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Einrichtung zum Schutz von Lokomotivüberhitzern gegen Verbrennen Die
Erfindung' bezieht sich auf eine Einrichtung zum Schutz von Lokomotivüberhitzern
gegen Verbrennen beim Vermindern oder Abstellen der Dampfentnahme (Talfahrten) der
Lokomotivmaschine durch Umwälzen von Kühldampf durch den Überhitzer.
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Nach einem bekannten Vorschlag wird der Kühldampf durch eine durch
Dampf angetriebene Umwälzpumpe durch den Überhitzer geschickt. Hierbei ergibt sich
jedoch ein ständiger Dampfverbrauch für den Antrieb der Pumpe, und in der Regel
erfordert diese Ausführung auch noch eine zusätzliche Bedienung. Dies soll gemäß
der Erfindung dadurch vermieden werden, daß die Umwälzpumpe für den Kühldampf vom
Laufwerk oder Triebwerk der Lokomotive angetrieben wird. Das Umwälzen des Dampfes
bei Talfahrten hat noch den Vorteil, daß der überschüssige Dampf und die darin enthaltene
Wärme nicht verlorengehen, sondern bei der Talfahrt im Kessel gespeichert werden
können. Auf eine Talfahrt folgt aber-gewöhnlich eine Bergfahrt, wobei die aufgespeicherte
Wärme bzw. der aufgespeicherte Dampf vorteilhaft verwendet werden können.
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Die Kühleinrichtung gemäß der Erfindung wirkt nicht bei stillstehender
Maschine, sondern nur bei Fahrten insbesondere auf längeren Gefällestrecken. Es
hat sich gezeigt, daß die Überhitzerelemente bei solchen Fahrten Schaden leiden,
und zwar deshalb, weil bei abgestelltem oder vermindertem Dampf auf Talfahrten das
Feuer durch den Fahrwind angefacht wird. Die Erfindung ist deshalb vorzugsweise
für Lokomotiven mit hoher Dampfüberhitzung bestimmt, welche große Gefällestrecken
zu befahren haben.
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Die Pumpe kann mit einer Umsteuerungsvorrichtung versehen sein, die
die Förderung der Pumpe in der einen Stellung nach dem Dampfeintrittsraum der Lokomotivmaschine
und in der anderen Stellung nach dem Kessel freigibt. Ferner kann die Anordnung
so
sein, daß bei geöffnetem Lokomotivregler die Zylinderräume zu
beiden Seiten des Kolbens der Urnwälzpumpe miteinander verbunden werden, so daß
sich der Pumpenkolben im Zylinder ohne Arbeitsleistung hin und her bewegt.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Umwälzpumpe auch
unmittelbar mit einer Kolbenstange der Lokomotivmaschine verbunden werden, so daß
der Pumpenkolben von der hin und her gehenden Stange des Arbeitskolbens angetrieben
wird. Eine solche Anordnung kann insbesondere bei neu zu bauenden Lokomotiven vorgesehen
werden. Sie hat den Vorteil größerer Einfachheit und geringerer bewegter Massen.
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Der Antrieb der Umwälzpumpe kann auch vorn Laufwerk der Lokomotive
abgenommen werden. In diesem Fall wird die Pumpe vorteilhaft als Kreiselpumpe ausgebildet.
Zwischen der Pumpe und dem Antrieb schaltet man dann vorteilhaft eine ausrückbare
Kupplung ein. Diese Anordnung hat den Vorteil, daß keine hin und her gehenden Massen
vorhanden sind und die Möglichkeit besteht, die Pumpe während der Zeiten, wo sie
nicht zu fördern braucht, stillzusetzen.
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Die Zeichnung stellt einige beispielsweise Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes
dar.
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Fig. i der Zeichnung zeigt die allgemeine Anordnung der Schutzeinrichtung
an dem Vorderteil einer Lokomotive. Fig., zeigt in einem Längsschnitt die Umwälzpumpe
mit den Steuerungsteilen in größerem Maßstab. Fig. 3 ist ein Querschnitt zu Fig.
2.
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Eine zweite Ausführungsform ist in Fig. 4 und 5 je in einem Schnitt
durch den Pumpenzylinder mit Steuerungsvorrichtung bei zwei verschiedenen Stellungen
der Steuerung dargestellt.
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Die Fig. 6 und 7 zeigen zwei weitere Ausführungsformen.
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Fig.6 ist ein Längsschnitt durch einen Lokomotivzylinder mit angebauter
Umwälzpumpe.
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Fig. 7 zeigt in Vorderansicht, teilweise im Schnitt, eine vom Laufwerk
einer Lokomotive angetriebene Umwälzpumpe.
