanal
i9 in Verbindung, der durch den Boden des Gehäu-:edes Vorwärmers und der Kaltwasserpumpe
hindurchgeht
und zu einem Durchlaß .47 führt (Abb.4). An diesen schließt sich ein Kanal 48 in
einem mit Bolzen 49 auf die Seitenwand der Kaltwasserpumpe E aufgeschraubten Deckel
K an. Der Kanal 49 führt in einen Vorsprung 5o hinein, der in den Strömungskanal
38 der Kaltwasserpumpe E hineinragt. In öffnungen der oberen Wand des Vorsprunges
5o befinden sich ein oder mehrere Rückschlagventile 51.
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Die Arbeitsweise ist folgende: Befindet sich überschüssiges Wasser
in dem Vorwärmer, so hebt sich der Schwimmer i und mit ihm das Rohrventil 4, wodurch
die öffnungen 16 in der Stange 5 freigegeben werden. Das überschüssige Wasser fließt
alsdann durch die Kanäle 15, 13, i9, den Durchlaß 47 und den Kanal 48 und tritt
bei der Abwärtsbewegung des Kolbens e der Kaliwasserpumpe in den Strömungskanal
38. Dies setzt sich so lange fort, bis der Wasserspiegel genügend gefallen ist und
das Ventil 4 durch Sinken des Schwimmers wieder so weit gesenkt wird, daß es die
Öffnungen 16 verschließt. Danach arbeitet der Vorwärmer wieder in gewöhnlicher Weise.
Die Hub- und Senkbewegungen des Schwimmers i werden zweckmäßig durch einen unter
Federdruck stehenden Bund 52 und eine Feder 53 abgefedert.
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Bei der in Abb. 9 dargestellten Ausführungsform ist die Öffnung io
am Boden der Schwimmerkammer B durch einen Schraubstöpsel 54 verschlossen, der mit
einem Durchlaß 55 versehen ist. Letztere steht mit dem Innern der Schwimmerkammer
B durch Öffnungen 56 in Verbindung und ist am oberen Ende durch die in ihn hineingeschraubte
Stange 5 verschlossen. Ein an dem Stöpsel 54 befestigtes Rohr 57 leitet das überschüssige
Wasser unmittelbar aus der Schwimmerkammer B zur Ansaugstelle der Kaltwasserpumpe
E, und zwar vorzugsweise zu einem Punkte, der tiefer liegt als der niedrigste mögliche
Wasserstand im Lokomotivtender, so daß hier " ein Wasserverschluß gebildet wird.
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Offenbar bildet der schwere geschlossene Schwimmer, von dem nur ein
kleines Stück aus der Wasseroberfläche hervorragt, dessen feste Führung an beiden
Enden durch eine starre Führungsstange, sowie die Haube zum Schutz gegen das herunterrieselnde
Wasser und das Spritzwasser eine insbesondere zum Gebrauch bei Lokomotiven geeignete
Schwimmersteuerung.
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Ein weiterer bedeutender Vorzug dieser Steuerung besteht darin, daß,
wenn sich bei einer plötzlichen Druckabnahme im Vorwärmer infolge plötzlichen Fallens
des Wasserspiegels oder anderer Ursachen kein Wasser in dem V orwärmer befindet,
die zur Ansaugstelle der Kaltwasserpumpe führende Leitung für den Wasserüberschuß
so geschlossen ist, daß ein Hindurchtreten von Dampf, der das Vakuum zerstören und
zu Schlägen Veranlassung geben würde, unmöglich stattfinden kann. .