DE563038C

DE563038C - Device for preheating feed water by excess steam for locomotive boilers

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Publication number: DE563038C
Application number: DEE38157D
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1928-10-19
Filing date: 1928-10-19
Publication date: 1932-10-31

Description

Einrichtung zum Vorwärmen von Speisewasser durch überschußdampf für Lokomotivkessel Bei Lokomotiven wird der während der Fahrt überschüssige Abdampf zum Vorwärmen des Speisewassers in einem Vorwärmer verwendet, durch den- die Speisepumpe das aus dem Wasserraum des Tenders entnommene Wasser hindurchdrückt. Da der Wasserstand des Kessels hierbei unverändert gehalten werden kann und soll, ist es nicht angängig, dem Kessel während des Leerlaufs und Aufenthaltes auf Bahnhöfen so viel kaltes Wasser zuzuführen, als für die Speicherung der überschüssigen Wärmemenge im Kessel selbst erforderlich sein würde, und es wird daher nach dem Schließen des Dampfreglers gewöhnlich Dampf durch die Sicherheitsventile abgeblasen. Das Abblasen bedeutet nicht nur einen Wärmeverlust, sondern auch eine Erschwerung der 'Signalgebung und Sicht sowie wegen des heftigen Geräusches eine Belästigung der Reisenden und der Anwohner.Device for preheating feed water using excess steam for Locomotive boilers In locomotives, the excess exhaust steam while driving is used used to preheat the feed water in a preheater through which the feed pump pushes the water taken from the water compartment of the tender through it. Because the water level of the boiler can and should be kept unchanged, it is not possible to the boiler so much cold water while idling and staying at train stations than for storing the excess amount of heat in the boiler itself would be required, and it therefore becomes common after the steam regulator is closed Steam blown off through the safety valves. Blowing off doesn't mean just one Heat loss but also aggravation of the 'signaling and vision as well as because of the violent noise a nuisance for travelers and residents.

Es ist daher schon vorgeschlagen worden, diesen überschußdampf einem besonderen, mit Mischdüse und Rohrschlange versehenen Vorwärmer zuzuleiten, der einen Teil des Speisewasserbehälters des Tenders bilden kann. Diesem Vorwärmer fließt gemäß der Erfindung nicht nur das kalte Wasser aus dem Speisewasserbehälter durch ein von einem Ausdehnungsrohr geregeltes Zuführungsventil zu, das sich beim Erreichen der Höchsttemperatur, bei deren Überschreitung die Speisepumpe nicht mehr ansaugen würde, öffnet und kaltes Wasser in den Vorwärmer überströmen läßt, sondern es ist in dem Vorwärmer außerdem noch ein zweites, durch einen Schwimmer gesteuertes Zuführungsventil angeordnet, das stets für das Vorhandensein einer gewissen Wassermenge in dem Vorwärmer sorgt.It has therefore already been proposed to use this excess steam special preheater equipped with a mixing nozzle and pipe coil, to the can form part of the feed water tank of the tender. This preheater flows according to the invention not only the cold water from the feed water tank through a supply valve regulated by an expansion pipe, which is when it is reached the maximum temperature above which the feed pump will no longer prime would open and let cold water overflow into the preheater, but it is in the preheater there is also a second feed valve controlled by a float arranged that always for the presence of a certain amount of water in the preheater cares.

Bei Wärmespeichern, in denen Druck und Temperatur in der Nähe des Kesseldrucke.-und der Kesseltemperatur gehalten `werden, ist die Verwendung eines thermostatisch gesteuerten Ventils zur Regelung der Zufuhr des kalten Wassers zwecks Aufrechterhaltung einer gleichbleibenden Wassertemperatur schon bekannt. Auch sind bei diesen schon Schwimmerventile verwendet worden, um eine vollständige Entleerung zu verhindern. Im vorliegenden Falle kommt es aber nicht auf gleichbleibende Temperatur an.In the case of heat storage systems in which the pressure and temperature are close to the Boiler pressure. - and the boiler temperature can be kept `is the use of a thermostatically controlled valve to regulate the supply of cold water Maintaining a constant water temperature is already known. Also are these float valves have already been used to ensure complete emptying to prevent. In the present case, however, the temperature does not remain constant at.

