Zwei- oder Mehrdruckdampfanlage, insbesondere für Lokomotiven Die
Erfindung betrifft eine Zwei- oder Mehrdruckdampfanlage, die in erster Linie für
Lokomotiven bestimmt ist, aber auch für Schiffe oder stationäre Anlagen Verwendung
finden kann, und bei welcher der in zwei oder mehr Kesseln erzeugte Betriebsdampf
gemäß (lern Hauptpatent in der Dampfmaschine zwei-oder mehrstufig in der Weise ausgenutzt
wird, ciaß dem Abdampf der vorhergehenden Stufe Frischdampf aus dem Dampfkessel
der nächstfolgenden Stufe beigemischt wird, wobei alle Stufen der Dampfmaschine
angenähert gleiche Füllung erhalten.Dual or multi-pressure steam system, especially for locomotives
The invention relates to a two- or multi-pressure steam system that is primarily used for
Locomotives are intended, but can also be used for ships or stationary systems
can find, and at which the operating steam generated in two or more boilers
according to (learn main patent in the steam engine in two or more stages exploited in this way
is, ciaß the exhaust steam of the previous stage live steam from the steam boiler
the next stage is added, with all stages of the steam engine
approximately the same filling obtained.
Der vorliegenden Weiterausbildung des Gegenstandes der Erfindung nach
dem Hauptpatent liegt nun die Beobachtung zugrunde, daß bei solchen Zwei- oder Mehrdruckkesselanlagen
mit gemeinsamer Feuerung, bei denen die Kessel in bezug auf die Feuerung in der
Weise hintereinandergeschaltet sind, daß die Kessel mit abnehmendem Betriebsdruck
aufeinanderfolgend hinter den Kesseln mit höherem Betriebsdruck liegen, der Druck
in den Niederdruckkesseln außer von der Befeuerung auch von der Größe der Füllung
abhängig ist. Beispielsweise hat sich bei dem Betrieb einer Zweidrucklokomotive
nach dem Beispiel des Hauptpatentes gezeigt, daß bei Einer gleichen Füllung in der
Hochdruckstufe und in der Niederdruckstufe von :2o0/" der Druck im Niederdruckkessel
um r bis 2 Atmosphären geringer würde als bei 35 °/o Füllung. Es wird demgemäß bei
der kleineren Füllung dem Abdampf der Hochdruckstufe Dampf aus dem Niederdruckkessel
beigemischt, der einen geringeren Druck hat als wie der bei einer größeren Füllung
beigemischte, was bedeutet, daß bei den geringeren Füllungen die Anlage nicht ganz
so wirtschaftlich betrieben wird wie bei den größeren Füllungen, indem die volle
Expansionsarbeit, für die der Niederdruckkessel und die Niederdruckstufe der Maschine
gebaut sind, nicht voll ausgenutzt wird. Um in dieser Hinsicht die Erfindung des
Hauptpatentes zu vervollkommnen, ist daher gemäß der vorliegenden Erfindung eine
Zusatzeinrichtung vorgesehen, welche, nachdem sie eingeschaltet ist, bei Erhöhung
oder Senkung des Druckes im Niederdruckkessel die Füllung der Niederdruckstufe entsprechend
vergrößert oder verkleinert. Dies kann beispielsweise bei einer Lokomotive dadurch
geschehen, daß neben dem Steuerhebel für die gemeinsame Füllungsregelung der Hoch-
und Niederdruckmaschine am Führerstand ein Steuerrad oder Hebel vorgesehen ist,
durch welchen der Führer entsprechend einer beobachteten Änderung
des
Manometerstandes des Niederdruckkessels die Füllung der Niederdruckstufe regelnd
beeinflußt. Vorteilhaft kann aber auch diese regelnde Änderung selbsttätig durch
eine vom jeweiligen Druck im Niederdrucklessel beeinflußte Vorrichtung bewirkt werden.
