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Abdampfvorwärmer für Lokomotiven Es ist bekannt, daß beim Speisen
von Lokomotivkesseln es einerseits vorteilhaft ist, erst nach Reglerabschluß, wenn
also kein Abdampf vorhanden ist, zu speisen, um den Dampfdruck nicht durch den Speisevorgang
herabzusetzen, während es vom Standpunkt der Wirtschaftlichkeit umgekehrt vorteilhaft
ist, nur bei offenem Regler zu speisen, um den Abdampf zur Vorwärmung des Speisewassers
auszunutzen. Um diesen beiden Gesichtspunkten Rechnung zu tragen, hat man bereits
vorgeschlagen, eine Einrichtung zu benutzen, bei der Abdampf eine aufgespeicherte
Wassermenge vorwärmt, während das eigentliche Speisen dann bei geschlossenem Regler
und mit dem früher vorgewärmten Wasser erfolgt. Eine solche Einrichtung muß jedoch
das Speisen auch bei offenem Regler zulassen und stellt daher hohe Anforderungen
an die Aufmerksamkeit des Bedienungspersonals, das zu ihrer Bedienung stets den
jeweiligen Zustand des Kessels bzw. des Warmwasserbehälters im Auge behalten muß,
um die richtigen Maßnahmen zu treffen, die der Betrieb und die Wirtschaftlichkeit
erfordern. Diese Mängel sind bisher nur teilweise behoben worden. Auch selbsttätige
Speiseeinrichtungen dieser Art erforderten stets ein gewisses Maß von Aufmerksamkeit,
bedingten überdies eine große Unübersichtlichkeit der Speisevorrichtung sowie auch
recht beträchtliche Wärmeverluste durch die verwickelten, viele Vorrichtungen durchlaufenden
Speisewege. Gegenstand derErfindung ist eine Einrichtung, die diese Aufgabe in vollkommener
Weise löst, und zwar einerseits dadurch, daß in bekannter Weise zwei getrennte Speisewege
für das Speisen aus dem Tender und das Speisen aus dem Speicher vorgesehen sind,
die auf dem kürzesten Wege zum Kessel führen, und daß diese Speisewege durch eine
einzige Umschaltvorrichtung beherrscht werden, die stets in gleicher Weise zu betätigen
isst, die aber mit einer vom Schieberkastendruck beeinflußten Steuervorrichtung
derart zusammenwirkt, daß bei geschlossenem Regler stets die Wasserförderung aus
dem Speicher, bei offenem Regler die Wasserförderung aus dem Tender erfolgt. Dieses
Ergebnis wird im besonderen dadurch erzielt, daß diese vom Schieberkastendruck abhängige
Steuervorrichtung den Weg für den zur Förderung aus dem Speicher erforderlichen
Betriebsdampf bloß bei geschlossenem Regler freigibt, während bei offenem Regler
der Betriebsdampfweg für die Förderung aus dem Tender zum Kessel freigegeben wird.
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In jedem Fall ist nur ein Handgriff, und zwar stets derselbe zu betätigen,
wenn gespeist werden soll, während die Auswahl des Weges, auf dem gespeist werden
soll, durch die Vorrichtung selbst erfolgt, die den Betriebsdampf für die Förderung
auf dem richtigen Wege freigibt.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel der Erfindung,
bei dem als Vorwärmer
ein Abdampfinjektor verwendet wird, und zwar
zeigt Abb. i die Anordnung der Einrichtung auf der Lokomotive, Abb.2 einen Schnitt
durch das im Führerstand befindliche Steuerorgan für die Anlage und durch den Abdampfinjektor.
