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Überhitzer mit Heißdampfreglerventil und im Reglerventil angeordnetem
Hilfsventil Die Erfindung bezieht sich auf überhitzer, insbesondere Lokomotivüberhitzer,
mit Heißdampfreglerventil und im Reglerventil angeordnetem Hilfsventil. Durch das
Hilfsventil wird bekanntlich eine Verbindung zwischen der vor dem Hauptventil gelegenen
Gegendruckkammer und dem hinter dem Hauptventil gelegenen Verteilungsraum, von dem
der Dampf zur Maschine geht, in der Weise gesteuert, daß bei geöffnetem Hilfsventil
der in der Gegendruckkammer enthaltene Dampf nach dem Verteilungsraum abströmen
kann, so daß das Hauptventil entlastet wird und ohne großen Kraftaufwand geöffnet
werden kann. Die Erfindung besteht nun darin, daß noch eine gleichfalls vom Hilfsventil
gesteuerte Verbindung zu diesem Verteilungsraum vorgesehen ist, die aber nicht von
der Gegendruckkammer, sondern unmittelbar von der Heißdampfkarnmer ausgeht und in
der Weise gesteuert wird, daß während des ersten Teils des Hubes des Hilfsventils,
also bei geschlossenem Hauptventil, Heißdampf von der Heißdampfkammer in den Verteilungsraum
überströmen kann. Der Lokomotivführer ist also in der Lage, lediglich durch Öffnen
des Hilfsventils eine gewisse geringe Menge Dampf zur Maschine zu geben, beispielsweise
beim Verschiebedienst oder aber auch beim Leerlauf der Maschine, um in letzterem
Fall einen geringen Dampfdurchfluß durch Überhitzer und Zylinder aufrechtzuerhalten.
Die Erfindung kann mit besonderem Vorteil bei den bekannten Mehrfachreglern Anwendung
finden, bei denen der Übertritt des Dampfes aus der Heißdampfkammer in den Verteilungsraum
durch eine größere Anzahl Ventile geregelt wird. Bei diesen Mehrfächreglern wird
die Einrichtung erfindungsgemäß so getroffen, daß zunächst sämtliche Hilfsventile
geöffnet werden, ehe das erste Reglerventil geöffnet wird.
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Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise dargestellt.
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Abb. i ist ein Längsschnitt durch den in Betracht kommenden vorderen
Teil der Lokomotive. Abb. 2 zeigt in der linken Hälfte einen senkrechten Schnitt
nach Linie 2ji-2A und in der rechten Hälfte einen senkrechten Schnitt nach Linie
2B-ZB der Abb. i. Die Abb. 3 bis 5 zeigen in vergrößertem Maßstab den Schnitt durch
das Reglerventilgehäuse gemäß Abb. i bei verschiedenen Stellungen des Haupt- und
Hilfsventils. Abb.6 ist ein waagerechter Schnitt nach Linie 6-6 der Abb. 5.
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Bei dem in der Zeichnung dargestellten Teil der Lokomotive bezeichnet
i ,die Rauchkammerrohrwand, 2 die Rauchrohre des Langkessels, 3, 311 den Schornstein,
4. die in den Rauchrohren liegenden Überhitzerelemente und 5 den Überhitzersammelkasten.
Der Sammelkasten ist in bekannter Weise mit zwischeneinandergreifenden Fingerkammern
versehen, an welche die Enden der Überhitzerelemente
angeschlossen
sind. Der durch das Dampfrohr 6 vom Langkessel kommende Dampf tritt in die Naßdampfkammer
des Sammelkastens ein, durchströmt von deren Fingerkammern aus die Überhitzerelemente
¢ und gelangt im überhitzten Zustande zu den Fingerkammern der Heißdampfkammer 7.
Die Heißdampfkammer 7 ist durch eine waagerechte Zwischenwand 8 von dein darunterliegenden
Verteilungsraumg getrennt, von dem die zu den Schieberkästen der Maschine führenden
Dampfrohre io (auf der Zeichnung ist nur eins dargestellt) ausgehen. In der Zwischenwand
7 ist eine Anzahl Öffnungen i i vorhanden, in welche die Sitze für die Reglerventile
12 eingesetzt sind. Jedes Ventil 12 hat eine abwärts gerichtete hohle Spindel 13,
auf welche ein Daumen 14 einer waagerechten Daumenwelle 15 im Sinne des Öffners
des Ventils einwirkt, wenn .die Welle 15 entgegen dem Uhrzeigersinne gedreht wird.