In letzterem Falle ist es weiter vorteilhaft, eine Vorrichtung vorzusehen, welche
gestattet, die selbsttätige Regelungsvorrichtung auszuschalten. Bei der Lokomotive
kann dies beispielsweise dann angezeigt erscheinen, wenn auf eine Strecke, auf welcher
mit gering gehaltenem Feuer gefahren wurde, eine zu überwindende Steigungsstrecke
folgt, die es notwendig macht, die Füllung beider Stufen zu vergrößern. In solchen
Fällen würde die weitere Wirksamkeit der selbsttätigen Füllungsänderung der Niederdruckstufe
in Abhängigkeit vom Druck im Niederdruckkessel störend wirken, und sie ist daher
vom Führer vorübergehend auszuschalten.According to the present development of the subject matter of the invention
the main patent is now based on the observation that in such two- or multi-pressure boiler systems
with common firing, in which the boilers in relation to the firing in the
Are connected in series that the boiler with decreasing operating pressure
successively behind the boilers with higher operating pressure, the pressure
in the low-pressure boilers not only from the firing system but also from the size of the filling
is dependent. For example, when operating a two-pressure locomotive
after the example of the main patent shown that with the same filling in the
High pressure stage and in the low pressure stage of: 2o0 / "the pressure in the low pressure boiler
would be r to 2 atmospheres less than at 35% filling. It becomes accordingly at
the smaller filling the exhaust steam of the high pressure stage steam from the low pressure boiler
mixed in, which has a lower pressure than that of a larger filling
added, which means that with the smaller fillings, the system is not quite
operated as economically as with the larger fillings by adding the full
Expansion work for which the low-pressure boiler and the low-pressure stage of the machine
are built, is not fully exploited. To the invention of the
Perfecting the main patent is therefore one in accordance with the present invention
Additional device provided, which, after it is switched on, when increasing
or lowering the pressure in the low-pressure boiler the filling of the low-pressure stage accordingly
enlarged or reduced. This can be done for a locomotive, for example
happen that in addition to the control lever for the common filling control of the high-
and low-pressure machine at the driver's cab a steering wheel or lever is provided,
by which the leader according to an observed change
of
The pressure gauge of the low-pressure boiler regulates the filling of the low-pressure stage
influenced. However, this regulating change can also advantageously be carried out automatically
a device influenced by the respective pressure in the low-pressure liquid can be effected.
In the latter case, it is further advantageous to provide a device which
allows the automatic control device to be switched off. By the locomotive
this can appear, for example, when on a route on which
was driven with low fire, an uphill stretch to be overcome
follows, which makes it necessary to increase the filling of both stages. In such
Cases would be the further effectiveness of the automatic change of filling of the low pressure stage
act as a function of the pressure in the low-pressure boiler, and it is therefore
temporarily switched off by the guide.
Wenngleich die Erfindung in erster Linie für Zweidruckanlagen bestimmt
ist, so ist sie mit Vorteil auch für entsprechende Mehrdruckanlagen mit drei oder
mehr hintereinandergeschalteten Dampferzeugern verschiedenen Druckes und entsprechend
drei oder mehr Maschinenstufen anwendbar. Ebenso ist sie für ortsfeste Anlagen anwendbar,
wo die gleiche Füllung der verschiedenen Maschinenstufen nicht, wie bei der Lokomotive,
von der Hand des Führers, sondern durch einen Geschwindigkeitsregler der Maschine
selbsttätig eingestellt wird.Although the invention is primarily intended for two-pressure systems
is, it is also advantageous for corresponding multi-pressure systems with three or
more steam generators connected in series with different pressures and accordingly
three or more machine stages applicable. It can also be used for stationary systems,
where the same filling of the different engine stages is not, as with the locomotive,
by the hand of the operator, but by a speed controller of the machine
is set automatically.
Die Zeichnung zeigt in Abb. i schematisch ein Ausführungsbeispiel
mit selbsttätiger und von Hand ausschaltbarer zusätzlicher Regelung der Füllung
der Niederdruckstufe einer Zweidruckanlage. Die Abb. 2 zeigt einen Einzelteil. In
der Zeichnung ist i der Niederdruckzylinder- der Lokomotive, während der Hochdruckzylinder
auf der anderen Seite liegt und nicht dargestellt ist. Der Niederdruckzylinder erhält
außer dem Abdampf des Hochdruckzylinders noch zusätzlich Frischdampf aus dem Niederdruckkessel,
während der Hochdruckzylinder Frischdampf aus dem Hochdruckkessel der Lokomotive
erhält. 2 ist der gemeinsame Steuerhebel, dessen Welle 3 durchgeht und auf der anderen
Seite das Steuergestänge für den Hochdruckzylinder trägt. Gemäß der Erfindung ist
nun eine selbsttätige zusätzliche Regelungsvorrichtung für die Steuerung des Niederdruckzylinders
vorgesehen, indem ein Regelungszylinder 4 angeordnet ist, dessen Kolben 6 gegen
Wirkung einer Feder 9 durch den Dampfdruck im Niederdruckkessel beeinflußt wird,
welcher durch die Leitung 5 Zutritt zum Regelungszylinder 4 hat. Wenn die selbsttätige
zusätzliche Regelung ausgeschaltet werden soll, ist die Kolbenstange 6 dieses Regelungszylinders
durch einen eingeschobenen Keil 7 (vgl. Abb. 2) starr mit dem Steuerhebel 2 verbunden.