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Es bedeutet: i den Abdampfinjektor, 2 die Wasserzuleitung aus dem
Tender zum Injektor, 3 die Abdampfleitung, 4 eine Frischdampfleitung, die Kesseldampf
in die Hochdruckdüse des Injektors führt, 5 die Druckleitung, die das vorgewärmte
Speisewasser nach Bedarf entweder in die über den Speisekopf 6 zum Kessel führende
Druckleitung 7 oder in die zum Speicher 8 führende Leitung g bringt. io ist der
Schlabberaustritt am Injektor, ii eine Rohrleitung, die Frischdampf aus dem Kessel
zu dem Steuerorgan führt. i2 ist eine Leitung, die den Zweck hat, den im Einströmrohr
der Zylinder herrschenden Druck auch auf weiter unten näher beschriebene Räume im
Steuerorgan und im Injektor zu übertragen, und sich zu diesem Zwecke in die Stränge
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und 14 gabelt. 15 ist das von Hand betätigte Steuerorgan im Führerhaus,
16 ein Rohr, das das aufgespeicherte Warmwasser über das nach dem Kessel öffnende
Rückschlagventil17 im Bedarfsfall in den Kessel leitet. 18 ist eine Frischdampfleitung,
die das Steuerorgan im Führerhaus mit dem Speicher 8 verbindet. ig ist das Wasserventil,
das den Zutritt des Tenderwassers zum Injektor bei abgestelltem Apparat sperrt,
2o ein Ventil oder Kolben, geeignet, bei Vorhandensein von Dampfdruck im Rohr i4
das Wasserventil ig zu öffnen. 2i ist die Hochdruckdüse, 22 die Abdampfdüse, 23
die Mischdüse, 24 die Druckdüse des Injektors. 25 ist das handbetätigte Dampfeinlaßventil
im Führerstand, das je nach seiner Stellung den Eintritt von Kesseldampf in den
Raum 26, in dem sich das Gegenventil 27 befindet, freigibt oder sperrt. Das Gegenventil
27 besitzt einen oberen und einen unteren Ventilsitz, denen im Gehäuse eine obereVentilöffnung28
und eine untere, 2g, entsprechen; die obere Ventilöffnung 28 beherrscht den Dampfweg
4 zur Hochdruckdüse 2i im Injektor, die untere Öffnung 29 den Dampfweg 18 zum Warmwasserspeicher.
Das Gegenventil 27 hat weiters einen kolbenförmigen Fortsatz 3o, der jedoch in der
Gehäuseführung nicht dicht eingepaßt ist. 31 ist ein Rückschlagventil. 32 ist ein
Ventil, das geeignet ist, bei Dampfaustritt aus dem Speicher durch die Leitung i8
diesen Dampf vor Eintritt in den Raum 26 zu drosseln, weil es in seiner Führung
frei beweglich ist und bei dieser Strömungsrichtung in die obere Ruhelage gebracht
wird, bei der es die Ventilöffnung 29 so weit sperrt, daß der Dampfaustritt bloß
durch die Löcher 33 erfolgt. Strömt jedoch Dampf durch das Ventil 25 über den Raum
26 nach 18, so befindet sich das Ventil 32 in seiner unteren Ruhelage und gibt dem
Dampf freien Durchgang. 34 ist ein Ventil, das in geschlossenem Zustande den Weg
nach dem Speicher 8 sperrt und mit dem Dampfventil 25 derart verbunden ist,
daß es bei geschlossenem Ventil 25 offen steht.
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Die Wirkungsweise der Einrichtung ist folgende Wenn der Regler geöffnet
ist, strömt durch die Leitung 3 Abdampf nach dem Injektor. Gleichzeitig herrscht
im Einströmrohr und somit auch in den Leitungen 12, 13 und 14 Dampfdruck. Das Ventil
2o befindet sich in seiner rechten Ruhelage, verhindert das Weiterströmen des Dampfes
aus der Leitung 14 in den Injektor und hält das Wasserventil ig offen, wodurch Tenderwasser
dem Injektor zufließt. Dieses Gemisch von Tenderwasser und Abdampf ist bekanntlich
durch die Abdampfkondensation und entsprechende Geschwindigkeitsumformung in den
Düsen imstande, jeden beliebigen Gegendruck bis etwa io Atm. zu überwinden.
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Es sei nun jener Betriebszustand angenommen, in dem nicht in den Kessel
gespeist werden kann. Hierbei ist das Dampfeinlaßventil 25 geschlossen und gleichzeitig,
wie oben beschrieben, das Ventil 34 und somit der Weg nach dem Speicher geöffnet.
Da in diesem - vorläufig - kein Druck herrscht, tritt das Wasser aus dem Rohr 5
in das Rohr g ein und strömt in den Speicher, da es den Weg des geringeren Widerstandes
nimmt. Soll nun bei noch immer offenem Regler in den Kessel gespeist werden, so
ist das Ventil 25
zu öffnen. Kesseldampf tritt nun nach 26. Das in seiner
unteren Ruhelage befindliche Gegenventil 27 wird durch den eintretenden Dampf
in dieser Ruhelage festgehalten, und der Dampf tritt durch die obere Ventilöffnung
28 in die Leitung 4 zur Hochdruckdüse 21 im Injektor. Dieser Frischdampfstrahl erteilt
dem durch den Injektor strömenden Abdampf-und Wassergemisch eine weitere Beschleunigung,
die es ihm ermöglicht, den Kesseldruck zu überwinden. Das Wasser strömt also mit
größerer Geschwindigkeit durch das Rohr 5 und, da das Ventil 25 geöffnet
ist, schließt sich das Ventil 34 und damit der Weg zum Speicher 8, und das Druckwasser
tritt durch die Leitung 7 über den Speisekopf 6 in den Kessel.