Wird das durch den Abdampfvorwärmer zu drückende Wasser von -der Speisepumpe dem erfindungsgemäß angeordneten Vorwärmer entnommen, so- pumpt die Speisepumpe aus diesem unmittelbar nach dem Aufenthalt auf Bahnhöfen warmes Wasser, dessen Temperatur dann durch den Abdampf in ersterem Vorwärmer nochweiter erhöht-wird. Ist dieser' Vorrat von warmem Wasser aufgebraucht, so pumpt die Speisepumpe bis zum nächsten Aufenthalt kaltes Wasser in den Abdampfvorwärmer, und es muß nur dafür gesorgt werden, daß durch den Entnahmebehälter die erforderliche Wassermenge nachfließt. Ist bei langem Aufenthalt die gesamte Wassermenge, die der Vorwärmer fassen kann, auf die Höchsttemperatur erwärmt, so wird die weitere Dampfzufuhr durch ein thermostatisch gesteuertes Ventil abgesperrt.If the water to be pressed through the exhaust steam preheater is supplied by the feed pump taken from the preheater arranged according to the invention, the feed pump pumps from this immediately after staying at stations warm water, its temperature then further increased by the exhaust steam in the first preheater. Is this' If the supply of warm water is used up, the feed pump pumps until the next one Stay cold water in the exhaust steam preheater, and it just needs to be ensured that the required amount of water flows through the withdrawal container. Is at the entire amount of water that the preheater can hold on the If the maximum temperature is heated, the further Steam supply through a thermostatically controlled valve shut off.

Die Vorrichtung kommt vorzugsweise für Dampflokomotiven in Betracht.The device is preferably suitable for steam locomotives.

Ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung für Lokomotiven ist in Abb. = dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus einem auf dem Lokomotivkessel angeordneten an sich bekannten üb_erströmventil a, der Kaltwasserkammer b, der Heißwasserkammer, c, der Mischdüse d, der Mischleitung e, dem selbsttätigen Ventil f in der Heißwasserkammer mit Ausdehnungsrohr g, dem vom Führerstand aus zu betätigenden Absperrventil h, dem Schwimmerventil p, dein selbsttätig wirkenden Absperrventil r und den zugehörigen Verbindungsleitungen.An embodiment of the device for locomotives is shown in Fig. = shown. The device consists of a mounted on the locomotive boiler known über_erströmventil a, the cold water chamber b, the hot water chamber, c, the mixing nozzle d, the mixing line e, the automatic valve f in the hot water chamber with expansion pipe g, the shut-off valve h to be operated from the driver's cab, the float valve p, your self-acting shut-off valve r and the associated Connecting lines.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist folgende: VorBeginn der Lokomotivfahrt werden die Kaltwasserkammer b und die Heißwasserkammer c mit Wasser von Außentemperatur gefüllt, sie nehmen den gesamten Speisewasservorrat auf. Tritt während der Lokomotivfahrt überschüssiger Kesseldampf auf, so öffnet sich das überströmventil a, bevor das Abblasen der Sicherheitsventile einsetzt, selbsttätig und läßt den überschüssigen Dampf überströmen. Dieser gelangt durch die Verbindungsleitungen zu dem geöffneten Ventil r der Mischdüse-d, in der Heißwässerkammer, saugt einen Teil des dort vorhandenen Wassers an, mischt sich mit diesem unter Wärmeausgleich auf dem Wege durch die Mischleitung e und fließt als Kondensat am Ende der Mischleitung in die Heißwasserkammer. An die Heißwasserkammer ist das Saugrohr i der im Betriebe fast ausschließlich zur Kesselspeisung benutzten Kolbznspeisepumpe angeschlossen. Da die Heißwasserkammer im Vergleich zu der Kaltwasserkammer klein ist, erwärmt sich das in ihr befindliche Wasser schon bei mäßigem. Überströmen überschüssigen Dampfes sehr schnell, so daß die Speisepumpe schon kurz- nach Beginn der Fahrt oder gegebenenfalls schon vqr der Fahrt so stark angewärmtes Wasser erhält, wie dies mit Rücksicht auf die Aufrechterhaltung der Saugwirkung der Speisepumpe gerade noch zulässig erscheint.The mode of operation of the device is as follows: Before starting the locomotive journey the cold water chamber b and the hot water chamber c are filled with water at outside temperature filled, they take up the entire feed water supply. Occurs while the locomotive is running excess boiler steam, the overflow valve a opens before the Blowing off the safety valves starts automatically and releases the excess Steam overflow. This reaches the opened one through the connecting lines Valve r of the mixing nozzle-d, in the hot water chamber, sucks in part of the existing there Water, mixes with it with heat compensation on the way through the mixing pipe e and flows as condensate into the hot water chamber at the end of the mixing line. At the hot water chamber is the suction pipe i used almost exclusively in the company Boiler feed used piston feed pump connected. As the hot water chamber is small compared to the cold water chamber, the inside heats up Water even at moderate. Excess steam flows over very quickly, so that the feed pump shortly after the start of the journey or possibly even before during the journey receives as much warmed water as this with regard to maintenance the suction effect of the feed pump just seems permissible.