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An den Rahmen i der Lokomotive ist die Umwälzpumpe 2 angebracht, deren
Kolbenstange 3 durch ein Gestänge 4 mit dem Kreuzkopf 5 der Lokomotive verbunden
ist. Die -Pumpe 2 ist im oberen Teil mit einem Ventilkasten 6 versehen, in welchem
sich Saugventile 7 und Druckventile 8 befinden. An dem Ventilkasten 6 befindet sich
ein Stutzen g, der durch eine Leitung io mit dem Kessel i i verbunden ist. Diese
Leitung mündet in den Wasserraum des Kessels ein. Ein zweiter Stutzen 12 ist durch
eine Leitung 13 an den Dampfkasten 14 des Lokomotivüberhitzers angeschlossen. Ein
Stutzen 15 ist durch eine Leitung 16 mit dem Schieberkasten 17 der Lokomotivmaschine
i8 verbunden. - Der Dampf wird aus dem Überhitzerkasten 14 zu den Leitungen io oder
16 durch einen Steuerschieber ig geführt, der durch ein Gestänge 2o verstellt wird.
Das.Gestänge 2o ist mit dem (nicht dargestellten) Handzug des Lokomotivreglers gekuppelt.
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Die beschriebene Einrichtung wirkt in folgender Weise: Wenn der Lokomotivregler
geöffnet ist, befindet sich der Steuerschieber ig in der in Fig. :2 gezeigten Stellung.
Infolgedessen strömt der Dampf aus denn überhitzerdampfkasten 14 durch die Leitung
13 und den Stutzen 12 in den Ventilkasten 6 auf der rechten Seite der Fig.3, geht
über die Saugventile 7 in die Pumpe :2 und entweicht durch die Druckventile 8 und
eine Öffnung 21 in dem Gehäuse des Ventilkastens 6 über den Stutzen 15 und die Leitung
16 in den Schieberkasten 17 der Lokomotivmaschine 18. Wird nun z. B. bei Talfahrten
der Lokomotivregler geschlossen, dann wird, da das Hebelgestänge ao mit dem Handzug
des Lokomotivreglers verbunden ist, der Steuerschieber ig nach rechts in Fig. 2
bewegt, so daß er den Stutzen 15 abschließt und die Verbindung zwischen der Öffnung
21 und dem Stutzen g herstellt. Infolgedessen geht der Dampf aus dem Überhitzerdampfkasten
14 über die Leitung 13, den Stutzen 12 durch die Pumpe 2 und entweicht durch die
Öffnung 21 und den Stutzen g über die Leitung io in den Wasserraum des Kessels,
wo der Heißdampf seine Überhitzungswärme an das Kesselwasser abgibt, so daß die
Wärme des Umlaufdampfes nicht verlorengeht. Der Dampf strömt also durch den Überhitzer.
Dies dauert dann so lange, als die Lokomotive ohne Dampf, also mit geschlossenem
Regler, beispielsweise auf einer Gefällestrecke, fährt. Sobald der Regler wieder
geöffnet wird, verbindet der Schieber ig den Überhitzerkasten 14 über die Pumpe
2 mit dem Schieberkasten 17 der Lokomotivmaschine 18. Der ständige Umlauf des Dampfes
im Überhitzer bei abgestellter Dampfzufuhr zur Maschine wird durch die Einrichtung
gemäß der Erfindung ermöglicht, ohne daß während dieser Zeit zusätzlich Dampf verbraucht
wird.
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Durch entsprechende Ausbildung der Pumpe und ihrer Antriebsteile läßt
sich diese jederzeit auch nachträglich an vorhandene Lokomotiven anbauen.
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Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig.4 und 5 ist die allgemeine
Anordnung im wesentlichen die gleiche wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.
i bis 3. Zum Führen und Umsteuern des Dampfes ist ein
entlasteter
Kolbenschieber 22 vorgesehen. An dem Steuergehäuse 23 befinden sich der Stutzen
12, der mit dem Heißdampfkasten verbunden ist, der Stutzen 9, an den die nach dem
Wasserraum des Kessels führende Leitung to angeschlossen wird, und der Stutzen 15,
.der eine Verbindung nach dem Schieberkasten 17 der Lokomotivmaschine herstellt.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist angenommen, . daß 'der Steuerschieber 22 durch
Dampf verstellt wird, der durch Stutzen 24 bzw. 25 auf die eine oder andere Seite
des Steuerschiebers einwirkt. Dieser. Dampf wird den Stutzen 24, 25 durch ein von
Hand betätigtes Zudampfventil zugeführt. Innerhalb des Schiebergehäuses 23 muß natürlich
für einen Druckausgleich gesorgt werden, da sich sonst im Gehäuse ein Überdruck
einstellen würde, der von dem Druck des durch die Stutzen 24 und 25 eintretenden
Dampfes nicht überwunden werden könnte. Die beiden Stirnseiten des Schiebergehäuses
23 sind daher durch eine Überströmleitung 28 verbunden.