Gleichachsig zum Ventil 12 ist in der oberen Wand der Heißdampfkammer 7 eine kreisrunde
Öffnung 16 vorgesehen, die durch einen gewölbten Deckel 17 verschlossen ist.
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Der Deckel 17 trägt gleichachsig zum Ventil 12 ein sich abwärts erstreckendes
Gehäuse 18 mit einem zylindrischen Ansatz 2o, in dessen Hohlraum 22 der kolbenförmige
Kopf des Hilfsventils 26 geführt ist. Die Spindel 27 des Hilfsventils ist in der
Hohlspindel 13 des Hauptventils 12 verschiebbar und ragt in der Ruhestellung der
beiden Ventile unten aus der Hohlspindel heraus. Mit dem Hauptventil 12 besteht
aus einem Stück ein Ausgleichkolben ig, der mit einer mittleren Ausbohrung 23 versehen
ist und infolgedessen die Form eines Ringkörpers hat. Dieser Ringkörper kann in
dem Ringraum 21 gleiten, welcher innen von dem zylindrischen Ansatz 2o des Deckels
17 und außen von der zylindrischen Wand des Gehäuses 18 begrenzt ist. Zwischen dem
Kolben ig und seinen äußeren und inneren Führungsflächen am Deckel 17 ist Spiel
vorhanden; so daß an der äußeren Führungsfläche Dampf aus .der Heißdampfkammer 7
nach dem Ringraum 21, welche die sogenannte Gegendruckkammer bildet, eintreten und
an der inneren Führungsfläche aus der Gegendruckkammer austreten kann, und zwar
zunächst in den Hohlraum 23 des Ausgleichkolbens 29. Von dem unteren Ende des Hohlraumes
23 führen im Ventilkörper 12 vorgesehene Bohrungen 24 nach .dem Verteilungsraum
g. über den Bohrungen 24 ist im Hohlraum 23 des Ausgleichkolbens 1g ein Sitz 25
für das Hilfsventil 26 gebildet. In dem Deckel 17 ist eine Anzahl, bei dem gezeichneten
Beispiel vier, Kanäle 28 vorgesehen, die von der Heißdampfkammer 7 zu dem Raum 22
über dem Hilfsventil 26 führen.
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An seinem oberen Ende hat der Kolbenkörper des Hilfsventils eine Anzahl
Überströinnuten 29, die in der Schließstellung des Hilfsventils über den unteren
Rand seiner zylindrischen Führung 2o vorstehen.
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Die Wirkungsweise des beschriebenen Reglerventils mit seinem zugehörigen
Hilfsventil ist wie folgt: In der Schließstellung des Hauptventils 12 und des Hilfsventils
26 hat Dampf mit Kesseldruck von der Heißdampfkammer 7 aus durch die Kanäle 28 hindurch
den Raum 22 über dem Hilfsventil angefüllt. Dieser Dampf strömt durch die Nuten
29 in den Hohlraum 23 des Ausgleichkolbens i9 und in die Gegendruckkammer 21 über.
Ferner kann auch durch den Spielraum zwischen dem Ausgleichkolben und seiner äußeren
Führung Dampf von der Heißdampfkammer 7 in die Gegendruckkammer 21 übertreten. Sowohl
das Hilfsventil als auch das Hauptventil werden also durch den vollen Kesseldruck
auf ihren Sitzen gehalten. Wird jetzt die Daumenwelle 15 entgegen dem Uhrzeigersinne
gedreht, so trifft der Daumen 14 zunächst gegen die Spindel 27 des Hilfsventils
und hebt dieses von seinem Sitze ab (Abb. 3). Infolgedessen kann der Dampf aus der
Gegendruckkammer 21 durch die Bohrungen 24 zum Verteilungsraum g abfließen. Während
des ersten Teiles des Hubes des Hilfsventils fließt dauernd Dampf durch die Kanäle
28 des Deckels 17, den Raum 22 und die Überströmnuten 29 nach. Dies dauert so lange
an, bis bei der weiteren Hubbewegung des Hilfsventils die Nuten 29 so hoch geschoben
sind, daß sie ganz innerhalb der zylindrischen Führung 2o liegen. Von diesem Zeitpunkt
an ist das Hauptventil völlig entlastet und wird nunmehr bei weiterer Drehung der
Daumenwelle 15 mühelos angehoben (Abb. 4). Der Spielraum an der inneren Führung
des Ausgleichkolbens i9 ist größer als der Spielraum an der äußeren Führung, so
daß der Dampf aus der Gegendruckkammer 21 schneller nach dem Verteilungsraum abfließt,
als an der äußeren Führung von der Heißdampfkammer aus nachströmen kann. Hilfsventil
und Hauptventil werden dann schließlich noch gemeinsam bis in die in Abb.5 dargestellte
höchste Stellung, die der größten Öffnung des Reglerventils entspricht, angehoben.