Damit die Höchtstemperatur in der Heiß-. Wasserkammer nicht überschritten wird, ist die nachstehend beschriebene selbsttätig wirkende Regelvorrichtung angeordnet.So that the maximum temperature in the hot. Water chamber not exceeded the automatic control device described below is arranged.

Die- Heißwasserkammer ist mit der Kaltwasserkammer durch eine Leitung k verbunden, welche durch das selbsttätige, unter Federdruck stehende Ventil f verschlossen wird; solange die Höchsttemperatur in der Heißwasserkammer noch nicht erreicht ist. Das Ventil f steht unter dem Einfluß des Ausdelinungsrohres g, welches sich an eineng Ende gegen den Festpunkt z stützt und am anderen Ende in der Führung nt beweglich angeordnet ist und hier in an sich bekannter Weise über ein ;im Ventilgehäuse angeordnetes Hebelwerk das Ventil f beeinflußt.The hot water chamber is connected to the cold water chamber through a pipe k connected, which closed by the automatic, spring-loaded valve f will; as long as the maximum temperature in the hot water chamber has not yet been reached. The valve f is under the influence of the Ausdelinungsrohres g, which is on eing End against the fixed point z and at the other end in the guide nt movable is arranged and here in a manner known per se via a; arranged in the valve housing Lever mechanism affects valve f.

Wird nun das in der Heißwasserkammer 'vorhandene, zunächst kalte Wasser durch überströmenden Dampf erwärmt, so dehnt sich das Ausdehnungsrohrg aus,.öffnet, sofern nach Erreichung der Höchsttemperatur in den Heißwasserbehälter noch zweiter Dampf überströmt, das Ventil f und läßt kaltes Wasser übertreten. Der Austritt des kalten Wassers erfolgt unmittelbar. neben der Mischdüse d, so daß der überströmende Dampf Wasser von derjenigen Stelle der Heiß-Wasserkammer aus ansaugt, wo die niedrigste Temperatur herrscht. Sobald kein Dampf -mehr überströmt und die Temperatur in der Heißwasserkammer um einen kleinen Betrag -unter die Höchsttemperatur sinkt, so findet ein Zusammenziehen des Ausdehnungsrohres g statt, und das Ventil/ wird infolge seiner Federspannung wieder geschlossen. Demnach regelt die Vorrichtung die Temperatur in der Heißwasserkammer selbsttätig in Abhängigkeit von der übergeströmten Wärmemenge und ermöglicht die Wiederverwendung des gesamten geräuschlos übergeströmten - Dampfes unmittelbar nach erfolgtem Überströmen' , Das Ausdehnungsrohrg ist so angeordnet, daß es von der mittleren Temperatur der Heißwasserkammer beeinflußt wird. Je nach den vorliegenden Betriebsverhältnissen und der Aussetzungszeit im Kesselbetrieb kann es erwünscht -sein; die-Temperatur in=der -Heißwasserkammer höher zu halten, als dies mit Rücksicht auf die Aufrechterhaltung der Saugwirkung der verwendeten Speisepumpen zulässig ist. _ Dies läßt sich mit der beschriebenen Vorrichtung erreichen, wenn man Kesselspeisepumpe- und Heißwasserkammer hinsichtlich ihrer gegenseitigen Höhenlage in bekannter Weise so anordnet, daß der Kesselspeisepumpe das Heißwasser'-zufließt. In diesem Falle wird das Ventil f in -seiner Abhängigkeit von dem Ausdehnungsrohr g so abgestimmt, -daß die Temperatur in der. Heißwasserkammer unter der Siedetemperatur- des Wassers bleibt.If the initially cold water in the hot water chamber is heated by steam flowing over it, the expansion pipe expands and opens, provided that second steam flows into the hot water tank after the maximum temperature has been reached, valve f and allows cold water to pass. The cold water is discharged immediately. next to the mixing nozzle d, so that the overflowing steam sucks in water from that point in the hot water chamber where the lowest temperature prevails. As soon as steam no longer flows over and the temperature in the hot water chamber drops below the maximum temperature by a small amount, the expansion pipe g contracts and the valve / is closed again due to its spring tension. Thus, the device controls the temperature in the hot water chamber automatically in dependence upon the streamed amount of heat and allows the reuse of the whole silent about brimmed - vapor immediately after completion of overcurrents' The Ausdehnungsrohrg is arranged so that it is affected by the average temperature of the hot water chamber. Depending on the prevailing operating conditions and the suspension time in boiler operation, it may be desirable; To keep the temperature in the hot water chamber higher than is permissible with regard to maintaining the suction effect of the feed pumps used. This can be achieved with the device described if the boiler feed pump and hot water chamber are arranged in a known manner with regard to their mutual elevation so that the hot water flows to the boiler feed pump. In this case, the valve f in its dependence on the expansion pipe g is adjusted so that the temperature in the. The hot water chamber remains below the boiling point of the water.