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In der in Fig.4 gezeigten Stellung des Steuerschiebers geht der Dampf
bei geschlossenem Lokomotivregler vom Überhitzerkasten durch den Stutzen 12 und
das Schiebergehäuse 23 in den Ventilkasten 6, gelangt durch die Saugventile 7 in
den Pumpenzylinder 2 und entweicht durch die Druckventile 8 nach dem Stutzen 9 und
von diesem in den Wasserrauen des Kessels. Wird nun bei geöffnetem Lokomotivregler
durch Einlassen von Dampf in den Stutzen 24 der Kolbenschieber 22 nach rechts bewegt,
dann stellt ,der Schieber eine Verbindung des Stutzens 12 mit dem Stutzen
15 her (Feg. 5). Der Dampf entweicht also aus dem Überhitzerdampfkasten in
den Schieberkasten der Lokomotivmaschine. Die Pumpe selbst wird durch den Steuerschieber
22 aber kurz geschlossen, d. h. die Zylinderräume zu beiden Seiten des Pumpenkolbens
werden durch die Kanäle 26 und 27 unmittelbar miteinander verbunden. Der Kolben
bewegt sich also im Zylinder der Urnwälzpumpe 2 ohne Arbeitsleistung hin und her.
Dies geschieht wieder so lange, bis der Regler geschlossen wird bzw. wenn durch
Betätigung des Zudampfventils Dampf durch den Stutzen 25 auf die rechte Seite des
Kolbenschiebers einwirkt, so daß dieser in die Stellung der Fig. 4 zurückgeht, in
welcher der Dampf vom Überhetzer über die Pumpe nach dein Kessel geht.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.6 ist der Zylinder 2 der Umwälzpumpe
in Tandernanordnung mit einem Zylinder 18 der Lokomotivmaschine zusammengebaut.
Die verlängerte Kolbenstange 29 der Lokomotivinaschine ist finit dein Pumpenkolben
3o verbunden. Der Zylinder 2 der Umwälzpumpe ist an den beiden Stirnseiten mit Ein-
und Ausströmkanälen für den umzuwälzenden Dampf versehen. Die Steuerung und die
Dampfkanäle usw. können bei diesem Ausführungsbeispiel naturgemäß in gleicher Weise
ausgebildet sein wie bei den beiden erstbeschriebenen Beispielen.
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Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig.7 wird die Uinwälzpumpe von dein
Laufwerk der Lokomotive angetrieben. Die Drehung einer Laufachse 31 der Lokomotive
wird durch ein Kegelradgetriebe 32 auf eine Gelenkwelle 33 und von dieser unter
Vermittlung eines geeigneten Übersetzungsgetriebes 34 auf die Kreiselpumpe 35 übertragen.
Das Gehäuse der Pumpe 35 steht entsprechend der Anordnung nach Fig. i durch eine
Leitung 13 mit dem Überhetzer und durch eine Leitung to mit dem Wasserraum
des Kessels in Verbindung. Zwischen die Gelenkwelle 33 und die Kreieelpumpe 35 ist
eine ausrückbare Kupplung 36 eingeschaltet, die durch einen schwenkbaren Hebel 37
betätigt wird. Dieser Hebel könnte z. B. mit dem Handzug des Lokomotivreglers verbunden'
sein. Man könnte aber auch zur Betätigung der ausrückbaren Kupplung 36 einen Druckkolben
vorsehen, der durch Dampf beaufschlagt wird. Die Zuführung dieses Dampfes könnte
z. B. in Abhängigkeit von der Bewegung des Mehrfachreglers der Lokomotive erfolgen,
und zwar so, daß bei sich schließendem oder geschlossenem Lokomotivregler der Dampf
dem Druckkolben zugeführt wird, der dann die Kupplung zwischen dein Laufradantrieb
und der Kreiselpumpe 35 einrückt..
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Die Einrichtung gemäß der Erfindung läßt sich auch in Verbindung mit
einem Mehrfachventilregler verwenden. Man braucht zu diesem Zweck z. B. im Gehäuse
des Reglers nur noch ein kleines Hilfsventil anzubringen, das etwa von der Nockenwelle
der Reglerventile aus . betätigt werden könnte. Die Anordnung könnte dabei so sein,
daß bei der Einleitung der Öffnungsbewegung der Reglerventile das Hilfsventil Dampf
in den Stutzen 24 einläßt, so daß der Steuerschieber 22 die in Fig. 5 gezeigte Stellung
einnimmt, während das Hilfsventil beim Einleiten der Schließbewegung der Reglerventile
die Dampfzufuhr zum Stutzen 24 unterbricht und dein Stutzen 25 Dampf zuführt, so
daß der Schieber 22 in die in Fig. 4 gezeigte Stellung übergeht.