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Soll die Speisung in den Kessel unterbrochen werden, so ist das Ventil
25 wieder zu schließen, wodurch einerseits der Frischdampfzutritt durch das Rohr
4 zur Hochdruckdüse 21 unterbrochen, andererseits das Ventil 34 geöffnet und in
der oben beschriebenen Weise die Wasserförderung in den Speicher fortgesetzt wird.
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Wird nun der Regler geschlossen, so hört
der Abdampfstrom
durch die Leitung 3 auf, und der Druck in den mit dem Einströmungsrohr der Lokomotive
verbundenen Rohren 12, 13 und 14 verschwindet. Das Wasserventil i9 schließt sich
teils durch das nachströmende Wasser, teils durch die über ihm befindliche Feder.
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Soll nun Wasser in den Kessel gefördert werden, so ist wieder das
Dampfeinlaßventil 25 zu öffnen. Der nach 26 und in die obere Ventilöffnung 28 eintretende
Dampf bewirkt nun durch seinen Druck auf den kolbenförmigen Ansatz 30 ein
Anheben des Gegenventils 27, weil in 12, 13, 14 und daher auf dem Rückschlagventil
31 kein Dampfdruck lastet. Sobald das Gegenventil 27 in seine obere Ruhelage
gekommen ist, wird es hier durch den Dampfdruck festgehalten, und der Frischdampf
strömt durch die untere Ventilöffnung 29 in die Leitung 18, durch die er in den
Speicher 8 gelangt. Da auf diese Weise eine Verbindung zwischen dem Dampfraum des
Kessels und dem Speicher 8 hergestellt ist, stellt sich im Speicher der Kesseldruck
ein, und das Wasser fließt nun durch sein Gewicht über das Rückschlagventil 17 in
den Kessel, weil der Speicher bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel über dem
Kessel-. wasserspiegel angeordnet ist.
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Zur Unterbrechung des Wasserübertrittes aus dem Speicher in den Kessel
ist wieder bloß das Dampfeinlaßventi125 zu schließen.
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Wird nun der Regler neuerlich geöffnet, wodurch durch die Leitung
3 wieder Dampf strömt, die Leitungen 12, 13 und 14 wieder unter Druck gesetzt werden,
der Wasserweg zum Injektor also wieder freigegeben wird, so ist das Abdampf- und
Wassergemisch jetzt nicht imstande, ohne weiteres in die Leitung 5 einzutreten,
da hier durch Vermittlung der Leitung 9 der gleiche Druck herrscht wie im Speicher,
der von der letzten Speisephase her unter Kesseldruck steht. Da aber durch das Öffnen
des Reglers das Ventil 31 auf seinen Sitz gedrückt wurde, ist das Gegenventil
27 von seinem oberen Sitz abgehoben worden, und es tritt somit der im Speicher
8 befindliche Dampf durch die Leitung 18 und durch die Drossellöcher 33 des nunmehr
in seiner oberen Ruhelage befindlichen Ventils 32 über den Raum 26 in die Leitung
q., gelangt so in die Hochdruckdüse 21, wo er dem Abdampf- und W assergemisch die
erforderliche Beschleunigung erteilt, die es in die Lage versetzt, in die Leitung
5 und durch das offene Ventil 34 in den Behälter 8 einzutreten.
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Durch die Drossellöcher 33 wird erreicht, daß das Gegenventil
27 durch den aus dem Speicher über das Rohr 18 nach 26 strömenden Dampf bloß
bis zu seinem Anschlagen an das Rückschlagventil3i angehoben und nicht auch das
Rückschlagventil3i selbst geöffnet wird, was insbesondere bei Drosselung des Admissionsdampfes
zu den Zylindern bei Fehlen der Drosselung durch die Löcher 33 der Fall wäre. Durch
dieses Öffnen des Rückschlagventils 31 würde das Gegenventil 27 auf seinen oberen
Sitz 28 gelangen und so den Zutritt des im Speicher 8 befindlichen Dampfes in die
Leitung 4 verhindern.