Ein Dreiweghahn 8 gestattet dem Führer, mittels Handradspindel i i den Dreiweghahn
umzustellen, so daß die Dampfzuleitung 5 von dem Regelungszylinder 4 abgesperrt
ist und der im Regelungszylinder befindliche Dampf durch eine Leitung i2 an die
Außenluft auspuffen kann. Die Feder g stützt sich gegen den Teller einer Spindel
io derart, daß die Rückfederung hierdurch eine begrenzte ist und in der gezeichneten
Lage die Feder am längsten ist, so daß bei einem Weitergang des Reglerkolbens 6
nach links der Kolben nicht mehr unter dem Einfluß der Feder 9 steht. Die Stange
des Reglerkolbens 6 greift an einem Hebel 13 an, der seinen Drehpunkt bei 14 hat
und dessen anderes Ende an der Schieberstange 15 eines Servomotors 16 angreift,
der aus einem Druckluftbehälter 17 mit Druckluft betrieben wird. Die Kolbenstange
18 dieses Servomotors verstellt mittels Hebelgestänges i9 in bekannter Weise den
Kulissenstein 2o der um den Drehpunkt 21 schwingenden Steuerkulisse 22. Mit dem
Kreuzkopf 23 des Servomotors ist durch ein Gestänge 24, 25 der Hebel 13 an
seinem Drehpunkt 14 verbunden. Die Wirkungsweise dieser zusätzlichen selbsttätigen
Steuerung für die Niederdruckstufe ist folgende: Der Keil 7 sei herausgezogen und
mittels der Handr adspindel i i der Dreiweghahn -so gestellt, daß die Niederdruckdampfleitung
5 mit dem Innern des Regelungszylinders 4 verbunden ist. Es tritt alsdann der Niederdruckdampf
hinter den Kolben 6 und, sobald der Dampfdruck die Federspannung überwindet, bewegt
sich der Regelungskolben 6 nach rechts, wodurch die Schieberstange 15 des Servomotors
so bewegt wird, daß die Druckluft hinter die linke Seite des Servomotorkolbens tritt
und diesen nach rechts verschiebt, wodurch mittels des Steuergestänges i8, i9 der
Kulissenstein 2o so bewegt wird, daß die Füllung des N iederdruckzylinders vergrößert
wird. Da gleichzeitig der Drehpunkt 14 des Hebels 13 mit dem Kreuzkopf 23 nach rechts
mitgeht, wird hierdurch der Schieber des Servomotors sofort wieder in die Mittellage
zurückgeführt, um zu verhindern, daß die Steuerung des Servomotors nicht plötzlich
von einer Endlage in die andere geht. In der gezeichneten Lage befindet sich der
Reglerkolben 6 in einer Stellung, wo die Steuerung des Niederdruclczylinders die
Mittellage einnimmt, also die Fülleng - o ist. In diesem Fall ist der gewünschte
Höchstdruck im Niederdruckkessel erreicht. Soll die Einwirkung des Dampfes im Niederdruckkessel
auf die Steuerung ausgeschaltet werden, so wird mittels der Handradspindel
i
i der Dreiweghahn 8 umgestellt, so daß der Niederdruckdampf vom Regelungszylinder
.4 abgesperrt ist und der in diesem befindliche Dampf durch die Leitung 12 auspufft.
Mittels des Keiles 7 wird die Verbindung des Hebels 13 mit dem Steuerhebel hergestellt
und, wenn dieser nach rechts bewegt wird, kann die Füllung von Hand vergrößert werden.
In diesem Fall ist die Spannung der Feder 9 im Regelungszylinder .4 zu überwinden.