Die Einrichtung in der bisher beschriebenen Weise setzt den normalen Lbkomotivhetrieb voraus, d. h. zwischen je zwei kürzeren Zeiten des Überströmens von überschüssigem Dampf (z. B. auf den Haltestellen) folgt eine längere Zeit der Kesselspeisung während der Fahrt unter Dampf. Es ist dann, sobald das Überströmen. einsetzt, wenig Wasser in der Heißwasserkammer. . Die Auffüllung dieser Kammer mit kaltem Wasser-setzt jedoch alsbald infolge der Wirksamkeit des selbsttätigen Ventils f ein. Die Heißwasserkammer wird also während des Überströmens von überschüssigem Dampf (in der Regel auf den Haltestellen) geheizt und erhält Wasserzufluß; während der anschließenden Fahrt unter Dampf wird ihr durch die Kesselspeisepumpe Wasser entnommen. Es findet demnach ein dauernder Wärmefluß (Kessel-Heißwasserkammer-Kessel) von einer bestimmten Temperatur statt.The establishment in the manner described so far sets the normal Lbkomotivhetrieb ahead, d. H. between two shorter times of overflow excess steam (e.g. at the bus stops) is followed by a longer period of time Boiler feed while driving under steam. It is then as soon as the overflow. starts, little water in the hot water chamber. . The filling of this chamber with cold water-sets immediately as a result of the effectiveness of the automatic valve f a. The hot water chamber is so during the overflow heated and maintained by excess steam (usually on the stops) Water inflow; During the subsequent journey under steam, you will be fed by the boiler feed pump Taken from water. There is therefore a constant flow of heat (boiler-hot water chamber-boiler) held by a certain temperature.

Nun ist aber auch der Fall denkbar, daß z. B. bei erheblichen Verschiebungen im Fahrplan das Spiel der Vorgänge in der Heißwasserkammer zeitlich verschoben wird.But now the case is also conceivable that z. B. with significant shifts The game of the processes in the hot water chamber is postponed in the timetable.

Hierbei sind zwei Fälle zu unterscheiden: r. Die Kesselspeisepumpe entnimmt Wasser aus der Heißwasserkammer, ohne daß auf längere Zeit hinaus überschüssiger Dampf vorhanden ist und überströmt.A distinction must be made between two cases: r. The boiler feed pump removes water from the hot water chamber without excess in the long term Steam is present and overflowing.

z: Die Kesselspeisepumpe entnimmt längere Zeit der Heißwasserkammer kein Wasser, und während dieser Zeit strömen beträchtliche Wärmemengen über.z: The boiler feed pump draws from the hot water chamber for a long time no water, and considerable amounts of heat overflow during this time.