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Ein wesentliches Merkmal der Erfindung besteht darin, daß zunächst
sämtliche Hilfsventile nacheinander geöffnet werden, ehe das erste Hauptventil geöffnet
wird. Wie Abb. 2 erkennen läßt, trifft bei der gezeichneten Stellung der Reglerwelle
der am weitesten rechts liegende Daumen 14 gerade gegen das untere Ende der Spindel
des Hilfsventils 26, während
der nach links folgende Daumen das
Hilfsventil bereits ein kleines Stück und der dritte Daumen das Hilfsventil ein
größeres Stück angehoben hat. Dieses nacheinander folgende Anheben der Hilfsventile
kann in der Ventilreihe nacheinander vom einen Ende zum anderen vor sich gehen.
Es ist aber auch eine andere Reihenfolge möglich, und es können auch jedesmal zwei
Ventile gleichzeitig geöffnet werden. So öffnen bei dem gezeichneten Beispiel .die
inneren Ventile I, I-1 zuerst, dann öffnen die mittleren Ventile II, 1I-; und zuletzt
die äußeren Ventile III, III=1. In dieser Hinsicht sind also verschiedene Ausführungsmöglichkeiten
gegeben. Wesentlich ist, daß nacheinander die Hilfsventile und die Hauptventile
in der richtigen Weise gesteuert werden. Es wird also beispielsweise das Hilfsventil
I angehoben, dann das Hilfsventil II usf., bis alle Hilfsventile geöffnet sind.
Dann werden die Überströmnuten des Hilfsventils I abgesperrt, und es wird das Hauptventil
I geöffnet, dann werden die LTberströmnuten des Hilfsventils II abgesperrt, und
das Hauptventil II wird geöffnet usf.
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Die beschriebene Art der Regelung ermöglicht es, dem Lokomotivführer,
wie eingangs erwähnt, lediglich durch öffnen der Hilfsventile Dampf zu geben. Ein
weiterer Vorteil besteht darin, daß ein sicheres Schließen des Hilfsventils und
des Hauptventils gewährleistet ist. Wird bei geöffneten Ventilen die Daumenwelle
15 im Uhrzeigersinne gedreht, so folgen beide Ventile der Abwärtsbewegung des Steuerdaumens
1q.. Das Hilfsventil folgt auf jeden Fall, da es unter vollem Kesseldruck steht.
Sollte das Hauptventil aus irgendeinem Grunde hängenbleiben, so trifft .das kolbenförmige
Hilfsventil 26 gegen seinen Sitz 25 im Hohlraum 23 des Ausgleichkolbens i9, so daß
also nunmehr der auf das Hilfsventil ausgeübte Druck auf das Hauptventil übertragen
wird. Sollte dennoch eines der Hauptventile hängenbleiben, nachdem alle übrigen
Ventile geschlossen sind, so stellt sich ein beträchtlicher Druckunterschied zwischen
der Gegendruckkammer 21 und dem Verteilungsraum 9 ein, weil die durch das offene
Ventil in den Verteilungsraum übertretende Dampfmenge sehr schnell zu den Zylindern
abströmt. Zu dem vorn Hilfsventil auf das Hauptventil ausgeübten Druck kommt also
noch der Überdruck auf den Ausgleichkolben hinzu, so daß durch den vereinigten Druck
das Hauptventil geschlossen wird.