Für die Rückwärtsfahrt wird die selbsttätige zusätzliche Steuerung durch Umstellung
des Dreiweghahns 8 ausgeschaltet, und es wird durch Verstellung des Steuerhebels
2 aus der Mittellage nach links mit Hilfe des Servomotors die Steuerung eingestellt,
wobei die Füllung für die Rückwärtsfahrt um so größer ist, je «-eiter der Steuerhebel
2 in der Zeichnung nach links ausgelegt wird. Gleichzeitig mit Umschaltung des Dreiweghahns
muß durch <len Verbindungskeil der Steuerhebel niit dein Steuergestänge für den
Schieber des Servomotors starr gekuppelt werden. Für die Wiedereinschaltung der
selbsttätigen zusätzlichen Steuerung der N iederdruckstufe wird der Keil 7 herausgezogen
und der Dreiweghahn 8 umgestellt.The drawing shows in Fig. I schematically an embodiment with automatic and manually switched off additional regulation of the filling of the low-pressure stage of a two-pressure system. Fig. 2 shows a single part. In the drawing, i is the low pressure cylinder of the locomotive, while the high pressure cylinder is on the other side and is not shown. In addition to the exhaust steam from the high-pressure cylinder, the low-pressure cylinder also receives live steam from the low-pressure boiler, while the high-pressure cylinder receives live steam from the high-pressure boiler of the locomotive. 2 is the common control lever, the shaft 3 of which goes through and on the other side carries the control linkage for the high-pressure cylinder. According to the invention, an additional automatic control device for controlling the low-pressure cylinder is provided in that a control cylinder 4 is arranged, the piston 6 of which is influenced against the action of a spring 9 by the steam pressure in the low-pressure boiler, which has access to the control cylinder 4 through line 5. If the automatic additional control is to be switched off, the piston rod 6 of this control cylinder is rigidly connected to the control lever 2 by an inserted wedge 7 (see Fig. 2). A three-way cock 8 allows the operator to change the three-way cock by means of the handwheel spindle ii, so that the steam supply line 5 is shut off from the control cylinder 4 and the steam in the control cylinder can be exhausted to the outside air through a line i2. The spring g is supported against the plate of a spindle io in such a way that the springback is limited and the spring is the longest in the position shown, so that when the regulator piston 6 moves to the left, the piston is no longer under the influence of the spring 9 stands. The rod of the regulator piston 6 engages a lever 13, which has its pivot point at 14 and the other end of which engages the slide rod 15 of a servomotor 16 which is operated from a compressed air tank 17 with compressed air. The piston rod 18 of this servo motor adjusted by means of lever linkage i9 in a known manner the sliding block 2o of the oscillating about the fulcrum 21 the control link 22 to the crosshead 23 of the servo motor is connected by a linkage 24, 25 of the lever 13 at its pivot point fourteenth The mode of operation of this additional automatic control for the low-pressure stage is as follows: The wedge 7 is pulled out and the three-way valve is set by means of the handwheel II so that the low-pressure steam line 5 is connected to the interior of the control cylinder 4. The low-pressure steam then comes behind the piston 6 and, as soon as the steam pressure overcomes the spring tension, the control piston 6 moves to the right, whereby the slide rod 15 of the servomotor is moved so that the compressed air passes behind the left side of the servomotor piston and this to the right shifts, whereby by means of the control linkage i8, i9 the sliding block 2o is moved so that the filling of the low pressure cylinder is increased. Since at the same time the pivot point 14 of the lever 13 moves with the cross head 23 to the right, the slide of the servomotor is immediately returned to the central position in order to prevent the control of the servomotor from suddenly going from one end position to the other. In the position shown, the regulator piston 6 is in a position where the control of the low pressure cylinder assumes the central position, that is to say the filling level is o. In this case, the desired maximum pressure has been reached in the low-pressure boiler. If the effect of the steam in the low-pressure boiler on the control is to be switched off, the three-way valve 8 is switched over by means of the handwheel spindle i i, so that the low-pressure steam is shut off from the control cylinder .4 and the steam in this is exhausted through the line 12. The connection of the lever 13 to the control lever is established by means of the wedge 7 and, if this is moved to the right, the filling can be enlarged by hand. In this case, the tension of the spring 9 in the control cylinder .4 must be overcome. For reverse travel, the automatic additional control is switched off by changing the three-way valve 8, and the control is set by moving the control lever 2 from the central position to the left with the help of the servo motor, the filling for reverse travel being the greater, the more «- The control lever 2 is also designed to the left in the drawing. At the same time as switching over the three-way valve, the control lever must be rigidly coupled to the control rod for the slide of the servomotor by means of the connecting wedge. To switch on the automatic additional control of the low pressure stage, the wedge 7 is pulled out and the three-way valve 8 switched.