Im Falle r bleibt das Wasser in der Heißivasserkammer auf Außentemperatur; es findet also auch keine Beeinflussung des Ventils f durch das Ausdehnungsrohr g und dafinit kein Überströmen von Wasser aus der Kaltwasserkammer in die Heißwasserkammer statt. Der Wasservorrat der Heißwasserkammer wäre demnach in verhältnismäßig kurzer Zeit erschöpft. Um dies zu vermeiden, ist eine zweite Verbindungsleitung n zwischen Kalt- und Heißwasserkammer angeordnet, die von, dem mit einem Schwimmer o verbundenen Ventil p verschlossen wird, solange der niedrigste Wasserstand in der Heißwasserkammer nicht erreicht ist. Wird der niedrigste Wasserstand in der Heißwasserkammer erreicht, so öffnet der Schwimmer o das Ventil p, welcbes nunmehr Wasser aus der Kaltwasserkammer übertreten läßt. Demnach wird ohne Rücksicht darauf, ob Dampf überströmt oder nicht, der niedrigste Wasserstand in der Heißwasserkammer niemals unterschritten.In case r, the water in the hot water chamber remains at outside temperature; So there is also no influence on valve f by the expansion pipe g and there is no overflow of water from the cold water chamber into the hot water chamber instead of. The water supply in the hot water chamber would therefore be relatively short Time exhausted. To avoid this, a second connection line n is between Cold and hot water chamber arranged by the one connected to a float o Valve p is closed as long as the lowest water level in the hot water chamber is not reached. If the lowest water level is reached in the hot water chamber, so the float o opens the valve p, welcbes now water from the cold water chamber can be trespassed. Accordingly, regardless of whether steam flows over or not, never falls below the lowest water level in the hot water chamber.

Im Fall a bleibt das Ventil f infolge der Temperatur, der das Ausdehnungsrohr g ausgesetzt ist, so lange geöffnet und läßt Wasser aus der Kaltwasserkammer überströmen, bis der Wasserspiegel in beiden Kammern gleich hoch steht. Würde bei diesem im praktischen Betriebe allerdings kaum zu erwartenden Zustand noch weiter Dampf überströmen, so würde sich die Temperatur in der Heißwasserkammer in unzulässiger Weise erhöhen. Um dies zu vermeiden, ist ein Ausdehnungsrohr q vorgesehen, welches so--wohl-besonders angeordnet sein als auch zur Mischleitung e gehören kann und welches das in der Dampfzuleitung sitzende Absperrventil y, welches gleichzeitig als Rückschlagventil dient, über ein Hebelwerk derart beeinflußt, daß bei Steigerung der Temperatur in der Heißwasserkammer über die Höchsttemperatur hinaus die Dampfzufuhr unterbunden wird. Ferner ist auf dem Führerstand ein Fernthermometer angeordnet, welches dem Lokomotivpersonal die Temperatur in der Heißwasserkammer anzeigt. Um dem Lokomotivpersonal die Möglichkeit zu geben, 'bei Überschreitung der auf dein Fernthermometer durch eine rote Marke gekennzeichneten Höchsttemperatur oder bei Störungen innerhalb der Einrichtungen auch vorn Führerstand aus die Dampfzufuhr in die Heißwasserkammer zu unterbinden, ist das Absperrventil dz vorgesehen, welches vom Führerstand aus betätigt wird.In case a , the valve f remains open as a result of the temperature to which the expansion pipe g is exposed and allows water to flow over from the cold water chamber until the water level in both chambers is the same. If, however, steam continued to flow over in this state, which is hardly to be expected in practical operation, the temperature in the hot water chamber would increase in an inadmissible manner. In order to avoid this, an expansion pipe q is provided, which can be arranged in a special way as well as belonging to the mixing line e and which influences the shut-off valve y located in the steam supply line, which also serves as a check valve, via a lever mechanism in such a way that if the temperature in the hot water chamber rises above the maximum temperature, the supply of steam is cut off. Furthermore, a remote thermometer is arranged in the driver's cab, which shows the locomotive crew the temperature in the hot water chamber. In order to give the locomotive personnel the opportunity to 'cut off the steam supply to the hot water chamber from the driver's cab if the maximum temperature marked on the remote thermometer is exceeded or if there are malfunctions within the facilities, the dz shut-off valve is provided, which is operated from the driver's cab will.

Claims

PATENT CLAIM: Equipment for preheating feed water through excess steam for locomotive boilers in a preheater located outside the boiler, characterized in that the preheating space (c) with the cold water space (b) through a line (k) is connected, which is a supply valve regulated by the expansion pipe (g) (f) for the cold water, and that in another connecting line (s) a second feed valve (p) controlled by a float (o) for the cold water is provided to maintain a minimum water level.